第14章-砌体结构汇总

第七章砌体结构第一节砌体材料及其力学性能第二节砌体结构构件的承载力计算第一节砌体材料及其力学性能一、砌体材料砌体材料分为：块材、砂浆两大类1、块材主要包括：砖、砌块和石材（1）砖烧结普通砖尺寸：240mm×115mm×53mm强度等级：烧结普通砖的强度等级按10块样砖的抗压强度平均值、强度标准值及单块最小抗压强度值来确定分为：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10五级。砖的强度等级确定指标烧结多孔砖尺寸：M型：190×190×90mm3P型：240×115×90mm3强度等级：烧结多孔砖的强度等级按10块样砖的抗压强度平均值、强度标准值及单块最小抗压强度值来确定分为：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五级。作为一种轻质、高强、保温隔热的新型墙体材料已被广泛推广使用。蒸压灰砂砖是用石灰和砂为主要原料，经坯料制备、压制成型、蒸汽养护而成的实心砖，简称灰砂砖。蒸压灰砂砖与烧结普通砖相比耐久性较差，不宜用于防潮层以下的基础及高温、有酸性侵蚀的砌体中。强度等级：按10块样砖的抗压强度平均值、抗折强度平均值来确定分为：MU25、MU20、MU15、MU10四级。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量的石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称粉煤灰砖。强度等级：按10块样砖的抗压强度平均值、抗折强度平均值来确定分为：MU25、MU20、MU15、MU10四级。（2）砌块主要为混凝土小型空心砌块，是由普通混凝土或轻骨料混凝土制成。砌块的规格尚不统一，通常把高度在390mm以下的砌块称为小型砌块。主规格尺寸为390mm×l90mmm×190mm(其他规格尺寸由供需双方协商)。砌块的强度等级，是根据5个砌块试样毛面积截面抗压强度的平均值和最小值进行划分的分为：MU25、MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5六个强度等级。（3）石材承重结构中，常用的石材有花岗岩、石灰岩和凝灰岩等。石材抗压强度高，耐久性好，多用于房屋的基础等部位。石材按其外形规则程度分为毛石和料石。毛石形状不规则，中部厚度不小于200mm，长度约300～400mm。料石为比较规则的六面体，其高度与宽度不小于200mm，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。其中细料石、半细料石价格较高，一般用作镶面材料。粗料石、毛料石和毛石一般用于承重结构。石材的强度等级共分为:MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20七级。2、砂浆砂浆的作用是把块材粘结成整体，并均匀传递块材之间的压力，同时改善砌体的透气性、保温隔热性和抗冻性。按砂浆的组成可分为以下几类：（1）水泥砂浆由水泥与砂加水拌合而成的砂浆称为水泥砂浆，这种砂浆具有较高的强度和较好的耐久性，但和易性和保水性较差，适用于砂浆强度要求较高的砌体和潮湿环境中的砌体。根据需要按一定的比例掺入掺和料和外加剂等组分，专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆称为混凝土砌块砌筑砂浆，简称砌块专用砂浆。（3）非水泥砂浆（石灰砂浆）非水泥砂浆指不含水泥的石灰砂浆、石膏砂浆和粘土砂浆。这类砂浆强度不高，有些耐久性也较差，所以只用于受力较小或简易建筑中的砌体。砂浆的强度等级：按标准方法制作的70.7mm的立方体试块(一组六块)，在标准条件下养护28天，经抗压试验所测得的抗压强度的平均值来划分的。砌筑砂浆的强度等级分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五级。（2）混合砂浆由水泥、石灰与砂加水拌合而成的砂浆称为混合砂浆。这种砂浆具有一定的强度和耐久性，而且和易性和保水性较好，在一般墙体中广泛应用，但不宜用于潮湿环境中的砌体。二、砌体的种类砌体结构分为：无筋砌体和配筋砌体。这里仅介绍无筋砌体无筋砌体又分为：砖砌体、砌块砌体、石砌体（1）砖砌体实心砖大多砌成实心的砖砌体，主要有一顺一丁、梅花丁和三顺一丁砌法其整体性和受力性能较好，可以用作一般房屋的墙和柱，但砌体自重较大。砖砌体的砌筑方法多孔砖砌体具有许多优点。其保温隔热性能好，表观密度也较实心砖实砌体小，因此采用多孔砖砌体可减轻建筑物自重约30％～35％，使地震力减小，且墙体较薄，相应的房屋使用面积增加，房屋总造价降低，所以应大力推广使用多孔砖砌体。实心砖实砌法可砌成的墙厚为240mm、370mm、490mm、620mm、740mm等。烧结多孔砖可砌成的墙厚为90mm、190mm、240mm、370mm。（2）砌块砌体由于砌块砌体自重轻，保温隔热好，施工进度快，经济效果好，因此采用砌块建筑是墙体改革的一项重要措施。在确定砌块的规格尺寸和型号时，既要考虑起重能力，又要与房屋的建筑设计相协调，要有规律性，使砌块的类型尽量少，并能满足砌块之间的搭接要求。（3）石砌体石砌体一般分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体料石砌体和毛石砌体是用砂浆砌筑，毛石凝土砌体是在模板内交替铺砌混凝土和毛石而成。料石砌体除用于建造房屋外，还可用于建造石拱桥、石坝等构筑物。毛石混凝土砌体砌筑方便，一般用于房屋的基础部位或挡土墙等。三、砌体的选用原则1.因地制宜、就地取材2.应考虑结构的受荷性质及大小如：对一般房屋的承重砌体，砖一般用MU10和MU7.5；砂浆一般用M5、M2.5。3.应考虑房屋的使用要求、使用年限和工作环境如：≥六层房屋的外墙、潮湿房间的墙，以及受振动或层高6m的墙、柱所用材料的最低强度等级，砖为MU10、砂浆为M2.5。地面以下或防潮层以下的砌体，所用材料的最低强度等级另见规范。四、砌体的受压性能1.砖砌体的受压破坏特征（1）轴心受压砖柱的破坏过程根据国内外大量试验研究表明，轴心受压砖砌体从加荷至破坏可分为三个阶段。第1阶段由加荷开始至个别砖出现裂缝为第1阶段。第一条(批)裂缝出现时的荷载值约为破坏荷载的0．5～0.7倍。第Ⅱ阶段当荷载继续增加，个别砖裂缝不断扩展，并上下贯通穿过若干砖。即使荷载不再增加，裂缝仍继续发展。此时荷载约为破坏荷载的0．8～0.9倍。第Ⅲ阶段当荷载进一步增加，裂缝迅速开展，其中几条主要竖向裂缝将把砌体分割成若干根截面尺寸为半砖左右的小柱体，整个砌体明显向外鼓出。最后某些小柱体失稳或压碎，整个砌体即被破坏。（2）单块砖在砌体中的受力特点试验表明，砖柱的抗压强度明显低于它所用砖的抗压强度，这是因为，砌体内的砖处于压、弯、剪、拉的复杂应力状态，这与砖在抗压试验及抗折试验中的受力状态有显著的区别，因此砖砌体的抗压强度明显低于它所用砖的抗压强度。2.影响砌体抗压强度的因素(1)．块材和砂浆的强度-----是主要因素(2)．块材的尺寸和形状(3)．砂浆的流动性（和易性及保水性）(4)．砌筑质量：分为A、B、C三级3.砌体的抗压强度要搞清楚：平均强度fm、标准强度fk、设计强度f之间的关系（1）砌体的轴心抗压强度平均值k1——砌体类别、砌筑方法相关系数f1——块材（砖、石、砌块）抗压强度等级或平均值α——与块材高度有关的系数f2——砂浆抗压强度平均值k2——砂浆强度对砌体强度的修正系数2211)07.01(kffkfm（2）砌体强度标准值1.645kmfffσf——砌体强度标准差（3）砌体强度设计值kfffγf_——砌体结构的材料性能分项系数，按B级考虑取1.6，按C级考虑取1.8五、砌体的轴心受拉、弯曲受拉、受剪水池轴心受拉挡土墙弯曲受拉砖砌过梁受剪1.砌体的轴心受拉（1）破坏特点:三种破坏1.沿齿缝破坏：砖强、砂弱时2.沿直缝破坏：砂强、砖弱时3.沿通缝破坏—工程上不允许沿齿缝破坏沿直缝破坏沿通缝破坏（2）砌体轴心抗拉强度1.砌体沿齿缝截面破坏的轴心受拉强度平均值,32tmfkfk3——与块材种类相关的系数f2——砂浆强度平均值2.沿块体截面破坏时的烧结普通砖砌体轴心受拉强度平均值3,10.212tmfff1——块体(砖、石、砌块)受压强度平均值根据这两个公式可求得龄期为28天的以毛截面计算的各类砌体轴心抗拉强度设计值ft，设计时按相应的表查用—取小者。2.砌体弯曲受拉（1）砌体弯曲受拉的破坏特征1.沿齿缝破坏：砖强、砂弱时2.沿直缝破坏：砂强、砖弱时3.沿通缝破坏—工程上不允许沿齿缝截面破坏沿块体截面破坏沿通缝截面破坏（2）砌体的弯曲抗拉强度砌体的弯曲抗拉强度设计值ftm，设计时按相应的表查用,取小者。,42tmmfkf3.砌体的受剪（1）砌体的受剪破坏特征1.沿齿缝破坏2.沿通缝破坏（2）砌体的抗剪强度设计值fV(查表确定)六、砌体的弹性模量砌体的弹性模量分为：原点模量、切线模量、割线模量工程上采用σ=0.43fm时的割线模量作为砌体的受压弹性模量。σ=0.43fmα1σε1tanEα0单层第二节砌体结构构件的承载力计算水平力刚性屋盖p无横墙ps弹性方案水平力刚性屋盖S小横墙0s刚性方案水平力柔性屋盖S大s横墙ps0刚弹性方案●静力计算方案00THhHTh矩形截面形截面◆受压构件高厚比1.短柱受压承载力（1）偏心矩对承载力的影响可以看出，随着轴向力偏心距的增大，砌体受压部分的压应力分布愈加不均匀。虽然受压侧边缘的极限变形和极限强度均有所增加，但由于压应力不均匀的加剧和受压面积的减小，截面所能承担的轴向力随偏心距的加大而明显降低。因此，砌体截面破坏时的轴向承载力极限值与偏心距的大小有关。《规范》采用承载力的影响系数来反映截面承载力受高厚比和偏心距的影响。受压构件（2）计算公式uaNNfA——偏心矩影响系数——强度设计值调整系数a2.长柱受压承载力（1）计算方法当β=H0/h≤3,按短柱计算，但不管是长柱还是短柱计算公式的形式都没有变化，《规范》将β（高厚比）、偏心矩对受压柱承载能力的影响均用统一的影响系数来表达。可根据β、砂浆强度等级、及偏心矩（e/h、e/hT）查表。其中hT=3.5i,为为回转半径。IiAh——轴向力偏心方向的边长（2）计算公式uaNNfA——β（高厚比）及偏心矩影响系数——强度设计值调整系数a二、局部受压局部受压—当在砌体局部面积上作用荷载时。例如，承受上部柱或墙传来的压力的基础顶面；钢筋混凝土楼盖大梁或屋架支承处的砌体截面。1.局部均匀受压试验表明：局部受压时的砌体抗压强度大于全部受压时的砌体抗压强度：NluNu，Nlu的大小取决于①原有砌体抗压强度f②周围砌体对局部区的约束在局部均匀受压承载能力计算公式中用砌体局部抗压强度提高系数γ来表达。(1)砌体局部受压抗压强度提高系数010.351lAA式中：Al为局部受压面积，A0为对局部抗压强度提高有影响的计算面积,根据受力情况按图示计算。且γ不得超过图示数值。（2）局部均匀受压承载力计算公式llNfA2.梁端支承处砌体的局部受压梁端破坏特点1.破坏应力图形接近于三角形2.由梁传来的梁端非均匀压力为Nl3.上部墙体传来的均匀压力为N04.最大压应力在支撑边缘处