2023-建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)砌體種類及力學(xué)性40課件講解

2023建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)砌體種類及力學(xué)性能CONTENTS目錄01砌體的種類02砌體的力學(xué)性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)砌體的種類，各種砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值技能點(diǎn)對(duì)各種砌體有基本的認(rèn)識(shí)，掌握砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值課程思政目標(biāo)通過對(duì)砌體不同種類的學(xué)習(xí)，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生會(huì)總結(jié)歸納解決工程實(shí)際問題，以及培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的學(xué)習(xí)習(xí)慣。砌體的種類任務(wù)

一

：1.按所用材料不同分磚砌體

砌塊砌體石砌體2.按是否配筋分無筋砌體

配筋砌體

一、砌體分類：（一）磚砌體定義：由磚和砂漿砌筑而成的整體。用途：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。砌筑方法：順磚：磚長(zhǎng)面與墻長(zhǎng)度方向平行的磚。丁磚：磚短面與墻長(zhǎng)度方向平行的磚。實(shí)心磚砌體墻常用的砌筑方法有一順一丁、梅花丁或三順一丁。一順一丁梅花丁三順一丁實(shí)心墻體厚度

標(biāo)準(zhǔn)砌筑的實(shí)心墻體厚度通常為：240mm(一磚)、370mm(一磚半)、490mm(二磚)、620mm(二磚半)、740mm(三磚)等?？招拇u墻體厚度目前國(guó)內(nèi)常用的幾種規(guī)格空心磚可以砌成的墻體厚度通常為：90mm、180mm、190mm、240mm、290mm、370mm、390mm等。（二）砌塊砌體定義：由砌塊和砂漿砌筑而成的整體材料。目前常用的砌塊砌體以混凝土空心砌塊砌體為主，其中包括普通混凝土空心砌塊砌體和輕骨料混凝土空心砌塊砌體。砌塊排列時(shí)要求有規(guī)律性，并使砌塊類型最少，排列整齊，盡量減少通縫，砌筑牢固。排列時(shí)應(yīng)選擇一套砌塊的規(guī)格和型號(hào)，其中大規(guī)格的砌塊占70%以上時(shí)比較經(jīng)濟(jì)。實(shí)心砌塊層高為3300mm的砌塊在墻體中立面排列方法（三）石砌體定義：由天然石材和砂漿砌筑而成的砌體結(jié)構(gòu)。石砌體的類型有料石砌體（細(xì)料石砌體、粗料石砌體和毛料石砌體）、毛石砌體和毛石混凝土砌體。料石加工困難，但它除了用于建造房屋外，還可以建造石拱橋和建筑構(gòu)筑物，特別是石壩、渡槽等。毛料石和毛石砌體(a)毛料石砌體;(b)毛石砌體定義：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，即配筋砌體。分類：配筋砌體可分為配筋磚砌體和配筋砌塊砌體。其中配筋磚砌體又可分為網(wǎng)狀配筋磚砌體、組合磚砌體；配筋砌塊砌體又可分為均勻配筋砌塊砌體、集中配筋砌塊砌體以及均勻─集中配筋砌塊砌體。

二、配筋砌體（一）配筋磚砌體（1）網(wǎng)狀配筋磚砌體（橫向配筋）是在水平灰縫內(nèi)每隔3-5皮磚設(shè)置一層橫向鋼筋網(wǎng)片的砌體。磚柱內(nèi)采用方格網(wǎng)或連彎鋼筋網(wǎng)，磚墻內(nèi)采用方格網(wǎng)配筋。網(wǎng)狀配筋磚砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)造要求①方格鋼筋網(wǎng)的鋼筋直徑宜采用3-4mm；采用連彎鋼筋網(wǎng)時(shí)，鋼筋的直徑不應(yīng)大于8mm。鋼筋網(wǎng)中鋼筋的間距30mm≤a≤120mm。②鋼筋網(wǎng)的豎向間距Sn不應(yīng)大于5皮磚，并不應(yīng)大于400mm。當(dāng)采用連彎鋼筋網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)的鋼筋方向應(yīng)互相垂直，沿砌體高度交錯(cuò)設(shè)置，Sn應(yīng)取同一方向網(wǎng)的間距。③網(wǎng)狀配筋砌體中的配筋率(按體積比計(jì)算)不應(yīng)小于０.1％，也不應(yīng)大于1％。④在網(wǎng)狀配筋磚砌體中，所選用的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5。⑤由于鋼筋網(wǎng)砌筑在灰縫砂漿內(nèi)，易于銹蝕，因此水平灰縫的厚度應(yīng)控制在8-12mm范圍內(nèi)，并應(yīng)保證在鋼筋上下至少各有2mm厚的砂漿層。（2）

組合磚砌體定義：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(如圖)。組合磚砌體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)(如圖所示)。組合磚砌體構(gòu)造要求①為了使磚砌體的強(qiáng)度不致過低，要求磚的強(qiáng)度等級(jí)不低于MU10，砌筑砂漿的強(qiáng)度不宜低于M7.5。面層混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜采用C20，面層砂漿應(yīng)采用水泥砂漿，為防止鋼筋銹蝕，并使鋼筋與砂漿有較好的粘結(jié)能力，面層砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M10。②受力鋼筋一般采用Ⅰ級(jí)鋼筋。③受壓一側(cè)的配筋率,不宜小于0.2%(混凝土面層)或0.1%(砂漿面層);受拉鋼筋的配筋率,不應(yīng)小于0.1%。豎向受力鋼筋的直徑應(yīng)不小于8mm，鋼筋凈間距不應(yīng)小于30mm。構(gòu)件一側(cè)的受力鋼筋多于4根時(shí)，應(yīng)設(shè)置附加箍筋或拉結(jié)鋼筋。④箍筋的直徑，不宜小于4mm及d/5(d為受壓鋼筋直徑)，也不宜大于6mm，箍筋間距不應(yīng)大于20倍受壓鋼筋直徑及500mm，并不應(yīng)小于120mm。⑤采用砂漿面層的組合磚砌體，砂漿面層一般為30-45mm。當(dāng)面層厚度大于45mm時(shí)，宜采用混凝土面層。豎向受力鋼筋距砌體表面的距離不應(yīng)小5mm，相應(yīng)混凝土保護(hù)層的厚度，不小于上表的規(guī)定。保護(hù)層厚度/mm

⑥組合磚砌體構(gòu)件的頂部、底部以及牛腿處，是直接承受或傳遞荷載的主要部位，必須設(shè)置鋼筋混凝土墊塊，受力鋼筋伸入墊塊的長(zhǎng)度必須滿足錨固要求，以確保構(gòu)件安全可靠地工作。⑦受力鋼筋的搭接長(zhǎng)度，搭接處的箍筋間距等應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。定義：在混凝土小型空心砌塊砌體的水平灰縫中配置水平鋼筋，在孔洞中配置豎向鋼筋并用混凝土灌實(shí)的一種配筋砌體。三、配筋砌塊砌體鋼筋的設(shè)置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.鋼筋的接頭鋼筋直徑大于22mm時(shí)宜采用機(jī)械連接接頭，其他直徑的鋼筋可采用搭接接頭，并應(yīng)符合下列要求：（1）鋼筋的接頭位置宜設(shè)置在受力較小處；

（2）受拉鋼筋的搭接接頭長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.1La，受壓鋼筋的搭接接頭長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.7La（La為鋼筋錨固長(zhǎng)度），但不應(yīng)小于300mm；

（3）當(dāng)相鄰接頭鋼筋的間距不大于75mm時(shí)，其搭接長(zhǎng)度應(yīng)為1.2La.當(dāng)鋼筋間的接頭錯(cuò)開20d時(shí)（d為鋼筋直徑），搭接長(zhǎng)度可不增加。

2.水平受力鋼筋（網(wǎng)片）的錨固和搭接長(zhǎng)度

（1）在凹槽砌塊混凝土帶中鋼筋的錨固長(zhǎng)度不宜小于30d，且其水平或垂直彎折段的長(zhǎng)度不宜小于15d和200mm；鋼筋的搭接長(zhǎng)度不宜小于35d；

（2）在砌體水平灰縫中，鋼筋的錨固長(zhǎng)度不宜小于50d，且其水平或垂直彎折段的長(zhǎng)度不宜小于20d和150mm；鋼筋的搭接長(zhǎng)度不宜小于55d；

（3）在隔皮或錯(cuò)縫搭接的灰縫中為50d＋2h（d為灰縫受力鋼筋直徑，h為水平灰縫的間距）。3.鋼筋的最小保護(hù)層厚度（1）灰縫中鋼筋外露砂漿保護(hù)層不宜小于15mm；

（2）位于砌塊孔槽中的鋼筋保護(hù)層，在室內(nèi)正常環(huán)境不宜小于20mm；在室外或潮濕環(huán)境中不宜小于30mm；

（3）對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限大于50年的配筋砌體，鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)比上述規(guī)定至少增加5mm.

4.鋼筋的彎鉤

鋼筋骨架中的受力光面鋼筋，應(yīng)在鋼筋末端作彎鉤，在焊接骨架、焊接網(wǎng)以及受壓構(gòu)件中，可不作彎鉤；綁扎骨架中的受力變形鋼筋，在鋼筋的末端可不作彎鉤。彎鉤應(yīng)為180°彎鉤。5.鋼筋的間距

（1）兩平行鋼筋間的凈距不應(yīng)小于25mm；

（2）柱和壁柱中的豎向鋼筋的凈距不宜小于40mm（包括接頭處鋼筋間的凈距）。

砌體的力學(xué)性質(zhì)任務(wù)

二：

現(xiàn)行《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，砌體抗壓強(qiáng)度平均值的計(jì)算公式：一、砌體軸心抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式各類砌體軸心抗壓強(qiáng)度平均值的計(jì)算系數(shù)注：1.k2在表列條件以外時(shí)均等于1；2.式中f1為塊體的抗壓強(qiáng)度等級(jí)值或平均值；f2為砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值，單位均以MPa計(jì)；3.混凝土砌塊砌體的軸心抗壓強(qiáng)度平均值，當(dāng)f2>10MPa時(shí)，應(yīng)乘系數(shù)1.1-0.01f2，MU20的砌體應(yīng)乘系數(shù)0.95，且滿足f1≥f2，

f2≤20MPa。砌體抗拉和抗剪強(qiáng)度大大低于其抗壓強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度主要取決于塊體的強(qiáng)度。而在大多數(shù)情況下，軸心受拉、受彎和受剪破壞一般均發(fā)生于砂漿和塊體的連接面上。因此，軸心抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度將決定于灰縫強(qiáng)度，亦即決定于灰縫中砂漿和塊體的粘結(jié)強(qiáng)度。砂漿和磚的粘結(jié)強(qiáng)度(a)法向粘結(jié);(b)切向粘結(jié)砌體軸心受拉破壞砌體軸心抗拉、彎曲抗拉、抗剪強(qiáng)度都與砂漿強(qiáng)度有關(guān)。砌體在軸心拉力作用下，會(huì)出現(xiàn)兩種不同破壞形態(tài)：沿齒縫截面軸心受拉破壞如圖I-I截面所示，沿豎縫與塊體截面破壞壞如圖I-I截面所示二、砌體軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式砌體軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強(qiáng)度平均值的影響系數(shù)

砌體彈性模量主要與砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值有關(guān)，各類砌體的彈性模量見下表砌體的彈性模量E(MPa)三、砌體的彈性模量、剪變模量對(duì)于單排孔且對(duì)孔砌筑的混凝土砌塊灌孔砌體

設(shè)計(jì)中計(jì)算墻體在水平荷載作用下的剪切變形時(shí)，需要用到砌體的剪變模量，砌體的剪變模量與砌體的彈性模量和破松比有關(guān)砌體的線膨脹系數(shù)和收縮率可按下表采用砌體的線膨脹系數(shù)和收縮率

四、砌體的線膨脹系數(shù)和收縮率摩擦系數(shù)在砌體結(jié)構(gòu)抗滑移和抗剪承載力計(jì)算中要用到砌體的摩擦系數(shù)，其值與摩擦面的材料和干濕程度有關(guān)，可按下表采用。

五、砌體的摩擦系數(shù)根據(jù)砌體軸心抗壓抗壓平均值，根據(jù)以下公式確定砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值六、砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)為了設(shè)計(jì)應(yīng)用，當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí)，下表給出了齡期為28d的各類砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?；炷疗胀ùu和混凝土多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)單排孔混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊對(duì)孔砌筑砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)雙排孔或多排孔輕集料混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)毛料石砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)毛石砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)沿砌體灰縫截面破壞時(shí)砌體軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值健下表在進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，遇到下列情況的各類砌體，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)γa:（1）有吊車房屋砌體、跨度不小于9m的梁下燒結(jié)普通磚砌體、跨度不小于7.5m的梁下燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚砌體，混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體，γa為0.9；（2）對(duì)無筋砌體構(gòu)件，其截面面積＜0.3m2時(shí)，γa=A+0.7。對(duì)配筋砌體構(gòu)件，其截面面積＜0.2m2時(shí)，γa=A+0.8。A為構(gòu)件截面面積（m2）；（3）當(dāng)砌體用強(qiáng)度等級(jí)小于M5的水泥砂漿砌筑時(shí)，對(duì)上表中抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值中數(shù)值，γa=0.9；對(duì)上表中抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值中數(shù)值，γa=0.8；（4）當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為C級(jí)時(shí)，γa=0.89；（5）當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)，γa=1.1。