第十六章++无筋砌体构件的承载力计算

第十六章无筋砌体构件的承载力计算第一节受压构件承载力计算

一、受压构件截面应力变化轴心受压构件截面应力分布均匀，在外力作用下截面达到最大应力和应变时构件破坏。小偏心受压构件截面应力分布不均匀，靠近轴向力的一侧偏心压应力大，远离轴向力一侧应力小，在外荷载作用下构件应力较大的一侧最先达到最大应力和应变后构件破坏。在较大偏心力作用下，远离轴向力一侧出现受拉区，轴向力的近侧压应力较大，随着荷载的不断增加，当压应力和压应变达到最大值后构件破坏。

二、受压构件承载力计算

1、短柱（β≤3）承载力计算

—偏心受压与轴心受压构件承载力的比值，称为偏心距影响系数。对于具有对称轴的截面:

对于矩形截面

:

2、受压长柱（β≥3）承载力计算轴心受压构件稳定系数:—受压构件的计算高度，应根据房屋类别和构件支承条件按表16—1采用；

—构件的高厚比。对矩形截面，对于T形截面；

—验算受压构件的高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载力的影响系数，可按式（16—8）计算，也可由表16—2、表16—3、表16—4查用。

3、受压构件承载力验算公式的应用根据上述分析，不论是长柱或短柱、轴心受压构件还是偏心受压构件它们的承载力都可以用式验算。构件短边方向承载力的验算对于矩形截面，当轴向力偏心方向的尺寸大于另一垂直方向截面尺寸较多时，除对长边方向验算偏心受压承载力以外，也要对构件的短边方向按轴心受压验算其承载能力。轴向力偏心距的限制荷载较大和偏心距较大的构件，随着偏心距增大，受压区明显减小，故规范规定，按荷载设计值计算的轴向力的偏心距应符合下面式的限制要求：

—截面重心至轴向力所在偏心方向的截面边缘的距离。第二节局部受压

在砌体构件截面上局部面积上作用有轴向力时的受力状态，称为局部受压。当局部受压面积上的压应力均匀分布时称为局部均匀受压，当局部受压面积上的压应力分布不均匀时称为不均匀局部受压。

一、概述

1、砌体局部受压承载力验算的原因

砌体局部受压范围内的抗压强度比全面积均匀受压时强度会有明显地提高，这是因为直接位于局部受压面积之下的砌体，横向应变受到周围局部受压面积之外气体的套箍约束作用，局部受压面积下的砌体处在三向应力状态，不容易到达受压破坏时的纵向应变和横向应变值，因此，局部受压面积范围内的抗压强度就会显著提高。（1）砌体局部受压时砌体的破坏形态当不大时，在构件外侧距受压顶面一段距离处首先产生竖向裂缝，随着该裂缝的上下延伸发展导致构件的局部受压破坏。当较大时，在局部压应力作用下一般不会发生过大的变形，这种情况下当构件外侧出现竖向裂缝，局部受压面积下的砌体就会很快产生劈裂破坏。当砌体强度过低时，局部受压面积上的砌体强度太低，虽然构件外侧未出现裂缝，也会由于强度不足局部受压范围面积内过早受压破坏。2、砌体局部均匀受压（1）砌体局部抗压强度提高系数砌体处在局部受压的应力状态下，其局部抗压承载力的大小取决于砌体自身材料形成的强度和局部受压面积周围砌体对局部受压面积的约束作用的大小。局部受压面积受到的约束程度一般是与的大小正向相关。

规范把反映局部受压时砌体抗压承载力提高程度的大小，用砌体的局部抗压强度提高系数来反映。

如图所示为四边约束时≤2.5；三边约束时≤2.0；两边约束时≤1.5；一边约束时≤1.25。（2）影响砌体局部抗压强度的计算面积

影响砌体局部抗压强度的计算面积的取值：在四边受到约束时计算范围为图（a）所示；三边受到约束时计算范围为图b）所示；两边受到约束时计算范围为图（c）所示；一边受到约束时计算范围为图（d）所示。（3）砌体局部均匀受压时承载力计算

—局部受压面积上的轴向力设计值；

—局部抗压强度体改系数，按式（16—11）计算

—砌体抗压强度设计值，可不考虑的影响；

—局部受压面积。

3、梁端支承处砌体的局部抗压承载力（1）梁上部砌体的内拱卸荷作用及上部荷载折减系数当上部砌体传到局部受压面积上的压应力较小时且，就会形成内拱卸荷现象，由于内拱卸荷作用相当于减少了局部受压面积上的压应力，对梁端下局部受压面积内的砌体产生了有利影响，计算时用上部荷载折减系数Ψ来考虑，《规范》给出了Ψ计算公式为：当时，即上部荷载对梁端下砌体不产生影响，内拱卸荷作用达到最大值；

当时，内拱卸荷作用不发生。（2）梁端有效支承长度在上部荷载作用下，使得梁端出现转角，在梁伸入墙内的端头可能已经和砌体脱开，梁端内墙皮处压应力最大，为了有效地计算梁端下砌体的局部受压承载力，我们假定梁端下压应力在沿支座长度方向一定的范围内均匀分布，我们把这个长度就叫做梁端有效支承长度，用表示，规范给定的计算公式为：当梁的跨度小于等于6m时：（3）梁端支承处砌体局部受压承载力计算当梁端下部砌体的，两顶面有墙体传来的竖向荷载作用时，梁截面上部荷载将通过梁顶面传到局部受压面积上，假设墙体顶面的竖向荷载在梁顶面引起的应力为，则上部竖向荷载在局部受压面积上产生的竖向压力设计值就为，梁端支反力为，考虑到梁端上部荷载的折减系数Ψ的影响，梁端下砌体局部受压面积上受到的总压力（作用效应）就为：，梁端下砌体局部抗压强度验算公式：（4）梁端下设有垫块时，垫块下砌体的局部抗压承载力计算

1）原理当梁端下砌体的局部抗压承载力不能满足要求时，可以在梁的支座下设置垫块。在设置垫块后经由面积远大于梁支座处局部受压截面的垫块，扩散到垫块下较大砌体截面上后，就大大降低了梁下砌体的局部压应力；同时，当梁端较大压力作用于垫块时垫块不随梁端一起转动，能保证梁端压力在较大面积上均匀地传到砌体截面上去，从而确保梁端下砌体的局部抗压承载力满足要求。2）刚性垫块的构造和设置要求①刚性垫块的高度，自梁边算起的垫块挑出长度c≤垫块厚度。②在带壁柱的墙内设置刚性垫块时，确定垫块下砌体局部抗压强度计算面积时，只取壁柱宽乘壁柱高（含翼墙厚）部分的面积；同时壁柱上的垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm；3）垫块下砌体的局部抗压承载力计算梁端垫块下砌体抗压强度的提高系数取为：验算垫块下砌体局部受压承载力时一般不考虑内拱卸荷作用。砌体的局部受压承载力验算的公式：

—梁端底面传至垫块上的竖向压力设计值，在数值上等于梁受到的支座反力，作用点位置距内墙皮为处，其中：

（5）梁端下设有垫梁时垫梁下砌体的局部抗压承载力计算当梁端支承处的墙体上设有钢筋混凝土垫梁，或者钢筋混凝土圈梁与梁支座部位整体一起浇注时，在梁端集中荷载作用下，垫梁相当于一个弹性地基梁；垫梁下的砌体内部受到的压应力，以梁中心为界沿垫两梁长度呈斜线关系下降，最终在距中点处消失，即垫梁传力长度范围在以楼面梁为中心的内。规范规定，梁下设有长度大于的垫梁时，垫梁下砌体的局部抗压承载力可按下式计算：第三节砌体轴心受拉、受弯和受剪构件的承载力一、砌体轴心受拉构件承载力计算砌体材料是抗压强度高抗拉强度低的脆性材料，通常在工程中用于受拉部位的情况很少。但在较小的圆形蓄水池和筒仓中，由于水或松散材料产生的侧向压力作用，圆环形砌体池壁内产生环向拉力，这种情况下砌体为轴心受拉构件等。砌体轴心受拉构件的承载力按下式验算：二、砌体受弯构件抗弯承载力计算工程中砖砌平拱过梁、挡土墙等构筑物都属于受弯构件，在弯矩作用下砌体会沿着齿缝截面、沿着直缝