无筋砌体构件承载力计算.pptx

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1、会计学1无筋砌体构件承载力计算无筋砌体构件承载力计算 学习要点：学习要点：（1 1）了解无筋砌体受压构件的破坏形态和影响）了解无筋砌体受压构件的破坏形态和影响 受压承载力的主要因素。受压承载力的主要因素。（2 2）熟练掌握无筋砌体受压构件的承载力计算）熟练掌握无筋砌体受压构件的承载力计算 方法。方法。（3 3）了解无筋砌体局部受压时的受力特点及其）了解无筋砌体局部受压时的受力特点及其 破坏形态。破坏形态。（4 4）熟练掌握）熟练掌握 梁下砌体局部受压承载力验算梁下砌体局部受压承载力验算 方法和梁下设置刚性垫块时的局部受压承方法和梁下设置刚性垫块时的局部受压承 载力验算方法以及有关的构造要求。载

2、力验算方法以及有关的构造要求。（5 5）了解无筋砌体受弯、受剪及受拉构件的破）了解无筋砌体受弯、受剪及受拉构件的破 坏特征及承载力的计算方法。坏特征及承载力的计算方法。第1页/共133页4.1 受压构件受压构件 4.1.14.1.1轴心受压短柱轴心受压短柱轴心受压短柱轴心受压短柱 轴心受压短柱是指高厚比轴心受压短柱是指高厚比 的轴心的轴心受压构件。这里受压构件。这里HH0 0为构件的计算长度，为构件的计算长度，h h为墙为墙厚或矩形截面柱的短边长度。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，作用下

3、，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、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：柱的承载力计算公式为：第2页/共133页 （4-1）式中：式中：A A构件的截面面积；构件的截面面积；f f砌体的抗压强度设计值。砌体的抗压强度设计值。第3页/共133页 4.1.2 4.1.2轴心受压长柱轴心受压长柱轴心受压长柱轴心受压长柱 长长柱柱是是指指其其受受压压承承载载力力不不仅仅与与截截面

4、面和和材材料料有有关关，还还要要考考虑虑偏偏心心的的不不利利影影响以及高厚比影响以及高厚比影响的柱。响的柱。由由于于荷荷载载作作用用位位置置的的偏偏差差、砌砌体体材材料料的的不不均均匀匀及及施施工工误误差差，使使轴轴心心受受压压构构件件产产生生附附加加弯弯矩矩和和侧侧向向挠挠曲曲变变形形。当当构构件件的的高高厚厚比比较较小小时时，附附加加弯弯矩矩引引起起的的侧侧向向挠挠曲曲变变形形很很小小，可可以以忽忽略略不不计计。当当构构件件的的高高厚厚比比较较大大时时，由由附附加加弯弯矩矩引引起起的的侧侧向向变变形形不不能能忽忽略略，因因为为侧侧向向挠挠曲曲又又会会进进一一步步加加大大附附加加弯弯矩矩，进

5、进而而又又使使侧侧向向挠挠曲曲增增大大，致致使使构构件件的的承承载载力力明明显显下下降降。当当构构件件的的长长细细比比很很大大时时，还还可可能发生失稳破坏。能发生失稳破坏。第4页/共133页 为为此此，在在轴轴心心受受压压长长柱柱的的承承载载力力计计算算公公式式中中引引入入稳稳定定系系数数 ，以考虑侧向挠曲对承载力的影响，即以考虑侧向挠曲对承载力的影响，即 （4 4-2 2）式式（4 4-2 2）中中稳稳定定系系数数 为为长长柱柱承承载载力力与与相相应应短短柱柱承承载载力力的的比比值，应用临界应力表达式，得值，应用临界应力表达式，得 第5页/共133页 （4-3）式中：式中：EE砌体材料的切线

6、模量；砌体材料的切线模量；构件的长细比。构件的长细比。当构件截面为矩形时，当构件截面为矩形时，将此式和切线模量，将此式和切线模量E E的表达式的表达式（2 26 6）代入（）代入（4 43 3）并取）并取 ,得得 第6页/共133页 （4-4）式中：式中：构件的高厚比；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，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当砂浆强度等级大于或等于M5M5时，时，；当砂浆强度等级等；当砂浆强度等级等于于M2.5M2.5时，时，；当砂浆强度等级等于；当砂浆强度等级等于0 0时，时，）。）。第7页/共133页 4.1.3

7、偏心受压短柱偏心受压短柱 偏心受压短柱是指偏心受压短柱是指 的偏心受压构件。大量偏心受压的偏心受压构件。大量偏心受压短柱的加荷破坏试验证明，当构件上作用的荷载偏心距较小时，短柱的加荷破坏试验证明，当构件上作用的荷载偏心距较小时，构件全截面受压，由于砌体的弹塑性性能，压应力分布图呈曲线构件全截面受压，由于砌体的弹塑性性能，压应力分布图呈曲线形形 图图4 41 1。第8页/共133页 随着荷载的加大，构件首先在压应力较大一侧出现竖向裂缝，随着荷载的加大，构件首先在压应力较大一侧出现竖向裂缝，并逐渐扩展，最后，构件因压应力较大一侧块体被压碎而破坏。并逐渐扩展，最后，构件因压应力较大一侧块体被压碎而破

8、坏。当构件上作用的荷载偏心距增大时，截面应力分布图出现较小的当构件上作用的荷载偏心距增大时，截面应力分布图出现较小的受拉区受拉区 图图4 41 1（b b），破坏特征与上述全截面受压相似，但承载破坏特征与上述全截面受压相似，但承载力有所降低。力有所降低。第9页/共133页 进一步增大荷载偏心距，构件截面的拉应力较大，随着荷载的进一步增大荷载偏心距，构件截面的拉应力较大，随着荷载的加大，受拉侧首先出现水平裂缝，部分截面退出工作加大，受拉侧首先出现水平裂缝，部分截面退出工作 图图4 41 1（c c）。继而压应力较大侧出现竖向裂缝，最后该侧快体被压碎，继而压应力较大侧出现竖向裂缝，最后该侧快体被压

9、碎，构件破坏。构件破坏。第10页/共133页图图4-1 4-1 偏心受压短柱截面应力分布偏心受压短柱截面应力分布 第11页/共133页注意注意注意注意：偏心受压短柱随偏心距的增大，构件边缘偏心受压短柱随偏心距的增大，构件边缘最大压应变及最大压应力均大于轴心受压构最大压应变及最大压应力均大于轴心受压构件，但截面应力分布越不均匀，以及部分截件，但截面应力分布越不均匀，以及部分截面受拉退出工作，其极限承载力较轴心受压面受拉退出工作，其极限承载力较轴心受压构件明显下降。构件明显下降。在大量试验研究的基础上提出偏心受压短柱在大量试验研究的基础上提出偏心受压短柱的承载力计算公式如下的承载力计算公式如下 （

10、4-54-5）式中：式中：偏心影响系数偏心影响系数 偏心受压短柱承偏心受压短柱承载力与轴心受压短柱承载力（载力与轴心受压短柱承载力（fAfA）的比值的比值。第12页/共133页 我国所作的矩形截面、我国所作的矩形截面、T T形截面及环形截面短柱偏心受压破坏形截面及环形截面短柱偏心受压破坏试验的散点图见图试验的散点图见图4 42 2。图。图4 42 2中纵坐标为构件偏心受压承载力与中纵坐标为构件偏心受压承载力与轴心受压承载力（轴心受压承载力（fAfA）比值比值 ，横坐标为偏心率，即偏心距，横坐标为偏心率，即偏心距e e和和截面回转半径截面回转半径 之比，由图可以明显看出受压承载力随偏心距之比，由

11、图可以明显看出受压承载力随偏心距增大而降低，即增大而降低，即 是小于是小于1 1的系数，称为偏心距的系数，称为偏心距e e对受压短柱承载对受压短柱承载力的影响系数。力的影响系数。第13页/共133页 图图4-2 4-2 偏心距影响系数偏心距影响系数 与偏心率与偏心率 的关系图的关系图 第14页/共133页 为了建立为了建立 的计算公式，假设偏心受压构件从加荷至破坏截的计算公式，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：式中：y y截面形心至最大压应力一侧边缘的距离；截面形心至最大压应力一侧边

12、缘的距离；i i截面的回转半径；截面的回转半径；第15页/共133页I I截面沿偏心方向的惯性矩；截面沿偏心方向的惯性矩；AA截面面积。截面面积。若设有截面边缘最大应力为强度条件，则有若设有截面边缘最大应力为强度条件，则有 第16页/共133页 （4-64-6）图图4-24-2中虚线为按式（中虚线为按式（4-64-6）计算）计算 的值。可以看出，按材料的值。可以看出，按材料力学公式计算，考虑全截面参加工作的偏心受压构件承载力，由力学公式计算，考虑全截面参加工作的偏心受压构件承载力，由于没有计入材料的弹塑性性能和破坏时边缘应力的提高，计算值于没有计入材料的弹塑性性能和破坏时边缘应力的提高，计算值

13、均小于试验值。均小于试验值。第17页/共133页 当偏心距较大时，尽管截面的塑性性能表现得更为明显，但由当偏心距较大时，尽管截面的塑性性能表现得更为明显，但由于随偏心距增大受拉区截面退出工作的面积增大，使按式（于随偏心距增大受拉区截面退出工作的面积增大，使按式（4-64-6）算得的承载力与试验值逐渐接近。为此，砌体规范对式（算得的承载力与试验值逐渐接近。为此，砌体规范对式（4-4-6 6）进行修正，假设构件破坏时在加荷点处的应力为）进行修正，假设构件破坏时在加荷点处的应力为f f，即：即：第18页/共133页 （4-74-7）图图4-24-2中实线为按式（中实线为按式（4-74-7）计算）计算

14、 的值。可以看出，它与试的值。可以看出，它与试验结果符合较好。式（验结果符合较好。式（4-74-7）可用于任意形式截面的偏心受压构件。）可用于任意形式截面的偏心受压构件。第19页/共133页对于矩形截面，对于矩形截面，代入式（代入式（4-74-7），得），得 （4-84-8）式中，式中，h h为矩形截面荷载偏心方向的边长。为矩形截面荷载偏心方向的边长。对于对于T T形截面偏心受压短柱，形截面偏心受压短柱，计算公式为计算公式为 （4-94-9）第20页/共133页 式中，式中，h hT T为为T T形截面的折算高度，可近似取形截面的折算高度，可近似取h hT T3.5i3.5i。4.1.4 4.

15、1.4偏心受压长柱偏心受压长柱偏心受压长柱偏心受压长柱 高厚比高厚比 的偏心受压柱称为偏心受压长柱。该类柱在偏的偏心受压柱称为偏心受压长柱。该类柱在偏心压力作用下，须考虑纵向弯曲变形（侧向挠曲）（图心压力作用下，须考虑纵向弯曲变形（侧向挠曲）（图4-34-3）产生）产生的附加弯矩对构件承载力的影响。很显然，在其他条件相同时，的附加弯矩对构件承载力的影响。很显然，在其他条件相同时，偏心受压长柱较偏心受压短柱的承载力进一步降低。偏心受压长柱较偏心受压短柱的承载力进一步降低。第21页/共133页 试验与理论分析证明，除高厚比很大（一般超过试验与理论分析证明，除高厚比很大（一般超过3030）的细长柱）

16、的细长柱发生失稳破坏外，其他均发生纵向弯曲破坏。破坏时截面的应力发生失稳破坏外，其他均发生纵向弯曲破坏。破坏时截面的应力分布图形及破坏特征与偏心受压短柱基本相同。因此，其承载力分布图形及破坏特征与偏心受压短柱基本相同。因此，其承载力计算公式可用类似于偏心受压短柱公式的形式，即计算公式可用类似于偏心受压短柱公式的形式，即 （4-104-10）第22页/共133页图图4-3 4-3 偏心受压长柱的纵向弯曲偏心受压长柱的纵向弯曲 第23页/共133页其中其中 (4-11)(4-11)式中：式中：考虑纵向弯曲的偏心距影响系数；考虑纵向弯曲的偏心距影响系数；附加偏心距。附加偏心距。可根据边界条件确定，即

17、时，可根据边界条件确定，即时，为轴心受压稳定系数，将这一条件代入式（为轴心受压稳定系数，将这一条件代入式（4-114-11）得）得 第24页/共133页 （4-124-12）将式（将式（4-124-12）代入式（）代入式（4-114-11），得），得 （4-134-13）第25页/共133页 对于矩形截面，对于矩形截面，代入式（代入式（4-134-13）得矩形截面的表达式为）得矩形截面的表达式为 （4-144-14）将式（将式（4-44-4）代入式（）代入式（4-144-14）得）得 的另一种表达形式如下：的另一种表达形式如下：第26页/共133页 （4-154-15）对于对于 的短柱，可取式

18、（的短柱，可取式（4-144-14）中的）中的 即得即得 （4-4-1616）式（式（4-144-14）、式（）、式（4-154-15）及式（）及式（4-164-16）也适）也适用于用于T T形截面，只需以折算厚度形截面，只需以折算厚度h hT T代替代替h h。第27页/共133页 4.1.5 4.1.5无筋砌体受压构件承载力计算无筋砌体受压构件承载力计算无筋砌体受压构件承载力计算无筋砌体受压构件承载力计算 砌砌体体规规范范对对无无筋筋砌砌体体受受压压构构件件，不不论论是是轴轴心心受受压压或或偏偏心心受受压压，也也不不论论是是短短柱柱或或长长柱柱，统一的承载力设计计算公式为统一的承载力设计计

19、算公式为 （4-174-17）式中：式中：N N 轴向压力设计值；轴向压力设计值；f f 砌体抗压强度设计值（按表砌体抗压强度设计值（按表3-33-83-33-8 采用）；采用）；A A 截面面积（对各类砌体按毛面积截面面积（对各类砌体按毛面积 计算）。计算）。第28页/共133页 高厚比高厚比 和轴向力偏心距和轴向力偏心距e e对受压构件承载力影响系数对受压构件承载力影响系数（可用式（可用式4-134-13或式或式4-144-14、式、式4-154-15计算，也可查表计算，也可查表4-24-24-44-4）。）。注意注意注意注意：（1 1）在用公式计算或查表确定）在用公式计算或查表确定 时，

20、偏心距按下式计算：时，偏心距按下式计算：式中，式中，M M、N N分别为作用在受压构件上的弯矩、轴向力设计值。分别为作用在受压构件上的弯矩、轴向力设计值。第29页/共133页 （2 2）在计算承载力影响系数）在计算承载力影响系数 或查或查 表时，高厚比表时，高厚比 应乘应乘以调整系数以调整系数 ，以考虑不同类型砌体受压性能的差异。即，以考虑不同类型砌体受压性能的差异。即 对矩形截面对矩形截面 （4-184-18）对对T T形截面形截面 （4-194-19）第30页/共133页式中：式中：不同砌体材料的高厚比修整系数不同砌体材料的高厚比修整系数 （按表（按表4-44-4采用）；采用）；H H0

21、0受压构件的计算高度（按表受压构件的计算高度（按表6-56-5采采 用）；用）；h h 矩形截面在轴向力偏心方向的边矩形截面在轴向力偏心方向的边 长，当轴心受压时截面较小边长；长，当轴心受压时截面较小边长；h hT T T 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h hT T 3.5 3.5 i i计算，计算，I I为截面回转半径）。为截面回转半径）。第31页/共133页 表表4-4 4-4 高厚比调整系数高厚比调整系数 注：对灌孔混凝土砌块，取注：对灌孔混凝土砌块，取1.01.0。第32页/共133页 （3 3）偏心受压构件的偏心距过大，构件的承载力明显下降，既）偏心受压构件的

22、偏心距过大，构件的承载力明显下降，既不经济又不合理。另外，偏心距过大，可使截面受拉边出现过大不经济又不合理。另外，偏心距过大，可使截面受拉边出现过大水平裂缝，给人以不安全感。因此，砌体规范规定，轴向力水平裂缝，给人以不安全感。因此，砌体规范规定，轴向力偏心距偏心距e e不应超过不应超过0.60.6y y，y y为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离（图缘的距离（图4-44-4）。）。第33页/共133页 图图4-4 4-4 y y取值示意图取值示意图 第34页/共133页 （4 4）当偏心受压构件的偏心距超过规范规定的允许值，可采当偏心受压构件的偏心距

23、超过规范规定的允许值，可采用设有中心装置的垫块或设置缺口垫块调整偏心距（图用设有中心装置的垫块或设置缺口垫块调整偏心距（图4-54-5），也），也可采用砖砌体和钢筋混凝土面层（或钢筋砂浆面层）组成的组合可采用砖砌体和钢筋混凝土面层（或钢筋砂浆面层）组成的组合砖砌体构件。砖砌体构件。第35页/共133页图图4-5 4-5 减小偏心距的措施减小偏心距的措施 第36页/共133页 【例例1 1】截截面面490620490620mmmm的的砖砖柱柱，采采用用MUl0MUl0烧烧结结普普通通砖砖及及M2.5M2.5水水泥泥砂砂浆浆砌砌筑筑，计计算算高高度度HH0 05 56m6m，柱柱顶顶承承受受轴轴心

24、心压压力力标标准准值值NNk k189.6kN189.6kN（其其中中永永久久荷荷载载135 135 kN,kN,可可变变荷荷载载54.6 54.6 kNkN）。试试验验算算核核柱柱截截面承载力。面承载力。解解:由可变荷载控制组合该柱柱底截面由可变荷载控制组合该柱柱底截面 N=1.2 N=1.2（180.490.625.6180.490.625.6135135）1.454.6 1.454.6 =275.18kN =275.18kN 第37页/共133页由永久荷载控制组合该柱柱底截面由永久荷载控制组合该柱柱底截面N=1.35N=1.35（180.490.625.6180.490.625.6135

25、135）1.054.6 1.054.6 =278.19 kN =278.19 kN取该柱底截面上轴向力设计值为取该柱底截面上轴向力设计值为NN278.19 kN 278.19 kN 砖柱高厚比砖柱高厚比 ，查附表，查附表2.22.2，0.86 0.86 第38页/共133页 根据砖和砂浆的强度等级查表根据砖和砂浆的强度等级查表14-3,14-3,得砌体轴心抗压强度得砌体轴心抗压强度f f=1.30=1.30 N/mmN/mm2 2。砂浆采用水泥砂浆，取砌体强度设计值的调整系数砂浆采用水泥砂浆，取砌体强度设计值的调整系数 kN 278.19 kNkN 278.19 kN，该柱安全。该柱安全。第3

26、9页/共133页 【例例2 2】一一矩矩形形截截面面偏偏心心受受压压柱柱，截截面面尺尺寸寸490620490620mmmm，柱柱的的计计算算高高度度HH0 05.6m5.6m，采采用用MU10MU10烧烧结结粘粘土土砖砖和和M5M5混混合合砂砂浆浆砌砌筑筑.承承受受轴轴向向 力力 设设 计计 值值 N=160 N=160 kN,kN,弯弯 矩矩 设设 计计 值值M=13.55kN.mM=13.55kN.m。试验算柱的承载力。试验算柱的承载力。解解:1 1验算长边方向柱的承载力验算长边方向柱的承载力 荷载偏心距（按内力设计值计算）荷载偏心距（按内力设计值计算）mm mm 0.6y=0.6620/

27、2=186mm 0.3 m0.3 m2 2 由表由表14-314-3得得 f f=1.5N/mm=1.5N/mm2 2 kN 160 kN kN 160 kN，该柱安全。第41页/共133页2 2验算短边方向柱的承载力验算短边方向柱的承载力 由由于于纵纵向向偏偏心心方方向向的的截截面面边边长长620620mmmm大大于于另另一一方方向向的的边边长长490490mm,mm,故故还还应应对对较较小小边边长长方方向按轴心受压进行验算向按轴心受压进行验算.高厚比高厚比 ，查附表查附表2.12.1，0.865 0.865 160 160 kN kN 该柱安全。该柱安全。第42页/共133页 【例例3 3

28、】一一单单层层单单跨跨无无吊吊车车工工业业厂厂房房窗窗间间墙墙截截面面如如图图4 46,6,计计算算高高度度HH0 0=7m,=7m,墙墙体体用用MU10MU10单单排排孔孔混混凝凝土土砌砌块块及及砂砂浆浆砌砌筑筑(f f=2.5N/mm=2.5N/mm2 2),),灌灌孔孔混混凝凝土土强强度度等等级级Cb20(Cb20(f fc c=9.6=9.6 N/mmN/mm2 2),),混混凝凝土土砌砌块块孔孔洞洞率率=35%,=35%,砌砌体体灌灌孔孔率率33%.33%.承承受受轴轴力力设设计计值值N=155kN,M=22.44 N=155kN,M=22.44 kN.m,kN.m,荷荷载载偏向肋部

29、。偏向肋部。试验算该窗间墙。试验算该窗间墙。第43页/共133页 图图4 46 6 例题例题3 3中的图（单位：中的图（单位：mmmm）第44页/共133页解：解：1 1截面几何特征截面几何特征 截面面积截面面积 A A22002402200240370380370380 668600mm2=0.67m 668600mm2=0.67m2 20.3m0.3m2 2 截面形心位置截面形心位置 惯性矩惯性矩 第45页/共133页回转半径回转半径 折算厚度折算厚度 第46页/共133页2 2确定偏心矩确定偏心矩 155 155 kN kN 该墙安全。该墙安全。第49页/共133页本节本节小结小结 n

30、n （1 1）无筋砌体受压构件按照高厚比的不同以及荷载作用偏心无筋砌体受压构件按照高厚比的不同以及荷载作用偏心距的有无，可分为轴心受压短柱、轴心受压长柱、偏心受压短柱距的有无，可分为轴心受压短柱、轴心受压长柱、偏心受压短柱和偏心受压长柱。在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在和偏心受压长柱。在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是构件的高厚比素是构件的高厚比 和相对偏心距。砌体规范用承载力影响和相对偏心距。砌体规范用承载力影响系数考虑以上两种因素的影响。系数考虑以上两种因素的影

31、响。第50页/共133页 （2 2）在设计无筋砌体偏心受压构件时，偏心距过大，容易在截在设计无筋砌体偏心受压构件时，偏心距过大，容易在截面受拉边产生水平裂缝，致使受力截面减小，构件刚度降低，纵面受拉边产生水平裂缝，致使受力截面减小，构件刚度降低，纵向弯曲影响增大，构件的承载力明显降低，结构既不安全又不经向弯曲影响增大，构件的承载力明显降低，结构既不安全又不经济，所以砌体规范限制偏心距不应超过济，所以砌体规范限制偏心距不应超过0.60.6y y（y y为截面重心到为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离）。为了减小轴向力的偏心轴向力所在偏心方向截面边缘的距离）。为了减小轴向力的偏心距，可采用

32、设置中心垫块或设置缺口垫块等构造措施。距，可采用设置中心垫块或设置缺口垫块等构造措施。第51页/共133页4.3局部受压局部受压 当竖向压力作用在砌体的局部面积上时称为砌体局部受压。砌当竖向压力作用在砌体的局部面积上时称为砌体局部受压。砌体局部受压按照竖向压力分布不同可分为两种情况，即砌体局部体局部受压按照竖向压力分布不同可分为两种情况，即砌体局部均匀受压和砌体局部非均匀受压。砌体局部均匀受压是指竖向压均匀受压和砌体局部非均匀受压。砌体局部均匀受压是指竖向压力均匀作用在砌体的局部受压面积上，例如轴心受压钢筋混凝土力均匀作用在砌体的局部受压面积上，例如轴心受压钢筋混凝土柱（材料强度高于下部砌体）

33、作用于下部砌体的情况柱（材料强度高于下部砌体）作用于下部砌体的情况4-94-9（a a）。第52页/共133页 砌体局部非均匀受压主要指钢筋混凝土梁端支承处砌体的受压砌体局部非均匀受压主要指钢筋混凝土梁端支承处砌体的受压情况情况4-94-9（b b）。另外，嵌固于砌体中的悬挑构件在竖直荷载作另外，嵌固于砌体中的悬挑构件在竖直荷载作用下梁的嵌固边缘砌体、门窗洞口钢筋混凝土过梁、墙梁等端部用下梁的嵌固边缘砌体、门窗洞口钢筋混凝土过梁、墙梁等端部支承处的砌体也处于局部受压的情况。支承处的砌体也处于局部受压的情况。第53页/共133页图图 4-9 4-9 砌体的局部受压砌体的局部受压 第54页/共13

34、3页 砌砌体体局局部部受受压压是是砌砌体体结结构构中中常常见见的的受受力力形形式式，由由于于局局部部受受压压面面积积小小，而而上上部部传传下下来来的的荷荷载载往往往往很很大大，当当设设计计或或施施工工不不当当时时，均均可酿成极其严重的工程事故。可酿成极其严重的工程事故。4.3.1 4.3.1 砌体的局部均匀受压砌体的局部均匀受压 1.1.砌体局部均匀受压的破坏形态砌体局部均匀受压的破坏形态 通过对砌体墙段中部施加均匀局部压力的实验研究，发现砌体通过对砌体墙段中部施加均匀局部压力的实验研究，发现砌体局部均匀受压一般有以下两种破坏形态：局部均匀受压一般有以下两种破坏形态：第55页/共133页 (1

35、)(1)竖向裂缝发展引起的破坏。如图竖向裂缝发展引起的破坏。如图4-10(4-10(a)a)所示墙体，当局部压所示墙体，当局部压力达到一定数值时，在离局压垫板下力达到一定数值时，在离局压垫板下2 23 3皮砖处首先出现竖向裂皮砖处首先出现竖向裂缝。随着局部压力的增大，竖向裂缝竖向增多的同时，在局压垫缝。随着局部压力的增大，竖向裂缝竖向增多的同时，在局压垫两侧附近还出现斜向裂缝。部分竖向裂缝向上、向下延伸并开展两侧附近还出现斜向裂缝。部分竖向裂缝向上、向下延伸并开展形成一条明显的主裂缝使砌体丧失承载力而破坏。这是砌体局压形成一条明显的主裂缝使砌体丧失承载力而破坏。这是砌体局压破坏中的基本破坏形式

36、。破坏中的基本破坏形式。第56页/共133页 (2)(2)劈劈裂裂破破坏坏。当当砌砌体体面面积积大大而而局局部部受受压压面面积积很很小小时时，初初裂裂荷荷载载和和破破坏坏荷荷载载很很接接近近，砌砌体体内内一一旦旦出出现现竖竖向向裂裂缝缝，就就立立即即成成为为一一个个主主裂裂缝缝而而发发生生劈劈裂裂破破坏坏 图图4-94-9（b b）。这这种种破破坏坏为为突突然然发发生生的的脆脆性破坏，危害很大，在设计中应避免出现这种破坏。性破坏，危害很大，在设计中应避免出现这种破坏。另外，当块体强度很低时，会出现垫板下块体受压破坏另外，当块体强度很低时，会出现垫板下块体受压破坏 图图4-4-1010（c c）

37、。第57页/共133页图图 4-10 4-10 砌体局部均匀受压的破坏形态砌体局部均匀受压的破坏形态 第58页/共133页 2.2.砌体局部受压应力状态分析砌体局部受压应力状态分析 局部受压实验证明，砌体局部受压的承载力大于砌体抗压强度局部受压实验证明，砌体局部受压的承载力大于砌体抗压强度与局部受压面积的乘积，即砌体局部受压强度较普通受压强度有与局部受压面积的乘积，即砌体局部受压强度较普通受压强度有所提高。这是由于砌体局部受压时未直接受压的外围砌体对直接所提高。这是由于砌体局部受压时未直接受压的外围砌体对直接受压的内部砌体的横向变形具有约束作用，同时力的扩散作用也受压的内部砌体的横向变形具有约

38、束作用，同时力的扩散作用也是提高砌体局部受压强度的重要原因。是提高砌体局部受压强度的重要原因。第59页/共133页 由砌体局部受压应力状态理论分析和实验测试可得出一般墙段由砌体局部受压应力状态理论分析和实验测试可得出一般墙段在中部局压荷载作用下，试件中线上横向应力在中部局压荷载作用下，试件中线上横向应力 和竖向应力和竖向应力 的分布以及竖向应力扩散分别见图的分布以及竖向应力扩散分别见图4-114-11（a a）、（）、（b b）所示。由所示。由4-4-1111（a a）可以看出横向应力可以看出横向应力 在钢垫板下面一段为压应力，此段受在钢垫板下面一段为压应力，此段受局部压力的砌体处于双向或三向

39、（当中心局压时）受力状态，因局部压力的砌体处于双向或三向（当中心局压时）受力状态，因而提高了该处砌体的抗压强度。横向应力而提高了该处砌体的抗压强度。横向应力 在垫板下最大，向下在垫板下最大，向下很快变小至零进而转为横向拉应力。很快变小至零进而转为横向拉应力。第60页/共133页 当横向拉应力超过砌体的抗拉强度时即出现竖直裂缝。横向拉当横向拉应力超过砌体的抗拉强度时即出现竖直裂缝。横向拉压力的最大值一般在垫板下压力的最大值一般在垫板下2 23 3皮砖处，这与试验中竖向裂缝首皮砖处，这与试验中竖向裂缝首先在垫板下先在垫板下2 23 3皮砖处出现是一致的。在试件中线上产生横向压皮砖处出现是一致的。在

40、试件中线上产生横向压应力和拉应力的原因，可从应力和拉应力的原因，可从4-114-11（b b）竖向应力扩散现象给出解释。竖向应力扩散现象给出解释。图中图中0 0点是力线的拐点，其上面曲线向内凹，说明有内向的压应力点是力线的拐点，其上面曲线向内凹，说明有内向的压应力存在；拐点以下力线向外凹，说明有向外的拉应力存在。存在；拐点以下力线向外凹，说明有向外的拉应力存在。第61页/共133页图图4-11 4-11 砌体局部均匀受压时的应力状态砌体局部均匀受压时的应力状态第62页/共133页 可可以以看看出出，当当第第一一条条竖竖向向裂裂缝缝出出现现时时，砌砌体体并并没没有有破破坏坏，因因为为仅仅在在小小

41、范范围围内内砌砌体体达达到到抗抗拉拉强强度度。随随着着和和载载的的增增加加，竖竖向向裂裂缝缝向向上上、下下发发展展并并有有新新的的竖竖向向裂裂缝缝和和斜斜裂裂缝缝产产生生，将将砌砌体体分分割割为为许许多多条带，当条带达到其竖向承载能力时砌体破坏。条带，当条带达到其竖向承载能力时砌体破坏。当砌体面积很大而局部受压面积很小时，砌体内横向拉应力分当砌体面积很大而局部受压面积很小时，砌体内横向拉应力分布趋于均匀，即沿着纵向较长的一段同时达到砌体抗拉强度致使布趋于均匀，即沿着纵向较长的一段同时达到砌体抗拉强度致使砌体发生突然的劈裂破坏。砌体发生突然的劈裂破坏。第63页/共133页 3.3.砌体局部抗压强

42、度提高系数砌体局部抗压强度提高系数 砌体局部抗压强度提高系数砌体局部抗压强度提高系数 为砌体局部抗压强度与砌体抗为砌体局部抗压强度与砌体抗压强度的比值。砌体的抗压强度为压强度的比值。砌体的抗压强度为 ，则砌体的局部抗压强度为，则砌体的局部抗压强度为 。通过对各种均匀局部受压砌体的试验研究，砌体局部抗压强度。通过对各种均匀局部受压砌体的试验研究，砌体局部抗压强度提高系数提高系数 用式（用式（4-274-27）计算：）计算：（4 42727）第64页/共133页式中：式中：A A。影响砌体局部抗压强度的计算面积影响砌体局部抗压强度的计算面积 （按图（按图4-124-12中相应情况的公式计算）；中相

43、应情况的公式计算）；A Al l 局部受压面积。局部受压面积。第65页/共133页 式式(4-27)(4-27)有着明确的物理意义，等号右边第一项可视为砌体处有着明确的物理意义，等号右边第一项可视为砌体处于一般受压状态下的抗压强度系数，第二项可视为砌体由于局部于一般受压状态下的抗压强度系数，第二项可视为砌体由于局部受压而提高的抗压强度系数。可以看出，影响砌体局部抗压强度受压而提高的抗压强度系数。可以看出，影响砌体局部抗压强度的主要因素为影响砌体局部抗压强度的计算面积的主要因素为影响砌体局部抗压强度的计算面积A A。与砌体局部受与砌体局部受压面积压面积A Al l的比值的比值A A。/A/Al

44、l。A A。/A/Al l越大局部抗压强度提高越多。越大局部抗压强度提高越多。第66页/共133页 由由试试验验和和理理论论分分析析知知道道A A。/A/Al l过过大大时时，砌砌体体灰灰发发生生突突然然的的劈劈裂裂破破坏坏。为为了了防防止止劈劈裂裂破破坏坏和和局局部部受受压压验验算算的的安安全全，砌砌体体规规范范规规定定按按式式（4-274-27）计计算算的的局局部部抗抗压压强强度度系系数数值值 应符合下列规定。应符合下列规定。在图在图4-124-12（a a）的情况下，的情况下，2.52.5；在图；在图4-4-1212（b b）的情况下，的情况下，2.02.0；在图；在图4-124-12（

45、c c）的的情况下，情况下，1.51.5；在图；在图4-124-12（d d）的情况下，的情况下，1.25 1.25。对于多孔砖砌体以及按照砌体规范。对于多孔砖砌体以及按照砌体规范要求灌孔的砌体砌块，在要求灌孔的砌体砌块，在4-124-12（a a）、）、（b b）及（及（c c）的情况下，应符合的情况下，应符合 1.5 1.5。未灌孔混凝土砌块砌体，未灌孔混凝土砌块砌体，1.01.0。第67页/共133页 图图4-12 4-12 影响砌体局部抗压强度的计算面积影响砌体局部抗压强度的计算面积 第68页/共133页 h h、h h1 1为墙厚或柱的较小边长；为墙厚或柱的较小边长；a a、b b为

46、矩形局部受压面积的边为矩形局部受压面积的边长；长；c c为矩形局部受压面积为矩形局部受压面积A Al l的外边缘至构件边缘的较小距离，当的外边缘至构件边缘的较小距离，当大于大于h h时，应取时，应取c=hc=h 4.4.局部受压承载力计算局部受压承载力计算 砌体均匀局部受压承载力按式（砌体均匀局部受压承载力按式（4-284-28）计算：）计算：（4-284-28）第69页/共133页式中式中:NNl l局部压力设计值；局部压力设计值；砌体局部抗压强度提高系数；砌体局部抗压强度提高系数；A Al l 局部受压面积；局部受压面积；f f 砌体抗压强度设计值（不考虑构件砌体抗压强度设计值（不考虑构件

47、 截面面积过小强度调整系数的影截面面积过小强度调整系数的影 响）。响）。第70页/共133页 4.3.2 4.3.2梁端支承处砌体局部受压梁端支承处砌体局部受压 梁端支承处砌体局部受压是砌体结构中最常见的局部受压情况。梁端支承处砌体局部受压是砌体结构中最常见的局部受压情况。梁端支承处砌体局部受压面上压应力的分布与梁的刚度和支座的梁端支承处砌体局部受压面上压应力的分布与梁的刚度和支座的构造有关。多层砌体结构中的墙梁或钢筋混凝土过梁，由于梁与构造有关。多层砌体结构中的墙梁或钢筋混凝土过梁，由于梁与其上砌体共同工作，形成刚度很大的组合梁，弯曲变形很小，可其上砌体共同工作，形成刚度很大的组合梁，弯曲变

48、形很小，可认为梁底面压应力为均匀分布认为梁底面压应力为均匀分布 图图4-134-13（a a）；第71页/共133页 桁架或大跨度的梁的支座处为了传力可靠及受力合理，常在支座处桁架或大跨度的梁的支座处为了传力可靠及受力合理，常在支座处设置中心传力构造装置设置中心传力构造装置 图图4-134-13（b b），其压应力分布也可视为均其压应力分布也可视为均匀分布。当梁端支承处砌体处于均匀受压时，其局部受压承载力匀分布。当梁端支承处砌体处于均匀受压时，其局部受压承载力按式（按式（4-284-28）计算。）计算。支承在砌体墙或柱上的普通梁，由于其刚度较小，在上部和载支承在砌体墙或柱上的普通梁，由于其刚度

49、较小，在上部和载作用下均发生明显的挠曲变形。下面着重讨论梁端下砌体处于不作用下均发生明显的挠曲变形。下面着重讨论梁端下砌体处于不均匀受压状态时的局部受压承载力的计算问题。均匀受压状态时的局部受压承载力的计算问题。第72页/共133页图图4-13 4-13 梁端砌体均匀受压梁端砌体均匀受压 第73页/共133页 1.1.梁支承在砌体墙或柱上时，梁端的有效支承长度梁支承在砌体墙或柱上时，梁端的有效支承长度a a0 0 支承在砌体墙或柱上的梁发生弯曲变形时梁端有脱离砌体的趋支承在砌体墙或柱上的梁发生弯曲变形时梁端有脱离砌体的趋势，将梁端底面没有理开砌体的长度称为有效支承长度势，将梁端底面没有理开砌体

50、的长度称为有效支承长度a a0 0。梁端局梁端局部承压面积则为部承压面积则为A Al la a0 0b b（b b为梁截面宽度）。一般情况下为梁截面宽度）。一般情况下a a0 0小于梁小于梁在砌体上的搁置长度在砌体上的搁置长度a a，但也可能等于但也可能等于a a，入图入图4-144-14所示。所示。第74页/共133页图图4-14 4-14 梁端砌体的非均匀受压梁端砌体的非均匀受压 第75页/共133页 试验证明梁端有效支承长度与梁端局部受压荷载的大小、梁的试验证明梁端有效支承长度与梁端局部受压荷载的大小、梁的刚度、砌体的强度、砌体的变形性能及局压面积的相对位置等因刚度、砌体的强度、砌体的变