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1、0.2周炳章分法 按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体三类:(1)无筋砌体仅有少量的拉结钢筋,含筋量在0.07%以下。(2)约束砌体配筋量为0.07%0.17%左右。适用于地震设防地区的砌体结构,如在墙段边缘设置边缘构件(钢筋混凝土构造柱),同时,墙段上下设置有圈梁,此类砌体的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件。(3)配筋砌体配筋混凝土砌块剪力墙结构,配筋率0.2%左右。适用于10 层以上的中高层建筑。第1页/共27页0.3 美国规范ACI 530-05/ASCE 5-05/TMS 402-05 英国规范BS5628 按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体和配筋砌
2、体三类:(1)无筋砌体仅有少量的拉结钢筋,含筋量在0.07%(英国0.05)以下。(2)配筋砌体配筋率0.07%(英国0.05)以上。第2页/共27页0.4 欧盟规范EC6、EC8 无筋砌体约束砌体配筋砌体 约束砌体:无筋砌体墙四周被钢筋混凝土构件约束的结构体系(对空心砌块,可采取灌芯混凝土代替钢筋混凝土构件)。该规范要求:约束构件在砌体施工之后浇注,水平约束构件与楼盖同时浇注,所有墙体转角处、变形缝两侧、墙体交叉处和承重墙端部应设置混凝土构造柱(tie-columns),且构造柱间距不大于4m,面积大于1.5m2的洞口两侧也应设置构造柱。这类结构的承载力计算按照无筋砌体计算。第3页/共27页
3、1 配筋砌体体系1.1 网状(水平)配筋砌体特点:提高砌体抗压强度;提高砌体抗剪强度;改善砌体变形性能。注:右下图示国外水平灰缝配筋不提高抗压强度,只提高抗剪强度和变形性能。用途:砖墙、柱抗压强度及抗剪强度不够时;各类水平钢筋,如配筋砌体水平钢筋、防裂构造钢筋等(国外)。第4页/共27页1.2 组合砖砌体特点:改善抗弯能力;提高砌体抗压强度;提高砌体抗剪强度;改善砌体变形性能。用途:单层房屋弯矩较大时;加固;一般砌体结构墙、柱、梁(国外)第5页/共27页1.3 组合墙由设置构造柱、圈梁提高无筋砌体房屋的整体性和抗震性能结构体系派生出来。为我国特色。后发展到柱为钢筋混凝土柱约束砌体结构(沈阳)先
4、砌墙后浇柱、梁特点:平时抗压,震时抗震,有效 利用了构造柱和圈梁;底部抗剪抗压强度仍不够时,还可以配置水平钢筋网。用途:强度不够的大跨度、中高层 砌体房屋;第6页/共27页1.4 配筋砌块砌体用途:我国一般用于高层建筑;国外多层高层都可见。第7页/共27页2 配筋砌体受压承载力2.1 网状配筋砖砌体机理:套箍作用轴压短柱假定钢筋和砌体粘结牢固,砌体横向变形使一片钢筋网产生总拉力当钢筋屈服时,试件破坏,即配筋增加砌体强度轴压短柱抗压强度偏压短柱GB50003引用原苏联规范规定,考虑偏心对钢筋作用的影响湖南大学试验表明,上式比试验值偏低。注意:偏心距不应大于截面核心e0.17h第8页/共27页长柱
5、(承载力影响系数)GB50003参照无筋砌体,并考虑网状配筋砌体的特性。轴压长柱稳定系数长柱承载力影响系数注意:16时,不宜特点:1)无筋砌体和配筋砌体形式统一,关于配筋率在0时是连续的;2)短柱时,与无筋砌体相同,未反应其特点。湖南大学通过试验研究,短柱时第9页/共27页2.2 组合砖砌体轴压短柱砌体、砂浆、混凝土棱柱体受压应力应变曲线类似,但其极限荷载时的应变大小不同:砌体:00.0033 混凝土:0 0.002 砂浆(棱柱体):0 0.0012(柏敖冬.砂浆抹面纵纵配筋砖柱承载力的试验及计算.建筑结构学 报.1982(1)钢筋:0 0.0016(HRB335)由变形协调一致原则(平截面假
6、定):砂浆面层组合砌体的破坏是由于面层砂浆压坏而导致,试件破坏时,砌体和钢筋均未达到强度;混凝土面层组合砌体的破坏是由于混凝土压坏而导致,试件破坏时,砌体未达到强度,钢筋屈服。通过试验研究,得到材料强度利用系数(括号内为规范值):砂浆面层时,混凝土面层时,轴压短柱承载力第10页/共27页轴压长柱(稳定系数)采用的经验法:从定性上来分析,组合砖砌体构件的稳定系数com应介于无筋砌体构件的稳定系数0与钢筋混凝土构件稳定系数rc之间。通过换算强度和换算弹性模量,并经过试验结果分析得出:轴压长柱极限承载力:柏敖冬.砂浆抹面纵纵配筋砖柱承载力的试验及计算.建筑结构学报.1982(1)柏敖冬.组合砖柱承载
7、力的试验.四川建筑科学研究.1984(1)柏敖冬.组合砖砌体结构极限承压能力的计算.建筑结构.1984(4)第11页/共27页偏压长柱计算方法类似钢筋混凝土柱,分为大偏心受压构件和小偏心受压构件。所要注意的是:1)附加偏心距(二阶挠度)为2)在利用力的平衡推导承载力公式时,受压区除了有砌体外,还有混凝土(砂浆)。第12页/共27页2.3 组合墙轴心受压 砼柱分担墙体上的荷载;砼柱和圈梁形成一种“弱框架”,约束墙体横向变形,使框内砌体处于双向受压状态;砼柱对提高墙体稳定性。试验及分析表明,主要因素是构造柱的间距,房屋层高的影响甚微。构造柱的间距一般选择在2m左右最好,最大不能超过4m。第13页/
8、共27页大开间纵横墙混合承重砌体结构房屋中,梁下设有钢筋混凝土柱(“三用柱”)砌体没受到约束作用,不能按组合墙公式计算;墙的刚度加大,墙/梁刚度比加大,计算简图?偏心受压规范无计算公式“三用柱”的问题:汪恒在,石家庄建筑设计院第14页/共27页偏心受压(平面外)?第15页/共27页偏心受压(平面内)用于多层房屋时,水平地震(风)荷载作用下,弯曲作用很小,可以忽略不计,故平面内偏心很小,不考虑。第16页/共27页2.4 配筋砌块砌体轴心受压特征:开裂荷载与极限荷载比值0.40.7,随增加而增加;f1、f2的作用较小,对砌体强度起主导作用的是混凝 土芯柱;符合平截面假定;竖向钢筋屈服;强度及弹性模
9、量比无筋砌体提高。轴心受压墙、柱极限承载力:由砌块砌体的应力应变关系用稳定理论的方法可得:偏安全简化后得规范公式第17页/共27页偏心受压(平面内正截面承载力)类似于钢筋混凝土结构计算,也分大小偏心构件分别计算。1)大小偏心受压界限 当x bh0时,大偏压;当x bh0时,小偏压。2)大偏心受压时极限承载力 3)小偏心受压时极限承载力 第18页/共27页偏心受压(平面外)配筋砌块砌体剪力墙,当竖向钢筋仅配在中间时,其平面外偏心受压承载力可按无筋砌块砌体进行计算,但应采用灌孔砌体的抗压强度设计值。第19页/共27页3 配筋砌体受剪承载力3.1破坏特征和影响因素抗震抗风承载力(平面内剪力和竖向压力
10、共同作用)破坏特征悬臂配筋砌体剪力墙在水平和竖向荷载作用下,主要有以下两种破坏情况:剪切破坏 弯曲破坏 斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏 沿通缝破坏 大偏压破坏 小偏压破坏 第20页/共27页影响因素 墙体高宽比 竖向压应力 水平配筋率 纵向配筋率 无筋砌体抗剪强度 灌芯率 构造柱第21页/共27页3.2 水平灰缝配筋砖砌体水平钢筋强度利用系数s,试验及下图分析可得规范取值略有变动第22页/共27页3.3 组合墙梁建国.钢筋混凝土砖砌体组合墙抗震性能.建筑结构学报.2003(3)发生剪切破坏时,墙体极限承载力 无筋砌体的作用 混凝土柱竖向钢筋的作用 混凝土柱的作用 水平配筋的作用 GB50003第
11、23页/共27页3.4 配筋砌块砌体Reinforced-Code of Practice for Design S.ISO/TC179/SC2 N50.1998 截面控制条件 时 时时,按线性插入确定 影响因素:无筋墙因素、配筋破坏特征:斜拉、剪压、斜压第24页/共27页GB50003偏心受压时 偏心受拉时 截面控制条件(控制不出现斜压破坏)最小配筋率条件(控制不出现斜拉破坏)第25页/共27页思考?1、水平灰缝配筋砌体受压破坏机理?在灰缝中设置打 孔的不锈钢板对砌体抗压强度有何影响?2、试分析钢筋混凝土大梁下窗间墙设置钢筋混凝土构 造柱时,组合墙的受力。3、试对比混凝土砌块砌体剪力墙与现浇钢筋混凝土剪 力墙受力性能的异同。第26页/共27页感谢您的观看!第27页/共27页