第三章 砌体材料的力学性能【同济砌体结构】

第三章砌体材料及其力学性能同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林一、块材1.砖以标准试验方法测得的抗压强度的Mpa数值作为其强度等级Mu30、Mu25、Mu20、Mu15、Mu10一、块材1.砖实体砖烧结砖=粘土：成型、烧结灰砂砖=砂+石灰：蒸养粉煤灰砖=粉煤灰+石灰、石膏：蒸养标准尺寸：24011553一、块材1.砖空心砖（孔洞率大于15%）烧结砖、灰砂砖、粉煤灰砖多孔砖：KM119019090KP124011590KP2240180115大孔砖：填充墙、分隔墙时孔洞率可达40~60%。不配筋、不灌浆的砌体孔洞率不得大于50%一、块材1.砖空心砖（孔洞率大于15%）一、块材2.砌块混凝土砌块、粉煤灰砌块（粉煤灰蒸养而成）Mu20、Mu15、Mu10、Mu7.5、Mu5外形尺寸是标准砖的6~60倍小型砌块中型砌块大型砌块一、块材2.砌块一、块材3.石料石灰石或花岗岩Mu100、Mu80、Mu60、Mu50、Mu40、Mu30、Mu20细料条石半细料条石粗料条石毛料石毛石外表面的粗糙程度和形状二、砂浆水泥砂浆石灰砂浆石灰水泥砂浆（混合砂浆）粘土石灰砂浆强度等级M15、M10、M7.5、M5、M2.5其它性能要求流动性、保水性7.077.077.07cm三、砌体的种类1.无筋砌体砖砌体砌块砌体粗料条石砌体毛石砌体石砌体实心墙空斗墙三、砌体的种类2.配筋砌体横向配筋砌体三、砌体的种类2.配筋砌体竖向配筋砌体（普通、预应力）三、砌体的种类3.组合砌体三、砌体的种类4.加木或加钢筋混凝土砌体四、砌体的受压性能1.砖的受压性能标准试验PP5mm水泥净浆标准砖一锯为二blPfc5.02023bhPlfbPl0四、砌体的受压性能1.砖的受压性能棱柱体试验53*53*160同济所做的试件,在原砖中锯出环氧水泥浆钢板0ufmax0=0.001~0.0015u=0.0011~0.0023弹性模量普通烧结砖：1.3104Mpa粉煤灰砖：1.2104Mpa四、砌体的受压性能2.砂浆的受压性能立方体试验70.770.770.7试块砂浆的强度等级四、砌体的受压性能2.砂浆的受压性能棱柱体试验fpr,m0u0=0.0014~0.0021u=0.003同济的试件:70.570.7211.5棱柱体抗压强度Mpa割线弹性模量Mpa1.30.281042.00.411044.00.791046.01.24104四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砖砌体的受压破坏标准试件:370490970常用试件:240370720为了使试验机的荷载能均匀地传给砌体试件，常在砌体两端加砌一混凝土垫块，对常用试件：240370200，并配有钢筋网片。四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能N=0.5~0.7Nu，单块砖内产生细小裂缝，不增加荷载，裂缝不发展N=0.8~0.9Nu，单块砖内裂缝连接起来，不增加荷载，裂缝也发展N=Nu，裂缝发展很快，形成连接贯穿裂缝，小柱体失稳破坏。砖砌体的受压破坏四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砖砌体的受压破坏砖：16Mpa砂浆:1.3~6Mpa砌体:4.5~5.4Mpa砌体的强度远小于砖的抗压强度四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砖砌体受压应力状态分析*砂浆的不均匀----砖不均匀受压*砖的不平整----砖处于复合受力状态四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能*砖和砂浆的横向变形系数不同----砖处于复合受力状态(横向受拉)，砂浆处于复合受力状态(横向受压)砖砌体受压应力状态分析四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砖砌体受压应力状态分析*砂浆的弹性模量越小，砖的弯曲变形越大*垂直灰缝不均匀、不饱满，垂直缝上的砖内，将发生横向拉力和剪应力集中四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砖砌体的应力—应变曲线fm0u*同济大学的结果00000/2.02.1/8.02.0/mmff当，当四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砖砌体的应力—应变曲线*湖南大学、西安冶金建筑学院的结果)1ln(1mf为常数，根据实测的0反求出根据砖砌的应力—应变关系，可求出砌体的弹性模量（一般小于砖的弹性模量）四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能影响砌体抗压强度的因素*块体对砌体强度的影响*砂浆对砌体强度的影响强度、平整度强度、和易性、保水性、灰缝厚度（10mm）四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能影响砌体抗压强度的因素*砌筑质量*尺寸效应和约束的影响砂浆饱满度80%、砖的含水率宜为10~15%尺寸小强度高、约束提高强度四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砖砌体的泊松比四川建筑研究科学院的试验结果：0.15四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砌体强度的计算公式2211)07.01(kffkfm砌体轴心抗压强度平均值砂浆抗压强度平均值块体轴心抗压强度平均值砌体种类和砌筑方法影响系数砂浆强度不同时,砌体强度影响系数四、砌体的受压性能3.砖砌体的受压性能砌体强度的计算公式砌体种类k1k2粘土砖、空心砖、非烧结硅酸盐砖0.780.5f2,1时,k2=0.6+0.4f21砖厚空斗0.131.0f2,=0时,k2=0.8混凝土小型空心砌块0.460.9f2,=0时,k2=0.8中型砌块0.471.0f2,5时,k2=1.15-0.03f2毛料石0.790.5f2,1时,k2=0.6+0.4f2其他:k2=1五、砌体的抗拉性能1.砌体的轴心受拉沿齿缝截面的破坏112223,fkfmt砌体抗拉强度平均值粘土砖、空心砖：0.141混凝土小型空心砌块：0.069混凝土中型空心砌块：0.053混凝土中型实心砌块：0.034毛石：0.075砂浆抗压强度平均值当砌体灰缝处的切向粘结力小于块体本身的强度时出现此种破坏（忽略竖向逢的作用）五、砌体的抗拉性能1.砌体的轴心受拉沿砌体截面的破坏1122当砌体灰缝处的切向粘结力高于块体本身的强度时出现此种破坏31,212.0ffmt砌体抗拉强度平均值普通烧结砖砌体块体抗压强度平均值五、砌体的抗拉性能2.砌体的弯曲受拉沿齿缝截面破坏沿块体和竖向灰缝截面破坏沿通缝截面破坏破坏形态五、砌体的抗拉性能2.砌体的弯曲受拉沿齿缝破坏和通缝破坏时24,fkfmtm粘土砖、空心砖：混凝土小型空心砌块：混凝土中型空心砌块：混凝土中型实心砌块：毛石：沿齿缝0.2500.0810.0630.0410.113沿通缝0.1250.0560.0440.028--五、砌体的抗拉性能2.砌体的弯曲受拉沿块体截面破坏时普通烧结砖1,138.0ffmtm六、砌体的抗剪性能1.破坏形态沿通缝截面破坏沿阶梯形截面破坏六、砌体的抗剪性能2.抗剪强度沿阶梯形截面破坏水平灰缝抗剪强度竖向灰缝抗剪强度不饱满，抗剪强度可取为0阶梯形截面的抗剪强度=通缝截面的抗剪强度六、砌体的抗剪性能2.抗剪强度25,0fkfmv粘土砖、空心砖：0.125混凝土小型空心砌块：0.069混凝土中型空心砌块：0.053混凝土中型实心砌块：0.034毛石：0.188七、砌体的强度设计值1.强度设计值砌体的强度设计值见教材附表3-1~3-7七、砌体的强度设计值1.强度设计值的调整对下列情况的砌体强度设计值应乘以调整系数a：*有吊车房屋，跨度不小于9m的梁下普通烧结砖砌体及跨度不小于7.5m的梁下的其他砌体*截面面积小于O.3m2的砌体*用水泥砂浆砌筑的砌体*当施工质量控制等级为C级时