砌体的抗压强度

(3)k1与α K1与块体种类和砌筑方法有关，α与块体高度有关，两者可 综合体现砌体抗压强度的大小。如混凝土砌块砌体，因其为 单片顺砌或丁砌，而易形成独立小柱，对抗弯有利，故修正。 (4)k2 低强度砂浆横向变形大，故修正。
2.4 砌体轴心抗拉、抗弯抗拉和抗剪强度
1 、各类砌体的轴心抗拉强度平均值ftm、设计值ft
240 mm×370 mm
370 mm×490 mm
370 mm×370 mm
490 mm×490 mm
370 mm×615 mm
490 mm×615 mm
2.3.4砌体轴心抗压强度计算公式
1. 砌体轴心抗压强度平均值计算公式：

由试验研究发现：
1 2
砌体的轴压强度平均值（fm）主要取决于块体抗压强度平均 值f ,砂浆的抗压平均值f .
在圆形水池设计中，由于内部液体的压力在池壁中产 生环向水平拉力，而使砌体垂直截面处于轴心受拉 状态

砌体受拉破坏形式
计算中仅考虑水平灰缝中的粘结力，而不考虑竖向灰缝 的粘结力。
a) 沿块体和竖缝
b) 沿齿缝 切向粘结强度与
c) 沿通缝 不允许出现
与块体的抗拉强 度、切向粘结强 度有关。
砌筑方式有关
砌 体 结 构
轴心抗拉强度平均值:
f t ,m k 3
f2
k 3 砌体抗拉平均强度影响 系数，表15 4。 f 2－砂浆抗压强度平均值 （MPa）。
弯曲抗拉强度平均值
f t ,m k 4
f2
k 4 砌体抗弯平均强度的影 响系数，表15 4。
2.4 砌体抗拉、抗弯和抗剪强度
2 、各类砌体弯曲设计值ft
2.3 砌体的抗压强度
砌 体 结 构
（3）弹性地基梁的作用。砖内受弯剪应力的值不仅与灰缝的厚 度和密实性不均匀有关，而且还与砂浆的弹性性质有关。每 块砖可看作在弹性地基上的梁，其下面的砌体即为弹性“地 基”。砖的上面承受由上部砌体传来的力，这一地基的弹性 模量越小，砖的弯曲变形越大，因而在砖内发生的弯剪应力 越大。
毛石砌体
毛石砌体受压时，由于毛石和灰缝形状不规则，砌体的 匀质性较差，砌体的复杂应力状态更为不利，因而产生第 一批裂缝时的压力与破坏压力的比值，相对于普通砖砌体 的比值更小，约为0.3，且毛石砌体内产生的裂缝不如普 通砖砌体那样分布有规律。
二、 影响砌体抗压强度的因素
1.内因
（1） f1、f2 （砖和砂浆的强度） f1、f2 fm f1一定时，f2太高，不好
（砖的选择）：考虑砖的抗弯强度
（砂浆选择）：砂浆强度并不是越高越好
降低砂浆强度等级，让干燥收缩裂缝出现在灰缝， 易于修补和防渗漏
（2） 块型 块型：外观尺寸（长l×宽b×高h）、孔洞率δ、壁厚 ts、肋厚tw等。
h
fm
b 、l
fm
δ
fm
h7 d 2 l
（3） 砂浆的变形及和易性 砂浆的变形 横向变形
fm
轻质砂浆变形率大，强度降低15％
和易性 铺砌饱满、均匀、密实
fm
GB50003规定： 对水泥砂浆砖（多孔砖）砌体，强度降低10％
（4）试件尺寸与加载方法
砌体基本力学性能试验方法标准GBJ129-90
标准试件：240×370×720mm（砖、多孔砖） 三皮高、中间带竖缝（砌块）
（6）龄期 （7）试验室砌体强度与实际砌体强度差别
(b)
(c)
图 5-5 砖砌体受压破坏过程
第三阶段：
压力继续增加至砌体完全破坏。 特点：1）裂缝急剧加长、加宽，个别砖被压碎， 或形成小柱体失稳破坏。 2）此时压力为破坏压力。
实验取材： f1 25.5mpa 砖强度： 砂浆强度： f 2 12.8mpa
(c)
实验结果： 砌体抗压强度：6.79
2.3 砌体的抗压强度
砌 体 结 构
（4）竖向灰缝处砂浆不可能填实，不能保证砌体的整体性，因而
在竖向灰缝处发生应力集中现象。
综上所述，中心受压砌体中的砖处于局部受压、受弯、受剪、横 向受拉的复杂应力状态下。由于砖的抗弯、抗拉强度很低，故砖砌 体受压后砖块将出现因弯拉应力而产生的竖向裂缝。这种裂缝随着 荷载增加而上下贯通，直至将整个砌体分割成若干半砖小柱，小柱 失稳导致整个砌体的破坏。可见砌体的破坏不是由于砖受压耗尽了 其抗压强度，而是由于形成半砖小柱，侧向凸出，破坏了砌体的整
2.3 砌体的抗压强度
砌 体 结 构
抗剪强度平均值:
f t ,m k 5
f2
k 5 砌体抗剪平均强度的影 响系数，表15 4。
单排孔混凝土砌块对孔砌筑，灌孔砌体的抗剪强度平均值：
f vg ,m 0.32 f g ,m
0.55
对于各类砌体的拉、弯、剪强度平均值采用统一的计算 公式。
2.3 砌体的抗压强度
2.3.1砖砌体轴心受压的破坏特征 1）砖砌体：由单块砖用砂浆垫平粘结而成。 因而它的受力工作和均质的整体构件有很 大差别。

(标准试件尺寸)：
370mm×490mm×970mm
(常用尺寸)：
240mm×370mm×720mm
第一阶段：
荷载由零逐渐增加，砌体承受压力。随压力增大 至第一条裂缝出现（有时是第一批裂缝）。
w 0.8
3
w
10
GB50203-2002：普通砖、多 孔砖应提前1～2d浇水湿润， 含水率宜为10～15%。 灰砂砖、粉煤灰砖、砌块？
(3) 灰缝厚度t
1.4 砖砌体 t 1 0.04t
2 多孔砖砌体 th 1 0.1t
(4)砌筑方法
(5) 施工质量控制等级

1.砌体受压破坏特征:
阶段 第一阶段 特征 加载至第一条裂缝出现。 压力为 破坏时的 50％～70％ 80％～90％
第二阶段
随着压力增加，单块砖内的裂缝不断 发展，沿竖向通过若干皮砖，同时产 生新的裂缝。
砌体内裂缝迅速加宽加长，使砌体形 成若干个小柱体，个别砖被压碎或小 柱体失稳破坏，整个砌体也随之破坏。
则
式中,K1—与块体类别有关的参数（＜1.0)
f m k1 f1 (1 0.07 f 2 )k2

……（2.1）

K2—砂浆强度影响的修正系数（≤1.0） （表 条件以外均取1.0） —与块体类别有关的参数（α＜1.0）
公式特点
统一公式，涵盖各类砌体；与试验值符合较好，反映 了各因素的影响。 (1)主要取决因素f1----fm与f1的方根成正比 以砖砌体为例： 1)砖强度的利用率随砖强度的提高而降低 常用材料范围内，砖强度的利用率在15-60％之间， 并随砖强度的提高而降低，砖强度提高4倍，砌体强度 只提高2倍。例：
裂缝
特点： 1）仅单块砖内产生细小裂缝。 2）如不增加压力，该裂缝亦不发展。 砌体处于弹性受力阶段。 3）此时压力为破坏压力的50%---70%
(a)
Hale Waihona Puke (b)图 5-5砖砌体受压破坏过程
第二阶段：
随压力增加，裂缝增多。单块砖内裂缝不断发展， 并沿竖向通过若干皮砖，逐渐形成贯通多层转的裂缝。
特点：1）砌体进入弹塑性受力阶段，（压力不增加， 裂缝也会增强、增宽，砌体压缩变形增长快） 2）此时压力约为破坏压力的80%---90%。
第三阶段
100％

1.普通砖砌体
砖砌体受压状态分析
砌体中的砖处于复合受力状态；
砌体中的砖受有附加水平拉应力
竖向灰缝处存在应力集中。
砌 体 结 构
（1）由于砂浆层的非均匀性以及砖表面的不规整，使得砖与砂 浆并非全面接触，而是支承在凹凸不平的砂浆层上。因此， 砖在中心受压的砌体中实际上是处于受弯、受剪和局部承压 的复杂受力状态。
在没有拉杆的拱支座处，会发生沿通缝的受剪破坏； 当搭接质量较差时，在砖砌体和毛石砌体中，会发生沿齿 缝的破坏； 在地震作用下，以及当房屋发生不均匀沉降或屋顶与墙体 收缩不一致时，会发生阶梯型缝的破坏。 由于竖向灰缝一般不饱满，其作用可以忽略，因此沿通缝 和沿阶梯型缝的破坏可以统一归结为沿通缝的抗剪强度。
体工作。
2.3 砌体的抗压强度
2.多孔砖砌体
烧结多孔砖砌体的轴心受压试验表明，砌体内产生第一
批裂缝时的压力较上述普通砖砌体产生第一批裂缝时的压 力高，约为破坏压力的70％。在砌体受力的第二阶段，出 现裂缝的数量不多，但裂缝竖向贯通的速度快，且临近破 坏时砖的表面普遍出现较大面积的剥落(如图1—4所示)。 多孔砖砌体轴心受压时，自第二至第三个受力阶段所经历 的时间亦较短。上述现象是由于多孔砖的高度比普通砖的 高度大，且存在较薄的孔壁，致使多孔砖砌体较普通砖砌 体具有更为显著的脆性破坏特征。
f 2 15MPa 1，则k 2 1，k1 0.78 ， 0.5，故 f m k1 f 1 (1 0.07 f 2 )k 2 1.6 f 1 当f 1 30MPa时，f 8.76MPa，利用率29.2% 当f 1 7.5MPa时，f 4.38MPa，利用率58.4% f 2 20MPa，f m 1.872 f 1 当f 1 30MPa时，f 10.25MPa，利用率34.2% 当f 1 7.5MPa时，f 5.13MPa，利用率68.4%
实际砌体墙在后，收到上部结构重量的预压， 砂浆密实度提高，强度提高约15％
2. 外因
(1) 水平灰缝饱满度ξf
f 0.2 0.8 f 0.4 f2
上式中当ξf＝0.73时，ψf＝1.0。 砌体工程施工质量验收规范GB50203-2002： ξf≥80％ (2)砖砌筑时的含水率ξw（％）
2)砂浆的强度越高，砖强度的利用率越高 如上两例。
(2)其次影响因素---f2 1)低强度砂浆中，砖强度的利用率很低 2)砌体强度随砂浆强度而线性增长，但砌体强度的 增长落后于砂浆强度的增长很多。 如：f2=1MPa，fm=0.835√f1； f2=15MPa， fm=1.6√f1 即f2增加15倍，fm仅增加1.92倍。
2.3 砌体的抗压强度
砌 体 结 构
（2）由于砖和砂浆横向变形的差异，一般砖的横向变形较一般砂 浆为小，砖和砂浆间的粘结力和摩擦力，使二者不能自由变形。因 此砖受到横向拉力，而砂浆受到横向压力。
砂浆处于三向受力，
抗压强度提高； 砖内出现的附加拉应
力，加快砖内裂缝的出
现，故用低强度砌筑的 砌体内裂缝出现较早。
a)沿通缝截面 b)沿齿缝截面 c)沿块体和竖向灰缝截面
取b)、c)两种弯曲抗拉强度的较小值
说明：在竖向弯曲时，应采用沿通缝的抗拉强度；当在 水平方向上弯曲时，可能有两种破坏形式：沿齿缝截面 和沿竖向灰缝截面。取两种强度较小的计算。
3.各类砌体的抗剪强度设计值fv
砌 体 结 构
受剪破坏形态

(3)对于灌孔砌块砌体，随着压力的增加，砌块周边的肋 对混凝土芯体有一定的横向约束。这种约束作用与砌块和 芯体混凝土的强度有关，当砌块抗压强度远低于芯体混凝 土的抗压强度时，第一条竖向裂缝常在砌块孔洞中部的肋 上产生，随后各肋均有裂缝出现，砌块先于芯体开裂。当 砌块抗压强度与芯体混凝土抗压强度接近时，砌块与芯体 均产生竖向裂缝，表明砌块与芯体共同工作较好。随着芯 体混凝土横向变形的增大，砌块孔洞中部肋上的竖向裂缝 加宽，砌块的肋向外崩出，导致砌体完全破坏，破坏时芯 体混凝土有多条明显的纵向裂缝。
3.混凝土小型砌块砌体


(1)在受力的第一阶段，砌体内往往只产生一条裂缝，且 裂缝较细。由于砌块的高度较普通砖的高度大，第一条裂 缝通常在一块砌块的高度内贯通。 (2)对于空心砌块砌体，第一条竖向裂缝常在砌体宽面上 沿砌块孔边产生，即砌块孔洞角部肋厚度减小处产生裂缝 ①(图1.5)。随着压力的增加，沿砌块孔 边或沿砂浆竖缝 产生裂缝②，并在砌体窄面(侧面)上产生裂缝③，裂缝③ 大多位于砌块孔洞中部，也有的发生在孔边。最终往往因 裂缝③骤然加宽而破坏。砌块砌体破坏时裂缝数量较普通 砖砌体破坏时的裂缝数量要少得多。
法向粘结强度很低，一般不足切向粘结强度的1/2， 而且往往不易保证。
砌体的切向受力
砌体的法向受力
a)不允许设计沿通缝截面破坏的受拉构件。 b) 沿齿缝破坏，砌体抗拉承载力取决于破坏截面上水平 灰缝的面积，即与砌筑方式有关 ——不考虑提高，只考虑折 减。 c) 沿块体和竖缝破坏，砌体抗拉承载力取决于块体本身 的抗拉能力，故抗拉截面积只有砌体受拉截面积的一半。为 方便计算仍取受拉全截面积，但强度以块体抗拉强度的一半 计算。 d)砌体的抗拉强度，取上述两种强度的较小值。