第2章 砌体材料及其力学性能

第2章 砌体及其设计方法
本章研究内容：
块材的种类及其力学性质； 砂浆的种类及其力学性质； 砌体的种类及其力学性质；
块材
2.1 块材及强度等级
烧结普通砖
实心砖
砖
非烧结硅酸盐砖
空心砖
料石 石
细料石 半细料石 粗料石 毛料石
毛石 （按大小分）
砌块
（按材料分）
小型砌块 中型砌块 大型砌块
混凝土空心砌块 加气混凝土砌块 硅酸盐砌块
石材导热系数大，在寒冷及炎热地区不宜作建 筑物外墙。
石
细料石： 通过细加工，外形规则。叠砌面凹入深 度不大于10mm。截面的宽度、高度不 小于200mm，且不小于长度的1/4 。
料石
半细料石： 规格尺寸同细料石，叠砌面凹入深度不 大于15mm。
粗料石： 毛料石：
规格尺寸同上，叠砌面凹入深度不大于 20mm。
(3)烧结空心砖
原料同烧结砖但孔洞率不小于35%的 烧结空心砖。 围护结构
烧结多孔砖主要用于砌筑承重墙体(6层以下) 烧结空心砖主要用于砌筑非承重的墙体
非烧结硅酸盐砖
定义 硅酸盐砖是用硅酸盐材料压制成形并经蒸压 釜，在蒸汽压:14~18kN/m3
蒸压粉煤灰砖
外形大致方正，一般不需加工或稍加工 修正，高度不小于200mm，叠砌面凹入 深度不大于25mm的石材。
毛石 形状不规则、中部厚度不小于200mm的块石。
2、块材的强度等级
块体的强度等级
♣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
MU25、MU20、MU15、MU10
灰缝的厚度为８～１２ｍｍ 理论上，1m3砖砌体大约需用砖512块。

（不宜用于冻胀地区地下部位）
2.非烧结硅酸盐砖（包括蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖 ）
原料：石灰和砂 尺寸：同烧结普通砖 适用范围：不得用于长期受热200℃以上、受急冷急热和有
酸性介质侵蚀的建筑部位，MU15和MU15以上的 蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压 粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作 用的建筑部位必须使用一等砖 强度等级： MU25、MU20、MU15、MU10
4、砌体的抗压强度设计值 f 及其调整系数γa （1）砌体截面面积A＜0.3m2时，γa =0.7+A； （2）采用水泥砂浆砌筑时，γa =0.9； （3）0号砂浆，f ≠0，冬季施工、砂浆未凝固
四、 砌体的抗拉、抗弯和抗剪性能
1.砂浆和块体的粘结强度（见图） 法向粘结强度S：与轴向拉力垂直的灰缝(垂直灰缝)中砂浆
第三章 砌体结构的计算方法和计算指标 （自学）
一、计算方法
砌体结构与混凝土结构相同，也采用以概率论为基础的极限状态法
二、计算指标
A. 砌体的抗压强度标准值：具有95%保证率的抗压强度值，查规范
B. 砌体的抗压强度设计值：
f fk
f
龄期为28d砌体毛截面强度的设计值 ，根据块体和砂浆强度等
5 .要求：强度、和易性、保水性。
C.砌体材料的选择
1、原则：因地制宜，就地取材，充分利用工业废料，并 考虑建筑物耐久性要求、工作环境、受荷性质 与大小、施工技术水平等。
2、对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大 于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级：砖为MU10， 砌块MU7.5，石材MU30，砂浆M5。
砂浆品种 水泥砂浆 混合砂浆 非水泥砂浆
塑性掺合料 无 有 有
和易保水性 差 好 好

破坏形态
2.混凝土
(1)混凝土强度
B.轴心抗压强度fc
b.轴心抗压强度与立方体强度的关系
《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）条文说明： 4.1.3, 4.1.4: 考虑到结构中混凝土的实体强度与立 方体试件混凝土强度之间的差异，对 试件混凝土强度的修正系数取为0.88； 棱柱强度与立方强度之比值αc1：对 C50及以下普通混凝土取0.76；对高 强混凝土C80取0.82，中间按线性插 值； C40以上的混凝土考虑脆性折减系数 αc2：对C40取1.00，对C80取0.87， 中间按线性插值。 最终fck=0.88 αc1 αc2fcuk fc=fck/1.4
至a点卸荷后，经过一段时 间再加荷的应力—应变曲线
至a点后不卸荷，继续 加荷的应力—应变曲线 钢筋冷拉时包括其弹性和塑性变形的 总伸长值与钢筋原长之比值（%）。
1.钢筋
(3)冷加工钢筋的性能
B.冷拔
冷拔钢筋强度提高，但脆性 也增加； 一般需多次冷拔、逐渐减小 直径，强度才能明显提高； 冷拔后的钢丝没有明显屈服 点，一般取条件屈服强度； 冷拔既可提高抗拉强度，也 可提高抗压强度。
1.钢筋
(2)各版规范对钢筋选用的规定
B.《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
1.钢筋
(2)各版规范对钢筋选用的规定
B.《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
1.钢筋
(2)各版规范对钢筋选用的规定
C.《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）
4.2.1 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用： 1 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500 钢筋， 也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400 钢筋； 2 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500 钢筋，也可采用 HRB335、HRBF335 钢筋； 3 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋 。 注：RRB400 钢筋不宜用作重要部位的受力钢筋，不应用于直接承受疲劳荷载的构件。

砂浆横向压应力
xj
y f j
4.1
x
tm 4.1tb
(y
f j)
砖的破坏准则图 x z fbt(1fby)
σy砌体内最大压应力;σym砌体内平均压应力 μ应力不均匀系数，按经验取1.3
与Francis公式不同点：1 考虑了应力不均匀； 2 考虑第了二砂讲浆砌体三基轴本受力压学性准能则
1.2 k
1.1 1
k
1.074 0.73
1.800
0.9
1.600
1.400
0.8
1.200
0.7
1.000
0.800
( h 7 ) /( l b )
0.600
0.350 0.400 0.450 0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900
第二讲 砌体基本力学性能
1、受压破坏机理 2、影响抗压强度的因素 3、砌体抗压强度 4、应力应变曲线 5、弹性模量与波松比 6、抗剪强度、抗拉、弯强度 7、破坏准则 8、破坏模式（破坏机理） 9、本构关系 10、受剪构件（剪力墙）承载力
第二讲砌体基本力学性能
1 砌体受压破坏机理
1.1复杂应力状态学说 1.2 横向变形学说
第二讲砌体基本力学性能
3 砌体抗压强度
3.1 Francis公式
Francis, A.J., Horman, C.B. and Jerrems, L.E., 'The effect of joint thickness and other factors on the compressive strength of brickwork', Proc. of the 2nd Int. Brick Masonry Conf., Stoke-on-Trent, 1971.pp31-37.