砌體結構的物理力學性能新課件.ppt

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1、第二章砌體的物理力學性能2.1塊體和砂漿的強度等級2.1.1塊體的強度等級塊體的強度等級是根據其抗壓強度標準值的大小而劃分的。（1)燒結普通磚的抗壓強度試件為兩個半磚（115mm×115mm×120mm）,中間用一道水平灰縫連接；（2)砌塊試件采用單塊砌塊；（3)石材通常采用邊長為70mm的立方體試塊。砌塊的強度等級用符號“MU”加相應數(shù)字表示，數(shù)字表示抗壓強度整數(shù)值，單位為MPa（N/mm2）.第二章砌體的物理力學性能1）燒結普通磚、燒結多孔磚的強度等級分5級：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10；2）蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚的強度等級分4級：MU25、MU20、

2、MU15和MU10；3）砌塊的強度等級分為5級：MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5；4)石材的強度等級分為7級：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20；第二章砌體的物理力學性能2.1.2砂漿的強度等級（1）砂漿的強度等級采用邊長為70.7mm的立方體試塊，在溫度為15-25℃的環(huán)境下養(yǎng)護28天后按照規(guī)定的試驗方法測得的試塊強度標準值，砂漿的強度等級用M加其后數(shù)字表示。（2）砂漿的強度等級分為5級：M15、M10、M7.5、M5和M2.5。2.1.3塊體和砂漿強度等級的選用主要考慮以下幾方面因素：安全等級、設計使用年限、層數(shù)、使用部位

3、、構件類型。第二章砌體的物理力學性能2.2砌體的受壓性能2.2.1磚砌體軸心受壓破壞特征軸心受壓磚砌體從開始加載直至破壞的整個過程，大致可分為以下三個階段（圖2-1）。（a)單磚先裂（b)形成連續(xù)裂縫（c）形成貫通裂縫，砌體完全破壞。（a)（b)（c）圖2-1軸心受壓磚砌體第二章砌體的物理力學性能2.2.1磚砌體軸心受壓破壞特征第一階段（單磚先裂）：從開始加載至個別磚內出現(xiàn)第一批裂縫。此時的壓力約為破壞荷載的50%-70%，主要與砌體所用砂漿的強度等級有關，且這第一批裂縫是砌體內某些單塊磚在拉、彎、剪復合作用下產生的。該階段特點是砌體處于彈性受力階段，裂縫只在單塊磚內出現(xiàn)，且荷

4、載不增加時，裂縫不會繼續(xù)發(fā)展。第二章砌體的物理力學性能第二階段（形成連續(xù)裂縫）：隨著荷載的增加，單塊磚內的裂縫向上下延伸，不斷發(fā)展，豎向貫通若干皮磚，形成一段段連續(xù)的裂縫。其特點是當荷載達到破壞荷載的80%-90%時，即使荷載不再增加，裂縫仍將繼續(xù)發(fā)展，砌體已臨近破壞，在工程實踐中應視為構件處于危險狀態(tài)。應立即采取措施或進行加固處理。第二章砌體的物理力學性能第三階段（形成貫通裂縫，砌體完全破壞）：壓力繼續(xù)增加至砌體完全破壞。其特點是隨著荷載的繼續(xù)增加，則砌體中的裂縫迅速延伸，寬度增大，并形成通縫，連續(xù)的貫通裂縫把砌體分割成1/2磚左右的小柱體（個別磚可能壓碎）而失穩(wěn)破壞。以砌體

5、破壞時的壓力除以砌體截面面積所得的應力值稱為砌體的極限抗壓強度。第二章砌體的物理力學性能2.2.2砌體受壓時的應力狀態(tài)分析砌體的抗壓強度低于塊體的原因？（1）砌體受壓時塊體并非均勻受壓。由于磚本身的形狀不完全規(guī)則平整、水平灰縫的厚度和密實性不均勻，使得單塊磚受力在砌體內并不是均勻，單塊磚內將產生彎曲應力和剪切應力。第二章砌體的物理力學性能（2）塊體和砂漿的交互作用第二章砌體的物理力學性能（2）塊體和砂漿的交互作用由于磚和砂漿受壓后的彈性模量及橫向變形系數(shù)不同（磚的橫向變形較中等強度等級以下的砂漿小），當磚和砂漿之間因存在粘結力、摩擦力而共同變形時，磚將受到砂漿的影響而增大了磚的

6、橫向變形，使磚產生拉應力。所以單塊磚在砌體中處于壓、彎、剪、拉的復和應力狀態(tài)，砌體抗壓強度降低；第二章砌體的物理力學性能（3）豎向灰縫上的應力集中。在砌體中豎向灰縫的飽滿度不易保證,同時豎向灰縫內的砂漿和磚的粘結力也不能保證砌體的整體性。因此，在豎向灰縫內的磚上將產生拉應力和剪應力的集中，從而加快磚的開裂，引起砌體強度降低。（4）彈性地基梁作用。由于砌體內的每一塊磚都置于水平灰縫上，我們可以將磚視為置于彈性地基上的梁，這種受力狀態(tài)將使磚受彎受剪。“地基”（砂漿）彈性模量的大小直接影響到其上磚的變形，砂漿的彈性模量越小，磚的變形越大，磚內產生的彎剪應力也越高。第二章砌體的物理力學

7、性能從以上試驗結果可以看出，單塊磚在砌體內并不是均勻受壓，它除受壓外，還將受到拉、彎、剪、扭的作用。由于磚的脆性，使磚的抗拉、抗彎、抗剪強度大大低于它的抗壓強度，因此，當單塊磚的抗壓強度還未充分發(fā)揮時，砌體就因拉、彎、剪的作用而開裂了，最終使磚砌體的強度低于磚的強度。第二章砌體的物理力學性能2.2.3影響砌體抗壓強度的主要因素（1）塊體強度對砌體強度的影響當砂漿強度等級不變，磚的強度等級提高一倍時，砌體抗壓強度約可提高40%左右；當磚的強度等級不變，砂漿強度等級提高一級時，砌體抗壓強度提高約