砌体的物理力学性能

*1第一章绪论本章内容2.12.2块体和砂浆的强度等级砌体的受压性能1.4

第二章砌体的物理力学性能2.3砌体的受拉、受弯和受剪性能2.4砌体的强度设计值2.5砌体的其它性能学习重点：砌体材料的种类及砌体受压、受拉、受弯、受剪的力学性能，影响砌体抗压强度的主要因素，根据各种的受力条件下砌体强度计算公式。学习目标：通过学习要求熟悉砌体材料及砌体种类，掌握砌体受力的力学性能及影响砌体抗压强度的因素，可以加深对砌体结构的认识，正确的进行设计计算。*块体的强度等级2.1块体和砂浆的强度等级网状砌体结构是由块材和砂浆经组砌而成的整体材料。砌体中常用的砖、砌块和石材三类。块体的强度等级是根据其抗压强度标准值的大小而划分的，块材强度等级以符号MU（MasonryUnit）表示，块体的强度等级有符号“MU”加相应的数字表示，其数字表示抗压强度整数值，单位为MPa。（1）烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级共分为5级，依次是MU30、MU25、MU20、MU15、MU10.烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的实心或空洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖。其标准尺寸是240mm×115mm×53mm，通称为“标准砖”。烧结多孔砖的空洞率不小于25﹪,孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位，简称多孔砖。（2）蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级共分为4级，依次是MU25、MU20、MU15、MU10蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要材料，经配料制备、压制成型，蒸压养护而成的实心砖，简称灰砂砖。蒸压粉煤灰砖的制作工艺同灰砂砖，主要原料为粉煤灰、石灰，并掺加适量石膏和集料。（3）砌块的强调等级共分为5级，依次是MU30、MU25、MU20、MU15、MU10.混凝土小型空心砌块主要由普通混凝土，轻骨料混凝土制成，主规格390mm×190mm×190mm，空心率为25﹪~50﹪。砌块表观密度较小，可减轻结构自重，保温隔热性能好，施工速度快，能充分利用工业废料、价格便宜。在很多地方已广泛用于房屋的墙体和用于高层建筑结构的承重墙体。（4）石材的强度等级共分为7级，依次是MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。在承重结构中，常用的石材有花岗岩、石灰岩和凝灰岩等，天然建筑石材具有强度高、耐久性好、抗冻与抗气性能好等优点，并多用于房屋的基础及勒脚部位。有时也用于房屋的墙体，因其保温性能差，需要较大的墙厚而显得不经济。石材根据其外形和加工程度可将天然石材分为料石和毛石两种。料石按加工平整程度不同分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。确定石材的强度等级时，若采用其它尺寸的立方体作试块，应对其试验结果乘以相应的换算系数（表2.1）表2.1石材强度等级的换算系数表2.1石材强度等级的换算系数2.1.2砂浆的强度等级砂浆是由胶结材料（水泥、石灰）和砂加水搅拌而成的混合材料。砂浆的作用是把块材粘结成整体，并在块材之间起分散压力的作用。砂浆应有足够的强度和耐久性，并具有一定的保水性和和易性。砂浆的强度等级共分为5级，依次是MU15、MU10、MU7.5、MU5、MU2.5，M后面的数字表示抗压强度值。单位为MPa。2.1.3块体和砂浆强度等级的选用

在选用砌体结构的块体材料时，应有足够的强度，以符合砌体结构构件对承载能力的要求。块体也应有良好的耐久性（是指建筑结构在正常的维护下，材料性能随时间变化，还能满足预定的功能要求的性能）、并有较好的保温隔热性能。砌筑用的砂浆不仅拥有足够的强度，而且还应该具有良好的和易性（可塑性）和有一定的保水性。砂浆中摻入适量的掺合物，如在砂浆中摻入石灰膏、粉煤灰等有机塑化剂，可提高砂浆的和易性和保水性，又能提高砌筑质量。在选用块体材料和砂浆时应因地制宜、就地取材、按建筑物对耐久性的要求、房屋的使用年限、气体的砌体的受力特点、工作环境和施工条件等各方面因素综合考虑。对地面以下或防潮层以下的砌体所用材料，应符合最低强度等级要求。《规范》对地表以下或防潮层以下砌体、潮湿房间墙所用材料的最低强度等级规定见表2-2。表2.港2潮湿扎环境保下的信材料既最低服强度嗽等级2.爽2砌体午的受该压性探能Mp底a在实傅际工袄程中架，大闸部分权砌体兆都属拥于受乱压构蚀件，制要对慨砌体程受压须性能也应有舱个全切面的室了解污。不毒同种究类的控砌体遣，受征压性蛙能不只相同趁，但痒受力织机理奖有很娘多的采相同正只处嗽，下战面以漏普通买砖砌按体受英压，衔来了筒解砌东体的弓受压稀性能标。2.嘴2.盼1砌体杏受压章的受柿力阶阴段砌体东的受服压性触能试孙验主包要是步以实瓦心砖郊砌体瓜轴心荒受压蜘为例区，从纯砖柱将受压途试验店可知甲，轴柏心受劈燕压砖雁砌体郑从加再荷载裂至破撇坏可纯分为施三个贝阶段加。（1）第晓一阶到段由加痕荷载除开始形至个京别砖民出现怒裂缝评为第食一阶唤段。犯此时疯压力摔为破轿坏荷蠢载50攀﹪~蛙70鸦﹪，其蚁特征劣裂缝中是出糟现在周单块币砖内塌，如亮不继然续加近载，恩裂缝识不会题继续贿扩展战或增编加。膛（图a）（2）第兄二阶奥段随着趴荷载丙的继扶续增菠加，渡单块蠢砖内蛾的裂环缝上漫下延盈伸和不不断季扩展姓，垂芦直通侵过若辈干皮锈砖，埋形成充一段亿段连伪续裂支缝。懂当荷建载达酒到破滥坏荷送载的80竭﹪~冒90河﹪时，匪即使唯荷载物不增吊加，可裂缝饲还是罪继续悬发展映。（兆图b）(3派)第三台阶段当荷冬载进校一步恒增加挠，砌连体内雁裂缝蹈迅速且扩展匠，加艇长加盲宽，剂形成瓦几条岩贯穿耀的裂酬缝，乖最终刻将砌犁体分考成几闯个小勾立柱明。整衫个砌遇体明马显向谅外鼓盗出，真最后签某些贿小立崇柱失夸稳或访压碎剖，整朽个砌哈体即甩被破英坏（贼图c）图2.伸1轴心秀受压居砖砌啊体的暂受压松阶段2.叨2.在2砌体俗受压殖时的像应力粱状态逢分析试验撇结果医表明两，砖话砌体麻在受律压时土不但撑单块挪砖开窑裂过书早，孕且砌第体的朵抗压照强度设远低伴于砖陡的抗励压强卸度。钻这一苗现象只是砌醒体体席内单哑块砖辟所受矿的复瞧杂应械力作占用加池以说分明。（1）在贝砌体功受压滨时单光块砖峰并非穷均匀寸受压由于汪单块府砖的挤外形每不规北则平尚整，坑所铺抬砂浆江的厚稳度和碧成分旁也不锐可能行非常籍均匀径，水此平灰锹缝饱改满度皇不足中，所催以在驶单块械砖的昏砌体系内不穷能均梁匀受笔压，长而是凡处于锡压、昏拉、森弯、倒剪、淡扭和伤局部水受压箩等复否力应娱力状趴态。椒由于域砖的浇抗拉榆强度汇较低融，当评弯、系剪引诊起的包主拉宽应力团超过吩砖的郊抗拉僻强度惧后，碎砖就遗会因劝拉而盼开裂铜，最因终使蔑砖砌友体的利强度厅远低诱于砖岗的强坟度（穴图2.春2）。（2）砌问体中失单块料砖和郊和砂滤浆的繁交互奴作用砌体聪中单汁块砖或与和酱砂浆郊的交熟互作样用使框砖承张受压所力。耗由于将砖与怨砂浆滴的弹匙性模陵量及何横向吓变形摊系数体不同你，砖看的横逐向变大形小躺于砂召浆的艺横向认变形款。由勾于砖绑与砂笔浆之希间的墓粘结桶力和补摩擦绝力的甩存在犁，砖河对砂酬浆的搏横向穴变形搏起阻容碍的革作用帽，砂振浆对代砖则舟形成葱了水肉平附得加拉悄力，膛这种咸拉力狮也是板使砖膜开裂灿早的察原因洪。若筋砂浆吧强度惩等级撞越高吹时，涉砖与里砂浆泥的横奶向变血形差艰异愈荡小，备砂浆油对砖肢所形望成的枣水平奖附加纲拉力标也愈颜小，鸭这种狂原因沿可避腾免。图2.潜2块体箱的受事力状协态（3）竖舅向灰辩缝应育力集卧中在砌塞筑时郊，砌厦体的夜竖向让灰缝寻未能淹很好俊的填赏满，苹同时裂竖向勤灰缝谊内的辜砂浆厉和砖红的粘追结力猫难以糊保证殃砌体驴的整株体性巧。因胡此，蒜在竖皂向灰朽缝上压的砖另内将萄产生财拉应敬力和猎剪应趋力集冻中，睛从而迈也加吩快了葵砖的惑开裂浮，引游起砌伶体强壳度降财低。2.助2.驱3影响狡砌体税抗压躁强度卸的主夸要因边素从砌喜体受认压时全的应盛力状嘱态分矛析可鲜知，案影响汪砌体技的主京要因拒素有捎：块慈体和谁砂浆踩的强方度，谈变形眠模量断，块喇体外染形尺母寸，颠灰缝艇厚度拢等，哥砌筑评质量鼻也是后关键瓶因素激之一洋。（1）块户体和化砂浆谷强度块体经和砂游浆的请强度富指标轻是确卖定砌乐体强事度最紫主要亚的因颗素。蔽块体门和砂舟浆的描强度维高，册砌体放的抗骆压强狭度也侍高。泳试验朴表明涂，提用高砌缸体强国度等篇级比存提高隔砂浆丸强度批等级贷对增跌大砌冷体抗共压强半度的袭效果雾好，抢当块稻体强雪度等映级提彻高一真倍，滚砌体舱的抗淹压强编度可悬提高0.列5倍左歉右。块体狸的截师面高振度对挑砌体席的抗孕压强偷度也冰有较沾大的铜影响观，块晚体的茫截面寄高度傅越大采，其充截面汪的抗虹弯、川抗剪某、抗全拉的栽能力伟越强底，砌葬体的鼓抗压短强度银越大滤。（2）块祝体尺矛寸和杏几何钻形状块体堂的尺刘寸、雨外观垂形状教及表阴面平册整程恨度对秒砌体靠的抗徐压强舟度也娱有较梦大的澡影响毕。从瓣前面侵砌体剪的受历压状陈态的因分析斗可知储，砌冬体厚娇度大柄、外替形规田则平谦整，裙其所抓在砌哲体中该收的莲拉、忍弯、乎剪应方力较蓄小，歌有利列于推古迟块释体裂适缝的肯出现写，从瘦而延表缓了葡砌体括的破扒坏，光提高凯了抗赏压强洲度。（3）砂失浆的舰性能砂浆跟具有桂明显雄的弹倍塑性音性质胜，坑砌筑挽时砂威浆的悲和易纷性良黎好、肥流动常性大驱时，议会形牺成厚愿度均僻匀和破密实腹的灰筒缝，难可改生善块货体内阀的应景力状盐态，害使砌砖体强捡度提拒高。坝但砂盯浆的敲可塑殖性过忌大，睛弹性震模量酒过低黄时，厉会增途加砌道体受湾压时花砂浆尘的横搅向变皱形，湖使砌条体所拘受横菌向拉铅应力刷增大示，降福低砌晨体的足强度魔。所以墓砌筑读时用骆的是杆砂浆饶的强恳度高服、可井塑性艇适当景、弹浴性模塑量大尘，砌慈体的折抗压耀强度艇较高早。（4）砌剃筑质晓量砌体乌砌筑冷时水授平灰燥缝的欢饱满礼度、永水平轿灰缝赵的厚搂度及窄砖的株含水偷率等用关系陡影响妇着砌剥体的宿质量谢。试剥验表塑明，坦当砂杰浆的捞饱满财度为73减﹪时，粥砌体腹的强厘度可章达到左规定怪的强滤度。笼因此凝，砌缎体施愈工验使收规让范中命，要克求水狠平灰钞缝的每饱满槽度不缎小于80尸﹪，水朗平灰舟缝的肠饱满堡度越广高，依砌体收的俄赵抗压码强度赴越高番。水跨平灰塔缝愈竞厚，誓砂浆吓横向崖变形瓦愈大吗，砌尘体内英复杂猫应力独随之暗加剧宏，砌劝体的惧抗压迷强度魂亦降抛低。瞎通常厚砂浆哄的水晌平灰株缝厚良度为8m敌m~吴12驾mm。干巷砖会涛过多症吸收即灰缝拉中砂更浆的凯水分思，使新砂浆窑失去学水分岛达不柳到结筹硬后浆应有咽的强闯度，闷砌筑舰时一扩般控修制砖妖的含电水率介为10丑﹪~贴15曲﹪。此外丸，块坡体的壁外形具规整激程度屡，试州件的臣龄期御，竖团向灰尾缝的枝饱满秀度，尘砂浆地和块旗体的捉粘结溉力以兔及搭川接方纺式等抱都会士对砌辛体的姑抗压饲强度椅有影歇响。2.骗3砌体吧的受竞拉、仓受弯抓和受搏剪性虎能在实嚷际工授程中酒，砌滥体除晌了受盛压力只作用概外，盯还承辨受轴恐心受诸拉、答弯矩毕、剪牵力作餐用。坑如圆渣形水嘴池池畅壁或菌谷仓益在液孩体的炎侧向忠压力怨作用吓下江狮产生或轴向鸭拉力存；挡瞧土墙衰在土模压力针作用踩下，庙将产表生弯告矩、涛剪力近作用侍；砖雀砌过浊梁在若自重危和荷宣载作被用下跨受到之弯矩狐，剪披力作终用等拾。2.观3.细1砌体存轴心房诚受拉砌体盒在轴劝心拉挥力作割用下触，可便能出崖现三颠种不衬同形氏态的己破坏惨特征部：沿狸齿缝旅截面匙破坏妨；沿钥块体暑和竖控向灰丈缝破尚坏；若沿水跟平灰蕉缝截佩面破差坏。葛一般愧情况纹下，棕砂浆受的强娘度较纽奉低，悬砂浆辩与块逗体的耀粘结低强度看低于薪块体要的抗笼拉强刮度，攻将发烧生沿渣齿缝岗的破菌坏；狸当沿着着块遍体和溪竖向壶灰缝愁截面版破坏猛是，振砌体愈的抗疯拉承颠载能裹力取而决于写块体位本身留的抗旧拉强苗度，锻当块案体抗台拉强纳度低芬于水努平灰移缝中扁砂浆座与块黎体之案间的张切向室粘结删力时禾，才违会发捏生这谱种破骂坏；冬当轴姑向拉枝力与吩砌体乡丰的水让平灰剪缝垂亮直时什，砌披体发造生沿礼水平桂灰缝捉截面待破坏招，这友种对哀抗拉驶力承借载力致其决献定作雨用的康因素揭是法谨向粘翅结力膨，由盛于法谦向粘赚结力洽强度拐小且朱不易磨保证滩，设原计中学不允册许采红用。罚（图2.远3）图2.软3砌体肥轴心勺受拉政的破扔坏形库态（2）砌宾体的酒轴心后抗拉怕强度砌体渗沿着逢齿缝狼截面巡寿破坏构的轴怨心抗岁拉强造度平兰均值裹为式中—与块至材种卫类有喘关的游系数贼；烧结始普通扬砖、扇烧结简多孔帮砖，=0课.1静41；蒸压凉灰砂仔砖、羽蒸压星粉煤再灰砖物，=0妇.0朵9；混凝郑土砌烧块，=0背.0裳69；毛键石，=0加.0债75。—砂浆侨的抗银压强放度平傍均值铸。2.拖3.醉2砌体问受弯当砌摘体受竖弯时痒，破密坏将贱发生拨在弯精曲受毙拉的资一侧听，因黎为砌炊体的旬弯曲基抗拉拖强度垃低于艺弯曲佛抗压量强度质。砌魂体受越弯破忽坏会糖发生嚷两种当可能僵的破剥坏形闸态，暴即沿粗着齿门缝破仆坏和浪沿块队体截缓面破抗坏（柴图2.垫4）；屠在大嘉偏心揪受压轻时，愉砌体躬可能撇在最旱大弯仿矩截赴面处喘发生删沿着子通缝白的弯催曲受剪拉破战坏，谣这种衔破坏效的砌团体抗法拉强叙度与魔砂浆翻的强夹度等铺级有酷关。图2.父4砌体妙的受您弯破剑坏2.后3.稠3砌体舞的受发剪在实伞际工柏程中胸，砌欧体的棍受剪亩是另劫一较灾为重均要的稳性能勤，砌扣体的读受剪版破坏讲主要学有沿抹齿缝洽破坏客、沿柏水平那缝破钳坏及邮沿阶邀梯截宗面破蚂坏图(2涉.5）。图2.带5砌体舍的受烟剪破亩坏2.忍4砌体皇的强庆度设晃计值2.凶4.律1强度武设计陵值的捏确定砌体存的抗鼓压强密度是鸦按照肾一定握的尺剑寸、德形状蛾和加柜载方虏法等欠条件侄，通听过试月验确脑定的杜。根性据各携类砌虏体轴蚂心受脑压试急验结胃果，《规范》给出忧适用岭于各六类砌姓体轴露心抗签压强冠度平喜均值漆的计穷算表牺达式馅：式中—砌体凤抗压谁强度极平均雪值（MP夫a）；—块体告的抗钉压强亡度等班级值界或平碍均值恶（MP来a）；—砂浆狮抗压洋强度姥平均脖值（MP斑a）；—与砌耗体类岁别和苹砌筑震方法灶有关敌的系锁数，览见表a—与块历体高棋度有砖关的巡寿系数曲，见供表—砂浆威强度陈对砌准体强励度的古修正名系数昨，见步表表2.犹2.贝1各类博砌体朴轴心惭抗压层强度敢平均字值2.歇4.重2砌体予的抗背压强疼度设西计值龄期圈为28天的逼以毛嫩截面舰计算姥的各果类砌职体抗炒压强句度设吸计值鞭，当裳施工侮质量恢控制歪等级犁为B级时榜，应修根据划块体售和砂虫浆的麻强度渠设计菊等级绳按以言下规较定采柔用。平对施悔工阶违段砂抄浆尚纪未硬刊化的瞒新砌银体的棒强度怖和稳棚定性进，可董查表路中“恭砂浆船强度涉为零间”的赔数值棋进行汤验算会。对于惨冬季蒸施工扬采用辟掺盐押砂浆丝式法施引工的计砌体倾（配蜘筋砌李体不胸得用启掺盐躺砂浆叙施工占），年砂浆唱强度盟等级各按常深温施统工的洗强度灶等级打提高郑一级灭时，傅砌体仇强度窃和稳趁定性列不可遵验算顶。（1）烧捆结普键通砖喜和烧粘结多膨孔砖亮砌体烧结进普通台砖和蚂烧结堆多孔梢砖砌认体的兄抗压恰强度梦设计兄值，五按表2.旱3采用2.抬5砌体当的其损它性陕能2.陪5.毁1砌体动的变确形模府量（1）弹目性模占量砌体刮的弹堡性模翁量、里线膨讯胀系辫数、屈收缩俊系数惜和磨绒擦系垃数可寺分别弹按表2.沈10～表2.亮12采用侄。砌纳体的巾剪变止模量鸣可按邻砌体察弹性寺模量泄的0.苹4倍采亚用。1砌体箩的弹抬性模膝量，冻可按呆表2.能10采用组。2.际5.邀2砌体妻的受奖热性浙能工程志中最傲常见坡的受卷冷热裁循环事的砌过体结往构是请砖烟嗽囱。得砖在矩受热朱时强纺度提歌高，笨而砂倦浆在帅受热柱时若缝温度聚不超乎过40横0℃时，瞧强度仍不降受低，址但超讲过40吃0℃后会侧降低贝（当访温度搞达到60曾0℃时，农强度怀降低践越10驰%）。柏而砂防浆受枯冷却颠时，坐强度羞会明闪显降乔低（盛如当勺温度斗自40阔0℃冷却挡，其朴强度糊可降坟低50这%）。晃故对芦烧结菠普通安砖和醉普通此砂浆庆砌筑角的受后热砌趣体，属在一驳面受抱热的事情形虏下（招如烟甜囱）梨最高示受热号温度善应低续于40姐0℃，且膊不应快考虑银砖强衰度的哈提高穗作用导。2.瓣5.寨3砌体坏的摩燃擦系判数砌体裂的摩济擦系菊数与替摩擦枣面的管状况伸和材锤料种倚类有此关，做其值菠可按橡表2.访12采用敏。在剧进行槽砌体包抗滑袜移和与抗剪转计算精时需某要考伴虑摩托擦力雄，摩贤擦力落的数悉值等艇于相丙应摩端擦系厨数乘舒以正趟压力骄。本章很小结（1）块尾材和扑砂浆苍可分箭为不塔同的杰种类可，每晒一种孔类有射着各充自不得同的市特点被，适趁合于茅不同垦的情停况下娇采用萝。块敏材和虚砂浆讽的强模度等属级主秋要是何以其泽抗压仔强度屿的平阁均值坑来划逼分的判。（2）砌猛体的暴种类钻有无蝴筋砌倍体、葬配筋踪蝶砌体点。不提同种歌类的摄砌体糊具有系不同斩