锦江砌体第2章砌体的力学性能

1、砌体结构砌体结构 砌砌 体体 结结 构构 关 山 月李 白明月出天山，苍茫云海间。长风几万里，吹度玉门关。汉下白登道，胡窥青海湾。由来征战地，不见有人还。戍客望边色，思归多苦颜。高楼当此夜，叹息未应闲。 砌砌 体体 结结 构构 儒释道之度我度他皆从这儒释道之度我度他皆从这里里天地人之自造自化尽在此天地人之自造自化尽在此间间无无 上上 法法 桥桥望月怀远 张九龄海上生明月，天涯共此时。情人怨遥夜，竟夕起相思。灭烛怜光满，披衣觉露滋。不堪盈手赠，还寝梦佳期。 砌砌 体体 结结 构构 砌砌 体体 结结 构构 烧结砖烧结砖的类型烧结普通砖：标准砖 240mm115mm53mm烧结多孔砖：M型砖 190

2、mm190mm90mm P型砖 240mm115mm90mm烧结空心砖 砌砌 体体 结结 构构 烧结砖的强度等级由10块砖的抗压强度进行评定，以抗压强度平均值、标准值或单块最小值为依据，见表2.1。多孔砖还应满足折压比的要求，见表2.2。MU30MU25MU20MU15MU10烧结普通砖、多孔砖的强度等级：烧结普通砖、多孔砖的强度等级：5级级烧结空心砖的强度等级：烧结空心砖的强度等级：4级级MU10MU7.5MU5MU3.5烧结空心砖只用于砌筑自承重墙：烧结空心砖只用于砌筑自承重墙：隔墙、围护墙，框架结构填充墙隔墙、围护墙，框架结构填充墙 砌砌 体体 结结 构构 抗压强度试验结果统计值niif

3、nf1110块砖抗压试验，第块砖抗压试验，第i块砖的强度块砖的强度fi强度平均值强度平均值101101iif强度标准差强度标准差niiffnS12)(111012)(91iiff强度变异系数强度变异系数fS强度标准值强度标准值Sff8 . 1k)8 . 11 ( f 砌砌 体体 结结 构构 非烧结砖蒸压砖蒸压砖的种类：蒸压灰砂普通砖 蒸压粉煤灰普通砖蒸压砖的强度等级：抗压强度平均值、单块最小值、折压比，承重结构采用三个等级混凝土砖种类：混凝土普通砖、混凝土多孔砖等级：抗压强度平均值、单块最小值MU25、MU20、MU15MU30、MU25、MU20、MU15混凝土多孔砖还需满足折压比的要求混凝

4、土多孔砖还需满足折压比的要求 砌砌 体体 结结 构构 砌块定义和分类砌块定义人造块材，直角六面体长宽高至少一项分别大于365mm、240mm、115mm，长度不超过高度的3倍砌块按高度分类小型砌块：115mm高度900mm 砌砌 体体 结结 构构 混凝土砌块类型混凝土小型空心砌块轻集料混凝土小型空心砌块规格尺寸：见图强度等级5个砌块毛截面抗压强度 平均值和单块最小值 确定强度等级强度等级：承重结构五级 MU20 MU15 MU10 U7.5 MU5空心率空心率25%50%自承重结构采用轻集料混凝自承重结构采用轻集料混凝土小型空心砌块，土小型空心砌块，MU10、MU7.5、MU5、MU3.5 砌

5、砌 体体 结结 构构 石材类型料石：经过加工，形状比较规则的六面体细料石通过加工，外表规则，叠砌面凹入深度10mm，高度和宽度200mm、长度/4粗料石通过加工，外表规则，叠砌面凹入深度20mm，高度和宽度200mm、长度/4毛料石外形大致方正，一般不加工或稍加修整，高度200mm，叠砌面凹入深度25mm毛石：形状不规则，中部厚度200mm 砌砌 体体 结结 构构 石材的强度等级试样尺寸标准试样：70mm70mm70mm其他试样边长：200、150、100、70、50，分别应乘以强度调整系数：1.43、1.28、1.14、1.00、0.86石材的强度等级依据：3个试样抗压强度平均值结果：用于结

6、构的石材共7个等级 MU50、 MU40、 MU30、MU20MU100、 MU80、MU60 砌砌 体体 结结 构构 砂浆的概念砂浆的概念 胶凝材料（水泥、石灰）、细集料（砂）、掺胶凝材料（水泥、石灰）、细集料（砂）、掺加料（矿物掺合料、石灰膏）和水为主要原料，加料（矿物掺合料、石灰膏）和水为主要原料，进行拌合，硬化后具有强度的工程材料。进行拌合，硬化后具有强度的工程材料。砂浆的作用砂浆的作用将块体连成整体而形成砌将块体连成整体而形成砌体，并铺平块体表面使应体，并铺平块体表面使应力分布趋于均匀力分布趋于均匀砂浆填满块体之间的缝隙，可减少砌体的砂浆填满块体之间的缝隙，可减少砌体的透气性，提高砌

7、体的抗冻、保温性能透气性，提高砌体的抗冻、保温性能 砌砌 体体 结结 构构 砂浆分类按用途分类砌筑砂浆：普通砂浆、专用砂浆抹灰砂浆（粉刷砂浆）按成分分类水泥砂浆：纯水泥砂浆混合砂浆：水泥石灰砂浆专用砂浆：水泥砂浆+外加剂非水泥砂浆：石灰砂浆、黏土砂浆 砌砌 体体 结结 构构 水泥砂浆特点强度高、耐久性好流动性、保水性稍差应用防潮层以下的砌体对强度有较高要求的砌体混合砂浆组成与特点水泥石灰砂浆=水泥+石灰+砂+水一定的强度和耐久性，且流动性、保水性好 应用：工程上常用的砌筑砂浆 砌砌 体体 结结 构构 专用砂浆成分组成水泥、砂、水掺合料、外加剂专用砂浆类型砌块专用砂浆蒸压砖专用砂浆改善砌体性能改

8、善砌体性能提高黏结强度提高黏结强度 砌砌 体体 结结 构构 抗压强度试验标准试样试样尺寸：70.7mm70.7mm70.7mm标准养护28d：温度203C，水泥砂浆的湿度90%，混合砂浆的湿度60%80%抗压试验同类块体作为底模取6个试样抗压强度的平均值，确定砂浆的强度等级 砌砌 体体 结结 构构 砂浆的强度等级普通砂浆符号M后面跟抗压强度平均值f2等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5专用砂浆砌块专用沙浆：Mb15、 Mb10、 Mb7.5、Mb5蒸压砖专用沙浆：Ms15、 Ms10、 Ms7.5、Ms5尚未结硬时取尚未结硬时取M0或或Mb0或或Ms0 砌砌 体体 结结 构构 重重3

9、N、顶角、顶角30 锥锥体沉入深度表示体沉入深度表示= 可塑性可塑性用于砖砌体：用于砖砌体： 70100mm用于砌块砌体：用于砌块砌体：5070mm用于石砌体：用于石砌体： 3050mm流动性流动性的作用容易而且均匀地铺开提高砌体强度和砌筑效率流动性参数 砌砌 体体 结结 构构 保水性保水性的概念保持水分的能力影响正常硬化作用，直接影响砂浆的强度，从而影响到砌体的砌筑质量保水性参数分层度表示：静止分层度表示：静止30min，砂浆上，砂浆上下层沉入量之差作为分层度。下层沉入量之差作为分层度。1020mm水泥砂浆的流动性和保水性都比混合砂浆差，水泥砂浆的流动性和保水性都比混合砂浆差，M5的水泥砂浆

10、砌筑的砌体的抗压低于同等级的水泥砂浆砌筑的砌体的抗压低于同等级混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度。混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度。 砌砌 体体 结结 构构 砌筑质量控制等级确定质量控制等级的划分依据现场质量管理体系砂浆、混凝土的强度，砂浆拌合砌筑工人的技术水平质量控制等级及选择质量控制等级：A、B、C三级一般按B级控制；配筋砌体剪力墙设计选设计选B、施、施工按工按A控制控制 砌砌 体体 结结 构构 施工质量控制等级标准A级监督检查制度健全，并严格执行；施工方有在岗专业技术管理人员，人员齐全，并持证上岗试块按规定制作，强度满足验收规定，离散性小砂浆机械拌合；配合比计量控制严格砌筑工人中级工以上，其中高级

11、工不少于30% 砌砌 体体 结结 构构 B级监督检查制度基本健全，并能执行；有在岗专业技术管理人员，人员齐全，并持证上岗试块强度满足验收规定，离散性较小砂浆机械拌合；配合比计量控制一般中高级工不少于30%C级有监督检查制度；有在岗专业技术管理人员试块强度满足验收规定，离散性大砂浆机械或人工拌合；配合比计量控制较差初级工以上 砌砌 体体 结结 构构 砖的湿润程度影响干砖不利影响不易摊铺均匀，砌筑困难不利于砂浆强度的正常增长，降低砌体强度吸水饱和时的不利影响尺寸稳定性差易出现墙体平面外弯曲砂浆易流淌，灰缝厚度不均，砌体强度下降 砌砌 体体 结结 构构 砖的湿润要求砌筑前湿润提前12天适度湿润严禁用

12、干砖或处于饱和状态的砖砌筑湿润程度要求烧结砖的相对含水率60%70%蒸压砖的相对含水率40%50%混凝土砖不需浇水湿润，但在气候干燥炎热的情况下，宜在砌筑前对其喷水湿润相对含水率相对含水率=含水率与吸水率的比值含水率与吸水率的比值 砌砌 体体 结结 构构 灰缝厚度厚度影响水平灰缝增厚，砌体抗压强度降低，反之砌体抗压强度提高；过薄，块体间黏结不良，产生局部挤压现象，也会降低砌体强度竖向灰缝过宽过窄，影响观感质量、影响使用功能、整体性，降低砌体抗剪强度水平灰缝厚度要求砖砌体和砌块砌体宜为10mm，但不应小于8mm、也不应大于12mm 砌砌 体体 结结 构构 石砌体：毛石砌体外露面的灰缝厚度不宜大于

13、40mm，毛料石和粗料石的灰缝厚度不宜大于20mm，细料石的灰缝厚度不宜大于5mm砂浆的饱满度砖墙的砂浆饱满度水平灰缝砂浆饱满度不低于80%竖向灰缝不应出现瞎缝、透明缝和假缝砖柱的砂浆饱满度：水平、竖向均90%砌块：水平、竖向，按净面积计算90%石砌体灰缝砂浆饱满度不宜小于80% 砌砌 体体 结结 构构 组砌方法基本要求多孔砖孔洞垂直于受压面半盲孔砖的封底面应朝上砌筑240mm承重墙的每一层墙的最上一皮砖，砖砌体阶台水平面上及挑出层的外皮砖，应整砖丁砌内外搭接、上下错缝。清水墙、窗间墙无通缝（竖向通缝）；混水墙不得有长度大于300mm的通缝，200300mm长通缝每间不超过3处 砌砌 体体 结

14、结 构构 砖柱组砌按图示顺序交替砌筑，竖向通缝未超过3皮砖，有比较好的搭缝，且不需砍砖、交替砌筑，四周与中心部分无联系，形成“包心砌法”，不允许采用这种砌法进度控制目的保证砌筑质量,保证生产安全性要求砖砌体、小块砌体每日砌筑高度1.5m石砌体每日砌筑高度不宜超过1.2m 砌砌 体体 结结 构构 砖砌体轴心受压破坏特征第I阶段：弹(塑)性阶段，个别砖初始裂缝第II阶段：裂缝形成小段，不增载自发展第III阶段：小段裂缝贯通，分割成若干 小柱，失稳破坏 砌砌 体体 结结 构构 单块砖在砌体内的受力特点砌体在压力作用下，块材处于复杂应力状态工作砂浆与块材并非完全接触砂浆和块材泊松比不相等竖向灰缝不能填

15、实，不能保证整体性，横向应力、剪应力有应力集中现象发生受压，受弯+ 受剪+ 受拉砌体抗压强度低于块材抗压强度 砌砌 体体 结结 构构 影响砌体抗压强度的主要因素块体强度和尺寸砂浆强度和性能砂浆的性能：纯水泥砂浆较差 流动性，保水性纯水泥砂浆砌筑的砌体，抗拉能力砌体发生弯曲受拉破坏 砌砌 体体 结结 构构 砌体弯曲破坏类型沿齿缝破坏弯曲拉应力平行于水平灰缝(水平方向弯曲)块材强度较高、砂浆强度较低沿块材和竖向灰缝破坏弯曲拉应力平行于水平灰缝(水平方向弯曲) ，且块材强度较低、砂浆强度较高规定最低块材强度等级来避免沿水平通缝破坏弯曲拉应力垂直于水平灰缝砌体竖向弯曲时发生这种破坏 砌砌 体体 结结

16、构构 纯剪破坏破坏形式沿通缝破坏沿阶梯形截面破坏抗剪强度竖向灰缝砂浆不饱满，抗剪能力低取两种破坏的抗剪强度相等抗剪强度测定方法单面剪切，双面剪切 砌砌 体体 结结 构构 2211m)07. 01 (kffkf试验数据回归，统计公式试验数据回归，统计公式各系数各系数k1、k2和和 见表见表2.7)07. 01 (78. 025 . 01mfff6 . 0)07. 01 (78. 025 . 01mfff 砌砌 体体 结结 构构 23mt,fkf沿齿缝沿齿缝沿齿缝和通缝沿齿缝和通缝24mtm,fkf25mv,fkf 砌砌 体体 结结 构构 变异变异系数系数非毛石砌体：抗压非毛石砌体：抗压0.17，

17、抗拉、弯、剪，抗拉、弯、剪0.2毛石砌体：抗压毛石砌体：抗压0.24，抗拉、弯、剪，抗拉、弯、剪 0.26)645. 11 ()645. 11 ()645. 11 ()645. 11 (fmv,kv,fmtm,ktm,fmt,kt,fmkffffffff 砌砌 体体 结结 构构 一般砌体强度设计值砌体强度标准值除以材料分项系数为砌体的强度设计值f取材料分项系数：质量控制等级B级，取f=1.6（A级1.5，C级1.8）砌体强度设计值计算公式：f = fk / f 计算结果修约到 0.01 MPaB级质量控制等级：附表级质量控制等级：附表1附表附表8 砌砌 体体 结结 构构 灌孔砌体强度设计值抗压

18、强度设计值fg cg6 . 0fff灌孔混凝土轴心灌孔混凝土轴心抗压强度设计值抗压强度设计值灌孔面积和砌体灌孔面积和砌体毛面积的比值毛面积的比值灌孔率，灌孔面积灌孔率，灌孔面积和孔洞面积的比值和孔洞面积的比值砌块孔洞率砌块孔洞率抗剪强度设计值fvg 55. 0gvg2 . 0ff 砌砌 体体 结结 构构 例2.1 计算MU15砖与M5混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度设计值（B级施工质量控制）。解)07. 01 (78. 025 . 01mfff)507. 01 (1578. 05 . 007. 4)645. 11 (fmk ff)17. 0645. 11 (07. 493. 2fkff 6 . 1

19、93. 283. 1MPa 砌砌 体体 结结 构构 砌体强度设计值调整设计值调整 设计值= 调整系数a 表值调整系数面积较小时M5以下的水泥砂浆砌筑时时配筋砌体时无筋砌体22am2 . 0,8 . 0m3 . 0,7 . 0AAAA轴心抗压，轴心抗压， a=0.9轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪，轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪， a=0.8 砌砌 体体 结结 构构 当施工质量控制等级为C级时：a=0.89（当采用A级质量控制时，可取a=1.05 ）当验算施工中房屋的构件时： a=1.1同时满足多项条件时，系数应连乘同时满足多项条件时，系数应连乘施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体的强度和施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体

20、的强度和稳定性，可按砂浆强度为稳定性，可按砂浆强度为0进行验算。进行验算。例2.2 截面为370mm1000mm，由MU10的烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑的砖墙，其抗压强度调整系数a应取： A. 0.9 B. 0.8 C. 1.0 D. 0.81 砌砌 体体 结结 构构 模量定义切线模量任一点的切线模量ddE原点切线模量 11tan0ddE0tan切线模量与应切线模量与应力水平有关力水平有关原点切线模量，称原点切线模量，称为原点弹性模量为原点弹性模量 砌砌 体体 结结 构构 割线模量应力-应变曲线上任取一点A， A点与坐标原点连线OA，该连线的斜率定义为割线模量mm1ln4601ffAAEta

21、n弹性模量取值砖砌体、砌块砌体弹性模量取割线模量，A点纵坐标为0.43fm，横坐标43. 01ln4601mfm3 .8181f 砌砌 体体 结结 构构 砖砌体体、砌块砌体弹性模量实际取与抗压强度设计值f成正比，见附表9石砌体弹性模量经验公式：E =576+677f2具体取值：附表9砌块灌孔砌体弹性模量：E=2000fg砌体的剪变模量理论上 G=E/2(1+)按弹性模量的0.4倍采用: G = 0.4 E)3 .818/(143. 0mmffAAE5 . 1m352f 砌砌 体体 结结 构构 干湿变形变形规律浸水时，体积增长（湿胀）干燥时体积减小=干燥收缩（干缩）。早期发展快，以后逐渐变慢，可持续几年。干湿变形的缩影响膨胀变形较小，影响可忽略不计干缩变形较大，可致墙体开裂干缩变形指标：收缩率（见附表10） 砌砌 体体 结结 构构 冷热变形温度对强度的影响砖受热，强度提高砂浆在温度不超过400C时，强度不降低；但低温时强度明显降低温度对变形的影响温度上升，体积增大（热胀）温度下降，体积缩小（冷缩）温度应力（内力）胀缩受到约束时，将导致应力（内力）应力计算的参数：线膨胀系数（见附