砌体结构实验报告

砌体结构实验报告

经过一学期的砌体结构学习，我们了解了什么是砌体结构，砌体结构的发展及应用。下面我将结合本学期所学内容对我校的个别砌体结构建筑进行分析。

一．砌体结构简介

砌体结构是用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构，又称砖石结构。由于砌体的抗压强度较高而抗拉强度很低，因此，砌体结构构件主要承受轴心或小偏心压力，而很少受拉或受弯，一般民用和工业建筑的墙、柱和基础都可采用砌体结构。我国的砌体结构有着悠久的历史和辉煌的纪录。在历史上有举世闻名的万里长城，它是两千多年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一；建于北魏时期的河南登封嵩岳寺塔为高40米的砖砌密檐式塔；建于隋大业年问的河北赵县安济桥，净跨37.37米，全长50.82米，宽约9米，拱高7.2米，为世界上最早的空腹式石拱桥，该桥已被美国土木工程学会选为世界第12个土木工程里程碑；还有如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程等等。用砌体结构建造的房屋是我国最广泛的一种结构形式,在民用住宅建筑中约占90％以上,在整个建筑业中也占80％左右。我国砌体结构建筑一般大多采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑、楼板及过梁等多采用预制钢筋砼构件。因此我国传统的砌体结构由于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质。

二．砌体结构的历史现状和未来发展

砌体结构就是用砖砌体，石砌体和砌块砌体建造的结构，在我国已有相当长的应用历史，特别是建国以来，砌体结构得到了迅速的发展，取得了显著的成绩。我国已从过去用砖石建造低矮的民房，发展到现在建造大量的多层住宅，办公楼等民用建筑和许多领域的工业建筑。60年代以来，我国的空心砖和砌块的生产和应用得到了一定的发展，近20年来，采用混凝土、轻骨料混凝土和加气混凝土，以及利用各种工业废渣、粉煤灰、煤矸石等制成的无熟料水泥煤渣混凝土砌块和粉煤灰硅酸盐砌块等在我国也有了较大发展，此外，我国在砌体结构理论方面也有了长足的进步。砌体是包括多种材料的块体砌筑而成的，其中砖石是最古老的建筑材料，几千年来由于其良好的物理力学性能、易于取材、生产和施工，造价低廉，致今仍成为我国主导的建筑材料。但是我国的砌体材料普遍存在着自重大、强度低、生产能耗高、毁田严重、施工机械化水平较低，和耐久性、抗震性能较差等弊病。

三．实例说明

以我校宿舍楼为例，我校宿舍楼均属于砌体结构建筑。可见砌体结构在建筑中还是很常见的。根据了解及切身体会，我宿舍楼用砖和砂浆砌成，有好处也有不足。首先容易就地取材。砖主要用粘土烧制，石材的原料是天然石，来源方便，价格低廉。砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性，在来校俩年里还没有遇到过火灾事件。砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备，可以节省木材。新砌筑的砌体上即可承受一定荷载，因而可以连续施工。在我们北方地区，四季分明，冬季可用冻结法砌筑，不需特殊的保温措施。砖墙和砌块墙体能够隔热和保温，节能效果明显。所以既是较好的承重结构，也是较好的围护结构。当采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工。当然，砌体结构也是存在缺点的，与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大。砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大。砌体的抗拉、抗剪强度都很低，因而抗震较差，在使用上受到一定限制；砖、石的抗压强度也不能充分发挥；抗弯能力低。粘土砖需用粘土制造，在某些地区过多占用农田，影响农业生产。

四．砌体结构特性

应优先采用横墙承重或纵横共同承重纵墙承重的砌体结构，由于楼板的侧边一般不嵌入横墙内，横向地震作用有很少部分通过板的侧边直接传至横墙，而大部分通过纵墙经由纵横墙交接面传至横墙。因而，地震时外纵墙因板与墙体的拉结不良而成片向外倒塌，楼板也随之坠落。横墙由于为非承重墙，受剪承载能力降低，其破坏程度也比较重。而横墙开洞较少，又有纵墙作为侧向支承，所以横墙承重的多层砌体结构具有较好的传递地震作用的能力。纵横墙共同承重的多层砌体结构房屋可分为两种：一种是采用现浇板，另一种为采用预制短向板的大房间。其纵横墙共同承重的多层砌体结构房屋既能比较直接地传递横向地震作用，也能直接或通过纵横墙的连结传递纵向地震作用。

纵横墙的布置应均匀对称，沿平面内宜对齐，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀，同时应尽量减少复杂装立面所造成的附加震害多层砌体房屋的平、立面布置应规则对称，最好为矩形，这样可避免水平地雳作用下的扭转影响。然而对于避免水平地震作用下的扭转仅房屋平面布置规则还是不够的，还应做到纵横墙的布置均匀对称。砖墙沿平面内对齐、贯通，能减少砖墙、楼板等受力构件的中间环节，使震害部位减少，使震害程度减轻；同时，由于地震作用传力路线简单，中间不间断，构件受力明确，其简化的地震作用分析能较好地符合地震作用的实际。房屋的纵向地震作用分至各纵轴后，其外纵墙的地震作用还要按各窗间墙的侧移刚度再分配。由于宽的窗间墙的刚度比窄窗间墙的刚度大得多，必然承受较多的地震作用而破坏，而高度比大于4的墙垛其承载力更差已率先破坏，则对于宽窄差异较大的外纵墙，就会造成窗间墙的各个击破，降低了外纵墙和房屋纵向的抗震能力。因此，要求同一轴线的窗间墙宽度宜均匀，尽量做到等宽度。对于一些建筑阳台和窗之间留一个240mm宽的墙垛等做法不利于抗震，宜采取门连窗的做法。

纵横墙竖向应上、下连续，不宜采用上刚下柔的结构房屋的纵横墙沿上下连续贯通，可使地震作用的传递路线更为直接合理。如果因使用功能不能满足上述要求时，应将大房间布置在顶层。若大房间布置在下层，则相邻上面横墙承担的地震剪力，只有通过大梁传递至下层两旁的横墙，这就要求楼板有较大的水平刚

度。而从房屋纵横墙的对称要求来看，大房间宜布置在房屋的中部，而不宜布置在端头。而上刚下柔的房屋也只有通过大梁传递至下层两旁的横墙，这就要求楼板有较大的水平刚度。

抗震地区不宜采用墙梁因墙梁是上部墙体与钢筋混凝土托梁一同进行协调工作。而在地震作用下，上部墙体开裂使墙体与钢筋混凝土托梁不能一同进行协调工作，因此而使结构变得不安全。

防震缝的设置。大量的震害表明，由于地震作用的复杂性，体形不对称的结构的破坏较体形均匀对称的结构要重一些。但是，由于防震缝在不同程度上影响建筑立面的效果各增加工程造价等，应根据建筑的类型、结构体系各建筑状态以及不同的地震烈度等区别对待。规范的原则规定为：当建筑形状复杂而又不设防震缝时，应选取符合实际的结构计算模型，进行精细抗震分析，估计局部应力和变形集中及扭转影响，判别易损部位并采用加强措施；当设置防震缝时，应将建筑分成规则的结构单元。对于多层砌体房屋，当有下列情况之一时宜设置防震缝：（1）房屋的立面高差在6m以上（2）房屋有错层，且楼板高差较大（3）各部分结构刚度、质量截然不同。

楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处。由于水平地震作用为横向和纵向两个方向，所以在多层砌体房屋转角处纵横两个墙面常出现斜裂缝。不仅房屋两端的四个外墙角容易发生破坏，而且平面上的其他凸出部位的外墙阴角同样容易破坏。楼梯间比较空敞和顶层外墙的无支承高度为一层半，在地震中的破坏比较严重。尤其是楼梯间设置在房屋尽端或房屋转角部位时，其震害更为加剧。

烟道、风道、垃圾道及配电箱洞口等不应削弱墙体。墙体是多层砌体房屋承重和抗侧力的主要构件。局部削弱的墙体，不仅在削弱处率先开裂，还将产生内力重分布。因此，规范规定烟道、风道、垃圾道和配电箱洞口不应削弱墙体；当墙体被削弱时，应对墙体采取水平配筋等加强措施，对附墙烟囱及出屋面烟囱采用竖向配筋。

钢筋混凝土预制挑檐应加强锚固，由于挑檐为一悬臂构件，在地震中较容易发生破坏。若为现浇则和屋面板一起，则抗震性能较好，对于预制钢筋混凝土挑檐则应加强与圈梁的锚固。