2023-建筑力学与结构砌体种类及力学性40课件讲解

2023建筑力学与结构砌体种类及力学性能CONTENTS目录01砌体的种类02砌体的力学性质知识点砌体的种类，各种砌体的强度设计值技能点对各种砌体有基本的认识，掌握砌体抗压强度设计值课程思政目标通过对砌体不同种类的学习，砌体强度设计值的学习，培养学生会总结归纳解决工程实际问题，以及培养学生严谨细致的学习习惯。砌体的种类任务

一

：1.按所用材料不同分砖砌体

砌块砌体石砌体2.按是否配筋分无筋砌体

配筋砌体

一、砌体分类：（一）砖砌体定义：由砖和砂浆砌筑而成的整体。用途：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。砌筑方法：顺砖：砖长面与墙长度方向平行的砖。丁砖：砖短面与墙长度方向平行的砖。实心砖砌体墙常用的砌筑方法有一顺一丁、梅花丁或三顺一丁。一顺一丁梅花丁三顺一丁实心墙体厚度

标准砌筑的实心墙体厚度通常为：240mm(一砖)、370mm(一砖半)、490mm(二砖)、620mm(二砖半)、740mm(三砖)等。空心砖墙体厚度目前国内常用的几种规格空心砖可以砌成的墙体厚度通常为：90mm、180mm、190mm、240mm、290mm、370mm、390mm等。（二）砌块砌体定义：由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料。目前常用的砌块砌体以混凝土空心砌块砌体为主，其中包括普通混凝土空心砌块砌体和轻骨料混凝土空心砌块砌体。砌块排列时要求有规律性，并使砌块类型最少，排列整齐，尽量减少通缝，砌筑牢固。排列时应选择一套砌块的规格和型号，其中大规格的砌块占70%以上时比较经济。实心砌块层高为3300mm的砌块在墙体中立面排列方法（三）石砌体定义：由天然石材和砂浆砌筑而成的砌体结构。石砌体的类型有料石砌体（细料石砌体、粗料石砌体和毛料石砌体）、毛石砌体和毛石混凝土砌体。料石加工困难，但它除了用于建造房屋外，还可以建造石拱桥和建筑构筑物，特别是石坝、渡槽等。毛料石和毛石砌体(a)毛料石砌体;(b)毛石砌体定义：为提高砌体强度、减少其截面尺寸、增加砌体结构(或构件)的整体性，可在砌体中配置钢筋或钢筋混凝土，即配筋砌体。分类：配筋砌体可分为配筋砖砌体和配筋砌块砌体。其中配筋砖砌体又可分为网状配筋砖砌体、组合砖砌体；配筋砌块砌体又可分为均匀配筋砌块砌体、集中配筋砌块砌体以及均匀─集中配筋砌块砌体。

二、配筋砌体（一）配筋砖砌体（1）网状配筋砖砌体（横向配筋）是在水平灰缝内每隔3-5皮砖设置一层横向钢筋网片的砌体。砖柱内采用方格网或连弯钢筋网，砖墙内采用方格网配筋。网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体构造要求①方格钢筋网的钢筋直径宜采用3-4mm；采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm。钢筋网中钢筋的间距30mm≤a≤120mm。②钢筋网的竖向间距Sn不应大于5皮砖，并不应大于400mm。当采用连弯钢筋网时，网的钢筋方向应互相垂直，沿砌体高度交错设置，Sn应取同一方向网的间距。③网状配筋砌体中的配筋率(按体积比计算)不应小于０.1％，也不应大于1％。④在网状配筋砖砌体中，所选用的砂浆强度等级不应低于M7.5。⑤由于钢筋网砌筑在灰缝砂浆内，易于锈蚀，因此水平灰缝的厚度应控制在8-12mm范围内，并应保证在钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。（2）

组合砖砌体定义：由砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层构成的整体材料。工程应用上有两种形式，一种是采用钢筋混凝土或钢筋砂浆作面层的砌体，这种砌体可以用作承受偏心距较大的偏心压力的墙、柱(如图)。组合砖砌体另一种是在砖砌体的转角、交接处以及每隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱，并在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁，使砖砌体墙与钢筋混凝土构造柱、圈梁组成一个共同受力的整体结构(如图所示)。组合砖砌体构造要求①为了使砖砌体的强度不致过低，要求砖的强度等级不低于MU10，砌筑砂浆的强度不宜低于M7.5。面层混凝土强度等级宜采用C20，面层砂浆应采用水泥砂浆，为防止钢筋锈蚀，并使钢筋与砂浆有较好的粘结能力，面层砂浆强度等级不低于M10。②受力钢筋一般采用Ⅰ级钢筋。③受压一侧的配筋率,不宜小于0.2%(混凝土面层)或0.1%(砂浆面层);受拉钢筋的配筋率,不应小于0.1%。竖向受力钢筋的直径应不小于8mm，钢筋净间距不应小于30mm。构件一侧的受力钢筋多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。④箍筋的直径，不宜小于4mm及d/5(d为受压钢筋直径)，也不宜大于6mm，箍筋间距不应大于20倍受压钢筋直径及500mm，并不应小于120mm。⑤采用砂浆面层的组合砖砌体，砂浆面层一般为30-45mm。当面层厚度大于45mm时，宜采用混凝土面层。竖向受力钢筋距砌体表面的距离不应小5mm，相应混凝土保护层的厚度，不小于上表的规定。保护层厚度/mm

⑥组合砖砌体构件的顶部、底部以及牛腿处，是直接承受或传递荷载的主要部位，必须设置钢筋混凝土垫块，受力钢筋伸入垫块的长度必须满足锚固要求，以确保构件安全可靠地工作。⑦受力钢筋的搭接长度，搭接处的箍筋间距等应符合现行《混凝土结构设计规范》的要求。定义：在混凝土小型空心砌块砌体的水平灰缝中配置水平钢筋，在孔洞中配置竖向钢筋并用混凝土灌实的一种配筋砌体。三、配筋砌块砌体钢筋的设置应注意以下几点：1.钢筋的接头钢筋直径大于22mm时宜采用机械连接接头，其他直径的钢筋可采用搭接接头，并应符合下列要求：（1）钢筋的接头位置宜设置在受力较小处；

（2）受拉钢筋的搭接接头长度不应小于1.1La，受压钢筋的搭接接头长度不应小于0.7La（La为钢筋锚固长度），但不应小于300mm；

（3）当相邻接头钢筋的间距不大于75mm时，其搭接长度应为1.2La.当钢筋间的接头错开20d时（d为钢筋直径），搭接长度可不增加。

2.水平受力钢筋（网片）的锚固和搭接长度

（1）在凹槽砌块混凝土带中钢筋的锚固长度不宜小于30d，且其水平或垂直弯折段的长度不宜小于15d和200mm；钢筋的搭接长度不宜小于35d；

（2）在砌体水平灰缝中，钢筋的锚固长度不宜小于50d，且其水平或垂直弯折段的长度不宜小于20d和150mm；钢筋的搭接长度不宜小于55d；

（3）在隔皮或错缝搭接的灰缝中为50d＋2h（d为灰缝受力钢筋直径，h为水平灰缝的间距）。3.钢筋的最小保护层厚度（1）灰缝中钢筋外露砂浆保护层不宜小于15mm；

（2）位于砌块孔槽中的钢筋保护层，在室内正常环境不宜小于20mm；在室外或潮湿环境中不宜小于30mm；

（3）对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的配筋砌体，钢筋保护层厚度应比上述规定至少增加5mm.

4.钢筋的弯钩

钢筋骨架中的受力光面钢筋，应在钢筋末端作弯钩，在焊接骨架、焊接网以及受压构件中，可不作弯钩；绑扎骨架中的受力变形钢筋，在钢筋的末端可不作弯钩。弯钩应为180°弯钩。5.钢筋的间距

（1）两平行钢筋间的净距不应小于25mm；

（2）柱和壁柱中的竖向钢筋的净距不宜小于40mm（包括接头处钢筋间的净距）。

砌体的力学性质任务

二：

现行《砌体结构设计规范》中规定，砌体抗压强度平均值的计算公式：一、砌体轴心抗压强度计算公式各类砌体轴心抗压强度平均值的计算系数注：1.k2在表列条件以外时均等于1；2.式中f1为块体的抗压强度等级值或平均值；f2为砂浆的抗压强度平均值，单位均以MPa计；3.混凝土砌块砌体的轴心抗压强度平均值，当f2>10MPa时，应乘系数1.1-0.01f2，MU20的砌体应乘系数0.95，且满足f1≥f2，

f2≤20MPa。砌体抗拉和抗剪强度大大低于其抗压强度。抗压强度主要取决于块体的强度。而在大多数情况下，轴心受拉、受弯和受剪破坏一般均发生于砂浆和块体的连接面上。因此，轴心抗拉、抗弯和抗剪强度将决定于灰缝强度，亦即决定于灰缝中砂浆和块体的粘结强度。砂浆和砖的粘结强度(a)法向粘结;(b)切向粘结砌体轴心受拉破坏砌体轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度都与砂浆强度有关。砌体在轴心拉力作用下，会出现两种不同破坏形态：沿齿缝截面轴心受拉破坏如图I-I截面所示，沿竖缝与块体截面破坏坏如图I-I截面所示二、砌体轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度计算公式砌体轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度平均值的影响系数

砌体弹性模量主要与砌体抗压强度设计值有关，各类砌体的弹性模量见下表砌体的弹性模量E(MPa)三、砌体的弹性模量、剪变模量对于单排孔且对孔砌筑的混凝土砌块灌孔砌体

设计中计算墙体在水平荷载作用下的剪切变形时，需要用到砌体的剪变模量，砌体的剪变模量与砌体的弹性模量和破松比有关砌体的线膨胀系数和收缩率可按下表采用砌体的线膨胀系数和收缩率

四、砌体的线膨胀系数和收缩率摩擦系数在砌体结构抗滑移和抗剪承载力计算中要用到砌体的摩擦系数，其值与摩擦面的材料和干湿程度有关，可按下表采用。

五、砌体的摩擦系数根据砌体轴心抗压抗压平均值，根据以下公式确定砌体强度设计值六、砌体的强度设计值烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值(MPa)为了设计应用，当施工质量控制等级为B级时，下表给出了龄期为28d的各类砌体的抗压强度设计值。混凝土普通砖和混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值(MPa)蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体的抗压强度设计值(MPa)单排孔混凝土砌块和轻集料混凝土砌块对孔砌筑砌体的抗压强度设计值(MPa)双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值(MPa)毛料石砌体的抗压强度设计值(MPa)毛石砌体的抗压强度设计值(MPa)沿砌体灰缝截面破坏时砌体轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值健下表在进行砌体结构设计中，遇到下列情况的各类砌体，其强度设计值应乘以调整系数γa:（1）有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，γa为0.9；（2）对无筋砌体构件，其截面面积＜0.3m2时，γa=A+0.7。对配筋砌体构件，其截面面积＜0.2m2时，γa=A+0.8。A为构件截面面积（m2）；（3）当砌体用强度等级小于M5的水泥砂浆砌筑时，对上表中抗压强度设计值中数值，γa=0.9；对上表中抗拉强度设计值、抗剪强度设计值中数值，γa=0.8；（4）当施工质量控制等级为C级时，γa=0.89；（5）当验算施工中房屋的构件时，γa=1.1。