第6章 砌体结构 6.1

块体的强度等级
根据规范，块体强度等级应按下列规定采用：
①烧结普通砖，非烧结硅酸盐砖和承重粘土空心 砖等的强度等级：MU30，MU25，MU20， MU15，MU10。常用的烧结普通实心砖为 MU7.5～MU15。
②砌块强度等级：MU15，MU10，MU7.5，MU5。
③石材强度等级：MU100，MU80，MU60， MU50，MU40，MU30，MU20。
(1) 砌体的线膨胀系数αT 温度变化引起砌体热胀冷缩变形，受约束时产生附加内力、
变形及裂缝。与砌体种类有关
(2) 砌体的收缩率(引起近80%以上裂缝) 砌体含水量降低引起干缩变形，受约束时产生干燥收缩裂缝。 早期发展快，非烧结块体>烧结块体
4 砌体的摩擦系数 抗剪承载力计算和抗滑移计算 与摩擦面材料及干湿状态有关
块体的抗压强度
•第三阶段 压力继续增加， 砌体中裂缝迅速加长加宽， 并连成几条贯通的裂缝，最 后将砌体分割成几个半砖小 柱体，各小柱体受力极不均 匀，个别砖可能被压碎或小 柱体失稳，导致砌体完全破 坏。
砌体的受压应力状态
（砌体强度低于块体强度的原因）
①由于灰缝厚度和密实性不均匀，单块砖在砌体 内并非均匀受压，而是处于受弯和受剪状态。
③砂浆应具有适当的保水性，以保证砂浆硬 化所需的水分。
三、 砌体的种类 1、 砖砌体 砖砌体用作内外承重墙或围护墙及隔墙。
砖砌墙体一般可砌成实心的，有时也可砌 成空心的，砖柱则应实砌。
当砖砌体为空斗墙时，常采用一眠一斗、 一眠多斗或无眠空斗墙的砌筑方法。
(a)一眠一斗 (b)一眠多斗 (c)无眠空斗
6.1 砌体及其基本材料力学性能
块体和砂浆，砌体的种类，砌体的抗压强 度，砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度，砌体 的变形性能。
了解砌体的种类，组成砌体的材料及其强 度等级与设计要求，以及砌体的各种物理力 学性能，重点掌握砌体受压破坏的全过程， 深刻理解影响砌体抗压强度的主要因素，并 能正确选用砌体的各种强度值。
一、 砌体的受压破坏特征 分为三个受力阶段。
•第一阶段 从砌体开始受 压，到出现第一条（批） 裂缝，50%~70%Nu
• 第二阶段 随着压力的增 加，80%~90%Nu单块砖内 裂缝不断发展，并沿竖向 通过若干块砖，在砌体内 逐渐连接成一段段裂缝。
砌体受压破坏两个重要特点： (1) 破坏总是从单砖出现裂缝开始 (2) 砌体的抗压强度总是低于所用
1
ln 1
fm
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砌体弹性模量的三种表达方式： (1) 砌体的切线模量
(3) (1)
Et
d d
fm 1
fm
(2) 初始弹性模量
E0 fm
(1)反映受荷任一应力情况，精确， (2)仅应力很小，工程中均使用不便
(2)
(3) 砌体的割线模量
Eb
A A
tan 1
为简化计算，工程中除石砌体外，取σ = 0.4fm时的割线模量为砌体弹性
块体的设计要求
①块体应具有足够的强度，以保证砌体结构的承载 能力。
②块体应具有良好的耐久性，主要是抗冻性，以保 证砌体结构在使用期间内，能经受多次冻融循环 的不利影响。
③块体应具有保温隔热的性能。
二、 砂浆
砂浆的种类
砂浆按其不同组成可分为四类：
水泥砂浆：不掺塑化剂（石灰、石膏、粘土等） 的砂浆，又称为刚性砂浆。
②砌体横向变形时砖和砂浆的交互作用。 ③弹性地基梁的作用。 ④竖向灰缝上的应力集中。
影响砌体抗压强度的因素 1）块体和砂浆的强度 2）块体的形状和尺寸 3）砂浆的流动性、保水性、弹性模量 4）砌筑质量与灰缝厚度
砌体抗压强度计算公式
二、 砌体的受拉、受弯和受剪性能 1、 砌体的轴心受拉性能 常见构件：圆形水池的池壁 砌体轴心受拉时，视拉力作用于砌体的方向，有三
δf—砌体受压强度变异系数
2. 砌体的强度设计值 砌体的强度设计值是在承载能力极限状态设计时采用的
强度值，可按下式计算。
3.单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗压强度设计 值和抗剪强度设计值分别按下式计算。
灌孔混凝土的强度等级用符号Cb××表示，其强度指标等同于对应 的混凝土强度等级C××。砌块砌体中灌孔混凝土的强度等级不应低于 Cb20，也不宜低于两倍的块体强度等级。
砌体的强度设计值调整系数
考虑实际工程中各种可能的不利因素，各类砌体的强度设 计值，当符合表3-12 所列使用情况时，应乘以调整系数γa 。
符合表中多种情况时，γa=？
五、 砌体的变形和其它性能
1 砌体的弹性模量
砌体受压时的应力应变关系是砌体结构的基本力学 性能之一。随着应力的增加，应变增加，其速度较 应力增加得快，应力应变呈曲线关系，曲线的表达 式可以砌体抗压强度的平均值（fm）作为基本变量， 采用下列对数应力应变关系式
2、 砌块砌体 采用砌块建筑，是墙体改革中的一项重要措施。
3、 石砌体 石砌体可就地取材，在产石的山区采用较广泛。
类型有料石砌体、毛石砌体及毛石混凝土砌体。
4、 配筋砌体
以限制构件在压力作 用下的横向变形，这 种配筋砖砌体，称为 网状配筋砖砌体或横 向配筋砖砌体。
6.1.2 无筋砌体的强度和变形性能
2、 砌块
我国当前采用砌块的主要类型有实心砌块、空心 砌块和微孔砌块。
砌块按尺寸大小分为手工砌筑的小型砌块和采用 机械施工的中型和大型砌块。高度为180～ 350mm的块体一般称为小型砌块；高度在360～ 900mm之间的称为中型砌块。
3、 石材
一般为重岩天然石，如花岗岩、砂岩、石灰石等 片石、条石或毛石，其重力密度γ>18kN/m3。这 些石材具有强度高，抗冻性能好等优点。
剪压破坏
斜压破坏
(主拉应力破坏)
沿阶梯形缝破坏在地震中的墙体破坏中最常见
3 、砌体的受剪性能 砌体抗剪强度平均值为(不区分沿齿缝和通缝截面)：
fv, m k5 f2
影响砌体抗剪强度的因素 1）块体与砂浆的强度 2）垂直压应力 3）砌筑质量 4）试验方法
四、 砌体的强度标准值和设计值
6.1.1 块体、砂浆和砌体
一、块体的种类 块体分为砖、砌块和石材三大类。砖与砌块通
常是按块体的高度尺寸划分的，块体高度小于 180mm者称为砖；大于等于180mm者称为砌块。 1、砖
烧结普通砖：240mm×115mm×53mm。实心 粘土砖的重力密度γ=16～18kN/m3，实心硅酸盐 砖的重力密度γ=14～15kN/m3。
模量
E 0.4 / 0.4 0.8 fm
E 0.8E0
2 砌体的剪变模量
一般采用材料力学公式
G E
2(1 )
G——砌体的剪变模量 E——砌体的弹性模量 υ——砌体的泊松比，一般取0.1~0.2
代入上式得： G=(0.41~0.45E)
《规范》取 G=0.4E
3 砌体的干缩变形和线膨胀系数
种破坏形态。(破坏发生机理)
工程中不允 许采用垂直 于通缝受拉 的轴心受力 构件!!!
砌体沿齿缝截面的轴心抗拉强度平均值为：
2、 砌体的受弯性能 常见构件：带壁柱的挡土墙、地下室墙体 破坏形态及发生机理
新规范通过 提高块体的 最低强度等 级，可以避 免和防止此 类受弯破坏。
砌体沿齿缝和通缝截面的弯曲抗拉强度平均值为：
混合砂浆：在水泥砂浆中掺塑化剂的砂浆，一般 为水泥石灰砂浆。
非水泥砂浆：石灰砂浆、粘土砂浆及石膏砂浆 这 类砂浆不含水泥。
砌块专用砂浆：专门用于砌筑砌块
砂浆的强度等级 砂浆强度等级分别为M15，M10，M7.5，M5，
M2.5等级。
砂浆的设计要求 ①砂浆应具有足够的强度；
②砂浆应具有一定的可塑性，即和易性，以 便于砌筑，提高工效，保证质量和提高砌体 强度，但砂浆的可塑性也不宜过大；
1. 砌体的强度标准值 砌体的强度标准值取具有95%保证率的强度值，
即按下式计算。
fk fm 1.645 f fm (11.645 f )
根据我国所取得的大量试验数据，通过统计分析，得到了砌 体抗压、砌体轴心抗拉、砌体弯曲抗拉及抗剪等强度平均值fm 的计 算公式以及砌体强度的标准差σf 。由此得出的各类砌体的强度标准 值见《规范》。
3、 砌体的受剪性能 砌体中另外一种重要受力形式 常见构件：门窗过梁、拱过梁、墙体的过梁
主要特点：受剪与受压同时存在，几乎无纯剪情况
3 、砌体的受剪性能 根据所受垂直压力的不同，分为三种受剪破坏
σy/τ较小时 沿水平灰缝 剪摩破坏
σy/τ较大时
σy/τ更大时
沿阶梯形缝 沿块体与灰缝截面