砌体结构承载力计算

1、一、受压短柱 不考虑纵向弯曲，但考虑弯矩（偏心距）18.1 eNe122a)2b)112/11ieyWeNANWeNAN.21fieyANAieyNANyIeNANuuuuu)1 (./.22AfNuhe611yie2yie2hea/5 . 175. 018.1 按材料力学公式计算得到的值偏小，即承载力偏小。有以下几个原因： 材料力学假定的是弹性材料，而砌体是弹塑性材料，其截面的实际应力分布不是直线而是曲线； 当截面存在应变梯度时，砌体抗压强度会提高； 对于偏心距较大的情况，截面开裂后，实际的偏心距减小了。18.1 在试验研究的基础上，砌体规范提出下列不分偏心距大小、统一的偏心距影响系数计算公

2、式： 任意截面矩形截面21)/(11ie21)/(1211he18.1 构件发生纵向弯曲时，其效果相当于截面在原始偏心距的基础上增加了一个附加偏心距， 当偏心距e=0时，二、受压长柱2)(11ieei20)(11iei18.1 当偏心距e=0时，稳定系数矩形截面：回代：20)(11iei110iei11120hei20 ) 11(1211211he18.1 式中： 与砂浆强度等级有关。2011砂浆强度等级 M5M2.5 0 0.0015 0.0020.009 18.1 高厚比修正系数 反映不同砌体受压性能有差异 计算高度 计算厚度 ：非矩形截面采用折算厚度。 hH00HhAIiihT5 .31

3、8.1 1）烧结普通砖、烧结多孔砖：1.02）混凝土小型空心砌块：1.13）蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石和半 细料石：1.24）粗料石和毛石砌体：1.518.1 一般的偏心受压构件，同时受到偏心距的影响和高厚比 的影响。规范采用一个系数 来综合考虑两者对承载力的影响。根据规范，当 3时，可仅考虑附加偏心距的影响。fANu:计算公式18.1 影响系数yehehehe6 . 0:)()(1211, 3)12(11)12(1211, 3222适用条件不考虑纵向弯曲注意：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。18

4、.1 轴向力偏心距较大时，截面在使用阶段就会过早出现裂缝，影响正常使用。 为了保证使用质量，规范要求：轴向力偏心距 ，其中y是截面形心到轴向力偏心方向截面边缘的距离。ye6 . 0ye6 . 018.1 【例【例4-1】截面尺寸为370mm490mm的轴心受压砖柱，采用MU10砖和M5混合砂浆砌筑，柱高3.2m，两端为固定铰支座。若在柱顶截面上作用有恒载80kN和活载产生的轴向力标准值均为20kN，试验算柱底截面承载力。fANu:计算公式37049018.1 【解】【解】(1)柱底截面承受的轴向力设计值：柱底截面承受的轴向力设计值：活载起控制作用的组合：N=1.280+1.420=124kN恒

5、载起控制作用的组合：N=1.3580+1.40.720=127.6kN(2)影响系数：影响系数：采用M5砂浆，=0.0015。高厚比90. 065. 80015. 01111220365. 837. 02 . 30 . 10hH18.1 (3)抗压强度设计值：抗压强度设计值：查P34表3-3，抗压强度设计值为抗压强度设计值为1.50N/mm2截面面积：A=0.370.49=0.1813m2N=127.6KN承载力满足要求。承载力满足要求。18.1 【综合例【综合例4-2，4-3】某食堂带壁柱的窗间墙，某食堂带壁柱的窗间墙，截面尺寸见下图，壁壁柱高5.4m，采用MU10混凝土小型空心砌块和Mb5

6、混合砂浆砌筑。柱顶截面上作用有轴向力N=320kN和弯矩M=41kN-m（外侧受压）。试验算墙体承载力。（计算采用刚弹性方案）18.1 【解】【解】(1)截面几何特征：截面几何特征：截面面积：A=2000240+490380=666200kNY1=（2000240120+490380（240+190）/666200=207mmY2=620-207=413mm截面惯性距：I=174.4108mm回转半径：i=162mm截面折算厚度：hT=3.5162=567mm(2)偏心距：偏心距：e=M/N=128mm。18.1 (3)高厚比：采用M5砂浆，=0.0015(4)影响系数：影响系数：357.12

7、567. 04 . 52 . 11 . 10ThH383. 0 ) 1808. 01(1215671281211 ) 11(1211211808. 057.120015. 01111220220The18.1 (5)抗压强度设计值：抗压强度设计值：查P35表3-5，抗压强度设计值为抗压强度设计值为2.22N/mm2折减系数：T形截面乘以0.85折减后的抗压强度设计值：抗压强度设计值：f=0.852.22=1.89N/mm2(6)承载力计算：承载力计算：Nu=0.3831.89666200=482242N=482.242KNN=320KN承载力满足要求。承载力满足要求。18.1 三、无筋砌体矩形

8、截面双向偏心受压构件fAN221211heebeeihhibbhebebebehbbib11120hebehebehbhih1112018.1 一、砌体截面局部均匀受压一、砌体截面局部均匀受压1.按局部面积计算的抗压强度大大超过轴心抗压强度，这种提高作用通常称为“套箍作用”。 影响局部抗压强度的计算面积，见图4-6； 局部受压面积 2.力的扩散：未直接受荷面积不同程度提高局部均匀受压承载力。135. 010lAA0AlA18.2 (a)砌体中应力分布 (b)先裂后坏(c)一裂就坏18.2 砌体局部抗压强度提高系数135. 010lAA18.2 均匀局部受压承载力的计算公式如下：f-可不考虑强度

9、调整系数a的影响 fANll18.2 0aa0amaxNlN0fhaaac100018.2 0卸 载拱 卸载拱的形成fANNll0上部荷载的折减系数05 . 05 . 10lAA在局部承压面上还有上部荷载产生的 的作用。 梁端底面受压应力图形的完整性系数，一般可取0.7，对于过梁和墙梁取1.0。18.2 (a)预制刚性垫 (b)现浇刚性垫块(c)壁柱上的刚性垫块 18.2 预制刚性垫块blfANN10但考虑到垫块底面压应力分布不均匀，偏于安全取8 . 01 fhac1018.2 柔性垫梁长度大于 ,按半无限长梁求解 0h18.2 3000002022/4.2EhIEhhbNhfbNNbbbbl

10、N0垫梁bbh0/2范围内由上部荷载产生的轴向力设计值。18.2 一、轴心受拉构件二、受弯构件AfNtt)32(矩形截面取SIZbzfVWfMvtm18.3 【例【例4】试验算外墙上梁端砌体局部受压承载力。已知梁已知梁截面尺寸截面尺寸bxh=200X400,梁支承长度梁支承长度a=240mm。墙体。墙体采用采用MU10砖、砖、M2.5混合砂浆砌筑。混合砂浆砌筑。.260,60kNNkNNuluNlN18.3 【解】【解】(1)有效支承长度：有效支承长度：(2)局压提高系数：局压提高系数：mmammfhaMPafc2404 .17530. 14001010,3 . 1022045. 213508

11、234780035. 01135. 01347800)2003702(370)2(350822004 .17502020取llAAmmbhhAmmbaAfANNll018.3 (3)上部荷载折减系数：(4)局部压力：局部压力：（5）验算：）验算：0, 05 . 05 . 1, 39 . 93508034780000取llAAAANNNNANMPall600006000002054235080586. 0586. 012003702600000000.60000638463508030. 127 . 00满足要求lllfANNNNfA18.3 【例【例5】试验算外墙上梁端砌体局部受压承载力。已知

12、梁已知梁截面尺寸截面尺寸bxh=200X400,梁支承长度梁支承长度a=240mm。墙体。墙体采用采用MU10砖、砖、M2.5混合砂浆砌筑。混合砂浆砌筑。.260,80260,60kNNkNNkNNkNNululuNlN18.3 【解】梁端设刚性垫块。【解】梁端设刚性垫块。验算垫块下砌体局部抗压验算垫块下砌体局部抗压。(1)有效支承长度：有效支承长度：mmammfhafMPafMPac2403 .10930. 140023. 623. 6451. 030. 1586. 0,30. 1,586. 012003702600001015400查表mmtmmbmmabbb180,500,24018.3

13、 (2)局压提高系数：局压提高系数：（3）影响系数）影响系数 （只考虑偏心影响，不考虑纵向弯曲）（只考虑偏心影响，不考虑纵向弯曲）260. 18 . 0,575. 12575. 1112000044400035. 01135. 014440001200370)2(1200,120012405003702212000050024010202取取lbAAmmbhhAmmmmmmbhmmA18.3 73. 03169. 02407 .407 .407032080000)1094 . 02240(80000)4 . 02(70320120000586. 00000blblbbemmNNabNeNAN1

14、8.3 (4）验算：）验算：.%,5%5 . 414348912000030. 126. 173. 015032080000703201010基本满足要求差blblfANNNfANNN18.3 三、受剪构件1.破坏形态:跟压应力与剪应力之比 有关较小时， ，剪切滑移破坏(剪摩破坏）较大时， ，剪压破坏更大时， ，斜压破坏2.强度理论:主拉应力破坏理论剪摩理论y通缝45006045060y18.3 Sn图6-1 网状配筋又称间接配筋 18.4 破坏特征 （1）在水平灰缝内配置网状钢筋可以阻止砌体横向变形的发展，提高砌体承载力。这是因为钢筋与砖砌体粘结牢固并能共同工作，而钢筋的弹性模量大于砌体的弹

15、性模量，砌体的横向变形受钢筋约束，这相当于对受压砖砌体横向加压，使砌体产生三向应力状态。（2）网状钢筋延缓了砖块的开裂及其发展，阻止了竖向裂缝的上下贯通，避免了将砖柱分裂成半砖小柱导致的失稳破坏。砌体和钢筋的共同工作可延续到整体砖层被压碎，砌体完全破坏。 18.4 SnAfNnn206673111nynfyeff100)21 (21002nsasA20 ) 11(1211211nnhe18.4 下列情况不宜采用网状配筋砖砌体：(a)偏心距偏心距e超过截面核心范围，对于矩形截面即超过截面核心范围，对于矩形截面即e/h0.17时时当偏心距e较大时，砌体截面上会出现拉应力，网状筋与砂浆间的粘结力受到

16、破坏，钢筋约束横向变形的作用会大大降低以致完全丧失。试验表明，当e0.5y时，网状钢筋对砌体承载力提高的作用甚微，故应使网状配筋砌体截面处于无拉应力状态，才能发挥其提高承载力的作用。(b)偏心距偏心距e虽未超过截面核心范围，但构件高厚比虽未超过截面核心范围，但构件高厚比16时时一般网状配筋砖砌体应力较高，灰缝较厚(12mm左右)，受压后变形大，即网状配筋砖砌体的弹性模量较无筋砌体的弹性模量小，故影响系数n减低。若网状配筋砖砌体的高厚比过大，影响系数过低，网状配筋的作用将不能发挥。适用范围适用范围：e/h0.17，1618.4 构造要求1）钢筋：直径8mm，采用34mm；钢筋网间距a不应大于120mm，也不应小于30mm；沿砌体高度的钢筋网片间距Sn不得超过5皮砖，也不应大于400mm.配筋率：2）砌体：MU10，M53）适用条件：1617. 0/he%1%1 .