1Masonry Structure砌体结构砌体结构2砌体结构砌体结构Masonry Structure第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能第三章第三章 砌体结构构件承载力的计算砌体结构构件承载力的计算第四章第四章 混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计第五章第五章 砌体结构抗震设计砌体结构抗震设计2022/5/274主要为始建于14世纪的明长城，西起嘉峪关，东至辽东虎山，全长8851.8公里，平均高6至7米、宽4至5米。第一章第一章 绪论绪论2022/5/275第一章第一章 绪论绪论n赵州桥(又称安济桥)建于(605617年)，距今一千三百多年。n全长64.4米，拱顶宽9米，跨径37.02米，拱矢7.23米。n桥整体是一座单孔弧形桥。但由28道拱纵向并列构成的。在大拱的拱肩上各建造了两个小拱，比实肩拱显得空灵秀丽，使石桥的造型分外美观。n特点：桥身为单，跨度大，而弧形平缓，既节约石料，又便于行人和四辆行走；敞肩拱的运用，不仅增加了排水面积，减少了水流阻力，而且又节省石料，减轻了桥身重量增加了桥的稳定性；采用纵向并列砌筑法，每道拱券可独立站稳，自成一体，既便于施工，节约木材，又便于单独修补；n桥台基址没有特殊设置，采用天然地基，等等。安济桥不仅科学技术水平很高，而且造型艺术也很优美。它的弧形平拱和敞肩小拱，巨身空灵，雄伟而秀逸，稳重且轻盈。 赵州桥2022/5/276第一章第一章 绪论绪论埃及共发现金字塔96座，最大的是开罗郊区吉萨的三座金字塔。大金字塔是第四王朝第二个国王胡夫的陵墓，建于公元前2690年左右。原高146.5米，因年久风化，顶端剥落10米，现高136.5米；底座每边长230多米，三角面斜度52度，塔底面积5.29万平方米；塔身由230万块石头砌成，每块石头平均重2.5吨，有的重达几十吨；经过粗略估算，修建大金字塔需要575万吨石头。埃及埃及金字塔金字塔2022/5/277第一章第一章 绪论绪论巴比伦空中花园巴比伦空中花园公元前年时由尼布加尼撒二世国王所建，代表了工程学上的惊人表现，层层叠叠的花园中栽种了各式各样的树、灌木、以及藤蔓。2022/5/2781、优、优 点：点： 耐久性好；耐火性好； 就地取材；施工技术要求低；造价低廉。2、缺点、缺点 强度低，砂浆与砖石之间的粘接力较弱； 自重大；砌筑工作量大，劳动强度高。 粘土用量大，不利于持续发展。二、砌体结构的优、缺点二、砌体结构的优、缺点第一章第一章 绪论绪论三、砌体与混凝土、钢材比较三、砌体与混凝土、钢材比较砖砖砌体砌体（MU10、M5）混凝土混凝土（C20）钢钢材材（3号钢）常用材料压压强强重量比重量比MPa/(KN/m3)1.58/191/1210/241/2.4215/78.51/0.37抗拉抗拉强度/抗抗压压强度0.14/1.581/111.1/101/9215/215=1/12022/5/27砌体结构92022/5/2710砌体结构砌体结构Masonry Structure第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能第三章第三章 砌体结构构件承载力的计算砌体结构构件承载力的计算第四章第四章 混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计第五章第五章 砌体结构抗震设计砌体结构抗震设计第二章第二章 砌体及其基本材料力学性能砌体及其基本材料力学性能2.12.1 砌体的材料及种类砌体的材料及种类 1 1、块体材料、块体材料砖砖 普通砖：240mm*115mm*53mm实心 空心砖：全国无统一规格分级：按极限抗压强度为5级，以“MU+极限强度”表示砌块砌块 按材料分：粉煤灰、煤渣混凝土和混凝土等按内部结构分：有实心的，也有空心的按尺寸分：小型900mm 分级：按照极限抗压强度分5级，以“MU+极限强度”石材石材 按照加工的程度：分细料石、粗料石和毛料石。分级：按极限抗压强度，分7级，以“MU+极限强度” 2022/5/2712第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能烧结普通砖规格尺寸：烧结普通砖规格尺寸： 240mm115mm53mm 为什么？为什么？ 强度等级：强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、 MU10 MU-Masonry Unity 数字：块体强度，单位数字：块体强度，单位Mpa 2022/5/27132 2、块体的强度等级、块体的强度等级： 烧结普通砖、烧结多孔砖：烧结普通砖、烧结多孔砖： MU30、MU25、MU20、MU15、MU10；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖： MU25、MU20、MU15、MU10；块体的强度等级块体的强度等级： MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5；石材的强度等级石材的强度等级： MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20块体（M Masonry U Unit）的缩写；第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能2022/5/2714第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能(1)耐久性；耐久性；砂浆的基本要求砂浆的基本要求：作用作用3 3、砂浆、砂浆（3）保水性）保水性（2）可塑性；）可塑性；由砂、矿物胶结材料与水按合理配比经搅拌而制成由砂、矿物胶结材料与水按合理配比经搅拌而制成使块体连成整体；抹平块体表面；填补块体间缝隙使块体连成整体；抹平块体表面；填补块体间缝隙2022/5/2715第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能砂浆试块：砂浆试块：70.7mm的立方体的立方体M-Mortar, 数字强度值：数字强度值：Mpa砂浆的强度等级：砂浆的强度等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5边长为70.7毫米的立方体试块在150C-250C的室内自然条件下养护24小时，拆模后再在同样的条件下养护28天，加压所测得的抗压强度极限值；2022/5/2716第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能注意注意二者的区别、各自的有缺点和适用范围二者的区别、各自的有缺点和适用范围 砂浆砂浆种类：种类： （2）混合混合砂浆砂浆（1）水泥水泥砂浆；砂浆；2022/5/2717基土的潮湿程度粘土砖混凝土砌块石材混合砂浆水泥砂浆严寒地区一般地区稍潮湿的很潮湿的含饱和水MU10MU15MU20MU10MU10MU15MU5MU7.5MU7.5MU20MU20MU20M5M5M5M7.54、砖石和砂浆的选择、砖石和砂浆的选择强度的要求；强度的要求；耐久性的要求耐久性的要求：耐久性不足时，经冻融循环后会引起砖石剥落和强度降低；地面以下或防潮层以下的砂浆的最低强度要求：砖石和砂浆最低强度等级要求砖石和砂浆最低强度等级要求2022/5/2718第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能5、 砌体的种类砌体的种类砖砌体砖砌体：实心砌体， 或空心砌体， 有一顺一顶一顺一顶或 三顺一顶三顺一顶 砌筑法。一顺一顶一顺一顶三顺一顶三顺一顶2022/5/2719第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能配筋砌体配筋砌体: 在砌体内配置适量的钢筋，形成配筋砌体， 如在水平灰缝中配置网状钢筋，形成网状配筋砌体； 在砌体外或预留槽内配置纵向筋形成组合砌体。砌块砌体：砌块砌体：砌块排列要有规律性，减少通缝。石砌体石砌体： 料石、毛石和毛石混凝土砌体。2022/5/2720第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能2.22.2 砌体的受压性能砌体的受压性能一、砌体的受压破坏特征一、砌体的受压破坏特征1 1、受压全过程、受压全过程： 第一阶段：自受力到单块砖内出现竖向裂缝； 第二阶段：单块砖内裂缝发展，连接并穿过若干皮砖 第三阶段：裂缝贯通，把砌体分成若干1/2砖立柱，失稳 注意：破坏过程及应力特点2 2、应力特点、应力特点： 不仅存在压应力， 而且有弯曲应力和剪切应力， 以及横向拉压应力 2022/5/27213、破坏三个阶段、破坏三个阶段： 50-70%-单砖出现裂缝； 80-90%-个别裂缝连成几皮砖通缝； 90%以上砌体裂成相互不连接的小立柱，最终被压碎或上失稳定而破坏；2022/5/2722第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能二、受压破坏特征复杂的二、受压破坏特征复杂的原因分析原因分析水平灰缝厚度和密实度不均匀水平灰缝厚度和密实度不均匀 砖表面力分布不均匀且上下不对应横向变形时相互约束横向变形时相互约束 受压时横向膨胀，砖和砂浆 横向变形系数不同，相互约束。弹性地基梁作用弹性地基梁作用 砂浆层受压将产生压缩变形， 砖就象在弹性地基上的梁， 其内部将产生弯曲应力和剪应力竖向灰缝处的应力集中竖向灰缝处的应力集中2022/5/2723为什么有时砌体的强度高于砂浆的强度？1、砂砂浆浆表面不平整表面不平整：块体不仅受压而且受弯和剪；2、竖竖向受向受压时压时，产产生横向生横向变变形形：砂浆的变形比砖大，由于粘接力的存在，砂浆横向受压，砌块横向受拉。砂浆强度提高（套箍作用）；3、砌体的灰砌体的灰缝缝不可能充不可能充满满：截面面积有所减少；在垂直裂缝截面上的砖内产生横向拉应力和剪应力的应力集中，引起砌体结构的降低。2022/5/27砌体结构24第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能三、影响砌体抗压强度的因素三、影响砌体抗压强度的因素n块体与砂浆的强度等级块体与砂浆的强度等级n块体的尺寸与形状块体的尺寸与形状n砂浆的流动性、保水性及弹性模量砂浆的流动性、保水性及弹性模量n砌筑质量与灰缝的厚度砌筑质量与灰缝的厚度2022/5/2725第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能四、砌体四、砌体抗压强度抗压强度计算计算各类砌体轴心抗压强度各类砌体轴心抗压强度平均值平均值取决于：取决于：（1）块体块体的抗压强度平均的抗压强度平均值值 f1（2）砂砂浆浆的抗的抗压压强强度平均度平均值值 f2 2022/5/2726第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能一、轴心受拉性能一、轴心受拉性能 2.3 砌体的受拉、受弯、受剪性能砌体的受拉、受弯、受剪性能法向粘结力切向粘结力1 1、粘结分类、粘结分类2022/5/2727第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能2、轴心抗拉强度、轴心抗拉强度主要取决于：块体与砂浆连接面的粘结强度主要取决于：块体与砂浆连接面的粘结强度 通缝截面：通缝截面：强度低且离散性大，不能设计为轴心受拉构件； 沿齿缝截面：沿齿缝截面：与砂浆的强度等级有关； 沿块体截面：沿块体截面：不考虑竖向灰缝，与块体的强度等级有关 。2022/5/2728二、弯曲抗拉强度二、弯曲抗拉强度 通缝截面破坏和沿齿缝截面破坏: 块体截面破坏：第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能2022/5/2729在竖向弯曲时，应采用沿通缝的抗拉强度；当在水平方向上弯曲时，可能有两种破坏形式： 沿齿缝截面和沿竖向灰缝截面。 取两种强度较小的计算。挡土墙压力引起的竖向受弯挡土墙压力引起的竖向受弯扶壁式挡土墙侧向受弯扶壁式挡土墙侧向受弯砌体的弯曲抗拉破坏砌体的弯曲抗拉破坏2022/5/2730三、抗剪强度三、抗剪强度影响抗剪强度的主要因素：影响抗剪强度的主要因素：（1）块体和砂浆的强度（2）垂直压应力（3）砌筑质量（4）试验方法第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能2022/5/2731砌体常见的受剪工作是沿通缝截面或沿阶梯形截面。砌体受剪砌体受剪2022/5/27322.4 砌体的变形和其他性能砌体的变形和其他性能1、弹性模量、弹性模量第二章第二章 砌体及其基本材料的力学性能砌体及其基本材料的力学性能割线弹性模量割线弹性模量 E初始弹性模量初始弹性模量