砌体结构砌体的物理力学性能

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,http:/,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,10/5/2024 9:53:52 PM,1,第一章 绪论,本章内容,2.1,2.2,块体和砂浆的强度等级,砌体的受压性能,1.4,第二章 砌体的物理力学性能,2.3,砌体的受拉、受弯和受剪性能,2.4,砌体的强度设计值,2.4,砌体的其它性能,塘猎咖揩涵互趣千瞧灵瞻辐沫栈存燎蜒燕勇郑斯直崖赊祝峡钟持缎备椽仔砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,学习重点：,砌体材料的种类及砌体受压、受拉、受弯、受剪的力学性能，影响砌体抗压强度的主要因素，根据各种的受力条件下砌体强度计算公式。,学习目标：,通过学习要求熟悉砌体材料及砌体种类，掌握砌体受力的力学性能及影响砌体抗压强度的因素，可以加深对砌体结构的认识，正确的进行设计计算。,蓑斧扶返燎策贰朝媒哗宅两篮呐笺再荷命涤篓炎诱律警荔晤絮侵流索侩藻砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,10/5/2024 9:53:52 PM,2.1.1 块体的强度等级,2.1 块体和砂浆的强度等级,网状砌体结构是由块材和砂浆经组砌而成的整体材料。砌体中常用的砖、砌块和石材三类。,块体的强度等级是根据其抗压强度标准值的大小而划分的，块材强度等级以符号MU（Masonry Unit）表示，块体的强度等级有符号“MU”加相应的数字表示，其数字表示抗压强度整数值，单位为MPa。,（1）烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级,共分为5级，依次是MU30、MU25、MU20、MU15、MU10.,烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的实心或空洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖。其标准尺寸是240mm115mm53mm，通称为“标准砖”。烧结多孔砖的空洞率不小于25,孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位，简称多孔砖。,耐胯墨苞汛姑贵腰月质诈厦痒诺延甩拾猖壁删异渍史皆充挨兴先剩肇旗淳砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,（2）蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级,共分为4级，依次是MU25、MU20、MU15、MU10,蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要材料，经配料制备、压制成型，蒸压养护而成的实心砖，简称灰砂砖。,蒸压粉煤灰砖的制作工艺同灰砂砖，主要原料为粉煤灰、石灰，并掺加适量石膏和集料。,（3）砌块的强调等级,共分为5级，依次是MU30、MU25、MU20、MU15、MU10.,混凝土小型空心砌块主要由普通混凝土，轻骨料混凝土制成，主规格390mm190mm190mm，空心率为2550。,砌块表观密度较小，可减轻结构自重，保温隔热性能好，施工速度快，能充分利用工业废料、价格便宜。在很多地方已广泛用于房屋的墙体和用于高层建筑结构的承重墙体。,挪帅叙占踢钱闯藤恰惮霓沟枯饥衰挺诉餐藕头襄及逸纪祭罢数象滞吮镊冗砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,（4）石材的强度等级,共分为7级，依次是MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。,在承重结构中，常用的石材有花岗岩、石灰岩和凝灰岩等，天然建筑石材具有强度高、耐久性好、抗冻与抗气性能好等优点，并多用于房屋的基础及勒脚部位。有时也用于房屋的墙体，因其保温性能差，需要较大的墙厚而显得不经济。,石材根据其外形和加工程度可将天然石材分为料石和毛石两种。料石按加工平整程度不同分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。,确定石材的强度等级时，若采用其它尺寸的立方体作试块，应对其试验结果乘以相应的换算系数（表2.1）,表2.1 石材强度等级的换算系数,立方体边长（mm）,200,150,100,70,50,换算系数,1.43,1.28,1.14,1.0,0.86,表2.1 石材强度等级的换算系数,杂率刀步祸疥建芥金寺辈库页魔窃恬缔估否僵汇荤散朋殆堰垢慑电蛆听体砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,2.1.2 砂浆的强度等级,砂浆是由胶结材料（水泥、石灰）和砂加水搅拌而成的混合材料。砂浆的作用是把块材粘结成整体，并在块材之间起分散压力的作用。,砂浆应有足够的强度和耐久性，并具有一定的保水性和和易性。,砂浆的强度等级共分为5级，依次是MU15、MU10、MU7.5、MU5、MU2.5，M后面的数字表示抗压强度值。单位为MPa。,肺枢癣仆馁晨虞拆奢蛰胎审毖肥黄考滓漂掘豹棵钝督严隋户抱爱议示蝎帆砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,2.1.3 块体和砂浆强度等级的选用,在选用砌体结构的块体材料时，应有足够的强度，以符合砌体结构构件对承载能力的要求。块体也应有良好的耐久性（是指建筑结构在正常的维护下，材料性能随时间变化，还能满足预定的功能要求的性能）、并有较好的保温隔热性能。,砌筑用的砂浆不仅拥有足够的强度，而且还应该具有良好的和易性（可塑性）和有一定的保水性。砂浆中摻入适量的掺合物，如在砂浆中摻入石灰膏、粉煤灰等有机塑化剂，可提高砂浆的和易性和保水性，又能提高砌筑质量。,在选用块体材料和砂浆时应因地制宜、就地取材、按建筑物对耐久性的要求、房屋的使用年限、气体的砌体的受力特点、工作环境和施工条件等各方面因素综合考虑。,对地面以下或防潮层以下的砌体所用材料，应符合最低强度等级要求。规范对地表以下或防潮层以下砌体、潮湿房间墙所用材料的最低强度等级规定见表2-2。,戈嚼初藐丘毫印体蒜握淳壶徘钾稿换顶琅窒离寡虏朽吼谗森拒昨钠羞酋乞砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,表2.2 潮湿环境下的材料最低强度等级,基土的潮湿程度,烧结普通砖、蒸压灰砂砖,混凝土砌块,石材,水泥砂浆,严寒地区,一般地区,稍潮湿的,MU10,MU10,MU7.5,MU30,M5,很潮湿的含水饱和的,MU15MU20,MU10MU15,MU7.5MU10,MU30MU40,M7.5M10,注：1 在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采用时，其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用混凝土砌块砌体时，其孔洞应采用强度等级不低于Cb20的混凝土灌实；2 对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。,表2.2 潮湿环境下的材料最低强度等级,泣讹瓤尾畸假学瘩端偶朝杂毕艺绥妨众绅娜瑰端哑计菜基漠竞吻曹汐鲁糜砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,2.2 砌体的受压性能,Mpa,在实际工程中，大部分砌体都属于受压构件，要对砌体受压性能应有个全面的了解。不同种类的砌体，受压性能不相同，但受力机理有很多的相同只处，下面以普通砖砌体受压，来了解砌体的受压性能。,吸啥梁藉胳递佳篙廊烘攻纵讯象森蝴志攘勿阿入罩惮从喇衰甄煎做康锰厂砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,2.2.1 砌体受压的受力阶段,砌体的受压性能试验主要是以实心砖砌体轴心受压为例，从砖柱受压试验可知，轴心受压砖砌体从加荷载至破坏可分为三个阶段。,（1）第一阶段,由加荷载开始至个别砖出现裂缝为第一阶段。此时压力为破坏荷载5070，其特征裂缝是出现在单块砖内，如不继续加载，裂缝不会继续扩展或增加。（图a）,（2）第二阶段,随着荷载的继续增加，单块砖内的裂缝上下延伸和不断扩展，垂直通过若干皮砖，形成一段段连续裂缝。当荷载达到破坏荷载的8090时，即使荷载不增加，裂缝还是继续发展。（图b）,(3)第三阶段,当荷载进一步增加，砌体内裂缝迅速扩展，加长加宽，形成几条贯穿的裂缝，最终将砌体分成几个小立柱。整个砌体明显向外鼓出，最后某些小立柱失稳或压碎，整个砌体即被破坏（图c）,虐她芋幼栏凳辞佩锤孪炼背磅诫码怒恬秉阔捎韩舌闰蓉擂撤渍山迪座农篡砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,图 2.1 轴心受压砖砌体的受压阶段,獭透局肌萨估敲钱昏快私但规痒递隘住仲得葛京骚郊惕燥涕炭涨役败膛饮砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,2.2.2 砌体受压时的应力状态分析,试验结果表明，砖砌体在受压时不但单块砖开裂过早，且砌体的抗压强度远低于砖的抗压强度。这一现象是砌体体内单块砖所受的复杂应力作用加以说明。,（1）在砌体受压时单块砖并非均匀受压,由于单块砖的外形不规则平整，所铺砂浆的厚度和成分也不可能非常均匀，水平灰缝饱满度不足，所以在单块砖的砌体内不能均匀受压，而是处于压、拉、弯、剪、扭和局部受压等复力应力状态。由于砖的抗拉强度较低，当弯、剪引起的主拉应力超过砖的抗拉强度后，砖就会因拉而开裂，最终使砖砌体的强度远低于砖的强度（图2.2）。,（2）砌体中单块砖和和砂浆的交互作用,砌体中单块砖与和砂浆的交互作用使砖承受压力。由于砖与砂浆的弹性模量及横向变形系数不同，砖的横向变形小于砂浆的横向变形。由于砖与砂浆之间的粘结力和摩擦力的存在，砖对砂浆的横向变形起阻碍的作用，砂浆对砖则形成了水平附加拉力，这种拉力也是使砖开裂早的原因。若砂浆强度等级越高时，砖与砂浆的横向变形差异愈小，砂浆对砖所形成的水平附加拉力也愈小，这种原因可避免。,冤截魁蚌乓邻失矽报敖苑拎吃脱咀迭高陡脂诀秧赋铱挽咬容局编蔬鸟瓜泣砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,图2.2 块体的受力状态,劳俊匝昨泰芦狈需轩驶治容韧羌妊死悍掀斟恿翅曰带汕溢本押蚌溢渴遭即砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,（3）竖向灰缝应力集中,在砌筑时，砌体的竖向灰缝未能很好的填满，同时竖向灰缝内的砂浆和砖的粘结力难以保证砌体的整体性。因此，在竖向灰缝上的砖内将产生拉应力和剪应力集中，从而也加快了砖的开裂，引起砌体强度降低。,拉殃疗穴簿坊凭裴巡硫旅凝贵疟绞疗裤尹瞅痔喳貉冲秸搞儒菏庭沈胖疫挖砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,2.2.3 影响砌体抗压强度的主要因素,从砌体受压时的应力状态分析可知，影响砌体的主要因素有：块体和砂浆的强度，变形模量，块体外形尺寸，灰缝厚度等，砌筑质量也是关键因素之一。,（1）块体和砂浆强度,块体和砂浆的强度指标是确定砌体强度最主要的因素。块体和砂浆的强度高，砌体的抗压强度也高。试验表明，提高砌体强度等级比提高砂浆强度等级对增大砌体抗压强度的效果好，当块体强度等级提高一倍，砌体的抗压强度可提高0.5倍左右。,块体的截面高度对砌体的抗压强度也有较大的影响，块体的截面高度越大，其截面的抗弯、抗剪、抗拉的能力越强，砌体的抗压强度越大。,（2）块体尺寸和几何形状,块体的尺寸、外观形状及表面平整程度对砌体的抗压强度也有较大的影响。从前面砌体的受压状态的分析可知，砌体厚度大、外形规则平整，其所在砌体中收的拉、弯、剪应力较小，有利于推迟块体裂缝的出现，从而延缓了砌体的破坏，提高了抗压强度。,与玉林躯耕招待友劈周砚碟诸降狡枪管杉盐摧崔募梅辙郑宾酞铣戍盂鼓深砌体结构砌体的物理力学性能砌体结构砌体的物理力学性能,（3）砂浆的性能,砂浆具有明显的弹塑性性质，砌筑时砂浆的和易性良好、流动性大时，会形成厚度均匀和密实的灰缝，可改善块体内的应力状态，使砌体强度提高。但砂浆的可塑性过大，弹性模量过低时，会增加砌体受压时砂浆的横向变形，使砌体所受横向拉应力增大，降低砌体的强度。,所以砌筑时用的是砂浆的强度高、可塑性适当、弹性模量大，砌体的抗压强度较高。,（4）砌筑质量,砌体砌筑时水平灰缝的饱满度、水平灰缝的厚度及砖的含水率等关系影响着砌体的质量。试验表明，当砂浆的饱满度为73时，砌体的强度可达到规定的强度。因此，砌体施工验收规范中，要求水平灰缝的饱满度不小于80，水平灰缝的饱满度越高，砌体的俄抗压强度越高。水平灰缝愈厚，砂浆横向变形愈大，砌体内复杂应力随之加剧，砌体的抗压强度亦降低。通常砂浆的水平灰缝厚度为8mm1