一级注册建筑师砌体知识文档格式.docx
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190mm;
空心率:
25%~50%;
形式:
单排孔、双排孔、多排孔
列为国家重点发展的产品。
砌块砌筑时应选用配套砌块,先排块,后施工。
砌块墙厚:
190mm、200mm、240mm、
290mm·
3.天然石材:
表5-1
●料石—高度为180~350mm;
●毛石
砂浆
水泥+黄砂+水+(按需掺入塑性掺和料和外加剂)。
1)作用:
●使单块砖粘结成整体,承受荷载;
●抹平块体表面,使块体应力分布均匀;
●填满块体间的缝隙,减少了砌体的透气性,提高了砌体的隔热、防水和抗冻性能。
2)要求
●强度
●耐久性
●可塑性:
砂浆和易性(流动性)和保水性(在运输、砌筑过程中保持水份的能力,即保持相等质量的能力)好。
目的:
砌筑时容易铺平,提高砌体强度和砌筑效率。
3)种类
●水泥砂浆:
水泥+黄砂+水
强度高、硬化快、耐久性好,但和易性(可塑性)、保水性差、水泥用量大。
适合用于受力大、潮湿环境或含水量较大的地基土中的地下砌体。
砌筑质量差,砌体强度予以降低。
●水泥混合砂浆:
水泥+黄砂+水+掺和料(粘土或石灰)
强度较好,施工方便,保水性和和易性比水泥砂浆好,强度比石灰砂浆高,易于砌筑,适用于地上砌筑一般的墙、柱等结构构件。
●非水泥砂浆(石灰砂浆、粘土砂浆)
石灰+黄砂+水
保水性好、流动性好、但强度低、耐久性差、适用于低层简易建筑和不受潮的地上砌体中。
●砌块专用砂浆
按需要掺入掺和料和外加剂,使砂浆具有更好的和易性和粘结力。
4)砌块灌孔砼
水泥+黄砂+碎石+水+(按需掺入的掺和料和外加剂),用于浇注砼砌块砌体芯柱或其它需要填实部位孔洞的砼
砂浆性能见表5-2。
砂浆品种
塑性掺和料
和易性、保水性
强度
耐久性
耐水性
水泥砂浆
无
差
较高
好
混合砂浆
有
高
较好
非水泥砂浆
低
专用砂浆
(砌块用)
二.砌体结构
由块体+砂浆组成的主要承重结构体系(如墙、柱)。
无筋砌体
1)砖砌体:
可作承重外墙、内墙、砖柱、围护墙和隔墙。
厚度由强度和稳定的要求确定。
对外墙还需满足保温、隔热和不透风的要求。
砌筑方式:
一顺一丁、三顺一丁、梅花丁。
2)砌块砌体:
砼小型空心砌块砌体和砖砌体同样,应分皮错缝搭砌,上、下皮搭砌长度>90mm。
块小,可手工砌筑,利用其孔洞做成配筋芯柱,解决抗震要求。
砌筑时,一般应对孔,使上、下皮砌块的肋对齐以利传力,如错孔砌筑,砌体抗压强度给予降低。
乘0.8系数(表5-5注)。
由小型空心砌块砌筑的无筋砌块砌体、由砌块墙两端设置构造柱+部分芯柱+上下层圈梁组成构造框架(弱框架)约束砌块砌体、可提高砌体抗震能力。
3)石砌体:
由天然石材和砂浆或砼砌筑而成。
用于一般民用房屋的承重墙、柱和基础。
配筋砖砌体:
为提高砌体强度或截面尺寸受限制时采用。
1)水平网状配筋砖砌体(图5-1)
在砌体水平灰缝内,配置方格钢筋网片;
提高轴心抗压承载力。
2)组合砖砌体:
(图5-2)
外包式组合砖砌体
砌体外侧预留的竖向凹槽内配置纵向钢筋,再浇砼或砂浆面层构成。
提高偏心抗压承载力。
内嵌式组合砖砌体
由砖砌体与间距≤4m的钢筋混凝土构造柱组成(图5-3)。
提高砖墙的承载力.
砌体墙的纵横交接处及大洞口边缘,设置钢筋混凝土构造柱不但可提高砌体的承载力,构造柱与圈梁连接组成钢筋混凝土空间骨架,加强了房屋的变形能力和抗倒塌能力。
必须先砌墙,后浇钢筋砼构造柱,砌体与构造柱连接面应按要求砌成马牙搓,保证两者能共同工作。
3)配筋混凝土砌块砌体:
在砼空心砌块的竖向孔洞中配置纵向力钢筋,在砌块水平灰缝内配置水平受力钢筋,然后再浇灌芯柱砼,形成配筋砌块砌体墙。
这种墙体主要用于中高层或高层房屋中起剪力墙作用,所以又叫配筋砌块剪力墙。
其性能类似钢筋混凝土剪力墙,抗震性能好,造价低。
三.强度等级——单位为MPa(N/mm2)
●块体的强度等级:
烧结普通砖用10块试样进行抗压强度确定。
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖用10块试样进行抗压和抗折强度确定。
符号为“MU”,
烧结普通砖分为5级(表5-3)。
MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五级;
当烧结多孔砖孔洞率>30%时,表中系数×
0.9
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖分为四级(表5-4)。
MU25、MU20、MU15、MU10。
砌块分为五级(表5-5)。
MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5;
(表5-6)分为3级。
石材分7级。
用边长为70mm立方体试块抗压强度确定
●砂浆的强度等级:
分为五级,
用边长为70.7mm共6块立方体试块抗压强度确定,符号为“M”。
如M15、M10、M7.5、M5、M2.5。
确定砂浆强度等级时,侧模可用钢模,底模应采用同类块体(模拟砂浆在砌体中的情况)。
不同种类砂浆试块的制作方法和尺寸是同样的。
M0用于验算施工阶段砂浆尚未凝结的新砌砌体的承载力和稳定性,或用冻结法施工解冻阶段的砂浆。
混凝土砌块专用砂浆其强度等级用符号“Mb”表示,
如Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb5;
类别
最高强度
等级
最低强度
级数
烧结普通粘土砖(多孔砖)
MU30
MU10
五级
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、
MU25
四级
混凝土砌块
MU20
MU5
石材
MU100
七级
砂浆
M15
M2.5
混凝土砌块专用砂浆
Mb15
Mb5
注意:
最低和最高强度等级。
四.砌体的受力性能
砌体的抗压性能比抗拉、抗弯、抗剪好得多,常用于受压构件。
●砌体受压
试件:
370×
720mm。
破坏特征:
第一阶段:
破坏荷载的50%~70%,出现第一条裂缝;
第二阶段:
破坏荷载的80%~90%,裂缝发展,沿竖向通过若干皮砖;
第三阶段:
形成小柱,砖压碎或小柱失稳砌体破坏。
砌体轴心受拉。
圆形砖水池由于水对池壁的压力,在池壁垂直截面内引起的环向拉力。
破坏形态:
三种破坏形态:
1.沿齿缝(灰缝)破坏(拉力与砌体水平灰缝平行,块体强度高,砂浆强度低);
2.沿块体和竖向灰缝破坏:
(拉力与砌体水平灰缝平行,块体强度低,砂浆强度高);
3.沿通缝(灰缝)破坏(拉力与砌体水平灰缝垂直)。
设计中不允许采用。
砌体弯曲受拉
挡土墙在土的侧压力作用下,墙壁如竖向悬臂柱受弯;
对有扶壁柱的挡土墙中,扶壁柱间的墙壁在水平方向受弯。
砌体受剪
砖过梁或拱的支座处,由于水平推力的作用使支座截面的砌体受剪。
沿通缝剪切破坏、沿齿缝剪切破坏、沿阶梯形缝剪切破坏。
五.砌体的强度
●强度设计值标准值平均值之间关系
抗压ƒƒkƒm
抗拉ƒtƒtkƒt,m
弯曲抗拉ƒtmƒtmkƒtm,m
抗剪ƒVƒVkƒV,m
ƒ×
k=ƒ×
m(1—1.645δf);
δf—变异系数
(受压:
δf=0.17;
其余δf=0.2);
强度设计值=强度标准值/材料性能分项系数。
保证率为95%。
ƒ=ƒk/f,f=1.6(施工控制等级B级);
f=1.8(施工控制等级C级)。
●砌体的抗压强度设计值,与块材和砂浆强度等级有关。
●砌体的抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度主要取决于灰缝的强度,即与砂浆的强度有关(表5-10)。
与块体的强度无关。
●砌体的抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度排列:
除石材外
烧结普通砖、多孔砖>蒸压粉煤灰砖>混凝土砌块
●砌体强度与构件截面面积有关。
●各类砌体的强度设计值均按龄期为28d以毛截面,施工质量控制等级为B级计算的。
六.影响砌体的抗压强度ƒ的因素
1.块材和砂浆的强度:
强度大ƒ大,提高块材强度有效。
砖强度提高一级,ƒ约提高1.5倍;
砂浆强度提高一级,ƒ约提高1.2倍;
砂浆应具有良好的流动性和较高的密实度。
砌体的抗压强度ƒ<块材的强度;
砌体的抗压强度ƒ≮砂浆的强度
(砂浆强度高时:
砌体的抗压强度ƒ<砂浆的强度;
砂浆强度低时:
砌体的抗压强度ƒ>砂浆的强度;
)
例:
表5-3
MU10、M5,ƒ=1.5N/mm2;
MU10、M0,ƒ=0.67N/mm2;
烧结普通砖砌体的ƒ=烧结多孔砖砌体ƒ。
=蒸压灰砂砖和粉煤灰的ƒ。
2.块体的形状和尺寸
形状要求:
平整、规则,弯、剪应力小,强度相对高。
由于砖表面不平整,砂浆铺砌不均匀,砌体中每块砖不是均匀受压,而是受弯曲及剪切的作用,砖的抗压能力没有被充分利用。
块材高度大,ƒ大,抗弯、抗拉、抗剪能力大。
长度大,ƒ小,抗弯、抗拉、抗剪能力小。
细料石的ƒ比毛料石的ƒ大50%;
3.砂浆的性能:
除强度以外,应具有良好的流动性和保水性,以及较高的密实性。
水泥砂浆砌筑的砌体抗压强度ƒ<混合砂浆砌筑的砌体抗压强度ƒ,约降低5%~15%。
原因是水泥砂浆容易失水,降低流动性(和易性或可塑性)保水性差。
ƒ×
0.9
4.砌筑质量
砌筑方法:
ƒ取值中不考虑。
ƒt、ƒtm考虑搭接长度(表5-10注1)。
要求:
横平竖直、砂浆饱满、上下错缝、内外搭接。
水平灰缝的饱满度≥80%(如饱满度由80%降低到65%,砌体强度降低20%);
竖直灰缝的饱满度≥40%~60%;
(计算时不考虑竖向灰缝的粘结强度);
砖的含水率控制在8%~10%;
灰砂砖的含水率控制在5%~8%;
(主要是避免砂浆结硬时失水而影响砂浆强度)。
混凝土砌块砌筑时,不需浇水。
每天砌筑高度不应超过1.8m。
搭接长度≥90mm。
灰缝厚度:
8~12mm(一般为10mm)。
料石砌体,一般不宜大于20mm。
影响砌体的抗压强度ƒ的主要因素:
块材和砂浆的强度等级、砂浆的和易性和保水性。
其它的已由施工质量给以保证。
七.砌体的抗压强度设计值ƒ的调整(P.148)
1.水泥砂浆砌筑的砌体抗压强度ƒ<混合砂浆砌筑的砌体抗压强度ƒ。
(约降低5%~15%)
采用水泥砂浆ƒ↓×
0.9(降低)
原因是:
水泥砂浆的流动性(和易性)、保水性差。
2.无筋砌体,截面面积A<0.3mm2ƒ↑
(A+0.7)(提高);
3.有吊车房屋,跨度大的梁等ƒ↓0.9(降低)
八.砖和砂浆的粘结
大多数情况下,砌体的破坏发生在砂浆和块体的连接面,灰缝的强度就取决于砂浆和块体的粘结强度,砖和砂浆所以能共同整体工作,是两者之间有粘结强度。
砖和砂浆界面上的剪应力称为粘结应力,与砂浆强度和砌体类别有关。
对砌体的抗拉、抗剪和抗弯强度影响大。
根据力作用的方向不同,粘结力有两种,力垂直于灰缝面的法向粘结力;
力平行于灰缝面的切向粘结力。
法向粘结强度切向粘结强度
竖向灰缝:
竖向灰缝的法向粘结力的强度很低,且不易填满,砂浆硬化时收缩,可能与块体脱开,破坏了块体与砂浆的粘结,故在计算中不考虑竖向灰缝的粘结强度。
水平灰缝:
当砂浆硬化过程中,砌体发生不断的沉降,灰缝中块体与砂浆的粘结并未破坏,且有不断的增长,在计算中仅考虑水平灰缝的粘结强度。
提高措施有:
砂浆强度等级、砖面的粗糙度、砖的含水率、水平齿缝段尽可能长等。
房屋的静力计算
一.砌体结构墙体的承重方案(P.142)
1.横墙承重方案—主要承重构件为横墙,纵墙仅起围护、分隔、形成整体作用。
适用于宿舍、住宅等民用建筑;
2.纵墙承重方案—主要承重构件为纵墙,房屋刚度差,空间大。
适用于教学楼、实验室、办公室、医院等建筑;
3.纵横墙承重方案—房屋刚度较纵墙承重方案好。
4.内框架承重方案—外墙为砖墙,内部为钢筋混凝土柱组成的承重结构体系。
房屋有较大的空间,刚度较差,两种材料变形和沉降不一。
适用于教学楼、医院、商店、旅馆、多层厂房等建筑。
不宜采用上刚下柔的多层砌体房屋。
二.房屋的静力计算方案
1.房屋的空间工作
根据房屋的空间工作性能(刚度)的大小决定。
房屋的空间刚度—房屋在水平荷载作用下,抵抗侧移的能力。
●计算单元:
代表机构整体受力状态的单元。
●计算简图:
求解结构构件内力的力学简图。
弹性方案
1.横墙间距大(无横墙),房屋的空间刚度差,,不考虑房屋的空间工作的影响;
作用下,房屋柱顶将产生最大水平位移ymax=Δe。
按平面排架计算。
单层砖柱厂房。
2.刚性方案—横墙间距小,空间工作性能好,房屋的空间刚度大。
荷载作用下,楼层作为墙柱不动铰支座,屋盖水平位移小,认为房屋柱顶(屋盖)不产生水平位移,y=Δ≈0。
砌体房屋居多;
3.刚弹性方案—有横墙,考虑房屋的空间工作的影响;
荷载作用下,楼层作为墙柱可动铰支座,认为房屋产生部分水平位移。
柱顶水平位移最大为
yp=re=W+Δe
ymax>yp;
yp介于ymax与y≈0二者之间。
按横墙间距的不同,屋面水平梁跨中产生的水平位移yP的大小,将发生变化。
即受房屋空间刚度的影响。
房屋的空间刚度与房屋的构造方案有关。
即与屋盖(楼盖)的结构类别(屋盖的刚度)、刚性横墙间距、横墙结构型式(山墙间距、山墙刚度)有关。
设计时是用屋(楼)盖的类别(屋(楼)盖刚度大小)及横墙的间距来划分。
房屋的静力计算方案可分弹性方案、刚弹性方案、刚性方案。
表5-12。
无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋属弹性方案。
2.作为刚性和刚弹性方案刚性横墙的要求:
刚性横墙—将屋面承受的部分水平荷载传给基础的横向承重墙体。
即刚度和承载力均符合规定要求的横墙。
●横墙开有洞口时,洞口的水平截面面积≤
横墙截面面积的50%;
●横墙厚度≥180mm;
●单层房屋的横墙长度≥其高度,
多层房屋的横墙长度≥H/2(H为横墙总高度)。
当不满足上述条件时,经验算,如横墙的最大水平位移μman≤H/4000时,仍可作为刚性和刚弹性方案的横墙。
无筋砌体承载力计算
一.受压构件
N≤aƒ(e≤0.6y)
式中:
(1)—影响系数:
与=HO/h(hT)
和e=M/N(设计值)有关。
:
高厚比修正系数≥1,表5-13。
(2)HO—根据房屋类别和构件支承条件确定。
表5-14;
表中H的取值:
●底层:
板面—基础面,埋置较深时,取室外地面500mm;
●其它层:
楼板或其它水平支点的距离;
板底—板底梁底—梁底;
●无壁柱山墙:
取层高+1/2山墙尖的高度;
有壁柱山墙:
取壁柱处山墙的高度。
●y的取值:
构造要求
一.墙、柱高厚比验算
保证砌体结构在施工阶段和使用阶段稳定性(防止失稳破坏)的重要构造措施和设计的重要内容。
高厚比验算与承载力无关(但承载力计算与高厚比有关),它是从构造上规定的限值。
1.墙、柱的高厚比验算)
=H0/h≤μ1μ2〔〕
μ1—自承重墙〔〕的修正系数;
承重墙μ1=1;
μ1见表5-16。
μ2—有门窗洞口〔〕的修正系数;
μ2=1—0.4bs/s≥0.7;
h—墙厚或矩形柱与H0相对应的边长。
洞口高度≤1/5墙高时,μ2=1;
2.带壁柱墙验算
把带壁柱墙作为厚度为hT=3.5i(i为截面的回转半径)的一片墙的整体验算和壁柱之间墙面的局部高厚比验算。
●整片墙高厚比验算
墙截面为T形按惯性矩(I)和面积(A均相等的原则换成矩形截面,其折算厚度
hT=3.5i(
=H0/hT≤μ1μ2〔〕
S—相邻横墙间的间距(l);
翼缘宽度取值:
无洞口:
每侧翼缘宽度取壁柱高度1/3;
有洞口:
取窗间墙宽度。
●壁柱间高厚比验算(不管房屋的静力计算采用何种方案,均按刚性方案考虑。
S—壁柱间的距离。
当壁柱间墙较薄或较高时,以致超过高厚比限值时,在墙高范围内设置钢筋混凝土圈梁,且b/s≥1/30(b为圈梁的宽度),墙高可降低板底至圈梁底面的高度。
3.带构造柱墙高厚比验算
构造柱与墙体连接保证和形成整体后,方可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度,验算高厚比时,考虑构造柱对砌体刚度增强的作用×
C。
整片墙的高厚比验算
当构造柱截面宽度≥墙厚度时:
=/h12C[]
S:
取相邻横墙间距离,S(l);
C:
提高系数C=1+bc/l(P.153)
bc/l>0.25(即l/bc=4)取bc/l=0.25;
bc/l<0.05取bc/l=0。
(说明构造柱对提高墙体稳定性和刚度作用很小)。
●构造柱间墙的高厚比验算
=/h12[]
取相邻构造柱间距离,S
4.影响〔〕的因素:
●砂浆强度等级;
查〔〕时仅与砂浆强度等级有关。
与块体强度无关。
砂浆强度等级是影响〔〕的一项重要因素。
砂浆强度高的〔〕>砂浆强度低的〔〕
●横墙间距:
横墙间距愈大,墙体的稳定和刚度愈差,
墙体的〔〕>柱的〔〕。
●组合构件的〔〕(≤28)>墙的〔〕>柱的〔〕>毛石墙、柱的〔〕
●构造的支承条件:
调整计算高度
墙体中设置构造柱可提高〔〕×
(μC≥1)
刚性方案〔〕>弹性方案〔〕
●砌体截面型式:
有门窗洞口截面削弱多,对稳定性不利,〔〕小×
μ2;
非矩形截面,考虑采用hT。
●构件重要性和房屋使用情况:
如非承重墙(次要构件),〔〕提高×
μ1。
●S≤μ1μ2〔〕h,墙高可不受限制;
●上端为自由端,〔〕可提高30%;
上端为自由端的墙〔〕>无自由端的墙。
不满足要求时,措施:
增加h、设壁柱、加设构造柱、减小横墙间距。
二.一般构造要求
1.砌体材料的最低强度等级(考虑结构的耐久性):
≥5层,层高>6m的墙、柱
砖:
MU10;
砌块:
MU7.5;
砂浆M5;
对于安全等级为一级或设计年限>50年的房屋,至少提高一级;
2.地面以下、防潮层以下、潮湿房间的墙体:
最低强度等级与基土的潮湿程度、块材类别、气候分区有关(表5-17)。
注
烧结多孔砖不宜用于地面以下砌体;
采用混凝土砌块砌体,必需将空洞灌实;
3.最小截面规定和墙、柱连接构造
为避免截面过小,导致稳定性能变差或局部缺陷对构件影响大:
承重独立砖柱;
≥240×
370mm;
毛石墙厚度≥350mm;
毛料石厚度≥400mm ≥
为增强房屋的整体性和避免局部受压损伤;
跨度>6m的屋架、跨度>对砖砌体4.8m,对砌块4.2m的梁的支承面下,应设置混凝土或按构造要求配置双层钢筋网的钢筋混凝土垫块。
当墙体设有圈梁时,垫块与圈梁宜浇成整体。
大梁跨度≥对240mm厚的砖墙为6m;
对180mm厚的砖墙或砌块为4.8m,在其支承处宜加设壁柱(或构造柱)或其它加强施;
预制板的支承长度:
墙上:
100mm;
圈梁:
≥80mm
4.小型空心砌块砌体的构造规定
●要求:
分皮错缝搭砌,上下皮搭砌长度≥90mm,否则应在水平灰缝内设置≥2Φ4的焊接钢筋网片(横向Φ4@200),网片每端超过垂直缝≥300mm;
●砌块墙与后浇隔墙交接处,沿墙高每400mm,设置纵向2Φ4,横向Φ4≤@200的焊接钢筋网片;
●混凝土砌块房屋,纵横墙交接处,距墙中心线每边≥300mm范围内的孔洞,采用≥Cb20灌孔混凝土灌实,灌实高度应为墙身全高。
●防潮层设置:
室内地面以下,室外散水坡顶面以上的砌体内。
防潮层采用水泥砂浆≥M5
●夹心墙—墙体中预留的连续空腔内填充保温或隔热(岩棉、苯板、玻璃丝棉)。
材料,并在墙的内叶和外叶之间用防锈的金属拉结件连接形成的墙体。
夹心墙—内叶墙承重,外叶墙为保护层。
拉结件的作用:
1.在竖向荷载作用下,能协调内、外叶墙的变形,为叶墙提供支撑作用,共同工作;
2.提高内叶墙的承载力,增大叶墙的稳定性;
3.防止叶墙在大的变形情况下,失稳破坏,提高叶墙的承载力;
见P.156
三.防止或减轻墙体开裂的主要措施
分类:
受力裂缝—荷载直接作用下引起;
非受力裂缝(变形裂缝)—砌体的收缩、温湿度变化、地基不均匀沉降所引起。
砌体的裂缝中变形裂缝占80%以上,其中以温度裂缝更为突出。
受力特征:
砂浆强度等级相等时:
小型砌块的抗压强度>砖砌体(砌块高度比砖大3倍),但小型砌块t、tm、V<砖的t、tm、V(砌块的竖缝比砖大3倍)。
所以砌块砌体裂缝多于砖砌体;
小型砌块砌体的线膨胀系数为10×
10-6,比砖(5×
10-6)砌体大一倍,小型砌块砌体对温度的敏感性比砖砌体高,易产生由温度引起的裂缝
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