第六章砌体材料
砌体结构课程设计

本节课程将着重进行以下方面的教学:
1.砌体结构设计案例解析,分析不同类型砌体结构的设计方法和步骤;
2.砌体结构设计中常见问题的识别与解决策略;
3.砌体结构非线性分析的基本原理和方法;
4.砌体结构设计中考虑施工便利性和现场条件的.砌体结构设计中的安全性与美观性平衡。
砌体结构课程设计
一、教学内容
本章节内容依据《土木工程基础》教材第六章“砌体结构”设计。主要内容包括:
1.砌体结构的基本概念与分类;
2.砌体结构的材料及强度要求;
3.砌体结构的受力特点与破坏形式;
4.砌体结构的基本构件及其构造要求;
5.砌体结构的抗震设计原则;
6.砌体结构施工图识读与分析。
本章节内容紧密结合教材,旨在使学生掌握砌体结构的基本知识,具备分析和解决实际工程问题的能力。
3.砌体结构节能设计原则,分析保温隔热材料的选择与应用;
4.砌体结构声学设计考量,探讨隔声、吸声等处理方法;
5.砌体结构抗震设计的最新发展和提高抗震性能的措施;
6.砌体结构设计中的风险评估与管理,包括成本控制、进度安排等。
教学内容将帮助学生掌握砌体结构设计的精细化管理,提高设计方案的完整性和实用性,同时培养学生的综合分析和项目管理能力。
2、教学内容
本节课程将深入以下方面:
1.砌体结构的连接节点设计;
2.砌体结构的稳定性和承载力计算;
3.砌体结构墙体设计,包括厚度、洞口设置等;
4.砌体结构中圈梁、构造柱的设计与应用;
5.砌体结构的耐久性与防护措施;
6.结合案例,分析砌体结构施工图的绘制与解读。
教学内容将围绕砌体结构的设计原理和实践应用,通过具体的案例分析,使学生能够运用所学知识解决实际问题,并培养学生的工程实践能力。
砌体结构第六章配筋砌体结构

实例
N fA
N 180 kN M 14kN .m
MU10砖,M5混合砂浆, H0=4m,施工质量控制等级为 B,试验算其承载力。
(1)沿截面长边验算:
A 0.37 0.49 0.1813 m2
f 1.5MPa a 0.8 A 0.9813
H 0 / h 4000/ 490 8.16
配筋砖砌体构件
配筋是提高砌体承载力的有效措施 网状配筋砖砌体受压构件 配筋方式
网状配筋砖砌体受压性能
第一阶段:在单块砖中出现第一批 裂缝,此阶段受力特点与无筋砌体 相同,但出现第一批裂缝时的荷载 为 (0.6 ~ 0.75)N
u
第二阶段:裂缝逐渐增多但发展缓 慢,不能沿砌体高度形成连续裂缝 (这是其与无筋砌体最大的不同)。 第三阶段:部分砖严重开裂,甚至 压碎,最后导致砌体完全破坏。
H0 / b 4000/ 370 10.8
0 fA 0.85 0.98131.5 181300
226834 N 226.8kN
结论:不满足承载力要求
采用冷拔低碳钢丝焊接方格网
b 4( As 12.6mm2 , f y 430MPa 320MPa), f y 320MPa
配筋砌体构造要求
(1)体积配筋率
0.1% 1%
(2)钢筋直径及间距 d 8mm,30mm a 1mmm
(4)所用砂浆不低于M7.5,灰缝厚应 保证2mm保护层
注意三个问题
(1)偏心距过大(e/h>0.17)或高厚比过大 ( 16) 不宜用配筋砌体; (2)当轴向力偏心方向的截面尺寸大于另 一方向尺寸时,尚要进行垂直于弯矩作用平 面的验算,按轴心受压验算; (3)当配筋砌体下端与无 筋砌体交接时,应验算无 筋砌体的局部受压承载力。
砌体结构教学资料-第六章思考题答案.docx

第六章思考题答案:1.过梁有哪几种类型?各自应用范围如何?常见的过梁按其构成的材料不同分为砖砌过梁和钢筋混凝土过梁。
钢筋混凝土过梁具有施工方便、跨度较大、抗震性能好等优点,在地震区得以广泛采用。
砖砌过梁具有节约钢材水泥、造价低廉、砌筑方便等优点,但对振动荷载和地基不均匀沉降较敏感,在受有较大振动或在软弱地基条件下,均不宜采用砖砌过梁。
2.砖过梁有哪儿种?它们的适用范围如何?砖砌过梁可分为砖砌平拱过梁、砖砌弧拱过梁和钢筋砖过梁三种:砖砌平拱过梁是将砖竖立和侧立砌筑而成,其竖砌部分的高度不应小于240mm,砖强度等级不应低于MU7.5;砖砌弧拱过梁也是将砖竖立和侧立砌筑而成。
用砖竖砌部分的高度不应小于120mm (即半砖长);钢筋砖过梁是在过梁底部水平灰缝内配置纵向受力钢筋而形成的过梁,钢筋砖过梁净跨%不宜超过1.5米。
3.如何计算砖砌平拱过梁的承载力?如何验算钢筋砖过梁的承载力?如何验算钢筋混凝土过梁的承载力?砖砌平拱过梁的承载力计算:(1)正截面受弯承载力验算,M < f lm W ;(2)斜截而受剪承载力验算,V W f v bz o钢筋砖过梁的承载力验算:(1)正截面受弯承载力验算,MW0.85&Ash。
:(2)斜截面受剪承载力验算,V W f v bzo钢筋混凝土过梁的承载力验算:(1)正截面受弯承载力验算,(2)斜截面受剪承载力验算,4.如何确定过梁上的荷载?通常将过梁按简支梁计算,但考虑到过梁上面的砌体能帮助过契受弯的冇利因素,在确定荷载时可按下列采用:(1)墙体重塑:当过梁上墙体(无洞口)高度H小于L/3 (L为过梁净跨度,下同)时, 按全部墙体均布重量采用;当过梁上墙体(无洞口)高度H大于或等于L/3时,按高度为L/3的墙体均布重量采用。
(2)梁板荷载:当梁板底下的墙体高度H小于L时按梁板传来的荷载采用;当梁板底下的墙体高度H大于或等于L时,梁板荷载不予考虑。
5.根据支撑条件的不同,墙梁有哪几种类型?根据支撑情况不同,墙梁可分为简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。
湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第六章 砌筑材料)【圣

第六章 砌筑材料6.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】 一、砌墙砖 虽然当前出现各种新型墙体材料,但砖价格便宜,又能满足建筑功能要求,因此,砌墙砖仍是当前主要墙体材料。
目前工程中用砌墙砖按生产工艺分两类,一类是通过焙烧工艺制得,称为烧结砖,另一类是通过蒸养或蒸压工艺制得,称为蒸养砖或蒸压砖。
砌墙砖的形式有实心砖、多孔砖和空心砖。
烧结普通砖 烧结砖 烧结多孔砖和烧结空心砖砌墙砖 蒸养砖混凝土路面砖 主要技术性质普通混凝土小型空心砌块 混凝土砌块的应用砌块 加气混凝土砌块石膏砌块 火成岩 石材的分类 沉积岩变质岩 表观密度吸水性耐水性石材的技术性质 抗冻性砌筑用石材 耐火性抗压强度硬度耐磨性毛石料石石材的应用 石板广场地坪、路面、庭院小径用石材砌筑材料1.烧结砖目前墙体材料使用最多的是烧结普通砖、烧结多孔砖和烧结空心砖。
按生产原料烧结普通砖分为黏土砖、页岩砖、煤矸石砖和粉煤灰砖等几种。
(1)烧结普通砖①生产工艺烧结黏土砖生产工艺过程流程一般是:采土——配料调制——制坯——干燥——焙烧——成品。
焙烧是生产全过程中最重要的环节。
砖坯在焙烧过程中,控制温度是关键,以免出现欠火砖或过火砖。
欠火砖烧成温度过低,孔隙率大,强度变低,耐久性变差。
过火砖烧成温度过高,砖尺寸不规整。
欠火砖色浅,声哑,过火砖色较深、声清脆。
②主要技术性质根据国家标准《烧结普通砖》(GB 5101—2003)规定,烧结普通砖主要技术要求包括尺寸、外观质量、强度等级等,并规定产品中不允许有欠火砖、酥砖和螺旋纹砖,分述见表6-1。
砖的检验方法按照国家标准《砌墙砖试验方法》(GB/T 2542—2003)规定进行。
表6-1 烧结普通砖的主要技术性质③烧结普通砖应用烧结普通砖具有较高强度,多孔结构有良好绝热性、透气性和稳定性。
黏土砖有良好耐久性,原料广泛、生产工艺简单,是应用历史最久、使用范围最广的建筑材料之一。
烧结普通砖主要用作墙体材料,优等品用于清水墙建筑,一等品和合格品用于混水墙建筑。
砌体结构第六章6.2

( )把上述两种情况的计 3 算结果相叠加,即得到 按刚弹性方案 的计算结果。
刚弹性方案多层房屋在竖向荷载作用下的内力计算方 法和刚性方案多层房屋相同。
6.2 弹性和刚弹性方案房屋.2 弹性和刚弹性方案房屋计算 6.2.1 弹性方案房屋的计算
弹性方案房屋的静力计算,可按屋架或大梁与墙(柱)为 铰接的、不考虑空间作用的平面排架或框架计算。
计算假定:
(1)墙、柱上端与屋架(或屋面梁)铰接,下端在基础 顶面处固接;
(2)屋架(或屋面梁)可视作刚度无限大的系杆,在荷载 作用下不产生拉伸或压缩变形,因此柱顶水平位移值相等。
房屋各层空间性能影响 i 系数
i 通过对建筑物实测及理 论分析而确定;
大小和横墙间距及屋面 结构的水平刚度有关。
6.2
弹性和刚弹性方案房屋的计算
砌 体 结 构
6.2.2 刚弹性方案房屋的计算
刚弹性方案房屋墙柱的控制截面也为柱顶1-1截面和柱 底2-2截面,其承载力验算和刚性方案相同。截面验 算时,应根据使用过程中可能同时作用的荷载进行组 合,并取其最不利者进行验算。 取多层房屋一个开间为计算单元作为平面排架的计算简图
6.2
弹性和刚弹性方案房屋的计算
砌 体 结 构
6.2.4 刚弹性方案房屋的计算
上刚下柔多层房屋
多层房屋中,当底层用作商店、食堂、娱乐室,而上面 各层用作住宅、办公室等时,其底层横墙的间距超过了 刚性方案的限值,而上面各层的横墙均符合刚性方案的 要求。
考虑到这种结构沿竖向的刚度变化显著,不够合理,且 存在着整体失效的可能性,因而一般通过如增加横墙等 措施,使其改变为刚性多层房屋。
土木工程材料 第六章 烧结砖

②表观密度 小强度高
③隔热保温 性能增强
• 按燃烧时的温度分:
①.正火砖 ②.欠火砖
合格品
•不合格产品
③.过火砖
• 欠火砖的识别----欠火砖色浅、敲击声发哑、吸水率大、强 度低、耐久性差。 • 过火砖的识别-------过火砖色深、敲击时声音清脆、吸水率 低、强度高,但有弯曲变形。
(1).形状尺寸 (2).强度等级
•1m3砖砌体需用多少块砖?
• 4块砖长、8块砖宽、16块砖厚,再加上砌筑灰缝 (10mm)则长度均为1m,512块/m3砖砌体
MU30 MU25 (2).强度等级: MU20 MU15 MU10 •
1000 4 2 4 0 1 0 1000 8 1 1 5 1 0 1000 16 5310
蒸 压 灰 砂 砖
北京市现代建筑材料公司
•
蒸压粉煤灰砖
新型环保墙材 ----- 混凝土多孔砖
• 6.1 烧结普通砖
烧结普通砖的优缺点:
优点:烧结黏土砖具有一定的强度、较好的耐久性及
隔热、隔声、价格低廉等优点,加之原料广泛、工艺简单、 缺点:但黏土砖的缺点是大量毁坏良田,自重大、能 耗高、尺寸小,施工效率低,抗震性能差等。 我国正大力推广墙体材料改革,以空心砖、工业废渣 砖及砌块、轻质板材来代替实心黏土砖。
化学成分比较接近
6.1.1.2 焙烧 砖坯的焙烧过程
450~8500C
粘土矿物脱去结晶水, 燃尽全部有机杂质。
900~10500C
杂质与粘土矿物形成易 熔物质,出现玻璃液相, 最后变得密实。
按烧成气氛:
生成红色Fe2O3
烧结 粘土砖
①.红砖--焙烧窑中为氧化气氛,得红色砖;
②.青砖--焙烧窑中为还原气氛,为青色砖
砌体结构第六章----圈梁、过梁、挑梁和墙梁的设计

砌体结构
15.7.2 过梁 过梁的形式
过梁:设置在墙体门窗洞口上的构件,用来承受门窗洞口 上部的墙体重量以及梁、板传来的荷载。 形式:钢筋砖过梁、砖砌平拱、砖砌弧拱和钢筋混凝土过 梁等。
6.1 过梁
砌体结构
6.1 过梁
砌体结构
砖砌平拱过梁:
用竖砖砌筑,其底面均呈平直线型。用竖砖砌筑的高 度不应小于240mm;适用于无振动、地基的土质较好不 需抗震设防的一般建筑物。
6.1 过梁
砌体结构
2. 过梁上荷载的计算
规范对过梁上部梁板传来荷载的取用: 对砖和小型砌块砌体, 当梁、板下的墙体高度 hw ln时,应计入梁、板传来 的荷载; 当梁、板下的墙体高度 hw ln时,可不考虑梁、板荷 载。
6.1 过梁
砌体结构
3.过梁的承载力计算
过梁承载力计算:受弯、受剪承载力计算(对砖砌平拱和 弧拱还应按其水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力)。 (1)砖砌平拱的承载力计算
6.1 过梁
砌体结构
补:过梁的破坏形式
过梁受力:弯矩和剪力。 垂直裂缝:当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗拉强度 时,在跨中受拉区出现。
阶梯形斜裂缝:当支座 处斜截面的主拉应力超 过砖砌体沿齿缝的抗拉 强度时,在靠近支座处 会出现斜裂缝。
6.1 过梁
体结构
补:过梁的破坏形式
支座滑移破坏: 砖砌平拱和砖砌弧拱过梁在 跨中开裂后,会产生水平推 力。此水平推力由两端支座 处的墙体承受。当此墙体的 灰缝抗剪强度不足时,会导 致支座滑动而破坏,较常出 现在房屋端部的墙体处。
砌体结构
圈梁、过梁、挑梁和墙梁的设计
block masonry structure
砌体结构
6-第六章工程石材,墙体材料和屋面材料

第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
三、常用石材
1.花岗岩 组成:石英、长石、云母及暗色矿物。坚硬致密、 抗压强度高(120~250MPa)孔隙率小,吸水率低,耐磨性 好,耐久性高,使用年限75~200年。用于基础、勒角、柱 子、地面等部位。也是高档的装修、装饰材料。 2.辉长岩:深成岩的一种,由暗色矿物组成,属全晶质等粒 状结构,块状构造。抗压强度:200~350MPa,表观密度 2900~3300kg/m3。韧性好、耐磨性强、耐久性好,可做承 重结构材料,也可作装饰装修材料。 3.玄武岩: 属喷出岩, 斜长石、辉石、橄榄石组成。为玻 璃体或隐晶质。常用作筑路材料、混凝土集料。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
第一节 工程石材 第二节 墙体材料 第三节 屋面材料
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
第一节 工程石材(stone)
石材是使用历史最悠久的建筑材料之一。 最古老的石砌建筑是公元前2750年建于撒哈拉 的金字塔,我国著名的古代石材建筑是河北的 赵洲桥。
开罗西南十公里处的吉 萨区(Giza)有三座很大的 金字塔,分别是胡夫金字塔、 哈夫拉金字塔和孟考拉金字塔, 一般统称为大金字塔(The Great Pyramids)。其中以胡 夫金字塔最为著名,是吉萨金 字塔中规模最大、建筑水平最 高、保存最完好的一座,大约 建于公元前2570年,是法老 胡夫给自己建造的寝陵。胡夫 金字塔原高146.59米,四周 底边原长230米。数千年以来 它一直是地球上最高的建筑物。 它是用230万块磨光的石灰石 砌成,平均每块岩石重量约 2.5吨,建造时曾用了十万名 民夫,花费20年时间。建造 时,先在金字塔的侧面建造斜 坡道,再随石阶愈高,而往上 建斜坡道。也在斜坡道上埋人 圆木,以减少撬的阻力。
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• 合格品:
• a)最大破坏尺寸大于2mm且小 于等于15mm的爆裂区域,每组 砖样不得多于15外。其中大于 10mm的不得多于7处。
• b)不允许出现最大破坏尺寸大于 15mm的爆裂区域。
• 砖的产品标记按照产品名称、品种、 强度等级和标准编号的顺序写出。 例如,页岩砖、强度等级MU15、 优等品,则其标记应写为: 烧结普通砖
• Y MU15 A GB 5101
• 烧结普通砖,强度等级MU15, 一等品的粘土砖,
• 其标记为: • 烧结普通砖
• N MU15 B GB5101
• 各强度等级的砖应符合表6-1的规 定。标准砖的外形为直角六面体, 其公称尺寸为:长240mm、宽 115mm、高53mm。
表6-1 烧结普通砖强度等级(GB 5101-2003)
• (1) 蒸压灰砂砖性能
• GB 11945-1999《蒸压灰砂砖》 中规定,蒸压灰砂砖是指石灰和砂 为主要原料,允许掺入颜料和外加 剂,经配料制备,压制成型、蒸压 养护而成的实心灰砂砖。
• 入颜料和掺加剂,经坯料制备,压 机成型,蒸压养护而成的实心灰砂 砖。根据其抗压强度和抗折强度分 MU25,MU20,MU15,MU10四级。
• 其中MU25,MU20,MU15的砖 可用于基础及其它建筑;MU10 的砖仅可用于防潮层以上的建筑。 灰砂砖不得用于长期受热20℃以 上、受急冷急热和又酸性介质侵蚀 的建筑部位。
• 当生产粘土砖的原料含有石灰石时, 则焙烧砖时石灰石会煅烧成生石灰 留在砖内,这时的生石灰为过烧生 石灰,这些生石灰在砖内会吸收外 界的水分,消化并产生体积膨胀, 导致砖发生膨胀性破坏,这种现象 称为石灰爆裂。
• 优等品:不允许出现最大破坏尺寸 大于2mm的爆裂区域。
• 一等品:
• a)最大破坏尺寸大于2mm且小 于等于10mm的爆裂区域,每组 砖样不得多于15外
非严重风化区
1. 山东省 2. 河南省 3. 安徽省 4. 江苏省 5. 湖北省 6. 江西省 7. 浙江省 8. 四川省 9. 贵州省 10. 湖南省
11. 福建省 12. 台湾省 13. 广东省 14. 广西壮 族自治区
15. 海南省 16. 云南省 17. 西藏自 治区
18. 上海市 19. 重庆市
平均 强度等 值
级 mf
≥
变异系数 δ≤0.21
标准值fk≥
变异系数δ>0.21
单块最小抗压强度值标 准值fmin≥
MU30 30.0
22.0
25.0
MU25 25.0
18.0
22.0
MU20 20.0
14.0
16.0
MU15 15.0
10.0
12.0
MU10 10.0
6.5
7.5
• 2.蒸压灰砂砖
• 严重风化区中的1、2、3、4、5地 区的砖必须进行冻融试验,其他地 区的砖的抗风化性能符合表6-3的 规定时可不做冻融试验,否则,必 须进行冻融试验。
表6-3 抗风化性能(GB 5101-2003)
严重风化区
非严重风化区
砖种类
5h沸煮吸 水率/%
平均 值
单块 最大 值
饱和系数
平 单块 均 最大 值值
5h沸煮吸水 率/%
饱和系数
平 均 值
单块 最大值
平 均 值
单块 最大值
粘土砖 18 20
粉煤灰
砖a
21 23
0.8 5
0.87
19 20 23 25
0.88 0.90
页岩砖
煤矸石 16
18
0.7 4
0.77
18 20
砖
0.78 0.80
注a:粉煤灰掺入量(体积比)小于30%时,按粘土砖规定判 定。
• 按照GB 5101-2003《烧结普 通砖》的规定,根据抗压强度可分 为MU30、、MU20、 MU25 MU15、MU10五个强度等级;且 强度和抗风化能力合格的砖,根据
尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰
爆裂等项指标划分为三个等级:优 等品(A)、一等品(B)和合格品 (C)。
•优等品适用于清水墙和装饰墙, 一等品、合格品可用于混水墙。 中等泛霜的砖不能用于潮湿部 位。
• 风化指数大于等于12 700为严重 风化区,风化指数小于12 700为 非严重风化区。各地如有可靠数据, 也可按计算的风化指数划分本地区 的风化区。我国的风化区划分见表 6-2。
表6-2 风化区划分(GB 5101-2003)
严重风化区
1. 黑龙江省 2. 吉林省 3. 辽宁省 4. 内蒙古自 治区 5. 新疆维吾 11.河北省 尔自治区 12.北京市 6. 宁夏回族 13.天津市 自治区 7. 甘肃省 8. 青海省 9. 陕西省 10.山西省
装 饰 墙
清 水 砖 墙
• 抗风化性能
• 烧结普通砖的抗风化性是指能 抵抗干湿变化、冻融变化等气候作 用的性能。抗风化性与砖的使用寿 命密切相关,抗风化性能好的砖其 使用寿命长,砖的抗风化性能除了 与砖本身性质有关外,与所处环境 的风化指数也有关。
• 风化区用风化指数进行划分。风化 指数是指日气温从正温降至负温或 负温升至正温的每年平均天数与每 年从霜冻之日起至消失霜冻之日止 这一期间降雨总量(以mm计)的 平均值的乘积。
第六章 砌体材料
第一节 砖
• 砖是指砌筑用的人造小型块材。外 形多为直角六面体,其长度不超过 365 mm,宽度不超过240 mm, 高度不超过115 mm。也有各种 异形的。
• 1.烧结普通砖
• 凡通过焙烧而得的普通砖,称为烧结普 通砖。氧化气氛下可得红砖,还原气氛 下可得青砖。按主要原料分为粘土砖 (N)、页岩砖(Y)、煤矸砖(M) 和粉煤灰砖(F),目前主要是粘土砖, 但粘土砖耗用大量农田,且生产中会逸 放氟、硫等有害气体,能耗高,需限制 生产,并逐步淘汰,不少城市已, 随着砖内水分蒸发而在砖表面产生 的盐析现象,一般在砖表面形成絮 团状斑点的白色粉末。轻微泛霜就 能对清水墙建筑外观产生较大的影 响。
• 中等程度泛霜的砖用于建筑中的潮 湿部位时,7~8年后因盐析结晶 膨胀将使砖体的表面产生粉化剥落, 在干燥的环境中使用约10年后也 将脱落。严重泛霜对建筑结构的破 坏性更大。优等品无泛霜;一等品 不允许出现中等泛霜;合格品不允 许出现严重泛霜。