建筑结构-项目8 选用砌体结构材料

高职高专建筑工程技术专业建筑结构BuildingStructure——项目化教学配套课件——混凝土结构·砌体结构·钢结构建筑结构教材编写组

项目8选用砌体结构材料

砌体材料·砌体种类·砌体力学性能·大国工匠精神

目录CONTENTS

8.1砌体材料块材（砖/砌块/石材）·砂浆的种类与强度等级·砌体材料的选择原则

8.2砌体种类无筋砌体（砖/砌块/石）·配筋砌体（网状配筋/组合砖/配筋砌块）

8.3砌体的力学性能受压破坏三阶段·影响抗压强度因素·抗压强度指标·受拉受弯受剪性能

思政砌体结构与大国工匠邹彬事迹·工匠精神·干一行爱一行把这一行做到极致

建筑结构·项目8学习目标学习目标

知识目标掌握砌体的受压性能和影响抗压强度的主要因素熟悉砌体材料种类和砌体种类了解砌体的受拉、受弯和受剪的力学性能

能力目标能够判别砌体材料种类能够判别砌体种类能够根据工程环境合理选择砌体材料

素养目标通过邹彬从"小砌工"到"砌匠师"的故事，形成卓越、细致、探索、创新的精神品质培养自信勇敢、坚毅拼搏、刻苦锻炼、不怕失败、团结协作的品质知识·能力·素质三维目标体系

建筑结构·项目8砌体结构概述砌体结构的概念及优缺点

砌体结构定义：由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱等作为建筑物主要受力构件的结构。是最古老的建筑结构形式之一，至今仍广泛应用。

主要优点（5条）就地取材：材料来源广泛，天然石材、黏土、砂等几乎到处都有；利用工业固废生产新型砌体材料，节约资源、保护环境造价低：比钢结构节约钢材，较钢筋混凝土结构节约水泥和钢材；砌筑不需模板及特殊设备，节约木材耐火保温好：比钢结构甚至较钢筋混凝土结构有更好的耐火性，保温隔热性能良好，节能效果明显施工简单：操作简单快捷，新砌砌体可承受一定荷载，可连续施工；寒冷地区可用冻结法施工减轻自重：采用砌块或大型板材作墙体时，可减轻结构自重，加快施工进度

存在的缺点（4条）自重大：砖石砌体抗弯抗拉性能差、强度低，必须采用较大截面，致使体积大、自重大、材料用量多、运输量增加砌筑繁重：多为小型块材人工砌筑，砌砖用工量占居住建筑1/4以上；目前基本手工操作，需推广砌块和墙板工业化施工质量难保证：现场手工操作使工程进展缓慢，施工质量得不到保证；应严格检查块材、砂浆质量和砌筑质量抗震能力差：砂浆和块材间黏结力较弱，无筋砌体抗拉、抗弯及抗剪强度都很低，抗震能力较差，有时需采用配筋砌体

课程思政·大国工匠砌体结构与大国工匠

邹彬：从"小砌工"到"砌匠师"28岁，中建五局总承包公司项目质量总监，全国人大代表。20岁获得世界技能大赛砌筑项目优胜奖，22岁当选全国人大代表。"中国青年五四奖章"获得者，"全国技术能手"，第十三届、十四届全国人大代表。这位"95后"工匠的青春因砌墙而精彩，靠砌墙拿下世界大奖。

工匠精神"无论是砌筑一面墙，把控工程质量，还是代表群众建言献策，对我而言'干一行，爱一行，把这一行做到极致'依旧是我所理解、所践行的工匠精神。"

8.1

砌体材料块材（砖/砌块/石材）·砂浆的种类与强度等级·砌体材料的选择

建筑结构·项目88.1.1块材8.1.1块材

1.砖（烧结砖+非烧结砖）烧结普通砖：240×115×53mm，实心或孔洞率≤15%，应用最普遍，但占用农田，大中城市已禁用烧结多孔砖：孔洞率≤35%，P型240×115×90mm，M型190×190×90mm，减轻自重、节省砂浆烧结空心砖：孔洞率>35%，多用于围护结构非烧结砖：蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖，规格同烧结普通砖强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10（MU=MasonryUnit，单位MPa）图8-1砖的规格（a普通砖bP型多孔砖cM型多孔砖）

2.砌块混凝土小型空心砌块390×190×190mm，空心率25%~50%，强度等级MU40~MU5.0共9级。还有加气混凝土砌块、实心砌块等。

3.石材抗压强度高、耐磨耐久，应用历史最悠久。70mm立方体试块确定强度，等级MU100~MU20共7级。图8-2砌块

记忆要点：普通砖240×115×53，多孔砖P型240×115×90/M型190×190×90，砌块390×190×190。强度等级MU表示块体（MasonryUnit），数字为抗压强度MPa。

建筑结构·项目88.1.3砌体材料的选择8.1.3砌体材料的选择

选择原则：因地制宜，就地取材；确保长期使用过程中具有足够的承载力和符合要求的耐久性；满足建筑物在不同环境条件下正常使用时对材料的特殊要求；贯彻执行国家墙体材料革新政策，使用新型墙体材料。表8-1地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间墙体所用材料的最低强度等级基土潮湿程度烧结普通砖混凝土普通砖、蒸压普通砖混凝土砌块石材水泥砂浆稍湿的MU15MU20MU7.5MU30M5很湿的MU20MU20MU10MU30M7.5含水饱和的MU20MU25MU15MU40M10

注：冻胀地区地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采用时其孔洞应用不低于M10的水泥砂浆预先灌实；采用混凝土空心砌块时孔洞应采用不低于Cb20的混凝土预先灌实。安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，表中材料强度等级应至少提高一级。

建筑结构·项目88.1.2砂浆8.1.2砂浆

砂浆组成：由胶结料、细集料和水配制而成，常添加掺入料和外加剂。砂浆作用：将单个块体连成整体，抹平表面促使均匀受力，填满缝隙降低透气性，提高保温和抗冻性能。

砂浆按胶结料分类水泥砂浆：水泥+砂+水，强度高但和易性差水泥混合砂浆：水泥砂浆+熟化石灰膏，和易性好，工程常用石灰砂浆/黏土砂浆/石膏砂浆：临时性砌体结构多用石灰砂浆砌块专用砌筑砂浆：用于混凝土小型空心砌块砌体

砂浆强度等级70.7mm立方体试块，标准养护28d抗压强度确定普通砌筑砂浆（M）：M15、M10、M7.5、M5、M2.5（M=Mortar）砌块砂浆（Mb）：Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb5（b=block）专用砂浆（Ms）：Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5.0（s=special）施工阶段新砌体砂浆未硬化时，按砂浆强度为零确定

对砌体所用砂浆的要求应具有足够的强度，以保证砌体结构的强度应具有适当的保水性，以保证砂浆硬化所需要的水分应具有一定的可塑性（和易性良好），以便于砌筑，提高工效，保证砌筑质量和砌体强度

8.2

砌体种类无筋砌体（砖/砌块/石）·配筋砌体（网状配筋/组合砖/配筋砌块）

建筑结构·项目88.2.1无筋砌体8.2.1无筋砌体

1.砖砌体应用：最广泛，用作内外承重墙、柱及围护墙厚度：120、240、370、490、620、740、870、990mm砌筑方法：一顺一丁、三顺一丁、梅花丁砌筑要求：上下错缝、内外搭砌、灰缝均匀柱截面：不宜小于240×370mm砖柱组砌：无包心砌法，上下皮竖缝错开1/2砖或1/4砖

2.砌块砌体分类：按尺寸分小型（高度115~380mm）、中型（380~980mm）、大型（>980mm）应用：民用建筑和一般工业建筑的承重墙和围护墙要求：上下皮错缝搭砌，搭接长度不小于120mm灌孔：竖向灰缝宽度大于30mm时用C20细石混凝土灌实圈梁：砌块砌体应分皮错缝搭砌，必要时设置钢筋混凝土圈梁

3.石砌体分类：料石砌体、毛石砌体、毛石混凝土砌体料石砌体：用于墙、柱、拱等，加工精细毛石砌体：用于基础、挡土墙、护坡等，取材方便毛石混凝土砌体：在混凝土中掺入25%~30%毛石，用于基础应用：产石地区的承重墙、基础、挡土墙、堤坝等

建筑结构·项目88.2.2配筋砌体8.2.2配筋砌体

1.网状配筋砖砌体在砖砌体水平灰缝中配置钢筋网片钢筋网片有方格网和连弯网两种钢筋直径3~4mm，间距30~120mm网片间距不超过5皮砖，且不大于400mm提高砌体抗压强度，用于轴心受压构件

2.组合砖砌体砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成外包式组合砖砌体：砖砌体外侧包钢筋混凝土内嵌式组合砖砌体：砖砌体中设置钢筋混凝土构造柱提高承载力和抗震性能用于荷载较大的墙柱和抗震设防区

3.配筋砌块砌体定义：在混凝土小型空心砌块砌体的孔洞中配置竖向钢筋，并用灌孔混凝土灌实，水平灰缝中配置水平钢筋，形成的配筋砌体特点：具有较高的抗压、抗剪强度和良好的延性，抗震性能好，可用于中高层住宅建筑构造要求：竖向钢筋直径不小于12mm，间距不大于600mm；水平钢筋直径不小于6mm，间距不大于400mm；灌孔混凝土强度等级不低于Cb20应用：配筋砌块砌体剪力墙结构，可用于10层以下住宅建筑，是一种节能、环保的新型结构体系

8.3

砌体的力学性能受压破坏三阶段·影响抗压强度因素·抗压强度指标·受拉受弯受剪性能

建筑结构·项目88.3.1受压破坏特征8.3.1砌体受压破坏特征和机理

图8-6砖砌体轴心受压破坏三个阶段

试验方法：标准试件尺寸为240×370×720mm，高厚比β=3，在压力机上逐级加载至破坏。

第一阶段（弹性阶段）：荷载约为破坏荷载的50%~70%，单块砖内出现第一批裂缝，裂缝细小且不连续，卸载后裂缝闭合。第二阶段（裂缝发展阶段）：荷载继续增加，裂缝增多、延伸，沿竖向贯通若干皮砖，形成连续裂缝，卸载后不闭合。第三阶段（破坏阶段）：荷载接近破坏荷载，裂缝急剧扩展，砌体被分割成若干独立小柱，最终小柱失稳或压碎，砌体破坏。

砌体受压破坏机理（核心要点）砖和砂浆的交互作用：砌体中砖不仅受压，还受弯、受剪和受拉；砂浆层使砖处于复杂应力状态，单块砖的抗压强度不能充分发挥横向变形差异：砖的横向变形小于砂浆，砖约束砂浆横向膨胀，使砂浆处于三向受压状态，提高了砂浆的抗压强度；但砂浆使砖产生横向拉应力，加速砖的开裂弹性模量差异：砖的弹性模量大于砂浆，加载后砂浆变形大于砖，砂浆向两侧挤出，使砖产生弯剪应力，这是砌体抗压强度远低于砖抗压强度的根本原因结论：砌体的抗压强度远低于块体的抗压强度，砌体中最早出现的裂缝是单块砖内的竖向裂缝，破坏特征是砌体被分割成若干小柱后失稳破坏

建筑结构·项目88.3.2影响抗压强度因素8.3.2影响砌体抗压强度的因素

1.块体的强度等级及外形尺寸块体强度等级越高，砌体抗压强度越高，但提高幅度小于块体强度提高幅度块体高度越大，砌体抗压强度越高（高厚比增大，抗弯抗剪能力增强）块体表面越平整，灰缝越均匀，砌体抗压强度越高多孔砖比普通砖砌体强度低约10%~15%

2.砂浆的物理力学性能砂浆强度等级越高，砌体抗压强度越高，但影响小于块体强度砂浆和易性越好，灰缝越均匀饱满，砌体抗压强度越高砂浆弹性模量越大，变形越小，砖内弯剪应力越小，砌体强度越高水泥砂浆砌体强度比同强度混合砂浆低约5%~15%

3.砌筑质量灰缝厚度：标准10mm，允许8~12mm；过厚增大砖的弯剪应力，过薄不易铺平灰缝饱满度：水平灰缝饱满度不低于80%，竖缝不低于60%组砌方式：上下错缝、内外搭砌，避免通缝砌筑速度：每日砌筑高度不超过1.8m，防止砂浆未硬化时变形

4.其他因素试件尺寸和高厚比：高厚比β=3时强度最高，β过大或过小均降低强度加载方式：均匀受压比偏心受压强度高龄期：砂浆强度随龄期增长，砌体强度也随之提高施工质量控制等级：分为A、B、C三级，A级最高，砌体强度设计值可提高

建筑结构·项目88.3.3砌体抗压强度8.3.3砌体抗压强度

表8-2各类砌体抗压强度设计值f（MPa）砌体种类块体强度M15M10M7.5M5M2.5烧结普通砖MU101.891.501.301.100.90烧结多孔砖MU101.891.501.301.100.90混凝土砌块MU7.5—1.130.970.82—毛料石MU303.432.722.362.001.64毛石MU300.940.760.670.570.47

注：表中数值为施工质量控制等级B级时的抗压强度设计值；A级可提高5%，C级降低15%。当砌体用水泥砂浆砌筑时，表中数值应乘以调整系数0.9。

建筑结构·项目88.3.4受拉受弯受剪8.3.4砌体的受拉、受弯和受剪强度

1.砌体的轴心受拉性能破坏特征：沿齿缝截面破坏（灰缝受拉）或沿块体和竖向灰缝截面破坏影响因素：主要取决于砂浆的抗拉强度，与块体强度关系不大强度指标：轴心抗拉强度设计值f_t，按砂浆强度等级查表工程应用：圆形水池、筒仓等构筑物的环向受拉注意：砌体抗拉强度很低，工程中应避免采用无筋砌体承受较大拉力

2.砌体的受弯性能破坏特征：沿齿缝截面受弯破坏或沿通缝截面受弯破坏影响因素：主要取决于砂浆的弯曲抗拉强度强度指标：弯曲抗拉强度设计值f_tm，分沿齿缝和沿通缝两种工程应用：过梁、挡土墙、地下室墙体等注意：沿齿缝破坏强度高于沿通缝破坏，设计时应根据受力方向选择

3.砌体的受剪性能破坏特征：沿通缝截面受剪破坏，灰缝剪切破坏影响因素：主要取决于砂浆的抗剪强度，与法向压应力有关强度指标：抗剪强度设计值f_v，按砂浆强度等级查表工程应用：墙体水平接缝、拱支座、过梁端部等注意：有压应力作用时，抗剪强度随压应力增大而提高，但超过限值后降低图8-8砌体受拉、受弯和受剪破坏形态

建筑结构·项目8全章总结全章总结

8.1砌体材料块材：砖（烧结普通砖240×115×53、多孔砖、空心砖、非烧结砖）、砌块（混凝土小型空心砌块390×190×190）、石材块材强度等级：MU30~MU5（MU=MasonryUnit）砂浆：水泥砂浆、水泥混合砂浆、石灰砂浆、砌块专用砂浆砂浆强度等级：M15~M2.5（M=Mortar），Mb（砌块），Ms（专用）材料选择：因地制宜、就地取材，满足承载力和耐久性要求

8.2砌体种类无筋砌体：砖砌体（最广泛，一顺一丁/三顺一丁/梅花丁）砌块砌体（小型/中型/大型，错缝搭砌≥120mm）石砌体（料石/毛石/毛石混凝土）配筋砌体：网状配筋砖砌体（水平灰缝配钢筋网）组合砖砌体（砖+钢筋混凝土面层）配筋砌块砌体（孔洞配竖向钢筋+灌孔）

8.3力学性能受压破坏三阶段：弹性阶段（50%~70%破坏荷载）→裂缝发展阶段→破坏阶段（分割成小柱失稳）破坏机理：砖受弯剪拉复杂应力，横向变形和弹性模量差异，砌体强度远低于块体强度影响因素：块体强度及外形、砂浆性能、砌筑质量、其他因素抗压强度：f_m=k₁f₁^α(1+0.07f₂)k₂，查表得设计值拉弯剪强度：远低于抗压，取决于砂浆强度

课程思政：邹彬——从"小砌工"到"砌匠师"，干一行爱一行把这一行做到极致

建筑结构·项目8思考与练习思考与练习

思考题（8-1~8-4）8-1砌体结构有哪些优缺点？为什么砌体结构至今仍广泛应用？8-2常用的砌体块材有哪几类？烧结普通砖、烧结多孔砖和混凝土小型空心砌块的规格尺寸分别是多少？8-3砂浆按胶结料不同分为哪几类？工程中为什么常用水泥混合砂浆？砂浆的强度等级是如何确定的？8-4无筋砌体包括哪几类？砖砌体的常用砌筑方法有哪几种？砌筑时应满足哪些基本要求？

思考题（8-5~8-7）8-5配筋砌体包括哪几类？它们各自的构造特点和适用范围是什么？网状配筋砖砌体中钢筋网片的设置有哪些要求？8-6砖砌体轴心受压破坏分为哪几个阶段？各阶段的特征是什么？为什么砌体的抗压强度远低于块体的抗压强度？8-7影响砌体抗压强度的主要因素有哪些？砌体的受拉、受弯和受剪破坏各有什么特征？为什么砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度远低于抗压强度？

建筑结构·项目8思考与练习·参考答案20思考与练习·参考答案8-1砌体结构优缺点优点：就地取材造价低、耐久耐火好、保温隔热节能、施工简便、可承重可围护。缺点：自重大强度低（抗拉抗弯抗剪低）、抗震差脆性破坏、施工慢劳动强度大、烧结砖占耕地。至今广泛应用因材料来源广、造价低、耐久好、施工简便，适合多层建筑墙体。8-2块材种类及规格分砖、砌块、石材三类。规格：烧结普通砖240×115×53mm；烧