砌体结构课件--第二章

1、2.1 2.1 材料强度等级材料强度等级2.2 2.2 砌体的受压性能砌体的受压性能2.3 2.3 砌体的局部受压性能砌体的局部受压性能2.4 2.4 砌体的受剪性能砌体的受剪性能2.5 2.5 砌体的受拉、受弯性能砌体的受拉、受弯性能2.6 2.6 砌体的变形性能和有关性能砌体的变形性能和有关性能第二章第二章 砌体的物理力学性能砌体的物理力学性能2.1 2.1 材料强度等级材料强度等级1 1、砖（、砖（Brick）按抗压强度，分为按抗压强度，分为 MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。五个等级。 烧结普通砖、烧结多孔砖、烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压

2、灰砂砖、蒸压粉煤灰砖烧结普通砖：烧结普通砖：烧结普通砖简称烧结普通砖简称普通砖普通砖，指以黏土、页岩、煤矸石、粉，指以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心砖，分烧结黏土煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心砖，分烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。 原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰标准砖尺寸：标准砖尺寸：24024011511553 mm53 mm墙体尺寸：（墙体尺寸：（120120）、）、 240240、 370370、490490、620620 mm mm适用范围：适用范围： 房

3、屋上部及地下基础等部位房屋上部及地下基础等部位烧结多孔砖：烧结多孔砖：简称简称多孔砖多孔砖，是指以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为，是指以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的具有竖向孔洞，且孔洞率不主要原料，经焙烧而成的具有竖向孔洞，且孔洞率不小于小于2525的砖。的砖。具有水平孔洞者称为烧结空心砖，用于非承重隔墙。具有水平孔洞者称为烧结空心砖，用于非承重隔墙。原料同烧结砖但孔洞率不小于原料同烧结砖但孔洞率不小于25%25%承重多孔砖目前主要采用承重多孔砖目前主要采用P P型砖（型砖（2402401151159090）和）和M M型砖型砖（1901901901909090）多孔砖优点

4、：可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省多孔砖优点：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、增强墙体抗震性能墙体造价；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）KP1KP1型烧结多孔砖型烧结多孔砖尺寸：尺寸：240X115X90240X115X90（mmmm）蒸压硅酸盐砖蒸压硅酸盐砖 ：(1)(1)蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖原料：石灰和砂原料：石灰和砂尺寸：烧结普通砖尺寸：烧结普通砖适用范围同蒸压粉煤灰砖适用范围同蒸压粉煤灰砖(2)(2)蒸压粉煤灰砖蒸压粉煤灰砖 原料：粉煤灰和石灰

5、加适量石膏及集料原料：粉煤灰和石灰加适量石膏及集料适用范围：不得用于长期受热适用范围：不得用于长期受热200200以上、受急冷急热以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，和有酸性介质侵蚀的建筑部位，MU15MU15和和MU15MU15以上的蒸以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压粉煤灰砖压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作用的建筑部位必用于基础或用于受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖。须使用一等砖。2 2、砌块（、砌块（BlockBlock） 分为小型、中型、大型三类，最常用的是混凝土分为小型、中型、大型三类，最常用的是混凝土小型

6、砌块。小型砌块。普通混凝土小型空心砌块普通混凝土小型空心砌块 MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5 、MU3.5六个等级。六个等级。轻骨料混凝土小型空心砌块轻骨料混凝土小型空心砌块 MU10、MU7.5、MU5 、MU3.5、 MU2.5 、MU1.5六个等级。六个等级。加气混凝土砌块加气混凝土砌块长度：长度：600 600 高度：高度：200200、250250、300 300 宽度：宽度：200200、125125、150150、200200、250250、300300 高度在高度在180350mm小型砌块，小型砌块，高度在高度在350900mm之间之间中型中型砌块，高度大于砌

7、块，高度大于900mm大型砌大型砌块受起重设备限制，中、大型砌块块受起重设备限制，中、大型砌块已很少应用。已很少应用。主要有混凝土空心砌块、加气混凝主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。灰硅酸盐砌块。 单排孔混凝土小型空心砌块单排孔混凝土小型空心砌块 3 3、石材（、石材（StoneStone）花岗岩、砂岩、石灰岩等花岗岩、砂岩、石灰岩等强度等级共分七级：强度等级共分七级： MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。 分类：（按容重）重质岩石、轻质岩石分类：（按容重）重质岩石、轻质岩石（按其加工后的

8、外形规则程度）（按其加工后的外形规则程度） 可分为料石和毛石可分为料石和毛石料石料石 细料石、半细料石、粗料石、毛料石细料石、半细料石、粗料石、毛料石毛石毛石 形状不规则，中部厚度不应小于形状不规则，中部厚度不应小于 200mm的石材。的石材。石材的规格尺寸石材的规格尺寸 石材类型石材类型规格尺寸规格尺寸料料石石细料石细料石通过细加工，外表规则，叠砌面凹入深度不应大于通过细加工，外表规则，叠砌面凹入深度不应大于10mm，截面的宽度、高度不应小于，截面的宽度、高度不应小于200mm，且不，且不应小于长度的应小于长度的1/4半细料石半细料石 规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于规格尺寸同上，但叠

9、砌面凹入深度不应大于15mm粗料石粗料石规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于20mm毛料石毛料石外形大致方正，一般不加工或仅稍加修整，高度不外形大致方正，一般不加工或仅稍加修整，高度不应小于应小于200mm，叠砌面凹入深度不应大于，叠砌面凹入深度不应大于25mm毛毛 石石形状不规则，中部厚度不应小于形状不规则，中部厚度不应小于200mm4 4、砂浆、砂浆由无机胶结料、细骨料、水组成，胶结料有水泥、石灰、石膏等。由无机胶结料、细骨料、水组成，胶结料有水泥、石灰、石膏等。砂浆强度等级采用砂浆强度等级采用70.7立方毫米的试块测得。立方毫米的试块测得。分为分为

10、M15、M10、M7.5、M5、M2.5五个等级。五个等级。砂浆作用：砂浆作用：（1 1）将单个的块体粘结成整体、促使构）将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；件应力分布均匀；（2 2）填实块体之间的缝隙，提高砌体的）填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，增强墙体抗冻性能保温和防水性能，增强墙体抗冻性能1. 1. 砂浆分类砂浆分类(1)(1)水泥砂浆水泥砂浆(2)(2)混合砂浆混合砂浆(3)(3)砌筑专用砂浆砌筑专用砂浆(4)(4)非水泥砂浆非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）（石灰、粘土砂浆）2. 2. 砂浆性能砂浆性能(1) (1) 强度强度(2) (2) 流动性流动性 ( (可塑

11、性可塑性)(3) )(3) 保水性保水性砂浆搅拌机砂浆搅拌机砂浆性能对照表砂浆性能对照表砂浆品种砂浆品种塑性掺合塑性掺合料料和易保水和易保水性性强度强度耐久性耐久性耐水性耐水性水泥砂浆水泥砂浆无无差差较高较高好好好好混合砂浆混合砂浆有有好好高高较好较好差差专用砂浆专用砂浆有有好好高高好好差差非水泥砂非水泥砂浆浆有有好好低低差差无无5 5、混凝土小型空心砌块砌筑砂浆和灌孔混凝土、混凝土小型空心砌块砌筑砂浆和灌孔混凝土灌浆方法（高位、低位法）灌浆方法（高位、低位法）混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块砌筑砂浆砌筑砂浆混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块灌孔混凝土灌孔混凝土强度分级：块体强度分级：块

12、体 （符号（符号 MU） 普通砂浆（符号普通砂浆（符号 M） 砌块灌孔混凝土（符号砌块灌孔混凝土（符号 Mb）砌体材料的强度等级砌体材料的强度等级 单位单位 砌体材料砌体材料强度等级强度等级块体块体烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖MU30、MU25、MU20、MU15和和MU10蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砖MU25、MU20、MU15和和MU10砌块砌块MU20、MU15、MU10、MU7.5和和MU5石材石材MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和和MU20砂砂 浆浆M15、M10、M7.5、M5和和M2.5 （M 0）砌块灌孔混凝土砌块

13、灌孔混凝土Mb20、Mb25、Mb30、Mb35、Mb40、Mb45、Mb50、Mb55和和Mb606 6、其他材料、其他材料7 7、材料最低强度等级的选择、材料最低强度等级的选择砌体结构设计规范砌体结构设计规范（GB50003-2001GB50003-2001）规定：）规定：五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m6m的墙、柱的墙、柱所用材料的最低强度等级为：所用材料的最低强度等级为：砖砖MU10MU10，砌块，砌块MU7.5MU7.5，石材，石材MU30MU30，砂浆，砂浆M5M5。对安全等级为一级或设计使用年限大于对安全等级为一级或设计

14、使用年限大于5050年的房屋，墙、柱所年的房屋，墙、柱所用材料最低强度等级应至少提高一级。用材料最低强度等级应至少提高一级。 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 基土的潮湿程度基土的潮湿程度烧结普通砖、蒸压灰砂砖烧结普通砖、蒸压灰砂砖混凝土混凝土砌块砌块石材石材水泥砂浆水泥砂浆严寒地区严寒地区一般地区一般地区稍潮湿的稍潮湿的MU10MU10MU7.5MU30M5很潮湿的很潮湿的MU15MU10MU7.5MU30M7.5含水饱和的含水饱和的MU20MU15MU10MU40M102.2 2.2 砌体的受压性能

15、砌体的受压性能1 1、砌体受压破坏特征、砌体受压破坏特征普通砖砌体普通砖砌体根据试验表明根据试验表明, ,砖砌体的破坏大致经历以下三砖砌体的破坏大致经历以下三个阶段个阶段: :第一阶段，第一阶段，从开始加荷到个别砖出现从开始加荷到个别砖出现第一条（或第一批）裂缝。这个阶段的特点是第一条（或第一批）裂缝。这个阶段的特点是如不再增加荷载，裂缝也不扩展。如不再增加荷载，裂缝也不扩展。第二阶段，第二阶段，随着荷载的增加，单块砖内个别裂缝不断开展随着荷载的增加，单块砖内个别裂缝不断开展并扩大，并沿竖向通过若干层砖形成连续裂缝。并扩大，并沿竖向通过若干层砖形成连续裂缝。第三阶段，第三阶段，砌体完全破坏的瞬

16、间为第三阶段。砌体完全破坏的瞬间为第三阶段。继续增加荷载，裂缝将迅速开展，砌体被几条继续增加荷载，裂缝将迅速开展，砌体被几条贯通的裂缝分割成互不相连的若干小柱，小柱贯通的裂缝分割成互不相连的若干小柱，小柱朝侧向突出，其中某些小柱可能被压碎，以致朝侧向突出，其中某些小柱可能被压碎，以致最终丧失承载力而破坏。最终丧失承载力而破坏。 砖砌体在轴心受压下的破坏特征砖砌体在轴心受压下的破坏特征当砌体受压时，砖承受的压力是不均匀的，而处于当砌体受压时，砖承受的压力是不均匀的，而处于受弯、受剪和局部受压状态下。由于砖的厚度小，又受弯、受剪和局部受压状态下。由于砖的厚度小，又是脆性材料，其抗剪、抗弯强度远低于

17、抗压强度，砌是脆性材料，其抗剪、抗弯强度远低于抗压强度，砌体的第一批裂缝就是由于单块砖的受弯、受剪破坏引体的第一批裂缝就是由于单块砖的受弯、受剪破坏引起的。起的。单块砖在砌体内除了受弯、受剪外还要受拉。这种单块砖在砌体内除了受弯、受剪外还要受拉。这种横向拉力也是促使砖在较小的荷载下提早开裂的原因横向拉力也是促使砖在较小的荷载下提早开裂的原因之一。之一。砖砌体受压应力状态的分析砖砌体受压应力状态的分析砌体中的应力状态砌体中的应力状态 (a) (a) 砌体中个别砖的受力状态；砌体中个别砖的受力状态；(b) (b) 砖表面砂浆不均匀砖表面砂浆不均匀 破坏三个阶段：破坏三个阶段：50-70%-50-7

18、0%-单砖出现裂缝；单砖出现裂缝；80-90%-80-90%-个别裂缝连成几皮砖通缝；个别裂缝连成几皮砖通缝；90%90%以上以上砌体裂成相互不连接的小立柱，最终被压砌体裂成相互不连接的小立柱，最终被压碎或上失稳定而破坏；碎或上失稳定而破坏；多孔砖砌体多孔砖砌体混凝土小型砌块砌体混凝土小型砌块砌体毛石砌体毛石砌体2 2、砌体抗压强度的影响因素、砌体抗压强度的影响因素1 1、砌体材料的物理力学性能、砌体材料的物理力学性能块体和砂浆的强度块体和砂浆的强度块体的规整程度和尺寸块体的规整程度和尺寸砂浆的变形与和易性砂浆的变形与和易性2 2、砌体工程施工质量、砌体工程施工质量灰缝砂浆饱满度灰缝砂浆饱满度

19、块体砌筑时的含水率块体砌筑时的含水率灰缝厚度灰缝厚度砌体组砌方法砌体组砌方法砖砌体灰缝厚度一般应控制在砖砌体灰缝厚度一般应控制在8 812mm12mm砌体工程施工质量验收规范砌体工程施工质量验收规范GB50203-2002GB50203-2002规规定，水平灰缝的砂浆饱满度不得小于定，水平灰缝的砂浆饱满度不得小于80%80%，并根据，并根据质保体系、砂浆强度、混凝土强度、砌筑工人技术质保体系、砂浆强度、混凝土强度、砌筑工人技术等综合水平将施工技术水平划分为等综合水平将施工技术水平划分为A A、B B、CC三个等三个等级。级。A A级级施工质量，砌体强度设计值施工质量，砌体强度设计值提高提高5%

20、5%，B B级级施工质量，砌体强度设计值施工质量，砌体强度设计值按表采用按表采用， CC级级施工质量，砌体强度设计值施工质量，砌体强度设计值应降低应降低。3 3、砌体抗压强度表达式、砌体抗压强度表达式221107. 01kffkfmmf砌体轴心抗压强度平均值砌体轴心抗压强度平均值21 ff分别为块体、砂浆的抗压强度平均值分别为块体、砂浆的抗压强度平均值单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗压强度单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗压强度设计值：设计值：mcummgfff,63. 0f fg,mg,m灌孔砌体的强度设计值；灌孔砌体的强度设计值；fmfm未灌孔砌体的抗压强度设计未灌孔砌体的抗

21、压强度设计值；值；f fcu,mcu,m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； 为砌块砌为砌块砌体中混凝土灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值；体中混凝土灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值； 为混凝为混凝土砌块的孔洞率；土砌块的孔洞率；为混凝土砌块的灌孔率，不应小于为混凝土砌块的灌孔率，不应小于33%33%2.3 2.3 砌体的局部受压性能砌体的局部受压性能砌体的局部受压应力砌体的局部受压应力(a)(a)局部均匀受压局部均匀受压 (b)(b)局部不均匀受压局部不均匀受压 局部受压分类局部受压分类 局部均匀受压局部均匀受压 局部不均匀受压局部不均匀受压局部受压的处理措施局部受

22、压的处理措施 提高砌体局部受压处强度；提高砌体局部受压处强度； 采用刚性垫块；采用刚性垫块； 采用柔性垫梁；采用柔性垫梁；1 1、砌体局部受压破坏特征、砌体局部受压破坏特征砌体局部受压破坏砌体局部受压破坏(a)(a)竖向裂缝发展而破坏竖向裂缝发展而破坏 (b) (b) 劈裂破劈裂破坏坏 (c) (c) 垫板直接接触处局压破坏垫板直接接触处局压破坏 2 2、局部受压的工作机理、局部受压的工作机理 力的扩散作用力的扩散作用 套箍强化作用套箍强化作用 局部受压承载力与全截面受压相比有明显提高局部受压承载力与全截面受压相比有明显提高力的扩散作用图力的扩散作用图 均匀局部受压的应力分布均匀局部受压的应力

23、分布 2.4 2.4 砌体的受剪性能砌体的受剪性能1 1、砌体受剪破坏特征、砌体受剪破坏特征剪摩破坏剪摩破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏砌体的受剪破坏砌体的受剪破坏 2 2、砌体抗剪强度的影响因素、砌体抗剪强度的影响因素（1 1）、砌体材料强度）、砌体材料强度（2 2）、垂直压应力）、垂直压应力（3 3）、砌体工程施工质量）、砌体工程施工质量（4 4）、试验方法）、试验方法垂直压应垂直压应力对砌体力对砌体抗剪强度抗剪强度的影响的影响3 3、砌体抗剪强度表达式、砌体抗剪强度表达式砌体的抗剪强度平均值25,fkfmv2.5 2.5 砌体的受拉、受弯性能砌体的受拉、受弯性能1 1、砌体轴心受拉、

24、砌体轴心受拉在圆形水池设计中，由于内部液体的压力在池壁中在圆形水池设计中，由于内部液体的压力在池壁中产生环向水平拉力，而使砌体垂直截面处于轴心受拉产生环向水平拉力，而使砌体垂直截面处于轴心受拉状态状态。由图可见，砌体的轴心受拉破坏有两种基本形式：由图可见，砌体的轴心受拉破坏有两种基本形式：（1 1） 当块体强度等级较高，砂浆强度等级较低时，当块体强度等级较高，砂浆强度等级较低时，砌体将沿齿缝破坏（图中的砌体将沿齿缝破坏（图中的-、-）均为）均为齿缝破坏。齿缝破坏。 （2 2） 当块体强度等级较低，砂浆强度等级较高时，当块体强度等级较低，砂浆强度等级较高时，砌体的破坏可能沿竖直灰缝和块体截面连成

25、的直缝破砌体的破坏可能沿竖直灰缝和块体截面连成的直缝破坏（图坏（图 (a)(a)中的中的-）。）。 砌体的轴心受拉砌体的轴心受拉 抗拉强度取决于：灰缝与块材间的粘结强度，破坏在界面上发生抗拉强度取决于：灰缝与块材间的粘结强度，破坏在界面上发生砌体沿齿缝截面破坏的轴心抗拉强度平均值砌体沿齿缝截面破坏的轴心抗拉强度平均值23fkftm砌体轴心抗拉强度表达式砌体轴心抗拉强度表达式2 2、砌体弯曲受拉、砌体弯曲受拉带支墩的挡土墙和风荷载作用下的围墙均属受弯带支墩的挡土墙和风荷载作用下的围墙均属受弯构件构件。由图可见，砌体的弯曲受拉破坏有。由图可见，砌体的弯曲受拉破坏有三种基本三种基本形式：形式：（1 1） 当块体强度等级较高时，砌体沿齿缝破坏当块体强度等级较高时，砌体沿齿缝破坏（图（图(a)(a)中的中的-）。）。（2 2） 当块体强度等级较低，而砂浆强度等级较当块体强度等级较低，而砂浆强度等级较高时，砌体可能沿竖直灰缝和块体截面连成的直缝高时，砌体可能沿竖直灰缝和块体截面连成的直缝破坏（图破坏（图(a)(a)中的中的-）。）。（3 3） 当弯矩较大时，砌体将沿