《现代砌体结构》PPT课件.ppt

高等砌体结构,现代砌体结构 第一章 概述,第一章 概述11 我国砌体结构的新发展砌体结构砖砌体、砌块砌体、石砌体建造的结构的统称。历史悠久、量大面广 中国万里长城、埃及金字塔、绝大多数多层住宅95 以上优点造价低；稳定性好；施工简便；受压为主；隔热、隔声。缺点抗压强度低（MU30+M15C7.5）截面、自重大 抗拉抗剪低抗震性能差 与农田争地“禁砖”“禁实”6000亿块“节土”、“节能”、“利废”随着科学技术的进步，针对上述种种缺点已经采取各种措施加以克服和改善，古老的砖石结构已经逐步走向现代砌体结构。,现代砌体结构 第一章 概述,砌体结构的新发展国内：克服缺点创新发展1、多孔砖、空心砖节土203090年“两部两局”推广五城市“北京、哈尔滨、福州、重庆”哈建工负责项目红旗小区、嵩山小区节能达标：24080岩棉120980砖墙,KP1烧结多孔砖规格：24011590孔型：20孔容重：1280kg/m3,烧结页岩空心砖规格：190190115 孔型：12孔容重：800-1010kg/m3,现代砌体结构 第一章 概述,2、中高层突破：抗震规范限制7度7层开发利益沈阳：组合墙：构造柱圈梁约束砌体 抗侧承载力、变形 7度 8层 1托7 2托6 沈阳市钢筋混凝土砖组合墙结构技术规程 哈建工：“底层大开间框剪组合墙”4层子结构拟动力试验,现代砌体结构 第一章 概述,徐州：组合墙 加密构造柱圈梁约束砌体 7度 9层 约束砖砌体建筑技术规程兰州：组合房屋 横墙加密钢混剪力墙 6度 10层 7度 9层 8度 8层 中高层砖墙与混凝土剪力墙组合砌体结构设计与施工规程 青岛：总结各地经验 青岛市中高层底部框架砖房抗震设计暂行规定,现代砌体结构 第一章 概述,抗震规范组：95年武汉召开“超高会议”“限高会议”寻找出路！3、混凝土小型空心砌块 30年代上海 南方北方 农村乡镇城市“节土”、“节能”、“利废”长白山 延边 浮 石混凝土砌块 长春 辉南 火山渣混凝土砌块 牡丹江 火山渣混凝土砌块 双鸭山 煤矸石混凝土砌块,现代砌体结构 第一章 概述,里程碑：1995年混凝土小型空心砌块建筑技术规程JGJ/T1495 97年兰州砌体大会国内形势：毁田烧砖 2003年170城市“禁实”2005年哈尔滨4、砌块中高层发展：83、86年南宁10层、11层MU20两次人工投料无法推广本溪市煤矸石砌块10层住宅楼（走后山）93年哈建工高悬臂砼砌块剪力墙试验（多种配筋率）97年盘锦15层住宅楼美国成型机MU2098年上海18层塔楼我国最高7度2000年抚顺6.6m大开间12层住宅楼。2001年哈尔滨阿继12层（2层底框）2002年哈尔滨阿继18层（2栋、5层底框、8.49开间）2003年大庆祥阁小区12层（3栋、二期）2004年大庆东湖小区12层（14栋）2005年大庆奥林小区1218层（D区24栋、C区22栋）2006年大庆奥林小区1218层（A、B区）,现代砌体结构 第一章 概述,上海18层,盘锦15层,阿继12层,阿继18层,大庆祥阁小区12层,抚顺12层,现代砌体结构 第一章 概述,大庆祥阁小区12层,现代砌体结构 第一章 概述,大庆奥林小区,现代砌体结构 第一章 概述,国内砌体结构发展逐渐被认识、逐渐发展、政策支持12 国外砌体结构发展现状苏联 50年代砌体结构研究 极限状态设计法 瑞士 58年 空心砖19层墙厚380 感兴趣欧美推动发展材料产量：1000亿块材料强度：高强块材、砂浆（高聚物砂浆）（对缝砌筑）提高耐久性产品质量：包装出厂,现代砌体结构 第一章 概述,国外代表工程：美国丹佛 17层的“五月市场”公寓 20层的派克兰姆塔楼 英国利物浦皇家教学医院10层职工住宅 美国加州希尔顿饭店13层砌块结构（经地震考验）美国拉斯维加斯28层 Excalibur Hotel,现代砌体结构 第一章 概述,现代砌体结构 第一章 概述,现代砌体结构 第一章 概述,国外设计理论：弹性理论容许应力设计法60年代以来欧美 极限状态设计方法英国标准协会1978 意大利砖瓦工业联合会于1980近似概率理论 CIB1980年 ISO/TC179 ISO/TC179（SCI、SC2、SC3）中国SC2秘书国配筋砌体结构国际规范（ISO 96523）,现代砌体结构 第一章 概述,13砌体结构设计规范的沿革 1956年苏联砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范NUTY120-55极限状态设计 1973年砖石结构设计规范GBJ3-73 我国第一部多系数分析，单一安全系数表达的极限状态设计法刚弹性构造方案、受压构件统一计算公式 1988年修订颁布了砌体结构设计规范（GBJ388）概率理论极限状态设计方法，分项系数设计表达式混凝土中型、小型砌块、多层房屋静力计算方案墙梁和挑梁、基本强度表达式偏心受压长柱、局部受压和配筋砌体,现代砌体结构 第一章 概述,砌体结构设计规范GB 500032001 2002年3月1日正式颁布施行规范增加：配筋砌块剪力墙结构连续墙梁、框支墙梁、墙梁抗震设计可靠度水平增大16可靠指标从3.7提高到4.0构件抗震设计 配筋砌块剪力墙结构和墙梁结构的抗震设计 砌体局部受压刚性垫块梁端有效支承长度、柔性垫梁局压、梁端约束影响蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料混凝土小型砌块砌体的计算指标 混凝土小型空心砌块灌实砌体的抗压、抗剪以及弹性模量的计算指标 施工质量控制等级材料分项系数与施工质量控制等级挂钩 无筋砌体双向偏心受压构件、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 沿通缝受剪构件的承载力 调整砌体房屋伸缩缝的最大间距 防止和减轻开裂构造措施 耐久性提高最低材料强度等级夹心墙构造要求,现代砌体结构 第一章 概述,现代砌体结构 第一章 概述,砌体结构设计规范GB 500032011 2012年8月1日正式颁布施行,现代砌体结构 第一章 概述,14 砌体结构今后发展展望 国内外共同努力砌体结构国际会议（98年第11届上海）历时悠久、古老、粗糙、缺陷不适应当前发展现代砌体特征：1.高强轻质MU202.结构形式配筋砌体（0.07%无筋、约束、0.2%配筋）,现代砌体结构 第一章 概述,3.节土、节能、利费环境保护、可持续发展4.受力机理、本构关系、基本理论研究较大提高多种结构形式齐头并进钢、砼、砌、木结构（哈工大木结构中心）国内外砌体、混凝土结构地位对比,第二章 砌体材料及其力学性能,第二章 砌体材料及其力学性能21 砌体材料种类和强度等级砌体结构设计规范GB50003-2001修改：增加蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料砼砌块取消中型砌块、空斗墙砌体限制材料最低强度等级（砖MU10）增加砌体收缩率砌体结构设计规范GB50003-2011修改：增加混凝土普通砖、混凝土多孔砖,第二章 砌体材料及其力学性能,（一）块材人工砖石经过焙烧的（烧结普通砖、烧结多孔砖），不经过焙烧但需蒸压养护的硅酸盐砖（蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖），混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土砌块。天然石材料石、毛石少数、新材料应可靠试验和实践可纳入1.烧结普通砖：粘土、非粘土（页岩、煤矸石、粉煤灰）24011553标准砖 684块/m3 孔洞率25%（空心砖不承重）KP1/KP2/KM1/MD 240115115 哈工大稻壳 苏联 MU80陶土大板,现代砌体结构 第一章 概述,第二章 砌体材料及其力学性能,3.非烧结硅酸盐砖：硅质材料、石灰高压釜蒸汽养护 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖（炉渣砖、矿渣砖、混凝土砖）*不用烧结*不能用于的部位 温度长期超过200 急冷、急热 有酸性介质侵蚀4.混凝土小型空心砌块：390 x190 x190mm、壁厚30mm、空心率50 普通混凝土空心砌块 浮石、火山渣、陶粒轻集料混凝土空心砌块 取消中型砌块需机械吊装5.天然石材：料石、毛石;重石材、轻石材（18kN/m3）应无明显风化 6.混凝土普通砖、混凝土多孔砖 以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料，加水搅拌、成型、养护制成的一种多孔的混凝土半盲孔砖或实心砖。,现代砌体结构 第一章 概述,现代砌体结构 第一章 概述,其他块材:页岩、浮石、陶粒、粉煤灰、煤渣、煤矸石,常用的几种烧结多孔砖（a）KM1型(b)KM1型配砖（c）KP1型(d)KP2型(e)(f)KP2型配砖,大孔空心砖,常用混凝土小型空心砌块,常用混凝土小型空心砌块,现代砌体结构 第一章 概述,块体和砂浆的选用，主要应考虑材料的强度和耐久性，要遵循因地制宜和就地取材的原则；按照房屋的使用要求、重要性、使用年限、层数与层高；砌体构件的受力特点、工作环境（例如是否处于水下或地下潮湿环境中，有无侵蚀性液体或气体的作用）等因素予以综合考虑后作出选择。砌体规范规定：,地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙所用材料的最低强度等级,处于环境类别35等有侵蚀性介质的砌体材料应符合下列规定：1 不应采用蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖；应采用实心砖，砖的强度等级不应低于MU20，水泥砂浆的强度等级不应低于M10；混凝土砌块的强度等级不应低于MU15，灌孔混凝土的强度等级不应低于Cb30，砂浆的强度等级不应低于Mb10；应根据环境条件对砌体材料的抗冻指标、耐酸碱性能提出要求，或复合有关规定。,第二章 砌体材料及其力学性能,（二）块体的强度等级 基本力学性能，“MU”表示 砌墙砖试验方法（GB/T 2542-2003）试样10块，切断、水泥净浆叠粘成立方体、经养护后试压破坏,1）评定方法改变：抗压、抗折抗压 国际看齐 最低等级提高-取消砖“MU7.5”2）强调变异系数,烧结普通砖强度等级（GB 51011998）,第二章 砌体材料及其力学性能,烧结多孔砖强度等级（MPa）（GB135442000）,蒸压灰砂砖力学性能（GB 119451999）,蒸压粉煤灰砖强度指标（JC 2391996）,第二章 砌体材料及其力学性能,烧结普通砖 应力应变关系：同济大学试验砖棱柱体5356160mm 上下粘钢板00.001 0.0015u0.00110.0023 E11.3104 MPa特点：1.脆性、直线2.fmaxf1两端有钢板约束、尺寸效应,第二章 砌体材料及其力学性能,砌块抗压强度单块受压、按毛面积计算。强度等级MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5 增加“MU20”，取消MU3.5 石材的强度等级：试件200mm立方体70mm立方体 石材强度等级的换算系数,石材强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。,第二章 砌体材料及其力学性能,（三）砂浆：粘结力、摩擦力、应力分布均匀、减少透气性砂、无机胶结料（水泥、石灰、石膏、粘土等）按一定比例加水搅拌而成的。基本要求强度、可塑性（流动性）和保水性。强度等级“M”表示边长为70.7mm立方体试块，每组试块为6块，203、湿度为90养护至28d、抗压试验强度等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，取消了M1、M0.4强度为零砂浆施工阶段 水泥砂浆、水泥混合砂浆 非水泥砂浆石灰、石膏、粘土砂浆（虎丘塔）混凝土小砌块专用砂浆Mb 粘结力,第二章 砌体材料及其力学性能,砂浆应力应变关系：棱柱体70.570.5211.5 00.0014 0.0021 u0.003（砼0.00330.007）块体及砂浆的选择：“因地制宜，就地取材”耐久性 方便施工 环境因素,下降段,上升段,第二章 砌体材料及其力学性能,22 砌体分类按材料类别分类：（一）砖砌体 组砌方法：一顺一丁、三顺一丁、梅花丁（二）砌块砌体（对孔砌筑、错孔砌筑0.8）混凝土小型空心砌块砌体 块材比砖大，砌筑效率高（10块砖）中型砌块取消机械吊装、抗震不好 搭砌90mm，390190190（三）石砌体：料石 毛石 毛石混凝土,（a）料石砌体（b）毛石砌体（c）毛石混凝土砌体,砖的砌筑方式,石砌体的几种类型,现代砌体结构 第一章 概述,第二章 砌体材料及其力学性能,（四）配筋砌体 网状配筋砖砌体 组合砖砌体 组合墙砖砌体钢混构造柱（与抗震不同）配筋砌块剪力墙结构 按配筋率划分：配筋砌体0.2%约束砌体0.07%0.2%无筋砌体0.07%（五）预应力砌体,砌体结构中的几种配筋方式：,钢筋连接的空腔墙,或90砌块面层,第二章 砌体材料及其力学性能,23 砌体抗压强度平均值（一）砌体受压性能 三个阶段：1）单砖裂缝（0.50.7）Nu 2）贯穿裂缝（0.80.9）Nu（加固征兆）3）破坏分割为小柱、失稳 破坏机理：表27 1）砖表面不平整受弯曲、剪切 2）交互作用 3）竖缝不满面积损失、砖拉剪（二）影响因素 1.块材、砂浆强度。f1 大些、f2 f1：f1：0.6 2.块材表面平整度 红砖=1.0，砌块=1.42 砌块砌体大 MU3.5砌块MU7.5砖,在均匀压力作用下，砌体内的块材并非均匀受压，处于弯曲、剪切的共同作用。,E砂浆E块材,第二章 砌体材料及其力学性能,Francis试验砖磨平、干砌砌体强度提高50%中国古建筑大块糯米砂浆3.砂浆弹性性能：和易性（水泥砂浆低）4.水平灰缝厚度：砖、小型砌块8 12mm5.水平灰缝饱满度：百格网检查80%合格(GB 50203-2002)6.含水率：流动性好、抗剪强度低810、58 7.龄期、搭缝方式、竖缝填满度、试件尺寸以及试验方法 标准试件-240370720mm 混凝土、双改8.实际与试验室差异：陕西五建试验比值1.15压密,现代砌体结构 第一章 概述,现代砌体结构 第一章 概述,第二章 砌体材料及其力学性能,（三）砌体抗压强度基本理论公式不太理想继续努力经验公式各国苏联奥尼西克（系数多）苏联奥尼西克公式：参数较多，确定时较为复杂 英国规范、ISO/TC179公式：问题f20时不符（冻结法冬季施工）,第二章 砌体材料及其力学性能,我国：有关单位多年来对各类砌体进行了大量的砌体抗压强度试验，共取得三千多个试验数据，为掌握砌体抗压强度的各主要影响因素与砌体强度的关系，建立符合我国实际情况的各类砌体抗压强度计算公式奠定了基础。88规范修订组根据既要与试验值相符合，变异系数要尽量小，物理概念要明确，并在表达形式方面尽量向国际标准靠拢的原则，通过反复运算和研究，提出了如下的计算公式：k1 块体类别、砌筑方法；a 块体高度参数；k2 低砂浆修正系数。,砌体抗压强度平均值公式中的各系数值,第二章 砌体材料及其力学性能,我国砌体抗压强度平均值公式特点：1）各类抗压强度平均值计算公式统一。二项式，避免了f2=0时，fm=0的不合理的情况。2）公式中a值能体现块体高度对砌体强度的影响，k1和a两个系数综合 体现了砌体抗压强度的大小。3）由块体和砂浆强度变异系数推算的砌体强度变异系数与试验结果比 较吻合。可按前者强度变异系数估计出后者，避免大量试验。4）表28中k2在表列条件之外均等于1。砌块砌体修正：当f2 10MPa时，应乘以系数1.10.01f2 MU20的砌体应乘以系数0.95。5）新规范已将轻集料混凝土小型空心砌块砌体列入规范：煤矸石、水泥煤渣、火山渣、浮石、陶粒轻集料混凝土砌块。,现代砌体结构 第一章 概述,现代砌体结构 第一章 概述,第二章 砌体材料及其力学性能,24 砌体受拉、弯、剪性能工程应用：圆形砖水池、挡土墙、砖过梁、围墙.一、破坏形式受拉沿块体、沿齿缝、竖向灰缝、沿通缝抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度灰缝强度（砂浆强度）砂浆和块体的粘结力（法向粘结力、切向粘结力）。1.不允许c。2.水平拉力作用下：抗拉强度取下列强度的较小值切向粘结力块体强度a沿块体、竖向灰缝一半截面块体,第二章 砌体材料及其力学性能,受弯弯曲抗拉强度三种破坏形式：水平弯曲：a沿齿缝截面破坏、b沿块体和竖向灰缝破坏竖向弯曲c沿通缝截面取其较小强度值受剪通缝抗剪、齿缝抗剪、阶梯形缝抗剪,第二章 砌体材料及其力学性能,二、抗剪强度试验方法：通缝抗剪强度是砌体的基本强度指标 单剪压剪不是纯剪 双剪规定方法一边破坏，用两面除，值低抗拉抗剪三、计算公式：88规范：抗剪强度：轴心抗拉强度：弯曲抗拉强度：,第二章 砌体材料及其力学性能,轴心抗拉强度平均值ft,m、弯曲抗拉强度平均值ftm,m和抗剪强度平均值fv,m（MPa）,第二章 砌体材料及其力学性能,25 变形性能（一）砌体的应力应变关系：曲线变化规律：湖南大学：西安冶金：同济大学：两段式 便于计算,第二章 砌体材料及其力学性能,（二）砌体的弹性模量割线模量0.43fm使用阶段K=2.3 1/K=0.43（混凝土为原点弹性模量）规范简化：CIB58：E=1000fk英国：E=900fk,砌体的弹性模量（N/mm2）,第二章 砌体材料及其力学性能,（三）砌体的剪变模量 规范取G=0.4E（四）砌体的泊松比砖：砌块：（五）砌体的徐变 曲线与混凝土相似 国外应用较多为预应力砌体26 砌体的物理性能与原规范相差不大，增加收缩率砌体容易开裂砌块收缩率-0.2mm/m 万分之二混凝土-0.5mm/m 砌块出厂停放混凝土剪力墙双排配筋防止收缩,第二章 砌体材料及其力学性能,27 耐久性规定3.3关于耐久性两个方面：构件钢筋、砌体材料保护。规范增补：1 关于环境类别,第二章 砌体材料及其力学性能,27 耐久性规定2 关于钢筋保护层,第二章 砌体材料及其力学性能,27 耐久性规定3 无筋砌体,地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙所用材料的最低强度等级,现代砌体结构 第一章 概述,思考题1.我国现代砌体结构新发展，其主要体现在哪些方面？2.现行砌体结构设计规范所规定的砌体材料有哪些种类？3.我国各类砌体抗压强度计算公式？特点？试验方法？3.砌体规范有关耐久性方面有哪些具体内容？,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,结构功能的表达,S 作用效应R 结构抗力,S R 失效,结构的可靠度指结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率。规定的时间：设计使用年限。（设计基准期？）规定的条件：正常设计、正常施工、正常使用。预定功能：安全性、适用性、耐久性。结构的可靠度是可靠性的概率度量。,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,对于结构设计而言，如何设计的安全呢？荷载取值越大，内力值就越大，构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；材料强度取值越低，结构所需截面越大，结构愈安全。,荷载标准值：材料强度标准值：,1.645保证率系数。荷载标准值实际荷载低于标准值的概率为95；材料强度标准值实际强度高于标准值的概率为95；,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,结构抗力 R 与作用效应 S 都是随机变量，因此功能函数 Z=R-S 也是随机变量Z0 结构可靠；Z=0 结构处于极限状态；Z0 结构失效,可靠概率：失效概率：,安全的概念是相对的，所谓“安全”只是失效概率相对较小而已，失效概率不可能为零，故不存在绝对安全的结构。应该通过设计把失效概率控制在某一个可以接受的限制以下就可以。,失效概率越小，表示结构可靠性越大。当失效概率Pf小于某个值时，即可认为结构设计是可靠的，即Pf Pf。该失效概率限值称为允许失效概率Pf。一般工业与民用建筑的允许失效概率：延性破坏的结构 Pf=6.910-4 脆性破坏的结构 Pf=1.110-4,概率密度,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,失效概率Pf来度量结构的可靠性具有明确的意义，但计算繁琐，可以利用可靠指标代替失效概率来度量结构的可靠性。,失效概率Pf与可靠指标有着一一对应的关系值愈大，失效概率Pf值就愈小；值愈小，失效概率Pf值就愈大。,z平均值；z标准差,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,结构抗力越大，即结构抗力概率分布函数右移，则失效概率越小,结构抗力,作用效应,可靠度的概念失效概率Pf 可靠度指标 可靠度理论方法计算过程复杂，应用于实际设计中存在困难。规范以可靠度理论作为设计的理论基础，采用一些分项系数代替可靠指标，由此得到与可靠度理论（概率理论）相当的实用设计表达式。,概率密度,第三章 砌体结构可靠度调整,Pf=Pf,当结构抗力达到一定值时，失效概率等于允许失效概率，即PfPf，此时取作用效应与结构抗力概率分布曲线的交点为设计计算点。,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,结构抗力设计值,作用效应设计值,荷载分项系数：分为恒荷载分项系数和活荷载分项系数，考虑荷载超过标准值的可能性。,材料分项系数：考虑材料强度低于标准值的可能性。,荷载设计值大体上相当于结构在非正常使用情况下荷载的最大值。,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整,第三章 砌体结构可靠度调整三位工程院院士中国工程可靠度过低.我国状况：1）没有因可靠度而倒塌的，都为设计、施工失误2）与国外比，低，学习苏联 砌体脆性b=3.7 只是抗剪未达到（表3-2）（砼抗剪亦同）（延性）3）不能大幅度提高，适当调整（？）,第三章 砌体结构可靠度调整,可靠度调整措施：1.荷载效应组合 1.2+1.4 R/(g0 gR)发现以自重为主可靠度偏低:1.35+1.4yc R/(g0 gR)(yc 0.7)1.35+1.0 R/(g0 gR)可靠度更大些r=活/恒 0.376 恒荷载控制1.35+1.0 0.376 活荷载控制1.2+1.4 砌体结构r0.10.5 可靠度达到要求,第三章 砌体结构可靠度调整,2.住宅楼面活荷载：1.5 kN/m2 2.0 kN/m2（1.5：全国八个城市调查）3.风荷载：30年50年（30年一遇与设计基准期矛盾）（钢材可靠度：97.73 2倍均方差）4.材料分项系数 gf:1.5 1.65.偏压偏心距e：0.7y 0.6y（88规范：0.7y 验算裂缝 0.95y弯曲抗拉强度）（0.6y：不允许使用、需配筋 砖柱排架上柱）6.取消低材料强度等级：耐久性、建材发展（砖MU10、砌块MU5、砂浆M2.5）7.设计可靠度与施工质量控制等级挂钩 gf1.6B级（机械搅拌、上岗培训、专门工程师、监理、试验变异系数）gf1.8C级（ga 0.89）,现代砌体结构 第一章 概述,2001规范砌体结构可靠度综合提高16,2001,1988,第三章 砌体结构可靠度调整,33 国外规范关于可靠度方面的规定表39 荷载分项系数表表310 材料分项系数表,第三章 砌体结构可靠度调整,表311 砌体结构可靠指标 可靠指标b达到4.0，差距逐渐缩小各国可靠度是在发展的对待可靠度的态度结构工程师的责任无名英雄,第三章 砌体结构可靠度调整,34 砌体的抗压强度设计值砌体抗压强度标准值：1.645 95保证率（概率密度分布函数0.05的分位值）f 砌体受压强度的变异系数0.17（大量试验）砌体抗压强度设计值：注意：乘以调整系数（注册结构工程师考试）,第三章 砌体结构可靠度调整,35 灌孔砌块砌体的抗压强度和抗剪强度设计值 1.灌芯砌块砌体的抗压强度平均值：（棱柱体表达）（立方体表达）（考虑可靠度）（清扫孔影响0.75）砌块砌体中灌芯混凝土面积与砌体毛面积的比值 材料匹配：MU10 C20 MU20 C40 2.灌孔砌块砌体的抗剪强度,第三章 砌体结构可靠度调整,36 新、旧规范单位长度砌体承载力设计比较影响砌体结构可靠度因素：荷载效应组合、荷载标准值取值、砌体强度取值、砌体材料最低强度等级、房屋层高和开间尺寸等一、单位长度轴压砌体承载力比较依据的条件 1 住宅层数取 4 7 层，层为 2.8m，开间3.3m、3.6m、4m。2 荷载效应组合和砌体强度设计值：GB50003 和 GBJ3 88。3 住宅楼面活荷载：2.0kN/m2、1.5kN/m2。4 砖砌体：MU10;M5、M7.5、M10。空心砌块：MU10、MU7.5;M5、M7.5、M10。5 层盖、楼盖：相同构造。,第三章 砌体结构可靠度调整,砌体每层 1m 长墙体荷载设计值 N：,以上荷载效应比值统计表明，0.376,在住宅设计中，无特殊情况，设计表达式由 G=1.35、Q=1 控制。,第三章 砌体结构可靠度调整,房屋底层单位长度砌体的轴压设计值,砖砌体（GB50003)/(GBJ3 一 88)=1.091 1.092 混凝土砌块砌体（GB50003)/(GBJ3 一 88)=1.087 1.089说明二类砌体设计表达式变化和住宅楼面荷载标准值提高，荷载效应设计值(GB50003）较（GBJ3-88）分别提高 9.1 9.2 8.7 8.9。,第三章 砌体结构可靠度调整,单位长度墙体承载力计算分析,第三章 砌体结构可靠度调整,墙体轴压承载力和荷载设计值产生的轴向力的比值,第三章 砌体结构可靠度调整,墙体轴压承载力和荷载设计值产生的轴向力的比值,第三章 砌体结构可靠度调整,对表 322、表 323 进行分析对比可见：1 按表 322 砖砌体fA/N 比值：二本规范在六层满足，仅GB50003采用 M5 砂浆 4m 开间不满足。七层房屋 GB50003 采用 M10 砂浆时满足，采用 M7.5 砂浆时 4m 开间和采用 M5 砂浆时不满足。（GBJ3 88）除采用砂浆不满足外，均能满足。表中黑框内均为不满足。2 按表 3 23 砌块砌体 fA/N比值：七层房屋中采用 MU10 砌块（GB50003）仅采用 M5 砂浆在 4m 开间时承载能力不满足，当采用 Mu7.5 砌块时，(GB50003）均不能满足承载力要求，(GBJ388）在采用 M5 砂和 M7.5 砂浆、开间 4m 时不满足要求。3(GBJ388)和(GB50003)fA/N 的比值作对比:砖砌体为 1.161 1.165，砌块砌体为 1.157 1.162。说明(GB50003)较(GBJ3-88)轴心抗压安全水平总体提高 16。16 的提高值是设计表达式变化、住宅楼面活载的提高以及砌体强度材料性能分项系数综合提高值。,第三章 砌体结构可靠度调整,4.16 的综合提高值相当建造相同条件房屋时，(GB50003）和（GBJ388）相比约提高 1.4 1.5 级砂浆强度等级。（GB50003）和（GBJ388）在住宅墙体设计时约相差一层的 荷载水平。5 从本例六层和七层底层墙体的承载力计算表明，砖砌体采用砖最低强度等级为 MU10 后，低于六层和六层房屋砌体强度一般均能满足墙体承载力设计的要求。修订后的 GB50003 在材料用量上仅涉及 7 层的底二层和六层的底层。6 需要说明，本例墙体承载力计算，砌体承载力影响系数功是按底层层高 2.8m 加0.5m 计算，计算高度取 3.3m，在实际设计中计算高度与墙体柱拉结有关，因此本例计算值在实际设计中应调整。同时本例是单位长度墙体计算，未涉及小墙肢截面承载力设计和墙集中力对墙体影响等因素。,现代砌体结构 第一章 概述,思考题1.荷载标准值、材料强度标准值如何计算？2.可靠指标定义？脆性破坏和延性破坏？现行砌体规范？国际差距？3.一般工业与民用建筑的允许失效概率？4.砌体抗压强度平均值、标准值和设计值的关系？5.砌体结构2001规范可靠度调整具体体现在哪些方面？6.砌体强度调整系数a具体应用规定？,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,第四章 无筋砌体受压构件及受剪构件承载力计算 41 88规范受压构件计算方法1.受压短柱（高厚比3）材料力学：偏心影响系数：砌体结构：非弹性、受拉不考虑、受压不均匀四川建研院：（大量试验、各种形状、规范采纳）矩形截面：,y：截面重心到受压边缘距离,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,英国、苏联规范：假定忽略拉应力、矩形均匀应力湖南大学：假定忽略拉应力、平截面,现代砌体结构 第一章 概述,偏心影响系数对比：,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,2.轴压长柱（高厚比3）材力：临界应力代入砌体应力应变关系 推导：轴心受压稳定系数：依据砂浆强度f2确定：砂浆M5：=0.0015 M2.5：=0.002 M0：=0.009,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,3.偏压长柱附加偏心距法：（高厚比3）弯曲产生附加偏心距ei 方法：四川公式加入ei，即：根据边界条件：即e0=0时，最终计算公式：,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,高厚比和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数 制成表格：高厚比、偏心距、砂浆标号、gb规范规定：1.计算影响系数 或查 表之前，应对构件高厚比 乘以调整系数gb。烧结普通砖、烧结多孔砖：gb=1.0；混凝土砖及砌块：gb=1.1；蒸压灰砂砖粉煤灰砖、细料石：gb=1.2；粗料石、毛石：gb=1.5。,2.高厚比：计算高度H0与截面在偏心方向截面高度h 的比值,受压构件的计算高度H0,3.偏压偏心距e：0.6y,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,42 国外规范计算方法（一）英国 单位长度承载力：考虑长细比，偏心影响的承载力折减系数 具体：ex荷载偏心距 ea附加偏心距组合：et=0.6ex+ea em=maxex，ea,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,（二）美国ACI 530-92无筋砌体轴压：UBC：（美国不同）压弯构件：（三）免浆砌块：美国专利8”x8”x16”内插苯板 尖口槽 连接很弱 美国安全系数10,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,（四）几本规范稳定系数比较ACI 0.25 2UBC 0.2 3BS5628 b/3.5(3.5-gm)GBJ3-73 0.1/2.3几本规范稳定系数比较 88规范与73规范可靠度相同 73 K=2.30.1考虑初始偏心各国规范基本相同，同样考虑纵向弯曲，我国考虑砂浆影响,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,43 2001规范对受压构件计算的修订一、轴向力偏心距按内力设计值计算88 规范的一个不足之处：轴向力的偏心距应按荷载标准值计算。这项规定与 统一标准 的规定不符。承载力降低不超过 6%，可靠指标不超过 5.5。减少了设计工作量。二、简化了轴向力影响系数的计算公式88 规范轴向力影响系数当 e0/h 0.3 时须引人修正系数,而新规范规定偏心距 e00.6 y，没必要，从而简化计算。三、新规范计算公式应用的规定（1）计算影响系数之前，应对构件高厚比声乘以调整系数。（2）偏心距限制在 0.6y 以内，因此 88 规范关于 0.7y e 0.95y 时的应力较小边裂缝宽度控制的验算和。e 0.95y 时截面受拉边砌体通缝弯曲抗拉强度的验算均无必要了。（3）计算构件轴向力影响系数时的高厚比计算。,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,44 双向偏压抗震砖砌体角柱，新规范附录加入双向偏压湖南大学试验比单向偏压承载力低用单向偏压计算模式：另一方向偏心率小，可简化按单向偏心计算,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,44 砌体抗剪承载力计算（一）破坏形态 哈建大试验双向受压 较小，45滑移 较大，4560剪压 更大，60斜压 西安冶金试验单轴受压 三种形态同上,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,（二）抗剪强度理论两派意见 主拉应力理论（开裂还承载？）剪摩理论（同时存在？）各有特点、互相矛盾抗震规范主拉应力砌体规范剪摩砌块规程剪摩砌体抗震形式统一,第四章 无筋砌体受压、受剪计算,抗剪强度限值,88规范:恒载标准值（有利），不考虑活荷载 新规范：变系数剪摩模式（重庆建大）（仅静力计算）,砌筑工程的准备工作,材料准备（符合设计、有质量证明）1.砂浆：种类：石灰砂浆、水泥砂浆、混合砂浆要求：（1）原材料合格：水泥：不过期，不混用；石灰：生石灰块熟化7天，磨细生石灰粉熟化2天，严禁用脱水硬化的石灰膏，不得干燥、冻结和污染。砂：中砂、洁净、过筛，M5砂浆时含泥量 5%，M5砂浆时含泥量10%；水：洁净，不含有害物；外加剂：检验、试配,（2）种类及标号、强度符合设计要求。配比严格（申请、试配、公布配比、调整、称量），按规定做试块（每层、每250m3、每机、每班、每种1组）；（3）稠度适中（烧结普通砖：79cm，空心砖、多孔砖68；空斗墙、拱，普通混凝土、加气混凝土砌体：57cm；石砌体：35）；（4）保水性好（可适当掺入有机、无机塑化剂（5）配比准确，搅拌均匀（水泥、有机塑化剂、氯盐2%，其它5%；23分钟、35分钟）（6）使用时间限制：水泥砂浆、水泥混合砂浆在拌后3、4小时，气温高于30时2、3小时。,2.骨架材料：(1)砖：标号、外观验收 普通粘土砖、灰砂砖、粉煤灰砖 24011553 MU7.5，10，15，20 使用前12d浇水（含水率1015%，812%）烧结多孔砖（承重）P型：24011590；M型：19019090；MU7.5，10，15，20 使用前12d浇水（含水率1015%）烧结空心砖（非承重）240240115，300240115；MU2，3，5,(2)石材：（MU15、20、30100九级）料石经加工，外观规矩，尺寸均200mm；毛石未经加工，厚150mm，体积0.01m3。(3)小型砌块：（高180350）规格:主390190190，辅助长290、190、90；标号：MU15，10，7.5，5，3.5 种类：普通混凝土空心砌块（炎热干燥时，提前喷水湿润）轻骨料混凝土空心砌块（提前2d浇水，含水量58%）加气混凝土砌块（砌时向砌筑面适量浇水）(4)中型砌块：（高360900）混凝土空心砌块，粉煤灰硅酸盐砌块（MU100、150）,水泥陶粒空心砌块,搭设砌筑用脚手架,类型：按搭设位置外脚手、里脚手；按用途结构用、装修用、支撑用；按材料木、竹、金属；按构造形式 多立杆式、门型框式、桥式、吊篮式、悬挂式、挑架式、工具式（常做成操作平台）。,基本要求：,1、宽度及步高满足使用要求（宽只堆料和操作，11.5m；还需运输，2m以上。步高1.21.4m，可砌高度、每层整步数）。,2、有足够的强度、刚度和稳定性（材料合格；构造符合规定，连接牢固，H18m需有计算设计；与建筑物连接；用前、用中检查；控制使用荷载：均布荷载2.7kN/m2，集中荷载1.50 kN）。3、搭拆简便，能多次周转 4、选材用料经济合理,扣件式钢管脚手架组成,碗扣式钢管脚手架节点,架子钢管底座,剪刀撑布置形式,连墙杆布置示意图（间距46m）,门形脚手架构造,框架结构插口架,钢管支撑挑架构造及搭设顺序,吊篮构造图,抱角支架,安全网支撑,砌筑工程脚手架方案：,1、里、外架 清水墙、混水墙的砌筑及装饰；2、全部里架子混水墙砌筑，外侧需支卧网；装饰用吊篮。,砌体工程的材料运输（垂直）,1.人力运输：单层附脚手架的倒料平台；多层上料斜道（马道）。2.井架、门架升降机：高度一般30m,(1)井架：构造（钢管扣件式）,起吊能力，井孔尺寸:四柱：0.5t，1.91.9m六柱：1.0t，3.61.3m八柱：1.0t，3.81.7m缆风绳：15m以下一道，以上每10m增设一道每道4根，304579mm钢丝绳或8筋。,(2)门架：,构造：格构式立柱、缆风绳、天轮梁、导轨、吊盘、卷扬机、绳索；性能：单笼、双笼；0.61.2t；2030m缆风绳：15m以下一道，以上每56m增设一道；卷扬机：常用0.51t，手制动、电磁制动，快速。,门架式升降机安装位置示意图,3施工电梯：,塔吊：轻型轨道式，QT12型(住宅)，QT40型(住宅、办公、教学楼等用)。,H可高达150m主要用于高层,3.2 砌筑施工,砖砌体施工砖墙砌筑工艺、抄平：在防潮层或楼面上用水泥砂浆或C10细石混凝土按标高垫平。、放线：按龙门板、外引桩或墙上标志，在基础或砌体表面弹墙轴线、边线、门窗洞口线。、排砖撂底：（1）目的：搭接错缝合理；灰缝均匀；减少打砖。（2）要求：清水墙面不许有 丁头的砖块；门窗口两侧排砖一致；不随意变活窗口上下、各楼层排法不变 不游丁走缝上下灰缝一致对准。,（3）原则：,口角处顺砖顶七分头，丁砖排到头；条砖出现半块时 用丁砖夹在墙面中间（最好在窗洞口中间）条砖出现1/4砖时 条行用1丁砖+1七分头代1.25砖，排在中间；丁行也加七分头与之呼应。门窗洞口位置可移动6cm。,（4）计算：（普通砖）墙面排砖：（墙长为L mm，一个立缝宽初按10mm）丁行砖数 n=（L+10）/125 条行整砖数 N=（L365）/250,洞口排砖计算,门窗洞口上下排砖：（洞宽B）丁行砖数 n=（B10）/125 条行整砖数 N=（B