砌体结构的设计方法与无筋砌体计算学习教案.pptx

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1、会计学1砌体结构的设计方法砌体结构的设计方法(fngf)与无筋砌体计与无筋砌体计算算第一页，共45页。)645.11 (fmkffffkff/f3.2、砌体、砌体(q t)强度设计值强度设计值mfkmmfmkfrffffff45. 072. 0)17. 0645. 11 ()645. 11 (第1页/共45页第二页，共45页。1、施工质量控制等级、施工质量控制等级 确定砌体强度设计值时，采用砌体工程施工质确定砌体强度设计值时，采用砌体工程施工质量验收规范中规定的量验收规范中规定的B级为依据。级为依据。当采用当采用A级或级或C级时，砌体强度设计值相应地予级时，砌体强度设计值相应地予以提高以提高(

2、t go)或降低。或降低。施工质量控制等级为施工质量控制等级为B级时要求：现场质量管理级时要求：现场质量管理；砂浆、砼强度；砂浆拌合方式；砌筑工人。；砂浆、砼强度；砂浆拌合方式；砌筑工人。对一般多层房屋宜按对一般多层房屋宜按B级控制；级控制；对配筋砌体剪力墙高层建筑，设计时宜选用对配筋砌体剪力墙高层建筑，设计时宜选用B级级的砌体强度指标，而在施工时宜采用的砌体强度指标，而在施工时宜采用A级的施工级的施工质量控制等级，以提高质量控制等级，以提高(t go)这种砌体结构体系这种砌体结构体系的安全储备。的安全储备。2、砌体强度设计值的确定、砌体强度设计值的确定 强度平均值强度平均值强度标准值强度标准

3、值强度设计值。强度设计值。3、砌体抗压强度设计值、砌体抗压强度设计值 使用使用3-33-9表时，应重视相应的附注。附注中表时，应重视相应的附注。附注中明确了适用的砌块类别，对会降低砌体抗压强度明确了适用的砌块类别，对会降低砌体抗压强度的错孔砌筑、厚度方向双排组砌、的错孔砌筑、厚度方向双排组砌、T形截面、独形截面、独立柱等情况，规定了折减系数。立柱等情况，规定了折减系数。第2页/共45页第三页，共45页。aaAra7.08.0ar9.0ar9.0arAra8.0第3页/共45页第四页，共45页。3.3、砌体轴心抗拉强度、砌体轴心抗拉强度(qingd)、弯曲抗拉强度、弯曲抗拉强度(qingd)和抗

4、剪强度和抗剪强度(qingd)设计值设计值第4页/共45页第五页，共45页。度平均值。灌注混凝土轴心抗压强强度平均值；灌注混凝土立方体抗压比值；的面积与砌体毛面积的砌块砌体中灌芯混凝土度；空心砌块砌体的抗压强或mccumcummgmcmmgfffffffff,63. 094. 03.4、灌孔砌体砌块、灌孔砌体砌块(q kui)的抗压强度和抗剪强度设的抗压强度和抗剪强度设计值计值第5页/共45页第六页，共45页。第6页/共45页第七页，共45页。灌孔砌块砌体灌孔砌块砌体(q t)抗压强度设计值：抗压强度设计值：度设计值。灌芯混凝土轴心抗压强设计值；空心砌块砌体抗压强度计算公式为：此处的约束要差些

5、，故设有清扫和检查孔，由于墙体的第一皮往往cccgcgffffffffff6 . 082. 075. 082. 0砌块采用MU10MU20,混凝土C10C30的范围，少量(sholing)的高强混凝土灌孔砌体，其抗压强度达不到上述公式的计算值。因此采用上述公式应受到限制：2ffg第7页/共45页第八页，共45页。mgmvgff,35. 0二、灌孔砌块二、灌孔砌块(q kui)砌体的抗剪强度砌体的抗剪强度2、灌芯砌块、灌芯砌块(q kui)砌体抗剪强度设计值：砌体抗剪强度设计值：11规范按下式采用规范按下式采用55. 020. 0gvgff三、灌孔砌块砌体的弹性模量三、灌孔砌块砌体的弹性模量E单

6、排孔且对孔砌筑的混凝土砌块砌体的弹性模量计算：E=2000fg第8页/共45页第九页，共45页。第9页/共45页第十页，共45页。第10页/共45页第十一页，共45页。NMe 第11页/共45页第十二页，共45页。1、受压短柱（、受压短柱（3）（不考虑纵向）（不考虑纵向(zn xin)弯曲对承载力的影响弯曲对承载力的影响）fAN1偏心距的计算值不应超过偏心距的计算值不应超过(chogu)0.6y(chogu)0.6y（随着偏心距的（随着偏心距的增加，构件所能承担纵向压力明显降低），当超过增加，构件所能承担纵向压力明显降低），当超过(chogu)(chogu)时，应采取减小轴向力偏心距的措施。时

7、，应采取减小轴向力偏心距的措施。偏心受压构件与轴心受压构件承载力的比值，称偏心影响(yngxing)系数砌体抗压强度设计值关系曲线砌体偏心受压构件的i /e1第12页/共45页第十三页，共45页。对于对于T形或其他形状，可用折算厚形或其他形状，可用折算厚度度.算，仍按矩形截面公式计代替hihT5 . 31)(11121轴心受压偏心受压ie边长矩形截面在偏心方向的hhe,)(121121第13页/共45页第十四页，共45页。2、受压长柱（、受压长柱（3）（考虑纵向弯曲）（考虑纵向弯曲(wnq)对承载力对承载力的影响）的影响）fAN20( 111221112112111/ 10 heieeheii

8、矩形截面）纵向弯曲产生的附加(fji)偏心距高厚比和轴向力偏心距e对受压构件(gujin)承载力的影响系数第14页/共45页第十五页，共45页。最终最终(zu zhn)系数的计算公式系数的计算公式2121211he 与砂浆强度等级有关的系数与砂浆强度等级有关的系数(xsh)(xsh)：当砂浆强度等级当砂浆强度等级M5M5时，等于时，等于0.00150.0015；当砂浆强度等级为当砂浆强度等级为M2.5M2.5时，等于时，等于0.0020.002；当砂浆强度等级为当砂浆强度等级为0 0时，等于时，等于0.009 0.009 。2011)0e轴向受压构件（第15页/共45页第十六页，共45页。构件

9、高厚比的计算公式构件高厚比的计算公式对于对于(duy)矩形截面：矩形截面： ；对于对于(duy)T形截面：形截面： 。 ThH0hH0的取值：的取值：采用烧结普通砖、烧结多孔砖、灌孔混凝土砌块采用烧结普通砖、烧结多孔砖、灌孔混凝土砌块(q kui)(q kui)时，取值时，取值1.01.0；采用混凝土及轻骨料混凝土砌块采用混凝土及轻骨料混凝土砌块(q kui)(q kui)时，取值时，取值1.11.1；采用蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石时，取采用蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石时，取1.21.2采用粗料石、毛石时，取值采用粗料石、毛石时，取值1.51.5。第16页/共45

10、页第十七页，共45页。高度的一半。值，可取层高加山端尖山墙的坪可取室内地坪或室外地当基础埋置较深时，一般可取基础顶面，底层，构件下端的支点水平支撑点间的距离。在房屋中即楼板或其他构件的高度。查表受压构件的计算长度。HmmHH;500300140注意注意(zh y)：e0.6y，y为截面中心到轴向力所在偏心为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。方向截面边缘的距离。设计(shj)值计算第17页/共45页第十八页，共45页。房屋类别房屋类别柱柱带壁柱墙或周边拉结的带壁柱墙或周边拉结的墙墙排架方向垂直排架方向s2H2HsHsH有吊车的单层房屋变截面柱上段弹性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu

11、刚性、刚弹性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl无吊车的单层和多层房屋单跨弹性方案1.5H1.0H1.5H刚弹性方案1.2H1.0H1.2H多跨弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案1.10H1.0H1.1H刚性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s表注：1 .表中Hu为变截面柱的上段高度；Hl为变截面柱的下段高度；2. 对于(duy)上端为自由端的构件，H02H；3.独立砖柱，当无柱间支撑时，柱在垂直排架方向的H0应按表中数值乘以1.25后采用；第18页/共45页第十九页，共45页。第19页/共45页第二十页，共45页。n在工

12、程中当墙梁的墙高与跨在工程中当墙梁的墙高与跨度之比较大，砌体强度较低度之比较大，砌体强度较低时，有可能产生梁支承附近时，有可能产生梁支承附近砌体被压碎的现象。砌体被压碎的现象。第20页/共45页第二十一页，共45页。llAfNlNlA0A135. 010lAA在局部压力作用下，局部受压的砌体在产生纵向在局部压力作用下，局部受压的砌体在产生纵向(zn xin)变形的同时还产变形的同时还产生横向变形，而周围未直接承受压力的部分象套箍一样阻止其横向变形，因生横向变形，而周围未直接承受压力的部分象套箍一样阻止其横向变形，因此与垫板接触的砌体处于双向或三向受压状态，其局部抗压强度大于一般情此与垫板接触的

13、砌体处于双向或三向受压状态，其局部抗压强度大于一般情况的抗压强度，这就是况的抗压强度，这就是“套箍强化套箍强化”。只要砌体内存在未直接承受压力的面。只要砌体内存在未直接承受压力的面积，就有积，就有“应力扩散应力扩散”现象，也可以在一定程度上提高局部抗压强度。现象，也可以在一定程度上提高局部抗压强度。砌体的局部抗压强度砌体的抗压强度rff第21页/共45页第二十二页，共45页。5 . 2hhcaA)(00 . 2hhbA)2(0作了上限规定：劈裂破坏，规范对危险的超过某一限值时会出现rAAl0第22页/共45页第二十三页，共45页。5 . 1110)()(hhhbhhaA25. 1hhaA)(0

14、第23页/共45页第二十四页，共45页。三、梁端支承处砌体的局部三、梁端支承处砌体的局部(jb)受压（局部受压（局部(jb)非均匀受压）非均匀受压）1.上部荷载对局部抗压强度上部荷载对局部抗压强度(kn y qin d)的影响的影响作用在梁端砌体上的轴向力，除梁端支承压作用在梁端砌体上的轴向力，除梁端支承压力力 外，还有由于上部荷载外，还有由于上部荷载(hzi)(hzi)产生的产生的轴向力轴向力 。当梁上荷载当梁上荷载(hzi)(hzi)增加时与梁端底部接触增加时与梁端底部接触的砌体产生较大的变形，此时如上部荷载的砌体产生较大的变形，此时如上部荷载(hzi)(hzi)产生的平均压力产生的平均压

15、力 较小时，梁端较小时，梁端顶面与砌体接触面将减小，甚至与砌体脱开顶面与砌体接触面将减小，甚至与砌体脱开。 的存在和扩散对梁端下部砌体有横向的存在和扩散对梁端下部砌体有横向约束作用，对砌体的局部受压是有利。但随约束作用，对砌体的局部受压是有利。但随着的增加，上部砌体的压缩变形增大，梁端着的增加，上部砌体的压缩变形增大，梁端顶部与砌体的接触面增大，内拱作用逐渐减顶部与砌体的接触面增大，内拱作用逐渐减小，小， 的影响减小，当的影响减小，当 ，不考虑上，不考虑上部荷载部荷载(hzi)(hzi)的影响。的影响。lN0N缝隙00030lAA第24页/共45页第二十五页，共45页。0abaNll0l2.梁

16、端有效支承梁端有效支承(zh chn)长度长度0a0a第25页/共45页第二十六页，共45页。tan380007. 0tantan00max0maxbfNafkkbNakyaylllmaxkylkmaxyfhac10011/1055. 233. 024tan2243cccccclhlmmNEIEBBqlqlN0achlN对于对于(duy)(duy)均布荷载作用的钢筋混凝土简支梁，其跨度小均布荷载作用的钢筋混凝土简支梁，其跨度小于于6m6m时，可以进一步简化：时，可以进一步简化：第26页/共45页第二十七页，共45页。3.梁端支承处砌体局部梁端支承处砌体局部(jb)受压承载力计算受压承载力计算l

17、lfANN0baAANAAAAllll0000000 . 1, 7 . 0,03,5 . 05 . 1对于过梁和墙取一般取整系数梁端底面压应力图形完上部平均压应力设计值时和无上部荷载时当上部荷载的折减系数，fhac100第27页/共45页第二十八页，共45页。当a0大于a 时，应取(ynq)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。0NlN00aabchf第28页/共45页第二十九页，共45页。fANNbl10 垫块面积Ab上由上部荷载设计值产生(chnshng)的轴压力， bAN000NbbbbaA 构造要求垫块深入墙体的长度构造要求垫块深入墙

18、体的长度120mm第29页/共45页第三十页，共45页。128. 08 . 0)135. 01 (8 . 0001blAAAA30 . 18 . 011bAaabb垫块上表面梁端有效支承垫块上表面梁端有效支承(zh chn)长度长度00.20.40.60.85.45.76.06.97.8fhac101f0注意：当垫块与梁整体现浇时，梁端支承(zh chn)处砌体的局部受压仍按上式计算。刚性垫块系数值第30页/共45页第三十一页，共45页。当梁端部支承处的砖墙上设有连续的钢筋混凝土圈梁，该圈梁即为垫梁，梁上荷载将通过垫梁分散到一定宽度的墙上去。为简化计算，此时垫梁下竖向压应力(yngl)近似按三

19、角形分布，代替实际曲线分布应力(yngl)图形，折算的应力(yngl)分布长度取为s= h0，如图所示。 第31页/共45页第三十二页，共45页。bh 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(fnbi)为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩; 220Nbb20hbbIE ,砌体(q t)的弹性模量；墙厚（mm）垫梁的高度(god)(mm) ；Ehv梁下设有长度大于梁下设有长度大于 垫梁下的局部受压承载力计算垫梁下的局部受压承载力计算:0204 . 2hfbNNbl2/000hbNb302

20、EhIEhbb0h第32页/共45页第三十三页，共45页。局压满足。不考虑上部荷载，取求求有效支承长度得，）查表kNkNrfAAAAArmhbhAmbaAmmmmfhammNMPfllllca80375.811005. 05 . 155. 17 . 00025. 05 . 05 . 1) 555. 1105. 0175. 035. 01135. 01)4175. 0240)2502402()2(05. 0250200) 32402005 . 16001010)2)/(5 . 1331600202002第33页/共45页第三十四页，共45页。2.试验算外墙上梁端砌体局部受压承载力。已知梁截面尺寸

21、试验算外墙上梁端砌体局部受压承载力。已知梁截面尺寸bh=200400mm,梁支承长梁支承长度度a=240mm，荷载，荷载(hzi)设计值产生的支座反力设计值产生的支座反力80KN，墙体上部荷载，墙体上部荷载(hzi)为为260KN，窗间墙截面，窗间墙截面1200370mm,梁端底部设置刚性垫块梁端底部设置刚性垫块240500180mm，采用，采用MU10砖砖、M2.5混合砂浆砌筑。混合砂浆砌筑。mmmmfhafKNANmmANmbaANmmNfcbubbb2401093 . 140021. 621. 6,466. 03 . 158. 0)36 .691012. 058. 0/N58. 0370

22、1200260000KN260N12. 0500240)2/3 . 124) 1101060020u202有效支承长度内插法查表得求作用在窗间墙上，则上部荷载垫块的面积求表得查第34页/共45页第三十五页，共45页。KNfArkNNNrrAArmmAmmmmbhbhhArbemmNNabeblbbbblbl49.1433 . 112000026. 173. 06 .149)50 . 126. 157. 18 . 08 . 00 . 257. 111200044400035. 01135. 0144400012003701200124050037022mm4588005003702(370)2(

23、473. 033417. 02409 .409 .406 .6980)1094 . 02240(80)4 . 02(N10102020100计算局部承载力符合要求故窗间墙长边长）求情况得，查表求偏心距第35页/共45页第三十六页，共45页。3.窗间墙窗间墙1600370mm,MU10灰砂砖和灰砂砖和M5混合砂浆，承受混合砂浆，承受200500mm梁，梁，Nl=110KN,支承长度支承长度(chngd)a=240mm,上部传来上部传来250KN，垫梁，垫梁240240mm，1600mm长长C20混凝土，混凝土，Ec=25510N/mm,验算局部受压承载力。验算局部受压承载力。KNfbhKNNKN

24、bhNmmNmmmmhNmmEhIEhmmNfEmmNfblbcc5 .3165 . 12404588 . 04 . 24 . 29 .1821109 .72N)49 .72422. 024045814. 32121/422. 037016002500001600143845814. 3) 345837015902402401211055. 222)2/15905 . 11060106062,/5 . 134) 102000020003343022局压承载力计算求折算高度得，表表得，查第36页/共45页第三十七页，共45页。.3砌体砌体(q t)轴心受拉、受弯、受剪承载力计算轴心受拉、受弯、受

25、剪承载力计算1、轴心、轴心(zhu xn)受拉构件受拉构件无筋砌体轴心受拉构件(gujin)承载力应按下式计算NtftA 式中： Nt轴心拉力设计值； ft砌体轴心抗拉强度设计值， 按表3-10采用； A受拉截面面积。 第37页/共45页第三十八页，共45页。 有一圆形砖砌浅水池，壁厚370mm，采用MU10烧结普通砖及M10水泥砂浆砌筑，池壁内承受环行拉力设计(shj)值Nt=53kN/m，试验算池壁的受拉承载力。【解】由表3-10，当砂浆为M10时，查得沿齿缝截面的轴心抗拉强度设计(shj)值为0.19N/mm2，因水泥砂浆砌筑，应乘以调整系数：a=0.8，故ft=0.80.19=0.15

26、N/mm2。取1m高池壁计算，由式 NtftA ftA=55.5kNNt=53kN满足要求第38页/共45页第三十九页，共45页。2、受弯构件、受弯构件(gujin)譬如过梁、挡土墙等属于受弯构件，在弯矩作用下砌体可能沿通缝或齿缝截面弯曲受拉而破坏，应进行受弯承载力计算。此外，支座处还存在较大的剪力，还应对支座进行抗剪计算。（1） 无筋砌体受弯构件的承载力应按下式计算MftmW ftm砌体弯曲抗拉强度设计值，查表3-10. W截面抵抗距，矩形(jxng)截面W=bh2/6.（2） 无筋砌体受弯构件的受剪承载力应按下式计算 fv0砌体抗剪设计值，查表3-10。Vfv0bz Z内力臂，z=I/S，

27、矩形(jxng)截面时，z=2h/3。第39页/共45页第四十页，共45页。 一矩形砖砌浅水池，壁高H=1.4m，采用MU10烧结普通砖及M10水泥砂浆砌筑，壁厚h=490mm，若不考虑池壁自重产生的垂直压力(yl)的影响，试验算池壁承载力。【解】池壁如固定在底板上的悬臂板一样受力，在竖直方向切取1m宽度竖向板带。则此板带按承受三角形水压力(yl)，上端自由，下端固定的悬臂梁计算。第40页/共45页第四十一页，共45页。（1） 受弯承载力池壁底端的弯矩：M=1/6*10*1.43=6.4kNm 截面抵抗矩：W=4.002107mm3由表2-10查得，砌体沿通缝破坏弯曲抗拉强度设计值ftm=0.

28、17N/mm2，因采用水泥砂浆，应乘以调整(tiozhng)系数a=0.8,故ftm=0.80.17=0.136N/mm2。按式：ftmW=5.4kNmM=6.4kNm受弯承载力不满足要求，应增大池底截面的厚度。（2） 受剪承载力池壁底端的剪力：V=13.72kN 截面内力臂 z=2h/3=327mm由表2-10查得砌体抗剪强度(qingd)设计值 fv2按式Vfvbz 计算 fvbz=44.472kNV=13.72kN 受剪承载力满足要求第41页/共45页第四十二页，共45页。3、受剪构件、受剪构件(gujin) 沿通缝或沿阶梯形截面破坏时的受剪构件的承载力应按下式计算：V(fv0+0)A

29、当G=1.2 =0.26-0.0820/f当G=1.35 =0.23-0.0650/f fv0 砌体抗剪强度(qingd)，查表2-10。 修正系数，G=1.2 时，砖砌体取0.6，混凝土砌块取 0.64，G=1.35 时，砖砌体取0.64，混凝土砌块取 0.660/f 轴压比，不应大于0.8。第42页/共45页第四十三页，共45页。 试验算拱支座截面的受剪承载力。已知拱式过梁在拱支座处的水平推力设计值为15kN，受剪截(jin ji)面积A=370mm490mm，作用在1-1截面上的垂直压力设计值N=25kN，墙体采用MU10烧结普通砖及M2.5混合砂浆砌筑。【解】由表2-10查得fv=0.

30、08N/mm2，查表2-4得f=1.3N/mm2。A=0.1813m20.3m2 ，a=0.7+A=0.8813，则得：fv=a0.08=0.071N/mm2f=a1.3=1.146N/mm20=25/370/0.49=0.138N/mm2第43页/共45页第四十四页，共45页。因为所有内力均以恒载为主，故取G=1.35，Q=1.0的组合为最不利。0/f=0.120因G=1.35=0.23-0.650/f=0.152修正系数(xsh)=0.64(G=1.35砖砌体)所以=0.640.152=0.097由式（14.17）(fv+0)A=15.30kN15kN 第44页/共45页第四十五页，共45页。