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文檔簡介

建筑結構下砌體結構第一頁,共45頁。優(yōu)選建筑結構下砌體結構第二頁,共45頁。

砌體結構是指由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構。是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結構的統稱。砌體是由塊體和砂漿粘結而成的復合體。1.1

砌體材料1.1.1砌體材料及強度等級砌體材料:塊體、砂漿1.塊體常用的砌體塊體有磚、砌塊、石材。第三頁,共45頁。(1)磚砌體結構用磚:1)燒結普通磚;2)燒結多孔磚(M、P型磚);3)蒸壓灰砂磚;4)蒸壓粉煤灰磚。第四頁,共45頁。

1)燒結普通磚

原料:粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰。燒結普通磚:燒結粘土磚、燒結煤矸石磚、燒結頁巖磚和燒結粉煤灰磚。標準磚尺寸:240×115×53mm。適用范圍:房屋上部及地下基礎等。第五頁,共45頁。240墻180墻灰縫的厚度為8~12mm第六頁,共45頁。

2)燒結多孔磚

燒結多孔磚(firedperforatedbrick)是以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料,經焙燒而成、孔洞率不小于25%,孔的尺寸小而數量多,主要用于承重部位的磚。承重多孔磚分為P型磚(240×115×90)和M型磚(190×190×90);多孔磚優(yōu)點:可節(jié)約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節(jié)省墻體造價,可減輕塊體自重、增強墻體抗震性能。適用范圍:房屋上部結構(不宜用于凍脹地區(qū)地下部位)。第七頁,共45頁。

3)蒸壓灰砂磚蒸壓灰砂磚(autoclavedsand-limebrick)是以石灰和砂為主要原料,經坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護而成的實心磚。

4)蒸壓粉煤灰磚蒸壓粉煤灰磚(autoclavedflyash-limebrick)是以粉煤灰、石灰為主要原料,摻加適量石膏及集料,經坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚的規(guī)格尺寸同燒結普通磚。第八頁,共45頁。適用范圍:不得用于長期受熱200℃以上、受急冷急熱和有酸性介質侵蝕的建筑部位,MU15和MU15以上的蒸壓灰砂磚可用于基礎及其他建筑部位,蒸壓粉煤灰磚用于基礎或用于受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚。第九頁,共45頁。(2)砌塊小型砌塊高度180~350mm尺寸:390mm×190mm×190mm中型砌塊高度390~900mm大型砌塊高度大于900mm空心率:25%~50%混凝土小型砌塊

第十頁,共45頁。(3)石材

(按其加工后的外形規(guī)則程度)可分為料石和毛石。

石材的規(guī)格尺寸石材類型規(guī)格尺寸料石細料石通過細加工,表面規(guī)則,疊砌面凹入深度不應大于10mm,截面的寬度、高度不應小于200mm,且不應小于長度的1/4。半細料石規(guī)格尺寸同上,但疊砌面凹入深度不應大于15mm。粗料石規(guī)格尺寸同上,但疊砌面凹入深度不應大于20mm毛料石外型大致為正方形,一般不加工或者稍加修正,高度不應小于200mm,疊砌面凹入深度不應大于25mm。毛石形狀不規(guī)則,中部厚度不應小于200mm。

強度等級MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20第十一頁,共45頁。2.砂漿

砂漿是由膠凝材料(如水泥、石灰等)及細骨料(如粗砂、中砂、細砂)加水攪拌而成的粘結塊體的材料。砂漿的強度等級是用齡期為28天的標準立方試塊(70.7mm×70.7mm×70.7mm)采用同類塊體作為砂漿底模,以Mpa為單位的抗壓強度劃分的。砂漿的主要作用是:粘結塊體,使單個塊體形成受力整體;找平塊體間的接觸面,促使應力分布較為均勻;充填塊體間的縫隙,減少砌體的透風性,提高砌塊的隔熱性和抗凍性能。對砂漿基本要求是強度、可塑性和保水性。第十二頁,共45頁。

《砌體規(guī)范》中采用的砂漿有以下幾種。(1)水泥砂漿水泥砂漿是由水泥和砂加水拌和而成;由于水泥砂漿無塑性摻和料(石灰漿或粘土漿),其可塑性和保水性較差,這會導致砌筑質量較差,因此《砌體規(guī)范》規(guī)定用這種砂漿砌筑的砌體強度應折減,詳見《砌體規(guī)范》第條第3小條。水泥砂漿能在潮濕環(huán)境下硬化,一般用于對強度有較高要求的砌體及對防水有較高較高要求的砌體。

(2)混合砂漿混合砂漿是指在水泥砂漿中摻入一定塑性摻合料(石灰漿或粘土漿)。這種砂漿的和易性和保水性都好,水泥用量較少,適用于砌筑一般墻、柱砌體。第十三頁,共45頁。(3)非水泥砂漿非水泥砂漿是指不含水泥的石灰砂漿、石膏砂漿、粘土砂漿等。這類砂漿強度低、耐久性較差,只適用于砌筑受力不大的砌體或臨時性簡易建筑的砌體。

(4)混凝土砌塊砌筑砂漿由水泥、砂、水以及根據需要摻入的摻和料和外加擠等組分,按一定比例,采用機械拌和制成,專門用于砌筑混凝土砌塊的砌筑砂漿。簡稱砌塊專用砂漿。第十四頁,共45頁。3.塊體和砂漿的強度等級(1)塊體的強度等級塊體的強度等級是根據標準試驗方法所得到的極限抗壓強度標準值的大小而劃分的,是確定砌體在各種受力情況下強度的基礎。燒結普通磚的抗壓強度試件為兩個半磚(半截磚邊長應≥100mm),斷口反向疊置,中間用強度等級為32.5MPa或42.5Mpa的水泥調制成稠度適宜的水泥凈漿粘結,厚度≤5mm;上下表面用同樣的水泥漿抹平,厚度≤3mm;上下面應平行,并垂直于側面;砌塊試件采用單塊砌塊;石材通常采用邊長為70mm的立方體試塊。塊體的強度等級用符號“MU”加相應數字表示,其數字表示塊體的強度大小,單位為Mpa(即N/mm2)。第十五頁,共45頁。

①燒結普通磚、燒結多孔磚的強度等級共分為5級,依次為MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。

②蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚的強度等級共分為4級,依次為MU25、MU20、MU15和MU10。

③砌塊的強度等級共分為5級,依次為MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5。確定蒸壓粉煤灰磚和摻有粉煤灰15%以上的混凝土砌塊的強度等級時,其抗壓強度應乘以自然碳化系數,當無自然碳化系數時,可取人工碳化系數的1.15倍。第十六頁,共45頁。

④石材的強度等級共分為7級,依次為MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20。表1-1石材強度等級的換算系數第十七頁,共45頁。(2)砂漿的強度等級砂漿的強度等級用符號“M”或“Mb”加相應數字表示,其數字表示砂漿的強度大小,單位為Mpa(即N/mm2)。

①水泥砂漿、混合砂漿的強度等級共分為5級,依次為M15、M10、M7.5、M5和M2.5。

②混凝土砌塊砂漿的強度等級共分為4級,依次為Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb5。第十八頁,共45頁。砌體的種類

砌筑目的:使塊體均勻受力保證砌體的整體性,使豎縫填滿達到保溫效果。砌筑要求:塊體排列應橫平豎直、上下錯縫、內外相互搭接。分類:承重砌體和非承重砌體;磚砌體和砌塊砌體及石砌體;無筋砌體和配筋砌體。第十九頁,共45頁。

1.無筋砌體(1)磚砌體磚砌體在房屋建筑中廣泛用于內外墻、柱、基礎等承重結構以及圍護墻與隔墻等非承重結構等。砌筑方法:一順一丁、三順一丁、五順一丁和梅花丁。施工嚴禁:包心柱和不同強度等級磚塊混用。墻體尺寸:240mm(一磚)、370mm(一磚半)、490mm(二磚)620mm(二磚半)、740mm(三磚)。(a)一順一?。╞)三順一丁(c)五順一?。╠)梅花丁第二十頁,共45頁。圖1-5多孔磚墻的砌筑方式圖1-4通縫示意圖

燒結多孔磚在砌筑時,其孔是沿豎向放置的。標準砌筑的墻體厚度為190mm、240mm、370mm。包心砌法砌筑磚柱第二十一頁,共45頁。(2)砌塊砌體由砌塊和砂漿砌筑而成的砌體稱為砌塊砌體。包括普通混凝土空心砌塊砌體和輕骨料混凝土空心砌塊砌體。

砌筑應選用配套砌塊先排塊后施工。墻體尺寸:190、200、240、290mm。砌塊砌體主要用于住宅、辦公室及學校等建筑以及一般工業(yè)建筑的承重墻或圍護墻。砌塊砌體第二十二頁,共45頁。

(3)石砌體

石砌體是由天然石材和砂漿(或混凝土)砌筑而成,分為料石砌體、毛石砌體和毛石混凝土砌體等。石砌體主要用于房屋建筑以及石拱橋、石壩、渡槽和儲液池等構筑物。(a)料石砌體(b)毛石砌體(c)毛石混凝土砌體第二十三頁,共45頁。

網狀配筋砌體2.配筋砌體

配筋目的:提高砌體強度、減少截面尺寸、增加砌體結構(或構件)的整體性。(1)網狀配筋砌體網狀配筋砌體又稱橫向配筋砌體,是磚柱或磚墻中每隔幾皮磚在其水平灰縫中設置直徑為3~4mm的方格網式鋼筋網片,或直徑為6~8mm的連彎式鋼筋網片。第二十四頁,共45頁。

(2)組合磚砌體組合磚砌體是由磚砌體和鋼筋混凝土面層或配筋砂漿面層組成的構件,可以承受較大的偏心軸壓力。沿墻縱向留槽、配筋外覆蓋砂漿或混凝土。組合磚砌體構件截面第二十五頁,共45頁。磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻截面

(3)磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻是在磚砌體中每隔一定距離設置鋼筋混凝土構造柱,并在各層樓蓋處設置鋼筋混凝土圈梁,使磚砌體墻與鋼筋混凝土構造柱和圈梁組成一個整體結構共同受力。第二十六頁,共45頁。

(4)配筋砌塊砌體配筋砌塊砌體是在砌塊墻體的轉角、接頭部位及較大洞口的邊緣設置豎向鋼筋,并在這些部位設置一定數量的鋼筋網片。配筋砌塊砌體第二十七頁,共45頁。3.墻板礦渣混凝土墻板、空心混凝土墻板、振動磚墻板及整體混凝土墻板。砼空心墻板振動磚墻板第二十八頁,共45頁。砌體的選用原則在進行砌體結構設計時,可按以下幾方面原則具體選用。1.因地制宜,就地取材各地區(qū)砌體材料的供應情況不同,應根據當地可能提供的砌體材料種類,選擇經濟指標較好的砌體種類。2.應考慮結構的受荷性質、受荷大小對于層數較多的房屋宜選擇自重小、強度高、整體性好的砌體種類以及相應的材料強度等級,以滿足結構承載力的要求。3.應考慮房屋的使用要求、使用年限和工作環(huán)境對于寒冷地區(qū),塊體應具有較好的保溫性能,并應滿足抗凍性要求;在潮濕環(huán)境下砌體材料應具有長期不變的強度及其他正常使用功能。第二十九頁,共45頁。1.2砌體的受壓性能砌體的受壓破壞特征

1.第一階段,從加載開始到50%~70%的破壞荷載,出現第一條(批)裂縫,如圖(a)所示,在單塊磚內出現豎向裂縫。

2.第二階段,繼續(xù)加載,單塊磚裂縫延伸形成連續(xù)的裂縫,垂直通過幾皮塊體,同時發(fā)生新的裂縫。當荷載約為破壞荷載的80%~90%,即使荷載不增加,裂縫仍繼續(xù)擴展,此砌體處于危險狀態(tài)。在長期荷載作用下,砌體可達到破壞。

3.第三階段,荷載再略有增加,裂縫迅速發(fā)展,并出現幾條貫通的裂縫,將砌體分割成幾個半磚的獨立小柱,砌體明顯地向外鼓出,最后小柱失穩(wěn)導致砌體完全破壞。砌體軸心受壓破壞特征第三十頁,共45頁。

1.單塊磚在砌體內受壓不均勻,出現受彎受剪的狀態(tài)

由于磚與上下層的砂漿不飽滿,磚在砌體中實際上處于受彎、受剪和局部受壓的復雜應力狀態(tài),因此砌體的抗壓強度比磚的抗壓強度低。砌體的受壓應力狀態(tài)在應力作用下,砌體內單塊磚的應力狀態(tài)有以下特點:砌體內磚的受力狀態(tài)示意圖第三十一頁,共45頁。

單塊磚受彎、受剪的應力值不僅與灰縫的厚度及密實性不均勻有關,而且還與砂漿的彈性性質有關,每塊磚可以視為彈性地基上的梁,其下面的砌體可以視為彈性地基,磚上面承受由上面砌體傳來的力。這塊磚下面引起的反壓力又反過來形成自下而上的荷載,使它又成為倒置的彈性地基梁。第三十二頁,共45頁。單塊磚在砌體中處于壓,彎,剪及拉的復合應力狀態(tài),其抗壓強度降低;而砂漿處于三向受壓狀態(tài),抗壓強度提高。由于磚和砂漿這種交互作用,使砌體的抗壓強度比相應磚的強度要低的多,而對于較低強度等級砂漿砌筑的砌體抗壓強度有時較砂漿本身的強度高的多。磚和砂漿這種交互作用在磚的內部產生附加拉應力,從而加快了磚內裂縫的出現,因此,在用較低強度等級砂漿砌筑的砌體內,磚內裂縫出現較早。砂漿對磚的作用力(2)砌體橫向變形時磚和砂漿存在交互作用。磚、砂漿的受壓應力-應變曲線第三十三頁,共45頁。

3.豎向灰縫的應力集中

砌體的豎向灰縫沒能很好的填平,同時豎向灰縫的砂漿和磚的粘結力也不能保證砌體的穩(wěn)定性,因此,豎向灰縫上的磚內將產生拉應力和剪應力的集中,從而加快磚的開裂,引起砌體強度的降低。第三十四頁,共45頁。

影響砌體抗壓強度的因素

1.塊體與砂漿的等級強度塊體與砂漿的等級是確定砌體強度最注意的因素,單個塊體的抗壓,抗彎強度在某種層度上決定了砌體的強度。

塊體和砂漿的強度越高、則砌體強度也越高2.塊體的尺寸與形狀

塊體的尺寸,幾何形狀及表面的平整程度對砌體的抗壓強度有較大影響。塊體——高度大,砌體強度高;長度大,砌體強度低;表面平整,砌體強度高;

第三十五頁,共45頁。

3.砂漿的流動性、保水性及彈性模量的影響

砂漿的流動性和保水性好時,容易形成厚度和密實性較均勻的灰縫,因而減少單塊磚內的彎剪應力,而提高砌體強度。

砂漿性質——變形越大,砌體強度越低;砂漿的流動性——流動性差,砌體強度降低;砂漿的彈性模量——彈性模量越大,砌體強度越高;同一強度等級的混合砂漿砌筑的砌體強度要比相應純水泥砂漿砌體高。第三十六頁,共45頁。4.砌筑質量與灰縫的厚度砂漿鋪砌飽滿、均勻,可改善塊體在砌體中的受力性能,使之較均勻的受壓而提高砌體的抗壓強度;反之,降低砌體強度。錯縫搭接、砂漿均勻、灰縫飽滿;水平灰縫飽滿程度不得低于80%,灰縫厚度以10~12mm為宜。第三十七頁,共45頁。砌體的抗壓強度設計值根據試驗和結構可靠度分析結果,《砌體結構設計規(guī)范》規(guī)定,齡期為28d的以毛截面計算的各類砌體抗壓強度設計值,當施工質量控制等級為B級時,應根據塊體和砂漿的強度等級按以下規(guī)定采用。對施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體的強度和穩(wěn)定性,可采用表中“砂漿強度為零”的數值進行驗算。表1-2~表1-7為不同砌體材料的抗壓強度設計值。第三十八頁,共45頁。砌體大多數用來承受壓力,以充分利用其抗壓性能;但也有用于受拉、受彎、受剪的情況,比如圓形水池的池壁上存在拉力,檔土墻受到土側壓力形成的彎矩作用,砌體過梁在自重和樓面荷載作用下受到的彎、剪作用,拱支座處的剪力作用等。1.3砌體的受拉、受彎、受剪性能第三十九頁,共45頁。

砌體的軸心受拉性能破壞形態(tài):沿齒縫破壞Ⅰ—Ⅰ

砌體的抗拉強度主要取決塊體與砂漿的連接面的粘結強度,并與齒縫破壞面水平灰縫的總面積有關,由于塊體與砂漿間的粘結強度取決于砂漿強度等級,故此時的砌體的軸心抗拉強度可由砂漿的等級來確定。破壞形態(tài)沿砌體(塊體)截面破壞Ⅱ—Ⅱ

當塊體的強度等級較低,而砂漿強度等級較高時,砌體則可能沿塊體與豎向灰縫截面破壞。此時,砌體的軸心抗拉強度取決于塊體的強度等級。第四十頁,共45頁。砌體的受彎性能

沿砌體與豎向縫破壞形態(tài):沿齒縫截面受彎破壞發(fā)生于灰縫粘結強度低于塊體本身的抗拉強度情況,故與

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