砖石及混凝土砌体结构解读

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1、第六章砖、石及混凝土砌体结构第一节砌体结构的基本概念及设计原则公路桥涵的基础、墩台、拱圈，隧道的衬砌，重力式挡土墙及涵洞的边墙等，一般采用素混凝土或砌石结构，可以充分利用材料的抗压能力强和就地取材的优点。混凝土与石结构通常称为圬工结构。6.1.1材料1混凝土混凝土一般采用整体灌注的形式形成结构，也可以采用混凝土预制块砌体结构。在结构尺寸较大的大体积混凝土中，可掺入不超过混凝土结构体积25％的片石，而成为片石混凝土。混凝土预制块砌体形状、尺寸应统一，其规格应与粗料石相同，砌体表面应整齐美观。2石料石砌体的石料，依其凿切和加工程度的不同，有片石、块石、粗料石及拱石。石料的抗压极限强

2、度，是以边长为200mm的立方体试件，在浸水饱和状态下进行试验确定。片石：一般由爆破或楔劈法开采的石块，使用时形状不受限制，但中部的厚度一般不小于150mm，石料的抗压极限强度宜大于30MPa。块石：形状应大致方正，顶、底面大致平整，厚度为200mm~300mm，宽度约为厚度的1~1.5倍，长度约为厚度的1.5—3倍。块石一般不经修凿加工，但应敲去其尖角突出的部分。粗料石：它由岩层或大块石料开劈，并经粗略加工修凿而成，外形应方正，成六面体，厚度为200mm~300mm，宽度约为厚度的1~1.5倍，长度约为厚度的2．5~4倍，表面凹陷深度不大于20mm。石料的极限抗压强度宜大于4

3、0MPa。拱石：可根据设计设计要求采用粗料石、块石或片石。拱石应立纹破料，岩石面应与拱轴垂直，各排拱石沿拱圈内弧的厚度应一致。拱石高度应为最小厚度的1.2~2倍，长度应为最小厚度的2.5~4倍。3砂浆砌体结构是用水泥砂浆或小石子混凝土作为胶结料进行砌筑。水泥砂浆强度等级用Mxx表示，为边长为70.7mm的立方体试件，在标准条件下养护28d的抗压强度。常用的砂浆强度等级分别为M20，M15，M10，M7.5，M5，M2.5六个等级。砂浆必须具有良好的和易性，其稠度以标准圆锥体沉入度表示，用于石砌体时宜为50~70mm，气温较高时可适当增大。小石子混凝土是由水泥和粒径不大于20mm

4、的细卵石或碎石、细砂和水配制而成，但含石率不宜超过30％。小石子混凝土拌和物应具有良好的和易性，坍落度宜为50~70mm（片石砌体）或70~100mm（块石砌体）。4砌体材料最低强度等级砖、石和混凝土材料及其砌筑砂浆的最低强度等级表6-1结构物种类材料最低强度等级砌筑砂浆最低强度等级拱圈30号石料、C20混凝土（现浇）、C25混凝土（预制）、7.5号砖（小桥）大中桥M7.5，小桥M5大中桥墩台及基础、梁式轻型桥台25号石料、C15混凝土、10号砖圬工里层M2.5，圬工表面层不宜低于M5小桥涵墩台及基础挡土墙25号石料、C15混凝土、7.5号砖墩台及基础不宜低于M5，挡土墙不宜低

5、于M2.56.1.2砌体的力学性能1砌体的种类根据所用块材的不同，常用砌体分为以下几类：(1)片石砌体片石应分层砌筑，砌筑时敲击其尖锐凸出部分，并交错排列，互相咬接，竖缝应相互错开，不得贯通。片石应放置平稳，避免过大空隙，并用小石子填塞空隙，砂浆用量不宜超过砌体体积的40％，以防砂浆的收缩过大，砌缝宽度一般不应大于4cm，用小石子混凝土砌筑时不应大于5cm。(2)块石砌体块石应平砌，每层石料高度大致相等，并应错缝砌筑，砌缝宽度不宜过宽，否则影响砌体强度，一般水平缝不得超过3cm，竖缝不应大于4cm。(3)粗料石砌体砌筑前应按石料厚度与砌缝宽度预先计算层数，选好石料。砌筑时石料应

6、安放端正，保证砌缝平直，缝宽度不大于2cm，并应错缝砌筑，错缝距离不小于l0cm。(4)混凝土预制块砌体砌筑要求同粗料石砌体，但砌缝宽度不大于1cm。(5)砖砌体砌筑时应上下错缝，内外搭砌，砌缝宽度不大于1cm。2砌体的抗压强度砌体是由单块块材用砂浆粘结砌筑而成，其受压工作性能与单块块材有较大差异。（1）砌体受压时的应力状态a.砌体中块材处于压、弯、剪复合受力状态砌体在砌筑过程中，水平砂浆铺设不饱满、不均匀，加之块材表面可能不平整，使块材在砌体中并非均匀受压，而是处于压、弯、剪复合受力状态（如图6-1）。通常块材的抗拉、抗剪强度较低，弯曲产生的拉应力和剪应力可使单块块材首先出现

7、裂缝。图6-2块材横向拉应力图6-1受压砌体中块材的受力状态b.砌体中块材承受水平拉应力砌体在受压时要产生横向变形，块材和砂浆的弹性模量及横向变形系数不同，一般情况下，块材的横向变形小于砂浆的变形。由于块材与砂浆之间粘结力和摩擦力的作用，使二者的横向变形保持协调，块材与砂浆的相互制约使块材内产生横向拉应力，使砂浆内产生横向压应力。c.竖向灰缝应力集中砌体中竖向灰缝一般不密实饱满，加之砂浆硬化过程中收缩，使砌体在竖向灰缝处整体性明显削弱。位于竖向灰缝处的块材内产生较大的横向拉应力和剪应力的集中