砌體材料和砌體力學(xué)的性能課件

1、2 砌體材料及砌體的力學(xué)性能2.1 塊體材料和砂漿2.2 砌體種類2.3 砌體的抗壓強(qiáng)度2.4 砌體的抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線脹系數(shù)2 砌體材料及砌體的力學(xué)性能2.1 塊體材料和砂漿砌體結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：塊體、砂漿和砌體的力學(xué)性能砌體種類砌體的抗壓強(qiáng)度砌體的抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度重點(diǎn)：塊體、砂漿和砌體的力學(xué)性能砌體的抗壓強(qiáng)度砌體結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：2.1 塊體材料和砂漿包括磚、石塊和砌塊，是砌體的主要組成部分，占砌體總體積的78%以上。承重結(jié)構(gòu)材料的主要力學(xué)指標(biāo)為強(qiáng)度，砌塊的強(qiáng)度等級，僅以其抗壓強(qiáng)度來確定。2.1.1 塊體強(qiáng)度2.1 塊體材料和砂漿包括磚、石塊和砌塊，是砌體

2、的主要組成部2.1.1 塊體強(qiáng)度討論： 新老砌體設(shè)計(jì)規(guī)范中塊體強(qiáng)度等級規(guī)定的異同點(diǎn)2.1.1 塊體強(qiáng)度討論：2.1.2 塊體材料(1)磚 我國目前用于砌體結(jié)構(gòu)的磚主要可分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚兩大類。燒結(jié)磚可分為燒結(jié)普通磚與燒結(jié)多孔磚，一般是由粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰等為主要原料，壓制成土坯后經(jīng)燒制而成。 燒結(jié)普通磚重力密度在 1618 kN/m3之間，具有較高的強(qiáng)度，良好的耐久性和保溫隔熱性能，且生產(chǎn)工藝簡單，砌筑方便，故生產(chǎn)應(yīng)用最為普遍，但因?yàn)檎加煤蜌霓r(nóng)田，在一些大中城市現(xiàn)已逐漸被禁止使用。2.1.2 塊體材料(1)磚 我國目前用于砌體結(jié)構(gòu)的磚燒結(jié)多孔磚是指孔洞率不小于 25%，孔的尺寸小

3、而數(shù)量多，多用于承重部位的磚。多孔磚分為 P 型磚與 M型磚，以及相應(yīng)的配磚。此外，用粘土、頁巖、煤矸石等原料還可經(jīng)焙燒成孔洞較大、孔洞率大于 35%的燒結(jié)空心磚，多用于砌筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。一般燒結(jié)多孔磚重力密度在 1114 kN/m3 之間，而大孔空心磚重力密度則在 911 kN/m3 之間。多孔磚與實(shí)心磚相比，可以減輕結(jié)構(gòu)自重、節(jié)省砌筑砂漿、減少砌筑工時(shí)，此外其原料用量與耗能亦可相應(yīng)減少。非燒結(jié)磚包括蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚。蒸壓灰砂磚是以石灰和砂為主要原料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚，簡稱灰砂磚。蒸壓粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和集料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、

4、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚，簡稱粉煤灰磚。蒸壓灰砂磚與蒸壓粉煤灰磚的規(guī)格尺寸與燒結(jié)普通磚相同。燒結(jié)多孔磚是指孔洞率不小于 25%，孔的尺寸小而數(shù)量多，多用燒結(jié)多孔磚(煤矸石)燒結(jié)普通磚2.1.2 塊體材料燒結(jié)多孔磚(煤矸石)燒結(jié)普通磚2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料磚的強(qiáng)度等級按試驗(yàn)實(shí)測值來進(jìn)行劃分。燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級有 MU30、MU25、MU20、MUl5 和 MUl0，其中 MU 表示砌體中的塊體(Masonry Unit)，其后數(shù)字表示塊體的抗壓強(qiáng)度值，單位為 MPa。燒結(jié)普通磚強(qiáng)度等級指標(biāo)(MPa)2.1.2 塊體材料磚的強(qiáng)度等級按試驗(yàn)實(shí)測值來

5、進(jìn)行劃分。燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔燒結(jié)多孔磚強(qiáng)度等級指標(biāo)2.1.2 塊體材料燒結(jié)多孔磚強(qiáng)度等級指標(biāo)2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料(a) 燒結(jié)多孔磚2.1.2 塊體材料(a) 燒結(jié)多孔磚2.1.2 塊體材料(b) 大孔空心磚空洞少而大，只用于隔墻和填充墻。2.1.2 塊體材料(b) 大孔空心磚2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料(2) 砌塊砌塊一般指混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊及硅酸鹽實(shí)心砌塊。此外還有用粘土、煤矸石等為原料，經(jīng)焙燒而制成的燒結(jié)空心砌塊。 砌塊按尺寸大小可分為小型、中型和大型三種，我國通常

6、把砌塊高度為 180350mm的稱為小型砌塊，高度為 360900mm 的稱為中型砌塊，高度大于 900mm 的稱為大型砌塊。我國目前在承重墻體材料中使用最為普遍的是混凝土小型空心砌塊，它是由普通混凝土或輕集料混凝土制成，主要規(guī)格尺寸為 390mm190mm190mm，空心率一般在 25%50%之間，一般簡稱為混凝土砌塊或砌塊?；炷量招钠鰤K的重力密度一般在在 1218kN/m3 之間。采用較大尺寸的砌塊代替小塊磚砌筑砌體，可減輕勞動(dòng)量并可加快施工進(jìn)度，是墻體材料改革的一個(gè)重要方向。 (2) 砌塊砌塊一般指混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊及硅 加氣混凝土砌塊由加氣混凝土和泡沫混凝土制成，其重力密

7、度一般在 46kN/m3之間。由于自重輕，加工方便，故可按使用要求制成各種尺寸，且可在工地進(jìn)行切鋸，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。混凝土空心砌塊的強(qiáng)度等級是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，按毛截面面積計(jì)算的極限抗壓強(qiáng)度值來劃分的?；炷列⌒涂招钠鰤K的強(qiáng)度等級為 MU20、MUl5、MUl0、和MU5 五個(gè)等級。2.1.2 塊體材料 加氣混凝土砌塊由加氣混凝土和泡沫混凝土制成，其重力密2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料天然建筑石材重力密度多大于 18 kN/m3 ，并具有很高的抗壓強(qiáng)度，良好的耐磨性、耐久性和耐水性，表面經(jīng)加工后具有較好的裝飾性，可在各種工程中用于承重和裝飾，且其資源分布較廣，

8、蘊(yùn)藏量豐富，是所有塊體材料中應(yīng)用歷史最為悠久、最為廣泛的土木工程材料之一。 砌體中的石材應(yīng)選用無明顯風(fēng)化的石材。因石材的大小和規(guī)格不一，通常由邊長為70mm 的立方體試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，取 3 個(gè)試塊破壞強(qiáng)度的平均值作為確定石材強(qiáng)度等級的依據(jù)。石材的強(qiáng)度等級劃分為 MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30 和MU20。 2.1.2 塊體材料天然建筑石材重力密度多大于 18 kN/m3 ，并具有很2.1.2 塊體材料2.1.2 塊體材料* 對砌體材料的耐久性要求對于具體的設(shè)計(jì)，砌體材料的選擇應(yīng)遵循如下原則：對于地面以下或防潮層以下的砌體所用材料，應(yīng)提出最低強(qiáng)度要求，對于潮濕房間

9、所用材料的最低強(qiáng)度等級要求見表；對于五層及五層以上房屋的墻，以及受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?6m 的墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級：磚 MU10、砌塊 MU30、砌筑砂漿 M5；對于安全等級為一級或設(shè)計(jì)使用年限大于 50 年的房屋，墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級，還應(yīng)比上述規(guī)定至少提高一級。 2.1.2 塊體材料* 對砌體材料的耐久性要求對于具體的設(shè)計(jì)，砌體材料的選擇地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間墻體所用材料的最低強(qiáng)度等級2.1.2 塊體材料地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間墻體2.1.2 塊體材料2.1.3 砂漿2.1.3 砂漿2.1.3 砂漿討論：砂漿的強(qiáng)度如何測定？2.1.3 砂漿討論：砂漿的

10、強(qiáng)度如何測定？2.2 砌體種類砌體由塊體用砂漿砌筑而成，可分為承重和非承重墻。砌體可按照所用材料、砌法以及在結(jié)構(gòu)中所起作用等方面的不同進(jìn)行分類。按照所用材料不同砌體可分為磚砌體、砌塊砌體及石砌體。2.2 砌體種類砌體由磚和砂漿砌筑而成的整體材料稱為磚砌體。在房屋建筑中，磚砌體常用作一般單層和多層工業(yè)與民用建筑的內(nèi)外墻、柱、基礎(chǔ)等承重結(jié)構(gòu)以及多高層建筑的圍護(hù)墻與隔墻等自承重結(jié)構(gòu)等。實(shí)心磚砌體墻常用的砌筑方法有一順一丁(磚長面與墻長度方向平行的則為順磚，磚短面與墻長度方向平行的則為丁磚)、三順一丁或梅花丁。2.2.1 磚砌體由磚和砂漿砌筑而成的整體材料稱為磚砌體。在房屋建筑中，磚砌體2.2.1 磚

11、砌體2.2.1 磚砌體2.2.1 磚砌體2.2.1 磚砌體試驗(yàn)表明，采用同強(qiáng)度等級的材料，按照上述幾種方法砌筑的砌體，其抗壓強(qiáng)度相差不大。但應(yīng)注意上下兩皮頂磚間的順磚數(shù)量愈多，則意味著寬為 240mm 的兩片半磚墻之間的聯(lián)系愈弱，很容易產(chǎn)生“兩片皮”的效果而急劇降低砌體的承載能力。 標(biāo)準(zhǔn)砌筑的實(shí)心墻體厚度常為 240mm(一磚)、370mm(一磚半)、490mm(二磚)、620mm(二磚半)、740mm(三磚)等。有時(shí)為節(jié)省材料，墻厚可不按半磚長而按 1/4磚長的倍數(shù)設(shè)計(jì)，即砌筑成所需的 180mm、300mm、420mm 等厚度的墻體。試驗(yàn)表明，這些厚度的墻體的強(qiáng)度是符合要求的。 2.2.1

12、 磚砌體試驗(yàn)表明，采用同強(qiáng)度等級的材料，按照上述幾種方法砌筑的砌由天然石材和砂漿砌筑而成的整體材料稱為石砌體。石材是最古老的土木工程材料之一，用石材建造的砌體結(jié)構(gòu)物具有很高的抗壓強(qiáng)度，良好的耐磨性和耐久性，且石砌體表面經(jīng)加工后美觀且富于裝飾性。利用石砌體具有永久保存的可能性，人們用它來建造重要的建筑物和紀(jì)念性的結(jié)構(gòu)物。另外，石砌體中的石材資源分布廣，蘊(yùn)藏量豐富，便于就地取材，生產(chǎn)成本低，故古今中外在修建城垣、橋梁、房屋、道路和水利等工程中多有應(yīng)用。2.2.2 石砌體由天然石材和砂漿砌筑而成的整體材料稱為石砌體。2.2.22.2.2 石砌體2.2.2 石砌體2.2.2 石砌體2.2.2 石砌體2

13、.2.3 砌塊砌體由砌塊和砂漿砌筑而成的整體材料稱為砌塊砌體，目前國內(nèi)外常用的砌塊砌體以混凝土空心砌塊砌體為主，其中包括以普通混凝土為塊體材料的普通混凝土空心砌塊砌體和以輕骨料混凝土為塊體材料的輕骨料混凝土空心砌塊砌體。 砌塊按尺寸大小的不同分為小型、中型和大型三種。小型砌塊尺寸較小，型號多，尺寸靈活，施工時(shí)可不借助吊裝設(shè)備而用手工砌筑，適用面廣，但勞動(dòng)量大。中型砌塊尺寸較大，適于機(jī)械化施工，便于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，但其型號少，使用不夠靈活。大型砌塊尺寸大，有利于生產(chǎn)工廠化，施工機(jī)械化，可大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快施工進(jìn)度，但需要有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)設(shè)備和施工能力。 2.2.3 砌塊砌體由砌塊和砂漿砌筑而成

14、的整體材料稱為砌2.2.3 砌塊砌體2.2.3 砌塊砌體為提高砌體強(qiáng)度、減少其截面尺寸、增加砌體結(jié)構(gòu)(或構(gòu)件)的整體性，可在砌體中配置鋼筋或鋼筋混凝土，即采用配筋砌體。在砌體受壓時(shí)，網(wǎng)狀配筋可約束和限制砌體的橫向變形以及豎向裂縫的開展和延伸，從而提高砌體的抗壓強(qiáng)度。網(wǎng)狀配筋磚砌體可用作承受較大軸心壓力或偏心距較小的較大偏心壓力的墻、柱。 2.2.4 配筋磚砌體為提高砌體強(qiáng)度、減少其截面尺寸、增加砌體結(jié)構(gòu)(或構(gòu)件)的組合磚砌體是由磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層構(gòu)成的整體材料。工程應(yīng)用上有兩種形式，一種是采用鋼筋混凝土或鋼筋砂漿作面層的砌體，這種砌體可以用作承受偏心距較大的偏心壓力的墻、柱；

15、另一種是在磚砌體的轉(zhuǎn)角、交接處以及每隔一定距離設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并在各層樓蓋處設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，使磚砌體墻與鋼筋混凝土構(gòu)造柱、圈梁組成一個(gè)共同受力的整體結(jié)構(gòu)。組合磚砌體建造的多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能較無筋砌體磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能有顯著改善，同時(shí)它的抗壓和抗剪強(qiáng)度亦有一定程度的提高。組合磚砌體是由磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層構(gòu)成的2.2.4 配筋磚砌體2.2.4 配筋磚砌體試驗(yàn)研究表明，砌體軸心受壓從加載直到破壞，按照裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展和最終破壞，大致經(jīng)歷三個(gè)階段。 2.3 砌體的抗壓強(qiáng)度2.3.1 砌體的破壞機(jī)理試驗(yàn)研究表明，砌體軸心受壓從加載直到破壞，按照裂縫的出現(xiàn)特點(diǎn)：荷載

16、不增加，裂縫也不會繼續(xù)擴(kuò)展，裂縫僅僅是單磚裂縫。第階段2.3.1 砌體的破壞機(jī)理特點(diǎn)：荷載不增加，裂縫也不會繼續(xù)擴(kuò)展，裂縫僅僅是單磚裂縫。第特點(diǎn)：若不繼續(xù)加載，裂縫也會緩慢發(fā)展。第階段2.3.1 砌體的破壞機(jī)理特點(diǎn)：若不繼續(xù)加載，裂縫也會緩慢發(fā)展。第階段2.3.1 砌特點(diǎn)：荷載增加不多，裂縫也會迅速發(fā)展。第階段2.3.1 砌體的破壞機(jī)理特點(diǎn)：荷載增加不多，裂縫也會迅速發(fā)展。第階段2.3.1 砌磚砌體的破壞特征2.3.1 砌體的破壞機(jī)理磚砌體的破壞特征2.3.1 砌體的破壞機(jī)理砌體是由塊體與砂漿粘結(jié)而成，砌體在壓力作用下，其強(qiáng)度將取決于砌體中塊體和砂漿的受力狀態(tài)，這是與單一勻質(zhì)材料的受壓強(qiáng)度是不

17、同的。在砌體試驗(yàn)時(shí)，測得的砌體強(qiáng)度是遠(yuǎn)低于塊體的抗壓強(qiáng)度，這是因其砌體中單個(gè)塊體所處復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)所造成的。 (1)首先，由于砌體中的塊體材料本身的形狀不完全規(guī)則平整、灰縫的厚度不一且不一定均勻飽滿密實(shí)，故使得單個(gè)塊體材料在砌體內(nèi)受壓不均勻，且在受壓的同時(shí)還處于受彎和受剪狀態(tài)。由于砌體中的塊體的抗彎和抗剪的能力一般都較差，故砌體內(nèi)第一批裂縫的出現(xiàn)在單個(gè)塊體材料內(nèi)。 2.3.2 砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析砌體是由塊體與砂漿粘結(jié)而成，砌體在壓力作用下，其強(qiáng)度將取(2) 其次，當(dāng)砌體受壓時(shí)，由于砌塊與砂漿的彈性模量及橫向變形系數(shù)并不同，砌體中塊體材料的彈性模量一般均比強(qiáng)度等級低的砂漿的彈性模量大。在砌體受

18、壓時(shí)塊體的橫向變形將小于砂漿的橫向變形，但由于砌體中砂漿的硬化粘結(jié)，塊體材料和砂漿間存在切向粘結(jié)力，在此粘結(jié)力作用下，塊體將約束砂漿的橫向變形，而砂漿則有使塊體橫向變形增加的趨勢，并由此在塊體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，故而單個(gè)塊體在砌體中處于壓、彎、剪及拉的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)，其抗壓強(qiáng)度降低；相反砂漿的橫向變形由于塊體的約束而減小，因而砂漿處于三向受壓狀態(tài)，抗壓強(qiáng)度提高。由于塊體與砂漿的這種交互作用，使得砌體的抗壓強(qiáng)度比相應(yīng)塊體材料的強(qiáng)度要低很多。2.3.2 砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析(2) 其次，當(dāng)砌體受壓時(shí)，由于砌塊與砂漿的彈性模量及橫向變(3) 再次，砌體的豎向灰縫不飽滿、不密實(shí)，易在豎向灰縫上產(chǎn)生應(yīng)力集中，

19、同時(shí)豎向灰縫內(nèi)的砂漿和砌塊的粘結(jié)力也不能保證砌體的整體性。因此，在豎向灰縫上的單個(gè)塊體內(nèi)將產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的集中，從而加快塊體的開裂，引起砌體強(qiáng)度的降低。 2.3.2 砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析(3) 再次，砌體的豎向灰縫不飽滿、不密實(shí)，易在豎向灰縫上產(chǎn)2.3.2 砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析2.3.2 砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析2.3.2 磚砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析2.3.2 磚砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析砌體是一種復(fù)合材料，其抗壓性能不僅與塊體和砂漿材料的物理、力學(xué)性能有關(guān)，還受施工質(zhì)量以及試驗(yàn)方法等多種因素的影響。通過對各種砌體在軸心受壓時(shí)的受力分析及試驗(yàn)結(jié)果表明，影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素有以下幾個(gè)。 1

20、）塊體與砂漿的強(qiáng)度 塊體與砂漿的強(qiáng)度等級是確定砌體強(qiáng)度最主要的因素。一般來說，砌體強(qiáng)度將隨塊體和砂漿強(qiáng)度的提高而增高，且單個(gè)塊體的抗壓強(qiáng)度在某種程度上決定了砌體的抗壓強(qiáng)度，塊體抗壓強(qiáng)度高時(shí)，砌體的抗壓強(qiáng)度也較高，但砌體的抗壓強(qiáng)度并不會與塊體和砂漿強(qiáng)度等級的提高同比例增高。對于砌體結(jié)構(gòu)中所用砂漿，其強(qiáng)度等級越高，砂漿的橫向變形越小，砌體的抗壓強(qiáng)度也將有所提高。 2.3.3 影響磚砌體抗壓強(qiáng)度的因素砌體是一種復(fù)合材料，其抗壓性能不僅與塊體和砂漿材料的物理2）砂漿的性能除了強(qiáng)度以外，砂漿的保水性、流動(dòng)性和變形能力均對砌體的抗壓強(qiáng)度有影響。砂漿的流動(dòng)性大與保水性好時(shí)，容易鋪成厚度均勻和密實(shí)性良好的灰縫

21、，可降低單個(gè)塊體內(nèi)的彎剪應(yīng)力，從而提高砌體強(qiáng)度。但如用流動(dòng)性過大的砂漿，如摻入過多塑化劑的砂漿，砂漿在硬化后的變形率大，反而會降低砌體的強(qiáng)度。對于純水泥砂漿，其流動(dòng)性差，且保水性較差，不易鋪成均勻的灰縫層，影響砌體的強(qiáng)度，所以同一強(qiáng)度等級的混合砂漿砌筑的砌體強(qiáng)度要比相應(yīng)純水泥砂漿砌體高。2.3.3 影響磚砌體抗壓強(qiáng)度的因素2）砂漿的性能除了強(qiáng)度以外，砂漿的保水性、流動(dòng)性和變形能3）塊體的尺寸、形狀與灰縫的厚度塊體的尺寸、幾何形狀及表面的平整程度對砌體的抗壓強(qiáng)度的影響也較為明顯。砌體強(qiáng)度隨塊體高度的增大而加大，隨塊體長度的增大而降低。而當(dāng)塊體的形狀越規(guī)則，表面越平整時(shí)，塊體的受彎、受剪作用越小，

22、單塊塊體內(nèi)的豎向裂縫將推遲出現(xiàn)，故而砌體的抗壓強(qiáng)度可得到提高。 砂漿灰縫的作用在于將上層砌體傳下來的壓力均勻地傳到下層去。應(yīng)控制灰縫的厚度，使其處于既容易鋪砌均勻密實(shí)，厚度又盡可能的薄。實(shí)踐證明，對于磚和小型砌塊砌體，灰縫厚度應(yīng)控制在 812mm。 2.3.3 影響磚砌體抗壓強(qiáng)度的因素3）塊體的尺寸、形狀與灰縫的厚度塊體的尺寸、幾何形狀及表4）砌筑質(zhì)量砌筑質(zhì)量的影響因素是多方面的，砌體砌筑時(shí)水平灰縫的飽滿度，水平灰縫厚度，塊體材料的含水率以及組砌方法等關(guān)系著砌體質(zhì)量的優(yōu)劣。 例如，在砌筑磚砌體時(shí)，磚應(yīng)在砌筑前提前 12 天澆水濕透。砌體的抗壓強(qiáng)度將隨塊體材料砌筑時(shí)的含水率的增大而提高，而采用干

23、燥的塊體砌筑的砌體比采用飽和含水率塊體砌筑的砌體的抗壓強(qiáng)度約下降 15%。 2.3.3 影響磚砌體抗壓強(qiáng)度的因素4）砌筑質(zhì)量砌筑質(zhì)量的影響因素是多方面的，砌體砌筑時(shí)水平砌體工程除與上述砌筑質(zhì)量有關(guān)外，還應(yīng)考慮施工現(xiàn)場的技術(shù)水平和管理水平等因素的影響。砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 502032002)依據(jù)施工現(xiàn)場的質(zhì)量管理、砂漿和混凝土強(qiáng)度、砌筑工人技術(shù)等級綜合水平，從宏觀上將砌體工程施工質(zhì)量控制等級分為 A、B、C 三級，將直接影響到砌體強(qiáng)度的取值。砌體的抗壓強(qiáng)度除以上一些影響因素外，還與砌體的齡期和抗壓試驗(yàn)方法等因素有關(guān)。因砂漿強(qiáng)度隨齡期增長而提高，故砌體的強(qiáng)度亦隨齡期增長而提高，但在齡期

24、超過 28d 后，強(qiáng)度增長緩慢。2.3.3 影響磚砌體抗壓強(qiáng)度的因素砌體工程除與上述砌筑質(zhì)量有關(guān)外，還應(yīng)考慮施工現(xiàn)場的技術(shù)水砌體施工質(zhì)量控制等級砌體施工質(zhì)量控制等級2.4 砌體抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式在我國，有關(guān)單位多年來對各類砌體進(jìn)行了大量的抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)，取得了大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。各類砌體軸心抗壓強(qiáng)度平均值主要取決于塊體的抗壓強(qiáng)度平均值 f1，其次為砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值 f2，新的砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范提出了如下的計(jì)算公式。 (1) 各類砌體軸心抗壓強(qiáng)度平均值 fm軸心抗壓強(qiáng)度平均值fm(N/mm2)2.4 砌體抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式在我國，有關(guān)單位多年來對各類（2）各類砌體軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk砌體的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是

25、表示各類砌體抗壓強(qiáng)度的基本代表值。（3）各類砌體軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采用的強(qiáng)度值，可按下式計(jì)算。施工質(zhì)量控制等級為 B級、齡期為 28d、以毛截面計(jì)算的各類砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可查表。當(dāng)施工質(zhì)量控制等級為 C 級時(shí)，表中數(shù)值應(yīng)乘以 =0.89 的系數(shù)；當(dāng)施工質(zhì)量控制等級為A 級時(shí)，可將表中數(shù)值乘以 1.05 的系數(shù)。 （2）各類砌體軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk砌體的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是表示各2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度在實(shí)際工程中，因砌體具有良好的抗壓性能，故多將砌體用作承受壓力的墻、柱等構(gòu)件。與砌體的抗壓

26、強(qiáng)度相比，砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉以及抗剪強(qiáng)度都低很多。但有時(shí)也用它來承受軸心拉力、彎矩和剪力，如磚砌的圓形水池、承受土壤側(cè)壓力的擋土墻以及拱或磚過梁支座處承受水平推力的砌體等。 2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度在實(shí)際工程中，因砌體具有1. 砌體的軸心抗拉和彎曲抗拉強(qiáng)度砌體軸心受拉時(shí)，依據(jù)拉力作用于砌體的方向，有三種破壞形態(tài)。2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度1. 砌體的軸心抗拉和彎曲抗拉強(qiáng)度砌體軸心受拉時(shí)，依據(jù)拉塊體的抗壓強(qiáng)度平均值 f1，砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值 f2塊體的抗壓強(qiáng)度平均值 f1，砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值 f2砌體結(jié)構(gòu)彎曲受拉時(shí)，按其彎曲拉應(yīng)力使砌體截面破壞的特征，同樣存在三種破壞形態(tài)

27、。即可分為沿齒縫截面受彎破壞、沿塊體與豎向灰縫截面受彎破壞以及沿通縫截面受彎破壞三種形態(tài)。 2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度砌體結(jié)構(gòu)彎曲受拉時(shí)，按其彎曲拉應(yīng)力使砌體截面破壞的特征，2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度2. 砌體的抗剪強(qiáng)度實(shí)際工程中，砌體截面上存在垂直壓應(yīng)力的同時(shí)往往同時(shí)作用剪應(yīng)力，因此砌體結(jié)構(gòu)的受剪是受壓砌體結(jié)構(gòu)的另一種重要受力形式。 影響砌體抗剪強(qiáng)度的因素有很多，主要有砂漿的強(qiáng)度、垂直壓應(yīng)力的大小和施工質(zhì)量等。 2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度2. 砌體的抗剪強(qiáng)度實(shí)際工程中，砌體截面上存在垂直壓應(yīng)力2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度2.4 砌體抗拉、

28、抗彎與抗剪強(qiáng)度2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度3. 砌體抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式砌體抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度的統(tǒng)一公式如下：砌體軸心抗拉強(qiáng)度平均值：砌體彎曲抗拉強(qiáng)度平均值：砌體抗剪強(qiáng)度平均值：砌體抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度的影響系數(shù)（p40）2.4 砌體抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度3. 砌體抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)砌體的彈性模量是其應(yīng)力與應(yīng)變的比值，主要用于計(jì)算構(gòu)件在荷載作用下的變形，是衡量砌體抵抗變形能力的一個(gè)物理量。砌體的彈性模量的大小可通過實(shí)測砌體的應(yīng)力應(yīng)變曲線求得。 2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)砌體的彈性模量是其應(yīng)力與應(yīng)變的比值，主要用于計(jì)算構(gòu)件在荷2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹

29、系數(shù)2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)在應(yīng)力應(yīng)變曲線上某點(diǎn)A與坐標(biāo)原點(diǎn)連成的割線的正切稱之為割線模量。工程上一般取 時(shí)的割線模量作為砌體的彈性模量，這是比較符合砌體在使用階段受力狀態(tài)下的工作性能的。2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)在應(yīng)力應(yīng)變?yōu)楸阌趹?yīng)用，現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對砌體受壓彈性模量采用了更為簡化的結(jié)果，按不同強(qiáng)度等級砂漿，取彈性模量與砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值成正比關(guān)系。砌體的彈性模量(MPa)2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)為便于應(yīng)用，現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對砌體受壓彈性模量采當(dāng)需計(jì)算墻體的剪切變形時(shí)，需用到砌體的

30、剪變模量。砌體的剪變模量與砌體的彈性模量和泊松比有關(guān)，根據(jù)材料力學(xué)公式，剪變模量 G 為： 式中為材料的泊松比，取值一般為 ，而規(guī)范取近似取GE。 2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)當(dāng)需計(jì)算墻體的剪切變形時(shí)，需用到砌體的剪變模量。砌體的剪當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移趨勢或發(fā)生滑移時(shí)，由于法向壓力的存在，在滑移面上將產(chǎn)生摩擦阻力。摩擦阻力與摩擦面上法向應(yīng)力和摩擦系數(shù)有關(guān)，而摩擦系數(shù)的大小與摩擦面的材料和干濕程度有關(guān)。規(guī)范規(guī)定的砌體摩擦系數(shù)見表。 摩擦系數(shù)2.5 砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移趨勢或發(fā)生滑移時(shí)，由于法向壓力的存在，溫度變化時(shí)，砌體將產(chǎn)生熱脹冷縮變形。當(dāng)這種變

31、形受到約束時(shí)，砌體內(nèi)將產(chǎn)生附加內(nèi)力，而當(dāng)此內(nèi)力達(dá)到一定程度時(shí)，此附加內(nèi)力將造成砌體結(jié)構(gòu)開裂和裂縫的擴(kuò)展。除熱脹冷縮變形外，砌體在浸水時(shí)體積膨脹，在失水時(shí)體積收縮，這種收縮變形為干縮變形，它比膨脹變形大得多。同樣，當(dāng)這種變形受到約束時(shí)，砌體內(nèi)將產(chǎn)生干縮應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力大到一定程度時(shí)，將引起砌體結(jié)構(gòu)變形和裂縫開展。砌體的線膨脹系數(shù)和收縮率溫度變化時(shí)，砌體將產(chǎn)生熱脹冷縮變形。當(dāng)這種變形受到約束時(shí)練習(xí)【例1-1】 試計(jì)算下列情況下的磚砌體抗壓強(qiáng)度平均值：A. 墻體采用MU15燒結(jié)頁巖磚、M5水泥混合砂漿。B. 經(jīng)檢測墻體中燒結(jié)粉煤灰磚的抗壓強(qiáng)度平均值為，砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值為。練習(xí)【例1-1】解答【解】

32、1. 情況A 應(yīng)以f1=15MPa和f2=5MPa帶入式（2-1），且對于磚砌體取k1，k2，得：【例1-1】試計(jì)算下列情況下的磚砌體抗壓強(qiáng)度平均值：A. 墻體采用MU15燒結(jié)頁巖磚、M5水泥混合砂漿。B. 經(jīng)檢測墻體中燒結(jié)粉煤灰磚的抗壓強(qiáng)度平均值為，砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值為。解答【解】1. 情況A【例1-1】試計(jì)算下列情況下的磚砌體抗解答【解】2. 情況B 在式（2-1）中， f1既指塊體的強(qiáng)度等級亦指塊體的抗壓強(qiáng)度平均值，上述情況A中帶入的是強(qiáng)度等級。而現(xiàn)在的強(qiáng)度為檢測值，故應(yīng)取f1，f2進(jìn)行計(jì)算。其他參數(shù)取值同情況A，才入式（2-1）得：【例1-1】試計(jì)算下列情況下的磚砌體抗壓強(qiáng)度平均值：A. 墻