砌体结构3章

第三章无筋砌体结构构件的计算3.1无筋砌体受压构件当压力作用于构件截面的重心时为轴心受压构，不作用于重心时为偏心受压构件。M、N为截面上所受的设计弯矩和轴力；e不应该超过0.6y，y为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。NMe砌体结构图14.1砌体受压时截面应力变化1.轴心受压短柱轴心受压短柱是指高厚比的轴心受压构件。这里H0为构件的计算长度，h为墙厚或矩形截面柱的短边长度。试验结果表明：无筋砌体短柱在轴心压力作用下，截面压应力均匀分布。随着压力增大，首先在单砖上出现垂直裂缝，继而裂缝连续、贯通，将构件分成若干竖向小柱，最后竖向砌体小柱因失稳或压碎而发生破坏。轴心受压短柱的承载力计算公式为：fANu砌体结构2.轴心受压长柱长柱是指其受压承载力不仅与截面和材料有关，还要考虑高厚比影响的柱。fANu0稳定系数为长柱承载力与相应短柱承载力的比值，应用临界应力表达式，得0式中：——构件的高厚比；——考虑砌体变形性能的系数（主要与砂浆强度等级有关，当砂浆强度等级大于或等于M5时，；当砂浆强度等级等于M2.5时，；当砂浆强度等级等于0时，）。0.00150.0020.0092220111211砌体结构3.偏心受压短柱)1(2ieyANyINeANWMAN为了建立的计算公式，假设偏心受压构件从加荷至破坏截面应力呈直线分布，按材料力学公式计算截面边缘最大应力为式中：y——截面形心至最大压应力一侧边缘的距离；i——截面的回转半径；e211ieyefAIi21uNeyfAifANeu对于理想弹性体材料砌体结构fANeu对于砌体结构砌体结构2)/(11iee2)/(1211hee矩形截面：21)/(1211TheT形或其他形状截面：ihT5.3hT——折算厚度《砌体规范》对上式进行修正图3-2偏心距影响系数与偏心率的关系图12hi4、偏心受压长柱的受力分析纵向弯曲的影响偏心距e附加偏心距ei+2)(11ieei2)(11ieie=00110iei矩形截面11120hei纵向弯曲系数2011规范中考虑纵向弯曲和偏心距影响的系数：220121211)11(1211211heheα——与砂浆强度等级有关的系数当砂浆强度等级≥M5时，α=0.0015当砂浆强度等级为M2.5时，α=0.002当砂浆强度为零时，α=0.0092)(1211heeie5、受压构件承载力计算公式fANA——截面面积，对各类砌体均应按毛截面计算（一）考虑β的影响N——轴向力设计值——高厚比β和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数f——砌体抗压强度设计值按《砌体结构设计规范》附表采用hH0ThH0矩形截面T形截面H0——h————不同砌体材料的高厚比修正系数按《砌体结构设计规范》D.0.1条查表220121211)11(1211211hehe受压构件的计算高度，按《砌体结构设计规范》表5.1.3采用矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长fAN0（二）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，即：（三）e的限值ye6.0y——截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离ye6.01、修改构件截面尺寸和形状（如；增加梁高或增加墙垛）2、设置具有中心装置的垫块或缺口垫块当轴向力的偏心距超过规定限值（）时，可采取以下措施：3.2砌体局部受压承载力计算砌体局部受压是砌体结构中常见的受力形式，由于局部受压面积小，而上部传下来的荷载往往很大，当设计或施工不当时，均可酿成极其严重的工程事故。砌体结构3.2砌体局部受压承载力计算（一）分类局部受压局部均匀受压局部不均匀受压中心局压边缘局压中部局压端部局压角部局压（二）破坏形态1）、竖向裂缝发展而破坏2）、劈裂破坏3）、与垫板直接接触的砌体局部破坏少见，靠构造措施常见，靠计算1、砌体局部受压的特点3.2.1砌体截面局部均匀受压局部受压承载力计算公式如下：(3-23)(3-21)式中，局部受压面积上荷载设计值产生的轴向力局部受压面积；局部抗压强度提高系数；影响局部抗压强度的计算面积。llAfNlNlA0A135.010lAA砌体结构5.2hhcaA)(00.2hhbA)2(0砌体结构5.1110)()(hhhbhhaA25.1hhaA)(0砌体结构3.2.2梁端支承处砌体的局部受压梁端底面没有离开砌体的长度称为有效支承度令梁端底面压应力图形完整系数；边缘最大局压应力。0abaNll0l1.梁端有效支承长度0a按弹性地基梁理论有：为垫层系数；为墙体边缘最大变形；代入上式得：所以：经过简化：当a0大于a时，应取a0等于maxkylkmaxyfbtgNal0fk007.0tan380fbNalfhac100砌体结构2.上部荷载对抗压强度的影响上部荷载的折减系数，当A0/Al大于等于3时，应取等于0；loAN0ANo/oN上部荷载作用在梁端的力为lAA05.05.1baAol砌体结构3梁端砌体局部受压计算《规范》规定梁端砌体局部受压承载力采用如下公式计算：llfANN0lAN00lAA05.05.1baAl0fhac100砌体结构上部荷载的折减系数，当A0/Al大于等于3时，应取等于0；局部受压面积内上部轴压力设计值（N）；梁端支承压力设计值（N）；上部平均压应力设计值（N/mm2）；梁端底面压应力图形完整系数，可取0.7，对于过梁和墙梁可取1.0；梁端有效支承长度（mm），当a0大于a时，应取a0等于a；梁端实际支承长度；梁的截面宽度；梁的截面高度；砌体的抗压强度设计值。0NlN00aabchf砌体结构3.2.3垫块下砌体的局部受压1梁下设置刚性垫块垫块面积Ab上由上部荷载设计值产生的轴压力bAN000NbbbbaA砌体结构fANNbl10垫块上N0和Nl的轴向力影响系数，不考虑纵向弯曲影响，取的值。垫块外砌体面积的有利影响系数，但不小于1.0，为砌体局部抗压强度提高系数，以Ab代替Al；垫块面积（mm2）；垫块伸入墙内的长度（mm）；垫块的块度（mm）。38.011bAaabb砌体结构2.刚性垫块应符合下列要求：1）刚性垫块的高度不宜小于180mm，自梁边算起的垫块挑出长度不宜大于垫块高度；2）在带壁柱墙的壁柱内设置刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而比应该计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm;3）当现浇垫块与梁整体浇筑时，垫块可以在梁高度范围内设置。3.梁端设有钢性垫块时，梁端的有效支承长度按下式计算：btfha10刚性垫块的影响系数。1砌体结构00.20.40.60.85.45.76.06.97.8f/01系数值表1梁端现浇整体垫块示意图3.2.4梁下设有垫梁的局部受压承载力计算砌体结构梁下设有长度大于垫梁下的局部受压承载力计算:0h0204.2hfbNNbl2/000hbNb302EhIEhbb垫梁上部轴向力设计值（KN）；垫梁在厚度方向的宽度（mm）；当荷载沿厚度方向均匀分布时取1.0，不均匀分布时取0.8;垫梁折算高度;分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩;220Nbb20hbbIE,砌体结构垫梁的高度(mm)；砌体的弹性模量；墙厚（mm）bhEh砌体结构砌体结构3.3轴心受拉、受弯和受剪构件1、轴心受拉构件（例：圆形水池、筒仓）圆形水池W——截面抵抗距ft——砌体的轴心抗拉强度设计值Nt——轴心拉力设计值2、受弯构件（例：过梁、挡土墙）1）、受弯承载力2）、受剪承载力M——弯矩设计值ftm——砌体的弯曲抗拉强度设计值V≤fVbZV——剪力设计值fv——砌体的抗剪强度设计值b、h——截面的宽度和高度Z——内力臂，Z=I/S，当截面为矩形时，取Z=2h/3I、S——截面的惯性矩和面积矩受弯构件M≤ftmWNt≤ftA当γG＝1.2及γG＝1.35时αμ值表5.5.1γGσ0/f0.10.20.30.40.50.60.70.81.2砖砌体0.150.150.140.140.130.130.120.12砌块砌体0.160.160.150.150.140.130.130.121.35砖砌体0.140.140.130.130.130.120.120.11砌块砌体0.150.140.140.130.130.130.120.123.受剪构件砌体受剪承载力按下式计算:V≤(fv+m0)A当永久荷载分项系数为γG＝1.2时μ＝0.26-0.0820/f当永久荷载分项系数为γG＝1.35时μ＝0.26-0.0820/f砌体结构剪压复合受力影响系数修正系数V----截面剪力设计值；A----水平截面面积。当有孔洞时，取净截面面积；fv----砌体抗剪强度设计值，对灌孔的混凝土砌块砌体取fvG；α----修正系数。当γG＝1.2时，砖砌体取0.60，混凝土砌块砌体取0.64；当γG＝1.35时，，砖砌体取0.64，混凝土砌块砌体取0.66；μ----剪压复合受力影响系数，α与μ的乘积可查表5.5.1；σ0----永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力；f----砌体的抗压强度设计值；σ0/f----轴压比，且不大于0.8。砌体结构一、配筋砌体承载力计算1．配筋砌体的概念：配筋砌体是在砌体中设置了钢筋或钢筋混凝土材料的砌体。2．特点：配筋砌体的抗压、抗剪和抗弯承载力高于无筋砌体，并有较好的抗震性能。3．配筋砌体的分类：（1）网状配筋砌体第四章配筋砌体承载力计算砌体结构1）受力特点当砖砌体受压构件的承载力不足而截面尺寸又受到限制时，可以考虑采用网状配筋砌体，如图10.1.11所示。砌体结构砌体承受轴向压力时，除产生纵向压缩变形外，还会产生横向膨胀，当砌体中配置横向钢筋网时，由于钢筋的弹性模量大于砌体的弹性模量，因此，钢筋能够阻止砌体的横向变形，同时，钢筋能够连接被竖向裂缝分割的小砖柱，避免了因小砖柱的过早失稳而导致整个砌体的破坏，从而间接的提高了砌体的抗压强度，因此，这种配筋也称为间接配筋。砌体结构2）构造要求网状配筋砖砌体的体积配筋率，不应小于0.1%，过小效果不大，也不应大于1％，否则钢筋的作用不能充分发挥；采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用3～4mm；当采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm。钢筋过细，钢筋的耐久性得不到保证，钢筋过粗，会使钢筋的水平灰缝过厚或保护层厚度得不到保证。砌体结构钢筋网中钢筋的间距，不应大于120mm，并不应小于30mm；因为钢筋间距过小时,灰缝中的砂浆不易均匀密实,间距过大，钢筋网的横向约束效应低。钢筋网的竖向间距，不应大于5皮砖，并不应大于400mm；网状配筋砖砌体所用的砂浆强度等级不应低于M7.5，钢筋网应设在砌体的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少2mm厚的砂浆层。砌体结构其目的是避免钢筋锈蚀和提高钢筋与砌体之间的粘结力。为了便于检查钢筋网是否漏放或错误，可在钢筋网中留出标记，如将钢筋网中的一根钢筋的末端伸出砌体表面5mm。砌体结构