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文檔簡介

砌體結(jié)構(gòu)緒論現(xiàn)行《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50003-2011

(2011年7月26日發(fā)布,2012年8月1日起實施)codefordesignofmasonrystructures(1)磚砌體(結(jié)構(gòu))

brickmasonrystructure

:燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰普通磚、混凝土普通磚、混凝土多孔磚的無筋和配筋砌體(2)砌塊砌體結(jié)構(gòu)

blockmasonrystructure:混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的無筋和配筋砌體;(3)石砌體結(jié)構(gòu)

stonemasonrystructure:各種料石和毛石的砌體。0.1砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展簡史一.發(fā)展簡史→總論:1.砌體:是把塊體(包括粘土磚、空心磚、砌塊、石材等)和砂漿通過砌筑而成的整體材料。

2.砌體結(jié)構(gòu):由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。3.砌體結(jié)構(gòu)的歷史:

十分悠久→是人類文明史的重要部分

a、伴隨人類巢居→穴居→室居的過程而發(fā)展

b、在滿足室居要求的情況下,開始發(fā)展交通功能、戰(zhàn)略功能及滿足精神功能要求的砌體結(jié)構(gòu):如:橋梁(趙州橋)、長城、金字塔、角斗場、塔、寺、廟、墓等?!饕牧希捍u,石金字塔希臘帕提農(nóng)神廟

羅馬大角斗場

意大利萬神廟

古羅馬的加爾(Gare)輸水道巴黎圣母院

無梁殿

4.砌塊砌體的發(fā)展:1824波特蘭水泥→1882砼砌塊→1897美國第一棟砌塊建筑配筋砼砌塊砌體→多、高層建筑(6∽19層)

1958中國砼空心砌塊砌體二.國內(nèi)發(fā)展史:建國以來發(fā)展速度快、成就顯著→具有國情因素1.應(yīng)用范圍廣→擴大房屋(民用)→工業(yè)→公共建筑→橋梁→特種結(jié)構(gòu)(煙囪、水池、料倉、渡槽等、排氣塔)2.新的發(fā)展及應(yīng)用(墻體材料革新)即:新材料、新工藝.新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的發(fā)展→“四新”拉斯維加斯賓館

上海配筋砌塊砌體住宅

空心砌塊帶鉤砌塊配筋砌塊約束砌塊輕集料砌塊砌體廢料利用(工業(yè)廢渣、粉煤灰、媒矸石等)(是根據(jù)墻內(nèi)設(shè)置鋼筋面積的配筋率來確定的)三.分類:1、配筋方式:(1)無筋砌體(2)配筋砌體2、塊材種類:

(1)燒結(jié)普通磚:由煤矸石、頁巖、粉煤灰或黏土為主要原料,經(jīng)過焙燒而成的實心磚;MU30、25、20、15、10.(2)燒結(jié)多孔磚:以煤矸石、頁巖、粉煤灰或黏土為主要原料,經(jīng)過焙燒而成、孔洞率不大于35%,孔的尺寸小而數(shù)量多,主要用于承重部位的磚。MU30、25、20、15、10.(3)蒸壓灰砂磚:以石灰等鈣質(zhì)材料和砂等硅質(zhì)材料為主要原料,經(jīng)坯料制備、壓制排氣成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。MU25、20、15.(4)蒸壓粉煤灰磚:以石灰、消石灰或水泥等鈣質(zhì)材料與粉煤灰等硅質(zhì)材料及集料為主要原料,摻加適量石膏,經(jīng)坯料制備、壓制排氣成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。同上(5)混凝土小型空心砌塊:由普通混凝土或輕集料混凝土制、成,主規(guī)格尺寸390*190*190、空心率在25%--50%的空心砌塊,簡稱混凝土砌塊或砌塊。MU20、15、10、7.5、5.四、計算理論和計算方法的完善①1956原前蘇聯(lián)規(guī)范②1973第一本《磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ3-73)③1988《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ3-88)④2002《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2001)→準(zhǔn)概率理論(今后,全概率設(shè)計法)⑤2012《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2011)(6)混凝土磚:以水泥為膠結(jié)材料,以砂、石為主要集料,加水?dāng)嚢琛⒊尚?、養(yǎng)護制成的一種多孔的混凝土半盲孔磚或?qū)嵭拇u。多孔磚的主規(guī)格尺寸為240*115*90、240*190*90、190*190*90等;實心磚的主規(guī)格尺寸為240*115*53、240*115*90等。MU30、25、20、15.(7)石材:MU100、80、60、50、40、30、20.五、砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點1.優(yōu)點:①材料來源廣泛,就地取材→經(jīng)濟性,施工設(shè)備和方法簡單;②耐火性、耐久性較好、使用年限長、大氣環(huán)境下的穩(wěn)定性;③隔聲、保溫性、隔熱性能好、節(jié)約效果明顯、節(jié)能性好;④較砼結(jié)構(gòu)而言,節(jié)約水泥和鋼筋以及模板,并不需特殊的施工工藝,能連續(xù)施工←施工后有強度;⑤對大型砌塊或墻板而言,可減輕結(jié)構(gòu)自重、施工進度快、工業(yè)化程度高。

2、缺點:(1)與鋼和混凝土相比,砌體強度較低,結(jié)構(gòu)自重大;(2)砌體的砌筑施工勞動量大;(3)砌體的抗拉和抗剪強度都很低,結(jié)構(gòu)抗震性能較差;(4)粘土磚制造耗用粘土,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、不利于環(huán)保。

六、砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展方向(1)使砌體結(jié)構(gòu)適應(yīng)可持續(xù)性發(fā)展的要求

燒結(jié)粘土磚多孔化;充分利用工業(yè)廢料和地方材料;(2)發(fā)展高強、輕質(zhì)、高性能的材料采用高強輕質(zhì)砌塊;采用配套專用高強砌筑砂漿;采用混凝土配筋砌體;采用外墻保溫、隔熱、防裂措施;(3)采用新技術(shù)、新的結(jié)構(gòu)體系和新的設(shè)計理論采用預(yù)應(yīng)力砌體和盒式拼裝結(jié)構(gòu);采用隔振技術(shù)減輕地震作用危害;七、砌體結(jié)構(gòu)適用范圍民用建筑:基礎(chǔ)、內(nèi)外墻、柱、過梁等工業(yè)建筑:圍墻、煙囪、料斗、筒倉、地溝、管道支架和抗?jié)B要求不高的水池等交通水利:橋梁、隧道和地下渠道、擋土墻、水壩、渡槽等1、砌體的物理力學(xué)性能學(xué)習(xí)要點了解塊體和砂漿的種類、強度等級。了解砌體的種類及其在工程中的應(yīng)用。重點掌握砌體受壓破壞的全過程、砌體受壓時的應(yīng)力狀態(tài)和影響砌體抗壓強度的主要因素。掌握砌體受拉、受彎及受剪的破壞形態(tài)。掌握砌體受壓的變形特點和砌體彈性模量的確定方法。1.1材料強度等級1.1.1磚1.燒結(jié)普通磚

firedcommonbrick

以粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰為主要原料,經(jīng)過焙燒而成的實心磚或孔洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚統(tǒng)稱為燒結(jié)普通磚(標(biāo)準(zhǔn)磚)。規(guī)格全國統(tǒng)一,其尺寸為24011553

,自重為18—19kN/。強度等級:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法所得到的極限抗壓強度MPa值來劃分(GB/T5101-1998)實心磚以MPa來反映,燒結(jié)普通磚MU30,MU25,MU20,MU15,MU10(5種)燒結(jié)普通磚的評定方法

《燒結(jié)普通磚》(GB5101-2003):

MU30、MU25、MU20、MU15、MU10

M——

MasonryU——

Unit

2、燒結(jié)多孔磚

firedperforatedbrick以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料,經(jīng)過焙燒而成,孔洞率不大于35%,孔的尺寸小而數(shù)量多

多孔磚優(yōu)點:可節(jié)約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節(jié)省墻體造價;可減輕塊體自重、改善保溫隔熱性能;

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)MU30,MU25,MU20,MU15,MU10(5種)1.1.2砌塊block

砌塊是指采用普通混凝土、輕集料混凝土制成空心砌塊體。砌塊按尺寸大小和重量可分為:目前國內(nèi)在承重墻體中使用最為普遍的是混凝土小型空心砌塊(concretesmallhollowblock),主要規(guī)格尺寸為390190190,孔洞率在25%~50%之間。砌塊強度等級:

混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的強度等級:MU20,15,10,7.5,5五種自承重墻的輕集料混凝土砌塊的強度等級,按下列規(guī)定采用:Mu10、7.5、5、3.5;四種1.1.3石材stone

無明顯風(fēng)化的天然巖石經(jīng)過人工開采和加工后,外形規(guī)則的建筑用材。按加工后的外形規(guī)則程度,分為:

料石(六面體):細(xì)料石、半細(xì)料石、粗料石、毛料石

毛石:形狀不規(guī)則,中部厚度不小于200mm特點:強度高、抗凍、抗氣、抗磨、抗蝕等,大氣穩(wěn)定性好。強度等級:

MU100,80,60,50,40,30,20等七個等級1.1.4砂漿mortar1.定義:砂漿是由膠凝材料(水泥、石灰)、細(xì)骨料(砂)和水按一定配合比攪拌而成的混合材料。2.作用

a、使塊體與砂漿接觸表面產(chǎn)生粘結(jié)力和摩擦力,從而把散放的塊體材料凝結(jié)成整體以承受荷載。b、墊平塊體上、下表面,使塊體應(yīng)力分布較為均勻,提高砌體強度。c、砂漿填滿了塊體間的縫隙而減少了砌體的透氣性,從而提高了砌體的保溫性能和抗凍性能。類型:無塑性摻料的水泥砂漿有塑性摻料(石灰或粘土漿)的混合砂漿(不含水泥)石灰砂漿

粘土砂漿石膏砂漿砌塊專用砌筑砂漿→砼砌塊Mb

蒸壓灰砂、蒸壓粉煤灰普通磚專用砌筑砂漿Ms按成分分重砂漿(ρ≥15KN/m3)輕砂漿(ρ<15KN/m3)按重力密度分:砂漿的稠度:砂漿性能的重要指標(biāo)之一用標(biāo)準(zhǔn)錐體沉入砂漿中的深度(mm)來測定稠度;

水泥砂漿(水泥和砂):沒有加任何塑性摻合料

特點:硬化快、強度高、耐久性好,適用于對強度要求較高的砌體。由于能在潮濕環(huán)境中硬化,一般多用于含水量較大的地基土中的地下砌體。但和易性差!

非水泥砂漿:不含水泥的砂漿如:石灰砂漿(石灰和砂)、石膏砂漿和粘土砂漿。

特點:和易性好,但硬化慢、強度低、耐久性差、抗水性差,適用于強度要求不高的砌體或簡易臨時性建筑。

混合砂漿:有塑性摻合料砂漿中的砂子是細(xì)骨料,水泥起活化劑膠結(jié)料的作用,石灰或粘土既是膠結(jié)料又是塑性摻合料,它能增加鋪砌時的和易性。

特點:具有較好的強度和耐久性,和易性較好,適用于非地下水位以下的砌體,是一般墻體中常用的砂漿。

水泥石灰混合砂漿(水泥、石灰和砂)水泥粘土混合砂漿(水泥、粘土和砂)塑性摻料的作用:↗可塑性保水性→和易性工作度(改善)保證質(zhì)量基本要求:①強度高,抗蝕性好②可塑性好③保水性足夠燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體采用的普通砂漿強度等級:M15;10;7.5;5;2.5(MPa)

(M----砂漿mortar)可塑性(也稱流動性或稠度)

指砂漿在外力作用下易于產(chǎn)生流動的性能。可塑性好的砂漿便于操作,能將砂漿很容易且均勻地鋪開,使灰縫平整、密實,從而提高工作效率,保證砌筑質(zhì)量??伤苄杂蒙皾{稠度測定儀的標(biāo)準(zhǔn)圓錐體沉入砂漿的深度進行測定,沉入深度越大,流動性越好。一般磚砌體用的砂漿沉入深度為70--100mm。保水性

:指砂漿在運輸、砌筑過程中保持水分不很快流失的能力,用分層度表示(≤30mm),一般為10--20mm為宜。(稠度之差)考慮保水性的原因是:

若砂漿的保水性差,在運輸和砌筑過程中,一部分水分會從砂漿中分離出來而降低砂漿的流動性,使砂漿難以抹平,影響砌體強度。在砌筑過程中,塊體將吸收一部分水分,當(dāng)吸收的水分適量時,對于灰縫中的砂漿強度及密實性是有利的。如果保水性差,水分很快被塊體吸收,砂漿水分失去過多,不能保證砂漿的正常硬化,反而會降低砂漿強度,從而也降低砌體強度。因此從另一角度講,磚在砌筑之前應(yīng)提前潤濕。灌孔混凝土是由水泥、砂子、碎石、水以及根據(jù)需要摻入的摻合料和外加劑等組分,按一定比例采用機械攪拌后,用于澆筑混凝土砌塊砌體或其他需要填實部位孔洞的混凝土,簡稱砌塊灌孔混凝土,其強度等級用“Cb”(groutforconcretesmallhollowblock

)表示。1.1.5混凝土砌塊灌孔混凝土

(groutforconcretesmallhollowblock)在混凝土小型砌塊砌筑中,為了提高房屋的整體性、承載力和抗震性能,常在砌塊豎向孔洞中設(shè)置鋼筋并澆筑灌孔混凝土,使其形成鋼筋混凝土芯柱。原則:“因地制宜、就地取材”;

合理選擇技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好、符合施工隊伍技術(shù)條件而且使用性能良好的塊體和砂漿;

考慮強度和耐久性;(砌體材料耐久性不足時,在使用期間經(jīng)多次凍融循環(huán)后將會引起塊體剝蝕和強度降低。)應(yīng)考慮建筑物的使用性質(zhì)和所處的環(huán)境因素。

塊體及砂漿的選擇1.2砌體種類為了使砌體構(gòu)成一個整體,在外力(主要是壓力)的作用下,砌體中的塊體能夠較均勻地受力,以獲得較高的砌體強度,除了靠砂漿使塊體粘結(jié)之外,還需要使塊體在砌體中合理排列,即應(yīng)采用一定的砌合方法。如果塊體排列不合理,各皮塊體間的豎向灰縫重合于幾條垂直線上,則這些豎向灰縫將砌體分割成彼此無聯(lián)系或聯(lián)系很弱的幾個部分,不能相互傳遞壓力和其他內(nèi)力,不僅不利于砌體整體受力,還會進而削弱甚至破壞建筑物的整體工作。一、磚砌體

磚砌體結(jié)構(gòu):由燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚作為塊體與砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。在工業(yè)與民用建筑中,磚砌體廣泛被用作承重外墻、內(nèi)墻、磚柱、基礎(chǔ)等承重結(jié)構(gòu),以及圍護墻與隔墻等非承重結(jié)構(gòu)。墻厚:240(一磚),370(一磚半)

490(二磚),620(二磚半)

740(三磚)等

一順一丁砌法(實心):三順一丁

五順一丁

梅花丁等砌筑要求:橫平豎直灰縫飽滿避免豎向通縫490×490mm磚柱的四皮砌筑法

一眠一斗

一眠多斗

受力不好無眠空斗空心砌體為什么不采用六順一丁、七順一丁呢?國外常采用五順一丁砌法,在橫截面形成五皮磚高的豎向通縫,未搭縫的半磚厚砌體的高厚比約為3。試驗表明,雖然五順一丁砌體的抗壓強度僅比一順一丁砌體的降低2~5%,但當(dāng)高厚比大于3時(順磚層數(shù)超過5皮),砌體在較大壓力作用下,可能沿豎向灰縫開裂,并過早喪失穩(wěn)定,因而砌體強度降低較多。小型砌塊上下皮搭砌長度不小于90mm;砌塊砌體一般由單排砌塊砌筑,即墻體厚度等于砌塊寬度,施工速度快;宜孔對孔、肋對肋砌筑,利于傳力;如果不得不錯孔砌筑時,砌體的抗壓強度應(yīng)按規(guī)定予以降低;可利用砌塊的豎向孔洞做成配筋芯柱,解決房屋抗震構(gòu)造要求。

二、砌塊砌體

→墻體改革的主要方向之一→經(jīng)濟、技術(shù)指標(biāo)好三、石砌體

石砌體結(jié)構(gòu):由天然毛石或經(jīng)加工的料石作為塊體與砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)??捎米饕话忝裼梅课莸某兄貕?、柱和基礎(chǔ)。因地制宜,在產(chǎn)石地區(qū)適用。

料石砌體:常用于拱橋、石壩;

毛石砌體:不宜用于承受振動荷載的房屋;

毛石混凝土砌體

毛石混凝土砌體:是在模板內(nèi)交替鋪設(shè)混凝土層和形狀不規(guī)則的毛石層形成的,通常每澆筑120--150mm厚混凝土設(shè)置一層毛石。毛石混凝土主要用于基礎(chǔ)和地下結(jié)構(gòu)。

卡納克神廟“大柱廳”

帕提農(nóng)神廟四、配筋砌體

1、網(wǎng)狀配筋磚砌體:在磚砌體的水平灰縫中每隔幾皮磚配置橫向方格鋼筋網(wǎng)片的砌體承重結(jié)構(gòu)。適用于承受軸心受壓或小偏心受壓的墻、柱

2、組合磚砌體:由磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成的砌體承重結(jié)構(gòu)。適用于承受大偏心受壓的墻、柱。鋼筋網(wǎng)的形式3、磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻:在磚砌體中每隔一定距離設(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,使其成為一個整體結(jié)構(gòu)共同受力。4、配筋砌塊砌體剪力墻:是在砌塊墻體上、下貫通的豎向孔洞中插入豎向鋼筋,并用灌孔混凝土灌實,使豎向和水平鋼筋與砌體形成一個共同工作的整體,可用于大開間建筑和中高層建筑。

1.3砌體的抗壓性能一、普通磚砌體軸心受壓的破壞特征

以MU10燒結(jié)普通磚和M5混合砂漿砌筑的尺寸為240370720mm3(12皮)的標(biāo)準(zhǔn)試件在軸心壓力作用下從加載至破壞大致分為三個階段。1.由開始加荷起,到個別磚塊出現(xiàn)細(xì)微可見裂縫止,稱為第一階段,此時荷載約為破壞荷載的50-70%(與砌體所用的砂漿有關(guān))。特點:裂縫細(xì)小,如果停止加載,裂縫不會繼續(xù)開展。1.3.1、砌體受壓破壞混凝土墊塊混凝土墊塊2.繼續(xù)增加荷載,原有裂縫不斷擴展,同時產(chǎn)生新的裂縫,單塊磚內(nèi)的個別裂縫逐漸連接起來,形成貫通幾皮磚的豎向裂縫,此時荷載為破壞荷載的80--90%,稱為第二階段。特點:如果荷載不再增加,裂縫仍不斷發(fā)展。因為房屋是處在長期荷載作用下工作,應(yīng)認(rèn)為砌體已臨近破壞,在工程中視構(gòu)件處于危險狀態(tài)。

3.當(dāng)荷載繼續(xù)增加,則裂縫隨荷載的增加而迅速發(fā)展,加長、加寬,形成幾條貫通的豎向裂縫,將砌體分割成幾個寬度為半磚左右的小柱體,整個砌體明顯向外鼓出。因為各個小柱受力不均勻,最后將由于某些小柱的失穩(wěn)或壓碎而導(dǎo)致整個砌體的破壞,稱為第三階段。

(一)、磚砌體軸心受壓時的應(yīng)力狀態(tài)分析

——為什么磚砌體抗壓強度低于單磚?

燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強度設(shè)計值

磚強度等級砂漿強度等級砂漿強度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU253.602.982.682.372.061.05MU203.222.672.392.121.840.94MU152.792.312.071.831.600.82MU10—1.891.691.501.300.67當(dāng)燒結(jié)多孔磚砌體的孔洞率大于30%時,表中數(shù)值應(yīng)乘以0.9

砌體強度設(shè)計值f為砌體強度標(biāo)準(zhǔn)值除以砌體結(jié)構(gòu)的材料性能分項系數(shù),即

砌體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值是取具有95%保證率的抗壓強度值。

----砌體抗壓強度的標(biāo)準(zhǔn)差----砌體抗壓強度平均值從軸心受壓的破壞過程可以看出,砌體抗壓強度遠低于它所用磚的抗壓強度,磚的抗壓強度在砌體中得不到充分發(fā)揮的主要原因在于:當(dāng)砌體壓應(yīng)力還遠遠小于磚的抗壓強度時,磚已在砌體中過早開裂,并導(dǎo)致整個砌體破壞。

相互關(guān)系見P56表2-3分析:

1、由于砂漿層鋪砌不均勻,使單磚在砌體中受彎、受剪。

磚的尺寸不規(guī)整、灰縫厚度不一、密實性不同,從而導(dǎo)致磚非均勻受壓,磚受到彎矩、剪力、壓力的復(fù)合作用。又因為磚有脆性→抗彎,剪能力差。因此產(chǎn)生了第一批裂縫,導(dǎo)致出現(xiàn)單磚裂縫。因此,砌體中每塊磚相當(dāng)于支承在既不均勻又不飽滿的墊層上(凹凸不平),當(dāng)軸心壓力作用在砌體上時,其中的每塊磚就不再是均勻受壓,除壓應(yīng)力外,還要承受彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。由于磚的脆性,其抗彎、抗剪強度遠低于抗壓強度,所以在砌體中常常由于單塊磚承受不了彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力而出現(xiàn)第一批裂縫。

2、由于砂漿和磚的變形模量不同,其橫向變形交互作用使磚受拉。因為磚和砂漿的彈性模量E及橫向變形系數(shù)不同,所以磚的橫向變形因砂漿而增大,從而在磚中出現(xiàn)拉應(yīng)力。反之,砂漿的橫向變形因磚而變小。所以單磚處于壓、彎、剪、拉的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)→抗壓強度降低。而砂漿處于三向受壓狀態(tài)→抗壓強度提高。要求:砂漿強度等級不能太低,否則,會在磚中過早出現(xiàn)裂縫。由于砂漿和磚的變形模量不同,

其橫向變形交互作用使磚受拉。

當(dāng)砂漿強度等級較低時,磚的橫向變形小于砂漿層的橫向變形,但兩者的橫向變形在砌體中又必須協(xié)調(diào),由于磚和砂漿之間存在著粘結(jié)力和摩擦力,因此,磚就會阻礙砂漿的自由變形,使砂漿受到橫向壓力,而磚則受到橫向拉力。磚的抗拉強度很低,當(dāng)拉應(yīng)力一旦超過磚的抗拉強度時,磚就會開裂。這種附加拉應(yīng)力也是促使磚提早開裂的原因之一。

《規(guī)范》:砂漿強度等級最低為M2.53、豎向灰縫處的應(yīng)力集中。豎縫的飽滿度低,粘結(jié)力差,從而砌體的整體性弱→上面磚中拉應(yīng)力和剪應(yīng)力集中→加快磚的開裂,導(dǎo)致砌體強度降低。

水平灰縫的砂漿飽滿度:砌體中磚的下表面與砂漿上表面緊密接觸的面積與磚面積的比值。

《砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2011)規(guī)定:磚墻水平灰縫的飽滿度不得低于80%,磚柱水平灰縫豎向灰縫的飽滿度不得低于90%。二、多孔磚砌體軸心受壓的破壞特征1、多孔磚砌體的軸心受壓實驗表明,砌體內(nèi)產(chǎn)生第一批裂縫的壓力約為破壞壓力的70%。2、在砌體受力的第二階段,出現(xiàn)裂縫的數(shù)量不多,但是裂縫豎向貫通的速度快,且臨近破壞時磚的表面出現(xiàn)大面積的剝落。3、多孔磚砌體的軸心受壓時,由于多孔磚的高度比普通粘土磚的大,且孔壁較薄,所以從第二受力階段到第三受力階段所經(jīng)歷的時間要比普通粘土磚所經(jīng)歷的時間要短。1.3.2、砌體抗壓強度的影響因素

塊體的強度及厚度砂漿的強度及和易性砌筑質(zhì)量塊體強度等級高,砌體抗壓強度高。塊體厚度大,抵抗彎、剪的能力強,其抗折強度高;另一方面,由于塊體較高,水平灰縫相應(yīng)較少,砂漿層對塊體的附加水平拉應(yīng)力也相應(yīng)減小,所以砌體抗壓強度隨塊體的厚度而增加。塊體規(guī)則,塊體內(nèi)彎矩、剪力的不利影響相對較小,砌體抗壓強度高。塊體長度長,砌體抗壓強度低。

塊體的強度及厚度

受壓時脆性也增加

砂漿的強度及和易性

砂漿的強度等級高,彈性模量大,橫向變形小,塊體的水平拉應(yīng)力小,砌體抗壓強度高。當(dāng)砂漿強度較低時,隨著砂漿強度的增加,砌體強度迅速增加;當(dāng)砂漿強度較高時,影響逐漸減小。砂漿的和易性好,易于使磚塊比較均勻地砌筑在砂漿層上,能更好地發(fā)揮塊體抗壓強度較大的作用,砌體抗壓強度高。

f2fm

砌筑質(zhì)量

灰縫的飽滿度——砌筑質(zhì)量的標(biāo)志之一砂漿層的鋪砌厚度砌合方法砌塊的含水率砌筑工人的技術(shù)水平砂漿層的標(biāo)準(zhǔn)厚度為8~12mm灰縫太薄,使砂漿難以鋪砌均勻灰縫太厚,橫向變形大降低砌體強度1.3.3、砌體抗壓強度表達式

《規(guī)范》對各類砌體的大量試驗數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計和回歸分析,經(jīng)多次校正,采用了以二項式表達的砌體抗壓強度平均值的計算公式:

式中:——各類砌體軸心抗壓強度平均值(MPa);、——分別為用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的塊體和砂漿的抗壓強度平均值(MPa);

——與塊體高度有關(guān)的參數(shù),對磚砌體取0.5;例:MU10與M5組砌的磚砌體,抗壓強度為:1.4

砌體的抗剪性能

砌體除用于受壓構(gòu)件之外,在實際工程中,如磚過梁或拱的支座處,由于水平推力的作用使支座截面砌體受剪。

應(yīng)力狀態(tài):剪應(yīng)力τ和垂直壓應(yīng)力σy,稱為剪壓復(fù)合受力狀態(tài),在此狀態(tài)下,砌體將產(chǎn)生三種破壞形態(tài)。1.4.1

砌體的受剪破壞特征

1

、剪摩破壞

將砌體的通縫方向與豎向砌成不同的夾角,然后在試件頂部施加豎向壓力。當(dāng)較小,即夾角時,砌體沿著通縫截面受剪,當(dāng)摩擦力不足P29以抗剪時,將產(chǎn)生滑移破壞,稱為剪摩破壞。2

、剪壓破壞

當(dāng)較大,即夾角時,砌體將產(chǎn)生階梯型裂縫而破壞,稱為剪壓破壞。3、斜壓破壞

當(dāng)更大,即夾角時,砌體將沿壓應(yīng)力作用方向產(chǎn)生裂縫而破壞,稱為斜壓破壞。砌體的受剪破壞是脆性破壞,尤其是斜壓破壞更具脆性。1.4.2

砌體的抗剪強度的影響因素

①塊體與砂漿的強度:塊體只對斜壓影響較大,砂漿對所有破壞形態(tài)都有影響。②垂直壓應(yīng)力:→決定了破壞形態(tài),也影響了抗剪強度。

剪摩破壞

σy/fm≤0.2→τ小,σy↗→fv↗(fm—砌體軸壓強度平均值)

剪壓破壞

σy/fm=0.2~0.6

斜截面上,因主拉應(yīng)力不足而破壞,

σy↗→fv↗,但增加的幅度越來越小。

斜壓破壞

σy/fm≥0.6

σy↗→fv↘σy/fm=1fv=0③施工質(zhì)量主要是砂漿的飽滿度和塊體在砌筑時候的含水率有關(guān)。施工質(zhì)量控制等級另詳。④試驗方法:單剪、雙剪、對角加載。不同的試驗方法,得到的抗剪強度是不同的。(P32圖1.15)1.4.3

砌體的抗剪強度表達式

1、主拉應(yīng)力破壞理論

砌體材料在雙軸壓力作用下,主拉應(yīng)力為:

當(dāng)或忽略時,得:

此理論認(rèn)為砌體的剪切破壞是由于主拉應(yīng)力超過砌體的抗主拉應(yīng)力強度,為此要求:

結(jié)合上式,可得

式中,是砌體截面上無垂直荷載時的抗剪強度

。為剪應(yīng)力,最大可達砌體抗剪強度。因此根據(jù)主拉應(yīng)力理論,砌體的抗剪強度的一般表達式為:2、庫倫破壞理論

庫倫理論表明,當(dāng)砌體摩擦系數(shù)為時,砌體的抗剪強度可用下列表達式:3、剪—壓相關(guān)破壞模式

——受壓應(yīng)力作用時砌體抗剪強度平均值;

——

不同種類砌體的修正系數(shù);

——

無壓應(yīng)力作用時砌體抗剪強度平均值;

——

剪壓復(fù)合受力影響系數(shù);

——

豎向壓應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值;

砌體抗剪強度平均值(),采用下面統(tǒng)一的表達式:式中是針對不同種類的砌體而采取的系數(shù),具體取值見P35表1-111.5

砌體的受拉、受彎性能

1.5.1

砌體的軸心受拉

1、軸心受拉破壞特征沿通縫破壞:主要取決于砂漿的法向粘結(jié)力

由于砌體和砂漿的法向粘結(jié)力很小,故沿通縫破壞強度很低,工程中不允許出現(xiàn)此種情況,即不能設(shè)計成沿水平通縫截面的軸心受拉構(gòu)件。

沿齒縫破壞:主要取決于砂漿的切向粘結(jié)力

此時砌體的抗拉強度主要取決于塊體與砂漿連接面的粘結(jié)強度,并與齒縫破壞面水平灰縫的總面積有關(guān)。由于塊體與砂漿間的粘結(jié)強度取決于砂漿的強度等級,故此時軸心抗拉強度可由砂漿的強度等級來確定。沿塊體本身及豎向灰縫破壞

如果塊體強度較低而砂漿強度較高,破壞就可能沿塊體和豎向灰縫截面發(fā)生。忽略豎向灰縫的作用,此時砌體抗拉強度主要取決于塊體的抗拉強度。所以實際抗拉截面面積只有砌體受拉截面面積的一半,一般為了計算方便仍取全部受拉截面面積,但強度以塊體抗拉強度的一半計算。

不易發(fā)生這種破壞!Mu10以上砌體軸心抗拉強度平

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