砌体结构一二三zPPT课件.ppt

砌体结构 MasonryStructure 2020 3 20 1 砌体结构的概念采用砌筑方法 用砂浆将单个块体粘结而成的整体称为砌体 由砌体组成的墙 柱等构件作为建筑物或构筑物主要受力构件的结构称为砌体结构 第一章绪论 第一章绪论 2020 3 20 2 砌体的结构类型 梁 beam 拱结构 arch 圆拱 roundarch 尖拱 peakedarch 平拱 flatarch 穹 dome 柱 column pier 墙 wall 第一章绪论 2020 3 20 3 过梁 第一章绪论 2020 3 20 4 石材梁 Stonehenge 巨石阵 approximately2000B C England 第一章绪论 2020 3 20 5 石材梁 TempleofOlympianZeus AD76 138 Athens Greece 第一章绪论 2020 3 20 6 砌体拱结构 第一章绪论 2020 3 20 7 砌体拱结构 圆明园盛时 三园建有石 砖 木结构的各式园林桥梁 余座 经过 年英 法联军焚毁及后为的破坏 现只存单孔石拱残桥 后面为新建的拱桥 2020 3 20 8 砌体拱结构 清华大学近春园石拱桥 第一章绪论 2020 3 20 9 砌体拱 Archbridge 1757 1834 Dunkeld Scotland 第一章绪论 2020 3 20 10 砌体拱结构 第一章绪论 2020 3 20 11 石穹 TheSultanAhmetMosque 1609 1616 Istanbul Turkey 第一章绪论 2020 3 20 12 土耳其伊斯坦布尔的索非亚大教堂 公元537年 砖砌球壳和石砌半圆拱 2020 3 20 13 石穹 圣索菲亚大教堂 公元532 537年间建造在君士坦丁堡 今土耳其伊斯坦布尔 的索菲亚大教堂 该教堂为砖砌穹顶 圆形球壳 直径30余米 穹顶高50余米 穹顶支承在大跨砖拱和用巨石砌筑的巨型柱 截面约7 10m 上 第一章绪论 2020 3 20 14 石穹 St Paul sCathedral 1710 112ftindiameter London 第一章绪论 2020 3 20 15 砌体柱 第一章绪论 2020 3 20 16 石柱 TempleofOlympianZeus Athens 61ft9inhigh 6ft4indiameter 第一章绪论 2020 3 20 17 石柱 TheForum AD6andAD248 Rome Italy 第一章绪论 2020 3 20 18 砌体墙 第一章绪论 2020 3 20 19 承重墙与隔断墙 PanareseW C el Concretemasonryhandbook PortlandcementAssociation1991 第一章绪论 2020 3 20 20 承重墙与隔断墙 EladioDieste ChurchinAtlantida Uruguay 第一章绪论 2020 3 20 21 装饰性的隔断墙 第一章绪论 2020 3 20 22 土坯砖砌体 超过5000年历史适于干燥气候 砌体结构的发展概况 第一章绪论 2020 3 20 23 料石砌体结构 IsraeliSupremeCourt 第一章绪论 2020 3 20 24 埃及金字塔 约BC2670年 原高146m 采用块石 世界著名砌体结构 第一章绪论 2020 3 20 25 帕特农神庙 Parthenon 雅典 BC447 438 第一章绪论 2020 3 20 26 比萨斜塔 1174 1350 8层 179英尺 第一章绪论 2020 3 20 27 古罗马渡槽 建于公元前19年 第一章绪论 整个水渠未用一丝半点的砂浆 完全凭借古罗马工程师的精湛技艺 将一块块重达6吨的巨石堆叠起来 有的石块突出在外 构成一个个图案 目的是以后修缮时支放脚手架 2020 3 20 28 罗马角斗场 公元75 80年 50000座位 186 155m 第一章绪论 2020 3 20 29 瑞士LandwasserGorge桥 1909 跨度55m 高33m 第一章绪论 2020 3 20 30 我国著名砌体结构 中国古代砖石结构的伟大成就 第一章绪论 2020 3 20 31 第一章绪论 在1400年前由料石修建的现存河北赵县的安济桥 这是世界上最早的单孔敞肩式石拱桥 净跨为37 02m 宽约9m 为拱上开洞 既可节约石材 且可减轻洪水期的水压力 它无论在材料使用 结构受力 艺术造型和经济上 都达到了相当高的成就 该桥已被美国土木工程学会选入世界第12个土木工程里程碑 明代建造的南京灵谷寺无梁殿以砖拱为主体结构 因建殿时不用寸木 不设梁柱 俗称 无梁殿 室内空间为一大型砖拱 总长53 5m 总宽37 35m 纵横两个方向均为砖砌穹拱 2020 3 20 32 第一章绪论 20世纪以前 世界上最高的砌体结构办公用楼房是1891年在美国芝加哥建成的莫纳德 洛克大楼 它长62m 宽21m 高16层 但由于当时的技术条件限制 其底层承重墙厚1 8m 瑞士在50年代后期用抗压强度达60MPa 孔洞率为28 的多孔砖建成19层和24层高的塔式住宅建筑 砖墙仅380mm厚 2020 3 20 33 第一章绪论 24 storyloadbearingreinforcedblockbuildingWinnipeg温尼伯 Canada 2020 3 20 34 NationalMuseumofRomanArt Spain2008 罗马艺术国家博物馆 第一章绪论 2020 3 20 35 BonnefantenMuseum Holland博尼芳丹博物馆 荷兰 第一章绪论 2020 3 20 36 第一章绪论 上海园南小区18层配筋砌块砌体住宅 哈尔滨市某18层配筋砌块砌体住宅 2020 3 20 37 砌体结构的范畴如 砖砌体石砌体砌块砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体配筋砌块砌体 第一章绪论 2020 3 20 38 第一章绪论 网状配筋砌体 2020 3 20 39 第一章绪论 内嵌式组合砖砌体墙 外包式组合砖砌体 2020 3 20 40 第一章绪论 纵横外墙转角处砖被拉断 该处未设构造柱 也未配置拉结钢筋 2020 3 20 41 第一章绪论 窗间墙体破坏 如果没有构造柱及圈梁 估计垮塌了 由于构造柱及圈梁的作用 尽管震后此建筑也已是危房 但房中的人保命没问题 2020 3 20 42 第一章绪论 2020 3 20 44 1 2砌体结构的优 缺点 就地取材 成本较低 良好的耐火性 耐久性 化学和大气稳定性 保温 隔热性能较好 节能效果明显 施工简单 且便于连续施工 优点 缺点 强度低 因而其构件截面尺寸较大 自重也大 抗震性能差 承载力 刚度和延性等 劳动强度和砌筑工作量都很大 且施工质量不易保证 施工质量控制等级 占用农田 导热率 瓦特 每米开尔文砖 0 15W m k 砼 1 80W m k 钢 55 0W m k 第一章绪论 2020 3 20 45 1 人造砖块 经过烧结的普通砖 粘土空心砖 陶土空心砖 以及不经过烧结的硅酸盐砖 矿渣砖 混凝土砌块 土坯等 第二章砌体材料及其力学性能 一 块体 烧结普通砖全国统一规格 240 115 53mm 具有这种尺寸的砖称为标准砖 烧结空心砖 多孔砖 分为三种型号 KP1 240 115 90mm KP2 240 180 115mm KM1 190 190 90mm 前两种可以与标准砖混砌 蒸压灰砂砖 以石灰和砂为主要原料 蒸压粉煤灰砖 以粉煤灰和石灰为主要原料 2 1砌体的材料 2020 3 20 46 常用人造砖块的种类 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 47 烧结页岩砖 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 48 粘土多孔砖和粉煤灰多孔砖 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 49 烧结粘土空心砖 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 50 2 砌块 按形式和材料分 实心砌块 以粉煤灰硅酸盐为主 经蒸汽养护而成 空心砌块 包括普通混凝土空心砌块和轻骨料混凝土空心砌块 加气混凝土砌块 用加气混凝土或泡沫混凝土制成 自重较轻 按尺寸大小分 小型砌块 高度180 350mm 中型砌块 高度360 900mm 大型砌块 高度大于900mm 普通混凝土小型空心砌块 390mm 190mm 190mm 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 51 陶粒混凝土空心砌块 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 52 加气混凝土砌块 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 53 当自重大于18N m3的称为重石 如花岗石 石灰石 砂石等 当自重小于18N m3的称为轻石 如凝灰石 贝壳灰岩等 优点 强度高 抗冻性 抗水性 抗汽性均较好 通常用于建筑物的基础和挡土墙等 缺点 自重大 热传导系数较高 如用作墙体 往往需要较大的厚度 3 天然石块 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 54 水泥砂浆 硬化快 强度高 但和易性差 保水性差 由于能在潮湿环境下硬化 故适用于水中及潮湿环境中的砖砌体 混合砂浆 如水泥石灰砂浆 水泥粘土砂浆 其特点为强度较高 和易性 保水性好 节省水泥 适用于一般地上砌体结构 柔性砂浆 非水泥砂浆 如石灰砂浆 石膏砂浆 粘土砂浆等 其特点为和易性好 但硬化慢 强度低 抗水性差 仅适用于气候干燥地区的低层建筑和临建 砌块专用砂浆 高强度 高粘结性能 良好的工作性能 专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆 二 砂浆 1 砂浆的作用 粘结块体 使单个块体形成受力整体 找平块体间的接触面 促使应力分布较为均匀 充填块体间的缝隙 减少砌体的透风性 提高砌体的隔热性能和抗冻性 2 砂浆按其组成材料不同分类 工程上对砂浆的要求 强度 和易性 保水性 耐久性思考 同样水泥标号的纯水泥砂浆和混合砂浆砌筑的砌体 哪个强度更高一些 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 55 烧结普通砖 烧结多孔砖 MU30 MU25 MU20 MU15 MU10 蒸压灰砂砖 蒸压粉煤灰砖 MU25 MU20 MU15 MU10 砌块的强度等级 MU20 MU15 MU10 MU7 5 MU5 石材的强度等级 MU100 MU80 MU60 MU50 MU40 MU30 MU20 MU为块体 MasonryUnit 的缩写 其后的数字表示抗压强度值 单位为MPa 即N mm2 2 1 2块体的强度等级 块体的强度等级 是根据其抗压强度 烧结普通砖还有抗折强度的要求 标准值的大小划分的 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 56 2 1 2砂浆的强度等级 边长为70 7毫米的立方体试块在15 25 的室内自然条件下养护24小时 拆模后再在同样的条件下养护28天 加压所测得的抗压强度极限值 砂浆的强度等级 M15 M10 M7 5 M5 M2 5 Ms15 Ms10 Ms7 5 Ms5 蒸压灰砂和蒸压粉煤灰砖专用砌筑砂浆 Mb20 Mb15 Mb10 Mb7 5 Mb5 砌块专用砌筑砂浆 M为Mortar的缩写 其后的数字表示抗压强度值 单位为MPa 即N mm2 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 57 2 1 3块体和砂浆强度等级的选用 一 对块体的要求 强度 耐久性 主要是抗冻性 耐久性不足时 经冻融循环后会引起砖石剥落和强度降低 保温和隔热性能 二 对砂浆的要求 强度 和易性 保水性 耐久性 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 58 潮湿环境下的材料最低强度等级 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 59 2 2砌体的种类 砖砌体石砌体砌块砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体配筋砌块砌体 砖砌体 在房屋建筑中 砖砌体常用作一般单层和多层工业与民用建筑的内外墙 柱 基础等承重结构以及多高层建筑的围护墙与隔墙等自承重结构等 实心墙体厚度常为240mm 一砖 370mm 一砖半 490mm 二砖 620mm 二砖半 740mm 三砖 等 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 60 砌筑要求 横平竖直灰缝饱满避免竖向通缝 烧结多孔砖砌体 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 61 砌块砌体 砌筑要求 排列规律整齐对孔错缝搭砌避免竖向通缝 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 62 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 63 料石砌体 用作民用房屋的承重墙 柱和基础 还可以用于建造石拱桥 石坝和涵洞 毛石砌体和毛石混凝土砌体 在基础工程中应用较多 也常用于建造挡土墙 路堤和护坡等 石砌体 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 64 配筋砌体 第二章砌体材料及其力学性能 网状配筋砖砌体 组合砖砌体 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 配筋砌块砌体 2020 3 20 65 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 66 受压构件 受弯构件 受拉构件 受剪构件 二 砌体构件 如墙 柱 基础等 如圆形水池池壁 如墙 挡土墙 砖砌平拱过梁等 如砖砌平拱过梁 砖砌弧拱支座截面 墙 考虑抗震时 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 67 2 3砌体的受压性能 2 3 1砌体受压的受力阶段 试验研究表明 砌体轴心受压从加载直到破坏 按照裂缝的出现 发展和最终破坏 大致经历三个阶段 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 68 2 3 1砌体受压的受力阶段 轴心受压砖砌体的受压阶段 第一阶段 破坏荷载的50 70 单砖出现裂缝 第二阶段 破坏荷载的80 90 形成连续裂缝 此时即使不增加荷载 砌体的裂缝及变形也将随时间而继续发展 最后可使砌体完全破坏 第三阶段 破坏荷载的90 以上形成贯通裂缝 砌体完全破坏 砌体裂成相互不连接的小立柱 最终被压碎或丧失稳定而破坏 结论 试验表明 试件破坏时除个别砖被压碎外 大多数砖没被压碎 即砌体的抗压强度低于单块砖的抗压强度 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 69 2 3 1砌体受压时的应力状态分析 砖表面砂浆的不均匀性 1 块体并非均匀受压块体不仅受压而且受弯和剪 砖与砂浆的共同工作 2 由于砖和砂浆受压后的横向变形不同 砖还处于受拉状态 砂浆处于三向受压状态 砂浆强度提高 套箍作用 为什么有时砌体的强度高于砂浆的强度 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 70 3 竖向灰缝应力集中 砌体的灰缝不可能充满 截面面积有所减少 在垂直裂缝截面上的砖内产生横向拉应力和剪应力的应力集中 引起砌体结构的降低 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 71 1 块体和砂浆的强度 一般情况下 砌体强度随块体和砂浆强度的提高而提高 当然 对块体应有相应抗弯强度的要求 2 块体尺寸和几何形状 采用外形规则平整 厚度大的块体 砌体的抗压强度较高 3 砂浆的性能 砂浆的强度高 可塑性 流动性 适当 弹性模量大时 砌体的抗压强度较高 4 砌筑质量水平灰缝的饱满度越高 砌体的抗压强度越高 水平灰缝厚度薄而均匀 8 12mm 时 有助于砌体抗压强度的提高 快速砌筑法有利于提高砌体抗压强度 可使砂浆在硬化前承受较大压力 增加水平灰缝的密实性 通常的砌法 如一顺一丁 三顺一丁 梅花丁等 都能保证砌体的抗压强度 控制砖的含水率8 10 砌筑前一般应提前浇水润砖 2 3 2影响砌体抗压强度的主要因素 教材P17 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 72 2 3 3砌体的抗压强度 砌体抗压强度的标准差 砌体结构的材料性能分项系数 一般情况下 宜按施工控制等级为B级考虑 取为1 6 当为C级时 取1 8 当为A级时 取1 5 砌体受压强度平均值 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 73 1 砌体的抗压强度标准值和设计值 2 砌体的抗拉强度标准值和抗剪强度标准值 注意 进行施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体的强度和稳定性验算时 按各表中 砂浆强度为零 的强度取值 2 各类砌体强度设计值均对应于砌筑砂浆为混合砂浆 施工质量控制等级为B级 见教材24 25页表2 15 2 16 第二章砌体材料及其力学性能 见教材18 21页表2 3 2 13 2020 3 20 74 2 4砌体的强度设计值 砌体施工质量控制等级 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 75 各类砌体的强度设计值在下列情况下应乘以调整系数 强制性条文 3 砌体强度设计值的调整 GB50003 2011 对无筋配筋砌体 其截面面积小于0 3m2时 为其截面面积加0 7 对配筋砌体构件 当其中砌体截面面积小于0 2m2时 为其截面面积加0 8 构件截面面积以m2计 当砌体用强度等级小于M5的水泥砂浆砌筑时 对 规范 第3 2 1条各表中的数值 为0 9 第3 2 2条表3 2 2中的数值 为0 8 当施工质量控制等级为C级时 为0 89 当施工质量控制等级为A级时 为1 05 当验算施工中的房屋时 为1 1 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 76 2 4砌体的受拉 受弯和受剪性能 2 4 1砌体的轴心受拉 如圆形水池的池壁 a 沿块体破坏 b 沿齿缝破坏 c 沿水平通缝破坏 设计中不允许采用 第二章砌体材料及其力学性能 2020 3 20 77 2 4 2砌体的弯曲受拉 如挡土墙 扶臂式挡土墙侧向受弯 挡土墙压力引起竖向受弯 沿通缝的破坏 沿齿缝或沿块体截面的破坏 第二章砌体材料及其力学性