砼结构与砌体结构设计演示稿.pptx
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1、5 砌体结构5.1 概述5.2 块体、砂浆、砌体物理力学性能5.3 砌体结构的基本设计原则5.4 砌体构件承载力计算5.5 混合结构房屋墙、柱设计5.6 过梁、挑梁和墙梁的设计第1页/共35页5 砌体结构主要内容:主要内容:主要内容:主要内容:块体、砂浆、砌体的力学性能砌体构件的承载力计算混合结构房屋墙、柱设计过梁、挑梁和墙梁的设计重点与难点:重点与难点:重点与难点:重点与难点:砌体结构偏心受压、局部受压构件的承载力计算砌体结构房屋的静力计算方案 第2页/共35页5 砌体结构学时分配学时分配学时分配学时分配:5.1概 述 (1.0学学 时时)5.2块体、砂浆、砌体的物 理力学性能 (2.5学学
2、 时时)5.3砌体结构的基本设计原 则 (0.5学学 时时)5.4砌体构件承载力计算(4.0学时学时)5.5混合结构房屋墙、柱设 计 (3.0学学时时)5.6过梁、挑梁和墙梁的设 计 (1.0学学 时时)砌体结构14学学时时新结构与新技术模块(0.5学时学时)结构设计模块(4.0学时学时)结构分析模块(4.5学时学时)结构概念设计模块(5.0学学时时)1.50.50.52.01.50.50.52.50.50.50.50.50.50.5作业课(实践):课程复习 (1.0学学时时)1.0第3页/共35页5.1 概述5.1.1 砌体结构的定义5.1.2 优缺点及其应用范围5.1.3 发展趋势与最新进
3、展第4页/共35页5.1.1 砌体结构的定义5.1.1 砌体结构的定义l 万里长城(中国)万里长城l 河北赵县安济桥(中国)河北赵县安济桥赵州桥是指用各种块体(砖砖、石石、砌块砌块等)通过砂浆铺缝砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构,其中块体过去长期采用砖石材料,又称为砖石结构砖石结构。古代的砌体结构主要用于城墙、拱桥、寺院和佛塔城墙、拱桥、寺院和佛塔,如:第5页/共35页5.1.1 砌体结构的定义l 河北定县料敌塔(中国)河北定县的料敌塔南京灵谷寺无量殿后走廊l 南京灵谷寺无量殿后走廊(中国)l 埃及胡夫金字塔(古埃及)l 雅典巴特农神庙(古希腊)胡夫金字塔雅典巴特农神庙第6页/共3
4、5页5.1.2 优缺点及其应用范围(2)(2)缺点缺点缺点缺点强度低、自重大,抗震性能差;强度低、自重大,抗震性能差;粘结力小,抗拉、抗弯和抗剪强度较低;粘结力小,抗拉、抗弯和抗剪强度较低;砌筑工作量大,施工进度慢;砌筑工作量大,施工进度慢;与农争地,对环保节能不利与农争地,对环保节能不利。5.1.2 优缺点及其应用范围优缺点及其应用范围(1)(1)优点优点优点优点来源广泛,易就地取材就地取材;具有良好的耐久抗蚀耐久抗蚀、防火保温防火保温、隔声隔热隔声隔热性能,以及较好的大气稳大气稳定性,节能效果较好定性,节能效果较好;具有承重承重和围护围护双重功能,节约三材节约三材。第7页/共35页5.1.
5、2 优缺点及其应用范围(3)(3)应用范围应用范围应用范围应用范围五层五层的办公楼、教学楼、试验楼的办公楼、教学楼、试验楼,七层七层的住宅、旅馆、宿舍的住宅、旅馆、宿舍等,普遍采用砌体作为竖向承重结构;框架结构外墙、隔墙,排架结构外墙框架结构外墙、隔墙,排架结构外墙等,也常采用砌体作为围护或承重结构;高层配筋砌体结构房屋承重墙和抗震剪力墙高层配筋砌体结构房屋承重墙和抗震剪力墙等。其它:其它:如围墙、烟囱、料斗、筒仓、地沟、管道支架围墙、烟囱、料斗、筒仓、地沟、管道支架和抗渗要求不高的水池水池等。l混合结构:砌体结构一般不宜作为受拉或受弯构件,其房屋楼(屋)盖结构,通常采用钢筋混凝土结构、钢结构
6、或木结构,我们将由砌体和其它材料组成的结构称为混合结构。第8页/共35页5.1.2 优缺点及其应用范围19世纪中叶至解放前,采用容许应力法 认为砌体结构是理想弹性材料,安全系数K凭经验确定,无明确的可靠度概念,结构静力分析缺乏理论依据。20世纪50年代,采用原苏联55规范砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范(HNTY120-55)首次提出极限状态设计方法(包括承载能力、正常使用极限状态),开始引入数理统计和概率取值方法(但更多的还是凭经验),采用三个系数考虑荷载、材料、工作条件对承载力的影响,属半经验半概率极限状态设计方法。20世纪70年代,我国颁布第一本自主编制砌体规范砖石结构设计规范(GB
7、J3-73)采用已综合考虑荷载、砌体强度、工作条件等因素的单一安全系数对承载力的影响,亦属半经验半概率极限状态设计方法,但同样未考虑结构可靠度与安全系数中间的差异。(4)(4)我国砌体设计规范编制历程我国砌体设计规范编制历程我国砌体设计规范编制历程我国砌体设计规范编制历程第9页/共35页5.1.2 优缺点及其应用范围20世纪80年代开始,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,对砌体规范先后进行了三次修订,即砌体结构设计规范(GBJ 3-88)砌体结构设计规范(GB 50003-2001)砌体结构设计规范(GB 50003-2011)(4)(4)我国砌体设计规范编制历程我国砌体设计规范编制历程
8、我国砌体设计规范编制历程我国砌体设计规范编制历程在修订过程中,不再将设计参数看成定值而看成随机变量,运用数理统计和概率论方法对结构可靠度进行科学分析,找出各项影响参数与结构可靠度指标之间的对应关系,属(近似)概率极限状态设计方法。第10页/共35页5.1.3 发展趋势与最新进展 5.1.3 发展趋势与最新进展发展趋势与最新进展(1)大力开发高强轻质砌体材料及高性能砂浆国外:抗压强度一般30140MPa,最高达230MPa以上、空心砖孔洞 率达40%,容重最轻可达0.6kN/m3。我国:抗压强度一般为7.5-30MPa,承重空心砖的孔隙率25%,和 发达国家相比,强度低、耐久性差。通过不断的研究
9、和改进,目前我国:开发出20-100MPa的烧结页岩砖;研制出M15M30的高性能砂浆;大力推广干拌砂浆及商品砂浆应用,如:上海于2004年就发布了关于发布干粉砂浆强度等级配合比的通知;建设部于2008年颁布了商品砂浆(JG/T230-2007)标准。第11页/共35页5.1.3 发展趋势与最新进展(2)利用工业废料发展新型利用工业废料发展新型节能环保块体材料节能环保块体材料加大限制加大限制高能耗、高资源消耗、高污染低效益高能耗、高资源消耗、高污染低效益等产品的生产力度。鼓励利用鼓励利用工业废料,发展新型块体材料,如钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣 砖及其空心砌块砖及其空心砌块等,
10、达到节能环保的目的。(3)继续推进大型轻质墙板的开发与应用废渣轻型砼墙板:以粉煤灰代替部分水泥,陶粒、矿渣或炉渣等为骨 料,加入玻璃纤维或其它纤维,可作隔墙墙板。GRC轻质平板:用抗碱玻璃纤维与低碱度水泥制成,具有自重轻、防 火、防水、施工安装容易等特点,可作为隔墙墙板或 外墙内保温面板。蒸压纤维水泥板:如高性能砼砌块、蒸压纤维增强粉煤灰墙板等,具 有容重低、导热系数小、可加工性强等特点,目前 全国产量已超过700万m2。第12页/共35页5.1.3 发展趋势与最新进展(4)加速配筋砌体结构的研究与应用 包括:网状配筋砌体、砖砌体和钢筋砼(或钢筋砂浆)面层组合砌体、砖砌体和钢筋砼构造柱组合墙砌
11、体、配筋砌块砌体等,具有耐火抗震、节省钢材、降低造价、吸声隔热性能好和施工速度快等优点,在中高层砌体建筑中应用越来越广泛。株洲国脉家园高层住宅楼北湖滨大道3660大楼盘锦15层住宅楼第13页/共35页5.1.3 发展趋势与最新进展(5)大力推进预应力砌体结构的理论研究与工程应用在墙体或构造柱中设置预应力钢筋,通过圈梁和弹性地基梁对其施加预应力,提高砌体结构极限承载能力和变形能力,增强其抗震性能。是现代砌体结构走向高层和抗震发展方向的一 种新的结构形式。在设计理论方面,国内规范几乎空白,国外仅 在砌体结构设计和施工的国际建议(CIB58)中有简单的条文。目前研究重点:砌体中的徐变以及预应力损失值
12、的计算;预应力砌体抗拉、抗弯、抗压强度的计算方法;预应力施加工艺、钢筋接头、锚固、锈蚀保护等问题的研究;预应力砌体多高层建筑抗震设计理论和方法研究。第14页/共35页5.1.3 发展趋势与最新进展20世纪70年代:砌体结构振动台试验、数值分析及非线性分析。20世纪80年代:砌体结构可靠度、多层砖砌体结构地震反应分析方法。20世纪90年代:高层配筋砌体地震反应全程分析、砌体隔震技术等。目前:预应力砌体结构、新型节能环保墙体材料结构、砌体结构测试技术和数据处理、耐久性以及修复补强技术等方面的理论研究与完善。(6)进一步深入开展砌体结构的理论研究第15页/共35页5.2 块体、砂浆、砌体物理力学性能
13、5.2.1 块体5.2.2 砂浆5.2.3 砌体5.2.4 砌体弹性模量、剪变模量第16页/共35页5.2.1 块体5.2.1 块体块体包括砖、石和砌块砖、石和砌块,是砌体的主要组成部分,占砌体总体积的78以上。承重结构块体承重结构块体承重结构块体承重结构块体强度等级强度等级强度等级强度等级(GB50003-2011):):l烧结普通砖烧结普通砖/烧结多孔砖:烧结多孔砖:MU30、MU25、MU20、MU15、MU10l蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖:蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖:MU25、MU20、MU15l砼普通砖、砼多孔砖:砼普通砖、砼多孔砖:MU30、MU25、MU20、MU15
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