第四节 砌体的轴心受拉、弯曲受拉和受剪性能

砌体的抗压强度高而抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度低，所以，砌体主要用作受压构件承受压力作用，但有时也用作其他构件，承受轴心拉力、弯矩及剪力作用。如圆形水池池壁、谷仓壁在液体或存储物的侧向压力作用下承受轴向拉力作用（图1-14）；挡土墙在土压力作用下，承受弯矩、剪力作用（图1-15）；砖砌弧拱过梁支座处承受剪力作用（图1-16）等。

一、砌体轴心受拉

1．砌体轴心受拉破坏特征

砌体轴心受拉时，拉力作用的方向不同，砌体的破坏形态也不同。当砌体轴向拉力的作用方向平行于水平灰缝时，因通常块材强度较高而砂浆强度较低，而沿竖向灰缝及水平向灰缝截面发生齿缝破坏[图1-17（a）]。当轴向拉力与砌体的水平灰缝垂直时，砌体将沿水平灰缝截面发生通缝破坏[图1-17（b）]。上述两种破坏形态的砌体抗拉强度均取决于砂浆的黏结强度。砂浆的黏结强度包括沿水平灰缝方向的切向黏结强度和垂直水平灰缝方向的法向黏结强度。法向黏结强度因受砌筑质量等因素影响而往往得不到保证，因此不允许采用沿通缝截面受拉的轴心受拉构件。

2．砌体轴心抗拉强度

砌体轴心抗拉强度取决于砂浆的黏结强度。试验表明，砂浆强度大则其黏结强度也大；砂浆强度小则其黏结强度也小。因此，可采用砂浆的抗压强度来反映其黏结强度，砌体的轴心抗拉强度平均值ft, m按式（1-3）计算，即

式中 k3——与块材种类有关的系数。对烧结普通砖、烧结多孔砖，k3=0.141；对蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖，k3=0.09；对混凝土砌块，k3=0.069；对毛石，k3=0.075；

f2——砂浆的抗压强度平均值。

各类砌体的轴心抗拉强度标准值ft, k见表1-6。

二、砌体弯曲受拉

1．砌体弯曲受拉破坏特征

砌体弯曲受拉时也有两种破坏特征。当弯矩所产生的拉应力与水平灰缝平行时，可能沿齿缝截面发生破坏[图1-18（a）]；当弯矩产生的拉应力与通缝垂直时，可能沿通缝截面发生破坏[图1-18（b）]。与轴心受拉相同，砌体弯曲受拉强度取决于砂浆的黏结强度。

2．砌体弯曲抗拉强度

砌体沿齿缝破坏和沿通缝破坏时，弯曲抗拉强度平均值为

式中 k4——与砌体种类有关的系数。沿齿缝破坏时，烧结普通砖、烧结多孔砖砌体，k4=0.250；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，k4=0.18；混凝土砌块砌体，k4=0.081；毛石砌体，k4=0.113；沿通缝破坏时，烧结普通砖、烧结多孔砖砌体，k4=0.125；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，k4=0.09；混凝土砌块砌体，k4=056；

f2——砂浆的抗压强度平均值。

各类砌体的弯曲抗拉强度标准值ftm, k见表1-6。

三、砌体的受剪

（一）砌体的受剪破坏特征

砌体受剪时的破坏形态主要有沿通缝破坏和沿阶梯形缝破坏两种。在竖向压力较小时常发生图1-19（a）所示沿通缝的剪切破坏；在竖向压力较大时常发生图1-19（b）所示沿阶梯形缝的剪切破坏。

（二）砌体的抗剪强度

1．砌体的抗剪强度

砌体仅受剪应力作用时的抗剪强度主要取决于水平灰缝砂浆与块体之间的切向黏结强度。试验表明，在砂浆与块体的黏结强度中，切向黏结强度较高，法向黏结强度很低且不能得到保证，砌体沿通缝截面和沿阶梯形齿缝截面的抗剪强度相同。由于实际工程中竖向灰缝中的砂浆往往不饱满，且因干缩而易与块体脱开，因此砌体沿阶梯状齿缝的抗剪强度仅与水平灰缝的抗剪强度有关，而与竖向灰缝无关。故砌体沿阶梯状齿缝和沿水平灰缝的抗剪强度取值相同。砌体抗剪强度平均值fv, m按式（1-5）计算，即

式中 k5——与砌体种类有关的系数。烧结普通砖、烧结多孔砖砌体，k5=0.125；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，k5=0.09；混凝土砌块砌体，k5=0.069；

f2——砂浆的抗压强度平均值。

砌体抗剪强度标准值fv, k见表1-6。

2．垂直压力对砌体抗剪强度的影响

砌体通常是处于竖向压力和水平剪力共同作用下的复合受力状态，很少处于纯剪状态，砌体在复合受力状态下的抗剪强度与纯剪状态下的抗剪强度有很大不同。压力与砌体灰缝的夹角影响着灰缝截面上法向压应力与剪应力的比值（σy/τ）。随着压力与砌体灰缝夹角的变化，砌体可能发生3种形式的剪切破坏。

当压力与灰缝夹角θ＜45°时，灰缝截面上的法向分力σy小于切向分力τ，它们的比值σy/τ较小，这时试件沿通缝发生剪切滑移破坏，称剪摩破坏[图1-20（a）]；当45°≤θ≤6 0°时，灰缝截面上的法向分力σy大于切向分力τ，它们的比值σy/τ较大，这时试件沿阶梯形斜面发生剪压破坏[图1-20（b）]；当θ＞60°时，灰缝截面上的法向分力σy 明显大于切向分力τ，它们的比值σy/τ更大，这时试件将沿压应力方向产生裂缝而发生斜压破坏[图1-20（c）]。可见，通缝截面上法向应力σy和剪应力τ的比值对其受力性能和破坏特征有很大的影响。

实际工程中，处于剪-压复合受力状态的砌体基本上处于剪摩破坏范围内。根据剪摩破坏理论得到砌体在垂直压力作用下的抗剪强度设计值f′v应按下式计算，即

当采用灌孔混凝土砌块砌体时，式（1-6）中的砌体抗剪强度设计值fv以灌孔砌体的抗剪强度设计值fvg代替。

当γG=1.2时，有

当γG=1.35时，有

式中——在垂直压力作用下的砌体抗剪强度的设计值；

fv——砌体抗剪强度的设计值；

fvg——单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪强度设计值；

fg——灌孔砌体的抗压强度设计值；

α——修正系数，当永久荷载分项系数γG=1.2时砖砌体取0.60，混凝土砌块砌体取0.64，当永久荷载分项系数γG=1.35时砖砌体取0.64，混凝土砌块砌体取0.66；

μ——剪压复合受力影响系数；

σ0——永久荷载设计值产生的水平截面平均应力。