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1、 Page Page 1 1 砌体结构设计砌体结构设计 砌体结构设计砌体结构设计Masonry Structure Page Page 2 2 3.1 砌体结构设计规范砌体结构设计规范（GB50003-2011）的极限状态设的极限状态设计方法计方法(1)分项系数的确定分项系数的确定 (2)各类砌体的强度设计值各类砌体的强度设计值第第4章章 砌体结构构件承载力计算砌体结构构件承载力计算 Page Page 3 3 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算3.2 受压构件受压构件3.3 局部受压局部受压3.4 轴心受拉、受弯和受剪轴心受拉、受弯和受剪3.5 配筋砖砌体构件配筋砖砌体构件
2、3.6 配筋砌块砌体构件简述配筋砌块砌体构件简述 Page Page 4 4 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法 砌体结构设计规范砌体结构设计规范用用“概率设计法概率设计法”：可靠指标：可靠指标=3.7，则失效概率，则失效概率Pf=1.08*10-5 十万分之一十万分之一例如：坐飞机的失事概率：例如：坐飞机的失事概率：1/1000 不敢坐不敢坐 1/10000 望而生畏望而生畏 1/100000 心有余悸心有余悸 1/1000000 认为认为“安全安全”，并非绝对！，并非绝对！据国际民航组织统计：据国际民航组织统计：2000年死亡性空难年死亡性空难1/1176500 Page Pag
3、e 5 5 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法以分项系数表达的以分项系数表达的极限状态设计法极限状态设计法根据根据砌体结构设计规范砌体结构设计规范（1）砌体结构按砌体结构按承载能力极限状态承载能力极限状态设计设计表达式为表达式为 osR o结构重要性系数结构重要性系数 s内力设计值内力设计值 R抗力抗力函数函数（2）砌体结构按）砌体结构按正常使用极限状态正常使用极限状态的要求，的要求，由构造措施予以保证由构造措施予以保证 Page Page 6 6 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法 总结：总结：砌体结构设计规范砌体结构设计规范以以概率极限状概率极限状态态作为实用设计方法，
4、一般要求用作为实用设计方法，一般要求用计算计算对砌对砌体结构的体结构的承载力极限状态承载力极限状态进行控制和用进行控制和用构造构造对砌体结构的对砌体结构的正常使用极限状态正常使用极限状态进行限制。进行限制。同时，用同时，用荷载分项系数、材料分项系数和结荷载分项系数、材料分项系数和结构重要性系数构重要性系数等反映结构的等反映结构的可靠性可靠性。Page Page 7 7 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法3.1 极限状态设计方法极限状态设计方法一、结构的极限状态一、结构的极限状态 整个结构物或者结构物的一部分超过某整个结构物或者结构物的一部分超过某一特定状态时，设计上就认为结构物就不能
5、一特定状态时，设计上就认为结构物就不能满足使用上的某一功能要求，此特定状态称满足使用上的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。为该功能的极限状态。设计规定：结构的极限状态分为两类：设计规定：结构的极限状态分为两类：承载力极限状态和正常使用极限状态。承载力极限状态和正常使用极限状态。Page Page 8 8 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法二、结构的作用效应二、结构的作用效应S及结构抗力及结构抗力R 直接作用（荷载）直接作用（荷载）作用作用 间接作用间接作用 作用作用 内力等（作用效应内力等（作用效应S）荷载效应荷载荷载效应荷载荷载效应系数荷载效应系数 （线性关系）（线性关
6、系）结构能够抵抗外界作用的能力为结构抗力结构能够抵抗外界作用的能力为结构抗力R 二者存在很大的随机性二者存在很大的随机性 Page Page 9 9 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法三、结构的可靠度和可靠指标三、结构的可靠度和可靠指标 1、结构的功能要求、结构的功能要求 安全性安全性 适用性适用性 耐久性耐久性 2、极限状态方程、极限状态方程 Z=R-S=0 R=S 荷载效应荷载效应=结构抗力结构抗力可靠性可靠性概率度量概率度量可靠度可靠度 Page Page 1010 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法3、失效概率和可靠指标、失效概率和可靠指标 R、S都是随机变量，均符
7、合正态分布都是随机变量，均符合正态分布Pf失效概率失效概率可靠指标可靠指标Pf越小，越小，越越大大对应关系见下表对应关系见下表 Page Page 1111 第第3章章 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法安全等级安全等级一级一级 二级二级 三级三级延性破坏延性破坏3.73.22.7脆性破坏脆性破坏4.23.73.2可靠指标可靠指标 Pf2.7 3.4710-3千千分之分之3.2 6.87 10-4万分之万分之3.7 1.08 10-5十万分之十万分之4.2 1.33 10-6百万分之百万分之 Page Page 1212 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法 分项系数的确定分
8、项系数的确定 一、设计表达式一、设计表达式 可靠指标可用于设计，但直接考虑比较复杂。可靠指标可用于设计，但直接考虑比较复杂。因此实用的设计表达式：因此实用的设计表达式：0SR （3-63-6）结构重要性系数结构重要性系数0：一级：一级1.1；二级二级1.0；三级三级 0.9 Page Page 1313 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法荷载组合，规范规定取最不利值确定：荷载组合，规范规定取最不利值确定：1)可变荷载效应：可变荷载效应：（3-6）2)永久荷载效应：永久荷载效应：（3-7）荷载分项系数：荷载分项系数：1.35 1.4 材料分项系数：钢筋材料分项系数：钢筋1.1 砼砼1.
9、4 砌体砌体1.6 可变荷载组合系数：可变荷载组合系数：0.7 0.9 1.0 Page Page 1414 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法二、荷载分项系数和组合系数二、荷载分项系数和组合系数 1、永久荷载变异性小、永久荷载变异性小 G=1.35或或1.2 可变荷载变异性大可变荷载变异性大 Q=1.4 当活载大于当活载大于4kN/m2时时Q=1.3荷载荷载设计值设计值=荷载荷载标准值标准值荷载分项系数荷载分项系数 2、组合系数、组合系数 一般一般=0.7 书库等书库等=0.9 Page Page 1515 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法 新规范根据新规范根据建筑结构
10、可靠度设计统一标准建筑结构可靠度设计统一标准（GB50069-2011）采用分项系数表达的极限状态设计法采用分项系数表达的极限状态设计法一、承载能力极限状态设计表达式一、承载能力极限状态设计表达式二、当砌体结构作为一个刚体，验算整体稳定性，应按下式二、当砌体结构作为一个刚体，验算整体稳定性，应按下式进行验算进行验算（3-6）（3-10）Page Page 1616 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法三、材料性能分项系数三、材料性能分项系数 1 1、标准值：、标准值：、标准值：、标准值：f f k k=f=fm m-1.645-1.645抗压时取抗压时取抗压时取抗压时取0.17 0.1
11、7 （95%95%保证率）保证率）保证率）保证率）0.72fm0.72fm 2 2、设计值：、设计值：、设计值：、设计值：f=f f=f k k/f f 施工质量控制等级施工质量控制等级施工质量控制等级施工质量控制等级 B B级时级时级时级时 f f=1.6 =1.6（62.5%62.5%）C C级时级时级时级时 f f=1.8 1.8（55.6%55.6%）A A级时级时级时级时 f f=1.5 1.5（66.7%66.7%）Page Page 1717 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法 分项系数的确定分项系数的确定 小结：小结：0SR重要性系数重要性系数设计设计荷载效应荷载效应
12、设计设计结构抗力结构抗力重要性系数重要性系数重要性系数重要性系数(1.2(1.2恒载恒载恒载恒载标准值标准值标准值标准值+1.4+1.4 活载活载活载活载标准值标准值标准值标准值）效应）效应）效应）效应 （材料强度材料强度材料强度材料强度标准值标准值标准值标准值/材料分项系数材料分项系数材料分项系数材料分项系数1.61.6）材料抗力）材料抗力）材料抗力）材料抗力 Page Page 1818 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法3.1.2 各类砌体的强度设计值各类砌体的强度设计值 P24表表3.3烧结普通砖和烧结多孔砖砌体烧结普通砖和烧结多孔砖砌体 的抗压强度设计值的抗压强度设计值表表
13、3.5蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体 的抗压强度设计值的抗压强度设计值表表3.6单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块 砌体的抗压强度设计值砌体的抗压强度设计值 Page Page 1919 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法表表3.8毛料石砌体的抗压强度设计值毛料石砌体的抗压强度设计值表表3.9毛石砌体的抗压强度设计值毛石砌体的抗压强度设计值表表3.10沿砌体灰缝截面破坏时砌体的沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值度设计值 和抗剪强度设计值和抗剪强度设计值 Page Page
14、2020 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法砌体强度设计值的调整砌体强度设计值的调整 P26 调整系数调整系数a:1、吊车梁下砌体吊车梁下砌体a.2、无筋砌体：无筋砌体：当当0.3m2时，时，a0.7+A 配筋砌体：配筋砌体：当当1 1）砌体抗压强度砌体抗压强度砌体抗压强度砌体抗压强度 f f 局部抗压强度局部抗压强度局部抗压强度局部抗压强度ff试验：中心局部受压试验：中心局部受压试验：中心局部受压试验：中心局部受压:中部角部端部受压中部角部端部受压:Page Page 3434 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算规范规范：（3.31）A0计算面积计算面积 Al局部
15、受压面积局部受压面积2、计算面积、计算面积A0 图图3.10 Page Page 3535 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算中心（四边中心（四边有约束）有约束）端部（一边端部（一边有约束）有约束）中部（三边中部（三边有约束）有约束）角部（两边角部（两边边有约束）边有约束）Page Page 3636 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算3、为避免局压面积太小时出现的劈裂破坏。故由、为避免局压面积太小时出现的劈裂破坏。故由此规定了此规定了的限值：的限值：（1）中心：）中心：2.5 （2）中部：）中部：2.0 （3）角部：）角部：1.5 （4）端部：）端部：1.
16、25 Page Page 3737 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算三、局部受压承载力计算三、局部受压承载力计算 (3.38)f砌体抗压强度设计值，可不考虑强度砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数调整系数a 对比：对比：NLf AL Nf A Page Page 3838 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算四、梁端支承处砌体局部受压（局部不均四、梁端支承处砌体局部受压（局部不均匀受压）匀受压）1、局部不均匀受压、局部不均匀受压 Page Page 3939 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算 2、防止梁端支承处砌体破坏的工程措施、防止
17、梁端支承处砌体破坏的工程措施 （1）当砌体局压承载力不够时，一般采用设置）当砌体局压承载力不够时，一般采用设置垫块垫块的方法来提高砌体受压的承载力。的方法来提高砌体受压的承载力。根据垫块挑出梁边的长度与垫块厚度之比的不根据垫块挑出梁边的长度与垫块厚度之比的不同，可分为刚性垫块与柔性垫块。同，可分为刚性垫块与柔性垫块。刚性垫块：厚度刚性垫块：厚度 ，挑出长度，挑出长度 。分为预制垫块和梁端一道现浇分为预制垫块和梁端一道现浇 （2）垫梁垫梁对于厚度大于对于厚度大于 的柔性垫块也称为垫梁。的柔性垫块也称为垫梁。（3）圈梁）圈梁当垫梁形成封闭式就是圈梁了。当垫梁形成封闭式就是圈梁了。（4）构造柱）构造柱 Page Page 4040 第第4章章 砌体结构的承载力计算砌体结构的承载力计算3.4 轴心受拉、受弯和受剪轴心受拉、受弯和受剪一、基本公式一、基本公式1、轴心受拉、轴心受拉 计算公式：计算公式：N tf t A (3.60)2、受弯（受弯（1）受弯：）受弯：Mf tm W (3.61)（2）受剪：受剪：Vf v b z z=I/S (3.62)3、沿水平通缝的受剪：沿水平通缝的受剪：V(f v+0)A（抗剪抗剪+摩擦）摩擦）(3.64)