砌体结构(第一、二章)

砌体结构设计
武汉理工大学 土木工程与建筑学院（ 2010）
第二章
…材料及砌体的基本力学性能
2．1 砌体材料及其强度等级 块体种类
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烧结类砖 烧结普通砖
砖
烧结多孔砖
非烧结类砖 蒸压灰砂砖
蒸压粉煤灰砖
标准砖块数量：4×8×16=512块／m3
小型砌块（h＜350mm）： 390×190×190mm
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第一章
…绪论
…发展简史
(???)由混凝土砌块代替的粘土砖作为承重墙体材料 既保留了传统砖结构取材广泛、施工方便、造价低廉 的特点，又具有强度高、延性好的钢筋混凝土结构的 特性。
它的最大优势在于砌块的生产不毁坏耕地，而且耗 能较低，仅为生产粘土砖的一半，符合国家可持续发
系约公元前 3000 年埃 及第三王朝第二个国王乔 赛尔为自己所修建的陵墓， 是一座用 230 余万块巨石 砌垒起来的高 146.6m的 伟大建筑。
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中国是砌体大国，在历史上有举世闻名的万里长城，它是两千多万年前 用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一；
第一章
绪论
1.1砌体结构的发展简史
砌体结构是指用砖、石或砌块为块材，用砂浆砌筑的结 构。砌体按照所采用块材的不同，可分为砖砌体、石砌体 和砌块砌体三大类。——搭砌的整体和钢结构焊接、混凝土的浇注的整体不同
1）应用范围扩大：建筑物、构筑物（烟囱、小型水池、 料仓、渡槽、水塔等）和桥梁（石拱桥）。
2）新材料、新技术和新结构的不断研制和使用：承重空 心砖、配筋砖砌体结构和约束砖砌体、混凝土砌块（采用 混凝土、轻集料混凝土，以及利用各种工业废渣、粉煤灰、 煤矸石等制成的）。
砌体砌筑时不需要模板及特殊的技术设备，可以节省木材。
(5)当采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快 施工进度，进行工业化生产和施工。
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第一章
…绪论
…应用范围 缺点：
( 1)砌体结构自重大（砌体、混凝土、钢结构的材料容重与强度 比较）。
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教 材：砌体结构 唐岱新 高等教育出版社
教 师：蔡江勇
门票价：35元
目录
第一章 绪论 第二章 材料及砌体的基本力学性能 第三章 砌体结构构件承载力的计算 第四章 混合结构房屋墙体设计 第五章 过梁、墙梁和悬挑梁
——结构，材料和形式的分类；构件；材料
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第二章
…材料及砌体的基本力学性能
2．1 砌体材料及其强度等级
… 砌块
采用较大尺寸的砌块代替小块砖砌筑砌体，可减轻 劳动量并可加快施工进度，是墙体材料改革的一个重 要方向。
砌块按尺寸大小可分为小型、中型和大型三种，我 国通常把砌块高度为180一350mm的称为小型砌块， 高 度 为 3 6 0 一 9 0 0 mm 的 称 为 中 型 砌 块 ， 高 度 大 于 900mm的称为大型砌块。
展的技术政策，是我国墙体材料改革的有效途径之一。
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第一章
…绪论
…发展简史
3）砌体结构计算理论和计算方法的逐步完善 a 建国以前，我国所建造的砌体结构房屋主要是
住宅等低层民用建筑，只凭经验设计而不作计 算，由房屋的层数来选定墙的厚度。
b 1956年原国家建委批准在我国使用前苏联的 《砖石及钢筋砖石结构设计标准及技术规范》。 该规范采用属于定值的极限状态设计方法。
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第一章
…绪论
1.2 砌体结构的优缺点及其应用范围 1.2.1砌体结构的优缺点
优点：
(1)砌体结构材料来源广泛，易于就地取材。 (2)砌体结构有很好的耐火性和较好的耐久性，使用年限长。 (3)砌体特别是砖砌体的保温、隔热性能好．节能效果明显。 (4)采用砌体结构较钢筋混凝土结构可以节约水泥和钢材，并且
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砌体结构设计
20 世纪以前，世界上 最高的砌体结构办公用楼 房是 1891 年在美国芝加 哥建成的莫纳德·洛克大楼， 它长 62m，宽 21m，高 16层。但由于当时的技术 条件限制，其底层承重墙 厚 1.8m；瑞士在 50 年代 后期用抗压强度达 60MPa、 孔洞率为 28%的多孔砖建 成 19层和 24 层高的塔式 住宅建筑，砖墙仅 380mm 厚。
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第二章
…材料及砌体的基本力学性能
2．1 砌体材料及其强度等级 2．1．2 砌块
砌块一般指混凝土空心砌块、加气混凝土砌块及硅酸盐 实心砌块。此外还有用粘土、煤矸石等为原料，经焙烧而 制成的烧结空心砌块。
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第一章
…绪论
…发展简史
c 1988年颁布实施了《砌体结构设计规范》(GBJ3—88)。 该规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法， 在砌体结构可靠度设计方面已提高到当时的国际水 平．其中多层砌体结构房屋的空间工作．以及在墙 梁中墙和梁的共同工作等专题的研究成果在国际上 处于领先地位，使我国砌体结构理论和设计方法更趋 完善。
加气混凝土砌块用加气混凝土和泡沫混凝土制成， 其重力密度一般为4—6kN／m3，由于自重轻，并可按 使用要求制成各种尺寸，还可在工地进行锯切，因此 广泛应用于工业与民用建筑的围护结构。
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第二章
…材料及砌体的基本力学性能
2．1 砌体材料及其强度等级 2．1．3 石材
有在春秋战国时期就已兴修水利，如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修 建的都江堰水利工程所示。
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在 1400 年前由料石修建的现存河北赵县的安济桥，这是世界上最早的 单孔敞肩式石拱桥，净跨为 7.02m，宽约 9m，为拱上开洞，既可节约石材， 且可减轻洪水期的水压力，它无论在材料使用、结构受力、艺术造型和经济 上，都达到了相当高的成就，该桥已被美国土木工程学会选入世界第 12 个 土木工程里程碑。
空心砖
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砌体结构设计
空心加气混凝土砌块
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第二章
…材料及砌体的基本力学性能
2．1 砌体材料及其强度等级 2．1．1 砖
我国目前用于砌体结构的砖主要有烧结普通砖、烧 结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等四种。
公元前 1134 年至公元前 771 年已有烧制的瓦。公元前 475 年～公元前 221 年已有烧制的大尺寸空心砖。公元 317 年～ 558 年已有实心砖的使用。石料也由最初的装饰浮雕、台基 和制作栏杆，到后来用于砌筑建筑物。
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在国外，大约在 8000 年前已开始采用晒干的土坯。 5000～6000 年前左右经凿琢的天然石材已广泛使用；采用 烧制的砖也有约 3000 年的历史。古代砌体结构的成就是辉 煌的。享有悠久历史声誉的埃及胡夫金字塔，是现存世界最 古老的石结构。
• 在交通运输方面，砌体结构可用于桥梁、隧道工程、 各种地下渠道、涵洞、挡土墙等也常用石材砌筑。
• 在水利建设方面，可用石材砌筑坝、堰和渡槽等。 砌体主要用于承受压力的构件，房屋的基础、内外
墙、柱等都可用砌体结构建造。无筋砌体房屋一般可 建5—7层，配筋砌块剪力墙结构房屋可建8一18层。此 外，过梁、屋盖、地沟等构件也可用砌体结构建造。
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第一章
…绪论
…应用范围 1.2.2 砌体结构的应用范围
• 农村建筑，如仓库、跨度不大的加工厂房也可用砌体 结构建造。
• 在工业与民用建筑中，砌体往往被用来砌筑围护墙和 填充墙，工业企业中的烟囱、料斗、管道支架、对渗 水性要求不高的水池等特殊构件也可用砌体建造。
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第一章
…绪论
思考题 1．什么是砌体结构?砌体按所采用材料的不同可
以分为哪几类？ 2．砌体结构有哪些优点和缺点?有哪些应用范围?
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第二章 材料及砌体的基本力学性能
内容概述： • 砌体材料及其强度等级 • 砌体的种类 • 砌体的受压性能 • 砌体的受拉、受弯、受剪性能 • 砌体的变形和其他性能
砌块 配套专门材料 砌块专用砂浆（Mb××表示）
砌块灌孔混凝土（Cb××表示）
料石 细料石
石材
半细料石
粗料石
毛料石
毛石
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蒸压灰砂砖 空心砖
砌体结构设计
蒸压 粉煤 灰砖
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天然石材根据其外形和加工程度可分为料石与毛石两种， 料石又分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。
天然建筑石材在所有块体材料中应用历史最为悠久，并 具有强度高、抗冻与抗气性能好等优点，故在有开采 和加工条件及能力的地区，可用于砌筑条形基础、承 重墙及重要房屋的贴面装饰材料，但用于砌筑炎热及 寒冷地区的墙体时，因其保温性能差需要较大的墙厚 而显得不经济。
(2)砌筑砂浆和砖、石、砌块之间的粘结力较弱，因此无筋砌体 的抗拉、抗弯及抗剪强度低，抗震及抗裂性能较差。因此， 应研制推广高粘结性砂浆，必要时采用配筋砌体，并加强抗 震抗裂的构造措施。
(3)砌体结构砌筑工作繁重。砌体基本采用手工方式砌筑，劳动 量大，生产效率低。
(4)砖砌体结构的粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生 产。据统计，全国每年生产粘土砖上千亿块，毁坏农田近10 万亩，使我国人口多、耕地少的矛盾更显突出。因此，必须 大力发展砌块、煤矸石砖、粉煤灰砖等粘土砖的替代产品。
辐射
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d《砌体结构设计规范》(GBJ 50003)。新规范的砌体结 构类别和应用范围较原规范(GBJ3—88)有所扩大。
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简史
砌体结构在我国有着悠久的历史。在约 6000 年前，就已有 木构架和木骨泥墙。公元前20 世纪，有土夯实的城墙。公元前 1783 年～公元前 1122 年，已逐渐开始采用粘土做成的版筑墙。 公元前 1388 年～公元前 1122 年，逐步采用晒干的土坯砌筑墙。
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砌体结构设计
明代建造的南 京灵谷寺无梁殿以 砖拱为主体结构， 室内空间为一大型 砖拱，总长53.5m， 总宽 37.35m，纵 横两个方向均为砖 砌穹拱，无一根梁。
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砌体结构设计
河北定县开元寺塔 (又称瞭敌塔)于公元1055 年建成，是当时世界上最 高的砌体结构。它高 84.2m，共 11 层，平面 为八边形，底部边长 9.8m，采用砖砌双层筒体 结构体系。
第二章
…材料及砌体的基本力学性能
2．1 砌体材料及其强度等级 …砖
蒸压灰砂砖是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。
蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料， 掺加适量石膏和集料，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。 灰砂砖与粉煤灰砖的规格尺寸与烧结普通砖相 同。
烧结普通砖是由粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰为主 要原料，经过焙烧而成的实心或空洞率不大于15％且 外形尺寸符合规定的砖。
烧结多孔砖是以粘土、页岩、煤矸石为主要原料， 经焙烧而成、空洞率不小于15％，孔的尺寸小而数量 多，主要用于承重部位的砖，简称多孔砖。
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