主要内容:工程實踐中我們經常會遇到裝置基礎安全計算、磚胎膜厚度計算等。本文主要講述了砌體的強度計算,在此基礎上稍加擴充即可進行相關計算。話不多說,正文送上:
一、砌體抗壓強度計算
大家在平常的工作,砌體的抗壓強度往往用砌塊的抗壓強度來代替,其實是不準确的。砌體是由塊體用砂漿墊平黏結而成,因而他的受壓工作與勻質的整體結構構件有很大差别。由于灰縫厚度偏差和密實程度不均以及塊體和砂漿互動作用等原因,即砌體的抗壓強度低于塊體的抗壓強度。砌體的抗壓強度計算如下:
式中:fm:砌體軸心抗壓強度平均值;
f1:塊體(磚、石、砌塊)的抗壓強度等級值或平均值;
f2:砂漿抗壓強度平均值。機關均以MPa計;
K1、K2:系數,取值見表1。
表1:砌體軸心抗壓強度平均值計算系數取值表:
砌體種類 | k1 | α | k2 |
燒結普通磚、燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚 | 0.78 | 0.5 | 當f2<1時,k2=0.6+0.4f2 |
混凝土砌塊 | 0.46 | 0.9 | 當f2=0時,k2=0.8 |
毛料石 | 0.79 | 0.5 | 當f2<1時,k2=0.6+0.4f2 |
毛石 | 0.22 | 0.5 | 當f2<2.5時,k2=0.4+0.24f2 |
1 、k2在表列條件以外時均等于1。2 混凝土砌塊砌體的軸心抗壓強度平均值,當f2>10MPa時,應乘系數1.1~0.01f2,MU20的砌體應乘系數0.95,且滿足當f1≥f2,f1≤20MPa。 |
二、砌體抗拉強度計算
砌體軸心受拉破壞特征:砌體軸心受拉時,視拉力作用的方向,有三種破壞形态。當軸心拉力與砌體的水準灰縫平行作用時,砌體可能沿灰縫截面破壞,破壞面呈齒狀,稱為砌體沿齒縫截面截面軸心受拉。砌體亦可能沿塊體和豎向灰縫截面破壞,破壞面較整齊,稱為砌體沿塊體截面軸心受拉。當軸心拉力與砌體的水準灰縫垂直作用時,砌體可能沿通縫截面,稱為砌體沿水準通縫截面軸心受拉。其中沿通縫截面軸心抗拉強度很低,要予以避免。
軸心抗拉強度平均值計算:
(K3:系數,取值見表2)
表2:砌體軸心抗拉、玩去抗拉和抗剪強度平均值計算系數表
砌體種類 | k3 | k4 | K5 | |
沿齒縫 | 沿通縫 | |||
燒結普通磚、燒結多孔磚 | 0.141 | 0.250 | 0.125 | 0.125 |
蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚 | 0.09 | 0.18 | 0.09 | 0.09 |
混凝土砌塊 | 0.069 | 0.081 | 0.056 | 0.069 |
毛石 | 0.075 | 0.113 | -- | 0.188 |
三、砌體彎曲抗拉強度計算
砌體彎曲受拉亦有三種破壞形态。當截面内的拉應力使砌體沿齒縫截面破壞,稱為砌體沿齒縫截面彎曲受拉;如使砌體沿塊體截面破壞,稱為砌體沿塊體截面彎曲受拉;如使砌體沿通縫截面破壞,稱為砌體沿通縫截面彎曲受拉。
彎曲抗拉強度平均值
(K4:系數,取值見表2)
四、砌體抗剪強度計算
由于砌體受剪後,其強度實質上取決于砂漿與砌塊間的黏結強度,砌體抗剪強度主要由砂漿強度決定。
抗剪強度平均值
(K5:系數,取值見表2)
五、砌體強度标準值
砌體強度标準值是結構設計時采用的強度基本代表值,由機率分布的0.05分位數确定。
砌體強度标準值計算:
附:其他計算參數
附表3:磚砌體的抗壓強度标準值fk(MPa)
磚強度等級 | 砂漿強度等級 | 砂漿強度 | ||||
M15 | M10 | M7.5 | M5 | M2.5 | ||
MU30 | 6.30 | 5.23 | 4.69 | 4.15 | 3.61 | 1.84 |
MU25 | 5.75 | 4.77 | 4.28 | 3.79 | 3.30 | 1.68 |
MU20 | 5.15 | 4.27 | 3.83 | 3.39 | 2.95 | 1.50 |
MU15 | 4.46 | 3.70 | 3.32 | 2.94 | 2.56 | 1.30 |
MU10 | 3.64 | 3.02 | 2.71 | 2.40 | 2.09 | 1.07 |
附表4:混凝土砌塊砌體的抗壓強度标準值fk(MPa)
砌塊強度等級 | 砂漿強度等級 | 砂漿強度 | |||
M15 | M10 | M7.5 | M5 | ||
MU20 | 9.08 | 7.93 | 7.11 | 6.30 | 3.73 |
MU15 | 7.38 | 6.44 | 5.78 | 5.12 | 3.03 |
MU10 | -- | 4.47 | 4.01 | 3.55 | 2.10 |
MU7.5 | -- | -- | 3.10 | 2.74 | 1.62 |
MU5 | -- | -- | -- | 1.90 | 1.13 |
附表5:毛料石砌體的抗壓強度标準值fk(MPa)
料石強度等級 | 砂漿強度等級 | 砂漿強度 | ||
M7.5 | M5 | M2.5 | ||
MU100 | 8.67 | 7.68 | 6.68 | 3.41 |
MU80 | 7.76 | 6.87 | 5.98 | 3.05 |
MU60 | 6.72 | 5.95 | 5.18 | 2.64 |
MU50 | 6.13 | 5.43 | 4.72 | 2.41 |
MU40 | 5.49 | 4.86 | 4.23 | 2.16 |
MU30 | 4.75 | 4.20 | 3.66 | 1.87 |
MU20 | 3.88 | 3.43 | 2.99 | 1.53 |
附表6:毛石砌體的抗壓強度标準值fk(MPa)
毛石強度等級 | 砂漿強度等級 | 砂漿強度 | ||
M7.5 | M5 | M2.5 | ||
MU100 | 2.03 | 1.80 | 1.56 | 0.53 |
MU80 | 1.82 | 1.61 | 1.40 | 0.48 |
MU60 | 1.57 | 1.39 | 1.21 | 0.41 |
MU50 | 1.44 | 1.27 | 1.11 | 0.38 |
MU40 | 1.28 | 1.14 | 0.99 | 0.34 |
MU30 | 1.11 | 0.98 | 0.86 | 0.29 |
MU20 | 0.91 | 0.80 | 0.70 | 0.24 |
附表7:沿砌體灰縫截面破壞時的軸心抗拉強度标準值ft,k、彎曲抗拉強度标準值ftm,k和抗剪強度标準值fv,k(MPa) :
強度類别 | 破壞特征 | 砌體種類 | 砂漿強度等級 | |||
≥M10 | M7.5 | M5 | M2.5 | |||
軸心抗拉 | 沿齒縫 | 燒結普通磚、燒結多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土砌塊毛石 | 0.300.190.150.14 | 0.260.160.130.12 | 0.210.130.100.10 | 0.15--0.07 |
彎曲抗拉 | 沿齒縫 | 燒結普通磚、燒結多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土砌塊毛石 | 0.530.380.170.20 | 0.460.320.150.18 | 0.380.260.120.14 | 0.27--0.10 |
沿通縫 | 燒結普通磚、燒結多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土砌塊毛石 | 0.270.190.12 | 0.230.160.10 | 0.190.130.08 | 0.13-- | |
抗剪 | 燒結普通磚、燒結多孔磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚混凝土砌塊毛石 | 0.270.190.150.34 | 0.230.160.130.29 | 0.190.130.100.24 | 0.13--0.17 |