第7章工程结构ppt课件

1、9 砌体和砌体构件砌体和砌体构件9-1 砌体材料和砌体力学性能砌体材料和砌体力学性能9-2 无筋砌体构件的承载力计算无筋砌体构件的承载力计算本章重点：本章重点：1、熟练掌握砌体材料及砌体的力学性能；、熟练掌握砌体材料及砌体的力学性能；2、熟练掌握无筋砌体构件的承载力计算；、熟练掌握无筋砌体构件的承载力计算；9-1 砌体材料和砌体力学性能砌体材料和砌体力学性能一、砌体材料一、砌体材料:GB50003-2019砌体结构设砌体结构设计规范计规范砌体材料：块体和砂浆砌体材料：块体和砂浆(一一)块体块体1烧结砖：烧结普通砖、烧结多孔砖烧结砖：烧结普通砖、烧结多孔砖2蒸压砖：蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压砖

2、：蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌块：混凝土小型空心砌块砌块：混凝土小型空心砌块石材：石材包括毛石及毛料石，此外还有石材：石材包括毛石及毛料石，此外还有 细料石、半细料石和粗料石细料石、半细料石和粗料石(二二)砂浆砂浆砂浆是由胶凝材料砂浆是由胶凝材料(如水泥、石灰等如水泥、石灰等)和细骨料和细骨料(砂砂)加水搅拌而成的混合材料。加水搅拌而成的混合材料。砂浆有水泥砂浆、混合砂浆和非水泥秒浆三种砂浆有水泥砂浆、混合砂浆和非水泥秒浆三种类型。类型。二、砌体的力学性能二、砌体的力学性能砌体的受力性能不仅取决于块体和砂浆的砌体的受力性能不仅取决于块体和砂浆的性能，还取决于块体在砌体中的受力状态，性能，还取决于

3、块体在砌体中的受力状态，并且和砌筑质量密切相关。并且和砌筑质量密切相关。(一一)砌体的受压性能砌体的受压性能砌体受压破坏的三个受力阶段砌体受压破坏的三个受力阶段(1)单砖内出现裂缝单砖内出现裂缝第一批裂缝在单砖内出现，此第一批裂缝在单砖内出现，此时的荷载值为破坏荷载的时的荷载值为破坏荷载的50%70%，其大小与砂浆强，其大小与砂浆强度有关。度有关。(2)裂缝通过若干皮砖，形成裂缝通过若干皮砖，形成连续裂缝连续裂缝随着荷载增加，单块砖内的随着荷载增加，单块砖内的个别裂缝发展成通过若干皮个别裂缝发展成通过若干皮砖的连续裂缝，同时有新的砖的连续裂缝，同时有新的裂缝发展。当荷载为破坏荷裂缝发展。当荷载

4、为破坏荷载的载的80%90%时，连续裂时，连续裂缝的发展将进一步导致贯通缝的发展将进一步导致贯通裂缝，它也标志着第二受力裂缝，它也标志着第二受力阶段的结束。阶段的结束。(3)形成贯通裂缝，砌体完全破坏形成贯通裂缝，砌体完全破坏继续增加荷载时，裂缝继续增加荷载时，裂缝发展形成贯穿整个砌体发展形成贯穿整个砌体的贯通裂缝砌体被分的贯通裂缝砌体被分割为几个割为几个1/2砖的小柱体，砖的小柱体，砌体明显向外鼓出，柱砌体明显向外鼓出，柱体受力极不均匀，最后体受力极不均匀，最后由于柱体丧失稳定而导由于柱体丧失稳定而导致砌体破坏，个别砖也致砌体破坏，个别砖也可能被压碎。可能被压碎。2影响砌体抗压强度的主要因素

5、影响砌体抗压强度的主要因素(1)块体和砂浆的强度：块体和砂浆的强度越高，砌块体和砂浆的强度：块体和砂浆的强度越高，砌体的抗压强度越高；体的抗压强度越高；(2)块体尺寸和几何形状：块体的高度大时，其受弯块体尺寸和几何形状：块体的高度大时，其受弯受剪能力高，因而砌体的抗压强度高；块体表面受剪能力高，因而砌体的抗压强度高；块体表面越平整，受力越均匀，砌体的抗压强度也越高；越平整，受力越均匀，砌体的抗压强度也越高；(3)砂浆性能的影响：铺砌时砂浆的和易性好、流动砂浆性能的影响：铺砌时砂浆的和易性好、流动性大容易形成厚度均匀和密实的灰缝，减少块体性大容易形成厚度均匀和密实的灰缝，减少块体的弯曲应力和剪应

6、力，因而可以提高砌体的抗压的弯曲应力和剪应力，因而可以提高砌体的抗压强度；砂浆的弹性模量越低强度；砂浆的弹性模量越低(即变形率越大时即变形率越大时)， 块体受到的横向拉应力越大，使砌体的强度降低。块体受到的横向拉应力越大，使砌体的强度降低。(4)砌筑质量的影响砌筑质量的影响 水平灰缝的饱满度越好时，砌体杭压强度越水平灰缝的饱满度越好时，砌体杭压强度越高，通常要求水平灰缝的饱满度不小于高，通常要求水平灰缝的饱满度不小于80。水平灰缝薄而均匀时，砌体的抗压强度较水平灰缝薄而均匀时，砌体的抗压强度较高砖砌体的水平灰缝厚度一般为高砖砌体的水平灰缝厚度一般为1012mm。对于砖砌体，砖的含水率较大时易。

7、对于砖砌体，砖的含水率较大时易于保证砌筑质量，干砖砌筑和用含水饱和的于保证砌筑质量，干砖砌筑和用含水饱和的砖砌筑都会降低砖与砂浆的粘结强度，从而砖砌筑都会降低砖与砂浆的粘结强度，从而降低砌体的抗压强度。降低砌体的抗压强度。(二二)砌体的强度等级及抗压强度设计值砌体的强度等级及抗压强度设计值1、材料强度等级、材料强度等级按照块体的立方体抗压强度标准值的大小按照块体的立方体抗压强度标准值的大小(烧结普通烧结普通砖还包括抗折强度砖还包括抗折强度)，烧结砖的强度等级：，烧结砖的强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15和和MU10共共5个等级；蒸压个等级；蒸压砖：砖：MU25、MU20、MU15

8、和和MU10共共4个等级；个等级；砌块：砌块：MU20、MU15、MU10、MU7.5和和MU5等等5个等级；石材：个等级；石材：MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20等等7个等级。个等级。砂浆的强度等级：砂浆的强度等级：M15、M10、M7.5、M5和和M2.5等等5个等级。确定砂浆强度等级时，应采用同类块体个等级。确定砂浆强度等级时，应采用同类块体为砂浆强度试块的底模，砂浆试块为边长为砂浆强度试块的底模，砂浆试块为边长70.7mm的立方体。的立方体。2砌体抗压强度设计值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，根据块体和级时，根据块

9、体和砂浆的强度等级，且龄期为砂浆的强度等级，且龄期为28d的以毛截面的以毛截面计算的各类砌体抗压强度设计值。计算的各类砌体抗压强度设计值。 表表9-1为烧结砖的抗压强度设计值为烧结砖的抗压强度设计值 (其余略其余略)。(三三)砌体强度设计值的调整砌体强度设计值的调整 考虑不同因素对砌体强度的影响，在设计时对考虑不同因素对砌体强度的影响，在设计时对下列情况的各种砌体，其强度设计值应乘以调下列情况的各种砌体，其强度设计值应乘以调整系数整系数a： (1)有吊车房屋砌体、跨度不小于有吊车房屋砌体、跨度不小于9m(对烧结普对烧结普通砖通砖)或或7.5m(其他砖砌体及砌块砌体其他砖砌体及砌块砌体)的梁下的

10、梁下砌体，砌体，a 为为0.9； (2)无筋砌体构件截面面积无筋砌体构件截面面积A小于小于0.3m2时，时，a =A+0.7(A的单位为的单位为m2)； (3)当采用水泥砂浆砌筑时，砌体抗压强度设当采用水泥砂浆砌筑时，砌体抗压强度设计值计值f应乘以调整系数应乘以调整系数0.9；对；对ft、ftm、fv为为0.8；(4)当验算施工中房屋的构件时，当验算施工中房屋的构件时， a取为取为1.1；施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体，可按砂施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体，可按砂浆强度为零确定其砌体强度浆强度为零确定其砌体强度.(5)当施工质量控制等级为当施工质量控制等级为C级时，级时， a为为0.89。(四

11、四)砌体的其他性能砌体的其他性能1、砌体的干缩变形、砌体的干缩变形 砌体在浸水时体积膨胀、失水时体积收缩。砌体在浸水时体积膨胀、失水时体积收缩。收缩变形较膨胀变形大很多，尤以硅酸盐砖、收缩变形较膨胀变形大很多，尤以硅酸盐砖、轻混凝土砌块更显著，工程中应对干缩变形轻混凝土砌块更显著，工程中应对干缩变形予以重视。予以重视。2、砌体的受热性能、砌体的受热性能 砂浆在受热作用时，当温度不超过砂浆在受热作用时，当温度不超过400 时，时，强度不降低；但当温度达强度不降低；但当温度达600时，其强度降时，其强度降低约低约10。而砂浆受冷却作用时，其强度则。而砂浆受冷却作用时，其强度则明显降低。明显降低。9

12、-2 无筋砌体构件的承载力计算无筋砌体构件的承载力计算1、砌体结构构件分类：、砌体结构构件分类：按受力分：受压、受扭、受弯和受剪构件；按受力分：受压、受扭、受弯和受剪构件；按有无配筋分：无筋砌体构件、配筋砌体构件。按有无配筋分：无筋砌体构件、配筋砌体构件。2、砌体结构构件的设计方法：极限状态设计法；、砌体结构构件的设计方法：极限状态设计法；3、设计内容：、设计内容：承载力极限状态：截面校核；承载力极限状态：截面校核；正常使用极限状态的验算：构造措施保证。正常使用极限状态的验算：构造措施保证。 本节主要内容：无筋砌体受压构件承载力和局部本节主要内容：无筋砌体受压构件承载力和局部受压承载力的验算校

13、核）。受压承载力的验算校核）。一、受压构件的承载力验算一、受压构件的承载力验算 由于高厚比和轴向力的偏心距对受压构件承由于高厚比和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响，造成构件的受压承载力下降，载力的影响，造成构件的受压承载力下降，规范规范规定受压构件的承载力按下式计算：规定受压构件的承载力按下式计算：NfAN轴向力设计值；轴向力设计值；f砌体抗压强度设计值；砌体抗压强度设计值；A按毛面积计算的砌体截面面积。对带壁柱墙的计算按毛面积计算的砌体截面面积。对带壁柱墙的计算截面翼缘宽度截面翼缘宽度bf，多层房屋取窗间墙宽度，多层房屋取窗间墙宽度(有门窗洞有门窗洞口时口时)或每侧翼墙宽度取壁柱高度的或

14、每侧翼墙宽度取壁柱高度的1/3(无门窗洞口无门窗洞口时时)；单层房屋取壁柱宽加；单层房屋取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。墙宽度和相邻壁柱间距离。 高厚比高厚比 和轴向力的偏心距和轴向力的偏心距e对受压构件承载对受压构件承载力的影响系数；力的影响系数；1、高厚比、高厚比对矩形截面对矩形截面 对对T形截面形截面 0Hh0THh不同砌体材料的高厚比修正系数，其中烧结砖不同砌体材料的高厚比修正系数，其中烧结砖取取1.0，砌块取，砌块取1.1，蒸压砖取，蒸压砖取1.2，毛石取，毛石取1.5；h矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压矩形截面轴向力偏心方向的边长

15、，当轴心受压时为截面较小边长；时为截面较小边长；hTT形截面折算厚度，近似取形截面折算厚度，近似取hT=3.5i，i为截面为截面回转半径；回转半径；H0受压构件的计算高度，根据房屋类别和支承条受压构件的计算高度，根据房屋类别和支承条件等按表件等按表9-5取用。取用。2、偏心距、偏心距eMe =N3、公式的适用范围、公式的适用范围e0.6yy截面重心到轴向力所在偏心截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离方向截面边缘的距离(图图9-2)4、对矩形截面构件，当轴向力、对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压方向的边长时，除按偏心受压计

16、算外，还应对较小边长方向计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算。按轴心受压进行验算。二、局部受压承载力验算二、局部受压承载力验算1、局部受压：轴向压力仅作用在砌体的部分截面上、局部受压：轴向压力仅作用在砌体的部分截面上2、局部受压类型：、局部受压类型：局部均匀受压：轴向压力在该截面上产生的压应力局部均匀受压：轴向压力在该截面上产生的压应力均匀分布；均匀分布；局部非均匀受压：压应力非均匀分布。局部非均匀受压：压应力非均匀分布。3、局部受压的破坏类型、局部受压的破坏类型(1)因纵向裂缝的发展而破坏因纵向裂缝的发展而破坏; (2)劈裂破坏劈裂破坏; (3)砌体局部压坏砌体局部压坏1、局部抗压强

17、度提高系数、局部抗压强度提高系数 试验表明：在局部压力作用下，按局部受压试验表明：在局部压力作用下，按局部受压面积面积Al计算的砌体抗压强度高于砌体全截面计算的砌体抗压强度高于砌体全截面受压时的强度。受压时的强度。 缘由：缘由：(1) “套箍强化作用：未直接承受压套箍强化作用：未直接承受压力的外围砌体对直接受压的内部砌体具有约力的外围砌体对直接受压的内部砌体具有约束作用，使直接受压的内部砌体处于三向受束作用，使直接受压的内部砌体处于三向受压状态；压状态；(2) “力的扩散作用：由于砌体搭力的扩散作用：由于砌体搭缝砌筑，局部压力向未直接受压的砌体扩散，缝砌筑，局部压力向未直接受压的砌体扩散，从而

18、使单位面积上的应力很快变小，使局部从而使单位面积上的应力很快变小，使局部受压强度得到提高。受压强度得到提高。(一一) 局部均匀受压承载力验局部均匀受压承载力验算算局部抗压强度提高系数局部抗压强度提高系数 当砌体的抗压强度为当砌体的抗压强度为f 时，局部抗压强度可时，局部抗压强度可取为取为 f， 称为砌体局部抗压强度提高系称为砌体局部抗压强度提高系数。数。=1+0.35-10lAA Al 局部受压面积；局部受压面积；A0 影响砌体局部抗压强度的计算面积，影响砌体局部抗压强度的计算面积，按按“厚度延长的原则取用。厚度延长的原则取用。A0 的确定的确定2、 局部均匀受压时的承载力局部均匀受压时的承载

19、力 作用在局部受压面积作用在局部受压面积Al上的轴向力设计值上的轴向力设计值Nl：llNfA(二二)局部非均匀受压承载力验算局部非均匀受压承载力验算上部荷载对局部抗上部荷载对局部抗压的影响：压的影响：当当0较小、较小、Nl 较较大时，如何？大时，如何？当当0较大时，如何？较大时，如何？内拱作用内拱作用1、梁直接支承在砌体上、梁直接支承在砌体上梁端有效支承长度梁端有效支承长度a0 当梁直接支承在砌体上时，若梁的支承长度为当梁直接支承在砌体上时，若梁的支承长度为a，则由于梁的变形和支承处砌体的压缩变形，梁端则由于梁的变形和支承处砌体的压缩变形，梁端有上翘的趋势，因而梁的有效支承长度有上翘的趋势，因

20、而梁的有效支承长度a0 并不等并不等于实际支承长度于实际支承长度a(a0a)；并且砌体所受到的局部；并且砌体所受到的局部压力也是非均匀分布的。压力也是非均匀分布的。010chafhc梁的截面高度梁的截面高度, mmf砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值当当a0a时，取时，取a0=a梁直接支撑在砌体上局部梁直接支撑在砌体上局部受压承载力验算受压承载力验算 0llN + N fA 01.50.5lAA000,llNAAa b 上部荷载的折减系数，当上部荷载的折减系数，当A0/Al3时，取时，取 0； 0上部平均压应力设计值；上部平均压应力设计值； 梁端底面压应力图形的完整系数，一般梁端底面压应力图

21、形的完整系数，一般取取0.7，对于过梁和墙梁取，对于过梁和墙梁取1.0； N0局部受压面积内上部轴向力设计值；局部受压面积内上部轴向力设计值； 砌体局部抗压强度提高系数，计算同前。砌体局部抗压强度提高系数，计算同前。2、 梁端下设有刚性垫块梁端下设有刚性垫块刚性垫块：预制垫块的高度刚性垫块：预制垫块的高度tb180mm、垫块挑出的长度垫块挑出的长度(自梁边算起自梁边算起)不大于垫块高不大于垫块高度。度。梁端设有刚性垫块时，梁端有效支承长度梁端设有刚性垫块时，梁端有效支承长度a0按下式确定按下式确定c01ha = f 1刚性垫块的影响系数，按表刚性垫块的影响系数，按表9-6采用。采用。受压承载力计算公式验算）：受压承载力计算公式验算）：10lbN + NfA N0垫块面积垫块面积Ab内上部轴向力设计值，内上部轴向力设计值，N0 =0 Ab ；Ab垫块面积