砌体结构的承载力计算图文.pptx

偏心影响系数 承受轴向压力的砌体受压短柱。如果按材料力学的公式计算，对偏心距较小全截面受压和偏心距略大受拉区未开裂的情况，当截面受压边缘的应力达到砌体抗压强度fm时，砌体受压短柱的承载力 为：对矩形截面：第1页/共93页 (a)轴心受压 (b)偏心距较小 (c)偏心距略大 (d)偏心距较大 按材料力学计算的砌体截面应力图形 对偏心距较大受拉区已开裂的情况，当截面受压边缘的应力 达到砌体抗压强度fm时，如果不计受拉区未开裂部分的作用，根据受压区压应力的合力与轴向压力的力平衡条件，可得矩形截面砌体受压短柱的承载力为 偏心影响系数第2页/共93页 偏心距对砌体受压构件的承载力有较大的影响。当轴心受压时，。当偏心受压时，1；且随偏心距的增大，值明显地减小。因此，将 称为砌体受压构件承载力的偏心影响系数。图3.3 值曲线和 值曲线1.值曲线；2.值曲线偏心影响系数第3页/共93页 对轴心受压情况其截面上的压应力为均匀分布，当构件达到极限承载力Nua时，截面上的压应力达到砌体抗压强度f。对偏心距较小的情况，此时虽为全截面受压，但因砌体为弹塑性材料，截面上的压应力分布为曲线，构件达到极限承载力Nub时，轴向压力侧的压应力b大于砌体抗压强度f。NubNua 随着轴向压力的偏心距继续增大，截面由出现小部分受拉，区大部分为受压区，逐渐过渡到受拉区开裂且部分截面退出工作的受力情况。此时，截面上的压应力随受压区面积的减小、砌体材料塑性的增大而有所增加，但构件的极限承载力减小。当受压区面积减小到一定程度时，砌体受压区将出现竖向裂缝导致构件破坏。按材料力学的公式计算时，未能考虑这些因素对砌体承载力的有利影响，故低估了砌体的承载力。偏心影响系数第4页/共93页 规范根据我国对矩形、T形及十字形截面受压短柱的大量试验研究结果，经统计分析，给出其偏心距对承载力的影响系数计算公式为：e荷载设计值产生的偏心距，e=M/N。M，N荷载设计值产生的弯距和轴向力。i截面回转半径，i=。I，A截面惯性距和截面面积。(a)轴心受压 (b)偏心距较小 (c)偏心距略大 (d)偏心距较大图3.4 砌体受压短柱的截面应力偏心影响系数第5页/共93页 当为矩形截面时，影响系数：h矩形截面沿轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长。当为T形或十字形截面时，影响系数：式中：hTT形或十字形截面的折算厚度，hT=3.5i。值曲线较好地反映了砌体受压短柱的试验结果。偏心影响系数第6页/共93页 轴心受压长柱由于构件轴线的弯曲，截面材料的不均匀和荷载作用偏离重心轴等原因，不可避免地引起侧向变形，使柱在轴向压力作用下发生纵向弯曲而破坏。砌体的材料得不到充分利用，承载力较同条件的短柱减小。规范用轴心受压构件稳定系数 来考虑这种影响。根据材料力学中长柱发生纵向弯曲破坏的临界应力计算公式，规范给出轴心受压构件的稳定系数 的计算公式为：构件高厚比，=，当 3时，=1.0；与砂浆强度等级有关的系数，当砂浆强度等级大于或等于M5时，=0.0015；当砂浆强度等级等于M2.5时，=0.002；当砂浆强度为0时，=0.009。稳定系数第7页/共93页 偏心受压长柱在偏心距为e的轴向压力作用下，因侧向变形而产生纵向弯曲，引起附加偏心距ei，使得柱中部截面的轴压向力偏心距增大为(e+ei)，加速了柱的破坏。规范对偏心受压长柱应考虑附加偏心距对承载力的影响。将柱中部截面的偏心距(e+ei)代替式中的偏心距e，可得偏心受压长柱考虑纵向弯曲和偏心距影响的系数为当轴心受压e0时，图3.5 偏心受压长柱的纵向弯曲基本计算公式第8页/共93页 对于矩形截面ih/则附加偏心距ei的计算公式为：规范给出的矩形截面受压构件承载力的影响系数 的计算公式：对T形或十字形截面受压构件，将式中的h用hT代替即可 当式中的e=0时，可得 ，即为轴心受压构件的稳定系数；当 3，即得受压短柱的承载力影响系数。为了便于应用，受压构件承载力的影响系数 已制成表格，可根据砂浆强度等级、及e/h或e/hT。基本计算公式第9页/共93页00.0250.050.0750.10.1250.1534681010.980.950.910.870.990.950.910.860.820.970.900.860.810.760.940.850.810.760.710.890.800.750.700.650.840.740.690.640.600.790.690.640.590.5512141618200.8450.7950.720.670.620.770.720.670.620.5950.710.660.610.570.530.660.610.560.520.480.600.560.520.480.440.550.510.470.440.400.510.470.440.400.3722242628300.580.540.500.460.420.530.490.460.420.390.490.450.420.390.360.450.410.380.360.330.410.380.350.330.310.380.350.330.300.280.350.320.300.280.26或影响系数 (砂浆强度等级M5)基本计算公式第10页/共93页0.1750.20.2250.250.2750.3340.730.640.680.580.620.530.570.490.520.450.480.4168100.590.540.500.540.500.460.490.460.420.450.420.390.420.390.360.380.360.3312141618200.490.430.400.370.340.430.400.370.340.320.390.360.340.310.290.360.340.310.290.270.330.310.290.270.250.310.290.270.250.2322242628300.320.300.280.260.240.300.280.260.240.220.270.260.240.220.210.250.240.220.210.200.240.220.210.190.180.220.210.190.180.17或续 表 基本计算公式影响系数 (砂浆强度等级M5)第11页/共93页00.0250.050.0750.10.1250.1534681010.970.930.890.830.990.940.890.840.780.970.890.840.780.720.940.840.780.720.670.890.780.730.670.610.840.730.670.620.560.790.670.620.570.5212141618200.780.720.660.610.560.720.660.610.560.510.670.610.560.510.470.610.560.510.470.430.560.510.470.430.390.520.470.430.400.360.470.430.400.360.3322242628300.510.460.420.390.360.470.430.390.360.330.430.390.360.330.300.390.360.330.300.280.360.330.310.280.260.330.310.280.260.240.310.280.260.240.22或表3-14 影响系数 (砂浆强度等级M2.5)基本计算公式影响系数 (砂浆强度等级=M2.5)第12页/共93页0.1750.20.2250.250.2750.33468100.730.620.570.520.470.680.570.520.480.430.620.520.480.440.400.570.480.440.400.370.520.440.400.370.340.480.400.370.340.3112141618200.430.400.360.330.310.400.360.340.310.280.370.340.310.290.260.340.310.290.260.240.310.290.260.240.230.290.270.250.230.2122242628300.280.260.240.220.210.260.240.220.210.200.240.230.210.200.180.230.210.200.180.170.210.200.180.170.160.200.180.170.160.15或续 表 基本计算公式影响系数 (砂浆强度等级=M2.5)第13页/共93页00.0250.050.0750.10.1250.1534681010.870.760.630.530.990.820.700.580.480.970.770.650.540.440.940.710.590.490.410.890.660.640.450.370.840.600.500.410.340.790.550.460.380.3212141618200.440.360.300.260.220.400.330.280.240.200.370.310.260.220.190.340.280.240.210.180.310.260.220.190.170.290.240.210.180.160.270.230.190.170.1522242628300.190.160.140.120.110.180.150.130.120.100.160.140.130.110.100.150.130.120.110.090.140.130.110.100.090.140.120.110.100.090.130.110.100.090.08或影响系数 (砂浆强度0)基本计算公式第14页/共93页0.1750.20.2250.250.2750.33468100.730.510.420.350.290.680.460.390.320.270.620.430.360.300.250.570.390.330.280.230.520.360.300.250.220.480.330.280.240.2012141618200.250.210.180.160.140.230.200.170.150.130.210.180.160.140.120.200.170.150.130.120.190.160.140.120.110.170.150.130.120.1022242628300.120.110.100.090.080.120.100.090.080.070.110.100.090.080.070.100.090.080.080.070.100.090.080.070.070.090.080.070.070.06或续 表 基本计算公式影响系数 (砂浆强度0)第15页/共93页1)计算公式 根据上述分析，砌体受压构件的承载力按下式计算。N轴向力设计值。高厚比和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数，可按(4-11)计算或查表。f 砌体的抗压强度设计值，按表3-4表3-10采用，并考虑调整系数 。A截面面积，对各类砌体均应按毛截面计算；带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf 按如下规定采用：对多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗洞口时，每侧翼缘墙宽度可取壁柱高度的1/3；对单层房屋，可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁 柱间距离。基本计算公式第16页/共93页2)注意的问题 (1)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，验算公式为 ，可查影响系数表中 的栏或用式计算。(2)由于砌体材料的种类不同，构件的承载能力有较大的差异，因此，计算影响系数 或查 表时，构件高厚比 按下列公式确定。对矩形截面 对T形截面 不同砌体材料构件的高厚比修正系数 H0受压构件的计算高度。基本计算公式第17页/共93页 (3)由于轴向力的偏心距e较大时，构件在使用阶段容易产生较宽的水平裂缝，使构件的侧向变形增大，承载力显著下降，既不安全也不经济。因此，规范规定按内力设计值计算的轴向力的偏心距e0.6y。y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。当轴向力的偏心距e超过0.6y时，宜采用组合砖砌体构件；亦可采取减少偏心距的其他可靠工程措施。砌体材料的类别 烧结普通砖、烧结多孔砖1.0 混凝土及轻骨料混凝土砌块1.1 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石1.2 粗料石、毛石1.5 高厚比修正系数基本计算公式第18页/共93页 砌体双向偏心受压时，偏心距eh、eb的大小不同，则砌体的竖向裂缝、水平裂缝的出现与发展不同，而且砌体的破坏形式也不同。当两个方向的偏心率eh/h、eb/b均小于0.2时，砌体的受力、开裂以及破坏形式与轴心受压构件基本相同；当两个方向的偏心率达到0.20.3时，砌体内的竖向裂缝和水平裂缝几乎同时出现；当两个方向的偏心率达到0.30.4时，砌体内的水平裂缝首先出现；当一个方向的偏心率超过0.4，而另一个方向的偏心率小于0.1时，砌体的受力性能与单向偏心受压基本相同。图3.6 双向偏心受压截面双向偏心受压第19页/共93页 根据砌体双向偏心受压短柱的试验结果，并考虑纵向弯曲引起的附加偏心距的影响，规范给出矩形截面双向偏心受压构件承载力的影响系数计算公式为：eb、eh轴向力在截面重心x轴、y轴方向的偏心距，eb、eh宜分别不大于0.5x 和0.5y。x、y 自截面重心沿x轴、y轴至轴向力所在偏心方向截面边沿的距离。eib、eih轴向力在截面重心x轴、y轴方向的附加偏心距。当一个方向的偏心率(eh/h或 eb/b)不大于另一个方向的偏心率的5%时，可简化按另一个方向的单向偏心受压计算。双向偏心受压第20页/共93页受受 压压 构构 件计算示例件计算示例 1.某房屋中截面尺寸为400mm600mm的柱，采用MU10混凝土小型空心砌块和Mb5混合砂浆砌筑，柱的计算高度H0=3.6m，柱底截面承受的轴心压力标准值Nk=220kN(其中由永久荷载产生的为170kN，已包括柱自重)。试计算柱的承载力。解：查表，砌块砌体的抗压 强度设计值f=2.22MPa。因为A=0.40.6=0.24m20.3m2，故砌体抗压强度设计值f应乘以调整系数 =0.7+A=0.7+0.24=0.94 由于柱的计算高度H0=3.6m。1.13600/400=9.9，按轴心受压 e=0 考虑为独立柱，且双排组砌，故乘以强度降低系数0.7：0.870.24 1060.942.2210-30.7=305.0kN 柱截面的轴心压力设计值为：N=1.35SGK+1.4SQK=1.35170+1.450=299.5kN 可见，NNu，满足承载力要求。第21页/共93页 2.某房屋中截面尺寸bh=490mm740mm的柱，采用MU15蒸压灰砂砖和M5水泥砂浆砌筑，柱的计算高度H0=5.4m，柱底截面承受的轴心压力设计值N=365kN，弯距设计值M=31kNm，试验算柱的承载力。解：砌体的抗压强度设计值f=1.83MPa。因为A=0.490.74=0.36m20.3m2，故调整系数 采用水泥砂浆 (1)偏心方向柱的承载力验算。轴向力的偏心距 0.6y=0.6 370=222mm 柱的极限承载力为：=0.660.361060.91.8310-3=391.3kNN=365kN 可见，偏心方向柱的承载力满足要求。(2)短边方向按轴心受压验算承载力。Nu=A f=0.790.361060.91.8310-3=468.4 kNN=365kN 短边方向的轴心受压承载力满足要求。受受 压压 构构 件计算示例件计算示例第22页/共93页受受 压压 构构 件件 3.某单层厂房带壁柱的窗间墙截面尺寸，柱的计算高度H0=5.1m，采用MU15烧结粉煤灰砖和M7.5水泥砂浆砌筑，承受轴心压力设计值N=255kN，弯距设计值M=22kNm，试验算其截面承载力是否满足要求。解：(1)截面几何特征值计算。截面面积：A=1500240+240250=420000mm2 截面重心轴：y1=155mm图3.7 例13-2带壁柱窗间墙截面y2=490-155=335mm第23页/共93页受受 压压 构构 件件截面惯性距：=51275 105mm4回转半径：截面折算厚度：hT=3.5i=3.5 110.5=386.75mm (2)承载力计算轴向力的偏心距e=86.3mm0.6y=0.6 155=93mm根据 =砌体抗压强度设计值 f=2.07MPa，因为水泥砂浆，窗间墙截面极限承载力为：=0.39 0.42 106 0.9 2.07 10-3=305.1kN可见，NNu，满足承载力要求。第24页/共93页受受 压压 构构 件件4.某房屋中的双向偏心受压柱，截面尺寸bh=370mm490mm，采用MU15烧结多孔砖和M5混合砂浆砌筑，柱在两个方向的计算高度均为H0=3.0m，柱顶截面承受的轴向压力设计值N=115kN，其作用点 =0.1x=0.1370/2=18.5 mm，eh=0.3y=0.3490/2=73.5 mm。试验算柱顶截面的承载力是否满足要求。解：砌体的抗压强度设计值f=1.83MPa。因为A=0.37 0.49=0.18m2a时，取a0=a。hc梁的截面高度，mm。f砌体抗压强度设计值，MPa。3.梁端支承处砌体局部受压承载力计算 考虑上部荷载对砌体局部抗压的影响，根据上部荷载在局部受压面积上产生的实际平均压应力 与梁端支承压力N1在相应面积上产生的最大压应力 之和不大于砌体局部抗压强度 2.梁端有效支承长度第36页/共93页4.2局局 部部 受受 压压 上部荷载的折减系数。N0局部受压面积内上部轴向力设计值，N0=0Al。梁端底面压应力图形的完整系数，一般取0.7，对于过梁和墙梁可取1.0。0上部平均压应力设计值。Nl梁端支承压力设计值。Al局部受压面积，Al=a0b。a0梁端有效支承长度。b梁宽。图3.13 梁端支承处砌体应力状态3.梁端支承处砌体局部受压承载力计算第37页/共93页4.2局局 部部 受受 压压例1.某房屋的基础采用MU10烧结普通砖和M7.5水泥砂浆砌筑，其上支承截面尺寸为250mm 250mm的钢筋混凝土柱，柱作用于基础顶面中心处，其轴向压力设计值Nl=180kN，试验算砌体的局部受压承载力是否满足要求。图3.17 例3.5基础平面图第38页/共93页4.2局局 部部 受受 压压解：查表得砌体抗压强度设计值f=1.69MPa。砌体的局部受压面积：Al=0.25 0.25=0.0625m2 影响砌体局部抗压强度计算面积：A0=0.62 0.62=0.3844m2 砌体局部抗压强度提高系数：砌体局部受压承载力为：=1.79 1.69 0.0625 106 10-3=189.1kN 可见，Nl=180kN N=189.1kN满足要求。第39页/共93页4.2局局 部部 受受 压压例2.某房屋窗间墙上支承梁，梁的截面尺寸bh=250mm 500mm，在墙上支承长度a=240mm。窗间墙截面尺寸为1200mm 370mm，采用MU10烧结煤矸石砖和M5混合砂浆砌筑。梁端支承压力设计值Nl=100kN，梁底截面上部荷载设计值产生的轴向力Ns=175kN。试验算梁端支承处砌体局部受压承载力。图3.18 例3.6窗间墙上梁的支承情况 解：由表查得砌体抗压强度设计值f=1.50MPa，梁端底面压应力图形的完整系数=0.7。第40页/共93页4.2局局 部部 受受 压压 梁端有效支承长度：a0=10 =10 =182.6mma=240mm 梁端局部受压面积：Al=a0b=182.6 250=45650mm2 影响砌体局部抗压强度计算面积：A0=(b+2h)h=(250+2 370)370=366300mm2 砌体局部抗压强度提高系数：=1+0.35 =1+0.35 =1.933 所以，取=0，即不考虑上部荷载的影响，则N0+Nl=100kN。梁端支承处砌体局部受压承载力 Alf=0.7 1.93 45650 1.50 10-3=92.5kNNl 不满足要求。第41页/共93页4.2局局 部部 受受 压压 垫块可增大局部受压面积，减少其上的压应力，有效地解决砌体的局部承载力不足的问题。1.刚性垫块的构造要求 实际工程中常采用刚性垫块。刚性垫块按施工方法不同分为预制刚性垫块和与梁端现浇成整体的刚性垫块。垫块一般采用素混凝土制作；当荷载较大时，也可为钢筋混凝土。梁下设置刚性垫砌体局部受压(a)预制刚性垫块 (b)与梁现浇的刚性垫块第42页/共93页4.2局局 部部 受受 压压刚性垫块的构造应符合下列规定。(1)垫块的高度tb180mm，自梁边缘算起的垫块挑出长度不宜大于垫块的高度tb。(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，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm。(3)现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。图3.15 壁柱上设置垫块时梁端局部承压第43页/共93页4.2局局 部部 受受 压压 2.梁端有效支承长度 当梁端设有刚性垫块时，梁端有效支承长度a0考虑刚性垫块的影响，按下式计算。1为刚性垫块的影响系数。00.20.40.60.815.45.76.06.97.8 刚性垫块的影响系数1 Ab垫块面积，Ab=abbb第44页/共93页4.2局局 部部 受受 压压3.垫块下砌体局部受压承载力计算 垫块底面积以外的砌体对局部受压范围内的砌体有约束作用，使垫块下的砌体抗压强度提高，但考虑到垫块底面压应力分布不均匀，偏于安全。垫块下砌体的受力状态接近偏心受压N0垫块面积Ab内上部轴向力设计值，N0=0Ab，（内拱卸荷作用？）0 垫块上的N0及Nl合力的影响系数，可根据e/ab查表中3，e=Nl(ao/20.4a0)/(N0+Nl)梁端支承压力设计值Nl距墙内边缘的距离可取：0.33-0.4a0第45页/共93页 例3.某房屋窗间墙上支承梁，梁的截面尺寸bh=250mm 500mm，在墙上支承长度a=240mm。窗间墙截面尺寸为1200mm 370mm，采用MU10烧结煤矸石砖和M5混合砂浆砌筑。梁端支承压力设计值Nl=100kN，梁底截面上部荷载设计值产生的轴向力N0=175kN设置刚性垫块验算。4.2局局 部部 受受 压压3.垫块下砌体局部受压承载力计算第46页/共93页4.2局局 部部 受受 压压解：在梁端下砌体内设置厚度tb=180mm，宽度bb=600mm，伸入墙内长度ab=240mm的垫块，尺寸符合刚性垫块的要求 垫块面积：Ab=abbb=240 600=144000mm2 因窗间墙宽度减去垫块宽度后，垫块每侧窗间墙仅余300mm，故垫块外取300mm，则 A0=(bb+2 )h=(600+2300)370=444000mm2 砌体局部抗压强度提高系数：=1+0.35 =1+0.35 =1.51.0。设刚性垫块，由0/f=0.39/1.5=0.26，1=5.8则梁端有效支承长度为：a0=1 =5.8 =105.9mm第47页/共93页4.2局局 部部 受受 压压梁端支承压力设计值Nl至墙内缘的距离取0.4a0=0.4 105.9=42.4mm，Nl对垫块形心的偏心矩为：=77.6mm垫块面积Ab内上部轴向力设计值：N0=0Ab=0.39 144000 10-3=56.2kN，N0作用于垫块形心。全部轴向力N0+Nl对垫块形心的偏心矩为：e=49.7mm由e/h=e/ab=49.7/240=0.21，并按3查表得 =0.68。梁端垫块下砌体局部受压承载力为：0.68 1.2 1.5 144000 1000 =176.3kNN0+Nl=156.2kN设垫块后局部受压承载力满足要求。第48页/共93页4.2局局 部部 受受 压压 在梁或屋架端部下面的砌体墙上设置连续的钢筋混凝土圈梁此钢筋混凝土圈梁可把承受的局部集中荷载扩散到一定范围的砌体墙上起到垫块的作用，故称为垫梁。集中荷载下柔性钢筋混凝土垫梁第49页/共93页4.2局局 部部 受受 压压 根据试验分析，当垫梁长度大于 时，在局部集中荷载作用下，垫梁下砌体受到的竖向压应力在长度 范围内分布为三角形，应力峰值可达1.5f。此时，垫梁下的砌体局部受压承载力可按下列公式计算。N0+Nl2.42fbbh0 2当荷载沿墙厚方向均匀分布时，2取1.0，不均匀时2取0.8。bb垫梁在墙厚方向的宽度，mm。h0垫梁折算高度，mm。0上部平均压应力设计值，MPa。Eb、Ib分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩。E砌体弹性模量。h墙厚，mm。垫梁上梁端有效支承长度a0，可按设有刚性垫块时的式计算。第50页/共93页4.3轴心受拉、受弯和受剪构件轴心受拉、受弯和受剪构件基本公式基本公式1.轴心受拉轴心受拉一、受拉构件因砌体的抗拉强度较低实际工程中采用的砌体轴心受拉构件较少。砌体轴心受拉构件的承载力按下式计算。Ntft A 式中：Nt轴向拉力设计值。ft砌体的轴心抗拉强度设计值第51页/共93页图3.20 砌体轴心受拉4.3轴心受拉、受弯和受剪构件轴心受拉、受弯和受剪构件基本公式基本公式2.受弯受弯 （1）受弯承载力计算公式为：M弯矩设计值。砌体弯曲抗拉强度设计值，W截面抵抗矩。（2）受剪承载力计算公式为：V剪力设计值。fv砌体的抗剪强度设计值 b截面宽度。z内力臂，z=I/S，当截面为矩形时取z=2h/3。I截面惯性矩。S截面面积矩。第52页/共93页垂直压力4.3轴心受拉、受弯和受剪构件轴心受拉、受弯和受剪构件基本公式基本公式3.沿水平通缝和沿阶梯形截面受剪沿水平通缝和沿阶梯形截面受剪1）随着垂直压应力增加，截面上的内摩擦力增大，砌体的受剪承载力提高。2）当垂直压应力增加到一定程度后，截面上的内摩擦力逐渐减少，砌体的受剪承载力下降。垂直压应力对砌体抗剪 强度的影响第53页/共93页规范给截面破坏时受剪构件承载力计算公式为：当 =1.2时，=0.260.082 当 =1.35时，=0.230.065 式中：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 永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力。轴压比，且不大于0.8。4.3受拉、受弯及受剪构件受拉、受弯及受剪构件第54页/共93页4.3轴心受拉、受弯及受剪构件轴心受拉、受弯及受剪构件基本公式0.10.20.30.40.50.60.70.81.2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0.150.140.140.130.130.130.120.12当 =1.2时，砖砌体 取0.60；混凝土砌块砌体取0.64。当 =1.35时，砖砌体取0.64；混凝土砌块砌体取0.66。值剪压复合受力影响系数，乘积可查表。第55页/共93页1.某地上圆形水池，采用MU10烧结普通砖和M7.5水泥砂浆砌筑，池壁厚370mm，池壁底部承受环向拉力设计值Nt=45kN/m，试验算池壁的受拉承载力。解：Nt查表得ft=0.16MPa，水泥砂浆其强度设计值调整系数 =0.8。A=10.37=0.37m2 =0.8 0.16 0.37 103=47.4kNNt=45kN 故承载力满足要求。4.3受拉、受弯及受剪构件受拉、受弯及受剪构件第56页/共93页2.某矩形浅水池，池壁高H=1.5m，池壁底部厚h=620mm，采用MU10烧结普通砖和M7.5水泥砂浆砌筑，试按满池水验算池壁承载力。解：查表得ftm=0.14MPa，fv=0.14MPa 其值应乘以调整系数=0.8。ftm=0.8 0.14=0.112MPa，fv=0.8 0.14=0.112MPa。悬臂板承受三角形水压力计算内力：M=H3=10 1.5 1.5 1.5=5.63 kNm V=H2=10 1.5 1.5=11.3 kN 4.3受拉、受弯及受剪构件受拉、受弯及受剪构件第57页/共93页截面抵抗距W及内力臂为：W=bh2=1.0 0.622=0.064 m3 Z=0.62=0.413 m 受弯承载力：Wftm=0.064 0.112 103=7.2 kNmM=5.63kNm受剪承载力：fvbz=0.112 1.0 0.413 103=46.3 kNV=11.3kN 故承载力满足要求。4.3轴心受拉、受弯及受剪构件轴心受拉、受弯及受剪构件第58页/共93页4.3轴心受拉、受弯及受剪构件2.某砖砌涵洞洞壁厚h=490mm，采用MU10烧结普通砖和M7.5水泥砂浆砌筑，沿纵向单位长度1.0 m的拱支座截面承受剪力设计值V=62kN、永久荷载产生的纵向力设计值Ns=75 kN(=1.35)，试验算拱支座截面的受剪承载力。第59页/共93页解：查表得f=1.69MPa，得fv=0.14MPa，因为水泥砂浆，f=0.9 1.69=1.52MPa，fv=0.8 0.14=0.112MPa 水平截面积：A=1000 490=490000mm2 水平截面平均压应力：=0.15MPa 轴压比：=0.1 剪压复合受力影响系数：=0.230.065 =0.230.065 0.1=0.22 修正系数：=0.64(或由 =0.1，=1.35，查表得 =0.14)，于是得 (fv+)A=(0.112+0.64 0.22 0.15)490000 10-3=65.2kNV=62kN 故拱支座截面抗剪承载力满足要求。4.3轴心受拉、受弯及受剪构件轴心受拉、受弯及受剪构件第60页/共93页4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件网状配筋砖砌体构件1.受力特点和破坏特征 横向配筋、间接配筋；纵向配筋、组合砌体。第61页/共93页网状配筋砖砌体构件 在轴向压力作用下，纵向压缩变形、横向膨胀。4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件 钢筋的弹性模量比砌体大，变形相对小，可阻止砌体的横向变形发展，防止砌体因纵向裂缝的延伸而过早失稳破坏。砌体与横向钢筋之间足够的粘结力是保证两者共同工作第62页/共93页1）在单块砖内出现第一批裂缝，荷载约为60%75%破坏荷载，较无筋砖砌体高。2）继续加荷，纵向裂缝的数量增多，由于受到横向钢筋的约束，很少出现贯通的纵向裂缝；3）接近破坏时，破坏时个别砖被完全压碎脱落。适用条件：1）偏心距超过截面核心范围，对矩形截面即e/h0.17时；2）构件的高厚比 16时，均不宜采用4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件 网状配筋砖砌体3个受力阶段，破坏特征和无筋砖砌体不同。1.受力特点和破坏特征第63页/共93页网状配筋砖砌体受压构件的承载力按下列公式计算。=4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件对矩形截面，也应对较小边长方向按轴心受压进行验算。2.承载力计算体积配筋率，当采用截面面积为AS的钢筋组成的方格网，网格尺寸为a和钢筋网的竖向间距为sn钢筋的抗拉强度设计值，当fy大于320MPa时，仍采用320 MPa第64页/共93页e/h00.050.100.150.170.1468101214160.970.930.890.840.780.720.670.890.840.780.720.670.610.560.780.730.670.620.560.520.470.670.620.570.520.480.440.400.630.580.530.480.440.410.370.3468101214160.960.910.840.780.710.640.580.870.800.740.670.600.540.490.760.690.620.560.510.460.410.650.590.530.470.430.380.350.610.550.490.440.400.360.320.5468101214160.940.880.810.730.650.580.510.850.770.690.620.550.490.430.740.660.590.520.460.410.360.630.560.500.440.390.350.310.590.520.460.410.360.320.29表3-19 影响系数4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件网状配筋砖砌体影响系数 表4-5第65页/共93页e/h00.050.100.150.170.7468101214160.930.860.770.680.600.520.46 0.830.750.660.580.500.440.38 0.720.630.560.490.420.370.33 0.610.530.470.410.360.310.28 0.570.500.430.380.330.300.26 0.9468101214160.920.830.730.640.550.480.410.820.720.630.540.470.400.350.710.610.530.460.390.340.300.600.520.450.380.330.290.250.560.480.420.360.310.270.241.0468101214160.910.820.720.620.540.460.390.810.710.610.530.450.390.340.700.600.520.440.380.330.280.590.510.430.370.320.280.240.550.470.410.350.300.260.23续 表 4.4配筋砖砌体构件网状配筋砖砌体影响系数 表4-5第66页/共93页3.构造要求 网状配筋砖砌体构件的构造应符合下列规定。(1)网状配筋砖砌体中的体积配筋率不应小于0.1%，且不应大于1%。(2)采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用34mm；当采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm。(3)钢筋网中钢筋的间距a，不应大于120mm，且不应小于30mm。(4)钢筋网的竖向间距Sn，不应大于5皮砖，且不应大于400mm；当采用连弯钢筋网时，网的钢筋方向应互相垂直，沿砌体高度交错设置，Sn为同一方向网的间距。(5)网状配筋砖砌体所用的砂浆强度等级不应低于M7.5；钢筋网应设置在砌体的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件第67页/共93页 在组合砖砌体中，砖可吸收混凝土(砂浆面层)中多余的水分，使混凝土的早期强度较高，而在构件中提前发挥受力作用。组合砖砌体构件在轴心受压:1）首批裂缝发生在砌体与混凝土或砂浆面层的连接处。2）压力增大后，砖砌体内产生竖向裂缝，但因受面层的约束发展较缓慢。3）砖砌体内的砖和混凝土或砂浆面层被压碎或脱落，竖向钢筋在箍筋间压屈，组合砖砌体随即破坏。4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件组合砖砌体构件第68页/共93页 1.承载力计算 在组合砖砌体中，砖砌体与钢筋混凝土或砂浆面层能够较好的共同受力组合砖砌体构件在偏心压力作用下的受力性能与钢筋混凝土构件相近，具有较高的承载能力和延性。注：1.无筋砖砌体受压构件不能满足结构功能要求或轴向力偏心距e超过无筋砌体受压构件的限值0.6y时，宜采用组合砖砌体构件。2.砖墙与组合砌体一同砌筑的T形截面构件，矩形截面组合砌体构件计算。但 仍按T形截面考虑。带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf按如下规定采用：1）对多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；2）当无门窗洞口时，每侧翼缘墙宽度可取壁柱高度的1/3。3）对单层房屋，可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件第69页/共93页 3.承载力计算 1)轴心受压构件 组合砖砌体轴心受压构件的承载力按下式计算：受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时，可取1.0；当为 砂浆面层时可取0.9。4.4配筋砖砌体构件配筋砖砌体