《现代砌体结构》PPT课件.ppt

高等砌体结构高等砌体结构 现代砌体结构 第一章 概述第一章第一章 概述概述1 11 1 我国砌体结构的新发展我国砌体结构的新发展砌体结构砌体结构砖砌体、砌块砌体、石砌体建造的结构的统称。砖砌体、砌块砌体、石砌体建造的结构的统称。历史悠久、量大面广历史悠久、量大面广 中国万里长城、埃及金字塔、绝大多数多层住宅中国万里长城、埃及金字塔、绝大多数多层住宅95 以上以上优点优点造价低；稳定性好；施工简便；受压为主；隔热、隔声。造价低；稳定性好；施工简便；受压为主；隔热、隔声。缺点缺点抗压强度低（抗压强度低（MU30+M15C7.5）截面、自重大）截面、自重大 抗拉抗剪低抗震性能差抗拉抗剪低抗震性能差 与农田争地与农田争地“禁砖禁砖”“禁实禁实”6000亿块亿块“节土节土”、“节能节能”、“利废利废”随着科学技术的进步，针对上述种种缺点已经采取各种措施加以克服和改随着科学技术的进步，针对上述种种缺点已经采取各种措施加以克服和改善，古老的砖石结构已经逐步走向现代砌体结构。善，古老的砖石结构已经逐步走向现代砌体结构。现代砌体结构 第一章 概述砌体结构的新发展砌体结构的新发展国内：克服缺点创新发展国内：克服缺点创新发展1、多孔砖、空心砖、多孔砖、空心砖节土节土203090年年“两部两局两部两局”推广五城市推广五城市“北京、哈尔滨、福州、重庆北京、哈尔滨、福州、重庆”哈建工负责项目红旗小区、嵩山小区哈建工负责项目红旗小区、嵩山小区节能达标：节能达标：24080岩棉岩棉120980砖墙砖墙KP1烧结多孔砖烧结多孔砖规格：规格：24011590孔型：孔型：20孔孔容重：容重：1280kg/m3 烧结页岩空心砖烧结页岩空心砖规格：规格：190190115 孔型：孔型：12孔孔容重：容重：800-1010kg/m3 现代砌体结构 第一章 概述2、中高层突破：抗震规范限制、中高层突破：抗震规范限制7度度7层开发利益层开发利益沈阳：组合墙：沈阳：组合墙：构造柱圈梁构造柱圈梁约束砌体约束砌体 抗侧承载力、变形抗侧承载力、变形 7度度 8层层 1托托7 2托托6 沈阳市钢筋混凝土砖组合墙结构技术规程沈阳市钢筋混凝土砖组合墙结构技术规程 哈建工：哈建工：“底层大开间框剪组合墙底层大开间框剪组合墙”4层子结构拟动力试验层子结构拟动力试验现代砌体结构 第一章 概述徐州：组合墙徐州：组合墙 加密加密构造柱圈梁构造柱圈梁约束砌体约束砌体 7度度 9层层 约束砖砌体建筑技术规程约束砖砌体建筑技术规程兰州：组合房屋兰州：组合房屋 横墙加密钢混剪力墙横墙加密钢混剪力墙 6度度 10层层 7度度 9层层 8度度 8层层 中高层砖墙与混凝土剪力墙组合砌体结构设计与施工规程中高层砖墙与混凝土剪力墙组合砌体结构设计与施工规程 青岛：总结各地经验青岛：总结各地经验 青岛市中高层底部框架砖房抗震设计暂行规定青岛市中高层底部框架砖房抗震设计暂行规定 现代砌体结构 第一章 概述抗震规范组：抗震规范组：95年武汉召开年武汉召开“超高会议超高会议”“限高会议限高会议”寻找出路！寻找出路！3、混凝土小型空心砌块、混凝土小型空心砌块 30年代上海年代上海 南方南方北方北方 农村农村乡镇乡镇城市城市 “节土节土”、“节能节能”、“利废利废”长白山长白山 延边延边 浮浮 石混凝土砌块石混凝土砌块 长春长春 辉南辉南 火山渣混凝土砌块火山渣混凝土砌块 牡丹江牡丹江 火山渣混凝土砌块火山渣混凝土砌块 双鸭山双鸭山 煤矸石混凝土砌块煤矸石混凝土砌块现代砌体结构 第一章 概述里程碑：里程碑：1995年年混凝土小型空心砌块建筑技术规程混凝土小型空心砌块建筑技术规程JGJ/T1495 97年兰州砌体大会年兰州砌体大会国内形势：毁田烧砖国内形势：毁田烧砖 2003年年170城市城市“禁实禁实”2005年哈尔滨年哈尔滨4、砌块中高层发展：、砌块中高层发展：83、86年南宁年南宁10层、层、11层层MU20两次人工投料无法推广两次人工投料无法推广本溪市煤矸石砌块本溪市煤矸石砌块10层住宅楼（走后山）层住宅楼（走后山）93年哈建工高悬臂砼砌块剪力墙试验（多种配筋率）年哈建工高悬臂砼砌块剪力墙试验（多种配筋率）97年盘锦年盘锦15层住宅楼美国成型机层住宅楼美国成型机MU2098年上海年上海18层塔楼我国最高层塔楼我国最高7度度2000年抚顺年抚顺6.6m大开间大开间12层住宅楼。层住宅楼。2001年哈尔滨阿继年哈尔滨阿继12层（层（2层底框）层底框）2002年哈尔滨阿继年哈尔滨阿继18层（层（2栋、栋、5层底框、层底框、8.49开间）开间）2003年大庆祥阁小区年大庆祥阁小区12层（层（3栋、二期）栋、二期）2004年大庆东湖小区年大庆东湖小区12层（层（14栋）栋）2005年大庆奥林小区年大庆奥林小区1218层（层（D区区24栋、栋、C区区22栋）栋）2006年大庆奥林小区年大庆奥林小区1218层（层（A、B区）区）现代砌体结构 第一章 概述上海上海1818层层盘锦盘锦1515层层阿继阿继1212层层阿继阿继1818层层大庆祥阁小区大庆祥阁小区1212层层抚顺抚顺1212层层现代砌体结构 第一章 概述大庆祥阁小区大庆祥阁小区1212层层现代砌体结构 第一章 概述大庆奥林小区大庆奥林小区现代砌体结构 第一章 概述国内砌体结构发展逐渐被认识、逐渐发展、政策支持国内砌体结构发展逐渐被认识、逐渐发展、政策支持12 国外砌体结构发展现状国外砌体结构发展现状苏联苏联 50年代砌体结构研究年代砌体结构研究 极限状态设计法极限状态设计法 瑞士瑞士 58年年 空心砖空心砖19层墙厚层墙厚380 感兴趣欧美推动发展感兴趣欧美推动发展材料产量：材料产量：1000亿块亿块材料强度：高强块材、砂浆材料强度：高强块材、砂浆（高聚物砂浆）（对缝砌筑）（高聚物砂浆）（对缝砌筑）提高耐久性提高耐久性产品质量：包装出厂产品质量：包装出厂现代砌体结构 第一章 概述国外代表工程：美国丹佛 17层的“五月市场”公寓 20层的派克兰姆塔楼 英国利物浦皇家教学医院10层职工住宅 美国加州希尔顿饭店13层砌块结构（经地震考验）美国拉斯维加斯28层 Excalibur Hotel现代砌体结构 第一章 概述现代砌体结构 第一章 概述现代砌体结构 第一章 概述国外设计理论：国外设计理论：弹性理论容许应力设计法弹性理论容许应力设计法60年代以来欧美年代以来欧美 极限状态设计方法英国标准协会极限状态设计方法英国标准协会1978 意大利砖瓦工业联合会于意大利砖瓦工业联合会于1980近似概率理论近似概率理论 CIB1980年年 ISO/TC179 ISO/TC179（SCI、SC2、SC3）中国中国SC2秘书国配筋砌体结构国际规范（秘书国配筋砌体结构国际规范（ISO 96523）现代砌体结构 第一章 概述13砌体结构设计规范的沿革砌体结构设计规范的沿革 1956年苏联年苏联砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范NUTY120-55极限状态设计极限状态设计 1973年年砖石结构设计规范砖石结构设计规范GBJ3-73 我国第一部我国第一部多系数分析，单一安全系数表达的极限状态设计法多系数分析，单一安全系数表达的极限状态设计法刚弹性构造方案、受压构件统一计算公式刚弹性构造方案、受压构件统一计算公式 1988年修订颁布了年修订颁布了砌体结构设计规范砌体结构设计规范（GBJ388）概率理论极限状态设计方法，分项系数设计表达式概率理论极限状态设计方法，分项系数设计表达式混凝土中型、小型砌块、多层房屋静力计算方案混凝土中型、小型砌块、多层房屋静力计算方案墙梁和挑梁、基本强度表达式墙梁和挑梁、基本强度表达式偏心受压长柱、局部受压和配筋砌体偏心受压长柱、局部受压和配筋砌体现代砌体结构 第一章 概述砌体结构设计规范砌体结构设计规范GB 500032001 2002年年3月月1日正式颁布施行日正式颁布施行规范增加：规范增加：配筋砌块剪力墙结构配筋砌块剪力墙结构连续墙梁、框支墙梁、墙梁抗震设计连续墙梁、框支墙梁、墙梁抗震设计可靠度水平增大可靠度水平增大16可靠指标从可靠指标从3.7提高到提高到4.0构件抗震设计构件抗震设计 配筋砌块剪力墙结构和墙梁结构的抗震设计配筋砌块剪力墙结构和墙梁结构的抗震设计 砌体局部受压刚性垫块梁端有效支承长度、柔性垫梁局压、梁端约束砌体局部受压刚性垫块梁端有效支承长度、柔性垫梁局压、梁端约束影响影响蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料混凝土小型砌块砌体的计算指标蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料混凝土小型砌块砌体的计算指标 混凝土小型空心砌块灌实砌体的抗压、抗剪以及弹性模量的计算指标混凝土小型空心砌块灌实砌体的抗压、抗剪以及弹性模量的计算指标 施工质量控制等级材料分项系数与施工质量控制等级挂钩施工质量控制等级材料分项系数与施工质量控制等级挂钩 无筋砌体双向偏心受压构件、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙无筋砌体双向偏心受压构件、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 沿通缝受剪构件的承载力沿通缝受剪构件的承载力 调整砌体房屋伸缩缝的最大间距调整砌体房屋伸缩缝的最大间距 防止和减轻开裂构造措施防止和减轻开裂构造措施 耐久性提高最低材料强度等级耐久性提高最低材料强度等级夹心墙构造要求夹心墙构造要求 现代砌体结构 第一章 概述现代砌体结构 第一章 概述砌体结构设计规范砌体结构设计规范GB 500032011 2012年年8月月1日正式颁布施行日正式颁布施行现代砌体结构 第一章 概述14 砌体结构今后发展展望砌体结构今后发展展望 国内外共同努力砌体结构国际会议（国内外共同努力砌体结构国际会议（98年第年第11届上海）届上海）历时悠久、古老、粗糙、缺陷不适应当前发展历时悠久、古老、粗糙、缺陷不适应当前发展现代砌体特征：现代砌体特征：1.高强轻质高强轻质MU202.结构形式配筋砌体（结构形式配筋砌体（0.07%无筋、约束、无筋、约束、0.2%配筋）配筋）现代砌体结构 第一章 概述3.节土、节能、利费环境保护、可持续发展节土、节能、利费环境保护、可持续发展4.受力机理、本构关系、基本理论研究较大提高受力机理、本构关系、基本理论研究较大提高多种结构形式齐头并进钢、砼、砌、木结构多种结构形式齐头并进钢、砼、砌、木结构 （哈工大木结构中心）（哈工大木结构中心）国内外砌体、混凝土结构地位对比国内外砌体、混凝土结构地位对比第二章 砌体材料及其力学性能第二章第二章 砌体材料及其力学性能砌体材料及其力学性能21 砌体材料种类和强度等级砌体材料种类和强度等级砌体结构设计规范砌体结构设计规范GB50003-2001修改：修改：增加蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料砼砌块增加蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料砼砌块取消中型砌块、空斗墙砌体取消中型砌块、空斗墙砌体限制材料最低强度等级限制材料最低强度等级（砖（砖MU10）增加砌体收缩率增加砌体收缩率砌体结构设计规范砌体结构设计规范GB50003-2011修改：修改：增加混凝土普通砖、混凝土多孔砖增加混凝土普通砖、混凝土多孔砖第二章 砌体材料及其力学性能（一）块材（一）块材人工砖石人工砖石经过焙烧的（经过焙烧的（烧结普通砖烧结普通砖、烧结多孔砖烧结多孔砖），不经），不经过焙烧但需蒸压养护的硅酸盐砖（过焙烧但需蒸压养护的硅酸盐砖（蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰蒸压粉煤灰砖砖），），混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土砌块。轻集料混凝土砌块。天然石材天然石材料石、毛石料石、毛石少数、新材料应可靠试验和实践可纳入少数、新材料应可靠试验和实践可纳入1.烧结普通砖：粘土、非粘土（页岩、煤矸石、粉煤灰）烧结普通砖：粘土、非粘土（页岩、煤矸石、粉煤灰）24011553标准砖标准砖 684块块/m3 孔洞率孔洞率25%（空心砖不承重）（空心砖不承重）KP1/KP2/KM1/MD 240115115 哈工大稻壳哈工大稻壳 苏联苏联 MU80陶土大板陶土大板现代砌体结构 第一章 概述第二章 砌体材料及其力学性能3.非烧结硅酸盐砖：硅质材料、石灰高压釜蒸汽养护非烧结硅酸盐砖：硅质材料、石灰高压釜蒸汽养护 蒸压蒸压灰砂砖灰砂砖、蒸压蒸压粉煤灰砖粉煤灰砖（炉渣砖、矿渣砖、混凝土砖）（炉渣砖、矿渣砖、混凝土砖）*不用烧结不用烧结*不能用于的部位不能用于的部位 温度长期超过温度长期超过200 急冷、急热急冷、急热 有酸性介质侵蚀有酸性介质侵蚀4.混凝土小型空心砌块：混凝土小型空心砌块：390 x190 x190mm、壁厚、壁厚30mm、空心率、空心率50 普通混凝土空心砌块普通混凝土空心砌块 浮石、火山渣、陶粒轻集料混凝土空心砌块浮石、火山渣、陶粒轻集料混凝土空心砌块 取消中型砌块需机械吊装取消中型砌块需机械吊装5.天然石材：料石、毛石天然石材：料石、毛石;重石材、轻石材（重石材、轻石材（18kN/m3）应无明显风化应无明显风化 6.混凝土普通砖、混凝土多孔砖混凝土普通砖、混凝土多孔砖 以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料，加水搅拌、成型、养护以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料，加水搅拌、成型、养护制成的一种多孔的混凝土半盲孔砖或实心砖。制成的一种多孔的混凝土半盲孔砖或实心砖。现代砌体结构 第一章 概述现代砌体结构 第一章 概述其他块材其他块材:页岩、浮石、陶粒、粉煤灰、煤渣、煤矸石页岩、浮石、陶粒、粉煤灰、煤渣、煤矸石常用的几种烧结多孔砖（a）KM1型 (b)KM1型配砖（c）KP1型 (d)KP2型 (e)(f)KP2型配砖 大孔空心砖 常用混凝土小型空心砌块 常用混凝土小型空心砌块 现代砌体结构 第一章 概述块体和砂浆的选用，主要应考虑材料的强度和耐久性，要遵循因地制宜和就地块体和砂浆的选用，主要应考虑材料的强度和耐久性，要遵循因地制宜和就地取材的原则；按照房屋的使用要求、重要性、使用年限、层数与层高；砌体构取材的原则；按照房屋的使用要求、重要性、使用年限、层数与层高；砌体构件的受力特点、工作环境（例如是否处于水下或地下潮湿环境中，有无侵蚀性件的受力特点、工作环境（例如是否处于水下或地下潮湿环境中，有无侵蚀性液体或气体的作用）等因素予以综合考虑后作出选择。砌体规范规定：液体或气体的作用）等因素予以综合考虑后作出选择。砌体规范规定：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潮湿的MU15MU20MU7.5MU30M5很潮湿的MU20MU20MU10MU30M7.5含水饱和的MU20MU25MU15MU40MU10地面以下或防潮地面以下或防潮层层以下的砌体、潮湿房以下的砌体、潮湿房间间的的墙墙所用材料的最低所用材料的最低强强度等度等级级处于环境类别35等有侵蚀性介质的砌体材料应符合下列规定：1 不应采用蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖；应采用实心砖，砖的强度等级不应低于MU20，水泥砂浆的强度等级不应低于M10；混凝土砌块的强度等级不应低于MU15，灌孔混凝土的强度等级不应低于Cb30，砂浆的强度等级不应低于Mb10；应根据环境条件对砌体材料的抗冻指标、耐酸碱性能提出要求，或复合有关规定。第二章 砌体材料及其力学性能（二）块体的强度等级（二）块体的强度等级 基本力学性能，基本力学性能，“MU”表示表示 砌墙砖试验方法砌墙砖试验方法（GB/T 2542-2003）试样）试样10块，切断、水泥块，切断、水泥净浆叠粘成立方体、经养护后试压破坏净浆叠粘成立方体、经养护后试压破坏 1 1）评定方法改变：抗压、抗折）评定方法改变：抗压、抗折）评定方法改变：抗压、抗折）评定方法改变：抗压、抗折抗压抗压抗压抗压 国际看齐国际看齐国际看齐国际看齐 最低等级提高最低等级提高最低等级提高最低等级提高-取消砖取消砖取消砖取消砖“MU7.5”MU7.5”MU7.5”MU7.5”2 2）强调变异系数）强调变异系数）强调变异系数）强调变异系数烧结普通砖强度等级（烧结普通砖强度等级（GB 51011998）第二章 砌体材料及其力学性能烧结多孔砖强度等级（烧结多孔砖强度等级（MPa）（）（GB135442000）蒸压灰砂砖力学性能（蒸压灰砂砖力学性能（GB 119451999）蒸压粉煤灰砖强度指标（蒸压粉煤灰砖强度指标（JC 2391996）第二章 砌体材料及其力学性能烧结烧结普通普通砖砖 应应力力应变应变关系：关系：同同济济大学大学试验试验砖砖棱柱体棱柱体5356160mm 上下粘钢板上下粘钢板0 00.001 0.001 0.00150.0015u u0.00110.00110.00230.0023 E E1 11.3101.3104 4 MPaMPa特点：特点：1.1.脆性、直线脆性、直线2.f2.fmaxmaxf f1 1两端有钢板约束、尺寸效应两端有钢板约束、尺寸效应第二章 砌体材料及其力学性能砌块抗压强度砌块抗压强度单块受压、按毛面积计算。单块受压、按毛面积计算。强度等级强度等级MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10、MU7.5MU7.5和和MU5MU5 增加增加“MU20”MU20”，取消，取消MU3.5 MU3.5 石材的强度等级石材的强度等级：试件：试件200mm200mm立方体立方体70mm70mm70mm70mm立方体立方体立方体立方体 石材强度等级的换算系数石材强度等级的换算系数石材强度等级的换算系数石材强度等级的换算系数 石材强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。第二章 砌体材料及其力学性能（三）砂浆：（三）砂浆：粘结力、摩擦力、应力分布均匀、减少透气性粘结力、摩擦力、应力分布均匀、减少透气性砂、无机胶结料（水泥、石灰、石膏、粘土等）按一定比例加水砂、无机胶结料（水泥、石灰、石膏、粘土等）按一定比例加水搅拌而成的。搅拌而成的。基本要求强度、可塑性（流动性）和保水性。基本要求强度、可塑性（流动性）和保水性。强度等级强度等级“M”表示边长为表示边长为70.7mm立方体试块，每组试块为立方体试块，每组试块为6块，块，203、湿度为、湿度为90养护至养护至28d、抗压试验、抗压试验强度等级：强度等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，取消了取消了M1、M0.4强度为零砂浆施工阶段强度为零砂浆施工阶段 水泥砂浆、水泥混合砂浆水泥砂浆、水泥混合砂浆 非水泥砂浆石灰、石膏、粘土砂浆（虎丘塔）非水泥砂浆石灰、石膏、粘土砂浆（虎丘塔）混凝土小砌块专用砂浆混凝土小砌块专用砂浆Mb 粘结力粘结力 第二章 砌体材料及其力学性能 砂浆应力砂浆应力应变关系：应变关系：棱柱体棱柱体70.570.5211.5 00.0014 0.0021 u0.003（砼（砼0.00330.007）块体及砂浆的选择：块体及砂浆的选择：“因地制宜，就地取材因地制宜，就地取材”耐久性耐久性 方便施工方便施工 环境因素环境因素下降段下降段上升段上升段第二章 砌体材料及其力学性能22 砌体分类砌体分类按材料类别分类：（一）砖砌体（一）砖砌体 组砌方法：一顺一丁、三顺一丁、梅花丁组砌方法：一顺一丁、三顺一丁、梅花丁（二）砌块砌体（二）砌块砌体（对孔砌筑、错孔砌筑（对孔砌筑、错孔砌筑0.8）混凝土小型空心砌块砌体混凝土小型空心砌块砌体 块材比砖大，砌筑效率高（块材比砖大，砌筑效率高（10块砖）块砖）中型砌块取消机械吊装、抗震不好中型砌块取消机械吊装、抗震不好 搭砌搭砌90mm，390190190 （三）石砌体：（三）石砌体：料石料石 毛石毛石 毛石混凝土毛石混凝土（a）料石砌体 （b）毛石砌体 （c）毛石混凝土砌体 砖的砌筑方式 石砌体的几种类型 现代砌体结构 第一章 概述第二章 砌体材料及其力学性能（四）配筋砌体（四）配筋砌体 网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体 组合砖砌体组合砖砌体 组合墙砖砌体钢混构造柱（与抗震不同）组合墙砖砌体钢混构造柱（与抗震不同）配筋砌块剪力墙结构配筋砌块剪力墙结构 按配筋率划分：按配筋率划分：配筋砌体配筋砌体0.2%约束砌体约束砌体0.07%0.2%无筋砌体无筋砌体0.07%（五）预应力砌体（五）预应力砌体 砌体结构中的几种配筋方式：设置钢筋混凝土构造柱构造柱构造柱砌块孔洞中配筋并灌注混凝土芯柱横向配筋砖砌体灰缝中设置钢筋网片钢筋网片钢筋网片钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层外包式组合砖砌体墙砖墙两侧设置钢混面层或钢筋砂浆面层钢筋连接的空腔墙 或90砌块面层第二章 砌体材料及其力学性能23 砌体抗压强度平均值砌体抗压强度平均值（一）砌体受压性能（一）砌体受压性能 三个阶段：三个阶段：1）单砖裂缝（）单砖裂缝（0.50.7）Nu 2）贯穿裂缝（）贯穿裂缝（0.80.9）Nu （加固征兆）（加固征兆）3）破坏分割为小柱、失稳）破坏分割为小柱、失稳 破坏机理：表破坏机理：表27 1）砖表面不平整受弯曲、剪切）砖表面不平整受弯曲、剪切 2）交互作用）交互作用 3）竖缝不满面积损失、砖拉剪）竖缝不满面积损失、砖拉剪（二）影响因素（二）影响因素 1.块材、砂浆强度。块材、砂浆强度。f1 大些、大些、f2 f1：f1：0.6 2.块材表面平整度块材表面平整度 红砖红砖=1.0，砌块，砌块=1.42 砌块砌体大砌块砌体大 MU3.5砌块砌块MU7.5砖砖块材砂浆块材处于拉、压应力状态砂浆处于受压应力状态 在均匀压力作用下，砌体内的块材并非均匀受压，处于弯曲弯曲、剪切剪切的共同作用。E砂浆块材的横向变形第二章 砌体材料及其力学性能Francis试验砖磨平、干砌砌体强度提高试验砖磨平、干砌砌体强度提高50%中国古建筑大块糯米砂浆中国古建筑大块糯米砂浆3.砂浆弹性性能：和易性砂浆弹性性能：和易性（水泥砂浆低）（水泥砂浆低）4.水平灰缝厚度水平灰缝厚度：砖、小型砌块砖、小型砌块8 12mm5.水平灰缝饱满度：百格网检查水平灰缝饱满度：百格网检查80%合格合格(GB 50203-2002)6.含水率：含水率：流动性好、抗剪强度低流动性好、抗剪强度低810、58 7.龄期、搭缝方式、竖缝填满度、试件尺寸以及试验方法龄期、搭缝方式、竖缝填满度、试件尺寸以及试验方法 标准试件标准试件-240370720mm 混凝土、双改混凝土、双改8.实际与试验室差异：陕西五建试验比值实际与试验室差异：陕西五建试验比值1.15压密压密 现代砌体结构 第一章 概述现代砌体结构 第一章 概述第二章 砌体材料及其力学性能（三）砌体抗压强度（三）砌体抗压强度基本理论公式基本理论公式不太理想继续努力不太理想继续努力经验公式经验公式各国苏联奥尼西克（系数多）各国苏联奥尼西克（系数多）苏联奥尼西克公式：苏联奥尼西克公式：参数较多，确定时较为复杂参数较多，确定时较为复杂 英国规范、英国规范、ISO/TC179公式：公式：问题问题f20时不符时不符（冻结法冬季施工）（冻结法冬季施工）第二章 砌体材料及其力学性能我国：我国：有关单位多年来对各类砌体进行了大量的砌体抗压强度试验，共有关单位多年来对各类砌体进行了大量的砌体抗压强度试验，共取得取得三千多个试验数据三千多个试验数据，为掌握砌体抗压强度的各主要影响因素与砌体，为掌握砌体抗压强度的各主要影响因素与砌体强度的关系，建立符合我国实际情况的各类砌体抗压强度计算公式奠定强度的关系，建立符合我国实际情况的各类砌体抗压强度计算公式奠定了基础。了基础。88规范修订组根据既要规范修订组根据既要与试验值相符合与试验值相符合，变异系数要尽量小，变异系数要尽量小，物理概念要明确物理概念要明确，并在表达形式方面尽量，并在表达形式方面尽量向国际标准靠拢向国际标准靠拢的原则，通过的原则，通过反复运算和研究，提出了如下的计算公式：反复运算和研究，提出了如下的计算公式：k1 块体类别、砌筑方法；块体类别、砌筑方法；a 块体高度参数；块体高度参数；k2 低砂浆修正系数。低砂浆修正系数。砌体抗压强度平均值公式中的各系数值序号序号砌体种砌体种类类k1ak21234粘土粘土砖砖、多孔、多孔砖砖、非、非烧结烧结硅酸硅酸盐砖盐砖混凝土小型空心砌混凝土小型空心砌块块毛料石毛料石毛石毛石0.780.460.790.220.50.90.50.5当当f2 1时时，k2=0.6+0.4f2当当f2=0时时，k2=0.8当当f2 1时时，k2=0.6+0.4f2当当f2 10MPa时，应乘以系数时，应乘以系数1.10.01f2 MU20的砌体应乘以系数的砌体应乘以系数0.95。5）新规范已将轻集料混凝土小型空心砌块砌体列入规范：）新规范已将轻集料混凝土小型空心砌块砌体列入规范：煤矸石、水泥煤渣、火山渣、浮石、陶粒轻集料混凝土砌块。煤矸石、水泥煤渣、火山渣、浮石、陶粒轻集料混凝土砌块。现代砌体结构 第一章 概述现代砌体结构 第一章 概述第二章 砌体材料及其力学性能24 砌体受拉、弯、剪性能砌体受拉、弯、剪性能工程应用：圆形砖水池、挡土墙、砖过梁、围墙工程应用：圆形砖水池、挡土墙、砖过梁、围墙.一、破坏形式一、破坏形式受拉受拉沿块体、沿齿缝、竖向灰缝、沿通缝沿块体、沿齿缝、竖向灰缝、沿通缝抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度灰缝强度（砂浆强度）灰缝强度（砂浆强度）砂浆和块体砂浆和块体的粘结力（法向粘结力、切向粘结力）。的粘结力（法向粘结力、切向粘结力）。1.不允许不允许c。2.水平拉力作用下：抗拉强度取下列强度的较小值水平拉力作用下：抗拉强度取下列强度的较小值切向粘结力切向粘结力块体强度块体强度a沿块体、竖向灰缝沿块体、竖向灰缝一半截面块体一半截面块体第二章 砌体材料及其力学性能受弯受弯弯曲抗拉强度弯曲抗拉强度三种破坏形式三种破坏形式：水平弯曲：水平弯曲：a沿齿缝截面破坏沿齿缝截面破坏、b沿块体和竖向灰缝破坏沿块体和竖向灰缝破坏竖向弯曲竖向弯曲c沿通缝截面沿通缝截面取其较小强度值取其较小强度值受剪受剪通缝抗剪通缝抗剪、齿缝抗剪齿缝抗剪、阶梯形缝抗剪阶梯形缝抗剪第二章 砌体材料及其力学性能二、抗剪强度试验方法：二、抗剪强度试验方法：通缝抗剪强度是砌体的基本强度指标通缝抗剪强度是砌体的基本强度指标 单剪单剪压剪不是纯剪压剪不是纯剪 双剪双剪规定方法规定方法一边破坏，用两面除，值低一边破坏，用两面除，值低抗拉抗剪抗拉抗剪三、计算公式：三、计算公式：88规范：抗剪强度：规范：抗剪强度：轴心抗拉强度：轴心抗拉强度：弯曲抗拉强度：弯曲抗拉强度：第二章 砌体材料及其力学性能 砌砌 体体 种种 类类k3k4k5沿沿齿缝齿缝沿通沿通缝缝烧结烧结普通普通砖砖、烧结烧结多孔多孔砖砖0.1410.2500.1250.125蒸蒸压压灰砂砂、蒸灰砂砂、蒸压压粉煤灰粉煤灰砖砖0.090.180.090.09混凝土砌混凝土砌块块0.0690.0810.0560.069毛毛 石石0.0750.1130.188轴心抗拉强度平均值轴心抗拉强度平均值ft,m、弯曲抗拉强度平均值、弯曲抗拉强度平均值ftm,m和抗剪强度平均值和抗剪强度平均值fv,m（MPa）第二章 砌体材料及其力学性能25 变形性能变形性能（一）砌体的应力应变关系：曲线变化规律（一）砌体的应力应变关系：曲线变化规律：湖南大学：湖南大学：西安冶金：西安冶金：同济大学：同济大学：两段式两段式 便于计算便于计算第二章 砌体材料及其力学性能（二）砌体的弹性模量（二）砌体的弹性模量割线模量割线模量0.43fm使用阶段使用阶段K=2.3 1/K=0.43（混凝土为原点弹性模量）（混凝土为原点弹性模量）规范简化：规范简化：CIB58：E=1000fk英国：英国：E=900fk 砌体的弹性模量（砌体的弹性模量（N/mmN/mm2 2）第二章 砌体材料及其力学性能（三）砌体的剪变模量（三）砌体的剪变模量 规范取规范取G=0.4E（四）砌体的泊松比（四）砌体的泊松比砖砖 ：砌块：砌块：（五）砌体的徐变（五）砌体的徐变 曲线与混凝土相似曲线与混凝土相似 国外应用较多为预应力砌体国外应用较多为预应力砌体26 砌体的物理性能砌体的物理性能与原规范相差不大，增加收缩率与原规范相差不大，增加收缩率砌体容易开裂砌块收缩率砌体容易开裂砌块收缩率 -0.2mm/m 万分之二万分之二混凝土混凝土-0.5mm/m 砌块出厂停放砌块出厂停放混凝土剪力墙双排配筋防止收缩混凝土剪力墙双排配筋防止收缩第二章 砌体材料及其力学性能27 耐久性规定耐久性规定3.3关于耐久性关于耐久性两个方面两个方面：构件钢筋构件钢筋、砌体材料保护。砌体材料保护。规范增补：规范增补：1 关于环境类别关于环境类别第二章 砌体材料及其力学性能27 耐久性规定耐久性规定2 关于钢筋保护层关于钢筋保护层第二章 砌体材料及其力学性能27 耐久性规定耐久性规定3 无筋砌体无筋砌体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潮湿的MU15MU20MU7.5MU30M5很潮湿的MU20MU20MU10MU30M7.5含水饱和的MU20MU25MU15MU40MU10地面以下或防潮地面以下或防潮层层以下的砌体、潮湿房以下的砌体、潮湿房间间的的墙墙所用材料的最低所用材料的最低强强度等度等级级现代砌体结构 第一章 概述思考题思考题1.我国现代砌体结构新发展，其主要体现在哪些方面？我国现代砌体结构新发展，其主要体现在哪些方面？2.现行砌体结构设计规范所规定的砌体材料有哪些种类？现行砌体结构设计规范所规定的砌体材料有哪些种类？3.我国各类砌体抗压强度计算公式？特点？试验方法？我国各类砌体抗压强度计算公式？特点？试验方法？3.砌体规范有关耐久性方面有哪些具体内容？砌体规范有关耐久性方面有哪些具体内容？第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整结构功能的表达结构功能的表达 S 作用效应作用效应R 结构抗力结构抗力 S R 失效失效 结构的可靠度结构的可靠度指结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率。指结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率。规定的时间：设计使用年限。规定的时间：设计使用年限。（设计基准期？）（设计基准期？）规定的条件：正常设计、正常施工、正常使用。规定的条件：正常设计、正常施工、正常使用。预定功能：安全性、适用性、耐久性。预定功能：安全性、适用性、耐久性。结构的可靠度是可靠性的概率度量。结构的可靠度是可靠性的概率度量。第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整对于结构设计而言，如何设计的安全呢？对于结构设计而言，如何设计的安全呢？荷载取值越大荷载取值越大，内力值就越大，构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；，内力值就越大，构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；材料强度取值越低材料强度取值越低，结构所需截面越大，结构所需截面越大，结构愈安全。结构愈安全。荷载标准值：荷载标准值：材料强度标准值：材料强度标准值：1.645保证率系数。保证率系数。荷载标准值荷载标准值实际荷载低于标准值的概率为实际荷载低于标准值的概率为95；材料强度标准值材料强度标准值实际强度高于标准值实际强度高于标准值的概率为的概率为95；Sm Sm+1.645fm-1.645 fm第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整结构抗力结构抗力 R R 与作用效应与作用效应 S S 都是随机变量，因此功能函数都是随机变量，因此功能函数 Z=R-Z=R-S 也是随机变量也是随机变量Z0 结构可靠结构可靠；Z=0 结构处于极限状态结构处于极限状态；Z0 结构失效结构失效 f(Z)Z=bsZzPfZ=R-S sZPS=1-Pf可靠概率：可靠概率：失效概率：失效概率：安全的概念是相对的，所谓安全的概念是相对的，所谓“安全安全”只只是失效概率相对较小而已，失效概率不可是失效概率相对较小而已，失效概率不可能为零，故不存在绝对安全的结构。能为零，故不存在绝对安全的结构。应该通过设计把失效概率控制在某一个应该通过设计把失效概率控制在某一个可以接受的限制以下就可以。可以接受的限制以下就可以。失效概率越小，表示结构可靠性越大。当失效概率失效概率越小，表示结构可靠性越大。当失效概率Pf小于某个值时，即可认为结小于某个值时，即可认为结构设计是可靠的，即构设计是可靠的，即Pf Pf。该失效概率限值称为。该失效概率限值称为允许失效概率允许失效概率Pf。一般工业与民用建筑的允许失效概率：延性破坏的结构一般工业与民用建筑的允许失效概率：延性破坏的结构 Pf=6.910-4 脆性破坏的结构脆性破坏的结构 Pf=1.110-4概率密度概率密度第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整 f(Z)Z=bsZzPfZ=R-S sZPS=1-Pf失效概率失效概率Pf来度量结构的可靠性具有明确的意义，但计算繁琐，可以利用可来度量结构的可靠性具有明确的意义，但计算繁琐，可以利用可靠指标靠指标代替失效概率来度量结构的可靠性。代替失效概率来度量结构的可靠性。失效概率失效概率Pf与与可靠指标可靠指标有着一一对应的关系有着一一对应的关系值愈大，失效概率愈大，失效概率Pf值就愈小；就愈小；值愈小，失效概率值愈小，失效概率Pf值就愈大。值就愈大。z z平均值；平均值；z标准差标准差第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整Sk f(S)，f(R)S，RRk结构抗力越大，即结构抗力概率分布函数右移，则失效概率越小结构抗力越大，即结构抗力概率分布函数右移，则失效概率越小结构抗力越大，即结构抗力概率分布函数右移，则失效概率越小结构抗力越大，即结构抗力概率分布函数右移，则失效概率越小结构抗力结构抗力作用效应作用效应可靠度的概念可靠度的概念失效概率失效概率Pf 可靠度指标可靠度指标 可靠度理论方法计算过程复杂，应可靠度理论方法计算过程复杂，应用于实际设计中存在困难。用于实际设计中存在困难。规范规范以可靠度理论作为设计的理论基础，采用一些分项系数代替可靠指标，以可靠度理论作为设计的理论基础，采用一些分项系数代替可靠指标，由此得到与可靠度理论（概率理论）相当的实用设计表达式。由此得到与可靠度理论（概率理论）相当的实用设计表达式。概率密度概率密度第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整设计计算点设计计算点S=RPf=PfSk f(S)，f(R)S，RRk当当结结构构抗抗力力达达到到一一定定值值时时，失失效效概概率率等等于于允允许许失失效效概概率率，即即PfPf，此此时时取取作作用用效效应应与与结结构构抗抗力力概概率分布曲线的交点为设计计算点。率分布曲线的交点为设计计算点。第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整结构抗力设计值结构抗力设计值作用效应设计值作用效应设计值荷载分项系数：荷载分项系数：分为分为恒荷载恒荷载分项系数和分项系数和活荷载活荷载分项系数，分项系数，考虑荷载考虑荷载超过标准值的可能性。超过标准值的可能性。材料分项系数：材料分项系数：考虑材料强度低于标准值的可能性。考虑材料强度低于标准值的可能性。荷载设计值大体上相当于结构在非正常使用情况下荷载的最大值。荷载设计值大体上相当于结构在非正常使用情况下荷载的最大值。第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整第三章 砌体结构可靠度调整第三章第三章 砌体结构可靠度调整砌体结构可靠度调整三位工程院院士中国工程可靠度过低三位工程院院士中国工程可靠度过低.我国状况：我国状况：1）没有因可靠度而倒塌的，都为设计、施工失误）没有因可靠度而倒塌的，都为设计、施工失误2）与国外比，低，学习苏联）与国外比，低，学习苏联 砌体砌体脆性脆性 b=3.7 b=3.7 只是抗剪未达到（表只是抗剪未达到（表3-23-2）（砼抗剪亦同）（延性）（砼抗剪亦同）（延性）3）不能大幅度提高，适当调整）不能大幅度提高，适当调整（？）？）第三章 砌体结构可靠度调整可靠度调整措施：可靠度调整措施：1.荷载效应组合荷载效应组合 1.2 +1.4 RR/(g/(g0 g gR)发现以自重为主可靠度偏低发现以自重为主可靠度偏低:1.35 +1.4y yc c RR/(g/(g0 g gR)(y)(yc c 0.7)0.7)1.35 +1.0 RR/(g/