1、第第2章章 砌体及其设计方法砌体及其设计方法 教学提示：本章叙述了砌体材料及其强度等级，介绍了教学提示：本章叙述了砌体材料及其强度等级，介绍了常见砌体的种类，较详细地叙述了砌体受压、受拉、受弯、常见砌体的种类，较详细地叙述了砌体受压、受拉、受弯、受剪的性能以及影响砌体抗压强度的主要因素，给出了砌体受剪的性能以及影响砌体抗压强度的主要因素，给出了砌体在各种受力条件下的强度计算公式。介绍了砌体的弹性模量、在各种受力条件下的强度计算公式。介绍了砌体的弹性模量、线膨胀系数及摩擦系数等变形及其他基本物理力学性能；简线膨胀系数及摩擦系数等变形及其他基本物理力学性能；简要叙述了砌体结构以概率理论为基础的极限
2、状态设计方法，要叙述了砌体结构以概率理论为基础的极限状态设计方法，以及砌体强度标准值和设计值的取值原则；最后介绍了砌体以及砌体强度标准值和设计值的取值原则；最后介绍了砌体结构的耐久性。结构的耐久性。教学要求：本章应让学生了解组成砌体的材料及其强度教学要求：本章应让学生了解组成砌体的材料及其强度等级与设计要求、砌体的种类以及砌体的各种物理力学性能，等级与设计要求、砌体的种类以及砌体的各种物理力学性能，重点掌握轴心受压砌体的破坏特征，深刻理解影响砌体抗压重点掌握轴心受压砌体的破坏特征，深刻理解影响砌体抗压强度的主要因素，能够正确选用砌体的各种强度值；了解极强度的主要因素，能够正确选用砌体的各种强度
3、值；了解极限状态设计方法和砌体结构耐久性的基本概念，掌握耐久性限状态设计方法和砌体结构耐久性的基本概念，掌握耐久性设计内容。设计内容。砌体材料：块体、砂浆砌体材料：块体、砂浆2.2.12.2.1块体及强度等级块体及强度等级1.1.块体块体常用的砌体块体有砖、砌块、石材。常用的砌体块体有砖、砌块、石材。砌体是由块体和砂浆粘结而成的复合体。砌体是由块体和砂浆粘结而成的复合体。2.1 砌体材料及强度等级砌体材料及强度等级砌体结构用砖：砌体结构用砖：1 1）烧结普通砖；）烧结普通砖；2 2）烧结多孔砖（）烧结多孔砖（M M、P P型砖）；型砖）；3 3）蒸压灰砂普通砖）蒸压灰砂普通砖；4 4）蒸压粉煤
4、灰普通砖；）蒸压粉煤灰普通砖；5 5）混凝土砖。）混凝土砖。（1）砖）砖 1)烧结普通砖烧结普通砖 原料：煤矸石、页岩、粉煤灰或粘土。原料：煤矸石、页岩、粉煤灰或粘土。烧结普通砖：烧结煤矸石砖、烧结页岩砖、烧结粉烧结普通砖：烧结煤矸石砖、烧结页岩砖、烧结粉煤灰砖和烧结粘土砖。煤灰砖和烧结粘土砖。标准砖尺寸：标准砖尺寸：24011553 mm。适用范围：适用范围：房屋上部及地下基础等。房屋上部及地下基础等。240墙180墙灰缝的厚度为灰缝的厚度为 2)2)烧结多孔砖烧结多孔砖 孔洞率不大于孔洞率不大于35%35%。承重多孔砖分为承重多孔砖分为P P型砖（型砖（2402401151159090）和
5、）和M M型砖（型砖（1901901901909090）；）；多孔砖优点：可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙多孔砖优点：可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙体造价，可减轻块体自重、增强墙体抗震性能。体造价，可减轻块体自重、增强墙体抗震性能。适用范围：适用范围：房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位）。房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位）。3)3)蒸压灰砂普通砖蒸压灰砂普通砖 4)4)蒸压粉煤灰普通砖蒸压粉煤灰普通砖蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖的规格尺寸同烧结普通蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖的规格尺寸同烧结普通砖。砖。5)5)混凝土砖混凝土砖 多孔砖的主要规格尺寸为多孔
6、砖的主要规格尺寸为240mm240mm115mm115mm90mm90mm、240mm240mm190mm190mm90mm90mm、190mm190mm190mm190mm190mm190mm等；实心砖的等；实心砖的主要规格尺寸为主要规格尺寸为240mm240mm115mm115mm53mm53mm、240mm240mm115mm115mm90mm90mm等，可替代粘土砖砌筑承重墙体。等，可替代粘土砖砌筑承重墙体。由普通混凝土或轻集料混凝土制成。由普通混凝土或轻集料混凝土制成。规格尺寸：规格尺寸：390mm390mm190mm190mm190mm190mm空空 心心 率：率：25%25%50
7、%50%的空心砌块的空心砌块混凝土小型砌块混凝土小型砌块 （2 2）砌块砌块（3 3）石材石材 石材按其加工后的外形规则程度，可分为毛石和料石石材按其加工后的外形规则程度，可分为毛石和料石两类。两类。毛石形状不规则，中部厚度不应小于毛石形状不规则，中部厚度不应小于200mm200mm，长度约，长度约300 mm300 mm400mm400mm。料石为比较规则的六面体，其截面高度与宽度不宜小料石为比较规则的六面体，其截面高度与宽度不宜小于于200mm200mm，且不宜小于长度的，且不宜小于长度的1/41/4；料石按加工平整程度不；料石按加工平整程度不同分为细料石、粗料石和毛料石同分为细料石、粗料
8、石和毛料石3 3种。种。2.2.块体的强度等级块体的强度等级 实心砖的强度等级是根据标准试验方法所得到的砖的实心砖的强度等级是根据标准试验方法所得到的砖的极限抗压强度极限抗压强度Mpa值来划分的，多孔砖强度等级的划分除值来划分的，多孔砖强度等级的划分除考虑抗压强度外，还应考虑抗折强度的要求。考虑抗压强度外，还应考虑抗折强度的要求。块体的强度等级用符号块体的强度等级用符号“MU”加相应数字表示，其数字加相应数字表示，其数字表示块体的强度大小，单位为表示块体的强度大小，单位为Mpa（即（即N/mm2）。）。烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级共分为烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级共分为5 5级，依次为
9、级，依次为MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15和和MU10MU10。蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖的强度蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖的强度等级共分为等级共分为3 3级，依次为级，依次为MU25MU25、MU20MU20和和MU15MU15。混凝土普通砖、混凝土多孔砖的强度等级共混凝土普通砖、混凝土多孔砖的强度等级共分为分为4 4级，依次为级，依次为MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20和和MU15MU15。（1）承重结构的块体的强度等级承重结构的块体的强度等级 混凝土砌块、轻集料混凝土砌块的强度等级混凝土砌块、轻集料混凝土砌块的强度等级共分
10、为共分为5 5级，依次为级，依次为MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10、MU7.5MU7.5和和MU5MU5。石材的强度等级石材的强度等级 共分为共分为7 7级，依次为级，依次为MU100MU100、MU80MU80、MU60MU60、MU50MU50、MU40MU40、MU30MU30和和MU20MU20（1）承重结构的块体的强度等级）承重结构的块体的强度等级立方体边长（立方体边长（mmmm）2001501007050 换算系数换算系数1.431.281.141.000.86表表2-1 2-1 石材强度等级的换算系数石材强度等级的换算系数 空心砖的强度等级共分为空心砖的强度等
11、级共分为4 4级，依次为级，依次为MU10MU10、MU7.5MU7.5、MU5MU5和和MU3.5MU3.5。轻集料混凝土砌块的强度等级共分为轻集料混凝土砌块的强度等级共分为4 4级，级，依次为依次为MU10MU10、MU7.5MU7.5、MU5MU5和和MU3.5MU3.5。（2）自承重墙的空心砖、轻集料混凝土砌块的强自承重墙的空心砖、轻集料混凝土砌块的强度等级度等级 2.2.1.2 1.2 砂浆砂浆的的种类和强度等级种类和强度等级 砂浆是由胶凝材料（如水泥、石灰等）及细骨砂浆是由胶凝材料（如水泥、石灰等）及细骨料（如粗砂、中砂、细砂）加水搅拌而成的粘结块体料（如粗砂、中砂、细砂）加水搅拌
12、而成的粘结块体的材料。的材料。砂浆的主要作用是：粘结块体，使单个块体形成砂浆的主要作用是：粘结块体，使单个块体形成受力整体；找平块体间的接触面，促使应力分布较为受力整体；找平块体间的接触面，促使应力分布较为均匀；充填块体间的缝隙，减少砌体的透风性，提高均匀；充填块体间的缝隙，减少砌体的透风性，提高砌块的隔热性和抗冻性能。对砂浆基本要求是强度、砌块的隔热性和抗冻性能。对砂浆基本要求是强度、可塑性和保水性。可塑性和保水性。1.砂砂浆的种类浆的种类 （1 1）水泥砂浆）水泥砂浆 （2 2）混合砂浆）混合砂浆 （3 3）非水泥砂浆）非水泥砂浆 （4 4）混凝土砌块）混凝土砌块（砖）专用砌筑砂浆砖）专用
13、砌筑砂浆 （5 5）蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖专用）蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖专用砌筑砂浆砌筑砂浆 砂浆的强度等级用符号砂浆的强度等级用符号“M M”、“MsMs”或或“MbMb”加相应数字表加相应数字表示，其数字表示砂浆的强度大小，单位为示，其数字表示砂浆的强度大小，单位为MpaMpa（即（即N/mmN/mm2 2）。）。（1 1）烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂普通砖和蒸压粉）烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体采用的普通砂浆强度等级共分为煤灰普通砖砌体采用的普通砂浆强度等级共分为5 5级，依次为级，依次为M15M15、M10M10、M7.5M7.5、M
14、5M5和和M2.5M2.5。（2 2）蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体采用的专用）蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体采用的专用砌筑砂浆强度等级共分为砌筑砂浆强度等级共分为4 4级，依次为级，依次为Ms15Ms15、Ms10Ms10、Ms7.5Ms7.5、Ms5Ms5。2.2.砂浆的强度等级砂浆的强度等级 （3 3）混凝土普通砖、混凝土多孔砖、单排孔混凝土砌块）混凝土普通砖、混凝土多孔砖、单排孔混凝土砌块和煤矸石混凝土砌块砌体采用的砂浆强度等级共分为和煤矸石混凝土砌块砌体采用的砂浆强度等级共分为5 5级，依级，依次为次为Mb20Mb20、Mb15Mb15、Mb10Mb10、Mb7.5Mb7
15、.5和和Mb5Mb5。（4 4）双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块砌体采用的砂浆）双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块砌体采用的砂浆强度等级共分为强度等级共分为3 3级，依次为级，依次为Mb10Mb10、Mb7.5Mb7.5和和Mb5Mb5。（5 5）毛料石、毛石砌体采用的砂浆强度等级共分为）毛料石、毛石砌体采用的砂浆强度等级共分为3 3级，级，依次为依次为M7.5M7.5、M5M5和和M2.5M2.5。（1 1）足够的强度；）足够的强度；（2 2）较好的可塑性；）较好的可塑性；（3 3）适当的保水性。）适当的保水性。3.对砂浆质量的要求对砂浆质量的要求 混凝土砌块灌孔混凝土是由水泥、集料、水以及混凝土
16、砌块灌孔混凝土是由水泥、集料、水以及根据需要掺入的掺和料和外加挤等组分，按一定比例，根据需要掺入的掺和料和外加挤等组分，按一定比例，采用机械搅拌后，用于浇注混凝土砌块砌体芯柱或其采用机械搅拌后，用于浇注混凝土砌块砌体芯柱或其他需要填实部位孔洞的混凝土。简称砌块灌孔混凝土。他需要填实部位孔洞的混凝土。简称砌块灌孔混凝土。砌块灌孔混凝土应具有较大的流动性，其坍落度砌块灌孔混凝土应具有较大的流动性，其坍落度应控制在应控制在200200250mm250mm，强度等级用，强度等级用“CbCb”表示。表示。2.1.3 2.1.3 砌块灌孔混凝土砌块灌孔混凝土 分类：砖砌体、砌块砌体及石砌体；分类：砖砌体、
17、砌块砌体及石砌体；无筋砌体和配筋砌体；无筋砌体和配筋砌体；承重砌体和非承重砌体。承重砌体和非承重砌体。砌筑目的：使块体均匀受力保证砌体的整体性，砌筑目的：使块体均匀受力保证砌体的整体性，使竖缝填满达到保温效果。使竖缝填满达到保温效果。砌筑要求：块体排列应横平竖直、上下错缝、内砌筑要求：块体排列应横平竖直、上下错缝、内外相互搭接。外相互搭接。2.2 2.2 砌体的种类砌体的种类1.1.砖砌体砖砌体 砖砌体在房屋建筑中广泛用于内外墙、柱、基础等承重砖砌体在房屋建筑中广泛用于内外墙、柱、基础等承重结构以及围护墙与隔墙等非承重结构等。结构以及围护墙与隔墙等非承重结构等。砌筑方法：一顺一丁、三顺一丁和梅
18、花丁。砌筑方法：一顺一丁、三顺一丁和梅花丁。2.2.1 2.2.1 无筋砌体无筋砌体图图2-3 2-3 实心砖墙的砌筑方式实心砖墙的砌筑方式 施工严禁：包心柱和不同强度等级砖块混用。施工严禁：包心柱和不同强度等级砖块混用。墙体尺寸：墙体尺寸：240mm240mm（一砖）、（一砖）、370mm370mm（一砖半）、（一砖半）、490mm490mm（二砖）（二砖）620mm620mm（二砖半）、（二砖半）、740 mm740 mm（三砖）。（三砖）。2.2.1 2.2.1 无筋砌体无筋砌体图图2-4 2-4 通缝示意图通缝示意图 图图2-6 包心砌法砌筑砖柱包心砌法砌筑砖柱 图图2-5 2-5 多
19、孔砖墙的砌筑方式多孔砖墙的砌筑方式 烧结多孔砖在砌筑时，其孔是沿竖向放置的。烧结多孔砖在砌筑时，其孔是沿竖向放置的。标准砌筑的墙体厚度为标准砌筑的墙体厚度为190mm190mm、240mm240mm、370mm370mm。由砌块和砂浆砌筑而成的砌体称为砌块砌体。由砌块和砂浆砌筑而成的砌体称为砌块砌体。目前国内外常用的砌块砌体以混凝土小型空心目前国内外常用的砌块砌体以混凝土小型空心砌块砌体为主，其中包括普通混凝土空心砌块砌体砌块砌体为主，其中包括普通混凝土空心砌块砌体和轻集料混凝土空心砌块砌体。和轻集料混凝土空心砌块砌体。2.2.砌块砌体砌块砌体 石砌体是由天然石材和砂浆（或混凝土）砌筑而成，分
20、为石砌体是由天然石材和砂浆（或混凝土）砌筑而成，分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体等。料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体等。料石砌体主要用于房料石砌体主要用于房屋建筑上部结构以及石拱桥、石坝、屋建筑上部结构以及石拱桥、石坝、渡槽和储液池等构筑物。毛石砌体砌筑基础、堤坝、城墙、挡渡槽和储液池等构筑物。毛石砌体砌筑基础、堤坝、城墙、挡土墙等。土墙等。3.3.石砌体石砌体图图2-7 2-7 石砌体石砌体网状配筋砌体网状配筋砌体 配筋目的：提高砌体强度、减少截面尺寸、增加砌体结构配筋目的：提高砌体强度、减少截面尺寸、增加砌体结构（或构件）的整体性。（或构件）的整体性。1.1.网状配筋砌体网状配筋砌
21、体 网状配筋砌体又称横向配筋砌体，是砖柱或砖墙中每隔网状配筋砌体又称横向配筋砌体，是砖柱或砖墙中每隔几皮砖在其水平灰缝中设置直径为几皮砖在其水平灰缝中设置直径为3 34mm4mm的方格网式钢筋网的方格网式钢筋网片。片。2.2.22.2.2配筋砌体配筋砌体组合砖砌体构件截面组合砖砌体构件截面2.2.组合砖砌体组合砖砌体 组合砖砌体是由砖砌体和钢筋混凝土面层或配组合砖砌体是由砖砌体和钢筋混凝土面层或配筋砂浆面层组成的构件，可以承受较大的偏心轴压力。筋砂浆面层组成的构件，可以承受较大的偏心轴压力。砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙截面砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙截面 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙是在
22、砖砌体砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙是在砖砌体中每隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱，并在各层中每隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱，并在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁。楼盖处设置钢筋混凝土圈梁。3.3.砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 配筋砌块砌体是在混凝土空心砌块砌体的水平配筋砌块砌体是在混凝土空心砌块砌体的水平灰缝中配置水平钢筋，在孔洞中配置竖向钢筋并用灰缝中配置水平钢筋，在孔洞中配置竖向钢筋并用混凝土灌实的一种配筋砌体。混凝土灌实的一种配筋砌体。图图2-82-8配筋砌块砌体配筋砌块砌体 4.4.配筋砌块砌体配筋砌块砌体 矿渣矿渣混凝土墙板、空心混凝土墙板、振动砖墙混凝
23、土墙板、空心混凝土墙板、振动砖墙板及整体混凝土墙板。板及整体混凝土墙板。混凝土空心墙板混凝土空心墙板振动砖墙板振动砖墙板 2.2.3 2.2.3 墙板墙板2.3 2.3 砌体的受压性能砌体的受压性能2.3.1 2.3.1 砌体的受压破坏特征砌体的受压破坏特征图图2-9 2-9 轴心受压砌体的破坏形态轴心受压砌体的破坏形态 1.单块砖在砌体内并非均匀受压单块砖在砌体内并非均匀受压 砖块受压面并不完全规则平整，砖与上下层的砂浆不饱满，砖块受压面并不完全规则平整，砖与上下层的砂浆不饱满，砖在砌体中实际上处于受弯、受剪和局部受压的复杂应力状态，砖在砌体中实际上处于受弯、受剪和局部受压的复杂应力状态，因
24、此砌体的抗压强度比砖的抗压强度低。因此砌体的抗压强度比砖的抗压强度低。2.3.2 2.3.2 砌体的受压应力状态砌体的受压应力状态图图2-10 2-10 砌体内砖的受力状态示意图砌体内砖的受力状态示意图 砖的弹性模量大、砂浆的弹性模量小。单块砖在砌体中砖的弹性模量大、砂浆的弹性模量小。单块砖在砌体中处于压，弯，剪及拉的复合应力状态，其抗压强度降低；而处于压，弯，剪及拉的复合应力状态，其抗压强度降低；而砂浆处于三向受压状态，抗压强度提高。砂浆处于三向受压状态，抗压强度提高。图图2-12 2-12 砂浆对砖的作用力砂浆对砖的作用力 2.砌体横向变形时砖和砂浆存在交互作用。砌体横向变形时砖和砂浆存在
25、交互作用。图图2-11 2-11 砖、砂浆的受压应力砖、砂浆的受压应力-应变曲线应变曲线 砌体的竖向灰缝不饱满、不密实，易在竖向灰砌体的竖向灰缝不饱满、不密实，易在竖向灰缝上产生应力集中，同时竖向灰缝内的砂浆和砖的缝上产生应力集中，同时竖向灰缝内的砂浆和砖的粘结力也不能保证砌体的稳定性。因此，在竖向灰粘结力也不能保证砌体的稳定性。因此，在竖向灰缝上的砖内将产生拉应力和剪应力的集中，从而加缝上的砖内将产生拉应力和剪应力的集中，从而加快砖的开裂，引起砌体强度的降低。快砖的开裂，引起砌体强度的降低。3.3.竖向灰缝的应力集中竖向灰缝的应力集中 1.块体与砂浆的等级强度块体与砂浆的等级强度 块体与砂浆
26、的等级是确定砌体强度最重要的因素，单个块体的抗压，抗弯强度在某种层度上决定了砌体的强度。块体和砂浆的强度越高、则砌体强度也越高块体和砂浆的强度越高、则砌体强度也越高 2.3.32.3.3影响砌体抗压强度的因素影响砌体抗压强度的因素 块体的尺寸，几何形状及表面的平整程度对砌体的抗压强度有较大影响。块体块体高度大，砌体强度高；长度大，砌体高度大，砌体强度高；长度大，砌体强度低；表面平整，砌体强度高。强度低；表面平整，砌体强度高。2.块体的尺寸与形状块体的尺寸与形状 砂浆的流动性和保水性好时，容易形成厚度和密实性较均匀的灰缝，因而减少单块砖内的弯剪应力，而提高砌体强度。砂浆性质砂浆性质变形越大，砌体
27、强度越低；变形越大，砌体强度越低；砂浆的流动性砂浆的流动性流动性差，砌体强度降低；流动性差，砌体强度降低；砂浆的弹性模量砂浆的弹性模量弹性模量越大，砌体强度越高。弹性模量越大，砌体强度越高。同一强度等级的混合砂浆砌筑的砌体强度要比相应纯水同一强度等级的混合砂浆砌筑的砌体强度要比相应纯水泥砂浆砌体高。泥砂浆砌体高。3.3.砂浆的流动性、保水性及弹性模量的影响砂浆的流动性、保水性及弹性模量的影响 砂浆铺砌饱满、均匀，可改善块体在砌体中的受力性能，使之较均匀的受压而提高砌体的抗压强度；反之，降低砌体强度。错缝搭接、砂浆均匀、灰缝饱满。错缝搭接、砂浆均匀、灰缝饱满。砖墙水平灰缝饱满程度不得低于砖墙水平
28、灰缝饱满程度不得低于80%80%，砖柱水平灰缝和竖，砖柱水平灰缝和竖向灰缝饱满度不得低于向灰缝饱满度不得低于90%90%；混凝土砌块砌体水平灰缝和竖向；混凝土砌块砌体水平灰缝和竖向灰缝的砂浆饱满度，应按净面积计算不得低于灰缝的砂浆饱满度，应按净面积计算不得低于90%90%；灰缝厚度；灰缝厚度以以101012mm12mm为宜。为宜。4.砌筑质量与灰缝的厚度砌筑质量与灰缝的厚度2.3.42.3.4砌体抗压强度的计算砌体抗压强度的计算 砌体的轴心抗压强度平均值的计算公式为砌体的轴心抗压强度平均值的计算公式为 2211)07.01(kffkfm式中式中 m m砌体轴心抗压强度平均值（砌体轴心抗压强度平
29、均值（MpaMpa）；）；1 1 块体抗压强度平均值（块体抗压强度平均值（MpaMpa）；）；2 2 砂浆抗压强度平均值（砂浆抗压强度平均值（MpaMpa）；）；k k1 1、与块体类别及砌体类别有关的系数，其取与块体类别及砌体类别有关的系数，其取值见表值见表2-22-2；k k2 2 砂浆强度影响的修正系数，其取值见表砂浆强度影响的修正系数，其取值见表2-22-2。砌体大多数用来承受压力，以充分利用其抗压砌体大多数用来承受压力，以充分利用其抗压性能；但也有用于受拉、受弯、受剪的情况，比如性能；但也有用于受拉、受弯、受剪的情况，比如圆形水池的池壁上存在拉力，档土墙受到土侧压力圆形水池的池壁上存
30、在拉力，档土墙受到土侧压力形成的弯矩作用，砌体过梁在自重和楼面荷载作用形成的弯矩作用，砌体过梁在自重和楼面荷载作用下受到的弯、剪作用，拱支座处的剪力作用等。下受到的弯、剪作用，拱支座处的剪力作用等。2.4 2.4 砌体的受拉、受弯、受剪性能砌体的受拉、受弯、受剪性能 破坏形态：沿齿缝破坏破坏形态：沿齿缝破坏 砌体的抗拉强度主要取决块体与砂浆的连接面的粘结强度，并与砌体的抗拉强度主要取决块体与砂浆的连接面的粘结强度，并与齿缝破坏面水平灰缝的总面积有关，由于块体与砂浆间的粘结强度取齿缝破坏面水平灰缝的总面积有关，由于块体与砂浆间的粘结强度取决于砂浆强度等级，决于砂浆强度等级，故此时的砌体的轴心抗拉
31、强度可由砂浆的等级来故此时的砌体的轴心抗拉强度可由砂浆的等级来确定。确定。沿砌体（块体）截面破坏沿砌体（块体）截面破坏 当块体的强度等级较低，而砂浆强度等当块体的强度等级较低，而砂浆强度等级较高时，砌体则可能沿块体与竖向灰缝截级较高时，砌体则可能沿块体与竖向灰缝截面破坏。此时，砌体的轴心抗拉强度取决于面破坏。此时，砌体的轴心抗拉强度取决于块体的强度等级。块体的强度等级。2.4.12.4.1砌体的轴心受拉性能砌体的轴心受拉性能图图2-13 2-13 砌体轴心受拉的破坏形态砌体轴心受拉的破坏形态式中式中 t,mt,m砌体轴心抗拉强度平均值（砌体轴心抗拉强度平均值（MpaMpa）；2 2 砂浆的抗压
32、强度平均值（砂浆的抗压强度平均值（MpaMpa）；）；k k3 3与块体类别有关的参数，见表与块体类别有关的参数，见表2-32-3。(2-2)规范规范规定砌体沿齿缝截面破坏的轴心抗拉强度规定砌体沿齿缝截面破坏的轴心抗拉强度平均值计算公式为：平均值计算公式为：23,fkfmt2.4.2 2.4.2 砌体的受弯性能砌体的受弯性能图图2-14 2-14 砌体的受弯破坏砌体的受弯破坏 破坏形态：破坏形态：与砂浆的强度等级有关。与砂浆的强度等级有关。沿通缝破坏：沿通缝破坏：故也与砂浆的强度等级有关。故也与砂浆的强度等级有关。沿砌体与竖向缝破坏：沿砌体与竖向缝破坏：主要取决于块体强度等级。主要取决于块体强
33、度等级。规范规范规定砌体沿齿缝与沿通缝截面受弯破坏时的弯规定砌体沿齿缝与沿通缝截面受弯破坏时的弯曲抗拉强度平均值计算公式为：曲抗拉强度平均值计算公式为：式中式中 tm，m砌体弯曲抗拉强度平均值（砌体弯曲抗拉强度平均值（MpaMpa）；2 砂浆的抗压强度平均值（砂浆的抗压强度平均值（MpaMpa）；）；k4与块体类别有关的参数，见表与块体类别有关的参数，见表2-32-3；(2-3)24,fkfmtm 砌体结构中的受剪构件：门窗过梁、拱过梁、墙体的过砌体结构中的受剪构件：门窗过梁、拱过梁、墙体的过梁等。梁等。砌体在受剪时，可发生沿阶梯形截面的受剪破坏、沿通砌体在受剪时，可发生沿阶梯形截面的受剪破坏
34、、沿通缝截面的受剪破坏及沿块体截面或灰缝的受剪破坏。缝截面的受剪破坏及沿块体截面或灰缝的受剪破坏。2.4.3 2.4.3 砌体的受剪性能砌体的受剪性能图图2-15 2-15 砌体的受剪破坏砌体的受剪破坏 规范规范规定砌体的抗剪强度平均值计算公式为：规定砌体的抗剪强度平均值计算公式为：式中式中 v，m砌体抗剪强度平均值（砌体抗剪强度平均值（Mpa）；2 2 砂浆的抗压强度平均值（砂浆的抗压强度平均值（Mpa）；）；k k5 5与块体类别有关的参数，见表与块体类别有关的参数，见表3-33-3。(2-4)25,fkfmV2.5 2.5 砌体的变形和其他性能砌体的变形和其他性能 2.5.12.5.1砌
35、体的弹性模量砌体的弹性模量 研究弹性模量的目的在于掌握应力研究弹性模量的目的在于掌握应力应变关系。应变关系。主要用主要用于计算砌体构件在荷载作用下的变形，是衡量砌体抵抗变形于计算砌体构件在荷载作用下的变形，是衡量砌体抵抗变形能力的一个物理量。能力的一个物理量。mf1ln1（2-5）式中式中 m砌体抗压强度平均值（砌体抗压强度平均值（MpaMpa）；）；砌体变形的弹性特征系数，主要与砂浆的强砌体变形的弹性特征系数，主要与砂浆的强度等级有关。度等级有关。图图2-16 2-16 砖砌体的变形性能砖砌体的变形性能 mmfdfd111mmffddE1对（对（2-52-5）式求导：）式求导：（2-6）当当
36、 时，由式（时，由式（2-62-6）可得砌体的初始弹性模量）可得砌体的初始弹性模量0mfmfE0（2-7）(2-8)08.0 EE(2-9)工程应用时一般取工程应用时一般取=0.43fm时的割线模量作为砌体时的割线模量作为砌体的弹性模量的弹性模量mmffE8.057.0ln143.043.043.0比较式（比较式（2-7）和式（）和式（2-8），则可得），则可得 为便于应用，现行为便于应用，现行规范规范对砌体受压弹性模量采用对砌体受压弹性模量采用了更为简化的结果，按砂浆的不同强度等级，取弹性模量了更为简化的结果，按砂浆的不同强度等级，取弹性模量与砌体的抗压强度设计值成正比关系。而对于石材抗压强
37、与砌体的抗压强度设计值成正比关系。而对于石材抗压强度和弹性模量均远高于砂浆相应值的石砌体，砌体的受压度和弹性模量均远高于砂浆相应值的石砌体，砌体的受压变形主要集中在灰缝砂浆中，故石砌体弹性模量可仅按砂变形主要集中在灰缝砂浆中，故石砌体弹性模量可仅按砂浆的强度等级来确定。各类砌体的弹性模量见表浆的强度等级来确定。各类砌体的弹性模量见表2-42-4。在设计中计算墙体在水平荷载作用下的剪切变形或对在设计中计算墙体在水平荷载作用下的剪切变形或对墙体进行剪力分配时，需要用到砌体的剪变模量。墙体进行剪力分配时，需要用到砌体的剪变模量。式中式中 材料的泊松系数，一般为材料的泊松系数，一般为0.10.10.2
38、0.2，因此，因此，规范规范近似取近似取 G=0.4E。（2-9）)1(2EGEEG)43.038.0()1(2 2.5.22.5.2砌体的剪变模量砌体的剪变模量 砌体浸水时体积膨胀，失水时体积干缩，而且收缩变形砌体浸水时体积膨胀，失水时体积干缩，而且收缩变形较膨胀变形大的多，因此工程对砌体的干缩变形十分重视。较膨胀变形大的多，因此工程对砌体的干缩变形十分重视。2.5.32.5.3砌体的线膨胀系数和收缩率砌体的线膨胀系数和收缩率 在砌体结构的抗滑移和抗剪承载力计算中要用到砌体摩在砌体结构的抗滑移和抗剪承载力计算中要用到砌体摩擦系数，其值与摩擦面的材料和潮湿程度有关。擦系数，其值与摩擦面的材料和
39、潮湿程度有关。2.5.42.5.4砌体的摩擦系数砌体的摩擦系数 2.6 砌体结构设计方法砌体结构设计方法 2.6.1承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式 砌体结构按承载能力极限状态设计的表达式为：砌体结构按承载能力极限状态设计的表达式为：（1）当可变荷载多于一个时，应按下列公式中最不利组合进）当可变荷载多于一个时，应按下列公式中最不利组合进行计算行计算 )4.12.1(210QikciniQiLkQLGkSSS)(，kafR)4.135.1(10niQikciLGkSS)(，kafR (2)当仅有一个可变荷载时，应按下列公式中当仅有一个可变荷载时，应按下列公式中最不利组合进行计
40、算最不利组合进行计算)4.12.1(0QkLGkSS)4.135.1(0QkcLGkSS)(，kafR)(，kafR （3）当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性时，）当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性时，例如倾覆、滑移、漂浮等，应按下列公式中最不利组合进行例如倾覆、滑移、漂浮等，应按下列公式中最不利组合进行验算验算 式中式中 SG1k起有利作用的永久荷载标准值的效应；起有利作用的永久荷载标准值的效应；SG2k起不利作用的永久荷载标准值的效应。起不利作用的永久荷载标准值的效应。)4.12.1(2120niQikLkQLkGSSSkGS18.0)4.135.1(120niQikciLkG
41、SS kGS18.0q1q26m2mBC 例例1 1 求悬臂外伸梁的跨中最大弯矩求悬臂外伸梁的跨中最大弯矩 条件：某悬臂外伸梁如图所示，跨度条件：某悬臂外伸梁如图所示，跨度6m6m，伸臂的外挑，伸臂的外挑长度为长度为2m2m，承受永久荷载标准值，承受永久荷载标准值g gk k=20kN/m=20kN/m，可变荷载标，可变荷载标准值准值q qk k=10kN/m=10kN/m，组合值系数为，组合值系数为0.70.7。要求：要求：ABAB跨中的最大弯矩。跨中的最大弯矩。AB跨的荷载：跨的荷载：1.2 20+1.420+1.410=3810=38kN/m 1.35 20+1.4 20+1.4 0.7
42、0.710=36.810=36.8kN/m取取q1=3838kN/m。BC跨的荷载：取跨的荷载：取q2=1.0 20=2020=20kN/m R RA A=（0.5 0.5 38 38 6 62 20.5 0.5 20 20 2 22 2）/6=107.33kN/6=107.33kN X=R X=RA A/38=107.33/38=2.824m/38=107.33/38=2.824m M Mmax=R=RA A X X 0.5 0.5 38 38 X X2 2 =107.33 =107.33 2.824 2.824 0.5 0.5 2.5242.5242 2 =151.57kNm =151.5
43、7kNm 1.砌体的强度标准值砌体的强度标准值 砌体的强度标准值应具有不小于砌体的强度标准值应具有不小于95%的保证率，即按的保证率，即按下式计算下式计算式中式中 fk砌体的强度标准值；砌体的强度标准值；fm砌体的强度平准值；砌体的强度平准值；f砌体强度的标准差；砌体强度的标准差；f砌体强度的变异系数。砌体强度的变异系数。fmfmkfff645.11645.12.6.2 砌体的强度标准值和设计值砌体的强度标准值和设计值 砌体的抗压强度设计值砌体的抗压强度设计值f是砌体强度标准值是砌体强度标准值fk除以材料除以材料性能分项系数性能分项系数f，按下式计算，按下式计算式中式中 f砌体的抗压强度设计值
44、；砌体的抗压强度设计值；f砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜按施工质量控制等级为按施工质量控制等级为B级考虑，取级考虑，取f=1.6；当为；当为C级时，级时，f=1.8；当为；当为A级时，级时，f=1.5。fkff 2.2.砌体的抗压强度设计值砌体的抗压强度设计值 砌体工程施工质量验收规范砌体工程施工质量验收规范根据施工现场的质量管根据施工现场的质量管理、砂浆和混凝土强度、砂浆拌合方式、砌筑工人技术等级理、砂浆和混凝土强度、砂浆拌合方式、砌筑工人技术等级等方面的综合水平，把砌体施工质量控制等级分为等方面的综合水平，把砌体施工质量控制等级分为A、
45、B、C三级。三级。龄期为龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体抗压强度设计值，的以毛截面计算的各类砌体抗压强度设计值，当施工质量控制等级为当施工质量控制等级为B级时，应根据块体和砂浆的强度等级时，应根据块体和砂浆的强度等级分别按表级分别按表2-72-13采用。当施工质量控制等级为采用。当施工质量控制等级为C级时，级时，表中数值应乘以调整系数表中数值应乘以调整系数a=1.6/1.8=0.89；当施工质量控制；当施工质量控制等级为等级为A级时，可将表中砌体强度设计值提高级时，可将表中砌体强度设计值提高5%。根据试验和结构可靠度分析结果，根据试验和结构可靠度分析结果，砌体结构设计规范砌体结构设计规范规
46、定，龄期为规定，龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体的轴心抗拉强的以毛截面计算的各类砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值，当施工度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值，当施工质量控制等级为质量控制等级为B级时，按表级时，按表2-14采用。采用。表表2-14为沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设为沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值。计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值。3.3.砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度设计值砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度设计值 单排孔混凝土砌块对孔砌筑时单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌
47、孔砌体的抗压强度设计值，灌孔砌体的抗压强度设计值fg应应按下式计算按下式计算 式中式中 fg 灌孔混凝土砌块砌体的抗压强度设计值，灌孔混凝土砌块砌体的抗压强度设计值，并不应大于并不应大于未灌孔砌体抗压强度设计值的未灌孔砌体抗压强度设计值的2倍；倍；f未灌孔砌体的抗压强度设计值，查未灌孔砌体的抗压强度设计值，查2-10表；表；fc 灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；a 砌块砌体中灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值；砌块砌体中灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值；混凝土砌块的孔洞率；混凝土砌块的孔洞率；混凝土砌块的灌孔率，系截面灌孔混凝土面积和截面混凝土砌块的灌孔率，系截面
48、灌孔混凝土面积和截面孔洞面积的比值，不应小于孔洞面积的比值，不应小于33%。fffcg6.04.4.灌孔砌块砌体的抗压强度和抗剪强度设计值灌孔砌块砌体的抗压强度和抗剪强度设计值 混凝土砌块砌体的灌孔混凝土要求有较好的流动性，其混凝土砌块砌体的灌孔混凝土要求有较好的流动性，其强度等级不应低于强度等级不应低于Cb20，且不应低于，且不应低于1.5倍的块体强度等级。倍的块体强度等级。灌孔混凝土的强度等级灌孔混凝土的强度等级Cb20等同于对应的混凝土强度等级等同于对应的混凝土强度等级C20的强度指标。的强度指标。单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪强度设单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪
49、强度设计值计值fvg，应按下式计算，应按下式计算 55.02.0gvgff式中式中 fg 灌孔砌体的抗压强度设计值（灌孔砌体的抗压强度设计值（MPa）。）。5.砌体强度设计值的调整系数砌体强度设计值的调整系数 2.7 砌体结构的耐久性砌体结构的耐久性 2.7.1砌体结构耐久性的概念与影响因素砌体结构耐久性的概念与影响因素 1.砌体结构耐久性的概念砌体结构耐久性的概念 砌体结构的耐久性是指结构在规定的工作环境中，在砌体结构的耐久性是指结构在规定的工作环境中，在预定的设计使用年限内，在正常维护条件下不需要进行预定的设计使用年限内，在正常维护条件下不需要进行大修或加固就能完成预定功能要求的能力。大修
50、或加固就能完成预定功能要求的能力。建筑结构可靠度设计统一标准建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2019首首次提出了建筑结构的设计使用年限，见表次提出了建筑结构的设计使用年限，见表2-16。2.影响砌体结构耐久性的因素影响砌体结构耐久性的因素 可分为内部和外部两方面。内部因素有砌体可分为内部和外部两方面。内部因素有砌体材料的强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、材料的强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、标号和用量、氯离子及碱含量、外加剂等；外部标号和用量、氯离子及碱含量、外加剂等；外部因素主要有环境温度、湿度、因素主要有环境温度、湿度、CO2含量、侵蚀性含量、侵蚀性介质、水、冻融及磨损等。
