標籤:結構工程建材建築材料

用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結構,又稱磚石結構。由於砌體的抗壓強度較高而抗拉強度很低,因此,砌體結構構件主要承受軸心或小偏心壓力,而很少受拉或受彎,一般民用和工業建築的牆、柱和基礎都可採用砌體結構。在採用鋼筋混凝土框架和其他結構的建築中,常用磚牆做圍護結構,如框架結構的填充牆

1概述

砌體是由塊體和砂漿砌築而成的牆或柱,包括磚砌體、砌塊砌體、石砌體和牆板砌體,
砌體

  砌體

在一般的工程建築中,砌體占整個建築物自重的約1/2,用工量和造價約各佔1/3,是建築工程的重要材料。長期以來,中國佔主導地位的砌體材料燒結鑽土磚已有二千多年的歷史,與黏土瓦並稱為「秦磚漢瓦」。但是,這種砌體材料需要大量黏土作原材料,為有效地保護耕地,國家要求盡量不用黏土磚。砌體材料正朝著充分利用各種工業廢料,輕質、高強、空心、大塊、多功能的方向發展。

2定義

砌體結構(masonry structure) 是由塊材和砂漿砌築而成的牆,柱作為建築物主要受力構件的砌體為主製作的結構稱為砌體結構。它包括磚結構、石結構和其它材料的砌塊結構。
砌體結構

  砌體結構

分為無筋砌體結構和配筋砌體結構。砌體結構在中國應用很廣泛,這是因為它可以就地取材,具有很好的耐久性及較好的化學穩定性和大氣穩定性,有較好的保溫隔熱性能。較鋼筋混凝土結構節約水泥和鋼材,砌築時不需模板及特殊的技術設備,可節約木材。砌體結構的缺點是自重大、體積大,砌築工作繁重。由於磚、石、砌塊和砂漿間粘結力較弱,因此無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強度都很低。由於其組成的基本材料和連接方式,決定了它的脆性性質,從而使其遭受地震時破壞較重,抗震性能很差,因此對多層砌體結構抗震設計需要採用構造柱、圈樑及其它拉結等構造措施以提高其延性和抗倒塌能力。此外,磚砌體所用粘土磚用量很大,佔用農田土地過多,因此把實心磚改成空心磚,特別發展高孔洞率、高強度、大塊的空心磚以節約材料,以及利用工業廢料,如粉煤灰、煤渣或者混凝土製成空心磚塊代替紅磚等都是今後砌體結構的方向。

3優缺點

砌體結構的主要優點是:①容易就地取材。磚主要用粘土燒制;石材的原料是天然石
砌體結構

  砌體結構

;砌塊可以用工業廢料──礦渣製作,來源方便,價格低廉。②磚、石或砌塊砌體具有良好的耐火性和較好的耐久性。③砌體砌築時不需要模板和特殊的施工設備,可以節省木材。新砌築的砌體上即可承受一定荷載,因而可以連續施工。在寒冷地區,冬季可用凍結法砌築,不需特殊的保溫措施。④磚牆和砌塊牆體能夠隔熱和保溫,節能效果明顯。所以既是較好的承重結構,也是較好的圍護結構。⑤當採用砌塊或大型板材作牆體時,可以減輕結構自重,加快施工進度,進行工業化生產和施工。
砌體結構的缺點是:①與鋼和混凝土相比,砌體的強度較低,因而構件的截面尺寸較大,材料用量多,自重大。②砌體的砌築基本上是手工方式,施工勞動量大。③砌體的抗拉、抗剪強度都很低,因而抗震較差,在使用上受到一定限制;磚、石的抗壓強度也不能充分發揮;抗彎能力低。④粘土磚需用粘土製造,在某些地區過多佔用農田,影響農業生產。

4國內砌體結構的歷史和現狀

砌體結構的歷史悠久,天然石是最原始的建築材料之一。古代大量具有紀念性。
砌體結構是最古老的一種建築結構。中國的砌體結構有著悠久的歷史和輝煌的紀錄。在歷史上有舉世聞名的萬里長城,它是兩千多年前用「秦磚漢瓦」建造的世界上最偉大的砌體工程之一;建於北魏時期

中國古代砌體結構

中國古代砌體結構
的河南登封嵩岳寺塔為高40米的磚砌密檐式塔;建於隋大業年問的河北趙縣安濟橋,凈跨37.37米,全長50.82米,寬約9米,拱高7.2米,為世界上最早的空腹式石拱橋,該橋已被美國土木工程學會選為世界第12個土木工程里程碑;還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;所有這些都是值得我們自豪和繼承的。
中國古代範例: 萬里長城、趙州橋、大雁塔
新材料、新技術、新結構的研究與應用
60 年代以來,中國黏土空心磚(多孔磚) 的生產和應用有較大的發展,根據節能進一步要求,近年來中國消化吸收國外先進技術,在主要力學和熱工性能的指標接近或達到國際同類產品的水平。
近10 余年來,採用砼、輕骨料砼或加氣砼,以及利用河沙、各種工業廢料、粉煤灰、煤干石等制無熱料水泥煤渣砼砌塊或蒸壓灰砂磚、粉煤灰硅酸鹽磚、砌塊等在中國有較大的發展。
從90 年代初期,在總結國內外配筋砼砌塊試驗研究經驗的基礎上,中國在配筋砌塊結構的配套材料、配套應用技術的研究上獲得了突破,中高層配筋砌塊建築具有明顯的社會經濟效益。作為粘土磚的主要替代材料和某些功能強於粘土磚的砌塊的發展前景是非常好的。
中國配筋砌體應用研究起步較晚,70 年代以來,尤其是1975 年海城- 營口地震和1976 年唐山大地震之後,對設置構造柱和圈樑的約束砌體進行了一系列的試驗研究,其成果引入中國抗震設計規範。
一、塊體材料
《砌體結構設計規範》GB50003-2001中可作為承重砌體的塊體材料主要有:
1.燒結磚
(1)燒結普通磚
原料:粘土、煤矸石、頁岩或粉煤灰
標準磚尺寸:240×115×53 mm
牆體尺寸:(120)、 240、 370、490、620… mm
適用範圍: 房屋上部及地下基礎等部位
(2)燒結多孔磚
原料同燒結磚,但孔洞率不小於25%
承重多孔磚目前主要採用P型磚(240×115×90)和M型磚(190×190×90)
多孔磚優點:可節約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節省牆體造價;可減輕塊體自重、增強牆體抗震性能
適用範圍: 房屋上部結構(不宜用於凍脹地區地下部位)
2.蒸壓硅酸鹽磚
(1)蒸壓灰砂磚
原料:石灰和砂
尺寸燒結普通磚
適用範圍同蒸壓粉煤灰磚
(2)蒸壓粉煤灰磚
原料:粉煤灰和石灰加適量石膏及集料
適用範圍:不得用於長期受熱200℃以上、受急冷急熱和有酸性介質侵蝕的建築部位,MU15和MU15以上的蒸壓灰砂磚可用於基礎及其他建築部位,蒸壓粉煤灰磚用於基礎或用於受凍融和乾濕交替作用的建築部位必須使用一等磚。
3. 單排孔混凝土小型空心砌塊
原料:普通混凝土或輕骨料混凝土
主規格尺寸:(圖例1、2)
空心率:20%~50%
4. 石材
分類:(按容重)重質岩石、輕質岩石(按其加工后的外形規則程度)可分為料石和毛石。
三、鋼筋、混凝土和砌塊灌孔混凝土
1. 鋼筋
2. 混凝土
3. 砌塊灌孔混凝土(灌漿)
灌漿方法(高位、低位法)
基本信息
書號:
18163
ISBN:
7-111-18163-8/TU.889課
作者:
宗蘭
印次:
1-2
責編:
馬軍平
開本:
16(B5)
字數:
272千字
定價:
18.0
所屬叢書:
21世紀高等教育土木工程系列規劃教材
裝訂:
出版日期:
2011-01-25
砌體結構
章節目錄

  前言
  主要術語與符號
  第1章 緒論
  1.1 砌體結構發展簡史
  1.2砌體結構優缺點
  1.3 砌體結構的應用範圍及發展趨勢
  第2章 砌體材料及砌體力學性能
  2.1 塊體材料
  2.2 砂漿與灌注用混凝土
  2.3砌體材料的選擇
  2.4砌體種類及其力學性能
  2.5 公路圬工橋涵材料及其力學性能
  思考題
  第3章 砌體結構極限狀態設計方法
  3.1 砌體結構設計方法的發展
  3.2 砌體結構的可靠度指標
  3.3砌體強度設計值
  3.4 公路圬工橋涵設計規定
  思考題
  第4章 砌體結構構件的承載力計算
  4.1 無筋砌體
  4.2 局部受壓
  4.3 受拉、受彎和受剪構件
  4.4 配筋砌體的承載力計算
  4.5 配筋砌塊砌體構件
  思考題
  習題
  第5章 混合結構房屋牆體設計
  5.1 混合結構房屋牆體設計的基本原則
  5.2 混合結構房屋的靜力計算方案
  5.3 混合結構牆、柱的高厚比驗算
  5.4 剛性方案房屋牆體設計
  5.5 彈性和剛彈性方案房屋牆體設計
  5.6地下室牆的設計
  思考題
  習題
  第6章 過梁、圈樑、牆梁、挑梁及牆體構造措施
  6.1 過梁
  6.2 牆梁
  6.3 懸挑構件
  6.4牆體的構造措施
  思考題
  習題
  第7章 混合結構房屋抗震設計
  7.1 概述
  7.2震害及其分析
  7.3 抗震設計的一般規定和抗震構造措施
  7.4 多層混合結構房屋的抗震設計
  思考題
  習題
  第8章 砌體拱橋、墩台設計
  8.1 砌體拱橋概述
  8.2砌體拱橋設計
  8.3 砌體橋樑墩台設計
  思考題
  參考文獻
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