砌体结构精品课件-材料性能与极限承载力表达式

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1、,军事建筑工程系结构教研室 2019年10月20日,砌 体 结 构,第1章 绪论,砌体结构为四大结构形式之一,使用范围广，使用量大，历史悠久,第1章 绪论,第1章 绪论,砌体结构的优点：,就地取材，价格便宜,良好的耐火性和耐久性,施工设备和方法简单，可连续施工,第1章 绪论,砌体结构的缺点：,砌体强度低，构件截面大，自重大；,手工砌筑，劳动量大；,整体性差，抗震性能差；,破坏环境。,2 砌体材料及其力学性质,本章研究内容：,块材的种类及其力学性质；,砂浆的种类及其力学性质；,砌体的种类及其力学性质；,2.1 块材,砖,石,砌块,块材,第2章 砌体结构的材料,烧结普通砖,2.1.1 实心砖,烧结

2、普通砖是由粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧结而成的实心或孔洞率不大于15%且外形尺寸符合规定的砖。,定义,标准砖的尺寸 240115 53mm,第2章 砌体结构的材料,重力密度为:1819kN/m3,非烧结硅酸盐砖,硅酸盐砖是用硅酸盐材料压制成形并经蒸压釜，在蒸汽压力下凝固而成的。,定义,2.1.1 实心砖,第2章 砌体结构的材料,重力密度为:1418kN/m3,注意：不适用于高温环境下的砌体结构,空心砖，是以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成，孔洞率大于15的砖。,2.1.2 空心砖,第2章 砌体结构的材料,目前最常用的是粘土空心砖。,承重粘土空心砖,是以粘土为主

3、要原料，经焙烧而成，孔洞率在1540，孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位的砖。,2.1.2 空心砖,第2章 砌体结构的材料,目前最常用的空心砖规格有： KP1型：240115 90； KP2型：240180115；配砖尺寸：240115115 或：180115115 KM1型：19019090； 配砖尺寸： 1909090,2.1.2 空心砖,第2章 砌体结构的材料,非承重粘土空心砖,孔洞率大于40的烧结空心砖，用于围护结构。,2.1.2 空心砖,第2章 砌体结构的材料,非承重粘土空心砖：一般用于非承重墙，重量较轻且隔热、隔声性能好，孔洞率一般为4060，又称大孔空心砖。,石,石材一般采用重

4、质天然石，如花岗岩、砂岩、石灰岩等，具有强度高、抗冻性好、耐久性好，可作为承重墙体、基础、挡墙等。,2.1.3 石材,第2章 砌体结构的材料,石材导热系数大，在寒冷及炎热地区不宜作建筑物外墙。,石,料石,毛石,细料石：,半细料石：,粗料石：,毛料石：,通过细加工，外形规则。叠砌面凹入深度不大于10mm。截面的宽度、高度不小于200mm，且不小于长度的1/4 。,规格尺寸同细料石，叠砌面凹入深度不大于15mm。,规格尺寸同上，叠砌面凹入深度不大于20mm。,外形大致方正，一般不需加工或稍加工修正，高度不小于200mm，叠砌面凹入深度不大于25mm的石材。,形状不规则、中部厚度不小于200mm的块

5、石。,2.1.3 石材,第2章 砌体结构的材料,2.1.4 混凝土砌块,第2章 砌体结构的材料,混凝土砌块是指采用普通混凝土或利用浮石、火山渣、陶粒等为骨料的轻集料混凝土制成的实心或空心砌块。,砌块,按材料分,2.1.4 混凝土砌块,第2章 砌体结构的材料,目前最常用的是小型砌块，中型、大型砌块使用较少,块体的强度等级,烧结普通砖、烧结多孔砖,MU30、MU25、MU20、MU15、MU10,蒸压灰砂砖，蒸压粉煤灰砖,MU25、MU20、MU15、MU10,石材,MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20,砌块,MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5,2.

6、1.5 块材的强度等级,第2章 砌体结构的材料,2.2.1砂浆,定义：,作用：,将块材粘结成整体并使砌体受力均匀，同时因砂浆填满块材间的缝隙还能减少砌体的透气性、提高砌体的保温性及抗冻性。,砂浆是用砂和适量的无机胶凝材料（水泥、石灰、石膏、粘土等）加水搅拌而成的一种粘结材料。,2.2 砂浆和灌孔混凝土,第2章 砌体结构的材料,分类,混合砂浆,水泥砂浆,由水泥、砂和水拌合而成的无塑性掺和料的纯水泥砂浆,有塑性掺和料的水泥砂浆,不含水泥的砂浆,第2章 砌体结构的材料,非水泥砂浆,2.2.1 砂浆,砂浆的强度等级,M15、M10、M7.5、M5、M2.5,M 砂浆强度等级的符号,Mb 混凝土砌块所用

7、的砌筑砂浆的强度等级符号,如：M5表示该砂浆的强度等级为5MPa,第2章 砌体结构的材料,2.2.1 砂浆,采用类似混凝土的标准试验方法，进行抗压试验得出的以Mpa为单位的强度值划分为以下5级：,块体和砂浆的选择原则：,1）本着“就地取材，因地制宜”的原则，选取当地性能良好的块材和砂浆。,第2章 砌体结构的材料,2.2.1 砂浆,2）为保证承载力，应根据设计计算选取强度等级适宜的块材和砂浆。,3）要保证砌体的耐久性。,块体和砂浆的选择,第2章 砌体结构的材料,2.2.1 砂浆,块体和砂浆的选择,3）地面以下或防潮层以下的砌体，所用材料的最低强度等级应符合下表的规定：,第2章 砌体结构的材料,2

8、.2.1 砂浆,灌孔混凝土,在混凝土小型砌块建筑中，为提高房屋的整体性、承载能力和抗震能力，常在砌块孔洞中设置钢筋并浇入灌孔混凝土，使之形成钢筋混凝土柱。在有些混凝土小型砌块砌体中，虽然孔内未设钢筋，但为了增大砌体的横截面面积，或为满足其他功能的要求，也需要灌孔，所灌的混凝土即为灌孔混凝土。,第2章 砌体结构的材料,2.2.2 灌孔混凝土,要求：碎石直径不大于10mm，坍落度在200250mm左右。,灌孔混凝土的强度等级用Cb表示。,2.1 块材,砖,石,砌块,块材,第2章 砌体结构的材料,分类,混合砂浆,水泥砂浆,由水泥、砂和水拌合而成的无塑性掺和料的纯水泥砂浆,有塑性掺和料的水泥砂浆,不含

9、水泥的砂浆,第2章 砌体结构的材料,非水泥砂浆,2.2.1 砂浆,砂浆的强度等级,M15、M10、M7.5、M5、M2.5,M 砂浆强度等级的符号,Mb 混凝土砌块所用的砌筑砂浆的强度等级符号,如：M5表示该砂浆的强度等级为5MPa,第2章 砌体结构的材料,2.2.1 砂浆,采用类似混凝土的标准试验方法，进行抗压试验得出的以Mpa为单位的强度值划分为以下5级：,块体的强度等级,烧结普通砖、烧结多孔砖,MU30、MU25、MU20、MU15、MU10,蒸压灰砂砖，蒸压粉煤灰砖,MU25、MU20、MU15、MU10,石材,MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20,砌

10、块,MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5,2.1.5 块材的强度等级,第2章 砌体结构的材料,砌体种类,砌 体,配筋砌体,无筋砌体,第2章 砌体结构的材料,2.3 砌体的分类及应用,无筋砌体：仅由块材和砂浆组成的砌体,第2章 砌体结构的材料,2.3.1 无筋砌体,无筋砌体包括砖砌体、砌块砌体和石砌体，应用 范围广泛，但抗震性能较差。,1）砖砌体,（1）实心砌体,240mm（1砖）、370mm（1砖半）、490mm（2砖）、620mm（2砖半）、740mm（3砖）等（按1/2砖进位）,（2）空心砌体,空斗墙,第2章 砌体结构的材料,2.3.1 无筋砌体,2）石砌体,石砌体：由石材和砂

11、浆或石材和混凝土砌筑而成 的砌体，分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土 砌体。,第2章 砌体结构的材料,2.3.1 无筋砌体,3）砌块砌体,混凝土空心砌块砌体,第2章 砌体结构的材料,2.3.1 无筋砌体,配筋砌体：在砌体中设置了钢筋或钢筋混凝土材料的砌体。,特点：配筋砌体的抗拉、抗弯、抗剪强度远大于无筋砌体且具有良好的抗震性能,第2章 砌体结构的材料,2.3.2 配筋砌体,根据在砖砌体中配筋形式的不同以及设置钢筋混凝土部件的位置和方法不同可分为：横向配筋砖砌体、组合砖砌体和配筋混凝土空心砌块砌体。,1）横向配筋砌体,第2章 砌体结构的材料,2.3.2 配筋砌体,2）组合砖砌体,第2章 砌体结构

12、的材料,2.3.2 配筋砌体,3）配筋混凝土空心砌块砌体（简称配筋砌块砌体 ）,第2章 砌体结构的材料,2.3.2 配筋砌体,2.4 砌体的受力性能,1.无筋砌体的抗压强度,第2章 砌体结构的材料,2.无筋砌体抗弯、抗剪、抗拉强度,3.灌孔砌块砌体的受力性能,一. 无筋砌体的抗压强度,2.4 砌体的受力性能,(一)砌体受压的破坏特征,第2章 砌体结构的材料,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,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,(二)影响砌体抗压强度的因素,1)块体的强度和外形尺寸,3)砂浆的变形性

13、能,2)砂浆的强度,4)砂浆的流动性和保水性,纯水泥砂浆会使砌体强度降低1020,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,5）施工砌筑质量,灰缝的厚度,水平灰缝的均匀和饱满程度,块材的搭接方式,灰缝厚度在812mm较好，一般采用10mm,对砖砌体水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%,上下错缝，内外搭接,砖的含水量,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,烧结砖1015，蒸压砖812,（三）砌体轴心抗压强度,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,（1）砌体轴心抗压强度平均值表达式,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料, 、k1 、 k2的取值,2.4 砌体的受力

14、性能,第2章 砌体结构的材料,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,（2）砌体轴心抗压强度标准值表达式,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,（3）砌体轴心抗压强度设计值表达式,砌体的施工质量控制等级,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,若取f0.17， f 0.16，计算后得f=0.45fm,说明砌体抗压强度设计值远小于其平均值，偏于安全,小结：,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,砌体轴心抗压强度设计值,表3.3 烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值 表3.4 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的抗

15、压强度设计值 表3.5 单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度 设计值 表3.6 轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值 表3.7 毛料石砌体的抗压强度设计值 表3.8 毛石砌体的抗压强度设计值,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,砌体轴心抗压强度设计值,二.砌体抗拉ft、抗弯强度ftm和抗剪强度fv,轴心受拉,弯曲抗拉,受剪破坏,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,砌体抗拉ft、抗弯强度ftm和抗剪强度fv,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,砌体抗拉ft、抗弯强度ftm和抗剪强度fv,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,调整系数a,1)有

16、吊车房屋砌体、跨度9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，a= 0.9；,2)对无筋砌体构件，其截面面积A0.3m2时，a= A+0.7。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积A 0.2m2时，a= A+0.8。构件截面面积A以m2计。,三.砌体强度设计值的调整,2.4 砌体的受力性能,第2章 砌体结构的材料,3)当砌体用水泥砂浆砌筑时，对抗压强度a= 0.9；对其他强度a= 0.8；对配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数a。,4)当施工质量控制等级为C级时，a= 0.89；,6)当