《ej砌体结构讲义》PPT课件

1、 尼罗河三角洲的吉萨建造的三座大金字塔（公元前尼罗河三角洲的吉萨建造的三座大金字塔（公元前2723前前 2563年），是精确的正方锥体，其中最大的胡夫金字塔，塔年），是精确的正方锥体，其中最大的胡夫金字塔，塔 高高146.6米，底边长米，底边长230.60米，约用米，约用230万块重万块重2.5吨的石块建吨的石块建 成。成。 公元公元7082年建造的罗马大斗兽场（科洛西姆圆形竞技场）平面为椭年建造的罗马大斗兽场（科洛西姆圆形竞技场）平面为椭 圆形，长轴圆形，长轴189米，短轴米，短轴156.4米，高米，高48.5米，分四层，可以容纳米，分四层，可以容纳58 万观众，也用块石砌成。万观众，也用块

2、石砌成。 长城长城 中国隋朝李春建造的赵州桥是中国最古和当时跨径最大的单中国隋朝李春建造的赵州桥是中国最古和当时跨径最大的单 孔空腹式石拱桥孔空腹式石拱桥 西安大雁塔也为砖砌单筒体结构，高西安大雁塔也为砖砌单筒体结构，高60多米，多米，1200多年来，多年来， 历经数次地震，仍巍然屹立。历经数次地震，仍巍然屹立。 a.a.水平网状配筋砌体，水平网状配筋砌体， 在水平灰缝中配置钢筋网片，提高轴心抗压承载力在水平灰缝中配置钢筋网片，提高轴心抗压承载力 b.b.混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体，混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体， 偏心距超限的砖砌体外侧配置纵向钢筋偏心距超限的砖砌体外侧配置纵向钢筋 ，

3、提高偏心抗压承载力提高偏心抗压承载力 c.c.砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 ，在房屋墙体中设置间距不大于，在房屋墙体中设置间距不大于4m4m的构造柱，的构造柱， 提高砖墙的承载力提高砖墙的承载力 2211 )07. 01 (kffkf a m 23, fkf mt )645. 11 ( fmk ff fk ff/ 22 SRz 22 - )( )(1)( )()0( SR SR z z z z z z z z z z z z f f Z pZpp p 令 值表示标准正态分布函数 为：失效概率 结构安全等级和结构重要性系数结构安全等级和结构重要性系数 结构承载力极

4、限状态的可靠度指标结构承载力极限状态的可靠度指标 0 对于第二个组合的第二项系数为8，可取为1.0 经分析表明，采用两种荷载效应组合模式后，提高了以自重为主的砌体 结构可靠度，两个设计表达式的界限荷载效应（可变荷载效应与永久 荷载效应比值）0.376 0.376，G1.35,Q1.0 0.376,G1.2,Q1.4 KG n i QikKQKG SSSS 1 2 120 8.04.12.1 KG S 1 KG S 2 1 1 u NAf 偏心受压构件与轴心受压构件的比值， 称为偏心影响系数。 4、偏心影响系数1试验点的分布 和回归得到的 1与e/i的关系曲线 1 2 1 2

5、1 11 2 () I i A h i e h 矩 形 截 面 ： 矩 形 截 面 ： 5、偏心影响系数 M e N 12 1 1 e i 1 2 1 112() 3.5 T T T T e h hT h I hii A 形 或字 形 截 面 的 折 算 厚 度 ， 即 将 非 矩 形 截 面 按 回 转 半 径 相 同 的 原 则 折 算 的 为的 等 效 矩 形 截 面 。 ， 返回 2 2 00 02 2 0 0 2 0 2 1 () 1 0 , 1 () 1 1 1 1 1 1 2 1 11 11 2(1) 1 2 1 11 2 1 2 i i i i ee i e e i ei h

6、e e h e h 当为 轴 心 受 压 的 弯 曲 系 数 矩 形 ： 1、附加偏心距法 0 0 2 2 22 2 2 2 1 1 1 460 12 11 1 1 1 m H i f 利用材料力学公式可求的轴心受压柱的稳定系数： 砌体弹性特征值， 当为矩形截面时， 0 0 2 31 12 H h 构件高厚比，当时， 与砂浆强度等级有关的系数， 0 0 T H h H T h 矩 形 ： 形 ： 0 3500 9.46 370 H h 0 22 6 18000620 186 1602 112.5 0.181 620 =15 5000 8.06 620 A=490620=0

7、.304m 0.3m Nu=fA=0.511.290.30410 =200kN160kN M eymm N e h H h 查 表 查 表=0.51 0 6 5000 10.2 490 0 Nu= fA=0.825 1.29 0.304 10 =323.5kN160kN H b e 查表 =0.825 返回 hT=3.5i=3.5162 =567mm （2）受压承载力计算）受压承载力计算 e = 120 280kN 满足要求。满足要求。 返回 ) / / (1 1 12 ) / / (1 1 12 121 1 0 0 22 behe beh e behe heh e h ee b ee bh

8、b ib bh h ih ihhibb ）（）（ 式中，式中，e eb b、e eh h轴向力在截面重心轴向力在截面重心x x轴、轴、y y轴方向的偏心距，轴方向的偏心距， e eb b、e eh h应分别小于应分别小于0.5x0.5x、0.5y0.5y； x x、yy自截面重心沿自截面重心沿x x轴、轴、y y轴至轴向力所在偏心方轴至轴向力所在偏心方 向截面边缘的距离；向截面边缘的距离； e eib ib、 、e eih ih 轴向力在截面重心轴向力在截面重心x x轴、轴、y y轴方向的附加偏心轴方向的附加偏心 距；距； 3 3、砌体局部受压分析砌体局部受压分析 局部受压时，直接受压的局部范

9、围内的砌体抗压强度有局部受压时，直接受压的局部范围内的砌体抗压强度有 很大程度的提高。很大程度的提高。 套箍强化套箍强化 应力扩散应力扩散 力的扩散作用图局压试件应力分布 0 10.351 l A A 局部受压面积本身砌体的抗压强度 非局部受压面积A0-Al所提供 的侧压力的影响 Ao=( a + h )h， 1.25 ；Ao=( a+h )h +( b+hlh ) hl ，1.5； Ao=( a+c+h )h ， 2.5 ； Ao=( b + 2h )h，2.0； 0 10 c h a f 梁截面高度 砌体抗压强度设计值 0ll NNf A 0 1.50.5 l A A 上部荷载折减系数 /

10、30 l A 0 当A时， 局部受压面积内上部荷载设计值产生的轴向力 梁端荷载设计值产生的支承压力 梁端底面应力图形完 整系数，一般可取0.7， 对于过梁、墙梁可取 1.0 00l NA 上部平均压应力设计值 灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值 =0.30=0.300.33=0.100.33=0.10 灌孔砌体的抗压强度设计值灌孔砌体的抗压强度设计值 fgfgf f0.60.6f fc c2.22+0.62.22+09.6=2.80 N/mm9.6=2.80 N/mm2 22fN26800=85.1kNNl l=79kN=79kN 满足要求。满

11、足要求。 01lb NNA f E、I分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩； E、h砌体的弹性模量、墙厚 3.43.4砌体受拉、受弯及受剪承载力计算砌体受拉、受弯及受剪承载力计算 轴心受拉构件承载力，可表达为 Nl轴心拉力设计值； ft砌体轴心抗拉强度设计值 0 0.260.028 f 0 0.230.065 f 本章教学本章教学内容内容： 配筋砖砌体：配筋砖砌体： 网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体 组合砖砌体组合砖砌体 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 配筋砌块砌体：配筋砌块砌体： 本章教学要求：本章教学要求： 理解配筋砖砌体受力特点，计算方法和构造要求。理解配筋砖

12、砌体受力特点，计算方法和构造要求。 理解配筋砌块砌体构件受力特点，承载力计算方法及构造。理解配筋砌块砌体构件受力特点，承载力计算方法及构造。 本章教学重点：本章教学重点： 配筋砖砌体构件承载力计算 本章教学难点： 合理选择配筋砌体的类型，并进行承载力计算。 nn AfN fn网状配筋砖砌体抗压强度设计值 yn f y e ff 100 2 12 fy钢筋的抗拉强度设计值，当fy320N/mm2，取fy320N/mm2 钢筋网配筋率， 100 v vs 或 100 2 n S as A A截面面积 n 高厚比、配筋率及轴向力偏心距对网状配筋砖砌体受压构件承高厚比、配筋率及轴向力偏心距对网状配筋砖

13、砌体受压构件承 载力载力 的影响系数。的影响系数。 2 0 0 2 1 11 112(1) 12 1 13 1 667 n n n e h / () conccsys NfAf Af A fc混凝土或砂浆面层的轴心混凝土或砂浆面层的轴心 抗压强度设计值，砂浆的轴心抗抗压强度设计值，砂浆的轴心抗 压强度可取同强度混凝土轴心抗压强度可取同强度混凝土轴心抗 压强度的压强度的70，当砂浆为，当砂浆为M10， 其值取其值取3.5MPa;当砂浆为当砂浆为 M7.5时取时取2.6MPa. A砖砌体的截面面积；砖砌体的截面面积； Ac混凝土或砂浆面层的截面面积混凝土或砂浆面层的截面面积 受压钢筋的强度受压钢筋

14、的强度 系数，混凝土面层取系数，混凝土面层取 1.0，砂浆面层取，砂浆面层取0.9 组合砖砌体的稳定组合砖砌体的稳定 系数，表系数，表62 sy f b 0 x h 235:0.55 335:0.425 b b HPB HRB 650 800 s f / c cs yss S N fA f AA AA / ,0 () Nsc c ssyss NefSf Sf A ha 受 压 区 的 高 度 可 按 下 式 确 定 ： / , 0 Ncc ssysNsS N fSf Sf A eAe () 2 Nas h eeea / () 2 Nas h eeea 2 (10.022 ) 2200 a h

15、e （3 3）砂浆面层的厚度，可采用）砂浆面层的厚度，可采用303045mm45mm。当面层厚度大于。当面层厚度大于45mm45mm时，时， 其面层宜采用混凝土。其面层宜采用混凝土。 （4 4）竖向受力钢筋宜采用）竖向受力钢筋宜采用HPB235HPB235级钢筋，对于混凝土面层，亦可采级钢筋，对于混凝土面层，亦可采 用用HRB335HRB335级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于0.1%0.1%， 对混凝土面层，不宜小于对混凝土面层，不宜小于0.2%0.2%。受拉钢筋的配筋率，不应小于。受拉钢筋的配筋率，不应小于0.1%0.1%。

16、竖。竖 向受力钢筋的直径，不应小于向受力钢筋的直径，不应小于8mm8mm，钢筋的净间距，不应小于，钢筋的净间距，不应小于30mm30mm。 / () COmnc cs y NfAf Af A 1 4 1 3 c l b 组合墙稳定系数组合墙稳定系数砖砌体净截面面积砖砌体净截面面积 强度系数强度系数 当当l/bc小于小于4， 取取l/bc等于等于4。 （1 1）平截面假定：配筋砌块砌体受力变形后，其截面仍）平截面假定：配筋砌块砌体受力变形后，其截面仍 然保持平面；然保持平面； （2 2）砌体和灌孔混凝土的抗拉强度在截面设计时不考虑；）砌体和灌孔混凝土的抗拉强度在截面设计时不考虑； （3 3）砌体

17、受压区的应力图形可简化为矩形；）砌体受压区的应力图形可简化为矩形； （4 4）砌体和灌孔混凝土的极限压应变为）砌体和灌孔混凝土的极限压应变为0.0030.003；钢筋的极；钢筋的极 限拉应变不超过限拉应变不超过0.010.01。 第第5 5章混合结构房屋墙、柱设计章混合结构房屋墙、柱设计 承重墙体承重墙体 自承重墙体自承重墙体 分隔墙体分隔墙体 横墙承重方案 纵墙承重方案 纵横墙承重方案 内框架承重方案 底部框架承重方案 梁 纵墙 横墙 路线：路线： 屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载 (梁梁)外墙外墙 基础基础 地基地基 梁梁框架柱框架柱 s 山墙顶面水平位移，取 决于山墙的刚度 屋盖平面内产生的

18、弯曲变 形，取决于屋盖刚度及横 （山）墙间距，屋盖刚度 愈大，横（山）墙间距愈 小，v越小 以上分析表明，由于山墙或横墙的存在，改变了水平荷载的传 递路线，使房屋有了空间作用，而且，两端山墙距离越近，或增加 越多的横墙，屋盖的水平刚度越大，房屋的空间作用越大，即空间 性能越好，则水平位移越小。 p s s p 11 11 ()MG e e为上下阶柱轴线间距离 5.3.1刚性方案房屋墙、柱设计 2 21 ll 2 21 ll B 2 ) 3 2 ( 21 ll HbB 2 1 1 2 i Mq H Iul NNN Ill MN e 0 IIul II NNNG M 0 0 0 0.4 10 l

19、eya y a h a f 墙截面形心到受压最大边缘的距离； 梁、板有效支撑长度 内墙计算简图内墙计算简图 内墙承受的荷载内墙承受的荷载 风载内力风载内力 控制截面：墙底截面控制截面：墙底截面 3 3、计算步骤、计算步骤 （1）在排架上端加一不动水平铰支座，形成无侧移的平 面排架，其内力分析同刚性方案，求出支座反力R及内力； （2）再把已求出的反力R反作用于排架顶端，求出其内 力图； （3）叠加 2 (23) 2 a AB x M M MM Mx M H b M =M 12 2 ()1 2 ()2 3 () 8 1 8 1 8 A b B b RWqqH Mq H Mq H ( )12 ( )

20、12 13 () 228 13 () 228 A c B c H MRHWqq H H MRHWqq H ()() ()() AAbAc BBbBc MMM MMM 一一.单层刚弹性方案房屋墙、柱计算单层刚弹性方案房屋墙、柱计算 1、计算简图、计算简图 由于线弹性结构的力与位移成正比，弹性方案结构顶部所由于线弹性结构的力与位移成正比，弹性方案结构顶部所 受的水平力为受的水平力为R，刚弹性方案作用在结构上的相应的力就，刚弹性方案作用在结构上的相应的力就 为为R。 (1)R (1)RRR 22 12 22 21 133 () 281616 133 () 281616 A A WH Mq Hq H

21、WH Mq Hq H / 2 dd e 10 0 . 4 2 d ea 0sk qksH 00 0 () () sswww www qksHksHsH k sHHsH 0pkk qk p 0 . 7 d D 0 . 7 d D 0 3 3 1() M M Ed CHD skpk VVN 0 12 0 H h hH 墙 厚 或 矩 形 柱 与相 对 应 的 边 长 ； 当与墙连接的相邻两横墙的距离 ， 墙的高度不受高厚比限制。 12 sh 当洞口高度等于或小于 墙高的1/5时，取 等于1.0 B B、壁柱间墙高厚比验算、壁柱间墙高厚比验算 按无壁柱墙公式验算 确定H0时，S取相邻壁柱间的距离壁柱间的距离 0 12 1 c c c c H h b l 带 构 造 柱 墙 允 许 高 厚 比 提 高 系 数 0 4100 21.1 190 H h 2 2 0 2 1.23 10.410.40.83 8.4 0.832621.6 4100 21.1 190 s b s H h 求壁柱截面的折算厚度 A=2402200+370250=620500mm2 1 2 32 3294 9 250 2402200 1200250370(240) 2 156.5 620500 240250156.5333.5 1 22002402200240(156.5120) 12 1 37