砌体材料及其力学性能
砌体材料及其力学性能砌筑材料及砌体种类
第一节 砌体材料种类和强度等级
一、块体材料 —— 3.烧结多孔砖
按其孔洞方向,粘土空心砖分为竖孔和水平孔两大类, 前者用于承重,现在称为烧结多孔砖 ,后者用于框架 填充墙或非承重隔墙,现在称为烧结空心砖。 烧结多孔砖的外形尺寸,按GB13544—2000规定,长 度 (L) 可 为 290 、 240 、 190mm , 宽度 (B) 可为 240 、 190、180、175、140、115mm,高度(H)可为90mm, 不同组合而成。产品还可以有 1/2 长度或 1/2 宽度的 配 砖 ,配套使用。有的多孔砖可与普通砖搭配使用。 (P7图2.1)
一、块体材料 —— 2.非烧结硅酸盐砖 矿渣砖 矿渣砖是以未经过水淬处理的高炉矿渣为主 要原料,掺配一定比例的石灰、粉煤灰或煤渣, 经过原料制备、搅拌、消化、轮碾、半干压成型 以及蒸汽养护等工序制成的。
第一节 砌体材料种类和强度等级
一、块体材料 —— 2.非烧结硅酸盐砖 混凝土砖 制成标准砖尺寸的混凝土砖也属于硅酸盐 砖。目前南方一些地方,如湖北、贵州等地,常 以这种砖代替强度等级大于MU7.5的烧结普通砖。
第一节 砌体材料种类和强度等级
一、块体材料 二、块体的强度等级 三、砂浆的种类和强度等级 四、混凝土砌块灌孔混凝土 五、块体及砂浆的选择
第一节 砌体材料种类和强度等级
一、块体材料
砌体结构用的块体材料一般分为天然石材和人工砖 石两大类。 人工砖石有经过焙烧的烧结普通砖、烧结多孔砖, 以及不经过焙烧的硅酸盐砖、混凝土小型空心砌块、 轻集料混凝土砌块等。但是也不是包括所有的各种 块体,对于新规范未包括的、或今后新增加的一些 材料制作的块体,应在确保其材料性能指标并通过 构件试验确定有关计算指标、满足使用功能和保证 耐久性的情况下,可以参考应用新规范。
砌体材料及其力学性能砌体强度及种类
一、砌体的应力——应变关系
n
ln1
nfm
式中: — —砌体变形弹性特征,值常数,由试验给出与,砂浆强度
等级有关
n — —系数,可取为1或略大于1的常系数,前苏联取1为.1
fm — —砌体的抗压强度平值均
参见P17图2.7a,曲线按 460 fm给出,图中虚线按n 1.05,实线
按n
1.0绘制。两条曲线均与验试值吻合较好。对n于1.0,当
3. 砂浆的性能(影响因素)
流动性和保水性:流动性和保水性好的砂浆,铺砌的 灰缝的厚度与密实度较均匀,可以降低块体在砌体内的 弯剪应力,从而提高砌体的强度。使用掺合料可以提高 砂浆的流动性——并不能直接提高砂浆的强度。
砂浆的变形性能:砖强度不变时,砂浆的强度等级 越低,变形越大。砖与砂浆的相对变形大小将影响单砖 的受力情况。
二、砌体的弹性模量
切线弹性模量E’
初始弹性模量E0
割线弹性模量E
1)E'tgad d fm1 fm
2)当 fm时E , 0fm
3)取 0. 4 fm, 3E1 0.l4n03 f.(m 5)70.76fm 50.8fm,E 即 0.8E0
二、砌体的弹性模量
规范主编者建议取值
1)为了避免当fm很大时,E随fm的加大而增长过多, 即避免曲线上翘,取
趋
向f
时,
m
曲线斜率将与 轴平行,也即趋向无穷大,这与实不际符。但为了计算简
单,湖南大学资料建取议n 1.0。这时有:
一、砌体的应力——应变关系
1
ln1
fm
对于砖砌体,取 460 fm
砌体轴心受压时,应灰变缝可占总应变75% 的。灰缝中砂 浆的压缩应变占了的很比大例,另外块体浆与接砂触面空隙的 压密也是一个因素。
砌体结构的材料力学性能(1)
烧结普通砖标准尺寸:240*115*53
P型砖:240*115*90
烧结多孔砖尺寸:
密度:11~14 kN/m3
M型砖:190*190*90
取消,改为290、240、190、180、140等
§2-1 块 体
强度:按毛截面计算
§2-1 块 体
烧结多孔砖强度等级指标(MPa)
2. 砌块
§2-1 块 体
§2-2 砂 浆
将砖、石、砌块等块体材料粘结成砌体的砂浆即砌筑砂浆,它 由胶结料、细集料和水配制而成,为改善其性能,常在其中添加 掺入料和外加剂。
砂浆的作用
➢单个块体连成整体。
➢抹平块体表面,从而促使其表面均匀受力。
➢填满块体间的缝隙,减少砌体的透气性,提高砌体的 保温性能和抗冻性能符合要求的。
§2-3 砌 体
2. 砌块砌体
由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料称为砌块砌体,目前国内 外常用的砌块砌体以混凝土空心砌块砌体为主,其中包括以普通 混凝土为块体材料的普通混凝土空心砌块砌体和以轻骨料混凝土 为块体材料的轻骨料混凝土空心砌块砌体。
砌块按尺寸大小的不同分为小型、中型和大型三种。小型砌 块尺寸较小,型号多,尺寸灵活,施工时可不借助吊装设备而用 手工砌筑,适用面广,但劳动量大。中型砌块尺寸较大,适于机 械化施工,便于提高劳动生产率,但其型号少,使用不够灵活。 大型砌块尺寸大,有利于生产工厂化,施工机械化,可大幅提高 劳动生产率,加快施工进度,但需要有相当的生产设备和施工能 力。
按照是否配筋,砌体可分为无筋砌体、配筋砌体。
无筋砌体
1. 砖砌体
由砖和砂浆砌筑而成的整体材料称为砖砌体。在房屋建筑中,砖砌体 常用作一般单层和多层工业与民用建筑的内外墙、柱、基础等承重结构以 及多高层建筑的围护墙与隔墙等自承重结构等。
砌体的力学性能
汇报时间:20XX/01/01
局部失稳:砌体局部失去稳定性,导 致裂缝、变形等
扭转失稳:砌体受到扭转力作用,导 致扭转破坏
剪切失稳:砌体受到剪切力作用,导致 剪切破坏
疲劳失稳:砌体在反复荷载作用下, 导致疲劳破坏
影响砌体稳定性的因素
砌体材料的强度和刚度 砌体的几何形状和尺寸 砌体的连接方式和构造
砌体的荷载和作用方式 砌体的环境条件和使用条件 砌体的施工质量和维护管理
PRT 6
砌体的耐久性
砌体耐久性的影响因素
材料性能:如强度、硬度、耐磨性等 环境因素:如温度、湿度、风速等 施工质量:如砌筑质量、抹灰质量等 使用维护:如定期检查、维修等
砌体材料的耐久性要求
抗压强度:保证 砌体结构的稳定 性和承载能力
抗冻性:防止砌 体在寒冷地区冻 融破坏
抗渗性:防止砌 体在潮湿环境下 吸水膨胀,导致 结构破坏
抗弯性能的影响 因素:材料强度 、砌体厚度、砌 体高度、砌体形 状等
抗弯性能的测试 方法:三点弯曲 试验、四点弯曲 试验等
砌体的抗剪性能
抗剪强度:砌体抵抗剪切破坏的能力 抗剪承载力:砌体在剪切作用下所能承受的最大荷载 抗剪破坏模式:剪切破坏、弯曲破坏、扭转破坏等 影响因素:砌体材料、砌筑方式、砌体尺寸、加载方式等
改善砌体热工性能的措施
增加墙体厚度:增加墙体厚度可以降低热传导系数,提高墙体的隔热性能。
采用保温材料:在墙体内部或外部采用保温材料,如聚苯乙烯泡沫板、岩棉等,可以提高 墙体的隔热性能。
采用双层墙体:采用双层墙体,中间填充保温材料,可以提高墙体的隔热性能。
砌体材料及其力学性能
» 图3-2 大孔空心砖
(3)蒸压灰砂砖(autoclaved lime-sand brick):以石灰和砂 为主要原料,经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成 的实心砖。简称灰砂砖。 (4)蒸压粉煤灰砖:以粉煤灰、石灰(lime)为主要原料,掺 加适量石膏(gypsum)和集料,经坯料制备、压制成型、 高压蒸汽养护而成的实心砖。简称粉煤灰砖。 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖不得用于长期受热200℃以上、 受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位,MU15和 MU15以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位, 蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作用 的建筑部位必须使用一等砖。
石砌体是由石材和砂浆(或混凝土)砌筑而成。石砌体 分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。 石砌体可就地取材,因此在产石的山区应用较广。但 料石砌体因其加工比较困难,故一般只在有较多熟 练石工的地区才有条件采用。料石砌体可用作一般 民用房屋的承重墙、柱和基础。还可用于建造石拱 桥、石坝和涵洞等。
毛石混凝土砌体是在模板内交替铺置混凝土及形 状不规则的毛石层筑成的。用于毛石混凝土中 的混凝土,其含砂量应较普通混凝土高。通常 每浇灌120~150mm厚混凝土,再铺设一层毛 石,将毛石插入混凝土中,再在石块上浇灌一 层混凝土,交替地进行。毛石混凝土砌体用于 一般民用房屋和构筑物的基础以及挡土墙等。
» 图3-5 砖砌体的砌合方法
用实心砖砌筑空斗墙,也是我国的一种传统做法。 所谓空斗墙,就是将部分或全部砖立砌于墙的 两侧,而在墙的中间形成空斗。目前采用的空 斗墙的厚度一般为240mm,有一眠一斗、一眠 多斗和无眠空斗(图3-6) 等型式。采用空斗墙可 以节省砖和砂浆的用量,减轻砌体自重,但较 费人工,其整体性和抗震性能亦较差。在新的 《砌体结构设计规范中》GB50003已不再给出 空斗墙砌体的强度计算指标。
砌体结构受力特点及构造要求
砌体结构受力特点及构造要求张铮陕西建工集团机械施工有限公司陕西西安710032 采用砖、砌块和砂浆砌筑而成的结构称为砌体结构。
砌体结构的优点:砌体材料抗压性能好,保温、耐火、耐久性能好;材料经济,就地取材;施工简便,管理、维护方便。
砌体结构的应用范围广,它可用作住宅、办公楼、学校、旅馆、跨度小于l5m的中小型厂房的墙体、柱和基础。
砌体的缺点:砌体的抗压强度相对于块材的强度来说还很低,抗弯、抗拉强度则更低;黏土砖所需土源要占用大片良田,更要耗费大量的能源;自重大,施工劳动强度高,运输损耗大。
1.砌体材料及砌体的力学性能(1)砌块砖、砌块根据其原料、生产工艺和孔洞率来分类。
烧结普通砖——由黏土、石岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料,经焙烧而成的实心或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖,称为烧结普通砖;烧结普通砖又分为烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖和烧结粉煤灰砖。
多孔砖——孔洞率大于25%,孔的尺寸小而数量多,主要用于承重部位的砖称为烧结多孔砖,简称多孔砖。
灰砂砖或粉煤灰砖——以石灰和砂为主要原料,或以粉煤灰、石灰并掺石膏和骨料为主要原料,经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖,称为蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖,简称灰砂砖或粉煤灰砖。
砖的强度等级用“MU”表示,单位为MPa(N/mm2)。
烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级分MU30、MU25、MU20、MUl5和MUl0五级。
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级分MU25、MU20、MUl5和MUl0四级。
(2)砂浆砂浆按组成材料的不同,可分为:纯水泥砂浆;水泥混合砂浆;石灰、石膏、黏土砂浆。
砂浆强度等级符号为“M”。
规范给出了五种砂浆的强度等级,即Ml5、Ml0、M7.5、M5和M2.5。
当验算正在砌筑或砌完不久但砂浆尚未硬结,以及在严寒地区采用冻结法施工的砌体抗压强度时,砂浆强度取0。
(3)砌体按照标准的方法砌筑的砖砌体试件,轴压试验分三个阶段。
建筑结构砌体材料及砌体力学性能
(2)砖的强度等级
块体的强度等级用符号“MU”加相应数字表示,其数字 表示块体的强度大小,单位为MPa(即N/mm2)。
实心砖的强度等级是根据标准试验方法所得到的砖的 极限抗压强度MPa值来划分的,多孔砖强度等级的划分除 考虑抗压强度外,还应考虑抗折强度的要求。
①烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级共分为5 级,依次为MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。
9.1 砌体材料及强度等级
砌体材料:块体、砂浆 9.1.1块体及强度等级 常用的砌体块体有砖、砌块、石材。 1.砖及强度等级 (1)砖 砌体结构用砖:烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂普 通砖、蒸压粉煤灰普通砖和混凝土砖。
●烧结普通砖
原料:煤矸石、页岩、粉煤灰或粘土。 烧结普通砖:烧结煤矸石砖、烧结页岩砖、烧结粉
砂浆的主要作用是:粘结块体,使单个块体形成 受力整体;找平块体间的接触面,促使应力分布较为 均匀;充填块体间的缝隙,减少砌体的透风性,提高 砌块的保温、隔热、隔声、防水和抗冻性能。对砂浆 基本要求是强度、可塑性和保水性。
1.砂浆的种类
(1)水泥砂浆 (2)混合砂浆 (3)非水泥砂浆 (4)混凝土砌块(砖)专用砌筑砂浆 (5)蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖专用 砌筑砂浆
(3)混凝土普通砖、混凝土多孔砖、单排孔混凝土砌块 和煤矸石混凝土砌块砌体采用的砂浆强度等级共分为5级,依 次为Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5。
(4)双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块砌体采用的砂浆 强度等级共分为3级,依次为Mb10、Mb7.5和Mb5。
(5)毛料石、毛石砌体采用的砂浆强度等级共分为3级, 依次为M7.5、M5和M2.5。
2.砂浆的强度等级
砂浆的强度等级用符号Байду номын сангаасM”、“Ms”或“Mb”加相应数字表 示,其数字表示砂浆的强度大小,单位为Mpa(即N/mm2)。
建筑结构第五版第9,10章-砌体结构
[习题]
一承受轴心压力砖柱的截面尺寸为370mm×490mm,采用MU10 烧结普通砖、M2.5混合砂浆砌筑,轴心力设计值154kN(包括自重), 柱的计算高度取其实际高度3.5m。试验算该柱承载力。
[解]
高厚比 H0 3500 9.46 ,查表φ= 0.846
h 370 查得f=1.29N/mm2 因柱截面面积A=0.37×0.49=0.18m2<0.3m2,应考虑强度调整系数
砌体结构
一、材料及力学性能 二、计算方法和指标 三、受压构件计算 四、局部受压 五、墙、柱高厚比验算 六、圈梁、过梁与挑梁 七、构造要求
➢砌体 ——是把块体(包括粘土砖、空心砖、砌块、
石材等)和砂浆通过砌筑而成的结构材料。
➢砌体结构 ——系指将由块体和砂浆砌筑而成的墙、
柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。
2.对于五层及五层以上房屋的墙,以及受振动或层 高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级: 砖为MU10,砌块MU7.5,石材MU30,砂浆 M5。
3.地面以下或防潮层以下的砌体,潮湿的房间的墙, 按规范选择材料。见P120表9-1
二、砌体的种类
A. 无筋砌体 1. 砖砌体 砌筑方法:一顺一丁、梅花丁和三顺一丁 墙体尺寸:240mm(一砖)、370mm(一砖半)、490mm(二 砖)620mm(二砖半)
按1/4砖长的倍数设计 :180mm、300mm、420mm 等厚度
2. 砌块砌体 墙体尺寸:190、200、240、290 mm 砌块砌体为建筑工厂化、机械化、加快建设速度、减轻结构自重开辟 新的途径。我国目前使用最多的是混凝土小型空心砌块砌体。 3. 石砌体 因地制宜,在产石地区适用。 石砌体的类型有料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。
砌体结构
• 无筋砌体由块体和砂浆组成,包括砖砌体、砌块砌体和石砌体。
• 1)砖砌体
• 是由砖和砂浆砌筑而成的整体构件。
• 承重墙一般采用实心砌体,砌合方式一顺一丁、梅
花丁、三顺一丁。
• 2)石砌体 • 3)砌块砌体
• 由天然石材和砂浆砌筑而成的结构。如:挡土
墙、承重墙或基础。
【解】 查表得MU10的烧结普通砖与M5的混合砂浆砌筑的砖砌体 的抗压强度设计值f=1.5MPa。
截面A=0.37×0.49=0.18m2<0.3m2,调整系数=0.18+0.7=0.88
H0 5000 13.5 • 查表得影响系数为0.785
h 370
a fA 0.785 0.88 1.5 0.18 103 187 KN >N=150KN
(2)矩形截面受压构件, 当偏心方向截面边长>非偏心方向截面边长时,除按偏心受 压计算外,还应对小边长方向,按轴压重新计算。
【例1】某截面为370×490mm的砖柱,柱计算高度为5m,采用强 度等级为MU10的烧结普通砖及M5的混合砂浆砌筑,柱底承受轴 向压力设计值为N=150kN,结构安全等级为二级,施工质量控 制等级为B级。试验算该柱底截面是否安全。
• 所以柱底截面安全
【例10.2】一偏压柱,截面尺寸为490×620mm,计算高度=5m, 采用强度等级为MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑,柱底承受 轴压设计值为N=160kN,弯矩设计值M=20kN.m(沿长边方 向),安全等级为二级,质量控制等极为B级。试验算该柱底截 面是否安全。 【解】(1)弯矩作用平面内承载力验算
第十四章 砌体结构
• 2.2受压构件的计算
项目十一 砌体结构
短柱
长柱
任务二、无筋砌体构件的承载力计算
影响承载力的主要因素 截面尺寸 A 砌体抗压强度 f 高厚比 偏心距
e
e 0 e 0
轴心受压 偏心受压
任务二、无筋砌体构件的承载力计算
影响承载力的主要因素 截面尺寸 A 砌体抗压强度 f 高厚比 偏心距
轴压长柱 e 0 轴压短柱 e 0 3
3
e
偏压短柱 e 0 3 偏压长柱 e 0 3
任务二、无筋砌体构件的承载力计算
受压构件承载力基本计算公式
N fA
任务二、无筋砌体构件的承载力计算
受压构件承载力基本计算公式
承载力影响系数
无筋砌体矩形截面单向偏心受压构件:
任务二、无筋砌体构件的承载力计算
影响承载力的主要因素 截面尺寸 A 砌体抗压强度 f 高厚比
对矩形截面:
H0 h
H0 对T形截面: hT
hT 3.5i -----T形截面的折算厚度。
任务二、无筋砌体构件的承载力计算
影响承载力的主要因素 截面尺寸 A 砌体抗压强度 f 高厚比
3 3
任务一、砌体材料及力学性能
砌体材料-块体 烧结多孔砖
• • • 以煤矸石、页岩、粘土或粉煤灰等为主要原料经焙烧而成; 孔洞率不大于35%,孔的尺寸小而数量多,主要应用于承重部位 ; 与实心砖比,可节约材料,减轻自重,提高保温隔热性能。
任务一、砌体材料及力学性能
砌体材料-块体 烧结多孔砖
• • • 以煤矸石、页岩、粘土或粉煤灰等为主要原料经焙烧而成; 孔洞率不大于35%,孔的尺寸小而数量多,主要应用于承重部位 ; 与实心砖比,可节约材料,减轻自重,提高保温隔热性能。
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型砖的规格尺寸:P1(240×115×90);P2(240×180×
×115×115、180×115×115
,配砖尺寸为190×90
(与实心砖相比)可减轻块体自重、节约粘土、减少砌筑砂浆、提高
房屋上部结构(不宜用于冻胀地区地下部位)
按尺寸大小分为:
小型砌块(高度在350㎜及其以下);
中型砌块(360~900㎜)。
900㎜)。
目前应用较多的是单排孔砼砌块。
混凝土空心砌块的强度等级:是根据标准试验方法,按毛截面面积计算的极限抗压
值来划分的。
砼小型空心砌块的强度等级为:
;
包心柱和不同强度的砖块混用
:是由天然石材和砂浆(或混凝土)砌筑而成。
分为:
料石材砌体:用砂浆砌筑,用作民用房屋的承重墙、柱和基础,还可用于建造石拱桥、石坝和涵洞等;
用砂浆砌筑,用于建造一般民用建筑房屋及规模不大的构筑物基础、挡土墙和护坡。
、290 mm
:可减轻劳动强度,减少高空作业,利于提高劳动生产率,并具有较好的经
:在压力作用下,砌体中砖和砂浆所受的应力很复杂,大约在极限荷载的时,单砖内产生细小裂缝,如不增加荷载,单砖内裂缝也不发展。
:随着压力增加,约为极限荷载的8090%时,单砖内的裂缝连接起来形成沿竖向通过若干皮砌体,此时即使不增加荷载,
(1) 砌体中的单砖处于复合受力状态:由于灰缝厚度及密实性不均匀,单块受上下不
均匀的压力作用,使砖处于压、弯、剪复合受力状态。
另砖本身不平整,使
其受弯、剪、扭的作用。
砌体中的砖受有附加水平拉应力:由于砂浆与砖的弹性模量及横向变形系数不同,砖的横向变形比砂浆小,中间砂浆处于三向受压状态,而砖处于拉应力状态。
1 轴心受拉砌体受弯破坏总是从受拉一侧开始,即发生弯曲受拉破坏。
有三种形态:其中(
4. 砌体的受剪性能:
砌体结构在剪力作用下,可能发生三种破坏:沿水平灰缝截面破坏、沿齿缝截面破坏
砌体受压弹性模量的表示方法。