2012砌体结构第一章1.ppt
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1、砌体结构,Masonry Structure,第一章 砌体及其基本材料力学性能,砌 体 结 构,1.3砌体的局部受压性能,1.4砌体的受剪性能,第一章,1.1材料强度等级,1.5 砌体的变形和热工性能,1.2 砌体的受压性能,1.1 砌体材料及其强度等级,一、块体,土坯砖 密度 :1215kN/m3 砖:,砖,烧结砖,蒸压灰砂砖,蒸压粉煤灰砖,烧结粘土砖 烧结煤矸石砖 烧结页岩砖 烧结粉煤灰砖,烧结普通砖,空洞率15%,烧结空心砖,空洞率40%,烧结多孔砖,空洞率25% 40%,砌体(Masonry): 块体(普通粘土砖、空心砖、砌块和石材料等)和砂浆通过砌筑而成的材料。,1.1 砌体材料及其
2、强度等级,烧结普通砖 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25%且外形尺寸符合规定的砖。 烧结普通砖的规格尺寸为:240mm115mm53mm 砖砌构件(如墙、柱)的尺寸应符合砖的模数。 684块/m3(不加砌筑灰缝厚度), 514块/m3(加上砌筑灰缝厚度 烧结多孔砖 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25%,孔的尺寸小而数量多,主要用于承重部位的砖,简称多孔砖。 烧结空心砖 用粘土、页岩煤矸石等原料还可经焙烧成孔洞较大、空洞率大40%的烧结空心砖,烧结空心砖一般用于维护结构。 多空砖与实心砖相比 减轻结构自重
3、 节省砌筑工时 减少粘土用量与耗能,混凝土加气块,1.1 砌体材料及其强度等级,烧结多孔砖,1.1 砌体材料及其强度等级,蒸压灰砂砖 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 蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰砖粉煤灰、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转相同。,各种烧结砖,砖窑,传统砖窑生产效率低、 劳动强度大、污染环 境、损毁农田。,1.1 砌体材料及其强度等级,烧结普通砖强度等级根据标准实验方法所得到的砖的极限强度MPa值来划分的(GB
4、/T51012003)。 烧结多孔砖强度等级根据标准实验方法所得到的的砖的极限强度MPa和抗折荷重kN值来划分的(GB135442000)。,MU表示砌体中的块体(Masonry Unity),其后数字表示块体的强度大小,单位为MPa。,烧结普通砖和烧结多孔砖的强度,单位为MPa。,1.1 砌体材料及其强度等级, 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级为: MU25、MU20、MU15、和MU10。 确定粉煤灰砖的强度等级时应乘以自然碳化系数,当无自然碳化系数时,可取人工碳化系数的1.15倍。,1.1 砌体材料及其强度等级,砌块(block):,1.普通混凝土小型空心砌块,3)强度等级(Mason
5、ry Unit) : MU20、MU15、MU10、MU7.5 MU5、MU3.5 ;,1)孔洞率不小于25% 、通常45-50%;,2)主规格:39019090;,2.轻集料混凝土小型空心砌块,3)强度等级(Masonry Unit) : MU10、MU7.5、MU5、MU3.5、 MU2.5、MU1.5 .,1)孔洞:单排孔、双排孔、三排孔和四排孔;,2)主规格:39019090;,常用砌块类型,砌块,砌块加工,1.1 砌体材料及其强度等级,天然石材(stone):,1)承重石材,重质石材-高强、耐久、易导热,轻质石材低强、耐久差、导热系数小,2)按加工外形,料石,1.分类,毛石:中部厚度
6、200mm;,1)划分等级: MU100、MU80、MU60、MU50、 MU40、MU30和 MU20;,2.强度等级,2)划分依据: 70mm立方体试块3个抗压平均值。,1.1 砌体材料及其强度等级,二、砂浆,非水泥砂浆 纯水泥砂浆 (无塑性掺料) 混合砂浆 (有塑性掺料) 砌块专用砂浆,砂浆,水泥石灰混合砂浆 水泥粘土混合砂浆,石灰砂浆 石膏砂浆 粘土砂浆,塑性掺料的作用:增加砂浆的可塑性,提高劳动效率; 提高砂浆的保水性,保证砌筑质量; 节约水泥。,有较高和易性,还可以节约水泥,但其抗水性能较差,一般可用于砌筑基础以上的砌体。,价格低,但其强度很低、抗水性很差,一般用于砌筑临时围墙、临
7、时房屋的砌体等。,由于水泥砂浆的流动性和保水性较差,使用水泥砂浆砌筑时,砌体的强度低于相同条件下用混合砂浆砌筑的砌体的强度。,有较高的强度,抗水性较好,但其和易性较差一般用于要求高强度砂浆的砌体和砌筑处于潮湿条件下的砌体,如基础、挡土墙等。,砂浆的和易性是指砂浆的流动性(也称可塑性)和保水性。,(1)流动性(可塑性),可塑性的测定:,采用重(力)3N、顶角30的标准锥体沉入砂浆中的深度来测定,锥体的沉入深度根据砂浆的用途规定为:用于砖砌体的为70100mm;用于砌块砌体的为5070mm;用于石砌体的为3050mm。,(2)保水性,砂浆能保持水份的能力叫保水性。 如果砂浆的保水性很差,砌体强度有
8、所下降。,保水性的表示方法: 即将砂浆静止30min,上下层沉入量之差宜在10-20mm。,砂浆的应力应变关系曲线表明其塑性变形比砖大得多,砂浆的弹性模量随其强度等级的变化而有明显改变,砂浆强度等级愈高,变形愈小,弹性模量愈大。砂浆的泊松比约为0.16,大致是砖泊松比的1.55倍。,(3)砂浆的变形性能,1.1 砌体材料及其强度等级,砂浆的作用: 将砌体中的块体联成一个整体; 直接承受外力; 抹平块体表面而促使应力的分布较为均匀; 填满块体间的缝隙,减少了砌体的透气性,提高砌体的保温性和抗冻性能。 对砌体所用砂浆的基本要求: 在强度及抵抗风雨侵蚀方面,砂浆应符号砌体强度及建筑物要求; 砂浆的可
9、塑性(流动性),应保证砂浆在砌筑时能很容易且较均匀地铺开,以提高砌体强度和施工劳动效率; 砂浆应具有足够的保水性。,1.1 砌体材料及其强度等级,砌筑砂浆的强度等级 M15、M10、M7.5、M5和M2.5; Mortar意思为砂浆,(强度单位为MPa)。 当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体强度时,可按砂浆强度为零来确定。 确定砂浆强度等级时应采用同类块体为砂浆试块底摸,由边长为70.7mm的立方体试块,在温度为1525环境下硬化,龄期28d(石膏砂浆为7d)的抗压强度来确定。 Mb(Mortar block)混凝土砌块砌筑砂浆强度等级,混凝土小型空心砌块砌筑砂浆(JC860-2000) Mb
10、30、Mb25 、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5。 Cb(Concrete block)混凝土砌块灌孔混凝土的强度等级,混凝土小型空心砌块灌孔混凝土(JC861-2000) Cb40、Cb35 Cb30、Cb25和Cb20。,1.1 砌体材料及其强度等级, 砖在砌筑前12天要浇水润湿,以免干砖过多的吸收砂浆的水分影响砂浆的正常硬化,一般水浸深度不小于15mm。 新疆地区土的碱性较高,如浇水过多,当水蒸发时会把砖内部的碱带到砖的表面,砖的表面会变成白的,影响房屋的美观,对外墙面有抹灰的墙也不利(抹灰会易掉),所以新疆地区的砖不能浇水过多。砖可以当天润湿,水浸深度10 15mm。,1.1
11、砌体材料及其强度等级, 砌体材料的选用 砌体材料大多是地方性材料,应符合“因地制宜,就地取材”的原则,选用当地性能良好的块体材料和砂浆。应考虑施工队伍的技术和设备,而且应方便施工。 强度要求: 应根据各类砌体构件的受力大小,选用相应强度等级的块材和砂浆。例如在多层房屋的承重墙中上面几层可选用强度等级较低的块材和砂浆,下面几层则可选用强度等级较高的块材和砂浆,但也不应变化过多,且同一层砌体不宜采用不同强度等级的材料。 1 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要求(规范6.2.1 条)。 2 地面以下或防潮层以下的砌体所用材料最低强度等级要求,(规范6.2
12、.2条)。 耐久性要求: 3 应保证砌体在长期使用过程中具有足够正常使的性能; 4 对于寒冷地区,块体必须满足抗冻性能的要求; 5 考虑建筑物的使用性质和所处的环境。,1.2.1 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,应符合下列要求: 1 砖采用MU10; 2 砌块采用MU7.5; 3 石材采用MU30; 4 砂浆采用M5。 注:对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋,墙、柱所用材料的最低强度等级应至少提高一级。 1.2.2 地面以下或防潮层以下的砌体,潮湿房间的墙,所用材料的最低强度等级应符合表1-6的要求。,注:1 在冻胀地区,地面以下或防
13、潮层以下的砌体,当采用多孔砖时,其孔洞应用水泥砂浆灌实。 当采用混凝土砌块砌体时,其孔洞应采用强度等级不低于Cb20的混凝土灌实; 2 对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋,表中材料强度等级应至少提高一级。,表1-6 地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间墙所用材料的最低强度等级,砌体结构设计规范(GB50003-2001),砌体的基本力学性能,砌体材料的基本力学性能包括: 抗压强度 抗拉强度 抗弯强度 抗剪强度 与经典的均质同性材料的力学性能不同,需要针对不同的材料特点和受力状态,利用试验手段并结合理论分析获得其计算方法和公式。,1.2 砌体的受压性能,1.2.1 砌体的受压破坏特征
14、 实验研究表明,普通砖砌体轴心受压从加载到破坏大致经历三个阶段: 第一阶段:从砌体受压开始,当压力增大至50%70%的破坏荷载时: 在砌体内某些单块砖在拉,弯,剪复合作用下出现第一批裂缝。在此阶段裂缝细小,未能穿过砂浆层,如果不再增加压力,但块砖内的裂缝也不继续发展。 第二阶段:随着荷载的增加,当压力增大至80%90%的破坏荷载时: 单块砖内的裂缝将不断发展,并沿着坚向灰缝通过若干皮砖,在砌体内逐渐接成一段段较连续的裂缝。若此时荷载不再增加,裂缝仍会继续发展,砌体已临近破坏,在工程实践中应视为构件处于危险状态。 第三阶段:随着荷载的继续增加,则砌体中的裂缝迅速延伸,宽度增大,并连成通缝,连续的
15、竖向贯通裂缝把砌体分割成1/2砖左右的小柱体(个别砖可能碎)而失稳破坏。 以砌体破坏时的压力除以砌体截面面积所得的应力值称为砌体的极限抗压强度。,1.2 砌体的受压性能,砖砌体试件受压破坏过程, 第一阶段: 从砌体受压开始至50%70%的破坏荷载时: 在砌体内某些单块砖在拉,弯,剪复合作用下出现第一批裂缝。 在此阶段裂缝细小,未能穿过砂浆层, 如果不再增加压力,但块砖内的裂缝也不继续发展。, 第二阶段: 当压力增大至80%90%的破坏荷载时: 单块砖内的裂缝将不断发展,并沿着坚向灰缝通过若干皮砖,在砌体内逐渐接成一段段较连续的裂缝。 若此时荷载不再增加,裂缝仍会继续发展,砌体已临近破坏。,在工
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- 2012 结构 第一章
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