建筑结构设计原理

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,*,*,建筑结构设计原理,建筑结构设计原理,李章政,博士,教授,11/3/2024,1,第10章,砌,砌体,的,的力学性,能,能,10.1,砌,砌体,结,结构材料,10.2,砌,砌体,结,结构的类,型,型,10.3,砌,砌体,的,的受压性,能,能,10.4,砌,砌体,的,的其他受,力,力性能,10.5,砌,砌体,强,强度取值,3/10/2023,2,10.1,砌,砌体,结,结构材料,10.1.1,块,块体的种,类,类及强度,等,等级,砖,烧结砖,烧结普通,砖,砖,烧结多孔,砖,砖,非烧结砖,蒸压灰砂,砖,砖,蒸压粉煤,灰,灰砖,五块砖抗,压,压强度平,均,均值，并,考,考虑抗折,强,强度，确,定,定强度等,级,级。,MU25,MU20,MU15,MU10,MU30,MU25,MU20,MU15,MU10,3/10/2023,3,砌块,类型,混凝土砌,块,块,轻骨料混,凝,凝土砌块,加气混凝,土,土砌块,强度等级,三个砌块,毛,毛截面抗,压,压强度平,均,均值确定,强,强度等级,强度等级,：,：五级,MU20MU15MU10,MU7.5MU5,空心率25%50%,3/10/2023,4,石材,类型,料石：六面体,高,高、宽200mm，,长度/4,细料石叠砌,面,面凹入深度10mm,半细料石叠,砌,砌面凹入深度,15mm,粗料石叠砌,面,面凹入深度20mm,毛料石叠砌,面,面凹入深度25mm,毛石：形状不,规,规则，中部厚,度,度200mm,强度等级,标准试块70mm,70mm,70mm,三个试块抗压,强,强度平均值定,等,等级,MU60、MU50、MU40、MU30、MU20,MU100、MU80,经过加工形状,规,规则,3/10/2023,5,10.1.2,砂,砂浆,的,的种,类,类及,强,强度,等,等级,砂浆,的,的种,类,类,水泥,砂,砂浆,：,：纯,水,水泥,砂,砂浆,强度,高,高，,耐,耐久,性,性好,流动,性,性、,保,保水,性,性差,用于,防,防潮,层,层以,下,下、,或,或强,度,度要,求,求较,高,高的,砌,砌体,混合,砂,砂浆,：,：水,泥,泥石,灰,灰砂,浆,浆,一定,的,的强,度,度和,耐,耐久,性,性,流动,性,性、,保,保水,性,性好,工程,上,上常,用,用的,砂,砂浆,3/10/2023,6,非水泥砂浆,石灰砂浆,黏土砂浆,砌块专用砂浆,水泥、水、砂，,掺,掺合料、外加剂,专门砌筑混凝土,砌,砌块,砂浆的强度等级,确定依据,试样70.7mm,70.7mm,70.7mm,，,，养护28d,六个试样抗压强,度,度的平均值,目前较少采用,3/10/2023,7,砂浆的强度等级,普通砂浆：M15、M10,、,、M7.5、M5、M2.5,砌块专用沙浆：Mb15、Mb10,Mb7.5、Mb5,砂浆的性能,流动性,重3N、顶角30,锥体沉入深度,表,表示,=可塑性,用于砖砌体：70100mm,用于砌,块,块砌体,：,：5070mm,用于石,砌,砌体：3050mm,保水性,分层度,表,表示：,静,静止30min，砂,浆,浆上下,层,层沉入,量,量之差,作,作为分,层,层度。,1020mm,尚未结,硬,硬时取M0或Mb0,3/10/2023,8,10.2,砌,砌,体,体的类,型,型,10.2.1,无,无,筋,筋砌体,砖砌体,应用类,型,型,砖墙,砖柱,砌筑方,法,法,实心砌,体,体,空斗砌,体,体,砖砌体,砌块砌,体,体,石砌体,顺砖,丁砖,梅花丁,砌,砌法,3/10/2023,9,3/10/2023,10,3/10/2023,11,砌块,砌,砌体,类型,混凝,土,土小,型,型空,心,心砌,块,块砌,体,体,轻骨,料,料混,凝,凝土,小,小型,空,空心,砌,砌块,砌,砌体,加气,混,混凝,土,土砌,块,块砌,体,体,应用,承重,墙,墙,维护,墙,墙,加气混凝土砌块,3/10/2023,12,石砌体,类型,料石砌体,毛石砌体,毛石混凝,土,土砌体,应用,房屋墙、,柱,柱,房屋基础,挡土墙,护坡、拱,桥,桥、水坝,3/10/2023,13,10.2.2,配,配筋砌体,横向配筋,砖,砖砌体,水平灰缝,内,内配置钢,筋,筋,方格钢筋,网,网,连弯钢筋,网,网,钢筋作用,约束砌体,的,的横向变,形,形,提高砌体,抗,抗压强度,3/10/2023,14,纵向配筋,砌,砌体,纵向钢筋,竖向灰缝,内,内,孔洞内,应用,空心砖内,设,设置纵向,钢,钢筋=纵,向,向配筋砖,砌,砌体,砌块内设,置,置纵向、,横,横向钢筋=配筋砌,块,块剪力墙,组合砌体,砌体+钢,筋,筋混凝土,面,面层,砌体+钢,筋,筋砂浆面,层,层,3/10/2023,15,10.3,砌,砌体,的,的受压性,能,能,砖砌体受,压,压破坏特,点,点,第I阶段,：,：弹(塑)性阶段,，,，个别砖,初,初始裂缝,第II阶,段,段：裂缝,形,形成小段,，,，不增载,自,自发展,第III,阶,阶段：小,段,段裂缝贯,通,通，分割,成,成若干,小柱，失,稳,稳破坏,10.3.1,砖,砖砌体轴,心,心受压试,验,验,3/10/2023,16,块材受力,砌体在压力作用,下,下，块材处于复,杂,杂应力状态工作,砂浆与块材并非,完,完全接触,砂浆和块材泊松,比,比不相等,竖向灰缝不能填,实,实，不能保证整,体,体性，有应力集,中,中现象发生,受压，受弯+,受,受剪+受拉,砌体抗压强度低,于,于块材抗压强度,3/10/2023,17,影响砌体抗压,强,强度的主要因,素,素,块体强度和尺寸,砂浆强度和性能,砂浆的性能：,纯,纯水泥砂浆较,差,差,流动性，保水,性,性,纯水泥砂浆砌,筑,筑的砌体，强,度,度打折,砌筑质量,灰,缝,缝,厚,厚,度,度,：,：812mm,砂,浆,浆,饱,饱,满,满,程,程,度,度,：,：,水,水,平,平,灰,灰,缝,缝,不,不,低,低,于,于80%,竖,向,向,灰,灰,缝,缝,不,不,低,低,于,于60%,质量等,级,级分A,、,、B、C三级,3/10/2023,18,10.3.2,砌,砌,体,体的抗,压,压强度,试验数,据,据回归,，,，统计,公,公式,各系数,k,1,、,k,2,和,见表10-3,对于砖,砌,砌体,若砂浆,强,强度等,级,级取M0,3/10/2023,19,10.3.3,砌,砌,体,体的变,形,形性能,应力-,应,应变关,系,系,压缩变,形,形的组,成,成,块体变,形,形（较,小,小）,砂浆变,形,形,砂浆和,块,块体之,间,间空隙,压,压密,非线性,关,关系,3/10/2023,20,砌体的,模,模量,弹性模,量,量,取,=0.43,f,m,时的割,线,线模量,砖砌体,、,、砌块,砌,砌体,：,：,E,=352,f,m,1.5,石砌体,：,：,E,=576+677,f,2,见附表24,剪变模,量,量,理论上,G,=,E,/2(1+,),按弹性,模,模量的0.4,倍,倍采用,G,=0.4,E,弹性模,量,量也可,采,采用切,线,线模量,3/10/2023,21,10.4,砌,砌体的,其,其他受,力,力性能,砌体轴,心,心受拉,破,破坏特,征,征,沿齿缝,截,截面破,坏,坏,沿竖向,灰,灰缝和,块,块体截,面,面破坏,沿水平,通,通缝截,面,面破坏,10.4.1,砌,砌,体,体的轴,心,心受拉,性,性能,设计时,应,应避免,这,这种受,力,力方式,3/10/2023,22,砌体轴心抗,拉,拉强度平均,值,值,破坏类型与,强,强度的关系,沿齿缝破坏,的,的抗拉强度,主,主要与块材,和,和砂浆的黏,结,结强度有关,沿竖向灰缝,和,和块体截面,破,破坏的抗拉,强,强度仅与块,体,体强度有关,抗拉强度平,均,均值,沿齿缝,沿块体,烧结砖,k,3,=0.141,蒸压砖,k,3,=0.09,混凝土砌块,k,3,=0.069,毛石,k,3,=0.075,3/10/2023,23,10.4.2 砌体,的,的弯曲受拉,性,性能,沿齿缝、通,缝,缝,沿块体,k,4,见表10-4,弯曲受拉破,坏,坏特征类似,于,于轴心受拉,弯曲抗拉强,度,度平均值,3/10/2023,24,10.4.3,砌,砌体的受,剪,剪性能,纯剪破坏,形,形式,沿通缝破,坏,坏,沿阶梯形,截,截面破坏,抗剪强度,平,平均值,竖向灰缝,砂,砂浆往往,不,不饱满，,抗,抗剪力低,取两种破,坏,坏形式的,抗,抗剪强度,相,相等,k,5,见表10-4,3/10/2023,25,10.5,砌,砌体的强度指,标,标取值,10.5.1,砌,砌体强度,标,标准值,按95%保证,率,率，砌体强度,标,标准值应为砌,体,体强度平均值-1.645,标,标准差,砌体强度标准,值,值,=砌体强度平,均,均值,(1,-1.645,变,变异系数),变异系数,非毛石砌体：,抗,抗压0.17,，,，抗拉、弯、,剪,剪0.2,毛石砌体：抗,压,压0.24，,抗,抗拉、弯、剪0.26,3/10/2023,26,10.5.2,砌,砌体强度,设,设计值,一般砌体强度,设,设计值,砌体强度标准,值,值除以材料分,项,项系数为砌体,的,的强度设计值,f,取材料分项系,数,数,f,=1.6,砌体强度设计,值,值,计算公式：,f,=,f,k,/,f,计算结果修约,到,到 0.01MPa,附表17附,表,表23,3/10/2023,27,灌孔,砌,砌体,强,强度,设,设计,值,值,抗压,强,强度,设,设计,值,值,f,g,灌孔,混,混凝,土,土轴,心,心抗,压,压强,度,度设,计,计值,灌孔,面,面积,和,和砌,体,体毛,面,面积,的,的比,值,值,灌孔,率,率，,灌,灌孔,面,面积,和,和孔,洞,洞面,积,积的,比,比值,砌块,孔,孔洞,率,率,抗剪,强,强度,设,设计,值,值,f,vg,3/10/2023,28,例,题,题10.1,计,算,算MU15,砖,砖,与,与M5,混,混,合,合,砂,砂,浆,浆,砌,砌,筑,筑,的,的,砌,砌,体,体,的,的,抗,抗,压,压,强,强,度,度,设,设,计,计,值,值,。,。,解,MPa,3/10/2023,29,设,计,计,值,值,调,调,整,整,设,计,计,值,值=,调,调,整,整,系,系,数,数,a,表,值,值,调整系,数,数,下列情,况,况，调,整,整系数,a,=0.9,有吊车,房,房屋砌,体,体；,跨度不,小,小于9m的梁,下,下烧结,普,普通砖,砌,砌体；,跨度不,小,小于7.5m,的,的梁下,烧,烧结多,孔,孔砖、,蒸,蒸压灰,砂,砂砖、,蒸,蒸压粉,煤,煤灰砌,体,体；,混凝土,和,和轻骨,料,料混凝,土,土砌块,砌,砌体。,10.5.3,砌,砌,体,体强度,设,设计值,调,调整,3/10/2023,30,面积较,小,小时,用水泥,沙,沙浆砌,筑,筑时,抗压：,a,=0.9,轴心抗,拉,拉、弯,曲,曲抗拉,、,、抗剪,：,：,a,=0.8,对配筋,砌,砌体构,件,件，当,其,其中砌,体,体采用,水,水泥砂,浆,浆砌筑,时,时，仅,对,对砌体,的,的强度,设,设计值,乘,乘以调,整,整系数,3/10/2023,31,当施工,质,质量控,制,制等级,为,为C级,时,时：,a,=0.89,当验算,施,施工中,房,房屋的,构,构件时,：,：,a,=1.1,同时满,足,足多项,条,条件时,，,，系数,应,应连乘,施工阶,段,段砂浆,尚,尚未硬,化,化的新,砌,砌体的,强,强度和,稳,稳定性,，,，可按,砂,砂浆强,度,度为0,进,进行验,算,算。,3/10/2023,32,例题10.2 砌,体,体的抗压强,度,度主要取决,于,于：,A.块,体,体和砂浆的,强,强度