砌体结构讲课资料

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1、混凝土与砌体结构 青岛理工大学土木工程学院王滨 第二部分砌体结构blockmasonrystructure 砌体结构绪论blockmasonrystructure 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构 用砖 石材和砂浆砌筑的结构 称砖石结构 当也考虑采用砌块时则统称砌体结构 1 1砌体结构发展简史 我国砌体结构发展的历史悠久 混合结构 主要承重构件由不同的结构材料所构成的结构 如竖向构件为砌体 水平构件为混凝土 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 第一阶段 清朝 1644 1911 末年 19世纪中叶以前 城墙 佛塔和砖砌重型穹顶佛殿以及石

2、桥和石拱桥等 代表建筑 万里长城赵舟桥 隨代 李春 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 建于公元595 605年 李春 国际土木工程历史古迹 赵州桥 世界最早的石拱桥 拱上开洞 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 公元581 617年 当时世界最长的石拱桥 南京无梁殿后走廊 砖砌穹顶 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 第二阶段 19世纪中叶以后

3、至解放前大致100年左右承重墙 粘土砖设计方法 容许应力法粗略估算 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 第三阶段 解放以后 砌体结构有了较快的发展 1 在原有基础上的发展 石砌拱桥 跨度加大 厚度减薄 桥的高度和承载力提高 砌体结构得到发展 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 新丹河石拱桥 2001年建成 主跨146m 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 第三阶段 解放以后 砌体结构有了较快的发展 2 新的发展 包括新结构 新材料和新技术的采用 新结构 各种形式的砖薄壳 新材料 硅酸盐和

4、泡沫硅酸盐砌块 混凝土空心砌块和各类大板以及各种承重和非承重空心砖 新技术 振动砖墙板及各种配筋砌体 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 1998年上海的园南新村 配筋砌块剪力墙 18层塔楼 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 哈尔滨阿继科技园建成A B二栋18层高层住宅搂 190mm和90mm宽的混凝土小型空心砌块作内外壁 中空100mm填以80mm厚苯板的空腔墙 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程 装配式大板建筑 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 砌体结构在我国的发展过程

5、 第三阶段 解放以后 砌体结构有了较快的发展 3 逐步建立了具有中国特色的砌体结构设计计算理论 根据试验和调查研究资料 提出砌体各种强度计算公式 依次制定并修订 砖石结构设计规范 和 砌体结构设计规范 现行为GBJ3 88基础上2001年修订的 砌体结构设计规范 GB50003 2001 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 国外砌体结构的典型代表 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 国外砌体结构的典型代表 世界最高石结构 美国华盛顿纪念碑 高169m 1848 1884历时36年修建 位于华盛顿市中心 在国会大厦 林肯纪念堂的轴线上 是一坐大理石方尖碑 石碑中空 参观者可由

6、内拾级而上 共898级 亦可乘电梯直登碑顶 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 国外砌体结构的典型代表 德国1903 1904建成的Syratal石拱桥 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 国外砌体结构的典型代表 10层住宅欧洲薄壁横墙多 高层建筑典范 砌体结构 1 1砌体结构发展简史 第1章绪论 国外砌体结构的典型代表 墙中配筋 灰缝内水平配筋 块体孔洞内竖向配筋 水平与竖向混合配筋以及构造柱内集中配筋等 美国20世纪70年代在匹兹堡建造的一幢配筋高层建筑 砌体结构 1 2砌体结构的优缺点 第1章绪论 1 2砌体结构的优缺点 砌体结构的优点 采用砖石结构较易就地取材 砌体

7、结构有很好的耐火性 以及较好的化学稳定性和大气稳定性 较钢筋混凝土结构节约水泥和钢筋 砌筑时不需要模板等 节约木材 当采用砌块或大型板材作墙体时 可以减轻结构自重 加快施工进度 进行工业化生产和施工 保温 隔热 隔音性能好 施工难度小 砌体结构 1 2砌体结构的优缺点 砌体结构的缺点 砌体结构的自重大 砖石强度低 需采用较大截面面积 其体积大 自重大 加强轻质高强材料的研究 砌筑工作相当繁忙 进一步推广工业化施工方法 砂浆和砖石间的粘结力较弱 无筋砌体的抗震 抗拉 抗弯及抗剪强度都很低 采用配筋砌体 砖砌结构的粘土砖用量很大 占用农田 加强工业废料和地方性材料代替粘土制实心砖的研究 整体性差

8、砌体结构 1 3砌体结构的应用范围 第1章绪论 1 3砌体结构的应用范围 一般民用建筑中的基础 内外墙 柱 过梁和地沟等 工业厂房中的维护墙 工业中的烟囱 料仓 地沟 管道支架 渗水要求不高的水池等 农村 粮仓等 交通运输 桥梁 隧道等 水利建设 石料砌筑坝 堰和渡槽等 砌体结构 1 4砌体结构的发展趋势 第1章绪论 1 4砌体结构的发展趋势 高孔洞率 高强度的大块空心砖 减轻自重 提高砌筑效率 节约材料 减少运输量和降低造价 带有凹槽或凸起的混凝土空心砌块 砌筑后有利于提高沿通缝截面的抗剪强度 砌体结构的主要发展方向 要求块体具有轻质高强 砂浆具有高强度 特别是高粘结强度 施工要求 采用机械

9、化和工业化方法 砌体结构 1 4砌体结构的发展趋势 第1章绪论 1 4砌体结构的发展趋势 采用大 中型砌块和大型墙板可减轻体力劳动 加快建设速度 是提高建筑业机械化和工业化施工的途径 利用工业废料 粉煤灰等 制作砌块 不仅可以解决城市工业废料的处理问题 同时可解决因烧结而占用农田的问题 用约束砌体提高砌体结构抗压 拉 剪的能力 1 墙体只承受垂直荷载 将所有水平荷载由楼梯 电梯间等构成的钢筋混凝土内筒承受 2 对墙施加预应力 3 设置构造柱和圈梁 砌体结构 1 4砌体结构的发展趋势 第1章绪论 1 4砌体结构的发展趋势 高强 空心 薄壁大块 配筋 砌体结构砌体材料及物理力学性能blockmas

10、onrystructure 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 15 2砌体材料及物理力学性能 15 2 1块体 砂浆的种类和强度等级 1 块体材料 烧结普通砖 烧结多孔砖 人工砖石 混凝土砌块 粉煤灰砌块 天然石材 1 块体材料的种类和强度等级 蒸压灰砂砖 蒸压粉煤灰砖 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 标准实心粘土砖 240mm 115mm 53mm 烧结普通砖 由粘土 页岩 煤矸石或粉煤灰为主要原料 经过焙烧而成的实心或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖 分烧结粘土砖 烧结页岩砖 烧结煤矸石砖 烧结粉煤灰砖等 烧结多孔砖 以粘土 页岩 煤矸石为主要原料 经焙烧而成的空心或孔洞率不小于15

11、 孔的尺寸小而数量多 主要用于承重部分的砖 简称多孔砖 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 P 普通多孔砖 型承重多孔砖及配砖 不符合建筑模数 平面上能与普通砖配合使用 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 M 模数多孔砖 型非承重多孔砖及配砖 一般作为隔墙用 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 蒸压灰砂砖 用石英砂和熟石灰为主要原料制坯 在蒸压釜中的蒸汽压力下凝固的实心砖 粉煤灰砖 以粉煤灰 石灰为主要原料 掺加适量石膏和集料 经坯料制备 压制成型 高压蒸汽养护制成的实心砖 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 砌块 按尺寸 小型 中型和大型三种 块体的高度为350mm及其以下者称为小型砌块 块体的高度为360

12、 900mm之间者为中型砌块 最主要的是小型空心砌块 已被纳入砌体结构设计规范 用普通混凝土或轻混凝土以及硅酸盐材料制作的实心和空心块材 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 混凝土小型空心砌块的主要规格为390 190 190 空心率25 50 有单排孔和双排孔及多排孔 各地形状不一 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 天然石材 重岩天然石 重力密度大于18kN m3 花岗岩 砂岩 石灰岩等 强度高 抗冻性和抗气性高 可用于基础砌体和作重要房屋贴面层 机械化开采和机械化加工困难 一般不宜用作墙壁砌体 而且传热性高 用作采暖墙壁时 厚度较大 不经济 轻岩天然石 重力密度小于18kN m3 凝灰岩 贝壳灰

13、岩等 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 石材按加工程度分为 料石 细料石 半细料石 粗料石和毛料石 细料石 通过细加工 外形规则 叠砌面凹入深度不应大于10mm 截面的宽度 高度不应小于200mm 且不应小于长度的1 4 半细料石 规格尺寸同上 但叠砌面凹入深度不应大于15mm 粗料石 规格尺寸同上 但叠砌面凹入深度不应大于20mm 毛料石 形状大致方正 不加工或稍微加工 高度不小于200mm 跌砌面凹入深度不大于25mm 毛石 形状不规则 中部厚度不应小于200mm 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 2 块体材料的强度等级 块体材料的强度等级用符号MU表示 强度等级按标准试验方法确定的块体极限抗

14、压强度平均值确定 砌块强度等级 抗压强度 砖强度等级 抗压强度抗折强度 砖的厚度较小 应防止其在砌体中过早的断裂 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 砌体结构设计规范 GB50003 2001 块体强度等级 1 烧结普通砖 烧结多孔砖等的强度等级 MU30 MU25 MU20 MU15和MU10 2 蒸压灰砂砖 蒸压粉煤灰砖的强度等级 MU25 MU20 MU15和MU10 3 砌块的强度等级 MU20 MU15 MU10 MU7 5和MU5 4 石料的强度等级 MU100 MU80 MU60 MU50 MU40 MU30和MU20 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 2 砂浆的种类及强度等级 按标准

15、试验方法 采用 70 7mm 70 7mm 70 7mm 砂浆立方体一组试块 每组试块为6块 养护28天后加压测得的抗压强度平均值 当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体强度时 可按砂浆强度为0来确定 砂浆的作用 将砌体内的块体连成一整体 并因抹平块体表面而促使应力的分布较为均匀 砂浆填满块体间的缝隙 减少了砌体的透气性 因而提高了砌体的隔热性能 采暖房屋 和抗冻性 砂浆的强度等级 M15 M10 M7 5 M5和M2 5五个等级 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 砂浆的分类 按成分分类 无塑性掺合料的 纯 水泥砂浆 由水泥与砂加水拌合而成 不加掺合料 具有硬化快 强度高 耐久性好 但和易性差的特

16、点 适用于水中及潮湿环境中的砌体 有塑性掺合料 石灰浆或粘土浆 的混合砂浆 和易性好 便于施工 容易保证质量 不含水泥的砂浆 如石灰砂浆 石膏砂浆 粘土砂浆等 和易性好 但硬化慢 强度低 抗水性差 仅适用于地面以上一般建筑物的砌体 粘土砂浆仅适用于气候干燥地区的低层建筑 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 砂浆的基本要求 1 关于强度及抵抗风雨侵蚀方面 砂浆应符合砌体强度及建筑物耐久性的要求 2 砂浆的可塑性 应在砌筑时能将砂浆很容易且较均匀地铺开 以提高砌体强度和砌筑工人的劳动生产率 3 砂浆应具有足够的保水性 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 砂浆的可塑性 用标准锥体的沉入度确定 根据砂浆的用途规定为 用于砖砌体的为70 100mm 用于石块砌体的为40 70mm 对于干燥及多孔的砖石 采用上述较大值 对于潮湿及密实的砖石 采用较小值 砂浆的保水性 运输和砌筑时保持相当质量的能力 如果砂浆的保水性差 新铺在块体面上的砂浆的水分很快被吸去 则使砂浆难以抹平 砂浆失水过多而不能正常硬化 因而影响砌体的质量 砌体结构 2 1块体材料和砂浆 3 块体和砂浆的选择 在多层房屋的承重墙中 下面几层可