砌体结构课件--第二章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2.1,材料强度等级,2.2,砌体的受压性能,2.3,砌体的局部受压性能,2.4,砌体的受剪性能,2.5,砌体的受拉、受弯性能,2.6,砌体的变形性能和有关性能,第二章 砌体的物理力学性能,2.1,材料强度等级,1,、砖（,Brick,）,按抗压强度，分为,MU30,、,MU25,、,MU20,、,MU15,、,MU10,五个等级。,烧结普通砖、烧结多孔砖、,蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖,烧结普通砖：,烧结普通砖简称普通砖，指以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心砖，分烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。,原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰,标准砖尺寸：,240,115,53 mm,墙体尺寸：（,120,）、,240,、,370,、,490,、,620,mm,适用范围：房屋上部及地下基础等部位,烧结多孔砖：,简称多孔砖，是指以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的具有竖向孔洞，且孔洞率不小于,25,的砖。具有水平孔洞者称为烧结空心砖，用于非承重隔墙。,原料同烧结砖但孔洞率不小于,25%,承重多孔砖目前主要采用,P,型砖（,240,115,90,）和,M,型砖（,190,190,90,）,多孔砖优点：可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙体造价；可减轻块体自重、增强墙体抗震性能,适用范围：房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位）,KP1,型烧结多孔砖尺寸：,240X115X90,（,mm,）,蒸压硅酸盐砖,：,(1),蒸压灰砂砖,原料：石灰和砂,尺寸：烧结普通砖,适用范围同蒸压粉煤灰砖,(2),蒸压粉煤灰砖,原料：粉煤灰和石灰加适量石膏及集料,适用范围：不得用于长期受热,200,以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，,MU15,和,MU15,以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖。,2,、砌块（,Block,）,分为小型、中型、大型三类，最常用的是混凝土小型砌块。,普通混凝土小型空心砌块,MU20,、,MU15,、,MU10,、,MU7.5,、,MU5,、,MU3.5,六个等级。,轻骨料混凝土小型空心砌块,MU10,、,MU7.5,、,MU5,、,MU3.5,、,MU2.5,、,MU1.5,六个等级。,加气混凝土砌块,长度：,600,高度：,200,、,250,、,300,宽度：,200,、,125,、,150,、,200,、,250,、,300,高度在,180,350mm,小型砌块，高度在,350,900mm,之间,中型砌块，高度大于,900mm,大型砌块受起重设备限制，中、大型砌块已很少应用。主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。,单排孔混凝土小型空心砌块,3,、石材（,Stone,）,花岗岩、砂岩、石灰岩等强度等级共分七级：,MU100,、,MU80,、,MU60,、,MU50,、,MU40,、,MU30,、,MU20,。,分类：（按容重）重质岩石、轻质岩石,（按其加工后的外形规则程度）,可分为料石和毛石,料石 细料石、半细料石、粗料石、毛料石毛石 形状不规则，中部厚度不应小于,200mm,的石材。,石材的规格尺寸,石材类型,规格尺寸,料石,细料石,通过细加工，外表规则，叠砌面凹入深度不应大于,10mm,，截面的宽度、高度不应小于,200mm,，且不应小于长度的,1/4,半细料石,规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于,15mm,粗料石,规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于,20mm,毛料石,外形大致方正，一般不加工或仅稍加修整，高度不应小于,200mm,，叠砌面凹入深度不应大于,25mm,毛 石,形状不规则，中部厚度不应小于,200mm,4,、砂浆,由无机胶结料、细骨料、水组成，胶结料有水泥、石灰、石膏等。,砂浆强度等级采用,70.7,立方毫米的试块测得。分为,M15,、,M10,、,M7.5,、,M5,、,M2.5,五个等级。,砂浆作用：,（,1,）将单个的块体粘结成整体、促使构,件应力分布均匀；,（,2,）填实块体之间的缝隙，提高砌体的,保温和防水性能，增强墙体抗冻性能,1.,砂浆分类,(1),水泥砂浆,(2),混合砂浆,(3),砌筑专用砂浆,(4),非水泥砂浆,（石灰、粘土砂浆）,2.,砂浆性能,(1),强度,(2),流动性,(,可塑性,)(3),保水性,砂浆搅拌机,砂浆性能对照表,砂浆品种,塑性掺合料,和易保水性,强度,耐久性,耐水性,水泥砂浆,无,差,较高,好,好,混合砂浆,有,好,高,较好,差,专用砂浆,有,好,高,好,差,非水泥砂浆,有,好,低,差,无,5,、混凝土小型空心砌块砌筑砂浆和灌孔混凝土,灌浆方法（高位、低位法）,混凝土小型空心砌块砌筑砂浆,混凝土小型空心砌块灌孔混凝土,强度分级：块体（符号,MU,）,普通砂浆（符号,M,）,砌块灌孔混凝土（符号,Mb,）,砌体材料的强度等级 单位,砌体材料,强度等级,块体,烧结普通砖、烧结多孔砖,MU30,、,MU25,、,MU20,、,MU15,和,MU10,蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖,MU25,、,MU20,、,MU15,和,MU10,砌块,MU20,、,MU15,、,MU10,、,MU7.5,和,MU5,石材,MU100,、,MU80,、,MU60,、,MU50,、,MU40,、,MU30,和,MU20,砂 浆,M15,、,M10,、,M7.5,、,M5,和,M2.5,（,M 0,）,砌块灌孔混凝土,Mb20,、,Mb25,、,Mb30,、,Mb35,、,Mb40,、,Mb45,、,Mb50,、,Mb55,和,Mb60,6,、其他材料,7,、材料最低强度等级的选择,砌体结构设计规范,（,GB50003-2001,）规定：,五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于,6m,的墙、柱所用材料的最低强度等级为：砖,MU10,，砌块,MU7.5,，石材,MU30,，砂浆,M5,。对安全等级为一级或设计使用年限大于,50,年的房屋，墙、柱所用材料最低强度等级应至少提高一级。,地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙所用材料的最低强度等级,基土的潮湿程度,烧结普通砖、蒸压灰砂砖,混凝土,砌块,石材,水泥砂浆,严寒地区,一般地区,稍潮湿的,MU10,MU10,MU7.5,MU30,M5,很潮湿的,MU15,MU10,MU7.5,MU30,M7.5,含水饱和的,MU20,MU15,MU10,MU40,M10,2.2,砌体的受压性能,1,、砌体受压破坏特征,普通砖砌体,根据试验表明,砖砌体的破坏大致经历以下三个阶段,:,第一阶段，从开始加荷到个别砖出现第一条（或第一批）裂缝。这个阶段的特点是如不再增加荷载，裂缝也不扩展。第二阶段，随着荷载的增加，单块砖内个别裂缝不断开展并扩大，并沿竖向通过若干层砖形成连续裂缝。第三阶段，砌体完全破坏的瞬间为第三阶段。继续增加荷载，裂缝将迅速开展，砌体被几条贯通的裂缝分割成互不相连的若干小柱，小柱朝侧向突出，其中某些小柱可能被压碎，以致最终丧失承载力而破坏。,砖砌体在轴心受压下的破坏特征,当砌体受压时，砖承受的压力是不均匀的，而处于受弯、受剪和局部受压状态下。由于砖的厚度小，又是脆性材料，其抗剪、抗弯强度远低于抗压强度，砌体的第一批裂缝就是由于单块砖的受弯、受剪破坏引起的。,单块砖在砌体内除了受弯、受剪外还要受拉。这种横向拉力也是促使砖在较小的荷载下提早开裂的原因之一。,砖砌体受压应力状态的分析,砌体中的应力状态,(a),砌体中个别砖的受力状态；,(b),砖表面砂浆不均匀,破坏三个阶段：,50-70%-,单砖出现裂缝；,80-90%-,个别裂缝连成几皮砖通缝；,90%,以上,砌体裂成相互不连接的小立柱，最终被压碎或上失稳定而破坏；,多孔砖砌体,混凝土小型砌块砌体,毛石砌体,2,、砌体抗压强度的影响因素,1,、砌体材料的物理力学性能,块体和砂浆的强度,块体的规整程度和尺寸,砂浆的变形与和易性,2,、砌体工程施工质量,灰缝砂浆饱满度,块体砌筑时的含水率,灰缝厚度,砌体组砌方法,砖砌体灰缝厚度一般应控制在,8,12mm,砌体工程施工质量验收规范,GB50203-2002,规定，水平灰缝的砂浆饱满度不得小于,80%,，并根据质保体系、砂浆强度、混凝土强度、砌筑工人技术等综合水平将施工技术水平划分为,A,、,B,、,C,三个等级。,A,级施工质量，砌体强度设计值提高,5%,，,B,级施工质量，砌体强度设计值按表采用，,C,级施工质量，砌体强度设计值应降低。,3,、砌体抗压强度表达式,砌体轴心抗压强度平均值,分别为块体、砂浆的抗压强度平均值,单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗压强度设计值：,f,g,m,灌孔砌体的强度设计值；,fm,未灌孔砌体的抗压强度设计值；,f,cu,m,灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；为砌块砌体中混凝土灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值；为混凝土砌块的孔洞率；,为混凝土砌块的灌孔率，不应小于,33%,2.3,砌体的局部受压性能,砌体的局部受压应力,(a),局部均匀受压,(b),局部不均匀受压,局部受压分类,局部均匀受压 局部不均匀受压,局部受压的处理措施,提高砌体局部受压处强度；采用刚性垫块；采用柔性垫梁；,1,、砌体局部受压破坏特征,砌体局部受压破坏,(a),竖向裂缝发展而破坏,(b),劈裂破坏,(c),垫板直接接触处局压破坏,2,、局部受压的工作机理,力的扩散作用,套箍强化作用 局部受压承载力与全截面受压相比有明显提高,力的扩散作用图,均匀局部受压的应力分布,2.4,砌体的受剪性能,1,、砌体受剪破坏特征,剪摩破坏,剪压破坏,斜压破坏,砌体的受剪破坏,2,、砌体抗剪强度的影响因素,（,1,）、砌体材料强度,（,2,）、垂直压应力,（,3,）、砌体工程施工质量,（,4,）、试验方法,垂直压应力对砌体抗剪强度的影响,3,、砌体抗剪强度表达式,砌体的抗剪强度平均值,2.5,砌体的受拉、受弯性能,1,、砌体轴心受拉,在圆形水池设计中，由于内部液体的压力在池壁中产生环向水平拉力，而使砌体垂直截面处于轴心受拉状态,。,由图可见，砌体的轴心受拉破坏有两种基本形式：,（,1,）当块体强度等级较高，砂浆强度等级较低时，砌体将沿齿缝破坏（图中的,-,、,-,）均为齿缝破坏。,（,2,）当块体强度等级较低，砂浆强度等级较高时，砌体的破坏可能沿竖直灰缝和块体截面连成的直缝破坏（图,(a),中的,-,）。,砌体的轴心受拉,抗拉强度取决于：灰缝与块材间的粘结强度，破坏在界面上发生,砌体沿齿缝截面破坏的轴心抗拉强度平均值,砌体轴心抗拉强度表达式,2,、砌体弯曲受拉,带支墩的挡土墙和风荷载作用下的围墙均属受弯构件,。由图可见，砌体的弯曲受拉破坏有三种基本形式：,（,1,）当块体强度等级较高时，砌体沿齿缝破坏（图,(a),中的,-,）。,（,2,）当块体强度等级较低，而砂浆强度等级较高时，砌体可能沿竖直灰缝和块体截面连成的直缝破坏（图,(a),中的,-,）。,（,3,）当弯矩较大时，砌体将沿弯矩最大截面的水平灰缝产生沿通缝的弯曲破坏（图,(b),中的,-,）。,砌体弯曲受拉,砌体弯曲抗拉强度表达式,砌体沿齿缝与沿通缝截面受弯破坏的弯曲抗拉强度平均值,2.6,砌体的变形性能及有关性能,1,、砌体受压应力应变关系,2,、砌体变形模量,材料的泊松系数，一般为,0.1,0.2,。近似取,砌体的弹性模量（,MPa,）,砌体种类,砂浆强度等级,M10,M7.5,M5,M2.5,烧结普通砖、烧结多孔砖砌体,1600f,1600f,1600f,1390f,蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体,1060f,1060f,1060f,960f,混凝土砌块砌体,1700f,1600f,1500f,粗料石、毛料石、毛石砌体,7300,5650,4000,2250,粗料石、半细料石砌体,22000,17000,12000,6750,3,、砌体的线膨胀系数和收缩率,砌体种类,线膨胀系数,10,-6,/,收缩率,mm/m,烧结粘土砖砌体,5,0.1,蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砌体,8,0.2,混凝土砌块砌体,10,0.2,轻骨料混凝土砌块砌体,10,0.3,料石和毛石砌体,8,摩擦系数,材料类别,摩擦面情况,干燥的,潮湿的,砌体沿砌体或混凝土滑动,0.70,0.60,木材沿砌体滑动,0.60,0.50,钢沿砌体滑动,0.45,0.35,砌体沿砂或卵石滑动,0.60,0.50,砌体沿粉土滑动,0.55,0.40,砌体沿粘性土滑动,0.50,0.30,