砌体结构：砌体材料及力学性能VIP

砌体结构MASONNRYSTRUCTURE

绪论

一、几个概念

1.结构：建筑物的承重骨架，承担并传递荷载。

2.砌体：由块体用砂浆砌筑而成的整体材料。

3.砌体结构（masonrystructure）:主要受力构件是由砌体建造而成的结构。

受力构件主要是砌体墙、砌体柱

二、砌体结构类型

1、无筋砌体结构

无筋或配置非受力钢筋的砌体结构砖砌体砌块砌体

二、砌体结构类型

1、无筋砌体结构

无筋或配置非受力钢筋的砌体结构石砌体

二、砌体结构类型

2、配筋砌体结构

配置受力钢筋的砌体结构（配筋率大于0.07%）。网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体：在砖砌体水平灰缝中配置钢筋网片的砌体承重构件。

二、砌体结构类型

2、配筋砌体结构组合砌体砌体组合砖砌体：混凝土或砂浆面层组合砌体和约束组合砌体

二、砌体结构类型

2、配筋砌体结构

配筋砌体砌体配筋混凝土砌块砌体：在砌块砌体的孔洞内设置竖向钢筋和在水平灰缝中配置水平钢筋并用灌孔混凝土灌实的砌体承重构件。砌体结构设计砌体结构由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱等构件作为建筑物主要受力构件的结构。是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。块体和砂浆的强度等级是根据其抗压强度划分级别的。第一章砌体力学及物理性能1.1材料强度等级第一节砌体材料及力学性能砌体结构一、块体的种类及强度：块材高度小于180mm者称为砖；大于等于180mm者称为砌块1、砖：提倡采用非粘土块体，2005年，全国省会城市禁止使用粘土砖。砌体材料及力学性能烧结普通砖、烧结多孔砖，混凝土普通砖、混凝土多孔砖和非烧结硅酸盐砖。（1）、烧结普通砖：以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料经焙烧而成的。尺寸：240×115×53（1）烧结普通砖：强度：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。（2）、烧结多孔砖：以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料经焙烧而成的主要用于承重部位的多孔砖。孔洞率不小于28%主要尺寸：240×115×90、240×190×90（2）烧结多孔砖：强度：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。烧结空心砖：孔洞率大于40%，主要用于非承重部位。普通砖尺寸：240×115×53（3）混凝土普通砖、混凝土多孔砖：强度：MU25、MU20、MU15三个等级。多孔砖尺寸：240×115×90190×190×90（4）蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖：强度：MU25、MU20、MU15三个等级。蒸压砖：是一种硅酸盐制品。规格与烧结砖相同，分普通与多孔。（5）块材的折压比及孔洞：折压比：块材抗折强度与抗压强度的比值。烧结砖抗折强度与抗压强度有一定的对应关系。蒸压砖受原材料，成型设备及生产工艺的影响，抗折强度与抗压强度的对应关系相差较大。孔洞布置不合理或壁、肋较薄，易破坏。表1-2和表1-5对折压比和孔洞进行控制。砌体结构一、块体的种类及强度：2、砌块：砌体材料及力学性能主要是普通混凝土小型空心砌块和轻骨料混凝土小型砌块。（1）、普通混凝土小型空心砌块：主要尺寸：390×190×190空心率：25%~47%强度：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5五个等级。砌体结构砌体材料及力学性能（1）、轻集料混凝土小型空心砌块：主要尺寸：390×190×190强度：MU10、MU7.5、MU5、MU3.5四个等级。砌体结构一、块体的种类及强度：3、石材：砌体材料及力学性能强度：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20七个等级。分毛石和料石70mm立方体测得考虑尺寸效应，进行修正。砌体结构设计砂浆的强度等级：采用边长为70.7的立方体标准试块，在温度为20±3ºC环境下，水泥砂浆在湿度为90%以上、水泥石灰砂浆在湿度为60%-80%条件下养护28天，具有95%保证率的抗压强度。烧结砖强度等级分为：M15，M10，M7.5，M5，M2.5混凝土砌块砌筑砂浆强度等级分为:Mb20，Mb15，Mb10，Mb7.5，Mb5蒸压砖砂浆强度等级分为:Ms15，Ms10，Ms7.5，Ms5砌体材料及力学性能二、砂浆的种类及强度：砌体中采用的砂浆有水泥砂浆和混合砂浆两种。砌体结构设计一、砌体受压的破坏过程：第二节砌体的受压性能极限荷载的50％～70％时，在单块砖中出现细小裂缝。不增加压力，不发展。极限荷载的80％～90％时，在多块砖中出现连续裂缝。压力不增加，裂缝也发展。砌体被连续裂缝分割成若干独立小柱，最终它们被压碎或失稳破坏。砌体的受压性能砌体的抗压强度低于块体。砌体结构设计砌体内单块砖处于压、弯、剪、拉复合应力状态；二、单砖在砌体中的受力：砌体中单砖受力示意图第二节砌体的受压性能

砌体内单块砖的受力状态（从四方面理解）：

1).由于砂浆层高低不平，砌体内块体的受力如同连续梁，如图所示。块体的抗拉和抗剪强度比较低，容易开裂，因此砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。

2)受压横向变形时，砖横向变形小，砂浆的横向变形大，砖与砂浆的交互作用，砖内出现附加拉力。

3)弹性地基梁作用：受压时，单个砖上下面的砌体可视为“弹性地基”，与单砖相比，“地基”的弹性模量相对较小，砖的弯曲变形大，砖中的弯剪应力高。

4)竖向灰缝上的应力集中：竖向灰缝未填满，竖缝内砂浆与砖的粘结力差，砖在竖向灰缝处内发生横向拉应力和剪应力的集中。

砌体结构设计1、块材的强度及外形尺寸：

块体的强度越高，砌体的强度也越高

块体平整，砌体的强度也越高

块体厚实，砌体的强度也越高2、砂浆的强度：

砂浆强度高，砌体的抗压强度也会提高，但不如块材明显。

三、影响砌体抗压强度的主要因素：第二节砌体的受压性能砌体结构设计3、砂浆的变形性能：

变形性能大，砌体抗压强度低4、砂浆的和易性和保水性：

砂浆的和易性和保水性好，灰缝的厚度和密实性都较好，块材受力越均匀，砌体的强度相对较高。

纯水泥砂浆的和易性和保水性较差，会使砌体强度降低10%-20%。三、影响砌体抗压强度的主要因素：第二节砌体的受压性能砌体结构设计5、砌筑质量：

水平灰缝均匀、饱满（≥80%），灰缝厚度（8-12），砖的含水率（10%—15%），块体的搭接（上下错缝，内外搭砌）第二节砌体的受压性能砌体结构设计四、砌体的抗压强度：砌体的抗压强度标准值：规定尺寸的试件，在规定龄期时，按规定的实验方法测得的强度值。取其强度分布的95%下分位值作为标准值。强度标准值与强度平均值的关系：式中fk－砌体的强度标准值；

fm－砌体的强度平均值；

σf－砌体强度的标准差；δf－砌体强度变异系数，见下表：第二节砌体的受压性能砌体结构设计砌体强度变异系数δf

砌体类别砌体抗压强度砌体抗拉、抗弯、抗剪强度砖、砌块、毛料石砌料0.170.20砌体的抗压强度设计值：γf－砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜按施工控制等级为B级考虑，取1.6；当施工控制等级为C级时，取1.8。 第二节砌体的受压性能砌体结构设计规范规定，各类砌体的强度设计值f在下列情况下还应乘以调整系数γa：（1）砌体截面面积A＜0.3m2时，γa=0.7＋A，这是考虑截面较小的砌体构件，局部碰损或缺陷对强度影响较大而采用的调整系数，此时A以m2计。第二节砌体的受压性能（2）各类砌体，当采用水泥砂浆砌筑时，由于水泥砂浆和易性差，对抗压强度γa=0.9；对抗剪强度γa=0.8;（3）当验算施工中房屋的构件时，γa=1.l。

材料单元的受剪状态1、砌体的抗剪性能及强度：（1）破坏形式及特点五、砌体的抗拉、抗弯、抗剪强度：砌体沿通缝截面受剪砌体的三种剪切破坏形态剪摩破坏Θ<45剪应力大于摩阻力剪压破坏45<Θ<60主拉应力超过抗拉强度斜压破坏60<Θ<90主压应力超过抗压强度(2)影响砌体抗剪强度的因素1）材料强度的影响随砂浆强度提高而提高。

剪摩和剪压：块体强度几乎无影响。

斜压：随块体强度提高而提高。2）垂直压力的影响

剪摩：随压力增大而增大

斜拉：影响不大

斜压：减小3）砌筑质量的影响

水平灰缝饱满度；

块体含水率：最佳砌体结构设计第二节砌体的受压性能(3)砌体抗剪强度理论主应力破坏理论：根据材料力学，为避免砌体由于主拉应力超过砌体的抗主拉应力强度（砌体截面上无垂直荷载作用时沿阶梯形截面的抗剪强度fv0），而产生剪切破坏，应符合下式要求：由此得砌体抗剪强度的一般表达式为库仑理论表明，当砌体摩擦系数为μ时，其抗剪强度可采用下列表达式：根据我国的试验和研究，并令fv.m和fv0,m表示砌体抗剪强度的平均值，可得：此式具有以下特点：①符合大量的试验结果。②符合墙体的实际破坏模式。③能较好地解释试验以及房屋遭受地震震害现象。④与砌体结构设计和施工的国际建议（CIB58）以及前苏联和英国等国砌体结构规范的公式比较一致。(4)砌体抗剪强度砌体的抗剪强度主要取决于水平灰缝中砂浆与块体的粘结强度，因此《规范》规定砌体抗剪强度按下式计算。砌体结构设计2、砌体的抗拉性能及强度：当轴心拉力与水平灰缝平行时，砌体的受拉破坏主要有（a）沿齿缝受拉破坏，此时，砌体抗拉强度主要与粘结力有关；（b）沿块材和竖向灰缝的破坏，此时，砌体抗拉强度主要与块体强度有关；(c)当轴心拉力与水平灰缝垂直时，砌体发生沿水平通缝截面破坏，此时，砌体抗拉强度主要与法向粘结强度有关。第二节砌体的受压性能砌体结构设计3、砌体的抗弯性能及强度：砌体发生受弯破坏时，总是发生弯曲受拉破坏砌体的受弯破坏主要有（a）沿水平灰缝受拉破坏；（b）沿沿齿缝破坏；（c）块材和竖向灰缝的破坏。第二节砌体的受压性能砌体结构设计强度类别

破坏特征及砌体种类砂浆强度等级≥M10M7.5M5M2.5轴心抗拉烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块毛石0.190.120.090.080.160.100.080.070.130.080.070.060.090.06－0.04弯曲抗拉烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块毛石0.330.240.110.130.290.200.090.110.230.160.080.090.170.12－0.07烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块0.170.120.080.140.100.060.110.080.050.080.06－抗剪烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土和轻骨料混凝土砌块毛石0.170.120.090.210.140.100.080.190.110.080.060.150.080.06－0.10砌体沿灰缝的轴心抗拉强度、弯曲抗拉及抗剪强度设计值：第二节砌体的受压性能混合结构设计第二节无筋砌体构件承载力计算