砌体的种类及其力学性能

9.1　砌体的种类及其力学性能

・9.1.1　砌体的种类・

砌体是由块材和砂浆粘结而成的复合体。砌体按是否配有钢筋分为无筋砌体和配筋砌体；按所用材料分为砖砌体、砌块砌体和石砌体。

1）无筋砌体

（1）无筋砖砌体

砖砌体是应用最普遍的一种砌体，砌筑时砖应分皮错缝搭接。实心砖砌体常用的砌筑方式有一顺一丁、梅花丁、三顺一丁等，如图9.1所示。砖砌体的尺寸应与所用砖的规格尺寸相适应。烧结普通砖砌体的厚度一般为240（一砖）、370（一砖半）、490（二砖）、620（二砖半）及740 mm（三砖）等；在特殊情况下，也可侧砌成180，300，420 mm等尺寸。多孔砖则可砌成200，240，300 mm等厚度的墙体。

图9.1　常用的砖砌体砌合方法

（a）一顺一丁；（b）梅花丁；（c）三顺一丁

（2）无筋砌块砌体

砌块砌体中多采用的是小型砌块，由于砌块的尺寸比砖大，故采用砌块砌体有利于提高劳动效率。砌块砌体应分皮错缝搭接，小型砌块上、下皮搭接长度不得小于90 mm。砌筑空心砌块时，应对孔，使上、下皮砌块的肋对齐以利于传力，并且可以利用空心砌块的孔洞做成配筋芯柱，提高砌体的抗震能力。

（3）无筋石砌体

由石材和砂浆或混凝土砌筑而成的砌体称为石砌体。石砌体分为料石砌体、毛石砌体、毛石混凝土砌体。料石砌体和毛石砌体用砂浆砌筑，毛石混凝土砌体是在预先立好的模板内交替铺设混凝土层和毛石层。在产石山区，石砌体应用较为广泛。

2）配筋砌体

在无筋砌体内配置适量的钢筋或浇筑钢筋混凝土，称为配筋砌体。配筋砌体可以提高砌体的承载力和抗震性能，扩大砌体结构的使用范围。

（1）横向配筋砌体

横向配筋砌体又称网状配筋砌体，是在砖砌体的水平灰缝内配置钢筋网片。在砌体受压时，网状配筋可约束砌体的横向变形，从而提高砌体的抗压强度。

（2）组合配筋砌体

由砖砌体和钢筋混凝土或钢筋砂浆构成的砌体称为组合配筋砖砌体。组合配筋砖砌体通常有两种：一种是用钢筋混凝土或钢筋砂浆做面层，如图9.2（a）所示；另一种是在墙体的转角和交接处设置钢筋混凝土构造柱，如图9.2（b）所示。这种墙体必须先砌墙，留设马牙槎，后浇筑构造柱，并且构造柱与圈梁相互连接还可提高砌体结构房屋的抗震能力。

图9.2　组合配筋砌体

（a）用钢筋混凝土或钢筋砂浆做面层；（b）设置钢筋混凝土构造柱

（3）约束配筋砌体

约束配筋砌体是指在墙体周边设置钢筋混凝土框或构造梁、柱所形成的砌体。目前常用的是在砌块或砌体组砌的空洞内配置纵向钢筋，也可在内外层砌体的中间空腔内设置纵向和横向钢筋并灌筑细石混凝土或砂浆。

・9.1.2　砌体的力学性能・

砌体的强度有抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、抗拉强度等，其中砌体的抗压强度较高，故在建筑物中主要利用砌体来承受压力。下面主要讲述砌体的抗压强度。

1）影响砌体抗压强度的主要因素

（1）块体和砂浆的强度

块体和砂浆的强度是决定砌体抗压强度的最主要因素。试验表明，块体和砂浆的强度高，砌体的抗压强度也高。相比较而言，块体强度对砌体强度的影响要大于砂浆，因此要提高砌体的抗压强度，应优先考虑提高块体的强度。

（2）砂浆的流动性和保水性

砂浆的流动性和保水性对砌体强度有较大的影响。在砂浆的流动性和保水性较好时，砂浆铺砌时易于铺平，可保证灰缝的均匀性和饱满度，可减小砖内的复杂应力，使砌体强度提高。水泥砂浆的流动性和保水性较差，因此在砂浆强度等级相同的前提下，用水泥砂浆砌筑的砌体抗压强度有所降低。

（3）砌筑质量

砌筑质量主要表现在水平灰缝的均匀性、饱满度和合适的灰缝厚度等方面。砂浆铺砌饱满、均匀，可改善块体在砌体中的受力性能，使之较均匀地受压而提高砌体抗压强度。同时，在保证质量的前提下，快速砌筑，能使砌体在硬化前就受压，可增加水平灰缝的密实性，也有利于提高砌体的抗压强度。

砂浆灰缝的厚度越厚，越难保证均匀与密实，会使块体的弯剪作用加大，另外受压灰缝横向变形所引起块体的拉应力也会随之增大，从而降低砌体强度。所以当块体表面平整时，灰缝应尽量减薄。砖和小型砌块砌体的灰缝厚度应控制在8～12 mm。

（4）块体的尺寸和形状

块体的尺寸、几何形状及表面平整程度对砌体抗压强度的影响较大。高度大的块体，其抗弯、抗剪及抗拉能力大，砌体的抗压强度高；块体长度较大、表面凹凸不平，都将使其受弯、受剪作用增大，从而降低砌体的强度；块体的形状越规则，表面越平整，砌体的抗压强度则越高。

2）砌体的抗压强度

根据《砌体结构设计规范》（GB 50003—2011），龄期为28 d的以毛截面面积计算的各类砌体的抗压强度设计值，当施工质量控制等级为B级时，应根据块体和砂浆的强度等级确定。烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值见表9.1。

表9.1　烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值　　　　单位：MPa

注：当烧结多孔砖的孔洞率大于30%时，表中数值应乘以0.9。

下列情况的各类砌体，其砌体抗压强度设计值应乘以调整系数γa：

①对无筋砌体构件，其截面面积小于0.3 m²时，γ_a为其截面面积加0.7；对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于0.2 m²时，γ_a为其截面面积加0.8。构件截面面积以“m²”计。

②当砌体用强度等级小于M5.0的水泥砂浆砌筑时，对抗压强度设计值的调整系数γ_a为0.9。

③当验算施工中房屋的构件时，γ_a为1.1。

验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体的强度和稳定性，可取砂浆强度为零。