受压构件解析PPT学习教案

1、会计学1 受压构件解析受压构件解析 3.1 无筋砌体构件的设计计算无筋砌体构件的设计计算 受压构件受压构件 受拉构件 受弯构件 受剪构件 内容提要内容提要 砌体砌体 构件构件 砌体 构件 无筋砌 体构件 有筋砌 体构件 受力情形 有无配筋 受压受压 构件构件 轴心受压轴心受压 偏心受偏心受 压压 局部受压局部受压 第1页/共45页 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 3.1.1 3.1.1 概述概述 1.1.砌体结构受压构件砌体结构受压构件 （1 1）工程中实际构件：）工程中实际构件：墙、柱墙、柱等。等。 （2 2）按轴向力合力的作用位置，分：）按轴向力合力的作用位置，分：轴心受

2、压轴心受压和和偏偏 心受压心受压。 （3 3）按墙柱）按墙柱高厚比高厚比的不同，分为的不同，分为受压短柱受压短柱、受压受压 长柱长柱。 第2页/共45页 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 2.2.偏心距偏心距 一般情况下，把计算时e=0的情况归结为轴心受 压。 偏心受压时的偏心矩表示为： M e N -轴心压力设计值。N M -弯矩设计值。 第3页/共45页 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 3.高厚比 砌体受压构件也分为砌体受压构件也分为短柱（短柱（3 3）和）和长柱长柱。以。以高厚比高厚比大小大小 的大小来判定。的大小来判定。 对矩形截面 对T形截面 : :

3、不同砌体材料的高厚比修正系数。对烧结普通砖、烧结多不同砌体材料的高厚比修正系数。对烧结普通砖、烧结多 孔砖取孔砖取1.01.0；对砌块取；对砌块取1.11.1；蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、细料石、；蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、细料石、 半细料石取半细料石取1.21.2；对粗料石和毛石取；对粗料石和毛石取1.51.5。 0 H h 0 T H h H0 :受压构件的计算高度； h:矩形截面轴向力偏心方向 的边长，轴心受压时，h为截 面较小边长。 hT:T形截面的折算厚度，取hT = 3.5i，i为截面回转半径。 第4页/共45页 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 4.砌体受压承载力计算的目的

4、：计算在轴向压力作用下的构件 截面最大压应力不超过砌体抗压强度设计值。 3.1.2 轴心受压构件 1.轴心受压短柱： 轴心受压短柱是指e=0且3的受压构件。 承载力计算公式： N f A A：构件截面面积 第5页/共45页 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 2.轴心受压长柱： 当当高厚比高厚比 3 3（长柱）时，由于偶然偏心使构件产生附（长柱）时，由于偶然偏心使构件产生附 加弯曲应力。因而在相同荷载情况下，长柱截面边缘最大压应加弯曲应力。因而在相同荷载情况下，长柱截面边缘最大压应 力将大于其他条件相同的短柱截面压应力，即长柱受压承载力力将大于其他条件相同的短柱截面压应力，即长柱

5、受压承载力 小于短柱受压承载力。取小于短柱受压承载力。取 为为轴心受压稳定系数轴心受压稳定系数。 0 N f A 0 0= 轴心受压长柱受压承载力 轴心受压短柱受压承载力 则轴心受压长柱承载力表达式为 第6页/共45页 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 3.1.3 偏心受压构件 1.1.偏心受压短柱偏心受压短柱 当高厚比当高厚比 3 3（短柱）时，偏心受压短柱界面应力分别（短柱）时，偏心受压短柱界面应力分别 随偏心距变化而变化，最大截面应力可以按随偏心距变化而变化，最大截面应力可以按材料力学方法材料力学方法和和考考 虑砌体弹塑性性能方法虑砌体弹塑性性能方法。 第7页/共45页

6、3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 （1 1）按材料力学方法）按材料力学方法 即将砌体视为匀质弹性体，矩形截面边缘压应力：即将砌体视为匀质弹性体，矩形截面边缘压应力： （2 2）考虑砌体弹塑性能）考虑砌体弹塑性能 二是考虑砌体弹塑性性能。截面应力分布为曲线分布二是考虑砌体弹塑性性能。截面应力分布为曲线分布.通过试通过试 验分析验分析,可得矩形截面砌体的可得矩形截面砌体的偏心影响系数偏心影响系数为：为： 1 = N A -偏心影响系数，对矩形截面可算得 1 1 1 = 1 6 e h 22 11 11 12( ) e ee ih （ ） 第8页/共45页 2021-7-1710 i

7、 e e 2 1 1 () i ee i N f A 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 第9页/共45页 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 （2）考虑砌体弹塑性能 1 1 = 1 6 e h 2 1 1 12( ) e e h 对比对比 和和 ， 表明考虑表明考虑 砌体的弹塑性性能，达到相同边砌体的弹塑性性能，达到相同边 缘压应力时荷载值要比按材料力缘压应力时荷载值要比按材料力 学分析的大。学分析的大。 e 1 1e 则则考虑砌体弹塑性性能的偏心考虑砌体弹塑性性能的偏心 受压短柱的承载力受压短柱的承载力可表达为：可表达为： e N f A 第10页/共45页 3

8、.3.受压影响系数受压影响系数 的计算的计算( (表表3.13.1至至3.33.3） 当 ，由式（3.8）可得： ，对于 矩形截面， ，将上式代至（3.8），有： 其中： 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 0 0=e 且 0 1 1 i ei / 12ih 2 0 1 11 1 12(1) 12 e h 0 2 1 1 式中为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；砂浆强度为0 时， =0.009。 第11页/共45页 3.1.4 计算受压构件承载力的统一公式 1.计算受压构件承载力的统一公式： 即可以表

9、达为： 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 ：荷载设计值产生的轴向力：荷载设计值产生的轴向力 ：影响系数，由表：影响系数，由表3.1-3.33.1-3.3查出。由公式可知，查出。由公式可知， 越大，构件的承载力越大。越大，构件的承载力越大。 ：砌体的抗压强度设计值：砌体的抗压强度设计值, ,由表由表2.3-2.72.3-2.7查出查出 ：截面面积：截面面积 N f A NfA f N A 第12页/共45页 2.2.公式适用范围：公式适用范围： 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 按轴心受压承载力进行验算。 3.

10、偏心距较大时的处理办法 当 时，可采取以下措施： （1 1）增大截面尺寸，使）增大截面尺寸，使y y值增大。值增大。 （2 2）在梁端或屋架端部支承处设置带中心装置的垫块）在梁端或屋架端部支承处设置带中心装置的垫块 或带缺口的垫块，以减小偏心距。或带缺口的垫块，以减小偏心距。 （3 3）采用组合砖砌体构件，提高构件的承载力。）采用组合砖砌体构件，提高构件的承载力。 3.1 受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算 0.6ey 截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离 0.6ey 第13页/共45页 课堂练习课堂练习 例3.1一轴心受压砖柱，截面尺寸为370mmX490mm，采用MU10烧结普

11、 通砖及M2.5混合砂浆砌筑，荷载引起的柱顶轴向压力设计值为N=155kN， 柱的计算高度为H0=4.2m。试验算该柱的承载力是否满足要求。 解：考虑砖柱自重后，柱底截面的轴心压力最大，取砖砌体重力密度为 19kN/m3，则砖柱自重为 kNG4 .172 . 449. 037. 0192 . 1 kNN4 .1724 .17155 35.11 37. 0 2 . 4 0 h H 0 h e 796. 0 柱底截面上的轴向力设计值 砖柱高厚比 查附表， 项，得 第14页/共45页 2021-7-1716 22 3 . 01813. 049. 037. 0mmA 8813. 01813. 07 .

12、 07 . 0A a 2 /30. 1mmNf 6 0.8813 0.796 1.30 0.1813 10165336 a fAN kNNkN4 .1723 .165 因为 ，砌体设计强度应乘以调 整系数 查附表，MU10烧结普通砖，M2.5混合砂浆砌体的抗压强度设计值 该柱承载力不满足要求。 课堂练习课堂练习 第15页/共45页 2021-7-1717 当轴向压力仅作用于砌体的部分截面上时，称为当轴向压力仅作用于砌体的部分截面上时，称为局部受压局部受压。 3.2.1局部受压的分类和破坏形态 1. 局部受压的分类 构件受压 局部受压 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 局部 受压 局

13、部均 匀受压 局部非 均匀受压 局部受压面上压应力分布情况 第16页/共45页 18 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 （1 1）局部均匀受压：）局部均匀受压：砌体在局部受压面积上的压应力均匀分布砌体在局部受压面积上的压应力均匀分布 。 实际实例：支撑墙或柱的基础顶面的受压，洞口过梁，墙实际实例：支撑墙或柱的基础顶面的受压，洞口过梁，墙 梁下砌体局部受压。梁下砌体局部受压。 （2 2）局部非均匀受压：）局部非均匀受压：砌体在局部受压面积上的压应力分布不砌体在局部受压面积上的压应力分布不 均匀。均匀。 实际实例：梁端和屋架端部支撑处的砌体受压。实际实例：梁端和屋架端部支撑处的砌体受压

14、。 第17页/共45页 2021-7-17 19 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 局部受压 破坏形态 由于竖向裂缝 发展引起的破 坏 劈裂破坏 局部受压 砌体倍压碎 （a)由于竖向裂缝发 展引起的破坏 （b)劈裂破坏（c)局部受压面积上的砌体被压碎 局部受压 压应力图 第18页/共45页 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 （1 1）因纵向裂缝发展而引起的破坏）因纵向裂缝发展而引起的破坏 当当A A0 0/A/Al l不大时不大时，在局部压力作用下，在局部压力作用下 ，当横向拉应力出现达到砌体抗拉，当横向拉应力出现达到砌体抗拉 强度时，第一批纵向裂缝发生在强度时，第一批

15、纵向裂缝发生在1 1 2 2皮砖以下的砌体内（最大横向皮砖以下的砌体内（最大横向 拉应力位置），随荷载的增加，裂拉应力位置），随荷载的增加，裂 缝向上下发展，同时出其他纵向裂缝向上下发展，同时出其他纵向裂 缝和斜裂缝，最后砌体被压碎，破缝和斜裂缝，最后砌体被压碎，破 坏时形成一条主裂缝。坏时形成一条主裂缝。 第19页/共45页 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 （2 2） 第20页/共45页 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 （3 3）局部压碎）局部压碎 第21页/共45页 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 0 l A A 第22页/共45页 2021-7-

16、1724 f 0 A l A 0 l A 1 0.3511.0 A 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第23页/共45页 2021-7-17 25 0 A 0 A(ach)h ch 2.5 0 A(b2h)h 2.0 中部受压边部受压 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第24页/共45页 2021-7-1726 角部受压 端部受压 0111 A(hb)h(ha-h ) h 1.5 0 A(ah) h 1.25 对多孔砖砌体，以及未设圈梁或混凝土垫块的梁、屋架、对多孔砖砌体，以及未设圈梁或混凝土垫块的梁、屋架、 挑梁、楼板支承面下的灌孔混凝土砌块砌体，有孔的混凝挑梁、楼板

17、支承面下的灌孔混凝土砌块砌体，有孔的混凝 土砌块砌体，取土砌块砌体，取0 . 1 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第25页/共45页 2021-7-1727 f l l N A l AlNf 式中，N Nl l 局部受压面积上的轴向力设计值；局部受压面积上的轴向力设计值； 砌体局部抗压强度的提高系数，砌体局部抗压强度的提高系数，此时不需考虑此时不需考虑 ； f f 砌体的抗压强度设计值；砌体的抗压强度设计值； A Al l 局部受压面积，局部受压面积，mmmm2 2， A Al l = = abab。 a 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第26页/共45页 2021

18、-7-1728 0 l A 1 0.3511.441.25 A 4500 0.131.25 1.301.63 36000 l l N MPafMPa A 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第27页/共45页 2021-7-1729 Nl a0 max a 0 10 c h a f c h f 0l Aa b 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第28页/共45页 2021-7-1730 0 传递的内拱作用 0 内拱作用对砌体局压有利。传内拱作用对砌体局压有利。传 到梁下支承面的应力到梁下支承面的应力 可表可表 达为：达为： 式中 -上部荷载的折减系 数，当 时，取 =0

19、0 00 0 0.5(3) l A A 0 3 l A A 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第29页/共45页 2021-7-17 31 0 l l N A max 0 max l l N A 0 l l N A f 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第30页/共45页 2021-7-1732 b h 0 450 10 ()10186240 1.3 c h ammamm f 2 0 2 0 0 186 20037200 240 (240 2200)163200 4.393 l l Aa bmm Amm A A 第31页/共45页 2021-7-1733 0 1 0.3

20、511 0.354.39 11.642 l A A 0 0 50000 37200 1.921.64 1.32.13 0.7 l l N A MPafMPa 第32页/共45页 2021-7-1734 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第33页/共45页 2 b bt b t 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第34页/共45页 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第35页/共45页 2021-7-1737 b00 AN 0 b A bbb baA b a b b 0 N 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第36页/共45页 2021-7-1738

21、 f h a c 10 1 1 8 . 0 1 0 . 1 1 0 l A 1 0.3511.0 A 3 0l1b NNfA 3.2 局部受压承载力计算局部受压承载力计算 第37页/共45页 2021-7-1739 81. 3 A A ,175200mm250)2(240240A mm46000250184baA 240mmamm184 07. 2 700 10 f h 10a l 0 2 0 2 0l c 0 第38页/共45页 2021-7-1740 0 . 2587. 1181. 335. 011 A A 35. 01 l 0 MPa29. 307. 2587. 1f N/mm37. 6

22、 460007 . 0 205000A N 03 A A 2 0 l l l 0 ，则，故因 第39页/共45页 2021-7-1741 730mm)2402250mm(700b mm,240a , mm240t bbb 03. 1, 0 . 103. 129. 18 . 08 . 0 29. 11686. 135. 011 A A 35. 01 686. 1 A A ,283200mm700)2(240240A 168000mm700240baA 11 b 0 b 0 2 0 2 bbb 取 N126840168000755. 0AN 365. 0 07. 2 755. 0 f N/mm75

23、5. 0 1600240 290000 b00 0 2 0 第40页/共45页 2021-7-1742 1 mm6 .431094 . 0a4 . 0 N mm109 07. 2 700 95. 5 f h a 5.950.2)-(0.365 2 . 04 . 0 7 . 50 . 6 7 . 5 0 l c 10 1 的作用点位置为垫块上 则 M205000 (120-43.6) e47.2mm N126840205000 e47.2 0.197,3,3.1 h240 0.680.73 0.73(0.197-0.175)0.686 0.20.175 由表有 第41页/共45页 2021-7-1743 MPa13. 207. 203. 1f N/mm88. 2 686. 0 168000 205000 7