第十五章++砌体材料及其力学性能

一、砌体的应力——应变关系
n
ln1
nfm
式中： — —砌体变形弹性特征，值常数，由试验给出与，砂浆强度
等级有关
n — —系数，可取为1或略大于1的常系数，前苏联取1为.1
fm — —砌体的抗压强度平值均
参见P17图2.7a，曲线按 460 fm给出，图中虚线按n 1.05，实线
按n
1.0绘制。两条曲线均与验试值吻合较好。对n于1.0，当
3. 砂浆的性能(影响因素)
流动性和保水性：流动性和保水性好的砂浆，铺砌的 灰缝的厚度与密实度较均匀，可以降低块体在砌体内的 弯剪应力，从而提高砌体的强度。使用掺合料可以提高 砂浆的流动性——并不能直接提高砂浆的强度。
砂浆的变形性能：砖强度不变时，砂浆的强度等级 越低，变形越大。砖与砂浆的相对变形大小将影响单砖 的受力情况。
二、砌体的弹性模量
切线弹性模量E’
初始弹性模量E0
割线弹性模量E
1)E'tgad d fm1 fm
2)当 fm时E ， 0fm
3)取 0. 4 fm， 3E1 0.l4n03 f.(m 5)70.76fm 50.8fm，E 即 0.8E0
二、砌体的弹性模量
规范主编者建议取值
1)为了避免当fm很大时，E随fm的加大而增长过多， 即避免曲线上翘，取
趋
向f
时，
m
曲线斜率将与 轴平行，也即趋向无穷大，这与实不际符。但为了计算简
单，湖南大学资料建取议n 1.0。这时有：
一、砌体的应力——应变关系
1
ln1
fm
对于砖砌体，取 460 fm
砌体轴心受压时，应灰变缝可占总应变75% 的。灰缝中砂 浆的压缩应变占了的很比大例，另外块体浆与接砂触面空隙的 压密也是一个因素。

(⼀)砌体分类砌体是由各种块材和砂浆按⼀定的砌筑⽅法砌筑⽽成的整体。

它分为⽆筋砌体和配筋砌体两⼤类。

⽆筋砌体⼜因所⽤块材不同分为砖砌体、砌块砌体和⽯砌体。

在砌体⽔平灰缝中配有钢筋或在砌体截⾯中配有钢筋混凝⼟⼩柱者称为配筋砌体。

1．砖砌体由砖与砂浆砌筑⽽成的砌体，其中砖包括实⼼黏⼟砖和黏⼟空⼼砖。

(1)实⼼黏⼟砖(简称实⼼砖)实⼼黏⼟砖具有全国统⼀的规格，其尺⼨为(mm)：240x115x53，它以黏⼟为主要原料，经过焙烧⽽成，其保温隔热及耐久性能良好，强度也较⾼，是最常见的砌体材料。

由于黏⼟材料耗费⼴⼤耕地，从保护⼟地资源考虑，⽬前实⼼黏⼟砖的应⽤受到政策上的限制。

(2)黏⼟空⼼砖(简称空⼼砖)为了减轻砌体⾃重，保护农⽥资源，近来，我国部分地区⽣产了不同孔洞形状和不同孔洞率的黏⼟空⼼砖。

这种砖由于做成部分孔洞，因此⾃重较轻，保温隔热性能有了进⼀步改善。

由于孔洞⽅向不同．黏⼟空⼼砖分为竖孔空⼼砖和⽔平孔空⼼砖两类。

竖孔空⼼砖孔洞率⼀般为15％-20％，以免强度降低过多影响使⽤。

砌筑时由于孔洞垂直于受压⾯，强度较⾼，可⽤于承重墙，其强度等级划分同实⼼砖。

⽔平孔空⼼砖可采⽤较⼤的孔洞率，⼀般为40％—60％，以取得更好的隔热、隔声性能。

砌筑时孔洞平⾏于承压⾯，故强度较低，⼀般只能⽤于外承重隔墙或框架填充墙。

在竖孔空⼼砖型号中，字母K表⽰空⼼，M表⽰模数，P表⽰普通。

普通空⼼砖KPl重量较轻，可与标准砖配合使⽤，砍砖容易，不需配砖，因此在部分地区⽤得较多。

普通空⼼砖KP2也能与标准砖配合使⽤，但砍砖较多，施⼯时尚需辅助规格的配砖。

模数空⼼砖KMI不能与普通标准砖配合使⽤，同时在拐⾓、T字形接头处，由于错缝要求，还需要辅助规格的配砖。

⽬前，国家标准对空⼼砖的孔洞形状、孔洞率及布置⽅式未作统⼀规定，因此各地区产品不尽相同。

2．砌块砌体由砌块与砂浆砌筑⽽成，砌块材料有混凝⼟、粉煤灰等。

⽬前，我国常⽤的有混凝⼟中、⼩型空⼼砌块和粉煤灰中型砌块。

§2.砌体的力学性能
砌体的抗压强度标准值 fk 砌体抗压强度设计值 f 砌体结构材料性能分项系数 rf=1.6
f
f
fk
（验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体的强度和稳定性时， 可按砂浆强度为零进行验算）
§2.砌体的力学性能
二、砌体抗拉、抗弯和抗剪强度
砌体抗压强度远大于抗拉、抗弯、抗剪强度。
1.轴心抗拉强度设计值 强度等级确定。
砌体材料及砌体的力学性能
§1.概述
1.砌体结构（定义）——是指由块材通过砂浆铺砌而成的结构。 砖混结构—以砌体为竖向承重构件，而水平构件用其他材料组成的结构。 砌体结构历史悠久，“秦砖汉瓦”之说，代表两千年前，我国砖瓦材料运用 已很普遍。 古代采用砌体结构的几个著名建筑： 长城、安济桥等。
§1.概述
砂浆的流动性和保水性越好，越容易铺成厚度和密实性均匀的灰缝，从而减少 单个砖内的受弯、受剪作用，砌体的抗压强度也高。
§2.砌体的力学性能
4）砌筑质量和水平灰缝厚度； 水平灰缝厚度 砂浆铺砌越饱满、均匀，越能发挥砌块的抗压性能，砌体的抗压强度也就越高， 灰缝厚度一般控制在8~12mm。 砌体工程施工现场的技术水平和管理水平
这是考虑截面较小的砌体构件，局部碰损或砌块和构件缺陷对强度影响较大而进行 的调整。
3）当采用水泥砂浆砌筑时，对无筋砌体的抗压强度，γa=0.9； 抗拉、弯、剪强度，γa=0.8； 水泥砂浆本身的保水性和可塑性较差，铺在砌块上时水泥砂浆中的水分很快被块体 吸收，使砂浆铺平困难，块体之间粘结较差，影响正常硬化，从而降低砂浆强度。
§1.砌体结构的材料
二、砂浆 由胶结料、细骨料加入水搅拌而成的混合材料。胶结料有水泥、石灰、石膏 等。
砂浆强度等级采用边长为70.7mm的立方体试块，在温度为15~25摄氏度环境 下硬化、龄期为28天的抗压强度来确定。每组为6块，按其破坏强度的平均值 确定的强度。分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五个等级。混凝土小型空心 砌块砌筑砂浆的强度等级用Mb表示，以区别于其他砌筑砂浆，其强度等级有 Mb30、 Mb25、 Mb20、 Mb15、 Mb10、 Mb7.5、 Mb5。

二、砌体的行时，砌 体可能沿灰缝截面破 坏。
当块材的强度等 级较低,面砂浆的 强度等级较高时， 砌体可能沿块材 截面破坏。
《砌体结构设计规范》通过 限定块材的最低强度等级， 防止了该种破坏的发生。
当轴心拉力与砌体 的水平灰缝垂直时， 砌体可能沿通缝截 面破坏。在设计中 不允许采用图c所 示的沿水平痛缝截 面轴心受拉的构件。
影响砌体抗压强度的因素
4、砌筑质量：水平灰缝的均匀和饱满程度；灰缝的厚度。
在砌体中的应力状态，提高砌你的抗压强度。我国《砌体 工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)规定，砖砌体 水平灰缝砂浆饱满度不小于80%；砌块砌体水平灰缝砂浆 饱满度按净而积计算不得低于90%。 砌体内水平灰缝愈厚，砂浆横向变形愈大，块体内横向拉应 力亦愈大，砌体抗压强度亦降低。如块体的表而不平整，水 平灰缝太薄，砌体抗压强度亦降低。砖砌体和砌块砌体的水 平灰缝厚度相竖向灰缝宽度宜为10mm，但不应小于8mm， 也不应大于12mm。
第二阶段：随着压力的增加，单块 砖内的初始裂缝将不断向上及向下 发展，并沿竖向通过若干皮砖，在 砌体内逐渐连接成一段段的裂缝(b)， 同时产生一些新的裂 缝。此时，即使压力不再增加，裂 缝仍会继续发展，砌体己临近破坏 状态，其压力约为破坏时压力的 80%—90%。
第三阶段：压力继续增加，砌体 中裂缝迅速加长加宽，竖向裂缝发 展并贯通整个试件，裂缝将砌体分 割成若干个半砖小柱体，个别砖可 能被压碎或小桩体失稳，整个砌体 亦随之破坏(c)。以破坏时压力除以 砌体横截面面积所得的应力称为该 砌体的极限抗压强度Nu。
一、砌体的抗压性能
砌体是由两种不同的材料(块材和砂浆)黏结而成，它的受 压破坏特征将不同于单—材料组成的构件。根据试验结果， 砖砌体轴心受压时从开始加载直至破坏，按照裂缝的出现 和发展等特点，可以划分为三个受力阶段。