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文檔簡介

砌體結(jié)構(gòu)緒論現(xiàn)行《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50003-2011

(2011年7月26日發(fā)布,2012年8月1日起實施)codefordesignofmasonrystructures(1)磚砌體(結(jié)構(gòu))

brickmasonrystructure

:燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰普通磚、混凝土普通磚、混凝土多孔磚的無筋和配筋砌體(2)砌塊砌體結(jié)構(gòu)

blockmasonrystructure:混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的無筋和配筋砌體;(3)石砌體結(jié)構(gòu)

stonemasonrystructure:各種料石和毛石的砌體。0.1砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展簡史一.發(fā)展簡史→總論:1.砌體:是把塊體(包括粘土磚、空心磚、砌塊、石材等)和砂漿通過砌筑而成的整體材料。

2.砌體結(jié)構(gòu):由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。3.砌體結(jié)構(gòu)的歷史:

十分悠久→是人類文明史的重要部分

a、伴隨人類巢居→穴居→室居的過程而發(fā)展

b、在滿足室居要求的情況下,開始發(fā)展交通功能、戰(zhàn)略功能及滿足精神功能要求的砌體結(jié)構(gòu):如:橋梁(趙州橋)、長城、金字塔、角斗場、塔、寺、廟、墓等。→主要材料:磚,石金字塔希臘帕提農(nóng)神廟

羅馬大角斗場

意大利萬神廟

古羅馬的加爾(Gare)輸水道巴黎圣母院

無梁殿

4.砌塊砌體的發(fā)展:1824波特蘭水泥→1882砼砌塊→1897美國第一棟砌塊建筑配筋砼砌塊砌體→多、高層建筑(6∽19層)

1958中國砼空心砌塊砌體二.國內(nèi)發(fā)展史:建國以來發(fā)展速度快、成就顯著→具有國情因素1.應(yīng)用范圍廣→擴大房屋(民用)→工業(yè)→公共建筑→橋梁→特種結(jié)構(gòu)(煙囪、水池、料倉、渡槽等、排氣塔)2.新的發(fā)展及應(yīng)用(墻體材料革新)即:新材料、新工藝.新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的發(fā)展→“四新”拉斯維加斯賓館

上海配筋砌塊砌體住宅

空心砌塊帶鉤砌塊配筋砌塊約束砌塊輕集料砌塊砌體廢料利用(工業(yè)廢渣、粉煤灰、媒矸石等)(是根據(jù)墻內(nèi)設(shè)置鋼筋面積的配筋率來確定的)三.分類:1、配筋方式:(1)無筋砌體(2)配筋砌體2、塊材種類:

(1)燒結(jié)普通磚:由煤矸石、頁巖、粉煤灰或黏土為主要原料,經(jīng)過焙燒而成的實心磚;MU30、25、20、15、10.(2)燒結(jié)多孔磚:以煤矸石、頁巖、粉煤灰或黏土為主要原料,經(jīng)過焙燒而成、孔洞率不大于35%,孔的尺寸小而數(shù)量多,主要用于承重部位的磚。MU30、25、20、15、10.(3)蒸壓灰砂磚:以石灰等鈣質(zhì)材料和砂等硅質(zhì)材料為主要原料,經(jīng)坯料制備、壓制排氣成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。MU25、20、15.(4)蒸壓粉煤灰磚:以石灰、消石灰或水泥等鈣質(zhì)材料與粉煤灰等硅質(zhì)材料及集料為主要原料,摻加適量石膏,經(jīng)坯料制備、壓制排氣成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。同上(5)混凝土小型空心砌塊:由普通混凝土或輕集料混凝土制、成,主規(guī)格尺寸390*190*190、空心率在25%--50%的空心砌塊,簡稱混凝土砌塊或砌塊。MU20、15、10、7.5、5.四、計算理論和計算方法的完善①1956原前蘇聯(lián)規(guī)范②1973第一本《磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ3-73)③1988《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ3-88)④2002《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2001)→準概率理論(今后,全概率設(shè)計法)⑤2012《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2011)(6)混凝土磚:以水泥為膠結(jié)材料,以砂、石為主要集料,加水攪拌、成型、養(yǎng)護制成的一種多孔的混凝土半盲孔磚或?qū)嵭拇u。多孔磚的主規(guī)格尺寸為240*115*90、240*190*90、190*190*90等;實心磚的主規(guī)格尺寸為240*115*53、240*115*90等。MU30、25、20、15.(7)石材:MU100、80、60、50、40、30、20.五、砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點1.優(yōu)點:①材料來源廣泛,就地取材→經(jīng)濟性,施工設(shè)備和方法簡單;②耐火性、耐久性較好、使用年限長、大氣環(huán)境下的穩(wěn)定性;③隔聲、保溫性、隔熱性能好、節(jié)約效果明顯、節(jié)能性好;④較砼結(jié)構(gòu)而言,節(jié)約水泥和鋼筋以及模板,并不需特殊的施工工藝,能連續(xù)施工←施工后有強度;⑤對大型砌塊或墻板而言,可減輕結(jié)構(gòu)自重、施工進度快、工業(yè)化程度高。

2、缺點:(1)與鋼和混凝土相比,砌體強度較低,結(jié)構(gòu)自重大;(2)砌體的砌筑施工勞動量大;(3)砌體的抗拉和抗剪強度都很低,結(jié)構(gòu)抗震性能較差;(4)粘土磚制造耗用粘土,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、不利于環(huán)保。

六、砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展方向(1)使砌體結(jié)構(gòu)適應(yīng)可持續(xù)性發(fā)展的要求

燒結(jié)粘土磚多孔化;充分利用工業(yè)廢料和地方材料;(2)發(fā)展高強、輕質(zhì)、高性能的材料采用高強輕質(zhì)砌塊;采用配套專用高強砌筑砂漿;采用混凝土配筋砌體;采用外墻保溫、隔熱、防裂措施;(3)采用新技術(shù)、新的結(jié)構(gòu)體系和新的設(shè)計理論采用預(yù)應(yīng)力砌體和盒式拼裝結(jié)構(gòu);采用隔振技術(shù)減輕地震作用危害;七、砌體結(jié)構(gòu)適用范圍民用建筑:基礎(chǔ)、內(nèi)外墻、柱、過梁等工業(yè)建筑:圍墻、煙囪、料斗、筒倉、地溝、管道支架和抗?jié)B要求不高的水池等交通水利:橋梁、隧道和地下渠道、擋土墻、水壩、渡槽等1、砌體的物理力學(xué)性能學(xué)習(xí)要點了解塊體和砂漿的種類、強度等級。了解砌體的種類及其在工程中的應(yīng)用。重點掌握砌體受壓破壞的全過程、砌體受壓時的應(yīng)力狀態(tài)和影響砌體抗壓強度的主要因素。掌握砌體受拉、受彎及受剪的破壞形態(tài)。掌握砌體受壓的變形特點和砌體彈性模量的確定方法。1.1材料強度等級1.1.1磚1.燒結(jié)普通磚

firedcommonbrick

以粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰為主要原料,經(jīng)過焙燒而成的實心磚或孔洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚統(tǒng)稱為燒結(jié)普通磚(標準磚)。規(guī)格全國統(tǒng)一,其尺寸為24011553

,自重為18—19kN/。強度等級:根據(jù)標準試驗方法所得到的極限抗壓強度MPa值來劃分(GB/T5101-1998)實心磚以MPa來反映,燒結(jié)普通磚MU30,MU25,MU20,MU15,MU10(5種)燒結(jié)普通磚的評定方法

《燒結(jié)普通磚》(GB5101-2003):

MU30、MU25、MU20、MU15、MU10

M——

MasonryU——

Unit

2、燒結(jié)多孔磚

firedperforatedbrick以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料,經(jīng)過焙燒而成,孔洞率不大于35%,孔的尺寸小而數(shù)量多

多孔磚優(yōu)點:可節(jié)約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節(jié)省墻體造價;可減輕塊體自重、改善保溫隔熱性能;

適用范圍:房屋上部結(jié)構(gòu)(不宜用于凍脹地區(qū)地下部位)MU30,MU25,MU20,MU15,MU10(5種)1.1.2砌塊block

砌塊是指采用普通混凝土、輕集料混凝土制成空心砌塊體。砌塊按尺寸大小和重量可分為:目前國內(nèi)在承重墻體中使用最為普遍的是混凝土小型空心砌塊(concretesmallhollowblock),主要規(guī)格尺寸為390190190,孔洞率在25%~50%之間。砌塊強度等級:

混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的強度等級:MU20,15,10,7.5,5五種自承重墻的輕集料混凝土砌塊的強度等級,按下列規(guī)定采用:Mu10、7.5、5、3.5;四種1.1.3石材stone

無明顯風化的天然巖石經(jīng)過人工開采和加工后,外形規(guī)則的建筑用材。按加工后的外形規(guī)則程度,分為:

料石(六面體):細料石、半細料石、粗料石、毛料石

毛石:形狀不規(guī)則,中部厚度不小于200mm特點:強度高、抗凍、抗氣、抗磨、抗蝕等,大氣穩(wěn)定性好。強度等級:

MU100,80,60,50,40,30,20等七個等級1.1.4砂漿mortar1.定義:砂漿是由膠凝材料(水泥、石灰)、細骨料(砂)和水按一定配合比攪拌而成的混合材料。2.作用

a、使塊體與砂漿接觸表面產(chǎn)生粘結(jié)力和摩擦力,從而把散放的塊體材料凝結(jié)成整體以承受荷載。b、墊平塊體上、下表面,使塊體應(yīng)力分布較為均勻,提高砌體強度。c、砂漿填滿了塊體間的縫隙而減少了砌體的透氣性,從而提高了砌體的保溫性能和抗凍性能。類型:無塑性摻料的水泥砂漿有塑性摻料(石灰或粘土漿)的混合砂漿(不含水泥)石灰砂漿

粘土砂漿石膏砂漿砌塊專用砌筑砂漿→砼砌塊Mb

蒸壓灰砂、蒸壓粉煤灰普通磚專用砌筑砂漿Ms按成分分重砂漿(ρ≥15KN/m3)輕砂漿(ρ<15KN/m3)按重力密度分:砂漿的稠度:砂漿性能的重要指標之一用標準錐體沉入砂漿中的深度(mm)來測定稠度;

水泥砂漿(水泥和砂):沒有加任何塑性摻合料

特點:硬化快、強度高、耐久性好,適用于對強度要求較高的砌體。由于能在潮濕環(huán)境中硬化,一般多用于含水量較大的地基土中的地下砌體。但和易性差!

非水泥砂漿:不含水泥的砂漿如:石灰砂漿(石灰和砂)、石膏砂漿和粘土砂漿。

特點:和易性好,但硬化慢、強度低、耐久性差、抗水性差,適用于強度要求不高的砌體或簡易臨時性建筑。

混合砂漿:有塑性摻合料砂漿中的砂子是細骨料,水泥起活化劑膠結(jié)料的作用,石灰或粘土既是膠結(jié)料又是塑性摻合料,它能增加鋪砌時的和易性。

特點:具有較好的強度和耐久性,和易性較好,適用于非地下水位以下的砌體,是一般墻體中常用的砂漿。

水泥石灰混合砂漿(水泥、石灰和砂)水泥粘土混合砂漿(水泥、粘土和砂)塑性摻料的作用:↗可塑性保水性→和易性工作度(改善)保證質(zhì)量基本要求:①強度高,抗蝕性好②可塑性好③保水性足夠燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體采用的普通砂漿強度等級:M15;10;7.5;5;2.5(MPa)

(M----砂漿mortar)可塑性(也稱流動性或稠度)

指砂漿在外力作用下易于產(chǎn)生流動的性能??伤苄院玫纳皾{便于操作,能將砂漿很容易且均勻地鋪開,使灰縫平整、密實,從而提高工作效率,保證砌筑質(zhì)量??伤苄杂蒙皾{稠度測定儀的標準圓錐體沉入砂漿的深度進行測定,沉入深度越大,流動性越好。一般磚砌體用的砂漿沉入深度為70--100mm。保水性

:指砂漿在運輸、砌筑過程中保持水分不很快流失的能力,用分層度表示(≤30mm),一般為10--20mm為宜。(稠度之差)考慮保水性的原因是:

若砂漿的保水性差,在運輸和砌筑過程中,一部分水分會從砂漿中分離出來而降低砂漿的流動性,使砂漿難以抹平,影響砌體強度。在砌筑過程中,塊體將吸收一部分水分,當吸收的水分適量時,對于灰縫中的砂漿強度及密實性是有利的。如果保水性差,水分很快被塊體吸收,砂漿水分失去過多,不能保證砂漿的正常硬化,反而會降低砂漿強度,從而也降低砌體強度。因此從另一角度講,磚在砌筑之前應(yīng)提前潤濕。灌孔混凝土是由水泥、砂子、碎石、水以及根據(jù)需要摻入的摻合料和外加劑等組分,按一定比例采用機械攪拌后,用于澆筑混凝土砌塊砌體或其他需要填實部位孔洞的混凝土,簡稱砌塊灌孔混凝土,其強度等級用“Cb”(groutforconcretesmallhollowblock

)表示。1.1.5混凝土砌塊灌孔混凝土

(groutforconcretesmallhollowblock)在混凝土小型砌塊砌筑中,為了提高房屋的整體性、承載力和抗震性能,常在砌塊豎向孔洞中設(shè)置鋼筋并澆筑灌孔混凝土,使其形成鋼筋混凝土芯柱。原則:“因地制宜、就地取材”;

合理選擇技術(shù)經(jīng)濟指標較好、符合施工隊伍技術(shù)條件而且使用性能良好的塊體和砂漿;

考慮強度和耐久性;(砌體材料耐久性不足時,在使用期間經(jīng)多次凍融循環(huán)后將會引起塊體剝蝕和強度降低。)應(yīng)考慮建筑物的使用性質(zhì)和所處的環(huán)境因素。

塊體及砂漿的選擇1.2砌體種類為了使砌體構(gòu)成一個整體,在外力(主要是壓力)的作用下,砌體中的塊體能夠較均勻地受力,以獲得較高的砌體強度,除了靠砂漿使塊體粘結(jié)之外,還需要使塊體在砌體中合理排列,即應(yīng)采用一定的砌合方法。如果塊體排列不合理,各皮塊體間的豎向灰縫重合于幾條垂直線上,則這些豎向灰縫將砌體分割成彼此無聯(lián)系或聯(lián)系很弱的幾個部分,不能相互傳遞壓力和其他內(nèi)力,不僅不利于砌體整體受力,還會進而削弱甚至破壞建筑物的整體工作。一、磚砌體

磚砌體結(jié)構(gòu):由燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚作為塊體與砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。在工業(yè)與民用建筑中,磚砌體廣泛被用作承重外墻、內(nèi)墻、磚柱、基礎(chǔ)等承重結(jié)構(gòu),以及圍護墻與隔墻等非承重結(jié)構(gòu)。墻厚:240(一磚),370(一磚半)

490(二磚),620(二磚半)

740(三磚)等

一順一丁砌法(實心):三順一丁

五順一丁

梅花丁等砌筑要求:橫平豎直灰縫飽滿避免豎向通縫490×490mm磚柱的四皮砌筑法

一眠一斗

一眠多斗

受力不好無眠空斗空心砌體為什么不采用六順一丁、七順一丁呢?國外常采用五順一丁砌法,在橫截面形成五皮磚高的豎向通縫,未搭縫的半磚厚砌體的高厚比約為3。試驗表明,雖然五順一丁砌體的抗壓強度僅比一順一丁砌體的降低2~5%,但當高厚比大于3時(順磚層數(shù)超過5皮),砌體在較大壓力作用下,可能沿豎向灰縫開裂,并過早喪失穩(wěn)定,因而砌體強度降低較多。小型砌塊上下皮搭砌長度不小于90mm;砌塊砌體一般由單排砌塊砌筑,即墻體厚度等于砌塊寬度,施工速度快;宜孔對孔、肋對肋砌筑,利于傳力;如果不得不錯孔砌筑時,砌體的抗壓強度應(yīng)按規(guī)定予以降低;可利用砌塊的豎向孔洞做成配筋芯柱,解決房屋抗震構(gòu)造要求。

二、砌塊砌體

→墻體改革的主要方向之一→經(jīng)濟、技術(shù)指標好三、石砌體

石砌體結(jié)構(gòu):由天然毛石或經(jīng)加工的料石作為塊體與砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)??捎米饕话忝裼梅课莸某兄貕Α⒅突A(chǔ)。因地制宜,在產(chǎn)石地區(qū)適用。

料石砌體:常用于拱橋、石壩;

毛石砌體:不宜用于承受振動荷載的房屋;

毛石混凝土砌體

毛石混凝土砌體:是在模板內(nèi)交替鋪設(shè)混凝土層和形狀不規(guī)則的毛石層形成的,通常每澆筑120--150mm厚混凝土設(shè)置一層毛石。毛石混凝土主要用于基礎(chǔ)和地下結(jié)構(gòu)。

卡納克神廟“大柱廳”

帕提農(nóng)神廟四、配筋砌體

1、網(wǎng)狀配筋磚砌體:在磚砌體的水平灰縫中每隔幾皮磚配置橫向方格鋼筋網(wǎng)片的砌體承重結(jié)構(gòu)。適用于承受軸心受壓或小偏心受壓的墻、柱

2、組合磚砌體:由磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成的砌體承重結(jié)構(gòu)。適用于承受大偏心受壓的墻、柱。鋼筋網(wǎng)的形式3、磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻:在磚砌體中每隔一定距離設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱,并在各層樓蓋處設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,使其成為一個整體結(jié)構(gòu)共同受力。4、配筋砌塊砌體剪力墻:是在砌塊墻體上、下貫通的豎向孔洞中插入豎向鋼筋,并用灌孔混凝土灌實,使豎向和水平鋼筋與砌體形成一個共同工作的整體,可用于大開間建筑和中高層建筑。

1.3砌體的抗壓性能一、普通磚砌體軸心受壓的破壞特征

以MU10燒結(jié)普通磚和M5混合砂漿砌筑的尺寸為240370720mm3(12皮)的標準試件在軸心壓力作用下從加載至破壞大致分為三個階段。1.由開始加荷起,到個別磚塊出現(xiàn)細微可見裂縫止,稱為第一階段,此時荷載約為破壞荷載的50-70%(與砌體所用的砂漿有關(guān))。特點:裂縫細小,如果停止加載,裂縫不會繼續(xù)開展。1.3.1、砌體受壓破壞混凝土墊塊混凝土墊塊2.繼續(xù)增加荷載,原有裂縫不斷擴展,同時產(chǎn)生新的裂縫,單塊磚內(nèi)的個別裂縫逐漸連接起來,形成貫通幾皮磚的豎向裂縫,此時荷載為破壞荷載的80--90%,稱為第二階段。特點:如果荷載不再增加,裂縫仍不斷發(fā)展。因為房屋是處在長期荷載作用下工作,應(yīng)認為砌體已臨近破壞,在工程中視構(gòu)件處于危險狀態(tài)。

3.當荷載繼續(xù)增加,則裂縫隨荷載的增加而迅速發(fā)展,加長、加寬,形成幾條貫通的豎向裂縫,將砌體分割成幾個寬度為半磚左右的小柱體,整個砌體明顯向外鼓出。因為各個小柱受力不均勻,最后將由于某些小柱的失穩(wěn)或壓碎而導(dǎo)致整個砌體的破壞,稱為第三階段。

(一)、磚砌體軸心受壓時的應(yīng)力狀態(tài)分析

——為什么磚砌體抗壓強度低于單磚?

燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強度設(shè)計值

磚強度等級砂漿強度等級砂漿強度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU253.602.982.682.372.061.05MU203.222.672.392.121.840.94MU152.792.312.071.831.600.82MU10—1.891.691.501.300.67當燒結(jié)多孔磚砌體的孔洞率大于30%時,表中數(shù)值應(yīng)乘以0.9

砌體強度設(shè)計值f為砌體強度標準值除以砌體結(jié)構(gòu)的材料性能分項系數(shù),即

砌體抗壓強度標準值是取具有95%保證率的抗壓強度值。

----砌體抗壓強度的標準差----砌體抗壓強度平均值從軸心受壓的破壞過程可以看出,砌體抗壓強度遠低于它所用磚的抗壓強度,磚的抗壓強度在砌體中得不到充分發(fā)揮的主要原因在于:當砌體壓應(yīng)力還遠遠小于磚的抗壓強度時,磚已在砌體中過早開裂,并導(dǎo)致整個砌體破壞。

相互關(guān)系見P56表2-3分析:

1、由于砂漿層鋪砌不均勻,使單磚在砌體中受彎、受剪。

磚的尺寸不規(guī)整、灰縫厚度不一、密實性不同,從而導(dǎo)致磚非均勻受壓,磚受到彎矩、剪力、壓力的復(fù)合作用。又因為磚有脆性→抗彎,剪能力差。因此產(chǎn)生了第一批裂縫,導(dǎo)致出現(xiàn)單磚裂縫。因此,砌體中每塊磚相當于支承在既不均勻又不飽滿的墊層上(凹凸不平),當軸心壓力作用在砌體上時,其中的每塊磚就不再是均勻受壓,除壓應(yīng)力外,還要承受彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。由于磚的脆性,其抗彎、抗剪強度遠低于抗壓強度,所以在砌體中常常由于單塊磚承受不了彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力而出現(xiàn)第一批裂縫。

2、由于砂漿和磚的變形模量不同,其橫向變形交互作用使磚受拉。因為磚和砂漿的彈性模量E及橫向變形系數(shù)不同,所以磚的橫向變形因砂漿而增大,從而在磚中出現(xiàn)拉應(yīng)力。反之,砂漿的橫向變形因磚而變小。所以單磚處于壓、彎、剪、拉的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)→抗壓強度降低。而砂漿處于三向受壓狀態(tài)→抗壓強度提高。要求:砂漿強度等級不能太低,否則,會在磚中過早出現(xiàn)裂縫。由于砂漿和磚的變形模量不同,

其橫向變形交互作用使磚受拉。

當砂漿強度等級較低時,磚的橫向變形小于砂漿層的橫向變形,但兩者的橫向變形在砌體中又必須協(xié)調(diào),由于磚和砂漿之間存在著粘結(jié)力和摩擦力,因此,磚就會阻礙砂漿的自由變形,使砂漿受到橫向壓力,而磚則受到橫向拉力。磚的抗拉強度很低,當拉應(yīng)力一旦超過磚的抗拉強度時,磚就會開裂。這種附加拉應(yīng)力也是促使磚提早開裂的原因之一。

《規(guī)范》:砂漿強度等級最低為M2.53、豎向灰縫處的應(yīng)力集中。豎縫的飽滿度低,粘結(jié)力差,從而砌體的整體性弱→上面磚中拉應(yīng)力和剪應(yīng)力集中→加快磚的開裂,導(dǎo)致砌體強度降低。

水平灰縫的砂漿飽滿度:砌體中磚的下表面與砂漿上表面緊密接觸的面積與磚面積的比值。

《砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50203-2011)規(guī)定:磚墻水平灰縫的飽滿度不得低于80%,磚柱水平灰縫豎向灰縫的飽滿度不得低于90%。二、多孔磚砌體軸心受壓的破壞特征1、多孔磚砌體的軸心受壓實驗表明,砌體內(nèi)產(chǎn)生第一批裂縫的壓力約為破壞壓力的70%。2、在砌體受力的第二階段,出現(xiàn)裂縫的數(shù)量不多,但是裂縫豎向貫通的速度快,且臨近破壞時磚的表面出現(xiàn)大面積的剝落。3、多孔磚砌體的軸心受壓時,由于多孔磚的高度比普通粘土磚的大,且孔壁較薄,所以從第二受力階段到第三受力階段所經(jīng)歷的時間要比普通粘土磚所經(jīng)歷的時間要短。1.3.2、砌體抗壓強度的影響因素

塊體的強度及厚度砂漿的強度及和易性砌筑質(zhì)量塊體強度等級高,砌體抗壓強度高。塊體厚度大,抵抗彎、剪的能力強,其抗折強度高;另一方面,由于塊體較高,水平灰縫相應(yīng)較少,砂漿層對塊體的附加水平拉應(yīng)力也相應(yīng)減小,所以砌體抗壓強度隨塊體的厚度而增加。塊體規(guī)則,塊體內(nèi)彎矩、剪力的不利影響相對較小,砌體抗壓強度高。塊體長度長,砌體抗壓強度低。

塊體的強度及厚度

受壓時脆性也增加

砂漿的強度及和易性

砂漿的強度等級高,彈性模量大,橫向變形小,塊體的水平拉應(yīng)力小,砌體抗壓強度高。當砂漿強度較低時,隨著砂漿強度的增加,砌體強度迅速增加;當砂漿強度較高時,影響逐漸減小。砂漿的和易性好,易于使磚塊比較均勻地砌筑在砂漿層上,能更好地發(fā)揮塊體抗壓強度較大的作用,砌體抗壓強度高。

f2fm

砌筑質(zhì)量

灰縫的飽滿度——砌筑質(zhì)量的標志之一砂漿層的鋪砌厚度砌合方法砌塊的含水率砌筑工人的技術(shù)水平砂漿層的標準厚度為8~12mm灰縫太薄,使砂漿難以鋪砌均勻灰縫太厚,橫向變形大降低砌體強度1.3.3、砌體抗壓強度表達式

《規(guī)范》對各類砌體的大量試驗數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計和回歸分析,經(jīng)多次校正,采用了以二項式表達的砌體抗壓強度平均值的計算公式:

式中:——各類砌體軸心抗壓強度平均值(MPa);、——分別為用標準試驗方法測得的塊體和砂漿的抗壓強度平均值(MPa);

——與塊體高度有關(guān)的參數(shù),對磚砌體取0.5;例:MU10與M5組砌的磚砌體,抗壓強度為:1.4

砌體的抗剪性能

砌體除用于受壓構(gòu)件之外,在實際工程中,如磚過梁或拱的支座處,由于水平推力的作用使支座截面砌體受剪。

應(yīng)力狀態(tài):剪應(yīng)力τ和垂直壓應(yīng)力σy,稱為剪壓復(fù)合受力狀態(tài),在此狀態(tài)下,砌體將產(chǎn)生三種破壞形態(tài)。1.4.1

砌體的受剪破壞特征

1

、剪摩破壞

將砌體的通縫方向與豎向砌成不同的夾角,然后在試件頂部施加豎向壓力。當較小,即夾角時,砌體沿著通縫截面受剪,當摩擦力不足P29以抗剪時,將產(chǎn)生滑移破壞,稱為剪摩破壞。2

、剪壓破壞

當較大,即夾角時,砌體將產(chǎn)生階梯型裂縫而破壞,稱為剪壓破壞。3、斜壓破壞

當更大,即夾角時,砌體將沿壓應(yīng)力作用方向產(chǎn)生裂縫而破壞,稱為斜壓破壞。砌體的受剪破壞是脆性破壞,尤其是斜壓破壞更具脆性。1.4.2

砌體的抗剪強度的影響因素

①塊體與砂漿的強度:塊體只對斜壓影響較大,砂漿對所有破壞形態(tài)都有影響。②垂直壓應(yīng)力:→決定了破壞形態(tài),也影響了抗剪強度。

剪摩破壞

σy/fm≤0.2→τ小,σy↗→fv↗(fm—砌體軸壓強度平均值)

剪壓破壞

σy/fm=0.2~0.6

斜截面上,因主拉應(yīng)力不足而破壞,

σy↗→fv↗,但增加的幅度越來越小。

斜壓破壞

σy/fm≥0.6

σy↗→fv↘σy/fm=1fv=0③施工質(zhì)量主要是砂漿的飽滿度和塊體在砌筑時候的含水率有關(guān)。施工質(zhì)量控制等級另詳。④試驗方法:單剪、雙剪、對角加載。不同的試驗方法,得到的抗剪強度是不同的。(P32圖1.15)1.4.3

砌體的抗剪強度表達式

1、主拉應(yīng)力破壞理論

砌體材料在雙軸壓力作用下,主拉應(yīng)力為:

當或忽略時,得:

此理論認為砌體的剪切破壞是由于主拉應(yīng)力超過砌體的抗主拉應(yīng)力強度,為此要求:

結(jié)合上式,可得

式中,是砌體截面上無垂直荷載時的抗剪強度

。為剪應(yīng)力,最大可達砌體抗剪強度。因此根據(jù)主拉應(yīng)力理論,砌體的抗剪強度的一般表達式為:2、庫倫破壞理論

庫倫理論表明,當砌體摩擦系數(shù)為時,砌體的抗剪強度可用下列表達式:3、剪—壓相關(guān)破壞模式

——受壓應(yīng)力作用時砌體抗剪強度平均值;

——

不同種類砌體的修正系數(shù);

——

無壓應(yīng)力作用時砌體抗剪強度平均值;

——

剪壓復(fù)合受力影響系數(shù);

——

豎向壓應(yīng)力標準值;

砌體抗剪強度平均值(),采用下面統(tǒng)一的表達式:式中是針對不同種類的砌體而采取的系數(shù),具體取值見P35表1-111.5

砌體的受拉、受彎性能

1.5.1

砌體的軸心受拉

1、軸心受拉破壞特征沿通縫破壞:主要取決于砂漿的法向粘結(jié)力

由于砌體和砂漿的法向粘結(jié)力很小,故沿通縫破壞強度很低,工程中不允許出現(xiàn)此種情況,即不能設(shè)計成沿水平通縫截面的軸心受拉構(gòu)件。

沿齒縫破壞:主要取決于砂漿的切向粘結(jié)力

此時砌體的抗拉強度主要取決于塊體與砂漿連接面的粘結(jié)強度,并與齒縫破壞面水平灰縫的總面積有關(guān)。由于塊體與砂漿間的粘結(jié)強度取決于砂漿的強度等級,故此時軸心抗拉強度可由砂漿的強度等級來確定。沿塊體本身及豎向灰縫破壞

如果塊體強度較低而砂漿強度較高,破壞就可能沿塊體和豎向灰縫截面發(fā)生。忽略豎向灰縫的作用,此時砌體抗拉強度主要取決于塊體的抗拉強度。所以實際抗拉截面面積只有砌體受拉截面面積的一半,一般為了計算方便仍取全部受拉截面面積,但強度以塊體抗拉強度的一半計算。

不易發(fā)生這種破壞!Mu10以上砌體軸心抗拉強度平

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