砌体结构的材料力学性能课件1

第2章砌体结构的材料力学性能西南科技大学土木工程与建筑学院2014年9月第2章砌体结构的材料力学性能西南科技大学土木工程与建筑11、砖烧结砖非烧结砖烧结普通砖：实心砖烧结多孔砖：孔洞率小于35%，孔小量多，用于承重部位烧结空心砖：孔洞率大于35%蒸压灰砂砖：蒸压粉煤灰砖：§2-1块体

蒸压硅酸盐砖混凝土砖1、砖烧结砖非烧结砖烧结普通砖：实心砖烧结多孔砖：孔洞率小于2烧结砖

一般是由粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰等为主要原料，压制成型后经焙烧而成。烧结普通砖标准尺寸：240*115*53烧结多孔砖尺寸：P型砖：240*115*90M型砖：190*190*90密度：11～14kN／m3§2-1块体取消，改为290、240、190、180、140等烧结砖一般是由粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰等为主3§2-1块体强度：按毛截面计算§2-1块体强度：按毛截面计算4烧结多孔砖强度等级指标(MPa)§2-1块体烧结多孔砖强度等级指标(MPa)§2-1块体5２.砌块混凝土空心砌块加气混凝土砌块硅酸盐实心砌块烧结空心砌块（粘土、煤矸石）小型砌块：高度180mm～350mm中型砌块：高度360mm～900mm大型砌块：高度大于900mm§2-1块体２.砌块混凝土空心砌块加气混凝土砌块硅酸盐实心砌块烧结空心6

我国目前在承重墙体材料中使用最为普遍的是混凝土小型空心砌块，它是由普通混凝土或轻集料混凝土制成，空心率一般在25%～50%之间，主要规格尺寸为390mm×190mm×190mm，一般简称为混凝土砌块或砌块。§2-1块体我国目前在承重墙体材料中使用最为普遍的是混凝土7加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，常作围护结构。§2-1块体加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能8

混凝土空心砌块的强度等级是根据标准试验方法，按毛截面面积计算的极限抗压强度值来划分的。混凝土小型空心砌块的强度等级为

MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5五个等级。§2-1块体混凝土空心砌块的强度等级是根据标准试验方法，按毛截面面积9３.石材

天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并具有很高的抗压强度，良好的耐磨性、耐久性和耐水性，表面经加工后具有较好的装饰性，工程中用于承重和装饰。毛石料石§2-1块体３.石材天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并10

砌体中的石材应选用无明显风化的石材。因石材的大小和规格不一，通常由边长为70mm的立方体试块进行抗压试验，取3个试块破坏强度的平均值作为确定石材强度等级的依据。石材的强度等级划分为MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20。§2-1块体砌体中的石材应选用无明显风化的石材。因石材的大11填满块体间的缝隙，减少砌体的透气性，提高砌体的保温性能和抗冻性能。将砖、石、砌块等块体材料粘结成砌体的砂浆即砌筑砂浆，它由胶结料、细集料和水配制而成，为改善其性能，常在其中添加掺入料和外加剂。砂浆的作用单个块体连成整体。抹平块体表面，从而促使其表面均匀受力。§2-2砂浆填满块体间的缝隙，减少砌体的透气性，提高砌体的12砂浆的分类石灰砂浆混合砂浆（有塑性掺料：石灰浆、粘土浆）非水泥砂浆按胶结料不同水泥砂浆（无塑性掺料）石膏砂浆粘土砂浆专用砂浆普通砂浆蒸压灰砂普通砖、混凝土砌块专用砂浆蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆§2-2砂浆砂浆的分类石灰砂浆混合砂浆（有塑性掺料：石灰浆、粘土浆）非水13

砂浆的强度等级是由边长为70.7mm的立方体标准试块，在温度为17～23℃环境下硬化、龄期28d的抗压强度来确定。砌筑砂浆的强度等级为M15、M10、M7.5、M5和M2.5。其中M表示砂浆(Mortar)，其后数字表示砂浆的强度大小(单位为MPa)。混凝土小型空心砌块砌筑砂浆的强度等级用Mb

标记(b表示block)，以区别于其他砌筑砂浆，其强度等级有Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5，其后数字同样表示砂浆的强度大小(单位为MPa)。蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆强度等级：

Ms15、Ms10、Ms7.5和Ms5。

当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体强度时，可按砂浆强度为零来确定其砌体强度。砂浆的强度§2-2砂浆砂浆的强度等级是由边长为70.7mm的立方体标准试块，在14对砂浆的要求应具有足够的强度应具有适当的保水性具有一定的可塑性（流动性）耐久性§2-2砂浆对砂浆的要求应具有足够的强度应具有适当的保水性具有一定的可塑15

按照是否配筋，砌体可分为无筋砌体、配筋砌体。

1.砖砌体

由砖和砂浆砌筑而成的整体材料称为砖砌体。在房屋建筑中，砖砌体常用作一般单层和多层工业与民用建筑的内外墙、柱、基础等承重结构以及多高层建筑的围护墙与隔墙等自承重结构等。

实心砖砌体墙常用的砌筑方法有一顺一顶(砖长面与墙长度方向平行的则为顺砖，砖短面与墙长度方向平行的则为顶砖)、三顺一顶或梅花顶。

无筋砌体§2-3砌体按照是否配筋，砌体可分为无筋砌体、配筋砌体。1.砖砌16

试验表明，采用同强度等级的材料，按照上述几种方法砌筑的砌体，其抗压强度相差不大。但应注意上下两皮顶砖间的顺砖数量愈多，则意味着宽为240mm的两片半砖墙之间的联系愈弱，很容易产生“两片皮”的效果而急剧降低砌体的承载能力。标准砌筑的实心墙体厚度常为120mm(半砖)

、240mm(一砖)、370mm(一砖半)、490mm(二砖)、620mm(二砖半)、740mm(三砖)等。有时为节省材料，墙厚可不按半砖长而按1/4砖长的倍数设计，即砌筑成所需的180mm、300mm、420mm等厚度的墙体。试验表明，这些厚度的墙体的强度是符合要求的。§2-3砌体试验表明，采用同强度等级的材料，按照上述几种方法砌筑的砌172.砌块砌体

由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料称为砌块砌体，目前国内外常用的砌块砌体以混凝土空心砌块砌体为主，其中包括以普通混凝土为块体材料的普通混凝土空心砌块砌体和以轻骨料混凝土为块体材料的轻骨料混凝土空心砌块砌体。砌块按尺寸大小的不同分为小型、中型和大型三种。小型砌块尺寸较小，型号多，尺寸灵活，施工时可不借助吊装设备而用手工砌筑，适用面广，但劳动量大。中型砌块尺寸较大，适于机械化施工，便于提高劳动生产率，但其型号少，使用不够灵活。大型砌块尺寸大，有利于生产工厂化，施工机械化，可大幅提高劳动生产率，加快施工进度，但需要有相当的生产设备和施工能力。

§2-3砌体2.砌块砌体由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料称为砌块砌体183.石砌体由天然石材和砂浆砌筑而成的整体材料称为石砌体。石材是最古老的土木工程材料之一，用石材建造的砌体结构物具有很高的抗压强度，良好的耐磨性和耐久性，且石砌体表面经加工后美观且富于装饰性。利用石砌体具有永久保存的可能性，人们用它来建造重要的建筑物和纪念性的结构物。另外，石砌体中的石材资源分布广，蕴藏量丰富，便于就地取材，生产成本低，故古今中外在修建城垣、桥梁、房屋、道路和水利等工程中多有应用。§2-3砌体3.石砌体由天然石材和砂浆砌筑而成的整体材料称为石砌体19配筋砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体马牙槎配筋砌块砌体§2-3砌体组合墙配筋砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体马牙槎配筋砌块砌体§2-320§2-3砌体§2-3砌体21

试验研究表明，砌体轴心受压从加载直到破坏，按照裂缝的出现、发展和最终破坏，大致经历三个阶段。

§2-4砌体的受压性能

砌体受压破坏特征试验研究表明，砌体轴心受压从加载直到破坏，按照裂缝的出现22①第一阶段→单砖开裂特点：个别单砖出现裂缝，荷载不增加，缝也不会继续扩展

荷载：约为极限荷载的50%-70%§2-4砌体的受压性能

§2-4砌体的受压性能23②第二阶段→多批多段裂缝

特点：形成多段贯通裂缝，即使荷载不增加，

裂缝也继续发展。

荷载：约为极限荷载的80%-90%。§2-4砌体的受压性能

§2-4砌体的受压性能24③第三阶段→竖向贯通裂缝特点：荷载增加不多，裂缝迅速发展加长、加宽砌体被分割成若干小柱而失稳破坏。

§2-4砌体的受压性能

§2-4砌体的受压性能25非均匀受压→处于复合作用（弯、剪、压）砖有脆性→抗弯，抗剪能力差单砖开裂主要就是由受弯受剪应力引起的。砌体受压应力状态§2-4砌体的受压性能

非均匀受压→处于复合作用（弯、剪、压）砌体受压应力状态§2-26结果：砖砌体的抗压强度比相应砖的强度低得多。砖与砂浆的交互作用

两者弹性模量及横向变形系数不同：要求：砂浆强度等级不能太低，否则，砖中过早出现裂缝。弹性地基梁作用竖向灰缝上的应力集中砖砌体的抗压强度相应砖的抗压强度§2-4砌体的受压性能

结果：砖砌体的抗压强度比相应砖的强度低得多。砖砌体的抗压强度271、块体和砂浆的强度等级（最主要因素）

尽可能用高强度的块体。2、块体的尺寸与形式

随块体高度增大而增大；随块体长度增大而降低；随表面平整度增大而增大。7/10影响砌体抗压强度的因素§2-4砌体的受压性能

1、块体和砂浆的强度等级（最主要因素）7/10影响砌体283、砂浆的流动性、保水性、弹性模量

8/104、砌筑质量与灰缝厚度普通灰缝厚度在10-12mm较好，一般采用10mm。§2-4砌体的受压性能

3、砂浆的流动性、保水性、弹性模量8/104、砌筑质量与灰缝299/10§2-4砌体的受压性能

9/10§2-4砌体的受压性能30《砌体结构设计规范》：在试验研究基础上，统一公式10/10§2-4砌体的受压性能

《砌体结构设计规范》：在试验研究基础上，统一公式10/10§31Thanksforyourattention!Thanksforyourattention!32第2章砌体结构的材料力学性能西南科技大学土木工程与建筑学院2014年9月第2章砌体结构的材料力学性能西南科技大学土木工程与建筑331、砖烧结砖非烧结砖烧结普通砖：实心砖烧结多孔砖：孔洞率小于35%，孔小量多，用于承重部位烧结空心砖：孔洞率大于35%蒸压灰砂砖：蒸压粉煤灰砖：§2-1块体

蒸压硅酸盐砖混凝土砖1、砖烧结砖非烧结砖烧结普通砖：实心砖烧结多孔砖：孔洞率小于34烧结砖

一般是由粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰等为主要原料，压制成型后经焙烧而成。烧结普通砖标准尺寸：240*115*53烧结多孔砖尺寸：P型砖：240*115*90M型砖：190*190*90密度：11～14kN／m3§2-1块体取消，改为290、240、190、180、140等烧结砖一般是由粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰等为主35§2-1块体强度：按毛截面计算§2-1块体强度：按毛截面计算36烧结多孔砖强度等级指标(MPa)§2-1块体烧结多孔砖强度等级指标(MPa)§2-1块体37２.砌块混凝土空心砌块加气混凝土砌块硅酸盐实心砌块烧结空心砌块（粘土、煤矸石）小型砌块：高度180mm～350mm中型砌块：高度360mm～900mm大型砌块：高度大于900mm§2-1块体２.砌块混凝土空心砌块加气混凝土砌块硅酸盐实心砌块烧结空心38

我国目前在承重墙体材料中使用最为普遍的是混凝土小型空心砌块，它是由普通混凝土或轻集料混凝土制成，空心率一般在25%～50%之间，主要规格尺寸为390mm×190mm×190mm，一般简称为混凝土砌块或砌块。§2-1块体我国目前在承重墙体材料中使用最为普遍的是混凝土39加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，常作围护结构。§2-1块体加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能40

混凝土空心砌块的强度等级是根据标准试验方法，按毛截面面积计算的极限抗压强度值来划分的。混凝土小型空心砌块的强度等级为

MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5五个等级。§2-1块体混凝土空心砌块的强度等级是根据标准试验方法，按毛截面面积41３.石材

天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并具有很高的抗压强度，良好的耐磨性、耐久性和耐水性，表面经加工后具有较好的装饰性，工程中用于承重和装饰。毛石料石§2-1块体３.石材天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并42

砌体中的石材应选用无明显风化的石材。因石材的大小和规格不一，通常由边长为70mm的立方体试块进行抗压试验，取3个试块破坏强度的平均值作为确定石材强度等级的依据。石材的强度等级划分为MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20。§2-1块体砌体中的石材应选用无明显风化的石材。因石材的大43填满块体间的缝隙，减少砌体的透气性，提高砌体的保温性能和抗冻性能。将砖、石、砌块等块体材料粘结成砌体的砂浆即砌筑砂浆，它由胶结料、细集料和水配制而成，为改善其性能，常在其中添加掺入料和外加剂。砂浆的作用单个块体连成整体。抹平块体表面，从而促使其表面均匀受力。§2-2砂浆填满块体间的缝隙，减少砌体的透气性，提高砌体的44砂浆的分类石灰砂浆混合砂浆（有塑性掺料：石灰浆、粘土浆）非水泥砂浆按胶结料不同水泥砂浆（无塑性掺料）石膏砂浆粘土砂浆专用砂浆普通砂浆蒸压灰砂普通砖、混凝土砌块专用砂浆蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆§2-2砂浆砂浆的分类石灰砂浆混合砂浆（有塑性掺料：石灰浆、粘土浆）非水45

砂浆的强度等级是由边长为70.7mm的立方体标准试块，在温度为17～23℃环境下硬化、龄期28d的抗压强度来确定。砌筑砂浆的强度等级为M15、M10、M7.5、M5和M2.5。其中M表示砂浆(Mortar)，其后数字表示砂浆的强度大小(单位为MPa)。混凝土小型空心砌块砌筑砂浆的强度等级用Mb

标记(b表示block)，以区别于其他砌筑砂浆，其强度等级有Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5，其后数字同样表示砂浆的强度大小(单位为MPa)。蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆强度等级：

Ms15、Ms10、Ms7.5和Ms5。

当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体强度时，可按砂浆强度为零来确定其砌体强度。砂浆的强度§2-2砂浆砂浆的强度等级是由边长为70.7mm的立方体标准试块，在46对砂浆的要求应具有足够的强度应具有适当的保水性具有一定的可塑性（流动性）耐久性§2-2砂浆对砂浆的要求应具有足够的强度应具有适当的保水性具有一定的可塑47

按照是否配筋，砌体可分为无筋砌体、配筋砌体。

1.砖砌体

由砖和砂浆砌筑而成的整体材料称为砖砌体。在房屋建筑中，砖砌体常用作一般单层和多层工业与民用建筑的内外墙、柱、基础等承重结构以及多高层建筑的围护墙与隔墙等自承重结构等。

实心砖砌体墙常用的砌筑方法有一顺一顶(砖长面与墙长度方向平行的则为顺砖，砖短面与墙长度方向平行的则为顶砖)、三顺一顶或梅花顶。

无筋砌体§2-3砌体按照是否配筋，砌体可分为无筋砌体、配筋砌体。1.砖砌48

试验表明，采用同强度等级的材料，按照上述几种方法砌筑的砌体，其抗压强度相差不大。但应注意上下两皮顶砖间的顺砖数量愈多，则意味着宽为240mm的两片半砖墙之间的联系愈弱，很容易产生“两片皮”的效果而急剧降低砌体的承载能力。标准砌筑的实心墙体厚度常为120mm(半砖)

、240mm(一砖)、370mm(一砖半)、490mm(二砖)、620mm(二砖半)、740mm(三砖)等。有时为节省材料，墙厚可不按半砖长而按1/4砖长的倍数设计，即砌筑成所需的180mm、300mm、420mm等厚度的墙体。试验表明，这些厚度的墙体的强度是符合要求的。§2-3砌体试验表明，采用同强度等级的材料，按照上述几种方法砌筑的砌492.砌块砌体

由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料称为砌块砌体，目前国内外常用的砌块砌体以混凝土空心砌块砌体为主，其中包括以普通混凝土为块体材料的普通混凝土空心砌块砌体和以轻骨料混凝土为块体材料的轻骨料混凝土空心砌块砌体。砌块按尺寸大小的不同分为小型、中型和大型三种。小型砌块尺寸较小，型号多，尺寸灵活，施工时可不借助吊装设备而用手工砌筑，适用面广，但劳动量大。中型砌块尺寸较大，适于机械化施工，便于提高劳动生产率，但其型号少，使用不够灵活。大型砌块尺寸大，有利于生产工厂化，施工机械化，可大幅提高劳动生产率，加快施工进度，但需要有相当的生产设备和施工能力。

§2-3砌体2.砌块砌体由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料称为砌块砌体503.石砌体由天然石材和砂浆砌筑而成的整体材料称为石砌体。石材是最古老的土木工程材料之一，用石材建造的砌体结构物具有很高的抗压强度，良好的耐磨性和耐久性，且石砌体表面经加工后美观且富于装饰性。利用石砌体具有永久保存的可能性，人们用它来建造重要的建筑物和纪念性的结构物。另外，石砌体中的石材资源分布广，蕴藏量丰富，便于就地取材，生产成本低，故古今中外在修建城垣、桥梁、房屋、道路和水利等工程中多有应用。§2-3砌体3.石砌体由天然石材和砂浆砌筑而成的整体材料称为石砌体51配筋砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体马牙槎配筋砌块砌体§2-3砌体组合墙配筋砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体马牙槎配筋砌块砌体§2-352§2-3砌体§2-3砌体53

试验研究表明，砌体轴心受压从加载直到破坏，按照裂缝的出现、发展和最终破坏，大致经历三个阶段。

§2-4砌体的受压性能

砌体受压破坏特征试验研究表明，砌体轴心受压从加载直到破坏，按照裂缝的出现54①第一阶段→单砖开裂特点：个别单砖出现裂缝，荷载不增加，缝也不会继续扩展

荷载：约为极限荷载的50%-70%§2-4砌体的受压性能

§2-4砌体的受压性能55②第二阶段→多批多段裂缝

特点：形成多段贯通裂缝，即使荷载不增加，