砌体材料及力学性能新方案.pptx

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1、会计学1砌体材料及力学性能新方案砌体材料及力学性能新方案砌体结构设计砌体结构由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱等构件作为建筑物主要受力构件的结构。是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。由于砌体结构中的水平构件通常是钢筋混凝土构件，因此，砌体结构又常被称为混合结构。（砖混结构、砖木结构）第一节 砌体材料及力学性能砖砌体 普通砌体结构砌块砌体石砌体结构 配筋砌体结构 第一节 砌体材料及力学性能按有无配筋按块体材料Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Cre

2、ated with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第1页/共28页砌体结构 普通粘土砖：24011553，=18-19kN/m3烧结粘土砖 粘土空心砖 承重：KP1、KP2、KM1，=15%-40%非承重：=40%-60%非烧结硅酸盐砖（=14-18kN/m3）蒸压灰砂砖（可用于承重墙和基础）蒸压粉煤灰砖 小型：高度180-350混凝土砌块 中型：高度360-900 大型：高度大于900

3、石材：细料石、半细料石、粗料石、毛料石。块体的种类：提倡采用非粘土块体，2005年，全国省会城市禁止使用粘土砖。砌体材料及力学性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第2页/共28页砌

4、体结构设计水泥砂浆、混合砂浆、非水泥砂浆。砂浆的种类：砌体材料及力学性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第3页/共28页砌体结构设计块体的强度等级：烧结粘土砖：MU30，MU25，

5、MU20，MU15，MU10 非烧结硅酸盐砖:MU25，MU20，MU15，MU10 混凝土砌块:MU20，MU15，MU10石材：MU100，MU80，MU60，MU50，MU40，MU30，MU20 砂浆的强度等级：采用边长为70.7的立方体标准试块，在温度为203C环境下，水泥砂浆在湿度为90%以上、水泥石灰砂浆在湿度为60%-80%条件下养护28天，具有95%保证率的抗压强度。强度等级分为：M15，M10，M7.5，M5，M2.5混凝土砌块砌筑砂浆强度等级分为:Mb15，Mb10，Mb7.5，Mb5砌体材料及力学性能Evaluation only.Evaluation only.Cre

6、ated with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第4页/共28页砌体结构设计材料的选择：国外砖强度一般达到3060MPa，空心砖的密度一般在13kN/m3，砂浆强度一般在2513MPa之间。砌体材料及力学性能Evaluation only.Evaluation on

7、ly.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第5页/共28页砌体结构设计普通砌体结构：仅由块体和砂浆组成。（砌筑方式）配筋砌体结构：在砌体中设置了钢筋或钢筋混凝土材料的砌体。横向配筋砖砌体组合配筋砖砌体配筋空心砌块砌体砌体材料及力学性能Evaluat

8、ion only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第6页/共28页砌体结构设计砖砌体与砌块砌体的区别：主要是砌筑方式不同。砖砌体只有主砖（有时有配砖），砌筑时可根据实际情况安排砖类型，不能满足时可砍砖。还可通过调

9、整砖的位置来砌成空心和实心墙及改变墙体厚度。混凝土小型砌块砌体砌筑复杂，一方面要保证上下皮砌块搭接长度不得小于90，另一方面，要保证空心砌块的孔、肋对齐砌筑。一般在砌筑前要将各配套砌块的排列方式进行设计。砌体材料及力学性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Lt

10、d.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第7页/共28页砌体结构设计砌体材料及力学性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第8页/共28页砌体结构设计

11、一、砌体的破坏过程：第二节 砌体的受压性能极限荷载的5070时，在单块砖中出现细小裂缝 极限荷载的8090时，在多块砖中出现连续裂缝 砌体被连续裂缝 分割成若干独立小柱，最终它们被压碎或失稳破坏。砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copy

12、right 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第9页/共28页砌体结构设计砌体内单块砖处于压、弯、剪复合应力 状态；二、单砖在砌体中的受力：砌体中单砖受力示意图第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright

13、2004-2011 Aspose Pty Ltd.第10页/共28页 砌体内单块砖的受力状态（从四方面理解）：砌体内单块砖的受力状态（从四方面理解）：砌体内单块砖的受力状态（从四方面理解）：砌体内单块砖的受力状态（从四方面理解）：1).1).由于砂浆层高低不平，砌体内块体的受力如同由于砂浆层高低不平，砌体内块体的受力如同由于砂浆层高低不平，砌体内块体的受力如同由于砂浆层高低不平，砌体内块体的受力如同连续梁，如图所示。块体的抗拉和抗剪强度比较低，连续梁，如图所示。块体的抗拉和抗剪强度比较低，连续梁，如图所示。块体的抗拉和抗剪强度比较低，连续梁，如图所示。块体的抗拉和抗剪强度比较低，容易开裂，因此

14、砌体的抗压强度比块体的抗压强度容易开裂，因此砌体的抗压强度比块体的抗压强度容易开裂，因此砌体的抗压强度比块体的抗压强度容易开裂，因此砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。低。低。低。2)受压横向变形时，砖横向变形小，砂浆的横向变形大，砖与砂浆的交互作用，砖内出现附加拉力。Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright

15、2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第11页/共28页 3)3)弹性地基梁作用：受压时，单个砖上下面的砌体可弹性地基梁作用：受压时，单个砖上下面的砌体可弹性地基梁作用：受压时，单个砖上下面的砌体可弹性地基梁作用：受压时，单个砖上下面的砌体可视为视为视为视为“弹性地基弹性地基弹性地基弹性地基”，与单砖相比，与单砖相比，与单砖相比，与单砖相比，“地基地基地基地基”的弹性的弹性的弹性的弹性模量相对较小，砖的弯曲变形大，砖中的弯剪应力模量相对较小，砖的弯曲变形大，砖中的弯剪应力模量相对较小，砖的弯曲变形大，砖中的弯剪应

16、力模量相对较小，砖的弯曲变形大，砖中的弯剪应力高。高。高。高。4)竖向灰缝上的应力集中：竖向灰缝未填满，竖缝内砂浆与砖的粘结力差，砖在竖向灰缝处内发生横向拉应力和剪应力的集中。Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 A

17、spose Pty Ltd.第12页/共28页砌体结构设计1、块材的强度及外形尺寸：平整、厚实2、砂浆的强度：不宜太高或太低3、砂浆的变形性能：变形性能大，砌体抗压强度低4、砂浆的和易性和保水性：砂浆的和易性和保水性好，灰缝的厚度和密实性都较好，块材受力越均匀，砌体的强度相对较高。纯水泥砂浆的和易性和保水性较差，会使砌体强度降低10%-20%：三、影响砌体抗压强度的主要因素：第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Create

18、d with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第13页/共28页砌体结构设计5、砌筑质量：水平灰缝均匀、饱满（80%），灰缝（8-12），砖的含水率（10%15%），块体的搭接（上下错缝，内外搭砌）四、砌体的抗压强度：砌体的抗压强度标准值：取其强度分布的95%下分位值，强度标准值与强度平均值的关系：式中 fk砌体的强度标准值；fm砌体的强度平均值；f 砌体强度的标准差；f砌体强度变异系数，见

19、下表：第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第14页/共28页砌体结构设计砌体强度变异系数f砌体类别砌体类别砌体抗压强度砌体抗压强度砌体抗拉、抗弯、抗剪强度砌体抗拉

20、、抗弯、抗剪强度砖、砌块、毛料石砌料砖、砌块、毛料石砌料0.170.20砌体的抗压强度设计值：f砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜按施工控制等级为B级考虑，取1.6；当施工控制等级为C级时，取1.8。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pt

21、y Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第15页/共28页砌体结构设计规范规定，各类砌体的强度设计值 f 在下列情况下还应乘以调整系数a：（1）有吊车房屋、跨度9m的梁下砖砌体、跨度 7.5m的梁下多孔砖、蒸压粉煤灰砖砌体、蒸压灰砂砖砌体和混凝土小型空心砌块砌体，a=0.9。这是考虑厂房受吊车动力影响而且柱受力情况较为复杂而采取的降低抗力，保证安全的措施。（2）砌体截面面积 A0.3 m2时，a=0.7A，这是考虑截面较小的砌体构件，局部碰损或缺陷对强度影响较大而采用的调整系数，此时A以m2计。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Ev

22、aluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第16页/共28页砌体结构设计（3）各类砌体，当采用水泥砂浆砌筑时，由于水泥砂浆和易性差，对抗压强度a=0.9；对抗剪强度a=0.8;（4）对配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑

23、时，仅对砌体的强度乘以调整系数a；或当其中砌体的截面积A小于 0.2 m2时，a A 0.8；（5）当施工质量控制等级为C级时，a=0.89；（6）当验算施工中房屋的构件时，a=1.l。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyr

24、ight 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第17页/共28页砌体结构设计五、砌体的抗拉、抗弯、抗剪强度：砌体的抗拉性能及强度：当轴心拉力与水平灰缝平行时，砌体的受拉破坏主要有（a）沿齿缝受拉破坏，此时，砌体抗拉强度主要与粘结力有关；（b）沿块材和竖向灰缝的破坏，此时，砌体抗拉强度主要与块体强度有关；(c)当轴心拉力与水平灰缝垂直时，砌体发生沿水平通缝截面破坏，此时，砌体抗拉强度主要与法向粘结强度有关。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client

25、Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第18页/共28页砌体结构设计砌体的抗弯性能及强度：砌体发生受弯破坏时，总是发生弯曲受拉破坏砌体的受弯破坏主要有（a）沿齿缝破坏。（b）沿块材和竖向灰缝的破坏；（c）沿水平灰缝受拉破坏；第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Asp

26、ose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第19页/共28页砌体结构设计砌体的抗剪性能及强度：砌体的受剪破坏主要有：（a）沿水平通缝截面破坏。（c）沿阶梯形灰缝的破坏；（b）沿齿缝受拉破坏；忽略竖向灰缝的抗剪作用，则b、c与a同，都归结为沿水平灰缝的剪切破坏。第二节 砌体的受压性能Ev

27、aluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第20页/共28页砌体结构设计强度强度类别类别 破坏特征及砌体种类破坏特征及砌体种类砂浆强度等级砂浆强度等级M10M7.5M5M2.5轴轴心心抗抗拉拉烧

28、结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砖混凝土砌块混凝土砌块毛石毛石0.190.120.090.080.160.100.080.070.130.080.070.060.090.060.04弯弯曲曲抗抗拉拉烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砖混凝土砌块混凝土砌块毛石毛石0.330.240.110.130.290.200.090.110.230.160.080.090.170.120.07烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砖混凝土砌块混凝

29、土砌块0.170.120.080.140.100.060.110.080.050.080.06抗抗剪剪烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土和轻骨料混凝土砌块混凝土和轻骨料混凝土砌块毛毛 石石0.170.120.090.210.140.100.080.190.110.080.060.150.080.060.10砌体沿灰缝的轴心抗拉强度、弯曲抗拉及抗剪强度设计值：第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client

30、 Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第21页/共28页砌体结构设计六、砌体的变形性能：砌体在短期荷载作用下的变形曲线与混凝土类似。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0

31、.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第22页/共28页砌体结构设计影响砌体在长期荷载作用下变形的主要因素有：（1）徐变的大小与砌体所承受的不变应力大小有关。当砌体承受的不变压应力在0.6f以下时，徐变大小与不变应力近似呈线性关系；（2）徐变大小与加荷时砌体的龄期有关。加荷时龄期过小，会引起较大的徐变；（3）徐变大小与砌体种类有关。在相同应力条件下，硅酸盐砌块砌体的徐变

32、远大于烧制粘土砖在砌体徐变中，砂浆的徐变大于块材的徐变，因此在砌体中砂浆层的厚度不宜过大。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第23页/共28页砌体结构设计砌体的

33、变形模量砌体的变形模量有三种表示方式：切线模量Et、初始弹性模量E0、割线模量Eb对一般砌体，取砌体应力=0.43fm（fm为砌体抗压强度平均值）时的割线模量作为砌体的弹性模量:E0.8E0第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Cop

34、yright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第24页/共28页砌体结构设计八、砌体结构设计原则：活荷载效应控制时：恒荷载效应控制时：当只有一个可变荷载时：SGk：永久荷载标准值的效应；SQk：可变荷载标准值的效应；ci：第i个可变荷载的组合值系数，一般情况下应取为0.7。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro

35、file 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第25页/共28页砌体结构设计对于第二个组合的第二项系数为 1.40.7=0.98，简化可取为 l.0。：可变荷载效应与永久荷载效应之比当0.376时，结构可靠度由G=1.35，Q=1.0控制；当 0.376时，结构可靠度由G=1.2，Q=1.4控制。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pr

36、ofile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第26页/共28页砌体结构设计砌体的线膨胀系数当砌体的变形受到约束时，温度变化会产生附加内力和变形，其与砌体的线膨胀系数有关。砌体的收缩率 温度裂缝和砌体收缩产生的裂缝几乎占出现裂缝的80%以上。第二节 砌体的受压性能Evaluation only.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第27页/共28页