混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1-砌體結(jié)構(gòu)材料

第6章

砌體結(jié)構(gòu)平遙古城（具有2700年歷史）:我國唯一整座古城的世界文化遺產(chǎn)。輝煌的歷史西安大雁塔（公元652年）登封嵩岳寺塔(公元509年)輝煌的歷史砌體結(jié)構(gòu)：作為建筑物主要承重構(gòu)件(墻、柱)的材料是由塊體和砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。由于建筑結(jié)構(gòu)的水平構(gòu)件通常是鋼筋混凝土構(gòu)件，因此，將這種由豎向的砌體構(gòu)件與水平的混凝土構(gòu)件所組成的結(jié)構(gòu)稱為混合結(jié)構(gòu)。6.0概述1.砌體和砌體結(jié)構(gòu)的概念砌體:用塊體和砂漿由人工砌筑而成的一類整體建筑材料.

（2）特點(diǎn)

主要優(yōu)點(diǎn)：

1）取材方便，造價(jià)低廉；

2）具有良好的耐火性及耐久性；

3）具有良好的保溫、隔熱、隔音性能，節(jié)能效果好；

4）施工簡單，技術(shù)容易掌握和普及，也不需要特殊的設(shè)備。

主要缺點(diǎn)：自重大，強(qiáng)度低（特別是抗拉、抗彎性能差），整體性差，砌筑勞動(dòng)強(qiáng)度大。砌體結(jié)構(gòu)目前主要應(yīng)用于多層住宅、醫(yī)院、辦公樓等。砌體結(jié)構(gòu)種類

按塊體材料磚砌體砌塊砌體石砌體燒結(jié)粘土磚燒結(jié)煤矸石磚燒結(jié)頁巖磚燒結(jié)粉煤灰磚P型磚M型磚燒結(jié)普通磚（標(biāo)準(zhǔn)磚）燒結(jié)多孔磚（）蒸壓磚蒸壓灰砂磚蒸壓粉煤灰磚砼小型空心砌塊砌體砼小型空心砌塊灌孔砌體毛石料石混凝土磚普通磚多孔磚

按配筋情況無筋砌體配筋砌體水平配筋砌體配筋砌塊砌體剪力墻豎向配筋磚砌體磚砌體—砼構(gòu)造柱組合墻網(wǎng)狀配筋砌體柱水平配筋砌體墻砂漿面層砼面層SnL1L2l=(L1+L2)/2AnAcb上海園南小區(qū)18層住宅國內(nèi)第一棟配筋砌體住宅1996哈爾濱阿繼科技園18層商住樓2001

是目前國內(nèi)最高采用該體系商住樓第六節(jié)墻體的設(shè)計(jì)計(jì)算橫墻承重體系縱墻承重體系縱橫墻承重體系內(nèi)框架承重體系底部框架承重體系

按承重方案山墻內(nèi)縱墻橫墻板外縱墻

橫墻承重橫墻承重體系特點(diǎn)：1.橫墻為主要承重墻，間距較?。?～4.5m），結(jié)構(gòu)整體性好，空間剛度大，有利于抵抗水平作用和調(diào)整地基的不均勻沉降。2.縱墻作為圍護(hù)、隔斷墻，其設(shè)置門窗洞口的限制較少，縱墻立面處理比較靈活，可保證橫墻的側(cè)向穩(wěn)定。3.樓蓋的材料用量較少，但墻體的用料較多，施工方便?！m用于宿舍、住宅、旅館等居住建筑和由小房間組成的辦公樓等。山墻梁外縱墻板

縱墻承重縱墻承重體系特點(diǎn)：1.縱墻為主要承重墻，橫墻數(shù)量相對(duì)較少，承重墻間距一般較大，房屋的空間剛度比橫墻承重體系??；縱墻上門窗洞口的大小和位置受到限制。2.橫墻為自承重墻，可保證縱墻的側(cè)向穩(wěn)定和房屋的整體剛度，房屋的劃分比較靈活。3.樓蓋的材料用量較多，墻體的材料用量較少?！m用于教學(xué)樓、圖書館、食堂、俱樂部、中小型工業(yè)廠房等單層和多層空曠房屋。

縱橫墻承重內(nèi)縱墻山墻橫墻梁外縱墻縱橫墻承重體系特點(diǎn)：兼有橫墻和縱墻承重體系的特點(diǎn)，房屋平面布置比較靈活，空間剛度較好。

——適用于住宅、教學(xué)樓、辦公樓及醫(yī)院等建筑。

內(nèi)框架承重砼柱砼梁山墻砼板外縱墻內(nèi)框架承重體系特點(diǎn)：1.室內(nèi)空間較大，梁的跨度并不相應(yīng)增大。2.由于橫墻少，房屋的空間剛度和整體性較差。3.由于鋼筋混凝土柱和磚墻的壓縮性能不同，結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生不均勻的豎向變形。4.框架和墻的變形性能相差較大，在地震時(shí)易由于變形不協(xié)調(diào)而破壞。目前已經(jīng)禁止使用。

底層框架砌體房屋底層框架承重體系特點(diǎn)：1.底層使用空間較大，梁的尺度并不相應(yīng)增大。2.由于底層墻體較少，沿房屋高度方向，結(jié)構(gòu)空間剛度將發(fā)生變化。3.經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，可獲得使用和抗震性能較好的底層框架結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的目標(biāo)?！m用于上部住宅底層商店或車庫類房屋。6.1砌體結(jié)構(gòu)材料

1、了解塊體及砂漿的種類及強(qiáng)度等級(jí)；2、掌握影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素；3、掌握各類砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f在哪些情況下應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)γa；4、了解砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度；5、了解砌體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及彈性模量。本節(jié)要點(diǎn)

塊體種類磚砌塊石材燒結(jié)粘土磚燒結(jié)煤矸石磚燒結(jié)頁巖磚燒結(jié)粉煤灰磚P型磚M型磚燒結(jié)普通磚（標(biāo)準(zhǔn)磚）燒結(jié)多孔磚（）蒸壓硅酸鹽磚蒸壓灰砂磚蒸壓粉煤灰磚小型空心砌塊砌體中型、大型空心砌塊毛石料石混凝土磚普通磚多孔磚6.1.1塊體、砂漿1.塊體

（1）燒結(jié)普通磚：由粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰為主要原料焙燒而成。標(biāo)準(zhǔn)尺寸：240×115×53，γ=18-19kN/m3適用范圍：房屋上部及地下基礎(chǔ)等部位。6.1.1塊體、砂漿1、燒結(jié)磚：

（2）燒結(jié)多孔磚：原材料同燒結(jié)普通磚，但孔洞率不小于15%。承重多孔磚尺寸：P型(240×115×90)，M型(190×190×90)多孔磚優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約粘土、提高工效、減輕自重、減小砂漿用量。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）。6.1.1塊體、砂漿1、燒結(jié)磚：

（1）蒸壓粉煤灰磚。原料：以粉煤灰和石灰為主要原料并摻加適量石膏和集料經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)而成。尺寸：同燒結(jié)普通磚。適用范圍：不得用于長期受熱200以上、急冷急熱及有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位。6.1.1塊體、砂漿2、蒸壓硅酸鹽磚：

（2）蒸壓灰砂磚。以石灰和砂為主要原料。尺寸：同燒結(jié)普通磚。適用范圍：同蒸壓粉煤灰磚。以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石等為主要集料，加水?dāng)嚢?、成型、養(yǎng)護(hù)制成的一種多孔的半盲孔或?qū)嵭拇u。尺寸：(240×115×90)，(240×190×90)，(190×190×90)。6.1.1塊體、砂漿3、混凝土多孔磚：6.1.1塊體、砂漿4、混凝土砌塊：由普通混凝土或輕骨料混凝土制成，分大型、中型、小型空心砌塊。單排孔混凝土小型空心砌塊：主規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm，空心率為25％～50％。按其加工后的外形規(guī)則程度可以分為料石和毛石。6.1.1塊體、砂漿5、石材復(fù)合節(jié)能混凝土小型空心砌塊塊體的強(qiáng)度等級(jí)：燒結(jié)磚：MU30，MU25，MU20，MU15，MU10非燒結(jié)硅酸鹽磚:MU25，MU20，MU15，MU10混凝土砌塊:MU20，MU15，MU10，MU5石材：MU100，MU80，MU60，MU50，MU40，MU30，MU20混凝土多孔磚：MU30、MU25、MU20、MU15第一節(jié)砌體材料及力學(xué)性能MU（Masonryunit)—塊材強(qiáng)度等級(jí)的符號(hào)，數(shù)值表示塊體抗壓強(qiáng)度，單位MPa。如MU15表示塊材的強(qiáng)度等級(jí)為15MPa。水泥砂漿、混合砂漿、砌塊砌筑砂漿。2.砂漿第一節(jié)砌體材料及力學(xué)性能砂漿的種類：—起到粘結(jié)、襯墊和傳遞應(yīng)力的作用。第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)砂漿的強(qiáng)度等級(jí)：強(qiáng)度等級(jí)分為：M15，M10，M7.5，M5，M2.5混凝土砌塊砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)分為:Mb15，Mb10，Mb7.5，Mb5第一節(jié)砌體材料及力學(xué)性能砂漿的基本要求：強(qiáng)度要求、可塑性（流動(dòng)性）和保水性。第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)磚與砌塊的區(qū)別：主要是砌筑方式不同。磚砌體只有主磚（有時(shí)有配磚），砌筑時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況安排磚類型，不能滿足時(shí)可砍磚。還可通過調(diào)整磚的位置來砌成空心和實(shí)心墻及改變墻體厚度?；炷列⌒推鰤K砌體砌筑復(fù)雜，一方面要保證上下皮砌塊搭接長度不得小于90，另一方面，要保證空心砌塊的孔、肋對(duì)齊砌筑。一般在砌筑前要將各配套砌塊的排列方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一節(jié)砌體材料及力學(xué)性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：因地置宜，就地取材，充分利用工業(yè)廢料，并考慮建筑物耐久性要求、工作環(huán)境、受荷性質(zhì)與大小、施工技術(shù)水平等。對(duì)于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)：磚為MU10，砌塊MU7.5，石材MU30，砂漿M5。地面以下或防潮層以下的砌體，潮濕的房間的墻，按規(guī)范選擇材料。見P163表5-13.材料的選擇第一節(jié)砌體材料及力學(xué)性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）砌體的破壞過程：6.1.2無筋砌體的強(qiáng)度和變形性能

極限荷載的50％～70％時(shí)，在單塊磚中出現(xiàn)細(xì)小裂縫極限荷載的80％～90％時(shí)，在多塊磚中出現(xiàn)連續(xù)裂縫砌體被連續(xù)裂縫分割成若干獨(dú)立小柱，最終它們被壓碎或失穩(wěn)破壞。第二節(jié)砌體的受壓性能一、砌體的抗壓強(qiáng)度—主要取決于塊體的強(qiáng)度第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）砌體受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系第二節(jié)砌體的受壓性能砌塊砌體第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、砌體內(nèi)單塊磚處于壓、彎、剪復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)；砌體的抗壓強(qiáng)度低于塊體的原因：圖2-11砌體中單磚受力示意圖2、砌體內(nèi)單塊磚內(nèi)也存在拉應(yīng)力；3、磚在豎向灰縫處有應(yīng)力集中。第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、塊體的強(qiáng)度高：高；2、砂漿的強(qiáng)度：不宜太高或太低；3、砂漿的變形性能：變形性能大，砌體抗壓強(qiáng)度低；4、砂漿的可塑性和保水性：砂漿的可塑性和保水性好，灰縫的厚度和密實(shí)性都較好，塊材受力越均勻，砌體的強(qiáng)度相對(duì)較高（純水泥砂漿的可塑性和保水性較差，會(huì)使砌體強(qiáng)度降低10%-20%）；（三）影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素：第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、塊體形狀和灰縫厚度：平整，灰縫厚度適當(dāng)；6、施工技術(shù)和施工管理水平7、塊體含水量和水平灰縫飽滿度：水平灰縫均勻、飽滿（≥80%），磚的含水率（5%—8%)。（三）影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素：第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二節(jié)無筋砌體的強(qiáng)度和變形性能（四）砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二節(jié)無筋砌體的強(qiáng)度和變形性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、砌體的抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度—主要取決于粘結(jié)強(qiáng)度。（一）砌體的抗拉性能及強(qiáng)度：當(dāng)軸心拉力與水平灰縫平行時(shí)，砌體的受拉破壞主要有（a）沿齒縫受拉破壞，此時(shí)，砌體抗拉強(qiáng)度主要與粘結(jié)力有關(guān)；（b）沿塊材和豎向灰縫的破壞，此時(shí)，砌體抗拉強(qiáng)度主要與塊體強(qiáng)度有關(guān)；當(dāng)軸心拉力與水平灰縫垂直時(shí)，砌體發(fā)生沿水平通縫截面破壞，此時(shí)，砌體抗拉強(qiáng)度主要與法向粘結(jié)強(qiáng)度有關(guān)。第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）砌體的抗彎性能及強(qiáng)度：砌體發(fā)生受彎破壞時(shí)，總是發(fā)生彎曲受拉破壞砌體的受彎破壞主要有（a）沿水平通縫截面破壞；（c）沿塊材和豎向灰縫的破壞。（b）沿齒縫受拉破壞；第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（三）砌體的抗剪性能及強(qiáng)度：砌體的受剪破壞主要有：（a）沿水平通縫截面破壞。（c）沿階梯形灰縫的破壞；（b）沿齒縫受拉破壞；第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度類別

破壞特征及砌體種類砂漿強(qiáng)度等級(jí)≥M10M7.5M5M2.5軸心抗拉燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土砌塊毛石0.190.120.090.080.160.100.080.070.130.080.070.060.090.06－0.04彎曲抗拉燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土砌塊毛石0.330.240.110.130.290.200.090.110.230.160.080.090.170.12－0.07燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土砌塊0.170.120.080.140.100.060.110.080.050.080.06－抗剪燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土和輕骨料混凝土砌塊毛石0.170.120.090.210.140.100.080.190.110.080.060.150.080.06－0.10砌體沿灰縫的軸心抗拉強(qiáng)度、彎曲抗拉及抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：P.221第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，各類砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f在下列情況下還應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)γa：（1）無筋砌體截面面積A＜0.3m2時(shí)，γa=0.7＋A，這是考慮截面較小的砌體構(gòu)件，局部碰損或缺陷對(duì)強(qiáng)度影響較大而采用的調(diào)整系數(shù)，此時(shí)A以m2計(jì)；對(duì)配筋砌體構(gòu)件，當(dāng)其中砌體的截面積A<0.2m2時(shí)，γa

＝A+0.8；第二節(jié)砌體的受壓性能四、砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整：第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）各類砌體，當(dāng)采用強(qiáng)度小于M5.0水泥砂漿砌筑時(shí)，由于水泥砂漿可塑性差，對(duì)抗壓強(qiáng)度γa=0.9；對(duì)抗剪、抗拉強(qiáng)度γa=0.8;對(duì)配筋砌體構(gòu)件，當(dāng)其中的砌體采用水泥砂漿砌筑時(shí)，僅對(duì)砌體的強(qiáng)度乘以調(diào)整系數(shù)γa；（3）當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為C級(jí)時(shí)，γa=0.89；（4）當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)，γa=1.l。第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)五、砌體的變形性能：砌體在短期荷載作用下的變形曲線與混凝土類似。第二節(jié)砌體的受壓性能主要影響因素:砂漿強(qiáng)度第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)砌體變形性能的主要指標(biāo):彈性模量砌體的變形模量有三種表示方式：切線模量Et、初始彈性模量E0、割線模量Eb對(duì)一般砌體，取砌體應(yīng)力σ=0.43fm

（fm為砌體抗壓強(qiáng)度平均值）時(shí)的割線模量作為砌體的彈性模量:E≈0.8E0第二節(jié)砌體的受壓性能第十五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)砌體的線膨脹系數(shù)當(dāng)砌體的變形受到約束時(shí)，溫度變化會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力和變形，其與砌體的線膨脹系數(shù)有關(guān)。砌體的收縮系數(shù)溫度裂縫和砌體收縮產(chǎn)生的裂縫幾乎占出現(xiàn)裂縫的80