砌体结构构件承载力计算.pptx

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1、什么是极限状态？整个构件或结构的一部分，超过某一特定状态整个构件或结构的一部分，超过某一特定状态时就不能满足设计规定的某一功能要求，此特时就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定的状态称为该功能的极限状态。定的状态称为该功能的极限状态。（1 1）承载能力极限状态。）承载能力极限状态。（2 2）正常使用极限状态。）正常使用极限状态。第1页/共80页 砌体结构应按承载能力极限状态设计，并满足正常使用极限状态的要求。2.2.设计表达式设计表达式 （书（书2222页）页）砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按表达砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按表达式中最不利的组合进行计算：式中最不利的组合进行计

2、算：第2页/共80页当仅有一个可变荷载时，可按下式中最不利组合进行计算:第3页/共80页规范表建筑结构的安全等级 安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重重要的房屋重要的房屋二级二级严重严重一般的房屋一般的房屋三级三级不严重不严重次要的房屋次要的房屋第4页/共80页整体稳定，如倾覆、滑移、漂浮第5页/共80页砌体结构是否需要满足正常使用极限状态？对于砌体结构的正常使用极限状态，没有如同钢筋混凝对于砌体结构的正常使用极限状态，没有如同钢筋混凝土结构那样独立的要求和计算方法，但并不是说砌体结构土结构那样独立的要求和计算方法，但并不是说砌体结构不需要满足正常使用极限状

3、态不需要满足正常使用极限状态 砌体结构正常使用极限状态的要求，在一般情况下由相砌体结构正常使用极限状态的要求，在一般情况下由相应的构造措施予以保证。应的构造措施予以保证。如规定墙、柱的高厚比，控制横墙的最大水平位移，以如规定墙、柱的高厚比，控制横墙的最大水平位移，以及对保证砌体结构耐久性而采取的诸多措施。及对保证砌体结构耐久性而采取的诸多措施。第6页/共80页第二节 受压构件承载力计算（2626页）2.1 2.1 轴心受压短柱轴心受压短柱第7页/共80页2.2 2.2 偏心受压短柱材料力学公式：材料力学公式：当当 对于矩形截面柱对于矩形截面柱 第8页/共80页 偏心矩较大，受拉边缘已开裂的情况

4、，若不考虑砌偏心矩较大，受拉边缘已开裂的情况，若不考虑砌体受拉，则矩形截面受力的有效高度：体受拉，则矩形截面受力的有效高度：第9页/共80页1 1（1 1）e e/i i砌体的偏心距影响系砌体的偏心距影响系数数第10页/共80页理论分析和实际情况的差别 随着荷载偏心距的增大，砌体表现出弹塑性性能，随着荷载偏心距的增大，砌体表现出弹塑性性能，截面中应力成曲线分布截面中应力成曲线分布 裂缝发展，受压面积减小，实际偏心距变小，故裂缝不裂缝发展，受压面积减小，实际偏心距变小，故裂缝不至于无限制发展而导致构件破坏，而是在剩余截面和减小至于无限制发展而导致构件破坏，而是在剩余截面和减小的偏心距的作用下达到

5、新的平衡，此时压应力虽然增大较的偏心距的作用下达到新的平衡，此时压应力虽然增大较多，但构件承载力仍未耗尽而可以继续承受荷载。多，但构件承载力仍未耗尽而可以继续承受荷载。第11页/共80页经验公式对于矩形截面：对于矩形截面：对于对于T T形截面：形截面：第12页/共80页偏心影响系数偏心影响系数1 1 1 1（1 1 1 1）第13页/共80页偏心受压柱承载力公式第14页/共80页2.3 2.3 轴心受压长柱第15页/共80页计算公式(28(28页）考虑稳定系数考虑稳定系数 0 0代入临界应力切线处的弹性模量代入临界应力切线处的弹性模量 第16页/共80页2.4 2.4 偏心受压长柱考虑偏心距考

6、虑偏心距e e及附加偏心距及附加偏心距e ei i，代入公式：代入公式：当当e e0 0时，时，第17页/共80页对于矩形截对于矩形截面面 代入代入代入代入第18页/共80页偏心受压长柱计算公式对于对于 时，单向偏心受压长柱时，单向偏心受压长柱的承载力仍可按下式计算：的承载力仍可按下式计算：第19页/共80页受压构件承载力计算公式 轴心受压短柱轴心受压短柱偏心受压短柱偏心受压短柱偏心受压长柱偏心受压长柱轴心受长短柱轴心受长短柱第20页/共80页 受压构件的承载力应按下式计算(3131页)式中式中 N N轴向力设计值轴向力设计值 高厚比高厚比和轴向力的偏心距和轴向力的偏心距e e对受压构件对受压

7、构件承载力的影响系数，可按表承载力的影响系数，可按表3.103.103.123.12的规定采用（书的规定采用（书2929页）；页）；ff砌体的抗压强度设计值砌体的抗压强度设计值；A A 第21页/共80页计算影响系数或查表时，构件高厚比应按下列公式确定:(书3131页)对矩形截面对矩形截面 对对T T形截面形截面 h hT T形截面的折算厚度，可近似按形截面的折算厚度，可近似按3.53.5i i计算；计算；第22页/共80页 对矩形截面构件，当长边按偏心受压计算外，短边还应按轴心受压计算。（对矩形截面构件，当长边按偏心受压计算外，短边还应按轴心受压计算。（3131页）页）第23页/共80页例题

8、（书3232页）使使 用用 情情 况况有吊车房屋、跨度有吊车房屋、跨度99梁下砖砌体梁下砖砌体0.90.9有有吊吊车车房房屋屋、跨跨度度7.57.5梁梁下下多多孔孔砖砖、蒸蒸压压粉粉煤煤灰砖、蒸压灰砂砖和混凝土小型空心砌块砌体灰砖、蒸压灰砂砖和混凝土小型空心砌块砌体无筋砌体、截面面积无筋砌体、截面面积A A0.3m0.3m2 20.7+0.7+A A配筋砌体、截面面积配筋砌体、截面面积A A0.2m0.2m2 20.8+0.8+A A水泥砂浆砌筑水泥砂浆砌筑各类无筋砌体各类无筋砌体0.90.9配筋砌体仅对砌体承调配筋砌体仅对砌体承调整系数整系数当施工质量控制等级为当施工质量控制等级为C C级时

9、级时0.890.89当验算施工中房屋的构件时当验算施工中房屋的构件时1.11.1第24页/共80页3 3 局部受压第25页/共80页局部受压的三种破坏形式 局部受压下应力图局部受压下应力图（1 1）纵向裂缝发纵向裂缝发展而破坏展而破坏当当A A0 0/A/Al l不大时，不大时，在局部压力作用在局部压力作用下，第一批纵向下，第一批纵向裂缝发生在裂缝发生在1 12 2皮砖以下的砌体皮砖以下的砌体内，随荷载的增内，随荷载的增加出现多条纵向加出现多条纵向裂缝，并向上发裂缝，并向上发展，破坏时形成展，破坏时形成一条主裂缝。一条主裂缝。第26页/共80页（2 2 2 2）劈裂破坏）劈裂破坏当当A A A

10、 A0 0 0 0/A/A/A/Al l较大时，较大时，随着压力到一定随着压力到一定数值，砌体沿纵数值，砌体沿纵向发生突然的脆向发生突然的脆性劈裂破坏。破性劈裂破坏。破坏时，纵向裂缝坏时，纵向裂缝往往仅有一条，往往仅有一条，见图见图141414145 5 5 5（c c c c），），而且开裂荷载几而且开裂荷载几乎等于破坏荷载，乎等于破坏荷载，破坏突然而无先破坏突然而无先兆。兆。第27页/共80页（3 3）局部压碎当砌体强度较低或局部压面积A Al很小时，在荷载作用下，局压面积下压应力很大，破坏时构件侧面无纵向裂缝，而是A Al面积内的砌体压碎而引起砌体破坏。第28页/共80页3.1 3.1

11、局部均匀受压第29页/共80页规范 砌体截面中受局部均匀压力时的承载力应按下式计算:N Nl l 局部受压面积上的轴向力设局部受压面积上的轴向力设计值；计值；砌体局部抗压强度提高系数；砌体局部抗压强度提高系数；f f 砌体的抗压强度设计值，可不考砌体的抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数虑强度调整系数a a的影响；的影响；（设计手册中是考虑的）（设计手册中是考虑的）第30页/共80页的取值（书（书35353535页）页）2.5 2.5 2.0 2.0 1.5 1.5 1.25 1.25 第31页/共80页3.2 3.2 局部不均匀受压（书（书35353535页）页）第32页/共80页（1 1）

12、梁端支承处无垫块砌体局部受压承载力可按下式计算：上部荷载折减系数；上部荷载折减系数；局部受压面积内上部局部受压面积内上部轴向力设计值（轴向力设计值（N N），），上部平均应力设计值（上部平均应力设计值（N/mmN/mm2 2）；）；第33页/共80页梁端支承压力设梁端支承压力设计值（计值（N N）；）；梁端底面压力应梁端底面压力应力图形的完整系数，力图形的完整系数，可取可取0.70.7，对于过梁和，对于过梁和墙梁可取墙梁可取1.01.0。书书3939页例题页例题3.43.4第34页/共80页（2 2）梁下设刚性垫块（37373737页）页）规范规范5 52 25 52 2 刚性垫块的构造应符合

13、下列规定刚性垫块的构造应符合下列规定:1)1)刚性垫块的高度不宜小于刚性垫块的高度不宜小于180180mmmm；自梁边算起的垫块自梁边算起的垫块挑出长度不宜大于垫块高度挑出长度不宜大于垫块高度t tb b；2 2）在带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块时，其计算面积应取）在带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小壁柱范围内的面积，壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于于120120mmmm；第35页/共80页3)当现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置 第36页/共80页刚性垫块上表面有效支承长度第37页/共80页刚性垫块的影响系数，根据上部荷

14、载平均压应力设计值与砌体抗压强度设计值查表(38(38页）第38页/共80页刚性垫块下砌体局部受压承载力计算 刚性垫块下砌体的局部受压接近于偏心受压。刚性垫块下砌体的局部受压接近于偏心受压。垫块上垫块上N N0 0及合力及合力N Nl l的的影响系数，采用表影响系数，采用表3.103.103.123.12（书（书2929）33的值；的值；1 10.80.8，但但 1 111第39页/共80页书3939页例题3.53.5第40页/共80页3.3 3.3 梁下设有钢筋混凝土垫梁第41页/共80页.第42页/共80页2当荷载沿墙厚方向均匀分布时取1.0,不均匀时取0.8第43页/共80页4 4 轴心

15、受拉、受弯、和受剪构件（书（书40404040页）页）4.1 4.1 轴心受拉轴心受拉第44页/共80页4.2 4.2 受弯构件第45页/共80页第46页/共80页砌体弯曲受拉承载力应按下式计算：受弯构件的受剪承载力应按下式计算：受弯构件的受剪承载力应按下式计算：第47页/共80页4.3 4.3 受剪构件第48页/共80页第49页/共80页受剪计算公式修正系数。当修正系数。当 时，砖砌体取时，砖砌体取0.600.60，混凝土，混凝土砌块砌体取砌块砌体取0.640.64；当；当 时，砖砌体取时，砖砌体取0.640.64，混凝，混凝土砌块砌体取土砌块砌体取0.660.66；剪压复合受力影响系数，剪

16、压复合受力影响系数，与与 的乘积可查表的乘积可查表 第50页/共80页第51页/共80页书书4141页例题页例题强度调整强度调整25252525页页第52页/共80页5 5 配筋砌体构件承载力计算 5.1 5.1 网状配筋砌体网状配筋砌体 砖砌体受压时，纵向压缩，横向膨胀，如果能阻止砌体砖砌体受压时，纵向压缩，横向膨胀，如果能阻止砌体横向变形的发展，则构件承受轴向压力的能力将高。横向变形的发展，则构件承受轴向压力的能力将高。第53页/共80页第54页/共80页第55页/共80页（1 1）网状配筋砖砌体受压破坏 第56页/共80页破坏特点第一阶段：出现第一批裂缝的第一阶段：出现第一批裂缝的荷载值

17、约为破坏荷载的荷载值约为破坏荷载的60607575，高于无筋砖砌体。，高于无筋砖砌体。第二阶段：砌体内竖向裂缝受第二阶段：砌体内竖向裂缝受到横向钢筋网的约束，不能沿到横向钢筋网的约束，不能沿砌体高度方向形成连续裂缝。砌体高度方向形成连续裂缝。第三阶段：压力达到极限时，砌体中的砖严重开裂甚至被第三阶段：压力达到极限时，砌体中的砖严重开裂甚至被压碎，导致砌体破坏。由于钢筋网片阻止砌体的横向变形，压碎，导致砌体破坏。由于钢筋网片阻止砌体的横向变形，砌体不会形成竖向小柱体，大大提高了砖砌体的承载能力。砌体不会形成竖向小柱体，大大提高了砖砌体的承载能力。第57页/共80页（2 2）受压承载力计算公式网状

18、配筋砖砌体抗压强度设计值，可按网状配筋砖砌体抗压强度设计值，可按下式计算：下式计算：第58页/共80页高厚比和配筋率以及轴向力的偏心距对高厚比和配筋率以及轴向力的偏心距对网状配筋砖砌体受压构件承载力的影响系数，网状配筋砖砌体受压构件承载力的影响系数，可按表可按表3.153.153.153.15采用（书采用（书44444444页）或按下列公式计页）或按下列公式计算：算：网状配筋砖砌体受压构件的稳定系数；网状配筋砖砌体受压构件的稳定系数；高厚比。高厚比。第59页/共80页试验表明，当荷载偏心时，横向配筋的效果将随偏心距的增大而降低。网状配筋砖砌体受压构件还应符合下列规定（）：1 1偏心距超过截面核

19、心范围对于矩形截面即偏心距超过截面核心范围对于矩形截面即e e/h h0.17 0.17 时或偏心距虽未超过截面核心范围但构件的高厚比时或偏心距虽未超过截面核心范围但构件的高厚比16 16 时不宜采用网状配筋砖砌体构件。时不宜采用网状配筋砖砌体构件。2 2对矩形截面构件当轴向力偏心方向的截面边长大于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。长方向按轴心受压进行验算。3 3当网状配筋砖砌体构件下端与无筋砌体交接时尚应当网状配筋砖砌体构件下端与无筋砌体交接时尚应验算交接处无筋砌体

20、的局部受压承载力。验算交接处无筋砌体的局部受压承载力。第60页/共80页 网状配筋砖砌体构件的构造应符合下列规定:1 1 网状配筋砖砌体中的体积配筋率不应小于网状配筋砖砌体中的体积配筋率不应小于0.1%0.1%并不应并不应大于大于1%1%。第61页/共80页书4848页例题第62页/共80页6 6 组合砖砌体适用条件：当荷载偏心距较大，超过截面核心范围，无适用条件：当荷载偏心距较大，超过截面核心范围，无筋砖砌体承载力不足而截面尺寸又受到限制时，或者偏筋砖砌体承载力不足而截面尺寸又受到限制时，或者偏心矩心矩e0.6ye0.6y。第63页/共80页第64页/共80页破坏特点（4545页）（1 1）

21、轴心受压下，砌体面层和混凝土（或砂浆）的结合）轴心受压下，砌体面层和混凝土（或砂浆）的结合处产生第一批裂缝。处产生第一批裂缝。（2 2）压力增大，砖砌体内逐渐产生竖向裂缝。由于混凝）压力增大，砖砌体内逐渐产生竖向裂缝。由于混凝土的横向约束作用，裂缝发展较慢。土的横向约束作用，裂缝发展较慢。（3 3）最后，砌体内的砖和面层混凝土脱落甚至压碎，竖）最后，砌体内的砖和面层混凝土脱落甚至压碎，竖向钢筋屈服。向钢筋屈服。第65页/共80页 组合砖砌体轴心受压构件的承载力应按下式计算:组合砖砌体构件的稳定系数可按表组合砖砌体构件的稳定系数可按表3.16 3.16 采用；（书采用；（书4646页）页）受压钢

22、筋的强度系数，当为混凝土面层时，受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时，可取可取1.01.0；当为砂浆面层时，可取；当为砂浆面层时，可取0.90.9；第66页/共80页=A=As s/bh/bh 第67页/共80页 组合砖砌体构件的构造应符合下列规定:4.4.竖向受力钢筋宜采用竖向受力钢筋宜采用HPB235HPB235级钢筋，对于混凝土面级钢筋，对于混凝土面层，亦可采用层，亦可采用HRB335HRB335级钢筋。受压钢筋一侧的配筋级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于率，对砂浆面层，不宜小于0.1%0.1%，对混凝土面层，不，对混凝土面层，不宜小于宜小于0.2%0.2%。受拉钢筋的配

23、筋率，不应小于。受拉钢筋的配筋率，不应小于0.1%0.1%。竖。竖向受力钢筋的直径，不应小于向受力钢筋的直径，不应小于8 8mmmm，钢筋的净间距，钢筋的净间距，不应小于不应小于3030mmmm；第68页/共80页7 7 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 第69页/共80页砌体砌筑的墙体两端设置钢筋混凝土构造柱，是从19761976年唐山大地震以后，总结了砌体房屋裂而不倒的经验提出来的。1.1.提高用砌体砌筑墙体的延性，改变砌体结构的脆性性质；提高用砌体砌筑墙体的延性，改变砌体结构的脆性性质；第70页/共80页2.2.在构造柱和圈梁组成的“弱框架”约束下的墙体，在水平地震作用下，墙体虽出现454

24、5交错裂缝，但墙体裂而不倒。第71页/共80页组合砖墙轴心受压计算组合砖砌体构件的稳定系数可按表组合砖砌体构件的稳定系数可按表3.16 3.16 采用；（书采用；（书4646页）页）l l 沿墙长方向构造柱的间距；沿墙长方向构造柱的间距；b bc c沿墙长方向构造柱的宽度；沿墙长方向构造柱的宽度；第72页/共80页第73页/共80页构造柱的间距是影响组合墙承载力的最显著的因素：对中间柱，它对每边的影响长度为1.21.2m m，对边柱其影响长度为1 1m m。构造柱间距为2 2m m左右时，柱的作用得到充分发挥。构造柱的间距大于4 4m m时，其对墙体受压承载力的影响很小。例题（书例题（书484

25、84848页）页）第74页/共80页8 8 配筋砌块砌体构件 由于配筋砌块砌体的强度高、延性好，可用于大开间和由于配筋砌块砌体的强度高、延性好，可用于大开间和高层建筑结构。高层建筑结构。配筋砌块剪力墙结构在地震设防烈度为配筋砌块剪力墙结构在地震设防烈度为6 6度、度、7 7度、度、8 8度度和和9 9度地区建造房屋的允许层数可达到度地区建造房屋的允许层数可达到1818层、层、1616层、层、1414层层和和8 8层。层。第75页/共80页（1 1）轴心受压构件计算第76页/共80页例题第77页/共80页第78页/共80页1.1.a a的取值方法2.2.无筋砌体受压计算无筋砌体受压计算4.4.局部承压计算局部承压计算5.5.刚性垫块的构造要求刚性垫块的构造要求6.6.网状配筋砌体受压破坏过程网状配筋砌体受压破坏过程3.3.局部承压破坏形态局部承压破坏形态7.7.配筋砖砌体、组合砖砌体轴心受压计算配筋砖砌体、组合砖砌体轴心受压计算第79页/共80页感谢您的观看！第80页/共80页