主要内容:工程实践中我们经常会遇到设备基础安全计算、砖胎膜厚度计算等。本文主要讲述了砌体的强度计算,在此基础上稍加扩展即可进行相关计算。话不多说,正文送上:
一、砌体抗压强度计算
大家在平常的工作,砌体的抗压强度往往用砌块的抗压强度来代替,其实是不准确的。砌体是由块体用砂浆垫平黏结而成,因而他的受压工作与匀质的整体结构构件有很大差别。由于灰缝厚度偏差和密实程度不均以及块体和砂浆交互作用等原因,即砌体的抗压强度低于块体的抗压强度。砌体的抗压强度计算如下:
式中:fm:砌体轴心抗压强度平均值;
f1:块体(砖、石、砌块)的抗压强度等级值或平均值;
f2:砂浆抗压强度平均值。单位均以MPa计;
K1、K2:系数,取值见表1。
表1:砌体轴心抗压强度平均值计算系数取值表:
砌体种类 | k1 | α | k2 |
烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖 | 0.78 | 0.5 | 当f2<1时,k2=0.6+0.4f2 |
混凝土砌块 | 0.46 | 0.9 | 当f2=0时,k2=0.8 |
毛料石 | 0.79 | 0.5 | 当f2<1时,k2=0.6+0.4f2 |
毛石 | 0.22 | 0.5 | 当f2<2.5时,k2=0.4+0.24f2 |
1 、k2在表列条件以外时均等于1。2 混凝土砌块砌体的轴心抗压强度平均值,当f2>10MPa时,应乘系数1.1~0.01f2,MU20的砌体应乘系数0.95,且满足当f1≥f2,f1≤20MPa。 |
二、砌体抗拉强度计算
砌体轴心受拉破坏特征:砌体轴心受拉时,视拉力作用的方向,有三种破坏形态。当轴心拉力与砌体的水平灰缝平行作用时,砌体可能沿灰缝截面破坏,破坏面呈齿状,称为砌体沿齿缝截面截面轴心受拉。砌体亦可能沿块体和竖向灰缝截面破坏,破坏面较整齐,称为砌体沿块体截面轴心受拉。当轴心拉力与砌体的水平灰缝垂直作用时,砌体可能沿通缝截面,称为砌体沿水平通缝截面轴心受拉。其中沿通缝截面轴心抗拉强度很低,要予以避免。
轴心抗拉强度平均值计算:
(K3:系数,取值见表2)
表2:砌体轴心抗拉、玩去抗拉和抗剪强度平均值计算系数表
砌体种类 | k3 | k4 | K5 | |
沿齿缝 | 沿通缝 | |||
烧结普通砖、烧结多孔砖 | 0.141 | 0.250 | 0.125 | 0.125 |
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖 | 0.09 | 0.18 | 0.09 | 0.09 |
混凝土砌块 | 0.069 | 0.081 | 0.056 | 0.069 |
毛石 | 0.075 | 0.113 | -- | 0.188 |
三、砌体弯曲抗拉强度计算
砌体弯曲受拉亦有三种破坏形态。当截面内的拉应力使砌体沿齿缝截面破坏,称为砌体沿齿缝截面弯曲受拉;如使砌体沿块体截面破坏,称为砌体沿块体截面弯曲受拉;如使砌体沿通缝截面破坏,称为砌体沿通缝截面弯曲受拉。
弯曲抗拉强度平均值
(K4:系数,取值见表2)
四、砌体抗剪强度计算
由于砌体受剪后,其强度实质上取决于砂浆与砌块间的黏结强度,砌体抗剪强度主要由砂浆强度决定。
抗剪强度平均值
(K5:系数,取值见表2)
五、砌体强度标准值
砌体强度标准值是结构设计时采用的强度基本代表值,由概率分布的0.05分位数确定。
砌体强度标准值计算:
附:其他计算参数
附表3:砖砌体的抗压强度标准值fk(MPa)
砖强度等级 | 砂浆强度等级 | 砂浆强度 | ||||
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:混凝土砌块砌体的抗压强度标准值fk(MPa)
砌块强度等级 | 砂浆强度等级 | 砂浆强度 | |||
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:毛料石砌体的抗压强度标准值fk(MPa)
料石强度等级 | 砂浆强度等级 | 砂浆强度 | ||
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:毛石砌体的抗压强度标准值fk(MPa)
毛石强度等级 | 砂浆强度等级 | 砂浆强度 | ||
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:沿砌体灰缝截面破坏时的轴心抗拉强度标准值ft,k、弯曲抗拉强度标准值ftm,k和抗剪强度标准值fv,k(MPa) :
强度类别 | 破坏特征 | 砌体种类 | 砂浆强度等级 | |||
≥M10 | M7.5 | M5 | M2.5 | |||
轴心抗拉 | 沿齿缝 | 烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块毛石 | 0.300.190.150.14 | 0.260.160.130.12 | 0.210.130.100.10 | 0.15--0.07 |
弯曲抗拉 | 沿齿缝 | 烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块毛石 | 0.530.380.170.20 | 0.460.320.150.18 | 0.380.260.120.14 | 0.27--0.10 |
沿通缝 | 烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块毛石 | 0.270.190.12 | 0.230.160.10 | 0.190.130.08 | 0.13-- | |
抗剪 | 烧结普通砖、烧结多孔砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块毛石 | 0.270.190.150.34 | 0.230.160.130.29 | 0.190.130.100.24 | 0.13--0.17 |