绪论2砌体材料及力学性能

1、1,绪 论,砌 体 结 构,2,一、砌体结构,3,4,5,砌体：把块材（砖、砌块、石材等）和 砂浆通过砌筑而成的结构材料 砌体结构：由块材和砂浆砌筑而成的结构 体系，墙、柱为主要受力构件,6,二、结构特点 1、主要优点： 取材方便、造价低； 具有良好的耐火性及耐久性； 具有良好保温、隔热、隔声性能； 施工简单； 抗压强度大于抗拉强度、抗剪强度,7,2、主要缺点： 抗拉、抗弯、抗剪低，抗震性能较差； 结构强度低，自重大，整体性差； 施工质量不易控制； 资源浪费, 砌体结构抗压承载力较高，适用于受压构件 如:混合结构房屋中的竖向承重构件（墙和柱） 砌体结构抗弯、抗拉性能较差，一般不宜作为 受拉或受

2、弯构件,8,三、发展概况,1、设计理论： 极限状态设计法 弹性理论 容许应力设计法,2、我国的发展： 概率论为基础的极限状态设计法 砌体结构设计规范GB500032001,9,砖的生产：西周（前1134前771） 石砌体结构建筑：赵州桥 砖石结构建筑： 长城 统一粘土砖规格：1952年 配筋砌体的应用：20世纪60年代 轻质、高强块材的应用：20世纪80年代,10,又名安济桥，位于河北省赵县。 公元590608年石匠李春所建， 是世界上现存最早、跨度最大的 空腹单孔圆弧石拱桥。 桥长50.82m，净跨30.02m，拱圈 矢高7.23m，宽9.6m。 在桥两端的石拱上，辟有两个券 洞，这种结构叫

3、“敞肩拱”，是世 界桥梁中的首创。,赵 州 桥,11,3、发展趋势： 发展轻质高强的块材和高强度砂浆 薄壁大型砌块 节能、低耗能墙体 利用工业废料发展砼小型砌块 采用大型墙板结构部分代替砌体结构(内、外墙) 加强配筋砌体结构的研究和应用 鉴定与加固,12,第二章 砌体材料及其力学性能,13,一、砖,2-1 块材,14,1、烧结粘土砖 (1)普通粘土砖 原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰 标准实心砖尺寸：24011553 mm 重力密度：1819KN/m3 适用范围： 房屋上部及地下基础等部位 缺点：粘土需求量大 (2)粘土空心砖 原料：同烧结砖，但孔洞率不小于15% 尺寸：承重多孔砖主要采用P型

4、（24011590） 和M型砖（19019090） 多孔砖优点：节约粘土、减少砂浆用量； 提高工效、节省墙体造价； 可减轻块体自重、增强墙体抗震性能 适用范围：房屋上部结构（冻胀地区地下部位不宜）,15,承重空心砖宜采用竖向孔洞 非承重空心砖宜采用水平孔洞,16,2、非烧结硅酸盐砖 原料：石灰和砂,灰砂砖 以石灰（1020%）和石英砂（8090%） 为主要原料（着色剂或掺合料），经坯型 蒸压养护而成,粉煤灰砖 以粉媒灰为主要原料，掺配石灰、石膏或 其它碱性激发剂，再加入一定炉渣或水淬 矿渣作骨料，经加水搅拌、消化、轮碾、 压制成型、高压蒸汽养护而成,炉渣砖 以炉渣为主要原料，掺配适量石灰、石膏

5、或 其它碱性激发剂，经加水搅拌、消化、轮碾、 蒸压养护而成,17,适用范围： 不得用于长期受热200以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位； MU15及以上灰砂砖可用于基础及其他建筑部位； 蒸压粉煤灰砖用于基础或受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖； 工业废料需原材料检验,18,二、砼砌块,实心砌块、空心砌块和微孔砌块 按尺寸大小： 小型砌块：高度为180350mm的块体 中型砌块：高度在360900mm之间 大型砌块：高度大于900mm 按承重与否： 承重砌块（普通砼、轻骨料砼） 非承重砌块,19,砼小型空心砌块主规格尺寸：390190190mm,20,三、石材,材料 花岗石、砂

6、岩、石灰石,抗压强度高，抗冻性能好,导热系数大,21,四、块材强度等级,砌墙砖实验方法GB/T254292,极限抗压强度（MPa）,烧结砖强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 砌块强度等级： MU20、MU15、MU10 、MU7.5、 MU5 石材强度等级： MU100，MU80，MU60，MU50，MU40， MU30，MU20,Mu15:,抗折强度（厚度较小实心砖）,抗压强度平均值不小于15MPa,22,一、砂浆,2-2 砂浆和灌孔砼,1、砂浆作用 将单个块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀 填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，增强墙体抗冻性能,2、砂浆分

7、类 水泥砂浆 混合砂浆 非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）,23,3、强度等级,试件尺寸： 70.7mm70.7mm70.7mm 试件数： 6 标准养护28d 标准加载取抗压强度平均值,24,4、砂浆质量要求 应具有足够的强度； 应具有一定的可塑性，即和易性，以便于砌筑，提高工效，保证质量和提高砌体强度，但砂浆的可塑性也不宜过大； 应具有适当的保水性，以保证砂浆硬化所需的水分,分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五级 施工阶段新砌筑的砌体强度可按砂浆强度为零确定其砌体强度,25,二、灌孔砼,提高房屋承载力，整体性、抗震性,三、砌体材料的选择,因地置宜，就地取材，充分利用工业废料； 考虑满足结

8、构承载力，功能要求、受荷性质与大小、施工技术水平等； 满足建筑物耐久性要求，使用性质和所处环境,对于五层及以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m的墙、 柱所用材料的最低强度等级： 砖为MU10，砌块MU7.5，石材MU30，砂浆M5 对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，墙、柱 所用材料的最低强度等级应至少提高一级。,26,地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级应符合下表的要求：,27,一、无筋砌体,2-3 砌体的分类、应用,1、砖砌体 墙体尺寸：240mm（一砖）、370mm（一砖半）、 490mm（二砖）、620mm（二砖半） 2、砌块砌体 砌筑应选用配

9、套砌块先排块后施工 建筑机械化、加快建设速度、减轻结构自重 我国目前使用最多的是混凝土小型空心砌块砌体 3、石砌体 因地制宜，在产石地区适用 类型：料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体,28,29,二、配筋砌体,1、横向配筋砖砌体 以限制构件在压力作用下的横向变形 提高轴心抗压承载力,30,2、组合砖砌体,31,使竖向和水平钢筋与砌体形成共同工作的整体 主要用于中高层或高层房屋中起剪力墙作用,3、配筋砼砌块砌体（配筋砌块剪力墙）,32,2-4 砌体受压性能,一、砌体受压试验研究,1、普通粘土砖砌体轴压试验,第一阶段 ： 从开始受压到个别单砖出现裂缝,单砖出现第一条裂缝，达5070 极限荷载,不继

10、续加载，单砖裂缝不发展,33,第二阶段 单砖内裂缝不断发展，并沿竖向 通过若干块砖，在砌体内逐渐连 接成一段段裂缝,增载至8090极限荷载时，不继续增加荷载，裂缝仍继续发展,破坏征兆,34,第三阶段 砌体中裂缝加长加宽，并连成几 条贯通的裂缝，将砌体分割成几 个半砖小柱体,各小柱体受力极不均匀，个别 砖可能被压碎或小柱体失稳导 致砌体完全破坏,35,2、受压破坏特点,砌体抗压强度低于砖抗压强度,独立小柱局部受压、失稳使砌体破 坏，砖抗压强度未充分利用,标准试验法确定砖抗压强度,受压破坏从单砖出现裂缝开始,36,二、单砖受力状态,1、单砖处于压、弯、剪复合受力状态,2、砖承受水平拉应力,3、竖向

11、灰缝处应力集中,37,三、砌体抗压强度影响因素,1、块材强度、外形尺寸,2、砂浆强度,3、砂浆变形性能,4、砂浆流动性、保水性,5、施工砌筑质量,水平灰缝均匀饱满度,灰缝厚度,砖含水率,块材搭接方式,38,四、砌体抗压强度平均值 fm,f1 ：块材抗压强度平均值（MPa）,f2 ：砂浆抗压强度平均值（MPa）,k1 、 ：块材相关影响系数,k2 ：砂浆强度影响系数,39,2-5 砌体抗拉、抗弯、抗剪性能,一、砌体抗拉性能,1、砌体轴拉破坏特点：,沿齿缝截面破坏,抗拉承载力取决于 水平灰缝的切向粘结力,沿块材破坏,抗拉承载力取决于 块材抗拉强度,40,沿水平通缝破坏,2、砌体轴心抗拉强度 平均值(MPa)：,沿齿缝破坏,f2 ：砂浆抗压强度平均值,k3 ：砌体种类影响系数,41,二、砌体抗弯性能,1、砌体受弯破坏形态：,沿齿缝破坏,沿块材及竖缝破坏,沿通缝破坏,2、砌体弯曲抗拉强度平均值(MPa)：,42,三、砌体抗剪性能,1、砌体受剪破坏形态：,沿水平灰缝剪坏,沿齿缝剪坏,沿阶梯形缝剪坏,2、砌体抗剪强度平均值：,43,2-6 砌体变形性能,一、短期荷载-曲线,1、砌体轴压试验曲线：,试 件 量 测 结 果,2、本构模型：,：弹性特征值,n ：常数 取1或略大于1,fm ：砌体抗压强度平均值,44,二、长期荷载作用,1、徐变,2、影响因素,应力大小,龄期,砌体种类,三、砌体变形模