砌體結(jié)構(gòu)課件-第二章

2.1材料強(qiáng)度等級(jí)2.2砌體的受壓性能2.3砌體的局部受壓性能2.4砌體的受剪性能2.5砌體的受拉、受彎性能2.6砌體的變形性能和有關(guān)性能第二章砌體的物理力學(xué)性能2.1材料強(qiáng)度等級(jí)1、磚（Brick）

按抗壓強(qiáng)度，分為MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五個(gè)等級(jí)。燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚燒結(jié)普通磚：燒結(jié)普通磚簡(jiǎn)稱普通磚，指以黏土、頁(yè)巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)過(guò)焙燒而成的實(shí)心磚，分燒結(jié)黏土磚、燒結(jié)頁(yè)巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)粉煤灰磚等。

原料：粘土、煤矸石、頁(yè)巖或粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸：240×115×53mm墻體尺寸：（120）、240、370、490、620…mm適用范圍：房屋上部及地下基礎(chǔ)等部位燒結(jié)多孔磚：

簡(jiǎn)稱多孔磚，是指以黏土、頁(yè)巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的具有豎向孔洞，且孔洞率不小于25％的磚。

具有水平孔洞者稱為燒結(jié)空心磚，用于非承重隔墻。原料同燒結(jié)磚但孔洞率不小于25%承重多孔磚目前主要采用P型磚（240×115×90）和M型磚（190×190×90）多孔磚優(yōu)點(diǎn)：可節(jié)約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節(jié)省墻體造價(jià)；可減輕塊體自重、增強(qiáng)墻體抗震性能適用范圍：房屋上部結(jié)構(gòu)（不宜用于凍脹地區(qū)地下部位）KP1型燒結(jié)多孔磚

尺寸：240X115X90（mm）蒸壓硅酸鹽磚

：(1)蒸壓灰砂磚原料：石灰和砂尺寸：燒結(jié)普通磚適用范圍同蒸壓粉煤灰磚(2)蒸壓粉煤灰磚原料：粉煤灰和石灰加適量石膏及集料適用范圍：不得用于長(zhǎng)期受熱200℃以上、受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位，MU15和MU15以上的蒸壓灰砂磚可用于基礎(chǔ)及其他建筑部位，蒸壓粉煤灰磚用于基礎(chǔ)或用于受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚。2、砌塊（Block）

分為小型、中型、大型三類，最常用的是混凝土

小型砌塊。普通混凝土小型空心砌塊

MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5

、MU3.5六個(gè)等級(jí)。輕骨料混凝土小型空心砌塊

MU10、MU7.5、MU5、MU3.5、MU2.5、MU1.5六個(gè)等級(jí)。加氣混凝土砌塊長(zhǎng)度：600

高度：200、250、300

寬度：200、125、150、200、250、300

高度在180～350mm——小型砌塊，高度在350～900mm之間——中型砌塊，高度大于900mm——大型砌塊受起重設(shè)備限制，中、大型砌塊已很少應(yīng)用。

主要有混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、水泥爐渣空心砌塊、粉煤灰硅酸鹽砌塊。

單排孔混凝土小型空心砌塊

3、石材（Stone）

花崗巖、砂巖、石灰?guī)r等

強(qiáng)度等級(jí)共分七級(jí)：

MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。

分類：（按容重）重質(zhì)巖石、輕質(zhì)巖石（按其加工后的外形規(guī)則程度）可分為料石和毛石①料石

細(xì)料石、半細(xì)料石、粗料石、毛料石

②毛石

形狀不規(guī)則，中部厚度不應(yīng)小于

200mm的石材。石材的規(guī)格尺寸

石材類型規(guī)格尺寸料石細(xì)料石通過(guò)細(xì)加工，外表規(guī)則，疊砌面凹入深度不應(yīng)大于10mm，截面的寬度、高度不應(yīng)小于200mm，且不應(yīng)小于長(zhǎng)度的1/4半細(xì)料石規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應(yīng)大于15mm粗料石規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應(yīng)大于20mm毛料石外形大致方正，一般不加工或僅稍加修整，高度不應(yīng)小于200mm，疊砌面凹入深度不應(yīng)大于25mm毛石形狀不規(guī)則，中部厚度不應(yīng)小于200mm4、砂漿由無(wú)機(jī)膠結(jié)料、細(xì)骨料、水組成，膠結(jié)料有水泥、石灰、石膏等。砂漿強(qiáng)度等級(jí)采用70.7立方毫米的試塊測(cè)得。

分為M15、M10、M7.5、M5、M2.5五個(gè)等級(jí)。砂漿作用：（1）將單個(gè)的塊體粘結(jié)成整體、促使構(gòu)件應(yīng)力分布均勻；（2）填實(shí)塊體之間的縫隙，提高砌體的保溫和防水性能，增強(qiáng)墻體抗凍性能1.砂漿分類(1)水泥砂漿(2)混合砂漿(3)砌筑專用砂漿(4)非水泥砂漿（石灰、粘土砂漿）2.砂漿性能(1)強(qiáng)度(2)流動(dòng)性(可塑性)(3)保水性砂漿攪拌機(jī)砂漿性能對(duì)照表砂漿品種塑性摻合料和易保水性強(qiáng)度耐久性耐水性水泥砂漿無(wú)差較高好好混合砂漿有好高較好差專用砂漿有好高好差非水泥砂漿有好低差無(wú)5、混凝土小型空心砌塊砌筑砂漿和灌孔混凝土灌漿方法（高位、低位法）混凝土小型空心砌塊砌筑砂漿混凝土小型空心砌塊灌孔混凝土強(qiáng)度分級(jí)：塊體（符號(hào)MU）普通砂漿（符號(hào)M）砌塊灌孔混凝土（符號(hào)Mb）砌體材料的強(qiáng)度等級(jí)單位

砌體材料強(qiáng)度等級(jí)塊體燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚MU30、MU25、MU20、MU15和MU10蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚MU25、MU20、MU15和MU10砌塊MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5石材MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20砂漿M15、M10、M7.5、M5和M2.5（M0）砌塊灌孔混凝土Mb20、Mb25、Mb30、Mb35、Mb40、Mb45、Mb50、Mb55和Mb606、其他材料7、材料最低強(qiáng)度等級(jí)的選擇《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003-2001）規(guī)定：

五層及五層以上房屋的墻，以及受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)為：

磚MU10，砌塊MU7.5，石材MU30，砂漿M5。

對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限大于50年的房屋，墻、柱所用材料最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)至少提高一級(jí)。地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)基土的潮濕程度燒結(jié)普通磚、蒸壓灰砂磚混凝土砌塊石材水泥砂漿嚴(yán)寒地區(qū)一般地區(qū)稍潮濕的MU10MU10MU7.5MU30M5很潮濕的MU15MU10MU7.5MU30M7.5含水飽和的MU20MU15MU10MU40M102.2砌體的受壓性能1、砌體受壓破壞特征普通磚砌體根據(jù)試驗(yàn)表明,磚砌體的破壞大致經(jīng)歷以下三個(gè)階段:第一階段，從開(kāi)始加荷到個(gè)別磚出現(xiàn)第一條（或第一批）裂縫。這個(gè)階段的特點(diǎn)是如不再增加荷載，裂縫也不擴(kuò)展。第二階段，隨著荷載的增加，單塊磚內(nèi)個(gè)別裂縫不斷開(kāi)展并擴(kuò)大，并沿豎向通過(guò)若干層磚形成連續(xù)裂縫。第三階段，砌體完全破壞的瞬間為第三階段。繼續(xù)增加荷載，裂縫將迅速開(kāi)展，砌體被幾條貫通的裂縫分割成互不相連的若干小柱，小柱朝側(cè)向突出，其中某些小柱可能被壓碎，以致最終喪失承載力而破壞。磚砌體在軸心受壓下的破壞特征當(dāng)砌體受壓時(shí)，磚承受的壓力是不均勻的，而處于受彎、受剪和局部受壓狀態(tài)下。由于磚的厚度小，又是脆性材料，其抗剪、抗彎強(qiáng)度遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度，砌體的第一批裂縫就是由于單塊磚的受彎、受剪破壞引起的。單塊磚在砌體內(nèi)除了受彎、受剪外還要受拉。這種橫向拉力也是促使磚在較小的荷載下提早開(kāi)裂的原因之一。磚砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)的分析砌體中的應(yīng)力狀態(tài)(a)砌體中個(gè)別磚的受力狀態(tài)；(b)磚表面砂漿不均勻破壞三個(gè)階段：50-70%--單磚出現(xiàn)裂縫；80-90%--個(gè)別裂縫連成幾皮磚通縫；90%以上—砌體裂成相互不連接的小立柱，最終被壓碎或上失穩(wěn)定而破壞；多孔磚砌體混凝土小型砌塊砌體毛石砌體2、砌體抗壓強(qiáng)度的影響因素1、砌體材料的物理力學(xué)性能塊體和砂漿的強(qiáng)度塊體的規(guī)整程度和尺寸砂漿的變形與和易性2、砌體工程施工質(zhì)量灰縫砂漿飽滿度塊體砌筑時(shí)的含水率灰縫厚度砌體組砌方法磚砌體灰縫厚度一般應(yīng)控制在8～12mm

《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50203-2002規(guī)定，水平灰縫的砂漿飽滿度不得小于80%，并根據(jù)質(zhì)保體系、砂漿強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、砌筑工人技術(shù)等綜合水平將施工技術(shù)水平劃分為A、B、C三個(gè)等級(jí)。

A級(jí)施工質(zhì)量，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值提高5%，

B級(jí)施工質(zhì)量，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表采用，

C級(jí)施工質(zhì)量，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)降低。3、砌體抗壓強(qiáng)度表達(dá)式砌體軸心抗壓強(qiáng)度平均值分別為塊體、砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值單排孔混凝土砌塊對(duì)孔砌筑時(shí)，灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fg,m灌孔砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fm未灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fcu,m灌孔混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為砌塊砌體中混凝土灌孔混凝土面積和砌體毛面積的比值；為混凝土砌塊的孔洞率；為混凝土砌塊的灌孔率，不應(yīng)小于33%2.3砌體的局部受壓性能砌體的局部受壓應(yīng)力

(a)局部均勻受壓(b)局部不均勻受壓

局部受壓分類①局部均勻受壓

②局部不均勻受壓局部受壓的處理措施①提高砌體局部受壓處強(qiáng)度；

②采用剛性墊塊；

③采用柔性墊梁；1、砌體局部受壓破壞特征砌體局部受壓破壞

(a)豎向裂縫發(fā)展而破壞(b)劈裂破壞(c)墊板直接接觸處局壓破壞2、局部受壓的工作機(jī)理①力的擴(kuò)散作用②套箍強(qiáng)化作用

→局部受壓承載力與全截面受壓相比有明顯提高力的擴(kuò)散作用圖

均勻局部受壓的應(yīng)力分布

2.4砌體的受剪性能1、砌體受剪破壞特征剪摩破壞剪壓破壞斜壓破壞砌體的受剪破壞2、砌體抗剪強(qiáng)度的影響因素（1）、砌體材料強(qiáng)度（2）、垂直壓應(yīng)力（3）、砌體工程施工質(zhì)量（4）、試驗(yàn)方法垂直壓應(yīng)力對(duì)砌體抗剪強(qiáng)度的影響3、砌體抗剪強(qiáng)度表達(dá)式砌體的抗剪強(qiáng)度平均值2.5砌體的受拉、受彎性能1、砌體軸心受拉

在圓形水池設(shè)計(jì)中，由于內(nèi)部液體的壓力在池壁中產(chǎn)生環(huán)向水平拉力，而使砌體垂直截面處于軸心受拉狀態(tài)。由圖可見(jiàn)，砌體的軸心受拉破壞有兩種基本形式：

（1）當(dāng)塊體強(qiáng)度等級(jí)較高，砂漿強(qiáng)度等級(jí)較低時(shí)，砌體將沿齒縫破壞（圖中的Ⅰ-Ⅰ、Ⅰ′-Ⅰ′）均為齒縫破壞。

（2）當(dāng)塊體強(qiáng)度等級(jí)較低，砂漿強(qiáng)度等級(jí)較高時(shí)，砌體的破壞可能沿豎直灰縫和塊體截面連成的直縫破壞（圖(a)中的Ⅱ-Ⅱ）。砌體的軸心受拉抗拉強(qiáng)度取決于：灰縫與塊材間的粘結(jié)強(qiáng)度，破壞在界面上發(fā)生砌體沿齒縫截面破壞的軸心抗拉強(qiáng)度平均值砌體軸心抗拉強(qiáng)度表達(dá)式2、砌體彎曲受拉

帶支墩的擋土墻和風(fēng)荷載作用下的圍墻均屬受彎構(gòu)件。由圖可見(jiàn)，砌體的彎曲受拉破壞有三種基本形式：

（1）當(dāng)塊體強(qiáng)度等級(jí)較高時(shí)，砌體沿齒縫破壞（圖(a)中的Ⅰ-Ⅰ）。

（2）當(dāng)塊體強(qiáng)度等級(jí)較低，而砂漿強(qiáng)度等級(jí)較高時(shí)，砌體可能沿豎直灰縫和塊體截面連成的直縫破壞（圖(a)中的Ⅱ-Ⅱ）。

（3）當(dāng)彎矩較大時(shí)，砌體將沿彎矩最大截面的水平灰縫產(chǎn)生沿通縫的彎曲破壞（圖(b)中的Ⅲ-Ⅲ）。砌體彎曲受拉砌體彎曲抗拉強(qiáng)度表達(dá)式砌體沿齒縫與沿通縫截面受彎破壞的彎曲抗拉強(qiáng)度平均值2.6砌體的變形性能及有關(guān)性能1、砌體受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系2、砌體變形模量－－材料的泊松系數(shù)，一般為0.1～0.2。近似取砌體的彈性模量（MPa）砌體種類砂漿強(qiáng)度等級(jí)≥M10M7.5M5M2.5燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體1600f1600f1600f1390f蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體1060f1060f1060f960f混凝土砌塊砌體1700f1600f1500f—粗料石、毛料石、毛石砌體7300565040002250粗料石、半細(xì)料石砌體2200017000120006750