15章混凝土结构--砌体结构设计.ppt

砌体结构，1砌体结构设计规范GB 50003-2001 2混合结构设计(第2版)，罗，中国建筑工业出版社3砌体结构设计与计算，石楚先，中国建筑工业出版社2003 4实用砌体结构设计手册，石兰清，冶金工业出版社5 混凝土结构设计与砌体结构题库与题解，熊，水利水电出版社2004，参考文献。圬工：圬工结构是由圬工块(包括粘土砖、空心砖、圬工块、石料等)形成的结构材料。)用迫击炮。砌体结构是指用砌块和砂浆形成的墙和柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。1.砖结构：如古塔、长城、砖圆顶和无梁厅2。石头结构：如桥梁、金字塔3。砖混结构(混合结构):竖向承重构件由砖、石和砌块组成，用于建造水平承重构件钢筋混凝土(或预应力混凝土)屋面和楼板。困惑：木结构：木柱和木梁，填满砖墙。砖木结构：砖砌墙柱和木地板屋顶。15.1砌体结构的优缺点概述：当地材料，低成本，易于运输和施工；良好的耐久性和耐火性，良好的保温、隔热和隔音性能。缺点：低强度、低拉伸、弯曲和剪切强度；自我重要性；诚信差，手工操作，占用耕地。砌体结构的新进展和发展趋势砌块轻质高强和物理性能的改善；(2)砂浆提高强度和凝聚力，提高砌体整体性和抗震能力；(3)开发各种积木，节约和利用资源，保护耕地；(4)采用配筋砌体，甚至预应力筋来提高砌体的抗拉和抗剪强度；在施工中发展机械化和产业化方法；改进结构布置，避免砌体受拉、弯曲和剪切。15.2圬工材料及其机械性能15.2.1圬工单位的定义-MU:各种砖、块和石头。1.砖(1)烧结粘土砖普通粘土砖-标准砖尺寸24011553毫米，机制砖，机制砖，95砖，85砖粘土空心砖-承重粘土空心砖(多孔砖)；非承重粘土空心砖(2)非烧结硅酸盐砖蒸压灰砂砖；蒸压粉煤灰砖2块普通混凝土砌块；加气混凝土砌块；轻骨料混凝土块3，石材；毛石、砌体结构、普通空心砖、2、材料和砌体的力学性能、KM1砖和4、砌块分类(MU)按砌墙砖试验方法 (GB/T2542-92)空心砌块材料按总截面积计。烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级：MU30；MU25MU20MU15MU10蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的强度等级：MU25；MU20MU15MU10块的强度等级：MU20；MU15MU10MU7.5MU5石材强度等级：MU100；MU80MU60MU50MU40MU30MU2015.2.2迫击炮-M)1。定义：通过向一定比例的胶结材料(石灰、水泥等)加水制备的砌筑材料。)和细骨料(沙子)。(GB/T50083-97)砂浆类型：水泥砂浆；混合砂浆；非水泥砂浆。(2)功能：将单块粘合成一体，接触面产生粘合力和摩擦力；(2)垫起砌块表面，使砌块的压应力分布均匀；(3)填充砌块之间的空隙，提高保温、防水等性能。3.试验：标准条件下养护28天的砂浆立方体(70.7毫米、70.7毫米、70.7毫米)的平均抗压强度以兆帕计算。砂浆的强度等级分为M15、M10、M7.5、M5和M2.5。在施工阶段检查砂浆未硬化的新砌体强度时，可根据砂浆强度等级为零来确定。填孔砂浆用于建造空心砌块，符号为Mb，5。砌块材料和砂浆的选择(P317)(1)砌块宜放在地面上，使用当地材料，并充分利用工业废料。(2)用于五层或五层以上建筑的墙体和振动或层高大于6米的墙、柱的材料的最低强度等级：砖MU10、块MU7.5、石MU30、砂浆M5。(3)考虑建筑物的耐久性要求、工作环境、荷载的性质和大小、施工技术水平等。(4)表2-1和表(GB/T50083-97)2。分类：(1)非加固砌体：仅由砌块和砂浆组成的砌体。如砖砌体、石砌体和砌块砌体(2)钢筋砌体：用钢筋或钢筋混凝土材料砌筑的砌体。例如：水平网状配筋砖砌体组合砖砌体配筋砌块砌体3。砖墙厚度：60(垂直砌筑)、120(半砖)、180(120 60，半砖垂直砌筑)、240(一块砖)、370(一块砖半)、490(两块砖)、620(两块砖半).1米高的砖墙=？皮砖(16皮)(所谓皮是指砖的层度)、围棋、砌体结构、2、材料力学性能与砌体、3360目的拼装方法-错缝灰缝、背砌、砌体结构、2、材料力学性能与砌体、空心桶墙粘结方法(睡桶式或卧式)、1、砌体抗压试验研究(以普通粘土砖砌体为例，标准试件240mm370mm720mm，轴压，f=N/A)(1)(0.5-0.7)蒲(Pu为砌体的极限荷载)(2)单砖裂缝上下扩展，形成连续裂缝，贯穿多层砖上下；(3)(0.8-0.9)溥，砌体被贯穿的竖向裂缝分成几个小柱，造成失稳破坏或局部压碎。砌体抗压破坏的三个阶段，15.3砌体的抗压性能，思考：试件采用MU10砖，M5砂浆，测得的抗压强度f=3.30 MPa 砖(1.5-5.0倍)。因此，砂浆的横向变形大于砖的横向变形，这导致砖的横向拉应力，并促使单砖产生裂缝。2、砌体中单块砖的应力状态分析(1)单块砖的压力、弯曲和剪切综合应力(见图),(2)砂浆使砌块横向受拉(见图),(3)竖向灰缝处产生的应力集中：竖向灰缝处砖内产生较大的横向拉应力和剪应力集中，加速了单块砖的开裂。(4)弹性地基梁作用的原因：砖和砂浆的变形模量不一致，砂浆的变形模量e小于砖。单块砖可视为砂浆梁，下部砌体为弹性基础，产生弯曲剪应力。弯曲产生的拉应力和剪应力使单砖首先开裂。结论：在上述复杂应力作用下，由于抗拉、抗剪和抗弯强度较小，单块砖会产生裂缝，进而产生裂缝。(1)砌块强度等级(最重要的因素):砌块抗压强度越高，砌体抗压强度越高。(2)砌块的形状和尺寸：砌块形状规则平整，厚度越大，砌体抗压强度越高。例如，毛石砌体的抗压强度是毛石砌体的4倍。如砖厚53/60/70，f=1/1.06/1.12。(3)砂浆强度等级：当砂浆强度等级较低时，其强度会增加，砌体抗压强度也会增加；当它较高时，效果并不明显。(4)砂浆的变形性能：砂浆的变形性能越好，砌体的抗压强度越低。(5)砂浆的流动性和保水性：砂浆的流动性和保水性越好，砌体的抗压强度越高；然而，如果流动性过大，砌体的抗压强度反而会降低。如果使用纯水泥砂浆，砌体强度将降低10% 20%。(6)砌体质量灰缝厚度(10/20/30，f=1.0/0.78/0.64；如果灰缝的厚度太厚或太薄，F会减小；标准8-12毫米、1米高砖墙的灰缝厚度为1000/16-53=9.5毫米时，砂浆饱满度(从80%降至65%时，F降低20%，合格80%)和砖的含水率(砖的含水率过大或过小时，F降低。例如，如果干砖的含氟量减少20%，则适用于10-15%，垂直灰缝饱满度的施工质量控制等级由现场质量保证决定4、砌体抗压强度设计值f及其调整系数 a (p320) (p 429附表11-1 附表11-8)(1)砌体截面面积a 3时，为长柱，应考虑纵向弯曲引起的附加偏心弯矩，导致柱承载力降低。(1)计算公式NNuNu=fA，其中：N荷载产生的轴向压力设计值，n 抗压承载力设计值，f砌体抗压强度设计值(强度调整系数a见p 320)截面面积高宽比和轴力偏心矩对受压构件承载力的影响系数，3。受压构件承载力计算公式，(2)应用条件e0.6y，y为截面质心到偏心侧截面边缘的距离；(2)对于矩形截面，当偏心方向为长边(h)时，也应根据轴向压缩计算处理短边(b)方向。当砂浆强度等级为M2.5时，=0.002；当砂浆强度为零时，=0.009。砌体结构设计荷载效应组合中只有一个可变荷载时：(1)受永久荷载控制：S=1.35常数1.0活可变荷载分项系数为1.4，正常情况下组合值系数为0.7，8756；1.40.7 1.0。(2)由可变负载控制：S=1.2常数1.4活，5。实例分析实例1用MU10砖和7.5混合砂浆建造一个轴向受压柱，bh=370490mm，标准值G0k=108kN，Q0k=40kN，H0=1.0H=3500mm，柱顶受压承载力通过试验计算。(1)基本参数f=1.69N/mm2(见表11-4) a=0.370.49=0.1813 m2 0.3m 2，a=0.7 A=0.7 0.1813=0.8813，实施例2在实施例1中柱顶长边方向施加设计值m=11.15 kNm的弯矩，根据恒载控制的组合，在其他条件不变和试验的情况下，计算抗压承载力。(1)基本参数与(2)柱顶轴力设计值相同，影响系数：N=1.351081.040=185.8 kne=m/N=11.15/185.8=0.060m=h0/h=3500/490=7.14 e/h=60/490=0.122，计算公式如下：(3)承载力验算验算改进措施：砂浆强度等级由7.5级提高到M10级；或将横截面尺寸增加至BH=490，490毫米；或者采取措施减少偏心力矩。(2)柱底承载力验算(轴压):计算同例1。(4)短边方向应根据轴心受压承载力进行校核，以控制截面为柱底(Nmax)，同例1。2。对于轴压柱，作用于柱顶的轴力设计值为195kN，柱高为5.1m，砌体采用H0=1.0H MU10砖和M5混合砂浆，砖砌体自重密度为19kN/m3。尝试确定柱的横截面尺寸(在恒定载荷控制下)，这要求安全、经济并且符合常规砖墙的厚度尺寸。注：1。当E超过0.6y时，应采取措施减少偏心。3、根据高宽比和偏心率计算或查表取值。注意高宽比的修正。注意f、5的修正，对于矩形截面受压构件，当轴向力偏心方向截面边长大于另一方向边长时，除按偏心受压计算外，还应根据轴向受压计算较小边长方向，取两者中较小者作为承载力。什么？4-2砌体局部压缩的计算，1。基本概念(1)局部受压形式根据位置和受力状态，砌体局部受压的应力状态可分为三类：中心局部受压：砖柱支撑在基础上(见图1)；中部局部受压：如果梁支撑在墙上(见图2)；端部局部受压：如果梁支撑在墙上(见图3)；劈裂失效(如果有一条裂纹破裂):A大。当铝相对较小时，(3)砌体局部抗压强度ff为砌体抗压强度设计值为砌体局部抗压强度增强系数(套圈效应、应力扩散)，其中：A0影响砌体局部抗压强度的计算面积Al局部抗压面积(见图4-6第52页)，(2)砌体局部受压破坏模式，竖向裂缝发展破坏(先开裂后破坏)，局部压碎(先破坏后破坏):砌体强度相对较低，通过计算防止；(2) (3)通过结构措施来防止。砌体局部受压破坏发生在垫板下12皮砖下，而不是局部受压支撑下。为避免A0/Al大于某一限值时发生危险的分裂故障，值应设定一个上限：对于图A的情况，2.5；对于图b的情况，2.0；对于图c的情况，1.5；对于图d的情况，1.25；2。砌体截面局部均匀受压承载力计算NL Nu= Fal，其中：Nl局部受压区轴力设计值Nu砌体局部受压区轴力设计值(A1)，其中：N0= 0Al，0为局部受压面上荷载产生的平均压应力设计值，Al=A0BNl局部受压区梁上荷载Q产生的梁端承压设计值