建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理李章政 章 砌體材料

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理李章政博士教授12/15/20221第10章砌體的力學(xué)性能10.1砌體結(jié)構(gòu)材料10.2砌體結(jié)構(gòu)的類型10.3砌體的受壓性能10.4砌體的其他受力性能10.5砌體強(qiáng)度取值12/15/2022210.1砌體結(jié)構(gòu)材料10.1.1塊體的種類及強(qiáng)度等級磚燒結(jié)磚燒結(jié)普通磚燒結(jié)多孔磚非燒結(jié)磚蒸壓灰砂磚蒸壓粉煤灰磚五塊磚抗壓強(qiáng)度平均值，并考慮抗折強(qiáng)度，確定強(qiáng)度等級。MU25MU20MU15MU10MU30MU25MU20MU15MU1012/15/20223砌塊類型混凝土砌塊輕骨料混凝土砌塊加氣混凝土砌塊強(qiáng)度等級三個(gè)砌塊毛截面抗壓強(qiáng)度平均值確定強(qiáng)度等級強(qiáng)度等級：五級

MU20MU15MU10MU7.5MU5空心率25%~50%12/15/20224石材類型料石：六面體高、寬>200mm，長度/4

細(xì)料石—疊砌面凹入深度10mm半細(xì)料石—疊砌面凹入深度15mm粗料石—疊砌面凹入深度20mm毛料石—疊砌面凹入深度25mm毛石：形狀不規(guī)則，中部厚度200mm強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)試塊70mm70mm70mm三個(gè)試塊抗壓強(qiáng)度平均值定等級MU60、MU50、MU40、MU30、MU20MU100、MU80經(jīng)過加工形狀規(guī)則12/15/2022510.1.2砂漿的種類及強(qiáng)度等級砂漿的種類水泥砂漿：純水泥砂漿強(qiáng)度高，耐久性好流動性、保水性差用于防潮層以下、或強(qiáng)度要求較高的砌體混合砂漿：水泥石灰砂漿一定的強(qiáng)度和耐久性流動性、保水性好工程上常用的砂漿12/15/20226非水泥砂漿石灰砂漿黏土砂漿砌塊專用砂漿水泥、水、砂，摻合料、外加劑專門砌筑混凝土砌塊砂漿的強(qiáng)度等級確定依據(jù)試樣70.7mm70.7mm70.7mm，養(yǎng)護(hù)28d六個(gè)試樣抗壓強(qiáng)度的平均值目前較少采用12/15/20227砂漿的強(qiáng)度等級普通砂漿：M15、M10、M7.5、M5、M2.5砌塊專用沙漿：Mb15、Mb10Mb7.5、Mb5砂漿的性能流動性重3N、頂角30錐體沉入深度表示=可塑性用于磚砌體：70~100mm用于砌塊砌體：50~70mm用于石砌體：30~50mm保水性分層度表示：靜止30min，砂漿上下層沉入量之差作為分層度。10~20mm尚未結(jié)硬時(shí)取M0或Mb012/15/2022810.2砌體的類型10.2.1無筋砌體磚砌體應(yīng)用類型磚墻磚柱砌筑方法實(shí)心砌體空斗砌體磚砌體砌塊砌體石砌體順磚丁磚梅花丁砌法12/15/2022912/15/20221012/7/202211砌塊塊砌砌體體類型型混凝凝土土小小型型空空心心砌砌塊塊砌砌體體輕骨骨料料混混凝凝土土小小型型空空心心砌砌塊塊砌砌體體加氣氣混混凝凝土土砌砌塊塊砌砌體體應(yīng)用用承重重墻墻維護(hù)護(hù)墻墻加氣混凝土砌塊12/7/202212石砌體體類型料石砌砌體毛石砌砌體毛石混混凝土土砌體體應(yīng)用房屋墻墻、柱柱房屋基基礎(chǔ)擋土墻墻護(hù)坡、、拱橋橋、水水壩12/7/20221310.2.2配配筋砌砌體橫向配配筋磚磚砌體體水平灰灰縫內(nèi)內(nèi)配置置鋼筋筋方格鋼鋼筋網(wǎng)網(wǎng)連彎鋼鋼筋網(wǎng)網(wǎng)鋼筋作作用約束砌砌體的的橫向向變形形提高砌砌體抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度12/7/202214縱向配配筋砌砌體縱向鋼鋼筋豎向灰灰縫內(nèi)內(nèi)孔洞內(nèi)內(nèi)應(yīng)用空心磚磚內(nèi)設(shè)設(shè)置縱縱向鋼鋼筋=縱向向配筋筋磚砌砌體砌塊內(nèi)內(nèi)設(shè)置置縱向向、橫橫向鋼鋼筋=配筋筋砌塊塊剪力力墻組合砌砌體砌體+鋼筋筋混凝凝土面面層砌體+鋼筋筋砂漿漿面層層12/7/20221510.3砌砌體的的受壓壓性能能磚砌體體受壓壓破壞壞特點(diǎn)點(diǎn)第I階階段：：彈(塑)性階階段，，個(gè)別別磚初初始裂裂縫第II階段段：裂裂縫形形成小小段，，不增增載自自發(fā)展展第III階階段：：小段段裂縫縫貫通通，分分割成成若干干小柱，，失穩(wěn)穩(wěn)破壞壞10.3.1磚磚砌體體軸心心受壓壓試驗(yàn)驗(yàn)12/7/202216塊材受受力砌體在在壓力力作用用下，，塊材材處于于復(fù)雜雜應(yīng)力力狀態(tài)態(tài)工作作砂漿與與塊材材并非非完全全接觸觸砂漿和和塊材材泊松松比不不相等等豎向灰灰縫不不能填填實(shí)，，不能能保證證整體體性，，有應(yīng)應(yīng)力集集中現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)發(fā)生受壓，，受彎彎+受受剪剪+受受拉拉砌體抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度低低于塊塊材抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度12/7/202217影響砌砌體抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度的的主要要因素素塊體強(qiáng)度和尺寸寸砂漿強(qiáng)度和性能能砂漿的的性能能：純純水泥泥砂漿漿較差差流動性性，保保水性性純水泥泥砂漿漿砌筑筑的砌砌體，，強(qiáng)度度打折折砌筑質(zhì)質(zhì)量灰縫厚厚度：：8~12mm砂漿飽飽滿程程度：：水平平灰縫縫不低低于80%豎向灰灰縫不不低于于60%質(zhì)量等等級分分A、、B、、C三三級12/7/20221810.3.2砌砌體的的抗壓壓強(qiáng)度度試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)回回歸，，統(tǒng)計(jì)計(jì)公式式各系數(shù)數(shù)k1、k2和見表10-3對于磚磚砌體體若砂漿漿強(qiáng)度度等級級取M012/7/20221910.3.3砌砌體的的變形形性能能應(yīng)力-應(yīng)變變關(guān)系系壓縮變變形的的組成成塊體變變形（（較小小）砂漿變變形砂漿和和塊體體之間間空隙隙壓密密非線性性關(guān)系系12/7/202220砌體的的模量量彈性模模量取=0.43fm時(shí)的割割線模模量磚砌體體、砌砌塊砌砌體：：E=352fm1.5石砌體體：：E=576+677f2見附表表24剪變模模量理論上上G=E/[2(1+)]按彈性性模量量的0.4倍采采用G=0.4E彈性模模量也也可采采用切切線模模量12/7/20222110.4砌砌體的其其他受力力性能砌體軸心心受拉破破壞特征征沿齒縫截截面破壞壞沿豎向灰灰縫和塊塊體截面面破壞沿水平通通縫截面面破壞10.4.1砌砌體體的軸心心受拉性性能設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)避免這這種受力力方式12/7/202222砌體軸心心抗拉強(qiáng)強(qiáng)度平均均值破壞類型型與強(qiáng)度度的關(guān)系系沿齒縫破破壞的抗抗拉強(qiáng)度度主要與與塊材和和砂漿的的黏結(jié)強(qiáng)強(qiáng)度有關(guān)關(guān)沿豎向灰灰縫和塊塊體截面面破壞的的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度僅與與塊體強(qiáng)強(qiáng)度有關(guān)關(guān)抗拉強(qiáng)度度平均值值沿齒縫沿塊體燒結(jié)磚k3=0.141蒸壓磚k3=0.09混凝土砌砌塊k3=0.069毛石k3=0.07512/7/20222310.4.2砌砌體體的彎曲曲受拉性性能沿齒縫、、通縫沿塊體k4見表10-4彎曲受拉拉破壞特特征類似似于軸心心受拉彎曲抗拉拉強(qiáng)度平平均值12/7/20222410.4.3砌砌體體的受剪剪性能純剪破壞壞形式沿通縫破破壞沿階梯形形截面破破壞抗剪強(qiáng)度度平均值值豎向灰縫縫砂漿往往往不飽飽滿，抗抗剪力低低取兩種破破壞形式式的抗剪剪強(qiáng)度相相等k5見表10-412/7/20222510.5砌砌體的強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)取值10.5.1砌砌體體強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值按95%保證率率，砌體體強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)應(yīng)為砌體體強(qiáng)度平平均值-1.645標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差砌體強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)值值=砌體強(qiáng)強(qiáng)度平均均值(1-1.645變變異系數(shù)數(shù))變異系數(shù)數(shù)非毛石砌砌體：抗抗壓0.17，，抗拉、、彎、剪剪0.2毛石砌體體：抗壓壓0.24，抗抗拉、彎彎、剪0.2612/7/20222610.5.2砌砌體體強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值一般砌體體強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值砌體強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)值值除以材材料分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)為為砌體的的強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值f取材料分分項(xiàng)系數(shù)數(shù)f=1.6砌體強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值值計(jì)算公式式：f=fk/f計(jì)算結(jié)果果修約到到0.01MPa附表17~附表表2312/7/202227灌孔砌砌體強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值fg灌孔混混凝土土軸心心抗壓壓強(qiáng)度度設(shè)計(jì)計(jì)值灌孔面面積和和砌體體毛面面積的的比值值灌孔率率，灌灌孔面面積和和孔洞洞面積積的比比值砌塊孔孔洞率率抗剪強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值fvg12/7/202228例題10.1計(jì)算MU15磚磚與M5混混合砂砂漿砌砌筑的的砌體體的抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值。解MPa12/7/202229設(shè)計(jì)值值調(diào)整整設(shè)計(jì)值值=調(diào)調(diào)整整系數(shù)數(shù)a表表值調(diào)整系系數(shù)下列情情況，，調(diào)整整系數(shù)數(shù)a=0.9有吊車車房屋屋砌體體；跨度不不小于于9m的梁梁下燒燒結(jié)普普通磚磚砌體體；跨度不不小于于7.5m的梁梁下燒燒結(jié)多多孔磚磚、蒸蒸壓灰灰砂磚磚、蒸蒸壓粉粉煤灰灰砌體體；混凝土土和輕輕骨料料混凝凝土砌砌塊砌砌體。。10.5.3砌砌體強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值調(diào)整整12/7/202230面積較較小時(shí)時(shí)用水泥泥沙漿漿砌筑筑時(shí)抗壓：：a=0.9軸心抗抗拉、、彎曲曲抗拉拉、抗抗剪：：a=0.8對配筋筋砌體體構(gòu)件件，當(dāng)當(dāng)其中中砌體體采用用水泥泥砂漿漿砌筑筑時(shí)，，僅對對砌體體的強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值乘以以調(diào)整整系數(shù)數(shù)12/7/202231當(dāng)施工工質(zhì)量量控制制等級級為C級時(shí)時(shí)：a=0.89當(dāng)驗(yàn)算算施工工中房房屋的的構(gòu)件件時(shí)：：a=1.1同時(shí)滿滿足多多項(xiàng)條條件時(shí)時(shí)，系系數(shù)應(yīng)應(yīng)連乘乘施工階階段砂砂漿尚尚未硬硬化的的新砌砌體的的強(qiáng)度度和穩(wěn)穩(wěn)定性性，可可按砂砂漿強(qiáng)強(qiáng)度為為0進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算。。12/7/202232例題10.2砌砌體的抗抗壓強(qiáng)度主主要取決于于：A.塊塊體和砂漿漿的強(qiáng)度等等級B.砂砂漿的強(qiáng)度度等級C.灰灰縫的厚度度D.砂砂漿中水泥泥的用量例題10.3驗(yàn)算設(shè)置在在跨度為9m的多層層房屋中，，截面為370mm1000mm的采用用MU10和M5水水泥砂漿砌砌筑的梁下下磚構(gòu)件承承載力時(shí)，，砌體抗壓壓強(qiáng)度調(diào)整整系數(shù)a應(yīng)?。篈.0.9B.0.8C.0.72D.0.8112/7/202233例題10.4砂漿強(qiáng)度為為0，指的的是（））。A.氣氣溫為0C時(shí)的砂漿強(qiáng)度B.剛剛砌筑完時(shí)時(shí)的砂漿強(qiáng)強(qiáng)度C.求求變形時(shí)的的砂漿強(qiáng)度度D.凍凍結(jié)法施工工砌體融化化后砂漿的的強(qiáng)度例題10.5當(dāng)用水