作为结构工程师,你一定要了解砌体结构的受力特点及其构造

来源:建筑界编辑:袁斌发布时间:2022-01-26 15:26:02

[摘要] 砌体结构一般指砖混结构。随着水泥、混凝土和钢筋混凝土的应用,砖混结构建筑迅速兴起。高强度砖和砂浆的应用,推动了高层砖承重建筑的发展。接下来我们一起学习下它的受力特点及其构造,以免更好地进行砌体结构的施工。


  一、砌体材料及砌体的力学性能

  (1)砌块。

  砖、砌块根据其原料、生产工艺和孔洞率来分类。由黏土、石岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料,经焙烧而成的实心或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖,称为烧结普通砖;孔洞率大于25%,孔的尺寸小而数量多,主要用于承重部位的砖称为烧结多孔砖,简称多孔砖。烧结普通砖又分为烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖和烧结粉煤灰砖。以石灰和砂为主要原料,或以粉煤灰、石灰并掺石膏和骨料为主要原料,经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖,称为蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖,简称灰砂砖或粉煤灰砖。

  (2)砂浆。

  砂浆可使砌体中的块体和砂浆之间产生一定的黏结强度,保证两者能较好地共同工作,使砌体受力均匀,从而具有相应的抗压、抗弯、抗剪和抗拉强度。砂浆按组成材料的不同,可分为:水泥砂浆,水泥混合砂浆,石灰、石膏、黏土砂浆。

  (3)砌体。

  按照标准的方法砌筑的砖砌体试件,轴压试验分三个阶段。第1阶段,从加载开始直到在个别砖块上出现初始裂缝,该阶段属弹性阶段,出现裂缝时的荷载约为0.5~0.7倍极限荷载。第Ⅱ阶段,继续加载后个别砖块的裂缝陆续发展成少数平行于加载方向的小段裂缝,试件变形增加较快,此时的荷载不到极限荷载的0.8倍。第Ⅲ阶段,继续加载时小段裂缝会较快沿竖向发展成上下贯通整个试件的纵向裂缝。试件被分割成若干个小的砖柱,直到小砖柱因横向变形过大发生失稳,体积膨胀,导致整个试件破坏。

  由于砂浆铺砌不均,砖块不仅受压,而且还受弯、剪、局部压力的联合作用;由于砖和砂浆受压后横向变形不同,还使砖处于受拉状态;此外,由于有竖缝存在,使砖块在该处又有一个较高的应力区。因此,砌体中砖所受的应力,十分复杂,特别是拉、弯作用产生的内力,使砖较早出现竖向裂缝。这正是砌体抗压强度比砖抗压强度小得多的原因。规范根据试验资料给出了不同砌体的强度设计值。影响砖砌体抗压强度的主要因素包括:砖的强度等级;砂浆的强度等级及其厚度;砌筑质量,包括饱满度、砌筑时砖的含水率、操作人员的技术水平等。

  二、砌体房屋结构的主要构造要求

  砌体结构的构造是确保房屋结构整体性和结构安全的可靠措施。墙体的构造措施主要包括三个方面,即伸缩缝、沉降缝和圈梁。

  三、掌握钢结构构件的受力特点及其连接类型

  1.钢结构的连接

  (1)焊缝连接:焊缝连接是目前钢结构的主要连接方法。其优点是构造简单,节约钢材,加工方便,易于采用自动化操作,不宜采用于直接承受动力荷载的结构,其他情况均可采用焊缝连接。

  (2)铆钉连接:铆接由于构造复杂,用钢量大,现已很少采用。因为铆钉连接的塑性和韧性较好,传力可靠,易于检查,在一些重型和直接承受动力荷载的结构中,有时仍然采用。

  (3)螺栓连接:螺栓连接又分为普通螺栓和高强度螺栓两种。普通螺栓施工简单,拆、装方便。普通螺栓一般由Q235制成。高强度螺栓用合金钢制成,高强度螺栓制作工艺精准,操作工序多,要求高。目前,在我国桥梁及大跨度结构房屋及工业厂房中已广泛采用。

  2.钢结构构件制作、焊接、运输、安装、防火与防锈

  (1)制作:钢结构制作包括放样、号料、切割、校正等诸多环节。高强度螺栓处理后的摩擦面、抗滑移系数应符合设计要求。制作质量检验合格后进行除锈和涂装。一般安装焊缝处留出30~50mm暂不涂装。

  (2)焊接:焊工必须经考试合格并取得合格证书且必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。焊接材料与母材应匹配,全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,采用射线探伤。施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法等,应进行焊接工艺评定。

  (3)运输:运输钢构件时,要根据钢构件的长度和重量选用车辆。钢构件在车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证构件不产生变形,不损伤涂层。

  (4)安装:钢结构安装要按施工组织设计进行,安装程序须保证结构的稳定性和不导致永久性变形。安装柱时,每节柱的定位轴线须从地面控制轴线直接引上。钢结构的柱、梁、屋架等主要构件安装就位后,须立即进行校正、固定。由工厂处理的构件摩擦面,安装前须复验抗滑移系数,合格后方可安装。

  (5)防火与防锈。

  1)钢结构防火性能较差。当温度达到550℃时,钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的0.7,结构即达到它的强度设计值而可能发生破坏。设计时应根据有关防火规范的规定,使建筑结构能满足相应防火标准的要求。在防火标准要求的时间内使钢结构的温度不超过临界温度,以保证结构正常承载能力。

  2)外露的钢结构可能会受到大气,特别是被污染的大气严重腐蚀,最常见的是生锈。这就必须对构件的表面进行防腐蚀处理,以保证钢结构的正常使用。防腐处理方法根据构件表面条件及使用寿命的要求决定。在进行构造设计时,应对构造做法妥善处理,避免诸如将槽钢槽口朝上放置,造成积水等情况;大型构件应有人能进入的观察口,以便检查、维护构件内部情况等。

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