砌体结构注册结构师讲稿(新规范)read

1砌体结构砌体结构具有以下优点：1.具有很好的耐久性。2.保温隔热性能好。（不会形成冷桥）第一章砌体及其力学性能第二节砌体材料的强度等级及设计要求一、块体的强度等级块体的强度等级是根据标准试验方法所得到的抗压极限强度划分的。注：1.块体的强度等级是根据抗压强度平均值确定的，与混凝土不同。2.砖的强度等级的确定除了要考虑抗压强度外，还要考虑抗折强度。强度等级用符号MU表示，如MU10，MU表示砌体中的块体强度等级的符号,其后数字表示块体强度的大小,单位为N/mm2。二、砂浆1.砂浆的种类：水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆。2.砂浆的强度等级砂浆的强度等级系采用70.7mm立方体标准试块,在温度为15～25℃环境下硬化,龄期为28d的极限抗压强度平均值确定。砂浆试块的底模对砂浆强度的影响颇大,砂浆标准中规定采用烧结粘2土砖的干砖作底模。对于非粘土砖砌体,有些技术标准要求用相应的块材作底模。砂浆的强度等级用字母M表示，其后的数字表示砂浆强度大小,单位为N/mm2。砂浆的最低强度等级为M2.5。第三节砌体的抗压强度一、砌体受压破坏过程砌体受压破坏过程分为三个阶段：1.从加载到个别砖出现裂缝，大约在极限荷载的50～70%时，其特点为不加载，裂缝不发展。2.形成贯通的裂缝，大约在极限荷载的80～90%时，特点是不加载裂缝继续发展，最终可能发生破坏。3.破坏，被竖向裂缝分割成的小柱失稳破坏。各类砌体受压破坏的过程是一样的，只不过到达各阶段时的荷载不同。根据实验发现，砌体的抗压强度比块体的抗压强度低，原因是砌体内的块体受力比较复杂，它要受弯矩、剪力、拉力和应力集中的作用，与测量砖的强度等级时砖的受力状态不同。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，容易开裂出现裂缝，因此，砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。二、影响砌体抗压强度的主要因素1.块材和砂浆的强度等级3块材和砂浆的强度等级是影响砌体抗压强度的主要因素。强度越高，砌体的抗压强度亦高，但两者影响程度不同，块体影响程度大于砂浆的影响程度。2.砂浆的弹性模量和流动性（和易性）砂浆的弹性模量越低，砌体的强度越低，原因是砌体内的块体受到的拉力越大。砂浆的和易性好，砌体的强度高，原因是砂浆的流动性好，砌筑时砂浆比较平整，块体所受的弯矩和剪力小。注：同样强度等级时，混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度大于水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度。因此，《砌体规范》规定，当用水泥砂浆砌筑时，各类砌体的强度应按保水性能好的砂浆砌筑的砌体强度乘以小于１的调整系数。3.块材高度和块材外形砌体强度随块材高度增加而增加。当砂浆强度相同时，块材高度大的砌体不但有较高的砌体强度，而且随块材强度提高，砌体强度提高得也快。块材的外形比较规则、平整，块材内弯矩、剪力的不利影响相对较小，从而使砌体强度相对较高。4.砌筑质量砌筑质量优劣的标准之一是灰缝的质量，包括灰缝的均匀性和饱满程度。砌体结构施工及验收规范中，要求水平灰缝砂浆饱满度大于80%。灰缝厚度对砌体抗压强度也有明显影响。对表面平整的块材，砌体抗压强度将随着灰缝厚度的加大而降低。砂浆厚度太薄，砌体4的抗压强度也将降低，原因是砂浆层不平整。通常要求砖砌体的水平灰缝厚度为8～12mm。另外在施工时不得采用包心砌法，也不得干砖上墙。三、砌体的抗压强度砌体的抗压强度，主要取决于块体的抗压强度，其次是砂浆的抗压强度，理论上砌体的抗压强度计算公式应包括所有的影响因素，但这是比较困难的，根据大量的试验经回归分析，砌体轴心抗压强度的平均值可按下式计算:2211)07.01(kffkfm（1－１）式中：mf——砌体抗压强度平均值(Mpa);1f、2f——分别为块体和砂浆的抗压强度平均值（MPa）；1k——与块体类别和砌体砌筑方法有关的参数;2k——砂浆强度影响的修正系数;在表列之外的取1。——与块体高度有关的参数。砌体轴心抗压强度标准值是表示其抗压强度的基本代表值,由概率分布的0.05分位数（保证率为95）确定。即)645.11(fmkff（1－２）式中：kf——砌体抗压强度标准值;f——砌体抗压强度的变异系数。砌体抗压强度设计值可按下式计算:fkff（1－３）式中：f——砌体抗压强度设计值;5f——砌体结构的材料分项系数,取1.6。第四节砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度一、砌体的轴心抗拉强度（一）砌体轴心受拉破坏形式砌体轴心受拉时,有三种破坏形式。1．沿齿缝截面的破坏当轴向拉力与水平灰缝平行时，有可能发生这种破坏，破坏面沿灰缝，为齿状。2．沿块体截面的破坏：当轴向拉力与水平灰缝平行时，有可能发生这种破坏沿块体截面的破坏，块体本身被拉断。3．沿水平灰缝的破坏当轴向拉力与水平灰缝垂直时，有可能发生这种破坏。第一破坏的抗拉强度主要决定于砂浆和块体之间的粘结力，而粘结力主要与砂浆的强度等级有关，因此第一种破坏的抗拉强度主要与砂浆的强度有关。第二破坏的抗拉强度主要决定于块体的强度等级。第三种破坏的抗拉强度很低，规范不允许有这种受力的构件。当轴向拉力与水平灰缝平行时，有两种破坏形式，到底发生那一种破坏，与块体和砂浆的相对强度有关，块体强度高，砂浆强度低，发生第一种破坏，否则发生第二种破坏。（二）砌体的轴心抗拉强度根据统计分析，砌体沿齿缝截面破坏的抗拉强度平均值可按下式计算：623,fkfmt（1—4）式中：mtf,——砌体沿齿缝截面破坏的抗拉强度平均值；2f——砂浆抗压强度平均值。3k——系数。砌体沿块体截面破坏的抗拉强度平均值可按下式计算：31,212.0ffmt式中：mtf,——砌体沿块体截面破坏的抗拉强度平均值；1f——块体抗压强度平均值。有了砌体抗拉强度的平均值，则可求出砌体抗拉强度的标准值和设计值。设计计算时可查有关表格。注：虽然砌体的抗拉强度有两种，但由于块体强度等级较高，所以，第一种抗拉强度起决定作用。二、砌体的弯曲抗拉强度1砌体受弯破坏形式同砌体受拉一样，砌体受弯曲也有三种破坏形式:沿齿缝截面的弯曲受拉破坏、沿块体截面的弯曲受拉破坏和沿通缝截面的弯曲受拉破坏。第一和第三种破坏的弯曲抗拉强度主要决定于砂浆的强度等级，第二破坏的弯曲抗拉强度主要决定于块体的强度等级，但第二种破坏形式一般不会发生。2砌体的弯曲抗拉强度根据统计分析，可得到砌体的弯曲抗拉强度平均值的计算公式，同其他强度一样由平均强度可得到标准强度和设计强度，设计计算7时可查有关表格：三、砌体的抗剪强度按下式计算：砌体受剪有两种情况，一种是纯剪，受剪面上只有剪力，第二种是受剪面上既有剪应力又有正应力。砌体的抗剪强度是根据试验得到的，试验时分为单面受剪和双面受剪。影响砌体抗剪强度的主要因素有：块体和砂浆的强度，受剪面上的垂直压应力，砌筑质量和试验方法。根据试验结果和理论分析，在法向压应力和和剪应力的共同作用下，砌体的抗剪强度可按下式计算：ymvomvff4.0,,（1—5）式中：mvf,0——纯剪时抗剪强度平均值：y——法向压应力。纯剪时抗剪强度平均值可按下式计算：25,fkfmv（1—6）式中：5k——系数可查表格。第六节砌体的变形性能及其他性能一．砌体的应力应变关系试验发现砌体的应力应变关系为一条曲线，可用下式表示：)1ln(1mf（1—7）式中；mf——砌体抗压强度平均值；——弹性特征值；8对于砖砌体460，因此对于砖砌体有：)1ln(4601mf另外，由上式知，当mf时，变形趋于无穷大这是不可能的，因此我国规范规定当mf9.0时的应变为砖砌体的极限应变，代入上式则得到砖砌体的极限应变为：muf005.0)1ln(1mf二．砌体弹性模量1．弹性模量的表示方法（1）初始弹性模量应力应变曲线原点处切线的正切。（2）割线模量原点与应力应变曲线任一点连线的正切。（3）切线模量应力应变曲线上某一点处切线的正切。2．砌体初试弹性模量取值见有关表格。三、砌体的剪切模量四、砌体的收缩与膨胀第二章砌体结构构件的承载力计算9第一节砌体结构构件的设计方法仍然采用概率论的极限状态设计法。承载力极限状态表达式为：Rsr0式中：0——结构的重要性系数S——荷载效应；R——结构的抗力。同混凝土结构一样在荷载效应组合时，有两种组合即以恒载为主的组合和以可变荷载为主的组合。可以分析得到：当可变荷载标准值与永久荷载标准值的比值小于等于0.376时，应按永久荷载为主的情况进行组合。反之按可变荷载为主的情况进行组合。结构的抗力：....),(kaafRRa——砌体强度设计值的调整系数，按下列规定取值：第二节受压构件的承载力计算一、受压构件承载力计算公式无筋砌体受压构件，无论是轴心受压还是偏心受压，也不论是短柱或长柱，均可按下列公式计算：fAN（2—1）式中：N——轴向力设计值，经过荷载效应组合后的内力值；A——截面面积，对各类砌体均可按毛截面计算。——受压构件的高厚比，按下列公式计算：10对于矩形截面：hH0对于T型截面：ThH0由公式可以看出，受压构件承载力设计值是砌体抗压强度设计值与截面面积的乘积，并通过系数考虑高厚比和轴向力的偏心距e的影响。因此，受压构件承载力的影响因素，除构件截面尺寸和砌体抗压强度外，主要取决于高厚比和偏心距e。通过高厚比的大小来区分轴心受压短柱和轴心受压长柱；再通过偏心距的大小来区分偏心受压柱和轴心受压柱。（四）荷载较大和偏心距较大的受压构件,很容易在截面受拉边产生水平裂缝,此时截面受压区减小,构件刚度降低,纵向弯曲的影响增大,构件的承载力显著降低,结构即不够安全也不够经济。故规范规定,在按式（2-1）进行承载力计算时,轴向力的偏心距应符合下列限值要求,即e≤0.6y式中y为截面重心至轴向力所在偏心方向截面受压边缘的距离。（五）轴向力的偏心距超过上述规定限值时,应考虑采取适当措施,减小偏心距。如梁或屋架端部支承反力的偏心距较大时,可在其端部下的砌体上设置具有“中心装置”的垫块或缺口垫块。“中心装置”的位置或缺口垫块的缺口尺寸,可视需要减小的偏心距而定。例题：截面尺寸为370×490mm的砖柱，砖的强度等级为MU10，混合砂浆强度等级为M5，柱高3.2M,两端为不动铰支座。柱顶承受轴向11压力标准值kN=160KN（其中永久荷载130KN，已包括砖柱的自重），试求：1）砖柱的轴力设计值；2）柱的承载力。解：可以判断荷载效应组合应是依永久荷载控制的组合，所以轴力设计值为：N=1.35×130+1.4×0.7×30=205.5KN柱的承载力：fA65.837.02.3查表得9.0柱的截面面积：223.018.049.0*37.0mmA88.018.07.0a查表得2/5.1mmNfKNfA84.2135.1*9.0*180000*88.0例2某食堂带壁柱的窗间墙，截面尺寸见图，壁柱高5.4m，计算高度为6.48m，用MU10粘土砖及M2.5混合砂浆砌筑，承受轴向力设计值KNN320，弯矩设计值MKNM.41（弯矩方向是墙体外侧受压，壁柱受拉），求窗间墙的承载力。解：承载力为：fA2666200490*380240*2000mmA截面重心位置：mmy207666200)190240(380*490120*240*20001mmy4132076202截面惯性矩：124831323110*4.174)240(*)4902000(31*49031*200031mmyyyI回转半径：mmAIi162折算厚度：mmihT566162*5.35.3mmNMe12832041000226.0566128The4.110ThH查表得：385.023.1mmNffA=333.43KN例3由混凝土小形空心砌块砌筑的独立柱截面尺寸为400×600mm，砌块的强度等级为MU10，水泥砂浆的强度等级为M5，采用双排组砌，柱高3.6m，两端为不动铰支座，承受轴向力标准值为kNNk225（其中永久荷载18