砌体的受压分析教材.docx

砌体的受压性能砌体的抗压强度是最主要的强度指标。但由于砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的结构,其受压性能与单一匀质材料有明显的不同。不同类型的砌体结构,其抗压强度也不同,但其受压工作机理基本一致。以无筋砖砌体结构为例,其从轴心受压至破坏大致可分为三个阶段(见图1)。第一阶段:从结构开始受压到个别砖出现裂缝。此时施加的荷载约为破坏荷载的50%~70%。在这一阶段,个别砖出现竖向短裂缝,如果此时压力不再增大,裂缝也不会继续发展。第二阶段:随着压力的增大,个别砖的短裂缝继续延长、加宽,将该皮砖裂通后进一步向上、下发展,并逐步形成贯穿几皮砖的连续裂缝,同时产生新的裂缝。此时,压力达到破坏荷载的80%~90%,即使不再增加压力,裂缝仍会继续发展。由于房屋处于长期荷载作用之下,这一阶段就是砌体的实际破坏阶段。第三阶段:压力继续增加,裂缝迅速发展,几条主要的连续裂缝将砌体分割成若干小柱体。整个砌体明显外胀,最终因这些小柱发生失稳或压碎而导致整个砌体的破坏。图1无筋砖结构受压破坏过程(a)第一破坏阶段(b)第二破坏阶段(c)第三破坏阶段砌体内单块砖的应力状态和受力特点有以下几个方面:(1)由于砖的表面不平整,砂浆铺设又不可能十分均匀,这就造成了砌体中每一块砖不是均匀受压,而是同时受弯曲和剪切的作用。因为砖的抗弯、抗剪强度远低于抗压强度,所以砌体中常常由于单砖承受不了弯曲应力和剪应力而出现第一批裂缝。在砌体破坏时,也只是在局部截面上的砖被压坏,就整个截面来说砖的抗压能力并没有被充分利用。所以砌体的抗压强度总比砖的强度小。(2)砌体竖向受压时,就要产生横向变形。强度等级低的砂浆横向变形比砖大(弹性模量比砖小),由于两者之间存在着粘结力,保证两者具有共同的变形,因此产生了两者之间的交互作用。砖阻止砂浆变形使砂浆在横向也受到压力,反之砖在横向受砂浆作用而受拉。砂浆处于各向受压状态,其抗压强度有所增加。当用强度等级高的砂浆砌筑时,上述两者的交互作用则不明显。(3)砌体的竖向灰缝不可能完全填满,造成截面面积有所减损,则在该处容易产生横向拉应力和剪应力的应力集中,从而引起砌体强度的降低。