砌體結(jié)構(gòu)的材料力學性能課件1

第2章砌體結(jié)構(gòu)的材料力學性能西南科技大學土木工程與建筑學院2014年9月第2章砌體結(jié)構(gòu)的材料力學性能西南科技大學土木工程與建筑11、磚燒結(jié)磚非燒結(jié)磚燒結(jié)普通磚：實心磚燒結(jié)多孔磚：孔洞率小于35%，孔小量多，用于承重部位燒結(jié)空心磚：孔洞率大于35%蒸壓灰砂磚：蒸壓粉煤灰磚：§2-1塊體

蒸壓硅酸鹽磚混凝土磚1、磚燒結(jié)磚非燒結(jié)磚燒結(jié)普通磚：實心磚燒結(jié)多孔磚：孔洞率小于2燒結(jié)磚

一般是由粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰等為主要原料，壓制成型后經(jīng)焙燒而成。燒結(jié)普通磚標準尺寸：240*115*53燒結(jié)多孔磚尺寸：P型磚：240*115*90M型磚：190*190*90密度：11～14kN／m3§2-1塊體取消，改為290、240、190、180、140等燒結(jié)磚一般是由粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰等為主3§2-1塊體強度：按毛截面計算§2-1塊體強度：按毛截面計算4燒結(jié)多孔磚強度等級指標(MPa)§2-1塊體燒結(jié)多孔磚強度等級指標(MPa)§2-1塊體5２.砌塊混凝土空心砌塊加氣混凝土砌塊硅酸鹽實心砌塊燒結(jié)空心砌塊（粘土、煤矸石）小型砌塊：高度180mm～350mm中型砌塊：高度360mm～900mm大型砌塊：高度大于900mm§2-1塊體２.砌塊混凝土空心砌塊加氣混凝土砌塊硅酸鹽實心砌塊燒結(jié)空心6

我國目前在承重墻體材料中使用最為普遍的是混凝土小型空心砌塊，它是由普通混凝土或輕集料混凝土制成，空心率一般在25%～50%之間，主要規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm，一般簡稱為混凝土砌塊或砌塊?！?-1塊體我國目前在承重墻體材料中使用最為普遍的是混凝土7加氣混凝土砌塊是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、防火性能良好、可釘、可鋸、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，常作圍護結(jié)構(gòu)。§2-1塊體加氣混凝土砌塊是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、防火性能8

混凝土空心砌塊的強度等級是根據(jù)標準試驗方法，按毛截面面積計算的極限抗壓強度值來劃分的。混凝土小型空心砌塊的強度等級為

MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5五個等級?！?-1塊體混凝土空心砌塊的強度等級是根據(jù)標準試驗方法，按毛截面面積9３.石材

天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并具有很高的抗壓強度，良好的耐磨性、耐久性和耐水性，表面經(jīng)加工后具有較好的裝飾性，工程中用于承重和裝飾。毛石料石§2-1塊體３.石材天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并10

砌體中的石材應(yīng)選用無明顯風化的石材。因石材的大小和規(guī)格不一，通常由邊長為70mm的立方體試塊進行抗壓試驗，取3個試塊破壞強度的平均值作為確定石材強度等級的依據(jù)。石材的強度等級劃分為MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20?！?-1塊體砌體中的石材應(yīng)選用無明顯風化的石材。因石材的大11填滿塊體間的縫隙，減少砌體的透氣性，提高砌體的保溫性能和抗凍性能。將磚、石、砌塊等塊體材料粘結(jié)成砌體的砂漿即砌筑砂漿，它由膠結(jié)料、細集料和水配制而成，為改善其性能，常在其中添加摻入料和外加劑。砂漿的作用單個塊體連成整體。抹平塊體表面，從而促使其表面均勻受力?！?-2砂漿填滿塊體間的縫隙，減少砌體的透氣性，提高砌體的12砂漿的分類石灰砂漿混合砂漿（有塑性摻料：石灰漿、粘土漿）非水泥砂漿按膠結(jié)料不同水泥砂漿（無塑性摻料）石膏砂漿粘土砂漿專用砂漿普通砂漿蒸壓灰砂普通磚、混凝土砌塊專用砂漿蒸壓粉煤灰普通磚專用砂漿§2-2砂漿砂漿的分類石灰砂漿混合砂漿（有塑性摻料：石灰漿、粘土漿）非水13

砂漿的強度等級是由邊長為70.7mm的立方體標準試塊，在溫度為17～23℃環(huán)境下硬化、齡期28d的抗壓強度來確定。砌筑砂漿的強度等級為M15、M10、M7.5、M5和M2.5。其中M表示砂漿(Mortar)，其后數(shù)字表示砂漿的強度大小(單位為MPa)?；炷列⌒涂招钠鰤K砌筑砂漿的強度等級用Mb

標記(b表示block)，以區(qū)別于其他砌筑砂漿，其強度等級有Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5，其后數(shù)字同樣表示砂漿的強度大小(單位為MPa)。蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚專用砂漿強度等級：

Ms15、Ms10、Ms7.5和Ms5。

當驗算施工階段砂漿尚未硬化的新砌體強度時，可按砂漿強度為零來確定其砌體強度。砂漿的強度§2-2砂漿砂漿的強度等級是由邊長為70.7mm的立方體標準試塊，在14對砂漿的要求應(yīng)具有足夠的強度應(yīng)具有適當?shù)谋Ｋ跃哂幸欢ǖ目伤苄裕鲃有裕┠途眯浴?-2砂漿對砂漿的要求應(yīng)具有足夠的強度應(yīng)具有適當?shù)谋Ｋ跃哂幸欢ǖ目伤?5

按照是否配筋，砌體可分為無筋砌體、配筋砌體。

1.磚砌體

由磚和砂漿砌筑而成的整體材料稱為磚砌體。在房屋建筑中，磚砌體常用作一般單層和多層工業(yè)與民用建筑的內(nèi)外墻、柱、基礎(chǔ)等承重結(jié)構(gòu)以及多高層建筑的圍護墻與隔墻等自承重結(jié)構(gòu)等。

實心磚砌體墻常用的砌筑方法有一順一頂(磚長面與墻長度方向平行的則為順磚，磚短面與墻長度方向平行的則為頂磚)、三順一頂或梅花頂。

無筋砌體§2-3砌體按照是否配筋，砌體可分為無筋砌體、配筋砌體。1.磚砌16

試驗表明，采用同強度等級的材料，按照上述幾種方法砌筑的砌體，其抗壓強度相差不大。但應(yīng)注意上下兩皮頂磚間的順磚數(shù)量愈多，則意味著寬為240mm的兩片半磚墻之間的聯(lián)系愈弱，很容易產(chǎn)生“兩片皮”的效果而急劇降低砌體的承載能力。標準砌筑的實心墻體厚度常為120mm(半磚)

、240mm(一磚)、370mm(一磚半)、490mm(二磚)、620mm(二磚半)、740mm(三磚)等。有時為節(jié)省材料，墻厚可不按半磚長而按1/4磚長的倍數(shù)設(shè)計，即砌筑成所需的180mm、300mm、420mm等厚度的墻體。試驗表明，這些厚度的墻體的強度是符合要求的。§2-3砌體試驗表明，采用同強度等級的材料，按照上述幾種方法砌筑的砌172.砌塊砌體

由砌塊和砂漿砌筑而成的整體材料稱為砌塊砌體，目前國內(nèi)外常用的砌塊砌體以混凝土空心砌塊砌體為主，其中包括以普通混凝土為塊體材料的普通混凝土空心砌塊砌體和以輕骨料混凝土為塊體材料的輕骨料混凝土空心砌塊砌體。砌塊按尺寸大小的不同分為小型、中型和大型三種。小型砌塊尺寸較小，型號多，尺寸靈活，施工時可不借助吊裝設(shè)備而用手工砌筑，適用面廣，但勞動量大。中型砌塊尺寸較大，適于機械化施工，便于提高勞動生產(chǎn)率，但其型號少，使用不夠靈活。大型砌塊尺寸大，有利于生產(chǎn)工廠化，施工機械化，可大幅提高勞動生產(chǎn)率，加快施工進度，但需要有相當?shù)纳a(chǎn)設(shè)備和施工能力。

§2-3砌體2.砌塊砌體由砌塊和砂漿砌筑而成的整體材料稱為砌塊砌體183.石砌體由天然石材和砂漿砌筑而成的整體材料稱為石砌體。石材是最古老的土木工程材料之一，用石材建造的砌體結(jié)構(gòu)物具有很高的抗壓強度，良好的耐磨性和耐久性，且石砌體表面經(jīng)加工后美觀且富于裝飾性。利用石砌體具有永久保存的可能性，人們用它來建造重要的建筑物和紀念性的結(jié)構(gòu)物。另外，石砌體中的石材資源分布廣，蘊藏量豐富，便于就地取材，生產(chǎn)成本低，故古今中外在修建城垣、橋梁、房屋、道路和水利等工程中多有應(yīng)用。§2-3砌體3.石砌體由天然石材和砂漿砌筑而成的整體材料稱為石砌體19配筋砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體組合磚砌體馬牙槎配筋砌塊砌體§2-3砌體組合墻配筋砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體組合磚砌體馬牙槎配筋砌塊砌體§2-320§2-3砌體§2-3砌體21

試驗研究表明，砌體軸心受壓從加載直到破壞，按照裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展和最終破壞，大致經(jīng)歷三個階段。

§2-4砌體的受壓性能

砌體受壓破壞特征試驗研究表明，砌體軸心受壓從加載直到破壞，按照裂縫的出現(xiàn)22①第一階段→單磚開裂特點：個別單磚出現(xiàn)裂縫，荷載不增加，縫也不會繼續(xù)擴展

荷載：約為極限荷載的50%-70%§2-4砌體的受壓性能

§2-4砌體的受壓性能23②第二階段→多批多段裂縫

特點：形成多段貫通裂縫，即使荷載不增加，

裂縫也繼續(xù)發(fā)展。

荷載：約為極限荷載的80%-90%?！?-4砌體的受壓性能

§2-4砌體的受壓性能24③第三階段→豎向貫通裂縫特點：荷載增加不多，裂縫迅速發(fā)展加長、加寬砌體被分割成若干小柱而失穩(wěn)破壞。

§2-4砌體的受壓性能

§2-4砌體的受壓性能25非均勻受壓→處于復(fù)合作用（彎、剪、壓）磚有脆性→抗彎，抗剪能力差單磚開裂主要就是由受彎受剪應(yīng)力引起的。砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)§2-4砌體的受壓性能

非均勻受壓→處于復(fù)合作用（彎、剪、壓）砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)§2-26結(jié)果：磚砌體的抗壓強度比相應(yīng)磚的強度低得多。磚與砂漿的交互作用

兩者彈性模量及橫向變形系數(shù)不同：要求：砂漿強度等級不能太低，否則，磚中過早出現(xiàn)裂縫。彈性地基梁作用豎向灰縫上的應(yīng)力集中磚砌體的抗壓強度相應(yīng)磚的抗壓強度§2-4砌體的受壓性能

結(jié)果：磚砌體的抗壓強度比相應(yīng)磚的強度低得多。磚砌體的抗壓強度271、塊體和砂漿的強度等級（最主要因素）

盡可能用高強度的塊體。2、塊體的尺寸與形式

隨塊體高度增大而增大；隨塊體長度增大而降低；隨表面平整度增大而增大。7/10影響砌體抗壓強度的因素§2-4砌體的受壓性能

1、塊體和砂漿的強度等級（最主要因素）7/10影響砌體283、砂漿的流動性、保水性、彈性模量

8/104、砌筑質(zhì)量與灰縫厚度普通灰縫厚度在10-12mm較好，一般采用10mm?！?-4砌體的受壓性能

3、砂漿的流動性、保水性、彈性模量8/104、砌筑質(zhì)量與灰縫299/10§2-4砌體的受壓性能

9/10§2-4砌體的受壓性能30《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》：在試驗研究基礎(chǔ)上，統(tǒng)一公式10/10§2-4砌體的受壓性能

《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》：在試驗研究基礎(chǔ)上，統(tǒng)一公式10/10§31Thanksforyourattention!Thanksforyourattention!32第2章砌體結(jié)構(gòu)的材料力學性能西南科技大學土木工程與建筑學院2014年9月第2章砌體結(jié)構(gòu)的材料力學性能西南科技大學土木工程與建筑331、磚燒結(jié)磚非燒結(jié)磚燒結(jié)普通磚：實心磚燒結(jié)多孔磚：孔洞率小于35%，孔小量多，用于承重部位燒結(jié)空心磚：孔洞率大于35%蒸壓灰砂磚：蒸壓粉煤灰磚：§2-1塊體

蒸壓硅酸鹽磚混凝土磚1、磚燒結(jié)磚非燒結(jié)磚燒結(jié)普通磚：實心磚燒結(jié)多孔磚：孔洞率小于34燒結(jié)磚

一般是由粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰等為主要原料，壓制成型后經(jīng)焙燒而成。燒結(jié)普通磚標準尺寸：240*115*53燒結(jié)多孔磚尺寸：P型磚：240*115*90M型磚：190*190*90密度：11～14kN／m3§2-1塊體取消，改為290、240、190、180、140等燒結(jié)磚一般是由粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰等為主35§2-1塊體強度：按毛截面計算§2-1塊體強度：按毛截面計算36燒結(jié)多孔磚強度等級指標(MPa)§2-1塊體燒結(jié)多孔磚強度等級指標(MPa)§2-1塊體37２.砌塊混凝土空心砌塊加氣混凝土砌塊硅酸鹽實心砌塊燒結(jié)空心砌塊（粘土、煤矸石）小型砌塊：高度180mm～350mm中型砌塊：高度360mm～900mm大型砌塊：高度大于900mm§2-1塊體２.砌塊混凝土空心砌塊加氣混凝土砌塊硅酸鹽實心砌塊燒結(jié)空心38

我國目前在承重墻體材料中使用最為普遍的是混凝土小型空心砌塊，它是由普通混凝土或輕集料混凝土制成，空心率一般在25%～50%之間，主要規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm，一般簡稱為混凝土砌塊或砌塊?！?-1塊體我國目前在承重墻體材料中使用最為普遍的是混凝土39加氣混凝土砌塊是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、防火性能良好、可釘、可鋸、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，常作圍護結(jié)構(gòu)。§2-1塊體加氣混凝土砌塊是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、防火性能40

混凝土空心砌塊的強度等級是根據(jù)標準試驗方法，按毛截面面積計算的極限抗壓強度值來劃分的?；炷列⌒涂招钠鰤K的強度等級為

MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5五個等級?！?-1塊體混凝土空心砌塊的強度等級是根據(jù)標準試驗方法，按毛截面面積41３.石材

天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并具有很高的抗壓強度，良好的耐磨性、耐久性和耐水性，表面經(jīng)加工后具有較好的裝飾性，工程中用于承重和裝飾。毛石料石§2-1塊體３.石材天然建筑石材重力密度多大于18kN／m3，并42

砌體中的石材應(yīng)選用無明顯風化的石材。因石材的大小和規(guī)格不一，通常由邊長為70mm的立方體試塊進行抗壓試驗，取3個試塊破壞強度的平均值作為確定石材強度等級的依據(jù)。石材的強度等級劃分為MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20。§2-1塊體砌體中的石材應(yīng)選用無明顯風化的石材。因石材的大43填滿塊體間的縫隙，減少砌體的透氣性，提高砌體的保溫性能和抗凍性能。將磚、石、砌塊等塊體材料粘結(jié)成砌體的砂漿即砌筑砂漿，它由膠結(jié)料、細集料和水配制而成，為改善其性能，常在其中添加摻入料和外加劑。砂漿的作用單個塊體連成整體。抹平塊體表面，從而促使其表面均勻受力。§2-2砂漿填滿塊體間的縫隙，減少砌體的透氣性，提高砌體的44砂漿的分類石灰砂漿混合砂漿（有塑性摻料：石灰漿、粘土漿）非水泥砂漿按膠結(jié)料不同水泥砂漿（無塑性摻料）石膏砂漿粘土砂漿專用砂漿普通砂漿蒸壓灰砂普通磚、混凝土砌塊專用砂漿蒸壓粉煤灰普通磚專用砂漿§2-2砂漿砂漿的分類石灰砂漿混合砂漿（有塑性摻料：石灰漿、粘土漿）非水45

砂漿的強度等級是由邊長為70.7mm的立方體標準試塊，在溫度為17～23℃環(huán)境下硬化、齡期28d的抗壓強度來確定。砌筑砂漿的強度等級為M15、M10、M7.5、M5和M2.5。其中M表示砂漿(Mortar)，其后數(shù)字表示砂漿的強度大小(單位為MPa)?；炷列⌒涂招钠鰤K砌筑砂漿的強度等級用Mb

標記(b表示block)，以區(qū)別于其他砌筑砂漿，其強度等級有Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5，其后數(shù)字同樣表示砂漿的強度大小(單位為MPa)。蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚專用砂漿強度等級：

Ms15、Ms10、Ms7.5和Ms5。

當驗算施工階段砂漿尚未硬化的新砌體強度時，可按砂漿強度為零來確定其砌體強度。砂漿的強度§2-2砂漿砂漿的強度等級是由邊長為70.7mm的立方體標準試塊，在46對砂漿的要求應(yīng)具有足夠的強度應(yīng)具有適當?shù)谋Ｋ跃哂幸欢ǖ目伤苄裕鲃有裕┠途眯浴?-2砂漿對砂漿的要求應(yīng)具有足夠的強度應(yīng)具有適當?shù)谋Ｋ跃哂幸欢ǖ目伤?7

按照是否配筋，砌體可分為無筋砌體、配筋砌體。

1.磚砌體

由磚和砂漿砌筑而成的整體材料稱為磚砌體。在房屋建筑中，磚砌體常用作一般單層和多層工業(yè)與民用建筑的內(nèi)外墻、柱、基礎(chǔ)等承重結(jié)構(gòu)以及多高層建筑的圍護墻與隔墻等自承重結(jié)構(gòu)等。

實心磚砌體墻常用的砌筑方法有一順一頂(磚長面與墻長度方向平行的則為順磚，磚短面與墻長度方向平行的則為頂磚)、三順一頂或梅花頂。

無筋砌體§2-3砌體按照是否配筋，砌體可分為無筋砌體、配筋砌體。1.磚砌48

試驗表明，采用同強度等級的材料，按照上述幾種方法砌筑的砌體，其抗壓強度相差不大。但應(yīng)注意上下兩皮頂磚間的順磚數(shù)量愈多，則意味著寬為240mm的兩片半磚墻之間的聯(lián)系愈弱，很容易產(chǎn)生“兩片皮”的效果而急劇降低砌體的承載能力。標準砌筑的實心墻體厚度常為120mm(半磚)

、240mm(一磚)、370mm(一磚半)、490mm(二磚)、620mm(二磚半)、740mm(三磚)等。有時為節(jié)省材料，墻厚可不按半磚長而按1/4磚長的倍數(shù)設(shè)計，即砌筑成所需的180mm、300mm、420mm等厚度的墻體。試驗表明，這些厚度的墻體的強度是符合要求的。§2-3砌體試驗表明，采用同強度等級的材料，按照上述幾種方法砌筑的砌492.砌塊砌體

由砌塊和砂漿砌筑而成的整體材料稱為砌塊砌體，目前國內(nèi)外常用的砌塊砌體以混凝土空心砌塊砌體為主，其中包括以普通混凝土為塊體材料的普通混凝土空心砌塊砌體和以輕骨料混凝土為塊體材料的輕骨料混凝土空心砌塊砌體。砌塊按尺寸大小的不同分為小型、中型和大型三種。小型砌塊尺寸較小，型號多，尺寸靈活，施工時可不借助吊裝設(shè)備而用手工砌筑，適用面廣，但勞動量大。中型砌塊尺寸較大，適于機械化施工，便于提高勞動生產(chǎn)率，但其型號少，使用不夠靈活。大型砌塊尺寸大，有利于生產(chǎn)工廠化，施工機械化，可大幅提高勞動生產(chǎn)率，加快施工進度，但需要有相當?shù)纳a(chǎn)設(shè)備和施工能力。

§2-3砌體2.砌塊砌體由砌塊和砂漿砌筑而成的整體材料稱為砌塊砌體503.石砌體由天然石材和砂漿砌筑而成的整體材料稱為石砌體。石材是最古老的土木工程材料之一，用石材建造的砌體結(jié)構(gòu)物具有很高的抗壓強度，良好的耐磨性和耐久性，且石砌體表面經(jīng)加工后美觀且富于裝飾性。利用石砌體具有永久保存的可能性，人們用它來建造重要的建筑物和紀念性的結(jié)構(gòu)物。另外，石砌體中的石材資源分布廣，蘊藏量豐富，便于就地取材，生產(chǎn)成本低，故古今中外在修建城垣、橋梁、房屋、道路和水利等工程中多有應(yīng)用?！?-3砌體3.石砌體由天然石材和砂漿砌筑而成的整體材料稱為石砌體51配筋砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體組合磚砌體馬牙槎配筋砌塊砌體§2-3砌體組合墻配筋砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體組合磚砌體馬牙槎配筋砌塊砌體§2-352§2-3砌體§2-3砌體53

試驗研究表明，砌體軸心受壓從加載直到破壞，按照裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展和最終破壞，大致經(jīng)歷三個階段。

§2-4砌體的受壓性能

砌體受壓破壞特征試驗研究表明，砌體軸心受壓從加載直到破壞，按照裂縫的出現(xiàn)54①第一階段→單磚開裂特點：個別單磚出現(xiàn)裂縫，荷載不增加，縫也不會繼續(xù)擴展

荷載：約為極限荷載的50%-70%§2-4砌體的受壓性能

§2-4砌體的受壓性能55②第二階段→多批多段裂縫

特點：形成多段貫通裂縫，即使荷載不增加，