建筑结构(下册)13砌体及其基本力学性能

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1、13砌体及其基本力学性能本章主要介绍无筋砌体受压构件承载力的主要影响因素、构件承载力的基本计算公式及其适用范围，无筋砌体局部受压时的受力特点，局部受压承载力验算的基本公式以及梁下垫块的计算和构造，无筋砌体受拉、受弯、受剪构件的破坏特征及承载力计算方法。本章提要本章内容13.1砌体的种类13.2材料强度等级13.3砌体的力学性能13.1砌体的种类砌体是由块体和砂浆砌筑而成的整体。砌体分为无筋砌体和配筋砌体两大类。根据块体的不同，无筋砌体有：砖砌体、砌块砌体和石砌体。在砌体中配有钢筋或钢筋混凝土的称为配筋砌体。在房屋建筑中，砖砌体通常用作内外墙、柱及基础等承重结构，围护墙及隔断墙等非承重结构。承

2、重墙一般多做成实心的。实心砖砌体按照砖的搭砌方式，有一顺一丁、三顺一丁或五顺一丁的砌筑方法。有些砖必须侧砌而形成180mm、300mm和420mm等厚度。空心砖也可砌成90mm、180mm、240mm、290mm及390mm厚的墙体。13.1.1砖砌体空斗墙是将部分或全部砖侧砌而成。砌筑方法有一眠一斗、一眠多斗和无眠斗墙（图13.1）。空斗墙与实心墙相比，具有节约砖和砂浆，降低造价及减轻自重的优点。图13.1空斗墙砌筑方法13.1.2砌块砌体砌块代替粘土砖做墙体材料是墙体改革的一项重要措施，它有利于建筑工业化、减轻体力劳动强度及加快施工进度。由于砌块单块自重大，故必须使用吊装机具。在选择砌

3、块的规格尺寸和型号时，应考虑吊装设备的能力和房屋墙体的分块情况，并应尽量减少砌块的类型。常用的砌块有混凝土中型、小型空心砌块和粉煤灰中型实心砌块。主要用于住宅、学校、办公楼及一般工业建筑的承重墙或围护墙。13.1.3石砌体石砌体有料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。料石砌体一般用于建筑房屋、石拱桥、石坝等构筑物。由于料石加工困难，故一般多采用毛石砌体。用毛石砌体建造的多层房屋可达到5层。毛石混凝土砌体是在模板内交替铺置混凝土层及形状不规则的毛石层构成的。毛石混凝土砌体通常用作一般房屋和构筑物的基础。13.1.4配筋砖砌体当砖砌体构件截面尺寸较大，需要减小其截面尺寸，提高砌体的强度时，可在砌体

4、的水平灰缝中每隔几层砖放置一层钢筋网（图13.2），称为网状配筋砖砌体或横向配筋砖砌体。当构件的偏心较大时，可在竖向灰缝内或在垂直于弯矩方向的两个侧面预留的竖向凹槽内，放置纵向钢筋和浇注混凝土（图13.3），这种配筋称为组合砖砌体。图13.2网状配筋砖砌体图13.3组合砖砌体构件截面13.2材料强度等级砖的强度等级，是根据标准试验方法测得的抗压和抗折强度来确定的。烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级分为五级：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的强度等级分为四级：MU25、MU20、MU15和MU10。13.2.1烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖和蒸压粉煤

5、灰砖13.2.2砌块砌块的强度等级分为五级：MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5。砌块的强度等级是由单个砌体的破坏荷载，按毛截面折算的抗压强度来确定的。石材的强度等级分为七级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20。石材的强度等级是以边长为70mm的立方体试块测得的抗压强度来确定的。13.2.3石材13.2.4砂浆砂浆在砌体中的作用是将块材粘结成整体，并因抹平块体表面而使应力分布较为均匀。同时，砂浆填满块材间的缝隙而减少了砌体的透气性，从而提高了砌体隔热性和抗冻性能。砂浆按其不同组成可分为以下三类：（1）水泥砂浆（2）混合砂浆（3）石灰砂浆

6、、粘土砂浆和石膏砂浆砂浆强度等级是将边长70.7mm的标准立方体试块养护到28d测其抗压极限强度来划分，共有M15、M10、M7.5、M5、M2.5五级。13.3砌体的力学性能根据试验表明,砖砌体的破坏大致经历以下三个阶段:第一阶段，从开始加荷到个别砖出现第一条（或第一批）裂缝，如图13.4(a)所示。这个阶段的特点是如不再增加荷载，裂缝也不扩展。第二阶段，随着荷载的增加，单块砖内个别裂缝不断开展并扩大，并沿竖向通过若干层砖形成连续裂缝，如图13.4(b)所示。13.3.1砌体的抗压强度13.3.1.1砖砌体在轴心受压下的破坏特征第三阶段，砌体完全破坏的瞬间为第三阶段。继续增加荷载，裂缝

7、将迅速开展，砌体被几条贯通的裂缝分割成互不相连的若干小柱，如图13.4(c)所示，小柱朝侧向突出，其中某些小柱可能被压碎，以致最终丧失承载力而破坏。图13.4砌体轴心受压的破坏特征当砌体受压时，砖承受的压力是不均匀的，而处于受弯、受剪和局部受压状态下，如图13.5所示。由于砖的厚度小，又是脆性材料，其抗剪、抗弯强度远低于抗压强度，砌体的第一批裂缝就是由于单块砖的受弯、受剪破坏引起的。单块砖在砌体内