高等砌體結(jié)構201301 現(xiàn)代砌體結(jié)構課件(1-4)

高等砌體結(jié)構

學時：28

主講教師：姜洪斌副教授哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述巴黎圣母院萬里長城現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述埃及金字塔河北趙州橋羅馬角斗場現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述第一章概述1－1我國砌體結(jié)構的新發(fā)展砌體結(jié)構－磚砌體、砌塊砌體、石砌體建造的結(jié)構的統(tǒng)稱。

歷史悠久、量大面廣中國萬里長城、埃及金字塔、絕大多數(shù)多層住宅95％以上優(yōu)點－造價低；穩(wěn)定性好；施工簡便；受壓為主；隔熱、隔聲。缺點－抗壓強度低（MU30+M15≈C7.5）－截面、自重大抗拉抗剪低－抗震性能差與農(nóng)田爭地－“禁磚”“禁實”

6000億塊“節(jié)土”、“節(jié)能”、“利廢”隨著科學技術的進步，針對上述種種缺點已經(jīng)采取各種措施加以克服和改善，古老的磚石結(jié)構已經(jīng)逐步走向現(xiàn)代砌體結(jié)構?，F(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述砌體結(jié)構的新發(fā)展國內(nèi)：克服缺點－創(chuàng)新發(fā)展1、多孔磚、空心磚節(jié)土20％～30％90年“兩部兩局”推廣五城市“北京、哈爾濱、福州、重慶”哈建工負責項目－紅旗小區(qū)、嵩山小區(qū)節(jié)能達標：240＋80巖棉＋120＝980磚墻KP1燒結(jié)多孔磚

規(guī)格：240×115×90孔型：20孔

容重：1280kg/m3

燒結(jié)頁巖空心磚

規(guī)格：190×190×115

孔型：12孔

容重：800-1010kg/m3現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述2、中高層突破：抗震規(guī)范限制－7度7層－開發(fā)利益沈陽：組合墻：構造柱圈梁→約束砌體

↑抗側(cè)承載力、變形

7度↑

8層1托72托6《沈陽市鋼筋混凝土－磚組合墻結(jié)構技術規(guī)程》

哈建工：“底層大開間框剪組合墻”

4層子結(jié)構擬動力試驗現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述徐州：組合墻

加密構造柱圈梁→約束砌體→

7度↑

9層

《約束磚砌體建筑技術規(guī)程》蘭州：組合房屋橫墻加密＋鋼混剪力墻

6度↑

10層

7度↑

9層

8度↑

8層

《中高層磚墻與混凝土剪力墻組合砌體結(jié)構設計與施工規(guī)程》

青島：總結(jié)各地經(jīng)驗

《青島市中高層底部框架磚房抗震設計暫行規(guī)定》

現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述抗震規(guī)范組：95年武漢召開“超高會議”→“限高會議”尋找出路！3、混凝土小型空心砌塊

30年代上海南方→北方農(nóng)村→鄉(xiāng)鎮(zhèn)→城市“節(jié)土”、“節(jié)能”、“利廢”

長白山延邊浮石混凝土砌塊長春輝南火山渣混凝土砌塊牡丹江火山渣混凝土砌塊雙鴨山煤矸石混凝土砌塊現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述里程碑：1995年《混凝土小型空心砌塊建筑技術規(guī)程》JGJ/T14－9597年蘭州砌體大會國內(nèi)形勢：毀田燒磚2003年170城市“禁實”2005年哈爾濱4、砌塊中高層發(fā)展：83、86年南寧10層、11層MU20兩次人工投料無法推廣本溪市煤矸石砌塊10層住宅樓（走后山）93年哈建工高懸臂砼砌塊剪力墻試驗（多種配筋率）97年盤錦15層住宅樓美國成型機MU2098年上海18層塔樓我國最高7度2000年撫順6.6m大開間12層住宅樓。2001年哈爾濱阿繼12層（2層底框）2002年哈爾濱阿繼18層（2棟、5層底框、8.4×9開間）2003年大慶祥閣小區(qū)12層（3棟、二期）2004年大慶東湖小區(qū)12層（14棟）2005年大慶奧林小區(qū)12～18層（D區(qū)24棟、C區(qū)22棟）2006年大慶奧林小區(qū)12～18層（A、B區(qū)）現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述上海18層盤錦15層阿繼12層阿繼18層大慶祥閣小區(qū)12層撫順12層現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述大慶祥閣小區(qū)12層現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述大慶奧林小區(qū)現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述國內(nèi)砌體結(jié)構發(fā)展－逐漸被認識、逐漸發(fā)展、政策支持1－2國外砌體結(jié)構發(fā)展現(xiàn)狀蘇聯(lián)50年代砌體結(jié)構研究極限狀態(tài)設計法

ОНИЩИКПОЛЯКОВ瑞士58年空心磚19層墻厚380感興趣歐美推動發(fā)展材料產(chǎn)量：1000億塊材料強度：高強塊材、砂漿（高聚物砂漿）（對縫砌筑）－提高耐久性產(chǎn)品質(zhì)量：包裝出廠現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述國外代表工程：美國丹佛17層的“五月市場”公寓20層的派克蘭姆塔樓英國利物浦皇家教學醫(yī)院10層職工住宅美國加州希爾頓飯店13層砌塊結(jié)構（經(jīng)地震考驗）美國拉斯維加斯28層ExcaliburHotel現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述國外設計理論：彈性理論容許應力設計法－60年代以來歐美極限狀態(tài)設計方法－英國標準協(xié)會1978

意大利磚瓦工業(yè)聯(lián)合會于1980近似概率理論－CIB1980年ISO/TC179ISO/TC179（SCI、SC2、SC3）中國SC2秘書國－配筋砌體結(jié)構國際規(guī)范（ISO9652－3）

現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述1－3砌體結(jié)構設計規(guī)范的沿革

1956年蘇聯(lián)《磚石及鋼筋磚石結(jié)構設計標準和技術規(guī)范》NUTY120-55－極限狀態(tài)設計

1973年《磚石結(jié)構設計規(guī)范》GBJ3-73我國第一部多系數(shù)分析，單一安全系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法剛彈性構造方案、受壓構件統(tǒng)一計算公式1988年修訂頒布了《砌體結(jié)構設計規(guī)范》（GBJ3－88）概率理論極限狀態(tài)設計方法，分項系數(shù)設計表達式混凝土中型、小型砌塊、多層房屋靜力計算方案墻梁和挑梁、基本強度表達式偏心受壓長柱、局部受壓和配筋砌體現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述《砌體結(jié)構設計規(guī)范》GB50003－20012002年3月1日正式頒布施行規(guī)范增加：配筋砌塊剪力墻結(jié)構連續(xù)墻梁、框支墻梁、墻梁抗震設計可靠度水平增大16％可靠指標從3.7提高到4.0構件抗震設計－配筋砌塊剪力墻結(jié)構和墻梁結(jié)構的抗震設計砌體局部受壓－剛性墊塊梁端有效支承長度、柔性墊梁局壓、梁端約束影響蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、輕集料混凝土小型砌塊砌體的計算指標混凝土小型空心砌塊灌實砌體的抗壓、抗剪以及彈性模量的計算指標施工質(zhì)量控制等級－材料分項系數(shù)與施工質(zhì)量控制等級掛鉤無筋砌體雙向偏心受壓構件、磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻沿通縫受剪構件的承載力調(diào)整砌體房屋伸縮縫的最大間距－防止和減輕開裂構造措施耐久性－提高最低材料強度等級夾心墻構造要求

現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述《砌體結(jié)構設計規(guī)范》GB50003－20112012年8月1日正式頒布施行現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述1－4砌體結(jié)構今后發(fā)展展望

國內(nèi)外共同努力－砌體結(jié)構國際會議（98年第11屆上海）歷時悠久、古老、粗糙、缺陷－不適應當前發(fā)展現(xiàn)代砌體特征：1.高強輕質(zhì)－MU202.結(jié)構形式－配筋砌體（0.07%無筋、約束、0.2%配筋）現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述3.節(jié)土、節(jié)能、利費－環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展4.受力機理、本構關系、基本理論研究較大提高多種結(jié)構形式齊頭并進－鋼、砼、砌、木結(jié)構（哈工大木結(jié)構中心）國內(nèi)外砌體、混凝土結(jié)構地位對比第二章砌體材料及其力學性能第二章砌體材料及其力學性能2－1砌體材料種類和強度等級《砌體結(jié)構設計規(guī)范》GB50003-2001修改：增加－蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、輕集料砼砌塊取消－中型砌塊、空斗墻砌體限制－材料最低強度等級（磚MU10）

增加－砌體收縮率《砌體結(jié)構設計規(guī)范》GB50003-2011修改：增加－混凝土普通磚、混凝土多孔磚第二章砌體材料及其力學性能（一）塊材人工磚石－經(jīng)過焙燒的（燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚），不經(jīng)過焙燒但需蒸壓養(yǎng)護的硅酸鹽磚（蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚），混凝土小型空心砌塊、輕集料混凝土砌塊。天然石材－料石、毛石少數(shù)、新材料應可靠試驗和實踐可納入1.燒結(jié)普通磚：粘土、非粘土（頁巖、煤矸石、粉煤灰）

240×115×53－標準磚684塊/m3

孔洞率<15%、(GB5101-2003)2.燒結(jié)多孔磚：豎孔承重、孔洞率>25%（空心磚不承重）

KP1/KP2/KM1/MD240×115×115……

哈工大－稻殼蘇聯(lián)－MU80陶土大板現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述第二章砌體材料及其力學性能3.非燒結(jié)硅酸鹽磚：硅質(zhì)材料、石灰－高壓釜蒸汽養(yǎng)護

蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚（爐渣磚、礦渣磚、混凝土磚）***不用燒結(jié)***

不能用于的部位－溫度長期超過200℃

急冷、急熱有酸性介質(zhì)侵蝕4.混凝土小型空心砌塊：

390x190x190mm、壁厚30mm、空心率50％普通混凝土空心砌塊浮石、火山渣、陶粒輕集料混凝土空心砌塊

取消中型砌塊－需機械吊裝5.天然石材：料石、毛石;重石材、輕石材（18kN/m3）

應無明顯風化

6.混凝土普通磚、混凝土多孔磚

以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石等為主要集料，加水攪拌、成型、養(yǎng)護制成的一種多孔的混凝土半盲孔磚或?qū)嵭拇u?，F(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述其他塊材:頁巖、浮石、陶粒、粉煤灰、煤渣、煤矸石……常用的幾種燒結(jié)多孔磚（a）KM1型(b)KM1型配磚（c）KP1型(d)KP2型(e)(f)KP2型配磚

大孔空心磚

常用混凝土小型空心砌塊

常用混凝土小型空心砌塊

現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述塊體和砂漿的選用，主要應考慮材料的強度和耐久性，要遵循因地制宜和就地取材的原則；按照房屋的使用要求、重要性、使用年限、層數(shù)與層高；砌體構件的受力特點、工作環(huán)境（例如是否處于水下或地下潮濕環(huán)境中，有無侵蝕性液體或氣體的作用）等因素予以綜合考慮后作出選擇?！镀鲶w規(guī)范》規(guī)定：潮濕程度燒結(jié)普通磚混凝土普通磚、蒸壓普通磚混凝土砌塊石材水泥砂漿稍潮濕的MU15MU20MU7.5MU30M5很潮濕的MU20MU20MU10MU30M7.5含水飽和的MU20MU25MU15MU40MU10地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻所用材料的最低強度等級處于環(huán)境類別3~5等有侵蝕性介質(zhì)的砌體材料應符合下列規(guī)定：1不應采用蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚；應采用實心磚，磚的強度等級不應低于MU20，水泥砂漿的強度等級不應低于M10；混凝土砌塊的強度等級不應低于MU15，灌孔混凝土的強度等級不應低于Cb30，砂漿的強度等級不應低于Mb10；應根據(jù)環(huán)境條件對砌體材料的抗凍指標、耐酸堿性能提出要求，或復合有關規(guī)定。

第二章砌體材料及其力學性能（二）塊體的強度等級

基本力學性能，“MU”表示

《砌墻磚試驗方法》（GB/T2542-2003

）－試樣10塊，切斷、水泥凈漿疊粘成立方體、經(jīng)養(yǎng)護后試壓破壞

1）評定方法改變：抗壓、抗折→抗壓國際看齊最低等級提高-取消磚“MU7.5”

2）強調(diào)變異系數(shù)δ燒結(jié)普通磚強度等級（GB5101－1998）第二章砌體材料及其力學性能燒結(jié)多孔磚強度等級（MPa）（GB13544－2000）蒸壓灰砂磚力學性能（GB11945－1999）蒸壓粉煤灰磚強度指標（JC239－1996）第二章砌體材料及其力學性能燒結(jié)普通磚應力—應變關系：同濟大學試驗磚棱柱體－53×56×160mm

－上下粘鋼板ε0＝0.001～0.0015εu＝0.0011～0.0023E1＝1.3×104MPa特點：1.脆性、直線2.fmax＞f1－兩端有鋼板約束、尺寸效應第二章砌體材料及其力學性能砌塊抗壓強度－單塊受壓、按毛面積計算。強度等級－MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5

增加“MU20”，取消MU3.5石材的強度等級：試件－200mm立方體→70mm立方體石材強度等級的換算系數(shù)

石材強度等級：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。第二章砌體材料及其力學性能（三）砂漿：粘結(jié)力、摩擦力、應力分布均勻、減少透氣性砂、無機膠結(jié)料（水泥、石灰、石膏、粘土等）按一定比例加水攪拌而成的?；疽螅瓘姸取⒖伤苄裕鲃有裕┖捅Ｋ?。強度等級“M”表示－邊長為70.7mm立方體試塊，每組試塊為6塊，20±3℃、濕度為90％養(yǎng)護至28d、抗壓試驗強度等級：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，取消了M1、M0.4強度為零砂漿－施工階段水泥砂漿、水泥混合砂漿非水泥砂漿－石灰、石膏、粘土砂漿（虎丘塔）混凝土小砌塊專用砂漿－Mb粘結(jié)力

第二章砌體材料及其力學性能

砂漿應力—應變關系：棱柱體70.5×70.5×211.5

ε0＝0.0014～0.0021εu＝0.003（砼0.0033～0.007）

塊體及砂漿的選擇：“因地制宜，就地取材”耐久性方便施工環(huán)境因素下降段上升段第二章砌體材料及其力學性能2－2砌體分類按材料類別分類：（一）磚砌體組砌方法：一順一丁、三順一丁、梅花?。ǘ┢鰤K砌體（對孔砌筑、錯孔砌筑0.8）混凝土小型空心砌塊砌體塊材比磚大，砌筑效率高（10塊磚）中型砌塊取消－機械吊裝、抗震不好搭砌＞90mm，390×190×190（三）石砌體：料石毛石毛石混凝土（a）料石砌體（b）毛石砌體（c）毛石混凝土砌體

磚的砌筑方式

石砌體的幾種類型

現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述第二章砌體材料及其力學性能（四）配筋砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體組合磚砌體組合墻－磚砌體＋鋼混構造柱（與抗震不同）配筋砌塊剪力墻結(jié)構按配筋率劃分：配筋砌體＞0.2%

約束砌體＝0.07%～0.2%

無筋砌體＜0.07%（五）預應力砌體

砌體結(jié)構中的幾種配筋方式：設置鋼筋混凝土構造柱構造柱砌塊孔洞中配筋并灌注混凝土芯柱橫向配筋磚砌體——灰縫中設置鋼筋網(wǎng)片鋼筋網(wǎng)片鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層外包式組合磚砌體墻——磚墻兩側(cè)設置鋼混面層或鋼筋砂漿面層鋼筋連接的空腔墻

或90砌塊面層第二章砌體材料及其力學性能2－3砌體抗壓強度平均值（一）砌體受壓性能

三個階段：

1）單磚裂縫（0.5～0.7）Nu2）貫穿裂縫（0.8～0.9）Nu（加固征兆）

3）破壞－分割為小柱、失穩(wěn)

破壞機理：表2－71）磚表面不平整－受彎曲、剪切

2）交互作用

3）豎縫不滿－面積損失、磚拉剪

（二）影響因素

1.塊材、砂漿強度。－f1

大些、f2f1：f＝1：0.62.塊材表面平整度紅磚=1.0，砌塊=1.42

砌塊砌體大MU3.5砌塊＝MU7.5磚塊材砂漿塊材處于拉、壓應力狀態(tài)砂漿處于受壓應力狀態(tài)

在均勻壓力作用下，砌體內(nèi)的塊材并非均勻受壓，處于彎曲、剪切的共同作用。E砂漿<E塊材砂漿的橫向變形>塊材的橫向變形第二章砌體材料及其力學性能Francis試驗－磚磨平、干砌－砌體強度提高50%中國古建筑－大塊－糯米砂漿3.砂漿彈性性能：和易性（水泥砂漿低）4.水平灰縫厚度：磚、小型砌塊8~12mm5.水平灰縫飽滿度：百格網(wǎng)檢查－80%合格(GB50203-2002)6.含水率：流動性好、抗剪強度低8～10、5～8％7.齡期、搭縫方式、豎縫填滿度、試件尺寸以及試驗方法標準試件-240×370×720mm

混凝土、雙改8.實際與試驗室差異：陜西五建試驗－比值1.15－壓密現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述第二章砌體材料及其力學性能（三）砌體抗壓強度基本理論公式－不太理想－繼續(xù)努力經(jīng)驗公式－各國－蘇聯(lián)奧尼西克（系數(shù)多）蘇聯(lián)奧尼西克公式：

參數(shù)較多，確定時較為復雜

英國規(guī)范、ISO/TC179公式：

問題－f2＝0時不符（凍結(jié)法冬季施工）

第二章砌體材料及其力學性能我國：有關單位多年來對各類砌體進行了大量的砌體抗壓強度試驗，共取得三千多個試驗數(shù)據(jù)，為掌握砌體抗壓強度的各主要影響因素與砌體強度的關系，建立符合我國實際情況的各類砌體抗壓強度計算公式奠定了基礎。88規(guī)范修訂組根據(jù)既要與試驗值相符合，變異系數(shù)要盡量小，物理概念要明確，并在表達形式方面盡量向國際標準靠攏的原則，通過反復運算和研究，提出了如下的計算公式：k1–塊體類別、砌筑方法；a–塊體高度參數(shù)；k2–低砂漿修正系數(shù)。砌體抗壓強度平均值公式中的各系數(shù)值序號砌體種類k1ak21234粘土磚、多孔磚、非燒結(jié)硅酸鹽磚混凝土小型空心砌塊毛料石毛石0.780.460.790.220.50.90.50.5當f2<1時，k2=0.6+0.4f2當f2=0時，k2=0.8當f2<1時，k2=0.6+0.4f2當f2<2.5時，k2=0.4+0.24f2第二章砌體材料及其力學性能我國砌體抗壓強度平均值公式特點：1）各類抗壓強度平均值計算公式統(tǒng)一。二項式，避免了f2=0時，fm=0的不合理的情況。2）公式中a值能體現(xiàn)塊體高度對砌體強度的影響，k1和a兩個系數(shù)綜合體現(xiàn)了砌體抗壓強度的大小。3）由塊體和砂漿強度變異系數(shù)推算的砌體強度變異系數(shù)與試驗結(jié)果比較吻合?？砂辞罢邚姸茸儺愊禂?shù)估計出后者，避免大量試驗。4）表2－8中k2在表列條件之外均等于1。砌塊砌體修正：當f2>10MPa時，應乘以系數(shù)1.1－0.01f2MU20的砌體應乘以系數(shù)0.95。5）新規(guī)范已將輕集料混凝土小型空心砌塊砌體列入規(guī)范：煤矸石、水泥煤渣、火山渣、浮石、陶粒輕集料混凝土砌塊?，F(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述第二章砌體材料及其力學性能2－4砌體受拉、彎、剪性能工程應用：圓形磚水池、擋土墻、磚過梁、圍墻…….一、破壞形式受拉→沿塊體、沿齒縫、豎向灰縫、沿通縫抗拉、彎曲抗拉及抗剪強度→灰縫強度（砂漿強度）→砂漿和塊體的粘結(jié)力（法向粘結(jié)力、切向粘結(jié)力）。1.不允許c。2.水平拉力作用下：抗拉強度取下列強度的較小值切向粘結(jié)力<塊體強度→b沿齒縫→水平灰縫面積(搭砌長度等于塊體高度)切向粘結(jié)力>塊體強度→a沿塊體、豎向灰縫→一半截面塊體第二章砌體材料及其力學性能受彎→彎曲抗拉強度三種破壞形式：水平彎曲：a沿齒縫截面破壞、b沿塊體和豎向灰縫破壞豎向彎曲－c沿通縫截面取其較小強度值受剪－通縫抗剪、齒縫抗剪、階梯形縫抗剪第二章砌體材料及其力學性能二、抗剪強度試驗方法：通縫抗剪強度是砌體的基本強度指標

單剪－壓剪不是純剪

雙剪－規(guī)定方法一邊破壞，用兩面除，值低抗拉＝抗剪三、計算公式：88規(guī)范：抗剪強度：軸心抗拉強度：彎曲抗拉強度：第二章砌體材料及其力學性能

砌體種類k3k4k5沿齒縫沿通縫燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚0.1410.2500.1250.125蒸壓灰砂砂、蒸壓粉煤灰磚0.090.180.090.09混凝土砌塊0.0690.0810.0560.069毛石0.0750.113－0.188軸心抗拉強度平均值ft,m、彎曲抗拉強度平均值ftm,m和抗剪強度平均值fv,m（MPa）第二章砌體材料及其力學性能2－5變形性能（一）砌體的應力應變關系：曲線變化規(guī)律

ОНИЩИК：湖南大學：西安冶金：同濟大學：兩段式便于計算第二章砌體材料及其力學性能（二）砌體的彈性模量割線模量0.43fm－使用階段K=2.31/K=0.43（混凝土為原點彈性模量）規(guī)范簡化：CIB58：E=1000fk英國：E=900fk

砌體的彈性模量（N/mm2）第二章砌體材料及其力學性能（三）砌體的剪變模量規(guī)范取G=0.4E

（四）砌體的泊松比磚：砌塊：（五）砌體的徐變曲線與混凝土相似國外應用較多為預應力砌體2－6砌體的物理性能與原規(guī)范相差不大，增加收縮率砌體容易開裂－砌塊收縮率-0.2mm/m萬分之二混凝土-0.5mm/m砌塊出廠停放混凝土剪力墻雙排配筋－防止收縮第二章砌體材料及其力學性能2－7耐久性規(guī)定3.3關于耐久性兩個方面：構件鋼筋、砌體材料保護?！兑?guī)范》增補：1關于環(huán)境類別第二章砌體材料及其力學性能2－7耐久性規(guī)定2關于鋼筋保護層第二章砌體材料及其力學性能2－7耐久性規(guī)定3無筋砌體潮濕程度燒結(jié)普通磚混凝土普通磚、蒸壓普通磚混凝土砌塊石材水泥砂漿稍潮濕的MU15MU20MU7.5MU30M5很潮濕的MU20MU20MU10MU30M7.5含水飽和的MU20MU25MU15MU40MU10地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻所用材料的最低強度等級現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述思考題1.我國現(xiàn)代砌體結(jié)構新發(fā)展，其主要體現(xiàn)在哪些方面？2.現(xiàn)行砌體結(jié)構設計規(guī)范所規(guī)定的砌體材料有哪些種類？3.我國各類砌體抗壓強度計算公式？特點？試驗方法？3.砌體規(guī)范有關耐久性方面有哪些具體內(nèi)容？第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整結(jié)構功能的表達

S—作用效應R—結(jié)構抗力

S<R

可靠S=R

極限狀態(tài)S>R

失效

結(jié)構的可靠度指結(jié)構在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。規(guī)定的時間：設計使用年限。（設計基準期？）規(guī)定的條件：正常設計、正常施工、正常使用。預定功能：安全性、適用性、耐久性。結(jié)構的可靠度是可靠性的概率度量。第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整對于結(jié)構設計而言，如何設計的安全呢？荷載取值越大，內(nèi)力值就越大，構件截面尺寸也愈大，結(jié)構愈安全；材料強度取值越低，結(jié)構所需截面越大，結(jié)構愈安全。荷載標準值：材料強度標準值：1.645——保證率系數(shù)。荷載標準值——實際荷載低于標準值的概率為95％；材料強度標準值——實際強度高于標準值的概率為95％；Sm

Sm+1.645σfm-1.645σfm第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整結(jié)構抗力R與作用效應S都是隨機變量，因此功能函數(shù)Z=R-S也是隨機變量Z>0結(jié)構可靠；Z=0結(jié)構處于極限狀態(tài)；Z<0結(jié)構失效

f(Z)

Z=bsZmzPfZ=R-SsZPS=1-Pf可靠概率：失效概率：安全的概念是相對的，所謂“安全”只是失效概率相對較小而已，失效概率不可能為零，故不存在絕對安全的結(jié)構。應該通過設計把失效概率控制在某一個可以接受的限制以下就可以。失效概率越小，表示結(jié)構可靠性越大。當失效概率Pf小于某個值時，即可認為結(jié)構設計是可靠的，即Pf≤[Pf]

。該失效概率限值稱為允許失效概率[Pf]。一般工業(yè)與民用建筑的允許失效概率：延性破壞的結(jié)構[Pf]=6.9×10-4

脆性破壞的結(jié)構[Pf]=1.1×10-4概率密度第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整

f(Z)

Z=bsZmzPfZ=R-SsZPS=1-Pf失效概率Pf來度量結(jié)構的可靠性具有明確的意義，但計算繁瑣，可以利用可靠指標β代替失效概率來度量結(jié)構的可靠性。失效概率Pf與可靠指標β有著一一對應的關系β值愈大，失效概率Pf值就愈?。沪轮涤?，失效概率Pf值就愈大。z——平均值；σz——標準差第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整Skf(S)，f(R)S，RRk結(jié)構抗力越大，即結(jié)構抗力概率分布函數(shù)右移，則失效概率越小結(jié)構抗力作用效應可靠度的概念→失效概率Pf→可靠度指標可靠度理論方法計算過程復雜，應用于實際設計中存在困難?！兑?guī)范》以可靠度理論作為設計的理論基礎，采用一些分項系數(shù)代替可靠指標，由此得到與可靠度理論（概率理論）相當?shù)膶嵱迷O計表達式。概率密度第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整設計計算點S=RPf=[Pf]Skf(S)，f(R)S，RRk當結(jié)構抗力達到一定值時，失效概率等于允許失效概率，即Pf＝[Pf]，此時取作用效應與結(jié)構抗力概率分布曲線的交點為設計計算點。第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整結(jié)構抗力設計值作用效應設計值荷載分項系數(shù)：分為恒荷載分項系數(shù)和活荷載分項系數(shù)，考慮荷載超過標準值的可能性。材料分項系數(shù)：考慮材料強度低于標準值的可能性。荷載設計值大體上相當于結(jié)構在非正常使用情況下荷載的最大值。第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整三位工程院院士－中國工程可靠度過低…...我國狀況：1）沒有因可靠度而倒塌的，都為設計、施工失誤2）與國外比，低，學習蘇聯(lián)砌體→脆性→[b]=3.7

只是抗剪未達到（表3-2）（砼抗剪亦同）（延性）3）不能大幅度提高，適當調(diào)整（？）第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整可靠度調(diào)整措施：1.荷載效應組合

1.2+1.4≤R/(g0gR)發(fā)現(xiàn)－以自重為主可靠度偏低:1.35+1.4yc

≤R/(g0gR)(yc0.7)

1.35+1.0≤R/(g0gR)可靠度更大些r=活/恒≤0.376

恒荷載控制1.35+1.0

＞0.376

活荷載控制1.2+1.4

砌體結(jié)構r＝0.1～0.5

可靠度達到要求第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整2.住宅樓面活荷載：1.5kN/m2→2.0kN/m2

（1.5：全國八個城市調(diào)查）3.風荷載：30年→50年

（30年一遇與設計基準期矛盾）（鋼材可靠度：97.73％2倍均方差）4.材料分項系數(shù)gf:1.5→1.65.偏壓偏心距e：≤0.7y→≤0.6y

（88規(guī)范：＞0.7y驗算裂縫＞0.95y彎曲抗拉強度）（＞0.6y：不允許使用、需配筋磚柱排架上柱）6.取消低材料強度等級：耐久性、建材發(fā)展（磚MU10、砌塊MU5、砂漿M2.5）7.設計可靠度與施工質(zhì)量控制等級掛鉤

gf＝1.6→B級（機械攪拌、上崗培訓、專門工程師、監(jiān)理、試驗變異系數(shù)）

gf＝1.8→C級（ga0.89）現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述

2001規(guī)范砌體結(jié)構可靠度綜合提高16％20011988第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整3－3國外規(guī)范關于可靠度方面的規(guī)定表3—9 荷載分項系數(shù)表表3—10材料分項系數(shù)表

第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整表3—11砌體結(jié)構可靠指標可靠指標b達到4.0，差距逐漸縮小各國可靠度是在發(fā)展的對待可靠度的態(tài)度結(jié)構工程師的責任－無名英雄第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整3－4砌體的抗壓強度設計值砌體抗壓強度標準值：1.645––––95％保證率（概率密度分布函數(shù)0.05的分位值）δf––––砌體受壓強度的變異系數(shù)0.17（大量試驗）砌體抗壓強度設計值：注意：乘以調(diào)整系數(shù)（注冊結(jié)構工程師考試）GBJ50003-2001GBJ50003-2011有吊車、大跨度（0.9）取消截面?。?.3無筋0.7+A、0.2配筋0.8+A）不變水泥砂漿（壓0.9、拉彎剪0.8）小于M5的水泥砂漿（壓0.9、拉彎剪0.8）施工質(zhì)量（C：0.89）取消施工驗算（1.1）不變第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整3－5灌孔砌塊砌體的抗壓強度和抗剪強度設計值1.灌芯砌塊砌體的抗壓強度平均值：

（棱柱體表達）（立方體表達）（考慮可靠度）（清掃孔影響0.75）砌塊砌體中灌芯混凝土面積與砌體毛面積的比值

材料匹配：MU10→C20MU20→C402.灌孔砌塊砌體的抗剪強度

→→第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整3－6新、舊規(guī)范單位長度砌體承載力設計比較影響砌體結(jié)構可靠度因素：荷載效應組合、荷載標準值取值、砌體強度取值、砌體材料最低強度等級、房屋層高和開間尺寸等一、單位長度軸壓砌體承載力比較依據(jù)的條件

1．住宅層數(shù)取4～7層，層為2.8m，開間3.3m、3.6m、4m。

2．荷載效應組合和砌體強度設計值：GB50003和GBJ3－88。

3．住宅樓面活荷載：2.0kN/m2、1.5kN/m2。

4．磚砌體：MU10;M5、M7.5、M10?？招钠鰤K：MU10、MU7.5;M5、M7.5、M10。

5．層蓋、樓蓋：相同構造。第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整砌體每層1m長墻體荷載設計值N：以上荷載效應比值統(tǒng)計表明，ρ<0.376,在住宅設計中，無特殊情況，設計表達式由γG=1.35、γQ=1

控制。第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整房屋底層單位長度砌體的軸壓設計值磚砌體（GB50003)/(GBJ3一88)=1.091~1.092混凝土砌塊砌體（GB50003)/(GBJ3一88)=1.087~1.089說明二類砌體設計表達式變化和住宅樓面荷載標準值提高，荷載效應設計值(GB50003）較（GBJ3-88）分別提高9.1％~9.2％

8.7％~8.9％。第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整單位長度墻體承載力計算分析第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整墻體軸壓承載力和荷載設計值產(chǎn)生的軸向力的比值第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整墻體軸壓承載力和荷載設計值產(chǎn)生的軸向力的比值第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整對表3－22、表3－23進行分析對比可見：1．按表3－22磚砌體φfA/N

比值：二本規(guī)范在六層滿足，僅GB50003采用M5砂漿4m開間不滿足。七層房屋GB50003采用M10砂漿時滿足，采用M7.5砂漿時4m開間和采用M5砂漿時不滿足。（GBJ3－88）除采用砂漿不滿足外，均能滿足。表中黑框內(nèi)均為不滿足。2．按表3－23砌塊砌體φfA/N比值：七層房屋中采用MU10砌塊（GB50003）僅采用M5砂漿在4m開間時承載能力不滿足，當采用Mu7.5砌塊時，(GB50003）均不能滿足承載力要求，(GBJ3－88）在采用M5砂和M7.5砂漿、開間4m時不滿足要求。3．(GBJ3－88)和(GB50003)φfA/N

的比值作對比:磚砌體為1.161~1.165，砌塊砌體為1.157~1.162。說明(GB50003

)較(GBJ3-88)軸心抗壓安全水平總體提高16％。

16％的提高值是設計表達式變化、住宅樓面活載的提高以及砌體強度材料性能分項系數(shù)綜合提高值。第三章砌體結(jié)構可靠度調(diào)整4.16％的綜合提高值相當建造相同條件房屋時，(GB50003）和（GBJ3－88）相比約提高1.4～1.5級砂漿強度等級。（GB50003）和（GBJ3－88）在住宅墻體設計時約相差一層的荷載水平。5．從本例六層和七層底層墻體的承載力計算表明，磚砌體采用磚最低強度等級為MU10后，低于六層和六層房屋砌體強度一般均能滿足墻體承載力設計的要求。修訂后的GB50003在材料用量上僅涉及7層的底二層和六層的底層。

6．需要說明，本例墻體承載力計算，砌體承載力影響系數(shù)功是按底層層高2.8m加0.5m計算，計算高度取3.3m，在實際設計中計算高度與墻體柱拉結(jié)有關，因此本例計算φ值在實際設計中應調(diào)整。同時本例是單位長度墻體計算，未涉及小墻肢截面承載力設計和墻集中力對墻體影響等因素?，F(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述思考題1.荷載標準值、材料強度標準值如何計算？2.可靠指標β定義？脆性破壞和延性破壞β？現(xiàn)行砌體規(guī)范β？國際差距？3.一般工業(yè)與民用建筑的允許失效概率？4.砌體抗壓強度平均值、標準值和設計值的關系？5.砌體結(jié)構2001規(guī)范可靠度調(diào)整具體體現(xiàn)在哪些方面？6.砌體強度調(diào)整系數(shù)γa具體應用規(guī)定？第四章無筋砌體受壓、受剪計算第四章無筋砌體受壓構件及受剪構件承載力計算4－188規(guī)范受壓構件計算方法1.受壓短柱（高厚比β≤3）材料力學：偏心影響系數(shù)：砌體結(jié)構：非彈性、受拉不考慮、受壓不均勻四川建研院：（大量試驗、各種形狀、規(guī)范采納）矩形截面：y：截面重心到受壓邊緣距離第四章無筋砌體受壓、受剪計算英國、蘇聯(lián)規(guī)范：假定－忽略拉應力、矩形均勻應力湖南大學：假定－忽略拉應力、平截面現(xiàn)代砌體結(jié)構第一章概述偏心影響系數(shù)對比：第四章無筋砌體受壓、受剪計算2.軸壓長柱（高厚比β＞3）材力：臨界應力代入砌體應力應變關系推導：軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：

α依據(jù)砂漿強度f2確定：

砂漿≥M5：α=0.0015M2.5：α=0.002M0：α=0.009第四章無筋砌體受壓、受剪計算3.偏壓長柱－附加偏心距法：（高厚比β＞3）彎曲產(chǎn)生附加偏心距ei

方法：四川公式加入ei，即：

根據(jù)邊界條件：即e0=0時，

最終計算公式：

第四章無筋砌體受壓、受剪計算φ－高厚比β和軸向力偏心距e對受壓構件承載力的影響系數(shù)

制成表格：高厚比、偏心距、砂漿標號、gb規(guī)范規(guī)定：1.計算影響系數(shù)

或查

表之前，應對構件高厚比

乘以調(diào)整系數(shù)gb

。燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚：gb=1.0；混凝土磚及砌塊：gb=1.1；蒸壓灰砂磚粉煤灰磚、細料石：gb=1.2；粗料石、毛石：gb=1.5。2.高厚比：計算高度H0與截面在偏心方向截面高度h的比值房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)墻排架方向垂直排架方向S>2H2H≥3S>HS≤H有吊車的

單層房屋變