上海师范砌体结构

《上海师范砌体结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海师范砌体结构（105页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、砌 体 结 构,主讲：韩燕 Tel:13513477498,砌块,砖、石,用砂浆粘结,砌体,砌体结构,（砖石结构）,混合结构,第一章 绪论,第二章 砌体材料及其力学性能,第三章 砌体结构的强度计算指标,第四章 无筋砌体构件的承载力计算,第七章 混合结构房屋其他结构构件设计,第五章 混合结构房屋的墙、柱设计,砌体结构的特点 优点： 主要材料来源方便，易于就地取材 良好的耐火性，保温、隔热、隔声 化学稳定性、大气稳定性 施工时不需要特别的技术设备 造价低 抗压强度远大于抗拉、抗剪强度 缺点： 强度低，需采用较大截面尺寸，尺寸大自重大 抗拉、抗弯、抗剪强度低，抗震性能差 手工砌筑，劳动量大，生产效率

2、低 粘土砖浪费大量农田 示例： 古： 今：,第一章 绪论,国外砌体结构发展现状 前苏联是世界上最早建立砌体结构理论和设计方法的国家 我国砌体结构的最新发展 制定了相应的砌体结构设计规范，给出了在设计中采用 以概率论为基础的极限状态设计方法，并以分项系数的设计表达 式进行计算。 砌体结构的发展方向 积极开发节能环保型的新型建材 发展高强砌体材料 继续加强配筋砌体和预应力砌体的研究 加强砌体结构理论的研究,第一章 绪论,第二章 砌体材料及其力学性能,2-1 块体,烧结砖的物理特征,蒸压砖与混凝土砖的物理特征,砌块的物理特征,加气混凝土砌块 加气混凝土、泡沫混凝土 围护结构,石材的物理特征,块材的强

3、度等级,2-2 砂浆和灌孔混凝土,水泥砂浆：水泥砂水（强度高，耐久；和易性、保水性差）,混合砂浆：掺有熟化石灰膏的水泥砂浆（和易、保水性好；地上）,材料组成：胶结料、细集料、掺合料、外加剂、水,作用：粘结，衬垫，应力传递；隔气，保温,指标：强度等级；稠度（和易性、流动性），分层度（保水性）,种类：水泥砂浆、混合水泥砂浆，石灰砂浆；专用砂浆,专用砂浆：专门用于砌筑非烧结块材的砂浆,石灰砂浆：石灰+砂（柔性；临时性砌体用）,砂浆,专用砂浆,混凝土小型空心砌块和混凝土砖专用灌孔混凝土,砂浆强度等级,对于蒸压砖：Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5.0,对于混凝土砖、砌块：Mb20、Mb15、Mb1

4、0、Mb7.5、Mb5,轻集料混凝土砌块专用：Mb10、Mb7.5、Mb5,对于石砌体：M7.5、M5、M2.5,对于烧结砖： M15、M10、M7.5、M5、M2.5,对于施工阶段新砌砌体（砂浆尚未硬化时）：强度为零,以70.7mm 70.7mm 70.7mm的立方体标准试块,块材和砂浆的选择,“因地制宜，就地取材”，尽量选择当地性能良好的块材和砂浆材料,根据设计计算选择强度等级适宜的块材和砂浆，以满足承载力的要求,保证砌体的耐久性,地面以下或防潮层以下的砌体， 潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级尚应符合表1的要求,耐久性：保证砌体在长期使用过程中具有足够的承载力和正常使用性能,表1 地面

5、以下或潮湿层以下的砌体，潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级,潮湿程度,稍潮湿的,很潮湿的,含水饱和的,烧结普通砖,混凝土砌块,石材,水泥砂浆,MU15,MU20,MU20,MU20,MU20,MU25,MU7.5,MU10,MU15,MU30,MU30,MU40,M5,M7.5,M10,混凝土普通砖 蒸压普通砖,2-3 砌体的分类和应用,配筋混凝土空心砌块砌体,烧结普通砖 烧结多孔砖 混凝土砖 混凝土多孔砖 非烧结硅酸盐砖,混凝土小型空心砌块 轻骨料混凝土小型空心砌块,料石砌体，毛石砌体 毛石混凝土砌体,网状配筋砖砌体,配筋砌体横向配筋砌体,配筋砌体组合砖砌体,外包式组合砖砌体,内嵌式组合砖

6、砌体,配筋砌体配筋混凝土空心砌块砌体,24砌体的受压性能,引言 砌体的受压工作性能与单一匀质材料有明显区别，由于砂浆铺砌不均匀等因素，块体的抗压强度不能充分发挥，使砌体的抗压强度一般低于单个块体的抗压强度。,从砌体开始受压到单块砖出现裂缝。出现第一条（或第一批）裂缝时的荷载约为破坏荷载的50%70%，此时如果荷载不增加，裂缝也不会继续扩大,随着荷载的继续增加，原有裂缝不断扩展，同时产生新的裂缝，这些裂缝沿竖向形成通过几皮砖的连续裂缝（通缝）。此时即使荷载不再增加，裂缝仍会继续发展，其荷载约为破坏荷载的80%90%,再增加荷载，裂缝迅速开展，其中几条连续的竖向裂缝把砌体分割成一个个单独的半砖小柱

7、，整个砌体明显向外鼓出。最终砌体丧失承载力而破坏,砌体受压试验研究,试块：240mm*370mm*720mm,单砖在砌体中受力状态分析,1、裂缝首先在单块砖中出现,2、砖柱的抗压强度远小于砖的抗压强度,结论,1)单砖处于压、弯、剪复合受力状态 2)砌体竖向受压时，要产生横向变形，块体和砂浆相互约束 3)砌体的竖向灰缝不可能完全填满，截面积减损、粘结力不能保证，其上砖内产生横向拉应力和剪应力的应力集中，引起砌体强度的降低。,为什么？,砌体的抗压强度块体的抗压强度 （MU30，M15 3.94MPa）,块体受力复杂 受压强度不能充分发挥,影响砌体抗压强度的主要因素,1. 块体和砂浆的强度 2. 块

8、体形状、尺寸、平整度 3. 砂浆的性能 4. 砌筑质量,块体和砂浆的强度（最主要的因素）,块体强度(以砖为例)： 砖强度与砖砌体强度之间有很大的区别砖不平整，砂浆厚度与密实度不均匀，砖与砂浆横向变形能力差异，竖向灰缝上砖内的应力集中，试验上的差异(尺寸效应、砂浆材料)等。 砌体强度与砖强度的方根成正比。砖的强度越高，砌体的抗压强度也越高，但在砌体中的利用率越低，一般在15-60之间变化。 砂浆强度： 当砖强度一定时，砌体强度随砂浆强度而线形增长(不成正比，砌体强度的增长落后砂浆强度的增长很多)。砂浆的强度越高，砖在砌体中的利用率越高。,块体形状、尺寸、平整度,尺寸：高度，长度弯剪应力，强度（

9、） 形状与平整度弯剪应力，强度,砂浆的性能,砌筑质量,砌筑质量有助于改善砌块的受力性能： 润砖增加粘结力 水平灰缝的厚度控制砂浆的横向变形，8-12mm 水平灰缝的饱满度 水平灰缝的平整度 竖向灰缝的饱满度 搭砌方式一顺一丁，梅花丁，三顺一丁的砌筑方法质量较好，不得采用包心砌法 施工质量控制等级一般多层房屋按B级控制，配筋砌体不允许采用C级,各类砌体的抗压强度平均值,k2 砂浆强度影响的修正系数, ,k1 与块体类别有关的参数,fm 砌体轴心抗压强度平均值（MPa）,f1、f2 分别为块体、砂浆的抗压强度平均值（MPa）,注1 k2在表列条件以外时均等于1。 2 混凝土砌块砌体的轴心抗压强度平

10、均值当f210MPa时，应乘系数1.1-0.01f2，MU20的砌体应乘系数0.95，且满足f1f2，fl20MPa 。,公式特点,(1)主要取决因素-f1-fm与f1的方根成正比(以砖砌体为例) 1)砖强度的利用率随砖强度的提高而降低 常用材料范围内，砖强度的利用率在15-60之间，并随砖强度 的提高而降低，砖强度提高4倍，砌体强度只提高2倍。 2)砂浆的强度越高，砖强度的利用率越高,(2)其次影响因素-f2 1)低强度砂浆中，砖强度的利用率很低 2)砌体强度随砂浆强度而线性增长，但砌体强度的增长落后于砂浆 强度的增长很多。 如：f2=1MPa，fm=0.835f1； f2=15MPa，fm

11、=1.6f1 即f2增加15倍，fm仅增加1.92倍。 (3)k1与 (4)k2 低强度砂浆横向变形大，故修正。,公式特点,25砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能,砌体的抗拉性能 计算中仅考虑水平灰缝中的粘结力，而不考虑竖向灰缝的粘结力。,b) 沿块体和竖缝,c) 沿通缝 不允许出现,抗弯,a)沿齿缝截面 b)沿块体和竖向灰缝截面 c) 沿通缝,沿阶梯形缝破坏是地震中墙体最常见的破坏形式,a) 沿水平灰缝,b) 沿齿缝,c) 沿阶梯形缝,抗剪,砌体拉、弯、剪平均强度计算公式,26砌体的变形性能,1.短期一次加载下的应力应变曲线 2.砌体在长期荷载作用下的变形 3.砌体的变形模量 4.砌体的切变模量 5

12、.砌体的线膨胀系数、收缩率和摩擦因数,短期一次加载下的应力应变曲线,砌体是弹塑性材料，从受压一开始，应力应变就不成直线变化。 随着荷载的增加，变形增长逐渐加快。在接近破坏时，荷载很少增 加，而应变急剧增长。所以对砌体来说，应力应变是一种曲线变化规 律。,短期一次加载下的应力应变曲线的关系式,砌体在长期荷载作用下的变形,瞬时变形 变形 徐变变形,时间,砌体在长期荷载作用下的变形,影响因素：,与砌体承受的不变应力有关 与加载时砌体的龄期有关 与砌体种类有关 砂浆层的厚度不宜过大,砌体的变形模量,切线弹性模量Et,初始弹性模量E0,割线弹性模量E,Et反应了砌体受荷任意应力状况应力和应变的关系，常用

13、于研究砌体材料的力学性能，在工程设计中不便应用,工程中（除石砌体） 取：E=0.8E0作为 砌体的弹性模量,E0反应了砌体应力很小时应力和应变的关系，常用于研究砌体材料的力学性能，在工程设计中不便应用,砌体弹性模量（MPa）,砌体的切变模量,G =E/2(1+) 式中： 泊松系数，一般砖砌体取0.15。 则 G =E/2(1+)=0.43E 规范近似取： G=0.4E,砌体的线膨胀系数、收缩率和摩擦因数,砌体的线膨胀系数 温度变化引起砌体膨胀、收缩变形。当这种变形受到约束时，砌体 会产生附加内力、附加变形及裂缝。当计算这种附加内力及变形裂缝 时，砌体的线膨胀系数是重要的参数。 砌体的收缩率 砌

14、体吸水膨胀，失水干缩，产生变形。对于烧结块材砌体，干缩变 形较小，而非烧结块材砌体，如混凝土砌块、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰 砖等砌体，则会产生较大的干缩变形，其特点是早期发展快，28d大约完 成50%，以后逐渐变慢至几年后停止。干缩后的材料在受潮后仍然会发生 膨胀，失水后再次发生干缩变形(其收缩率约为第一次的80%)。 因干缩变形造成的墙体裂缝有时是相当严重的，不可忽视。 砌体的摩擦系数 滑移面因法向压力而产生摩擦阻力。摩擦阻力的大小与法向压力及 摩擦系数有关。摩擦系数的大小与摩擦面的材料及其干湿状态有关。,承载能力极限状态设计基本原则,设计原则,第三章 砌结构的强度计算指标,承载力设计时荷载效

15、应最不利组合,由可变荷载效应控制的组合：,由永久荷载效应控制的组合：,结构构件整体稳定性验算原则,由可变荷载效应控制的组合：,由永久荷载效应控制的组合：,某些系数取值原则,可变荷载分项系数,32砌体的抗压强度设计值,（一）砌体强度标准值fk,fm 砌体的强度平均值,f 砌体强度的标准差,f 砌体强度的变异系数，除石砌体外变异系数取0.17，所以fk=0.72fm,（二）砌体强度设计值f,f ： ,fk=fm-1.645f=fm(1-1.645f),f=fk/f,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B级考虑，取=l.6；当为C级时，取=1.8；当为A级时，取=1.5 。,表3-3烧结砖砌体抗压强度设计值（MPa）,混凝土普通砖和多孔砖砌体抗压强度设计值（MPa）,3-4蒸压砖砌体抗压强度设计值（MPa）,单排孔混凝土砌块和轻集料混凝土砌块对孔砌筑砌体 抗压强度设计值（MPa）,1、对无筋砌体构件，其截面面积0.3m2时：A+0.7 对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积 0.2m2时：A+0.8,2、当砌体用强度等级小于M5.0的水泥砂浆砌筑时：抗压强度 0.9， 抗剪强度、轴心抗