砌体3承载力计算要点.ppt

1、砌体结构设计,砌体结构设计,Masonry Structure,3.1 砌体结构设计规范 （GB50003-2011）的极限状态设计方法 (1) 分项系数的确定 (2) 各类砌体的强度设计值,第4章 砌体结构构件承载力计算,第4章 砌体结构的承载力计算,3.2 受压构件 3.3 局部受压 3.4 轴心受拉、受弯和受剪 3.5 配筋砖砌体构件 3.6 配筋砌块砌体构件简述,砌体结构构件的计算方法,砌体结构设计规范用“概率设计法”：可靠指标=3.7，则失效概率Pf=1.08*10-5 十万分之一 例如：坐飞机的失事概率： 1/1000 不敢坐 1/10000 望而生畏 1/100000 心有余悸

2、1/1000000 认为“安全”，并非绝对！ 据国际民航组织统计： 2000年死亡性空难1/1176500,砌体结构构件的计算方法,以分项系数表达的极限状态设计法 根据砌体结构设计规范 （1）砌体结构按承载能力极限状态设计 表达式为 osR o结构重要性系数 s内力设计值 R抗力函数,（2）砌体结构按正常使用极限状态的要求，由构造措施予以保证,砌体结构构件的计算方法,总结：砌体结构设计规范以概率极限状态作为实用设计方法，一般要求用计算对砌体结构的承载力极限状态进行控制和用构造对砌体结构的正常使用极限状态进行限制。同时，用荷载分项系数、材料分项系数和结构重要性系数等反映结构的可靠性。,砌体结构构

3、件的计算方法,3.1 极限状态设计方法 一、结构的极限状态 整个结构物或者结构物的一部分超过某一特定状态时，设计上就认为结构物就不能满足使用上的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。 设计规定：结构的极限状态分为两类：承载力极限状态和正常使用极限状态。,砌体结构构件的计算方法,二、结构的作用效应S及结构抗力R 直接作用（荷载） 作用 间接作用 作用 内力等（作用效应S） 荷载效应荷载荷载效应系数 （线性关系） 结构能够抵抗外界作用的能力为结构抗力R 二者存在很大的随机性,砌体结构构件的计算方法,三、结构的可靠度和可靠指标 1、结构的功能要求 安全性 适用性 耐久性 2、极限状态方程 Z

4、=R-S=0 R=S 荷载效应=结构抗力,可靠性,概率度量,可靠度,砌体结构构件的计算方法,3、失效概率和可靠指标 R、S都是随机变量，均符合正态分布,Pf失效概率 可靠指标 Pf越小， 越大 对应关系见下表,第3章 砌体结构构件的计算方法,可靠指标,砌体结构构件的计算方法,分项系数的确定 一、设计表达式 可靠指标可用于设计，但直接考虑比较复杂。因此实用的设计表达式： 0SR （3-6） 结构重要性系数0 ：一级1.1 ； 二级1.0；三级 0.9,砌体结构构件的计算方法,荷载组合，规范规定取最不利值确定： 1)可变荷载效应： （3-6） 2)永久荷载效应： （3-7） 荷载分项系数：1.35

5、 1.4 材料分项系数：钢筋1.1 砼1.4 砌体1.6 可变荷载组合系数：0.7 0.9 1.0,砌体结构构件的计算方法,二、荷载分项系数和组合系数 1、永久荷载变异性小 G=1.35或1.2 可变荷载变异性大 Q=1.4 当活载大于4kN/m2时Q=1.3 荷载设计值=荷载标准值荷载分项系数 2、组合系数 一般=0.7 书库等=0.9,砌体结构构件的计算方法,新规范根据建筑结构可靠度设计统一标准（GB50069-2011）采用分项系数表达的极限状态设计法,一、承载能力极限状态设计表达式,二、当砌体结构作为一个刚体，验算整体稳定性，应按下式进行验算,（3-6）,（3-10）,砌体结构构件的计

6、算方法,三、材料性能分项系数 1、标准值： f k = fm -1.645抗压时取0.17 （95%保证率）0.72fm 2、设计值： f= f k / f 施工质量控制等级 B级时f =1.6 （62.5%） C级时f =1.8 （55.6 %） A级时f =1.5 （66.7 %）,砌体结构构件的计算方法,分项系数的确定 小结： 0SR 重要性系数设计荷载效应设计结构抗力 重要性系数 (1.2恒载标准值+1.4 活载标准值）效应 （材料强度标准值/材料分项系数1.6）材料抗力,砌体结构构件的计算方法,3.1.2 各类砌体的强度设计值 P24 表3.3烧结普通砖和烧结多孔砖砌体 的抗压强度设

7、计值 表3.5蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体 的抗压强度设计值 表3.6单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块 砌体的抗压强度设计值,砌体结构构件的计算方法,表3.8毛料石砌体的抗压强度设计值 表3.9毛石砌体的抗压强度设计值 表3.10沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值 和抗剪强度设计值,砌体结构构件的计算方法,砌体强度设计值的调整 P26 调整系数a: 1、吊车梁下砌体a . 2、无筋砌体： 当0.3m2时，a0.7+A 配筋砌体： 当0.m2时，a0.+A,第3章 砌体结构构件的计算方法,调整系数a: 、水泥砂浆时，抗压强度a. 抗拉、抗剪强度a. 、施工质量控制等级

8、为级时， a0. 8 9其来源： 材料系数：施工等级时f1.6 施工等级时f1.8 1.6/1.8=0.89 5、当验算施工中房屋的构件时， a1.1,第4章 砌体结构的承载力计算,3.2 受压构件 一、概述：由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪强度远远低于抗压强度。所以砌体主要用于墙、柱受压构件。,受压构件,压力作用位置,轴压 N=f A,偏压（e=0轴压）,单向 双向,稳定性影响,短柱：不考虑纵向弯曲影响,长柱：考虑纵向弯曲影响,第4章 砌体结构的承载力计算,二、偏心受压构件受力分析 1、短柱： 高厚比3 应力分布图3.3 试验结果图3.4,对于矩形截面墙柱：,-偏心影响系数 e-偏心距 i-截面回

9、转半径,第4章 砌体结构的承载力计算,2、 长柱：高厚比3 长柱纵向弯曲承载力降低 （1）轴心受压时，稳定系数,=H0/h 构件高厚比,-与砂浆有关的系数,M5 时 =0.0015 M2.5时=0.002 M0 时 =0.009,第4章 砌体结构的承载力计算,（2）长柱单向偏心受压有侧向变形,第4章 砌体结构的承载力计算,由此解出,回代得,矩形截面,代入得,第4章 砌体结构的承载力计算,偏心受压长柱影响系数 特例：短柱时 0=1 = 轴压时e=0 = 0,第4章 砌体结构的承载力计算,值的查表计算： 变量有 偏心距e/h 0=1/(1+ 2) 砂浆等级 高厚比,第4章 砌体结构的承载力计算,三

10、、受压构件基本公式 N f A (3.33) 公式应用注意： 1、矩形截面： 除计算长边方向偏心受压， 同时验算短边方向轴心受压 2、偏心距限值：e 0.6y 3、高厚比的计算=H0/h 修正系数,第4章 砌体结构的承载力计算,例题：3.1 3.3 作业一：P55 思考题 3 作业二：P55 习题1 作业三：P55 习题3,第4章 砌体结构的承载力计算,3.3 砌体局部受压 一、基本性能 1、砌体局部面积承受压力，称为局部受压 2、分类：局部均匀受压和局部不均匀受压 3、局部受压可能发生的三种破坏：纵裂破坏、劈裂破坏和局部破坏。 4、 flf的原因 （local 局部的） （1）套箍强化作用未

11、直接受压部分对直接受压范围内砌体抗压强度的有利影响 AL下砌体处于双向或三向受压状态 （2）力的扩散作用,第4章 砌体结构的承载力计算,钢垫板下的砌体处于双向或三向受压状态，因而大大提高了局压面积处砌体的抗压强度,试件中线上的 分布图,砌体局部均匀受压破坏形态,第4章 砌体结构的承载力计算,二、砌体局部均匀受压 1、局部抗压强度提高系数（ 1 ） 砌体抗压强度 f 局部抗压强度f 试验：中心局部受压:,中部角部端部受压:,第4章 砌体结构的承载力计算,规范：,（3.31）,A0计算面积 Al局部受压面积,2、计算面积A0 图3.10,第4章 砌体结构的承载力计算,中心（四边有约束）,端部（一边

12、有约束）,中部（三边有约束）,角部（两边边有约束）,第4章 砌体结构的承载力计算,3、为避免局压面积太小时出现的劈裂破坏。故由此规定了的限值： （1）中心： 2.5 （2）中部： 2.0 （3）角部： 1.5 （4）端部： 1.25,第4章 砌体结构的承载力计算,三、局部受压承载力计算 (3.38 ) f砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数a 对比：NLf AL Nf A,第4章 砌体结构的承载力计算,四、梁端支承处砌体局部受压（局部不均匀受压） 1、局部不均匀受压,第4章 砌体结构的承载力计算,2、防止梁端支承处砌体破坏的工程措施 （1）当砌体局压承载力不够时，一般采用设置垫块的方法来提高砌体受压的承载力。 根据垫块挑出梁边的长度与垫块厚度之比的不同，可分为刚性垫块与柔性垫块。 刚性垫块：厚度 ，挑出长度 。分为预制垫块和梁端一道现浇 （2）垫梁 对于厚度大于 的柔性垫