1、砌體結(jié)構(gòu)概念和性質(zhì)Masonry Structure砌體結(jié)構(gòu)的概念采用砌筑方法，用砂漿將單個塊體粘結(jié)而成的整體稱為砌體；由砌體組成的墻、柱等構(gòu)件作為建筑物或構(gòu)筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。第一章 緒論第一章 緒論砌體的結(jié)構(gòu)類型梁（beam）拱結(jié)構(gòu)（arch）圓拱（round arch）尖拱（peaked arch）平拱（flat arch）穹（dome）柱（column, pier）墻（wall）第一章 緒論過梁第一章 緒論石材梁Stonehenge（巨石陣）, approximately 2000 B. C, England.第一章 緒論石材梁Temple of Olympian Ze

2、us, AD 76-138, Athens, Greece.第一章 緒論砌體拱結(jié)構(gòu)第一章 緒論砌體拱結(jié)構(gòu)圓明園盛時，三園建有石、磚、木結(jié)構(gòu)的各式園林橋梁余座，經(jīng)過年英、法聯(lián)軍焚毀及后為的破壞，現(xiàn)只存單孔石拱殘橋。后面為新建的拱橋。砌體拱結(jié)構(gòu)清華大學(xué)近春園石拱橋第一章 緒論砌體拱Arch bridge, 1757-1834, Dunkeld, Scotland第一章 緒論砌體拱結(jié)構(gòu)第一章 緒論石穹The Sultan Ahmet Mosque, 1609-1616, Istanbul, Turkey.第一章 緒論土耳其伊斯坦布爾的索非亞大教堂（公元537年，磚砌球殼和石砌半圓拱）石穹圣索菲亞大教

3、堂：公元532537年間建造在君士坦丁堡（今土耳其伊斯坦布爾）的索菲亞大教堂。該教堂為磚砌穹頂（圓形球殼），直徑30余米，穹頂高50余米，穹頂支承在大跨磚拱和用巨石砌筑的巨型柱（截面約710m）上。第一章 緒論石穹St. Pauls Cathedral, 1710, 112 ft in diameter, London.第一章 緒論砌體柱第一章 緒論石柱Temple of Olympian Zeus, Athens. 61 ft 9 in high, 6 ft 4 in diameter.第一章 緒論石柱The Forum, AD 6 and AD 248, Rome, Italy.第一章 緒

4、論砌體墻第一章 緒論承重墻與隔斷墻 Panarese W. C., el. Concrete masonry handbook. Portland cement Association 1991.第一章 緒論承重墻與隔斷墻Eladio Dieste - Church in Atlantida, Uruguay第一章 緒論裝飾性的隔斷墻第一章 緒論土坯磚砌體超過5000年歷史適于干燥氣候砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況第一章 緒論料石砌體結(jié)構(gòu)Israeli Supreme Court第一章 緒論埃及金字塔，約BC2670年，原高146m，采用塊石。世界著名砌體結(jié)構(gòu)第一章 緒論帕特農(nóng)神廟（Parthenon），

5、雅典，BC447438第一章 緒論比薩斜塔（11741350）：8層，179英尺。第一章 緒論古羅馬渡槽：建于公元前19年。第一章 緒論整個水渠未用一絲半點的砂漿，完全憑借古羅馬工程師的精湛技藝，將一塊塊重達6噸的巨石堆疊起來，有的石塊突出在外，構(gòu)成一個個圖案，目的是以后修繕時支放腳手架。羅馬角斗場（公元7580年）：50000座位，186 155m。第一章 緒論瑞士Landwasser Gorge 橋（1909）：跨度55m，高33m。第一章 緒論我國著名砌體結(jié)構(gòu)中國古代磚石結(jié)構(gòu)的偉大成就。第一章 緒論第一章 緒論在 1400 年前由料石修建的現(xiàn)存河北趙縣的安濟橋，這是世界上最早的單孔敞肩式

6、石拱橋，凈跨為 ，寬約 9m，為拱上開洞，既可節(jié)約石材，且可減輕洪水期的水壓力，它無論在材料使用、結(jié)構(gòu)受力、藝術(shù)造型和經(jīng)濟上，都達到了相當高的成就，該橋已被美國土木工程學(xué)會選入世界第 12 個土木工程里程碑。 明代建造的南京靈谷寺無梁殿以磚拱為主體結(jié)構(gòu)，因建殿時不用寸木，不設(shè)梁柱，俗稱無梁殿。室內(nèi)空間為一大型磚拱，總長，總寬 ，縱橫兩個方向均為磚砌穹拱。 第一章 緒論20 世紀以前，世界上最高的砌體結(jié)構(gòu)辦公用樓房是 1891 年在美國芝加哥建成的莫納德洛克大樓，它長 62m，寬 21m，高 16層。但由于當時的技術(shù)條件限制，其底層承重墻厚 ；瑞士在 50 年代后期用抗壓強度達 60MPa、孔洞

7、率為 28%的多孔磚建成 19層和 24 層高的塔式住宅建筑，磚墻僅 380mm 厚。第一章 緒論 24-story load bearing reinforced block buildingWinnipeg溫尼伯, Canada.National Museum of Roman Art Spain2008，羅馬藝術(shù)國家博物館第一章 緒論Bonnefanten Museum Holland博尼芳丹博物館 荷蘭第一章 緒論第一章 緒論上海園南小區(qū)18層配筋砌塊砌體住宅 哈爾濱市某18層配筋砌塊砌體住宅 砌體結(jié)構(gòu)的范疇如：磚砌體石砌體砌塊砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體組合磚砌體配筋砌塊砌體第一章 緒論第一章

8、 緒論網(wǎng)狀配筋砌體第一章 緒論縱向鋼筋箍筋水平拉結(jié)鋼筋內(nèi)嵌式組合磚砌體墻外包式組合磚砌體第一章 緒論縱橫外墻轉(zhuǎn)角處磚被拉斷，該處未設(shè)構(gòu)造柱，也未配置拉結(jié)鋼筋 第一章 緒論窗間墻體破壞，如果沒有構(gòu)造柱及圈梁，估計垮塌了。由于構(gòu)造柱及圈梁的作用，盡管震后此建筑也已是危房，但房中的人保命沒問題 第一章 緒論1.2 砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點 就地取材，成本較低；良好的耐火性、耐久性、化學(xué)和大氣穩(wěn)定性；保溫、隔熱性能較好，節(jié)能效果明顯；施工簡單，且便于連續(xù)施工。優(yōu)點：缺點：強度低，因而其構(gòu)件截面尺寸較大，自重也大；抗震性能差（承載力、剛度和延性等）；勞動強度和砌筑工作量都很大，且施工質(zhì)量不易保證（施工質(zhì)量控制

9、等級）；占用農(nóng)田。:導(dǎo)熱率，瓦特/每米開爾文磚：=0.15W/(m.k)砼：=1.80W/(m.k)鋼：=55.0W/(m.k)第一章 緒論(1)人造磚塊：經(jīng)過燒結(jié)的普通磚、粘土空心磚、陶土空心磚；以及不經(jīng)過燒結(jié)的硅酸鹽磚、礦渣磚、混凝土砌塊、土坯等。 第二章 砌體材料及其力學(xué)性能一、塊體 燒結(jié)普通磚全國統(tǒng)一規(guī)格：24011553mm，具有這種尺寸的磚稱為標準磚；燒結(jié)空心磚(多孔磚)分為三種型號：KP1(24011590mm)、KP2(240180115mm)、KM1 (19019090mm)。前兩種可以與標準磚混砌；蒸壓灰砂磚：以石灰和砂為主要原料；蒸壓粉煤灰磚：以粉煤灰和石灰為主要原料。2

10、.1 砌體的材料53240115(a)燒結(jié)普通磚24011590115240180(c)型燒結(jié)多孔磚(b)型燒結(jié)多孔磚19019090常用人造磚塊的種類第二章 砌體材料及其力學(xué)性能燒結(jié)頁巖磚第二章 砌體材料及其力學(xué)性能粘土多孔磚和粉煤灰多孔磚第二章 砌體材料及其力學(xué)性能燒結(jié)粘土空心磚第二章 砌體材料及其力學(xué)性能(2)砌塊：按形式和材料分：實心砌塊：以粉煤灰硅酸鹽為主，經(jīng)蒸汽養(yǎng)護而成；空心砌塊：包括普通混凝土空心砌塊和輕骨料混凝土空心砌塊。加氣混凝土砌塊：用加氣混凝土或泡沫混凝土制成，自重較輕。按尺寸大小分：小型砌塊：高度180350mm；中型砌塊：高度360900mm；大型砌塊：高度大于900

11、mm。普通混凝土小型空心砌塊： 390mm190mm190mm第二章 砌體材料及其力學(xué)性能陶?；炷量招钠鰤K第二章 砌體材料及其力學(xué)性能加氣混凝土砌塊第二章 砌體材料及其力學(xué)性能當自重大于18N/m3的稱為重石，如花崗石、石灰石、砂石等；當自重小于18N/m3的稱為輕石，如凝灰石、貝殼灰?guī)r等；優(yōu)點：強度高，抗凍性、抗水性、抗汽性均較好，通常用于建筑物的基礎(chǔ)和擋土墻等；缺點：自重大，熱傳導(dǎo)系數(shù)較高，如用作墻體，往往需要較大的厚度.(3)天然石塊：第二章 砌體材料及其力學(xué)性能水泥砂漿：硬化快，強度高，但和易性差，保水性差。由于能在潮濕環(huán)境下硬化，故適用于水中及潮濕環(huán)境中的磚砌體?；旌仙皾{：如水泥石

12、灰砂漿、水泥粘土砂漿。其特點為強度較高，和易性、保水性好，節(jié)省水泥。適用于一般地上砌體結(jié)構(gòu)。柔性砂漿（非水泥砂漿）：如石灰砂漿、石膏砂漿、粘土砂漿等。其特點為和易性好，但硬化慢、強度低、抗水性差。僅適用于氣候干燥地區(qū)的低層建筑和臨建。砌塊專用砂漿：高強度、高粘結(jié)性能，良好的工作性能。專門用于砌筑混凝土砌塊的砌筑砂漿。二、砂漿 (1)砂漿的作用粘結(jié)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(yīng)力分布較為均勻；充填塊體間的縫隙，減少砌體的透風(fēng)性，提高砌體的隔熱性能和抗凍性。(2)砂漿按其組成材料不同分類工程上對砂漿的要求：強度、和易性、保水性、耐久性思考：同樣水泥標號的純水泥砂漿和混合砂

13、漿砌筑的砌體，哪個強度更高一些？第二章 砌體材料及其力學(xué)性能燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10；蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚：MU25、MU20、MU15、MU10；砌塊的強度等級：MU20、MU15、MU10、MU5；石材的強度等級：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。MU為塊體（Masonry Unit）的縮寫，其后的數(shù)字表示抗壓強度值，單位為MPa(即N/mm2)2.1.2 塊體的強度等級 塊體的強度等級，是根據(jù)其抗壓強度（燒結(jié)普通磚還有抗折強度的要求）標準值的大小劃分的。 第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.1.2 砂漿

14、的強度等級 邊長為毫米的立方體試塊在15- 25的室內(nèi)自然條件下養(yǎng)護24小時，拆模后再在同樣的條件下養(yǎng)護28天，加壓所測得的抗壓強度極限值；砂漿的強度等級：M15、M10、M5、M2.5; Ms15、Ms10、Ms5; (蒸壓灰砂和蒸壓粉煤灰磚專用砌筑砂漿) Mb20、Mb15、Mb10、Mb5 (砌塊專用砌筑砂漿)M為Mortar的縮寫，其后的數(shù)字表示抗壓強度值，單位為MPa(即N/mm2)第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.1.3 塊體和砂漿強度等級的選用 一、對塊體的要求 強度；耐久性（主要是抗凍性）：耐久性不足時，經(jīng)凍融循環(huán)后會引起磚石剝落和強度降低；保溫和隔熱性能。二、對砂漿的要求 強度

15、；和易性；保水性；耐久性。第二章 砌體材料及其力學(xué)性能基土的潮濕程度粘土磚混凝土砌塊石材混合砂漿水泥砂漿嚴寒地區(qū)一般地區(qū)稍潮濕的很潮濕的含飽和水MU10MU15MU20MU10MU10MU15MU5MU7.5MU7.5MU20MU20MU20M5M5M5M7.5潮濕環(huán)境下的材料最低強度等級第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.2 砌體的種類 磚砌體石砌體砌塊砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體組合磚砌體配筋砌塊砌體無筋砌體配筋砌體磚砌體 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。 實心墻體厚度常為 240mm(一磚)、370mm(一磚

16、半)、490mm(二磚)、620mm(二磚半)、740mm(三磚)等。第二章 砌體材料及其力學(xué)性能砌筑要求：橫平豎直灰縫飽滿避免豎向通縫燒結(jié)多孔磚砌體第二章 砌體材料及其力學(xué)性能砌塊砌體砌筑要求：排列規(guī)律整齊對孔錯縫搭砌避免豎向通縫第二章 砌體材料及其力學(xué)性能第二章 砌體材料及其力學(xué)性能 料石砌體：用作民用房屋的承重墻、柱和基礎(chǔ)，還可以用于建 造石拱橋、石壩和涵洞。 毛石砌體和毛石混凝土砌體：在基礎(chǔ)工程中應(yīng)用較多，也常用于建造擋土墻、路堤和護坡等。 石砌體第二章 砌體材料及其力學(xué)性能配筋砌體第二章 砌體材料及其力學(xué)性能 網(wǎng)狀配筋磚砌體； 組合磚砌體； 磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻； 配筋砌塊

17、砌體。 第二章 砌體材料及其力學(xué)性能受壓構(gòu)件：受彎構(gòu)件：受拉構(gòu)件：受剪構(gòu)件：二、砌體構(gòu)件 如墻、柱、基礎(chǔ)等。如圓形水池池壁如墻、擋土墻、磚砌平拱過梁等。如磚砌平拱過梁、磚砌弧拱支座截面、墻（考慮抗震時） 。第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.3 砌體的受壓性能2.3.1 砌體受壓的受力階段 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。 第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.3.1 砌體受壓的受力階段 軸心受壓磚砌體的受壓階段第一階段：破壞荷載的50-70%單磚出現(xiàn)裂縫；第二階段：破壞荷載的80-90%形成連續(xù)裂縫；此時即使不增加荷載，砌體的裂縫及變形也將隨

18、時間而繼續(xù)發(fā)展，最后可使砌體完全破壞。第三階段：破壞荷載的90%以上形成貫通裂縫，砌體完全破壞。砌體裂成相互不連接的小立柱，最終被壓碎或喪失穩(wěn)定而破壞。結(jié)論：試驗表明，試件破壞時除個別磚被壓碎外，大多數(shù)磚沒被壓碎，即砌體的抗壓強度低于單塊磚的抗壓強度。第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.3.1 砌體受壓時的應(yīng)力狀態(tài)分析 磚表面砂漿的不均勻性（1）塊體并非均勻受壓塊體不僅受壓而且受彎和剪；磚與砂漿的共同工作（2）由于磚和砂漿受壓后的橫向變形不同，磚還處于受拉狀態(tài)，砂漿處于三向受壓狀態(tài)砂漿強度提高（套箍作用）為什么有時砌體的強度高于砂漿的強度？第二章 砌體材料及其力學(xué)性能（3）豎向灰縫應(yīng)力集中： 砌體

19、的灰縫不可能充滿，截面面積有所減少；在垂直裂縫截面上的磚內(nèi)產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的應(yīng)力集中，引起砌體結(jié)構(gòu)的降低。第二章 砌體材料及其力學(xué)性能（1） 塊體和砂漿的強度: 一般情況下，砌體強度隨塊體和砂漿強度的提高而提高，當然，對塊體應(yīng)有相應(yīng)抗彎強度的要求；（2）塊體尺寸和幾何形狀：采用外形規(guī)則平整、厚度大的塊體，砌體的抗壓強度較高； （3）砂漿的性能：砂漿的強度高、可塑性（流動性）適當，彈性模量大時，砌體的抗壓強度較高；（4）砌筑質(zhì)量水平灰縫的飽滿度越高，砌體的抗壓強度越高；水平灰縫厚度薄而均勻（812mm）時，有助于砌體抗壓強度的提高；快速砌筑法有利于提高砌體抗壓強度（可使砂漿在硬化前承受較大

20、壓力，增加水平灰縫的密實性）；通常的砌法（如一順一丁、三順一丁、梅花丁等）都能保證砌體的抗壓強度；控制磚的含水率8%10%（砌筑前一般應(yīng)提前澆水潤磚）。2.3.2 影響砌體抗壓強度的主要因素 教材P17第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.3.3 砌體的抗壓強度砌體抗壓強度的標準差. 砌體結(jié)構(gòu)的材料性能分項系數(shù)，一般情況下，宜按施工控制等級為B級考慮，取為；當為C級時，??；當為A級時，取砌體受壓強度平均值。第二章 砌體材料及其力學(xué)性能1）砌體的抗壓強度標準值和設(shè)計值2）砌體的抗拉強度標準值和抗剪強度標準值注意：、進行施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體的強度和穩(wěn)定性驗算時，按各表中“砂漿強度為零”的強度取

21、值。2、各類砌體強度設(shè)計值均對應(yīng)于砌筑砂漿為混合砂漿、施工質(zhì)量控制等級為B級。見教材2425頁表第二章 砌體材料及其力學(xué)性能見教材1821頁表砌體的強度設(shè)計值砌體施工質(zhì)量控制等級第二章 砌體材料及其力學(xué)性能各類砌體的強度設(shè)計值在下列情況下應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù) (強制性條文)：3）砌體強度設(shè)計值的調(diào)整(GB50003-2011) 對無筋配筋砌體,其截面面積小于2時， 為其截面面積加。對配筋砌體構(gòu)件，當其中砌體截面面積小于2時， 為其截面面積加。構(gòu)件截面面積以m2計。當砌體用強度等級小于M5的水泥砂漿砌筑時，對規(guī)范第條各表中的數(shù)值, 為；第條表中的數(shù)值， 為0.8;當施工質(zhì)量控制等級為C級時， 為0.89;當施工質(zhì)量控制等級為A級時， 為；當驗算施工中的房屋時, 為。第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.4 砌體的受拉、受彎和受剪性能2.4.1 砌體的軸心受拉 如圓形水池的池壁 (a)沿塊體破壞 （b）沿齒縫破壞（c）沿水平通縫破壞設(shè)計中不允許采用第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.4.2 砌體的彎曲受拉 如擋土墻扶臂式擋土墻側(cè)向受彎擋土墻壓力引起豎向受彎沿通縫的破壞沿齒縫或沿塊體截面的破壞第二章 砌體材料及其力學(xué)性能2.4.3 砌體的受剪 如磚過梁或磚拱沿階梯形截面的破壞沿通縫的破壞沿塊體的破壞砌體常見的受剪