第9章砌体Word格式.docx

1、1承重粘土空心砖我国生产的承重粘土空心砖，孔洞率在1540%之间。承重空心砖采用竖向孔洞较为合理。新的建材国家标准烧结多孔砖（GB 135442000）称为烧结多孔砖。2非承重粘土空心砖非承重粘土空心砖一般用于非承重墙。为了减轻重量并获得更好的隔热、隔声性能，它的孔洞率可达 40-60。因此，这种非承重粘土空心砖又称为大孔空心砖。考虑到有利于砂浆的铺砌，这种砖常将孔洞水平设置。二、非烧结硅酸盐砖非烧结硅酸盐砖是用硅酸盐材料压制成型后，经压力釜蒸汽养护而制成的实心砖。其规格尺寸同普通烧结实心粘土砖。常用的非烧结硅酸盐砖有蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖。1蒸压灰砂砖以石英砂和石灰为主要原料制成的砖。具有

2、强度高、大气稳定性良好等性能。2蒸压粉煤灰砖以粉煤灰为主要原料，掺配适量的石灰、石膏或其他碱性激发剂，再加入一定数量的炉渣作为骨料制成的砖。非烧结硅酸盐砖的重力密度为14-18 kNm3。工程实践证明，只要制作质量得到保证，其耐久性可以满足要求。可用于建筑物承重墙体和基础等砌体结构。这种砖由于未经焙烧，所以不宜砌筑处于高温环境下的砌体结构。蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级：MU25-MU10三、混凝土砌块混凝土砌块是指采用普通混凝土或利用浮石、火山渣、陶粒等为骨料的轻集料混凝土制成的实心或空心砌块。高度在180350mm的砌块称为小型砌块；高度在 360900mm的砌块称为中型砌块；高度大于

3、900mm的砌块称为大型砌块。小型砌块尺寸较小、自重较轻、型号多、目前在我国应用很广泛。中型、大型砌块尺寸较大、自重较重、适用于机械起吊和安装，但其型号不多，使用不够灵活，在我国很少采用。砌块的强度等级：MU20-MU5等五级四、石材石材一般采用重质天然石，如花岗岩、砂岩、石灰岩等。天然石材具有抗压强度高。抗冻性能好、耐久性好等优点。在石材资源丰富的地区，可用石材砌筑承重墙体、基础、挡土墙等。石材导热系数大，因此，在炎热及寒冷地区不宜作建筑物外墙。石材按其加工的外形规则程度分为：细料石、粗料石、毛料石。石材的强度等级：MU100-MU20等七级。92l2 砂浆砂浆是用砂和适量的无机胶凝材料（水

4、泥、石灰、石膏、粘土等）加水搅拌而成的一种粘结材料。砂浆的作用是将单个块材连成整体，使块材应力分布较为均匀。砂浆应当填满块材之间的缝隙，以利于提高砌体的强度、减小砌体的透气性、提高砌体的隔热、防水和抗冻性能。（一）砂浆的种类砂浆按其组成成分不同可分为以下三类：1水泥砂浆不掺石灰、石膏等塑化剂的纯水泥砂浆。这种砂浆强度高、耐久性好，适宜于砌筑对强度有较高要求的地上砌体及地下砌体。但是，这种砂浆的和易性和保水性较差，施工难度较大。2混合砂浆在水泥砂浆中掺入一定比例塑化剂的砂浆。例如水泥石灰砂浆、水泥石膏砂浆等。混合砂浆的和易性、保水性较好，便于施工砌筑。适用于砌筑一般地面以上的墙、柱砌体。3非水泥

5、砂浆不含水泥的砂浆。例如石灰砂浆、石膏砂浆、粘土砂浆等。这类砂浆强度低、耐久性差，只适宜于砌筑承受荷载不大的砌体或临时性建筑物、构筑物的砌体。（二）砂浆的强度等级砂浆强度等级是采用边长为 70.7 mm的立方体标准试块，在温度为20士 3环境下，水泥砂浆在湿度为90以上，水泥石灰砂浆在湿度为6080条件下养护28d，进行抗压试验按计算规则得出的以MPa表示的砂浆试件强度值划分的。强度等级为M15，M10，M7.5，M5和M2.5。922 砌体种类9221 砖砌体砖砌体大量地用来作为内外承重墙或隔墙。承重墙的厚度是根据强度及稳定性要求确定的，同时应考虑保温和隔热的要求；隔墙的厚度主要根据稳定性要

6、求确定的。按照砌筑形式不同：实心砌体和空心砌体。工程中大量采用实心砌体，例如建筑物的墙、柱、基础；挡土墙、小型水池池壁、涵洞等。实心砌体通常采用一顺一丁、梅花丁和三顺一丁的砌筑方式（图）。普通粘土砖和非烧结硅酸盐砖砌体的墙厚可为120 mm（半砖），240mm（1砖），370 mm（32砖），490 mm（2砖），620 mm（52砖），740 mm（3砖）等。目前国内常用的几种规格空心砖可砌成90 mm，180 mm，190 mm，240 mm，290 mm，370 mm，和 390 mm等厚度的墙体。（二）砌块砌体砌块砌体多为小型混凝土空心砌块砌体。主要用于多层民用建筑、工业建筑的墙体结构

7、。在砌筑中比较复杂。一方面要保证上下皮砌块搭接长度不得小于90 mm，另一方面，要保证空心砌块孔对孔、肋对助砌筑。因此，在砌筑前应将各配套砌块的排列方式进行设计，要尽量采用主规格砌块。砌块墙不得与粘土砖等混合砌筑。砌块墙体一般由单排砌块砌筑，即墙厚度等于砌块宽度。（三）石砌体由石材和砂浆或石材和混凝土砌筑而成的砌体称为石砌体。石砌体：料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。料石砌体和毛石砌体均用砂浆砌筑。料石砌体可以用作民用房屋的承重墙、柱和基础，用于建造石拱桥、石坝和涵洞等。毛石砌体可用于建造一般民用建筑房屋及规模不大的构物基础，也常用于挡土墙和护坡。毛石混凝土砌体是在模板内交替铺设混凝土及形状

8、不规则的毛石层而形成的石砌体。毛混凝土砌体多用于一般民用房屋和构筑物的基础及挡土墙等。923 砌体的抗压性能砌体是由块材与砂浆粘结而成的一种复合材料，它的受压工作性能不仅与组成砌体的块材、砂浆本身的力学性能有关，而且与灰缝厚度、灰缝的均匀饱满程度、块材的排列与搭接方式等多种因素有关。9231 砖砌体受压1试验研究以普通粘土砖砌体为例进行砌体受压试验研究。砖砌体标准试件尺寸为 240mm370mm 720 mm。砌体轴心受压时从加荷开始直到破坏，其受力及破坏过程可分为以下三个阶段。第一阶段：从开始加荷到砌体中个别单砖出现裂缝。单砖出现第一条裂缝的荷载大致为砌体极限荷载的5070。如果此时不再继续

9、增大荷载，单砖裂缝不发展。第二阶段：继续加荷，砌体内的单砖裂缝开展和延伸，逐渐形成上下贯通多皮砖的连续裂缝，同时还有新裂缝不断出现。当荷载约为极限荷载的8090时，即使不再增加荷载，裂缝仍会继续发展。实际工程中，如果发生这样的裂缝，可认为是砌体接近破坏的征兆，应当采取紧急措施。第三阶段：若继续加荷，裂缝很快延伸、加宽，砌体被贯通的竖向裂缝分割成若干小柱。最终这些小柱或被压碎或失稳而导致砌体试件破坏。砌体受压破坏的两个重要特点：一是破坏总是从单砖出现裂缝开始；二是砌体的抗压强度总是低于所用砖的抗压强度。9232 影响砌体抗压强度的主要因素影响砌体抗压强度的因素主要有以下几个方面：（一）块材的强度

10、及外形尺寸试验证明，在其他条件相同时，块材抗压强度越高，砌体的抗压强度也越高。块材厚度和外形规整程度对砌体的抗压强度影响也很大。从对单砖在砌体中受力状态的分析可以看出，块材厚度大，外形规则平整，其在砌体中所受的拉、弯、切应力较小，有利于推迟块材裂缝的出现，使其抗压强度提高。（二）砂浆的强度砂浆的强度对砌体强度亦有直接的影响。试验证明，在砂浆强度等级不是很高时，块材强度等级一定，提高砂浆强度等级，砌体的抗压强度有较明显增长，当砂浆强度等级过高时，对砌体抗压强度的提高并不明显。因此，在砌体中块材与砂浆的强度等级应相互匹配，才是比较合理的。（三）砂浆的变形性能砂浆的变形性能是影响砌体抗压强度的重要因

11、素之一。在其它条件相同时，随着砂浆变形率的增大，块材在砌体中的弹性地基梁作用加大，使块材中的弯、切应力加大。同时，随着砂浆变形率的增大，块材与砂浆在发生横向变形时的交互作用加大，使块材中的水平拉应力增大。从而会导致砌体抗压强度的降低。（四）砂浆的流动性和保水性砂浆的流动性和保水性好，容易使铺砌的灰缝饱满、均匀和密实，减小单砖在砌体中因砂浆不均匀、不密实而产生的弯、切应力，使抗压强度提高。但过大的流动性会造成砂浆变形率过大，砌体强度反而降低。纯水泥砂浆虽然抗压强度较高，但由于其流动性和保水性较差，不易保证砌筑时砂浆均匀、饱满和密实，因此会使砌体强度降低10- 20。（五）施工砌筑质量砌体的施工砌

12、筑质量对砌体的抗压强度影响很大。主要体现在以下几个方面：1水平灰缝的均匀和饱满程度水平灰缝的均匀和饱满程度，直接影响着单砖在砌体中的应力状态。试验资料表明，当砂浆的饱满度由80降到65时，砌体的强度降低20左右。我国砌体工程施工及验收规范（GB 5020398），对各种砌体的灰缝饱满程度有具体规定。例如，对烧结普通砖砌体和蒸压砖砌体，水平灰缝的砂浆饱满度不得低于 80 ；竖缝宜采用挤浆或加浆方法，不得出现透明缝，严禁用水冲浆灌缝。2灰缝的厚度灰缝愈厚，砌体强度愈低。但灰缝厚度太薄，砂浆不易均匀、不易饱满和密实，也会使砌体强度降低。施工规范规定烧结普通砖和蒸压砖砌体的水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度宜

13、为10mm，但不应小于8 mm，也不应大于12 mm。3砖的含水率砌筑砖砌体时砖的含水率对砌体强度也有明显影响。当采用含水率太小的砖砌筑时，砂浆中大部分水分会很快被砖吸收，这不利于砂浆的均匀铺设和硬化，会使砌体强度降低。但砖中含水率过高，会使砌体的抗剪强度降低，同时当砌体干燥时，会产生较大的收缩应力，导致砌体垂直裂缝出现。施工规范规定，砌筑砖砌体时，砖应提前12d浇水湿润，烧结普通砖、多孔砖含水率直为1015；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖含水率宜为812。4块材的搭接方式砌筑时块材的搭接方式影响砌体的整体性。整体性不好，会导致砌体强度的降低。为了保证砌体的整体性，施工规范规定烧结普通砖和蒸压砖砌体

14、应上、下错缝，内外搭砌。实心砌体采用一顺一丁，梅花丁或三顺一丁的砌筑形式，砖柱不得用包心砌法。对其他砌体的砌筑搭接方式也有相应的规定。924 砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能一、砌体的抗拉性能（一）砌体轴心受拉破坏特征砌体在轴心拉力作用下的破坏可分为以下三种情况：1当轴心拉力与砌体的水平灰缝平行时，砌体可能沿齿缝截面破坏；也可能沿块材和竖向灰缝截面破坏。当砌体沿齿缝破坏时，砌体的抗拉承载力取决于砂浆与块材之间的粘结力，垂直灰缝中砂浆与块材的粘结力称为法向粘结力，水平灰缝中砂浆与块材的粘结力称为切向粘结力。砌体在竖向灰缝中砂浆不易填充饱满和密实，另外砂浆在硬化时产生收缩，大大削弱甚至完全破坏了法向粘结

15、力。而水平灰缝砌筑中容易饱满密实，再者，在砂浆硬化中砂浆虽然也发生收缩，但由于上部砌体对其的重力挤压作用，使切向粘结力非但未遭破坏，反而有所提高。由此可见，当砌体沿齿缝破坏时，起决定作用的是水平灰缝的切向粘结力。2当轴向拉力与砌体的水平灰缝垂直时，砌体发生沿水平通缝截面破坏（图C）。很显然，砌体轴心受拉沿通缝破坏时，对抗拉承载力起决定作用的因素是法向粘结力，由于法向粘结力的不可靠性，所以工程中不允许采用垂直于通缝受拉的轴心受拉构件。二、砌体的抗弯性能（一）砌体受弯破坏形态砌体受弯破坏总是从受拉一侧开始，即发生弯曲受拉破坏。弯曲受拉破坏三种形态：1沿齿缝破坏如图a所示的砌体挡土墙，在土压力作用下

16、，墙壁的跨中截面内侧弯曲受压，外侧弯曲受拉。当砌体中块材强度较高时，在受拉一侧发生沿齿缝截面的破坏。2沿块材和竖向灰缝破坏当块材强度过低时，在受弯构件的受拉一侧，将发生沿块材和竖向灰缝破坏。3沿水平灰缝发生弯曲受拉破坏当弯矩作用使砌体水平通缝受拉时，砌体将在弯矩最大截面的水平灰缝处发生弯曲受拉破坏。三、砌体的抗剪性能（一）砌体受剪破坏形态砌体结构在剪力作用下，发生沿水平灰缝破坏、沿齿缝破坏或沿阶梯形缝的破坏。其中沿阶梯形缝破坏是地震中墙体最常见的破坏形式。925 砌体结构的基本设计原则01规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用可靠指标度量结构的可靠度，用分项系数设计表达式进行设计。对于

17、一般的砌体结构，按极限状态设计时，其分项系数的设计表达式可以写成如下简化的形式：式中：0结构重要性系数。对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件，不应小于 1.l；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为1-5年的结构构件，不应小于0.9; 砌体结构属于脆性破坏，其安全等级为二级时相应的允许可靠指标=3.7。一、荷载效应组合模式以永久荷载为主的结构可靠度水平偏低，砌体结构考虑下列两种荷载分项系数组合，以保证取得较大的可靠指标。砌体结构设计荷载效应部分的两个组合为：当仅有一个可变荷载时，则按下列2个最不利组合进行计算：经分析表

18、明，采用两种荷载效应组合模式后，提高了以自重为主的砌体结构可靠度。二、砌体结构的可靠指标由极限状态设计表达式可以看出，结构构件的可靠度是由各个分项系数来反映的，综合分析各类砌体各种构件的f变化，考虑适当提高结构可靠度的要求，最后确定砌体结构的材料分项系数f统一取用1.6。三、砌体的抗压强度设计值砌体抗压强度标准值是取抗压强度平均值f m的概率密度分布函数005的分位值，即 f k=f m（1-1.645t）砌体抗压强度设计值是强度标准值除以材料分项系数ff =f k/f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（l）有吊车房屋、跨度9 m的梁下砖砌体、跨度7.5m的梁下多孔砖、蒸压粉

19、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=09。这是考虑厂房受吊车动力影响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A0.3m2时、a=0.7+A。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。（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小于0.2m2时，a为其截面面积加0.8（5）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=1.1

20、9.4 无筋砌体构件的承载力计算9.4.1 砌体受压构件承载力计算受压是砌体中最常见的受力形式。由于砌体的抗压性能较好，而抗拉性能较差，因此适用于轴向压力较大、无弯矩或弯矩较小的构件中。有轴心受压构件和偏心受压构件。1、受压短柱受压短柱的受力情况:a.当纵向压力作用在截面重心时，砌体截面的应力是均匀分布的，破坏时截面达到砌体的轴心抗压强度。b.当纵向压力具有较小偏心时，截面的压应力为不均匀分布，破坏将从压应力较大一侧开始，该侧的压应变和应力均比轴心受压时略有增加，当偏心距增大，应力较小边可能出现拉应力，一旦拉应力超过砌体沿通缝的抗拉强度时，将出现水平裂缝，实际的受压截面将减小。此时，受压区压应

21、力的合力将与所施加的偏心压力保持平衡。对比不同偏心距的偏心受压短柱试验发现，随着偏心距的增大，构件所能承受的纵向压力明显下降。对矩形、T形、+字形和环形截面。试验表明偏压短柱的承载力可用下式表达；Nu1 Af1偏心受压构件与轴心受压构件承载能力的比值，称为偏心影响系数；A构件截面面积；f砌体抗压强度设计值。2、受压长柱受压长柱的情况：规范采用了附加偏心距法，在偏压短柱的偏心影响系数中将偏心距增加一项由纵向弯曲产生的附加偏心距。受压长柱的承载力可表达为：NuA f矩形截面（当截面为T形或其他形状时，可用折算厚度hT=3.5iN荷载设计值产生的轴向力；高厚比和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响

22、系数与砂浆强度等级有关的系数，当砂浆强度等级 M5时，a=0.0015；当砂浆强度等级为 M2.5时，a=0.002；当砂浆强度为零时，a=0.009。为了反映不同砌体类型受压性能的差异，规范规定计算影响系数时，应先对构件高厚比乘以修正系数。烧结普通砖、烧结多孔砖砌体1.0；混凝士小型空心砌块砌体 1.1，蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石和半细料石砌体1.2，粗料石和毛石砌体1.5.受压构件的高厚比是指构件的计算高度与截面在偏心方向的高度的比值，即 =H0/h偏心受压构件的偏心距过大，构件的承载力明显下降，从经济性和合理性角度都不宜采用，此外，偏心距过大可能使截面受拉边出现过大的水平裂缝。因此

23、，规范规定轴向力偏心距e不应超过0.6y，y是截面重心到受压边缘的距离。9413 配筋砌体构件的承载力计算用钢筋来加强砌体不但可以提高砌体的承载能力，而且可以改善其脆性。在砌体的水平灰缝中配置钢筋网，称为网状配筋砌体或横向配筋砌体。l. 网状配筋砖砌体如果所用的钢筋直径较细（35 mm），采用方格形钢筋网（图a），当钢筋直径大于5mm时，应采用连弯钢筋网。两片连弯钢筋网交错置于两相邻灰缝内，作用相当于一片方格钢筋网（图b）。网状配筋砌体受到荷载作用后，由于摩擦力和砂浆的粘结力，钢筋被粘结在水平灰缝内，并和砌体共同工作。钢筋能阻止砌体在纵向受压时横向变形的发展，当砌体出现竖向裂缝后，钢筋能起横向

24、拉结作用，使被纵向裂缝分割的砌体小柱不至于过早失稳破坏，因而大大提高了砌体的承载力。下列情况不宜采用网状配筋砌体：偏心距超过截面核心范围，对于矩形截面eh017（e为荷载偏心距，为截面高度）；高厚比16。试验还表明，钢筋网配置过少，将不能起到增强砌体强度的作用；但也不宜配置过多。所以01规范规定，配筋率0.1% 1%。对于网状配筋砌体受压构件，01规范采用类似于无筋砌体的计算公式NnAfn网状配筋砌体抗压强度设计值按下式计算：e纵向力的偏心距；y截面形心到偏心一侧截面边缘的距离；f y钢筋的抗拉强度设计值，当f y320N/mm2时，按f y=320N/mm2采用 ；钢筋网配筋率网状配筋砌体构

25、件矩形截面的影响系数中。可按下式计算：稳定系数cn可按下式计算：采用网状配筋砌体时，应满足以下几点构造要求：（1）采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用34mm；当采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm；（2）钢筋网中钢筋的间距，不应大于120 mm（1/2砖），也不应小于30mm；（3）钢筋网的间距，不应大于五皮砖，也不应大于400mm ；（4）网状配筋砖砌体所用的砖，不应低于MU10，其砂浆不应低于M5；钢筋网应设置在砌体的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。9.4.2 砌体局部受压计算局部受压是砌体结构常见的受力形式。例如，砖柱支承于基础上；梁支承于墙体上等。一、砌体

26、截面局部均匀受压当荷载均匀地作用在砌体的局部面积上时，即属于这种情况。砖砌体局部受压有三种破坏形态：（1）竖向裂缝发展而破坏；（2）劈裂破坏；（3）局压垫板下砌体局部破坏。第一种最为常见。砌体在局部荷载作用下，垫板下砌体处于双向或三向受压状态，因而大大提高了局压面积处砌体的强度；在垫板下方一段长度上出现横向拉应力，其值超过砌体抗拉强度时即出现竖向裂缝；随着荷载增加，裂缝向上、下方向发展，最后均有一条主要裂缝贯穿整个试件，导致破坏。在试件中线上产生横向压应力和拉应力是由于荷载在试件中扩散所致。当局压面积比A0/Al较大时，横向拉应力分布比较均匀，就有可能出现劈裂破坏。当块材强度很低（例如轻集料混

27、凝土空心砌块砌体）可能出现第三种破坏形态。砌体在局部均匀受压时的承载力可按下列公式计算：Nlf Al式中；Nl局部受压面积上荷载设计值产生的轴向力；Al局部受压面积；局部抗压强度提高系数;A0影响局部抗压强度的计算面积，可按图46确定。影响砌体局部抗压强度的计算面积A0可按以下规定计算：（1）在图 a的情况下，A0=（ch）h；（2）在图 b的情况下，A0=（b2h）h；（3）在图 c的情况下，A0=（ah）h（bh1h）h1；（4）在图 d的情况下，A0=（ah）h。式中，b矩形局部受压面积Al的边长；h，h1墙厚或柱的较小边长，墙厚；C矩形局部受压面积的外边缘至构件边缘的较小距离，当大于h

28、时应取为h。为了避免A0/ Al超过某一限值时会出现危险的劈裂破坏.上限值：对于图 a的情况，2.5；图 b情况下，2.0；图 c情况下，1.5；图 d情况下，1.25；对空心砖砌体尚应符合1.5；对于未灌实的混凝土小型空心砌块砌体=1.0。二、梁端有效支承长度当梁直接支承在砌体上时，由于梁的弯曲，使梁端有脱开砌体的趋势。梁端底面没有离开砌体的长度称为有效支承长度0，0并不一定都等于实际支承长度，它取决于局部受压荷载、梁的刚度、砌体的刚度等。hc梁的截面高度。在计算荷载传至下部砌体的偏心距时，Nl的作用点距墙的内表面可取0.40。三、梁端砌体局部受压当有上部荷载时，梁端底面处不但有梁上传来局压荷载Nl产生的局压应力，而且还有上部墙体传来的竖向压应力。但试验表明，砌体局压破坏时这两种应力并不是简单的叠加。当梁上荷载增