砌体结构承载力计算.ppt

第三节砌体结构构件承载力计算,3-1受压构件承载力计算,墙、柱,矩形,T形,1、分类,2、截面形式,3、计算类型,全截面受压计算,局部受压计算,受压构件,偏心受压,N,单向偏心受压,双向偏心受压,轴心受压,N,N,一、概述,第三节砌体结构构件承载力计算,二、受力分析,（一）受压短柱的承载力分析,随着偏心距的增大构件所能承担的纵向压力明显下降,A砌体截面面积,f砌体抗压强度设计值,偏心影响系数,e轴向力偏心矩,i截面的回转半径，,矩形截面：,T形或其他形状截面：,h截面长边,I截面沿偏心方向的惯性矩,A截面面积,hT代替h,3-1受压构件承载力计算,hT折算厚度，,引进偏心影响系数,第三节砌体结构构件承载力计算,（二）受压长柱的受力分析,3-1受压构件承载力计算,纵向弯曲的影响,偏心距e,附加偏心距ei,+,e=0,矩形截面,纵向弯曲系数,规范中考虑纵向弯曲和偏心距影响的系数：,与砂浆强度等级有关的系数,当砂浆强度等级M5时，=0.0015,当砂浆强度等级为M2.5时，=0.002,当砂浆强度为零时，=0.009,第三节砌体结构构件承载力计算,三、受压构件承载力计算公式,3-1受压构件承载力计算,A截面面积，对各类砌体均应按毛截面计算,（一）考虑的影响,N轴向力设计值,高厚比和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数,f砌体抗压强度设计值按砌体结构设计规范表3.2.1-1表3.2.1-7采用,矩形截面,T形截面,H0,h,不同砌体材料的高厚比修正系数,按砌体结构设计规范D.0.1条查表,受压构件的计算高度，按砌体结构设计规范表5.1.3采用,矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长,第三节砌体结构构件承载力计算,3-1受压构件承载力计算,（二）对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算，即：,（三）e的限值,y截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离,1、修改构件截面尺寸和形状（如；增加梁高或增加墙垛）,2、设置具有中心装置的垫块或缺口垫块,当轴向力的偏心距超过规定限值（）时，可采取以下措施：,三、受压构件承载力计算公式,第三节砌体结构构件承载力计算,四、例题,3-1受压构件承载力计算,【例2-1】截面为bh=490mm620mm的砖柱，采用MUl0砖及M5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，柱的计算长度H0=7m；柱顶截面承受轴向压力设计值N=270kN，沿截面长边方向的弯矩设计值M=8.4kNm；柱底截面按轴心受压计算。试验算该砖柱的承载力是否满足要求?,【解】1、柱顶截面验算,从规范表3.2.1-1查得=1.50MPa,A=0.490.62=0.3038m20.3m2，取a=1.0,（1）沿截面长边方向按偏心受压验算：,e=M/N=8.4/270=0.031m=31mmN=270kN,（2）沿截面短边方向按轴心受压验算：,=H0/b=1.07000/490=14.29,查表得=0.763,则fA=0.7631.50.3038106=347.7kNN=270kN满足要求,满足要求,第三节砌体结构构件承载力计算,四、例题,3-1受压构件承载力计算,【例2-1】截面为bh=490mm620mm的砖柱，采用MUl0砖及M5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，柱的计算长度H0=7m；柱顶截面承受轴向压力设计值N=270kN，沿截面长边方向的弯矩设计值M=8.4kNm；柱底截面按轴心受压计算。试验算该砖柱的承载力是否满足要求?,【解】2、柱底截面验算,砖砌体的重力密度=18kN/m3，则柱底轴心压力设计值,=H0/b=1.07000/490=14.29，查表得=0.763,fA=347.7kNN=321.7kN,N=270kN+1.35180.490.627kN=321.7kN,(采用以承受自重为主的内力组合),可见柱底截面承载力满足要求,第三节砌体结构构件承载力计算,3-1受压构件承载力计算,【例2-2】截面尺寸为1000mml90mm的窗间墙，计算高度H0=3.6m，采用MUl0单排孔混凝土小型空心砌块对孔砌筑，M5混合砂浆，承受轴向力设计值N=125kN，偏心距e=30mm，施工质量控制等级为B级，试验算该窗间墙的承载力。若施工质量控制等级降为C级，该窗间墙的承载力是否还能满足要求?,【解】(1)施工质量控制等级为B级,A1.00.19=0.19m2,f=0.892.22=1.98N/mm2,=H0/h=1.13600/190=20.84,e/h=30/190=0.158,e=30mmN=125kN，满足要求,(2)施工质量控制等级为C级,砌体抗压强度设计值应予降低,f=1.981.6/1.8=1.76N/mm2,fA0.3521.760.19106=117.7kN1.0,第三节砌体结构构件承载力计算,3-2砌体局部受压承载力计算,二、局部均匀受压承载力计算,NL局部受压面积上荷载设计值产生的轴向力,三、梁端支承处砌体局部受压,（一）梁端有效支承长度a0,hc梁的截面高度(mm),f砌体抗压强度设计值（N/mm2）,a,实际支承长度,NLfAL,第三节砌体结构构件承载力计算,3-2砌体局部受压承载力计算,三、梁端支承处砌体局部受压,(二)上部荷载对局部抗压的影响,内拱卸荷,结论：在一定范围内，上部荷载对局部抗压有提高作用，但超过一定范围后，这种有利影响降低。即：当A0/AL3时，不考虑上部荷载影响。,第三节砌体结构构件承载力计算,3-2砌体局部受压承载力计算,三、梁端支承处砌体局部受压,(三)梁端支承处砌体的局部受压承载力计算,N0+NLAL,上部荷载折减系数，=1.5-0.5A0/AL，当A0/AL3时，取=0；,N0由上部荷载设计值产生的轴向力，N00AL；,NL梁端荷载设计值产生的支承压力；,梁端底面应力图形的完整系数，一般可取0.7，对于过梁和墙梁可取1.0。,0上部平均压应力设计值；,若不满足，怎么办？,增大局部受压面积AL,（梁端设垫块或垫梁）,第三节砌体结构构件承载力计算,四、梁下设有刚性垫块,3-2砌体局部受压承载力计算,N0+NL1Ab,N0垫块面积Ab内上部轴向力设计值；N0=0Ab,垫块上N0及NL合力的影响系数，应采用规范D.0.1条取值：,1垫块外砌体面积的有利影响系数，1=0.81,Ab垫块面积；Ab=abbb,bb垫块的宽度,垫块,tb垫块的高度,ab垫块伸人墙内的长度,垫块上Nl合力点位置可取0.4a0处,第三节砌体结构构件承载力计算,1刚性垫块a0计算公式的系数,刚性垫块上表面梁端有效支承长度a0计算公式：,(bb-b)/2tb,1、tb180mm，,2、在带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸人翼墙内的长度不应小于120mm；,3、当现浇垫块与梁端整体浇注时，垫块可在梁高范围内设置,刚性垫块的构造要求：,第三节砌体结构构件承载力计算,五、粱下设有长度大于h0的钢筋混凝土垫梁,3-2砌体局部受压承载力计算,N0+NL2.42bbh0,N0=bbh00/2,N0垫梁上部轴向力设计值,bb、hb分别为垫梁在墙厚方向的宽度和垫梁的高度（mm）,2当荷载沿墙厚方向均匀分布时，2取1.0，不均匀分布时2可取0.5,h0垫梁的折算高度(mm),Eb、Ib分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩,h墙厚(mm),E砌体的弹性模量,第三节砌体结构构件承载力计算,六、例题,3-2砌体局部受压承载力计算,【例2-4】如右图所示的钢筋混凝土梁，截面尺寸bh=250mm500mm，支承长度a=240mm，支座反力设计值Nl=70kN，窗间墙截面尺寸1200mm240mm，采用MUl0砖、M5混合砂浆砌筑,梁底截面处的上部荷载设计值150kN，试验算梁底部砌体的局部受压承载力。,AL=0.71.591.5045650=76.2kNNl=70kN，满足要求。,【解】查规范表3.2.1-1，f=1.50MPa,取a0=182.6mm,AL=a0b=182.625045650mm2,A0=240(250+2240)=175200mm2,A0/A=175200/45650=3.8383,取=0(即不考虑上部荷载),，取=1.59,钢筋混凝土梁,若Nl=90kN，怎么办？,第三节砌体结构构件承载力计算,3-2砌体局部受压承载力计算,【例2-5】在例2-4中若Nl90kN，其他条件不变，设置刚性垫块，试验算局部受压承载力。,【解】由例2-4计算结果可知，当Nl90kN时，梁下局部受压承载力不满足要求。设预制垫块尺寸为abbb=240mm600mm,垫块高度为180mm，满足构造要求。则,AL=Ab=abbb240600144000mm2,A0/AL=259200/144000=1.8,1=0.8=0.81.313=1.051,上部荷载产生的平均压应力：,0/f=0.52/1.50=0.35,查表1=5.93,因为600+2240=1080mmNN0+Nl=165kN,Nl合力点至墙边的位置为0.4a0=0.4108.3=43.3mm,Nl对垫块重心的偏心距为el120-43.3=76.7mm,垫块承重的上部荷载为N00Ab=0.5214400075kN,作用在垫块上的轴向力NN0+Nl75+90165kN,轴向力对垫块重心的偏心距,e=Nlel/(N0+Nl)=9076.7/(75+90)=41.8mm,e/ab=41.8/240=0.174,查表(3),=0.732,满足要求,第三节砌体结构构件承载力计算,3-3轴心受拉、受弯和受剪构件,一、轴心受拉构件（例：圆形水池、筒仓）,圆形水池,W截面抵抗距,ft砌体的轴心抗拉强度设计值,Nt轴心拉力设计值,二、受弯构件（例：过梁、挡土墙）,1、受弯承载力,2、受剪承载力,M弯矩设计值,ftm砌体的弯曲抗拉强度设计值,VfVbZ,V剪力设计值,fv砌体的抗剪强度设计值,b、h截面的宽度和高度,Z内力臂，Z=I/S，当截面为矩形时，取Z=2h/3,I、S截面的惯性矩和面积矩,受弯构件,MftmW,NtftA,第三节砌体结构构件承载力计算,三、受剪构件,5-3轴心受拉、受弯和受剪构件,V(V+0)A,V截面剪力设计值,A水平截面面积，当有孔洞时，取净截面面积,fv砌体的抗剪强度设计值，对灌孔的混凝土砌块砌体取fvG,0永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力,当G=1.2及G=1.35时值,剪压复合受力影响系数,修正系数,第三节砌体结构构件承载力计算,【例2-6】一矩形浅水池，壁高H=1.4m，壁厚490mm，采用MUl0砖、M10混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，不考虑池壁