《砌体结构课件-2无筋砌体结构构件的承载力计算.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《砌体结构课件-2无筋砌体结构构件的承载力计算.ppt（88页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章无筋砌体结构构件的承载力计算第一节第一节砌体结构的设计方法砌体结构的设计方法第二节第二节无筋砌体受压承载力计算无筋砌体受压承载力计算第三节第三节砌体局部受压承载力计算砌体局部受压承载力计算第四节第四节受剪构件的承载力计算受剪构件的承载力计算第五节第五节受拉和受弯构件的承载力计算受拉和受弯构件的承载力计算第一节砌体结构的设计方法一、设计方法一、设计方法根据现行国家标准根据现行国家标准建筑结构可靠度设计统一建筑结构可靠度设计统一标准标准(GB500682001)，砌体结构，砌体结构采用采用以概率以概率理论为基础的极限状态设计理论为基础的极限状态设计方法方法，以可靠指标度，以可靠指标度量结构构
2、件的可靠度，量结构构件的可靠度，采用采用分项系数的设计表达分项系数的设计表达式式进行计算进行计算。（。（同混凝土结构同混凝土结构同混凝土结构同混凝土结构）结构的极限状态可分为如下两类：结构的极限状态可分为如下两类：承载能力极限状态；正常使用极限状态。n结构构件应根据承载能力极限状态和正常使结构构件应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，分别进行下列计算和验算。用极限状态的要求，分别进行下列计算和验算。n(1)对所有结构构件均应进行承载力计算，必要对所有结构构件均应进行承载力计算，必要时还应进行结构的滑移、倾覆或漂浮验算。时还应进行结构的滑移、倾覆或漂浮验算。n(2)对使用上需要控制变形
3、的结构构件，应进行对使用上需要控制变形的结构构件，应进行变形验算。变形验算。n(3)对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行抗对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行抗裂验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算。裂缝宽度验算。结构设计的一般程序是先按承载能力极限状态结构设计的一般程序是先按承载能力极限状态的要求设计结构构件，然后再按正常使用极限状的要求设计结构构件，然后再按正常使用极限状态的要求进行验算。考虑砌体结构的特点，其正态的要求进行验算。考虑砌体结构的特点，其正常使用极限状态的要求，在一般情况下，可由相常使用极限状态的要求，在一般情况下，可
4、由相应的应的构造措施保证构造措施保证。n n承载力极限状态设计承载力极限状态设计承载力极限状态设计承载力极限状态设计计算计算计算计算n n正常使用极限状态的要求正常使用极限状态的要求正常使用极限状态的要求正常使用极限状态的要求构造措施构造措施构造措施构造措施二、设计表达式设计表达式1、当可变荷载多于一个时：砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式进行最不利组合：结构的重要性系数0：一级或设计年限50年以上的不应小于1.1；二级或设计年限50年的，不应小于1.0；三级或设计年限1-5年的，不应小于0.9；二、设计表达式设计表达式2、当仅有一个可变荷载时：3、当砌体结构作为一个刚体，需要验证
5、整体稳定性时，例如倾覆、滑移、漂浮等。起有利作用的永久荷载内力标准值 起不利作用的永久荷载内力标准值三各类砌体的强度标准值和设计值1、砌体的强度标准值2、砌体的强度设计值 砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜按施工质量控制 等级为B级考虑，取 当为C级时，取n各类砌体的强度设计值可以查相应规范表格得到各类砌体的强度设计值可以查相应规范表格得到n各类砌体的强度设计值可以查相应规范表格得到各类砌体的强度设计值可以查相应规范表格得到烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值(MPa)砖强度等级砂浆强度等级砂浆强度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.26
6、1.15MU253.602.982.682.372.061.05MU203.222.672.392.121.840.94MU152.792.312.071.831.600.82MU10-1.891.691.501.300.67蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度设计值(MPa)砖强度等级砂浆强度等级砂浆强度M15M10M7.5M50MU253.602.982.682.371.05MU203.222.672.392.120.94MU152.792.312.071.830.82MU10-1.891.691.500.67单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体的单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强
7、度设计值抗压强度设计值(MPaMPa)砌块强度等砌块强度等级级砂浆强度等级砂浆强度等级砂浆强度砂浆强度Mb15Mb10Mb7.5Mb50MU205.684.954.443.942.33MU154.614.023.613.201.89MU10-2.792.502.221.31MU7.5-1.931.711.01n单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗压强度设单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗压强度设计值计值fg，应按下列公式计算：，应按下列公式计算：nfgf+0.6fcn式中式中fg-灌孔砌体的抗压强度设计值，并不应大于未灌孔砌体的抗压强度设计值，并不应大于未灌孔砌体抗压强度设计值的灌孔
8、砌体抗压强度设计值的2倍；倍；nf-未灌孔砌体的抗压强度设计值，应按上表采用；未灌孔砌体的抗压强度设计值，应按上表采用；nfc-灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；n-砌块砌体中灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值；砌块砌体中灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值；n-混凝土砌块的孔洞率；混凝土砌块的孔洞率；n-混凝土砌块砌体的灌孔率，系截面灌孔混凝土面积混凝土砌块砌体的灌孔率，系截面灌孔混凝土面积和截面孔洞面积的比值，和截面孔洞面积的比值，不应小于不应小于33%。砌块砌体的灌孔混凝土强度等级不应低于砌块砌体的灌孔混凝土强度等级不应低于Cb20，也不，也不宜低于宜低于1.5倍
9、的块体强度等级。倍的块体强度等级。注：灌孔混凝土的强度等级注：灌孔混凝土的强度等级Cb等同于对应的混凝土等同于对应的混凝土强度等级强度等级C的强度指标。的强度指标。轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值(MPa)砌块强度等级砌块强度等级砂浆强度等级砂浆强度等级砂浆强度砂浆强度Mb10Mb7.5Mb50MU103.082.762.451.44MU7.5-2.131.881.12MU5-1.310.78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(MPaMPa)毛料石强度等级毛料石强度等级砂浆强度等级砂浆强度等级砂浆强度砂浆强度M7.5M5M2.50MU1005.424.804.182.13
10、MU804.854.293.731.91MU604.203.713.231.65MU503.833.392.951.51MU403.433.042.641.35MU302.972.632.291.17MU202.422.151.870.95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、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值强度设计值和抗剪强度设计值(MPaMPa)n单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪强度设计值强度设计值fvg，应按下列公式计算：，应按下列公式计算：nfvg0.2fg0.55n式中
11、式中fg-灌孔砌体的抗压强度设计值灌孔砌体的抗压强度设计值(MPa)。四、砌体的强度设计值调整调整n考虑实际工程中各种可能的不利因素，各类砌体考虑实际工程中各种可能的不利因素，各类砌体的强度设计值，当符合以下所列使用情况时，应的强度设计值，当符合以下所列使用情况时，应乘以乘以调整系数调整系数a。n1、有吊车房屋砌体、跨度不小于、有吊车房屋砌体、跨度不小于9米的梁下烧结米的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于普通砖砌体、跨度不小于7.2米的梁下烧结多孔砖、米的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，料混凝土砌块砌体，a为为0
12、.9;n2、对无筋配筋砌体、对无筋配筋砌体,其截面面积小于其截面面积小于0.3m2时，时，a为其为其截面面积加截面面积加0.7。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于积小于0.2m2时，时，a为其截面面积加为其截面面积加0.8。构件截面面积。构件截面面积以以m2计。计。n3、当砌体用水泥砂浆砌筑时，对、当砌体用水泥砂浆砌筑时，对规范规范第第3.2.1条各表中的数值条各表中的数值,a为为0.9；第；第3.2.2条表条表3.2.2中的数值，中的数值，a为为0.8；对于配筋砌体构件，；对于配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的当其中的砌体采用水泥砂
13、浆砌筑时，仅对砌体的强度的设计值乘以调整系数强度的设计值乘以调整系数；n4、当施工质量控制等级为、当施工质量控制等级为C级时，级时，a为为0.89;n5、当验算施工中的房屋时、当验算施工中的房屋时,a为为1.1;第二节无筋砌体受压承载力计算无筋砌体受压承载力计算在砌体结构中，最常用的是受压构件，例如，墙、在砌体结构中，最常用的是受压构件，例如，墙、柱等。柱等。砌体受压构件的承载力主要与构件的截面面积、砌砌体受压构件的承载力主要与构件的截面面积、砌体的抗压强度、轴向压力的偏心距以及构件的体的抗压强度、轴向压力的偏心距以及构件的高厚比高厚比有关。有关。构件的高厚比是构件的计算高度构件的高厚比是构件
14、的计算高度 H H0 0与相应方向边长与相应方向边长h h的比值，用的比值，用表示，即表示，即=H H0 0/h h。当构件的。当构件的 3 3 时时称为短柱，反之称为长柱。对短柱的承载力可不考虑称为短柱，反之称为长柱。对短柱的承载力可不考虑构件高厚比的影响。构件高厚比的影响。一.无筋砌体受压分析 当压力作用于构件截面的重心时为轴心受压构当压力作用于构件截面的重心时为轴心受压构件，不作用于重心时为偏心受压构件。件，不作用于重心时为偏心受压构件。e=M/N e=M/N M M、N N为截面上所受的设计弯矩和轴力；为截面上所受的设计弯矩和轴力；e e不应该超过不应该超过0.6y0.6y，y y为截
15、面中心到轴向力所在偏为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。心方向截面边缘的距离。一.无筋砌体受压分析墙、柱墙、柱矩形矩形T T 形形全截面受压计算全截面受压计算局部受压计算局部受压计算受受压压构构件件偏心受压偏心受压 单向偏心受压单向偏心受压 双向偏心受压双向偏心受压 轴心受压轴心受压 NxyxyNxyxyxyxy分类分类截面形式截面形式计算类型计算类型N受压构件的受力状态受压构件的受力状态受压构件的受力状态受压构件的受力状态 偏心距越大，受压面越小，构件的承载力也越低。因此偏心距越大，受压面越小，构件的承载力也越低。因此偏心距越大，受压面越小，构件的承载力也越低。因此偏心距越大，受压
16、面越小，构件的承载力也越低。因此砌体砌体砌体砌体规范规范规范规范规定，轴向力的偏心距规定，轴向力的偏心距规定，轴向力的偏心距规定，轴向力的偏心距e e e e不应超过不应超过不应超过不应超过0.6y0.6y0.6y0.6y高厚比高厚比高厚比高厚比大时，纵向弯曲，产生附加偏心大时，纵向弯曲，产生附加偏心大时，纵向弯曲，产生附加偏心大时，纵向弯曲，产生附加偏心,因此长柱的受压承因此长柱的受压承因此长柱的受压承因此长柱的受压承载力比短柱要低。载力比短柱要低。载力比短柱要低。载力比短柱要低。二、砌体受压构件的承载力计算公式二、砌体受压构件的承载力计算公式N-为轴向力设计值；A-为截面面积，按毛截面计算
17、；f-砌体的抗压强度设计值；-高厚比和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数，可按公式计算或查表。构件高厚比的计算公式对于矩形截面：对于T形截面：为不同砌体材料的高厚比修正系数.无筋砌体矩形截面单向偏心受压构件承载力的影响系数n当3时n当3时 n(也可查表，如下表)n影响系数(砂浆强度等级M5)三、注意的问题注意的问题n(1)对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面对矩形截面构件，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，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算。外，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算。n(2)由于砌体材料的种
18、类不同，构件的承载能力由于砌体材料的种类不同，构件的承载能力有较大的差异，因此，构件高厚比有较大的差异，因此，构件高厚比高厚比应乘修高厚比应乘修正系数正系数n。n(3)由于轴向力的偏心距由于轴向力的偏心距e 较大时，构件在使用较大时，构件在使用阶段容易产生较宽的水平裂缝，使构件的侧向变阶段容易产生较宽的水平裂缝，使构件的侧向变形增大，承载力显著下降，既不安全也不经济。形增大，承载力显著下降，既不安全也不经济。因此，因此，规范规范规定按内力设计值计算的轴向力规定按内力设计值计算的轴向力的偏心距的偏心距e0.6y。y为截面重心到轴向力所在偏心为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。方向截面边
19、缘的距离。n当轴向力的偏心距当轴向力的偏心距e超过超过0.6y时，宜采用组时，宜采用组合砖砌体构件；亦可采取减少偏心距的其他可靠合砖砌体构件；亦可采取减少偏心距的其他可靠工程措施。工程措施。例例2.12.1一轴心受压砖柱，截面尺寸为370mmX490mm，采用MU10烧结普通砖及M2.5混合砂浆砌筑，荷载引起的柱顶轴向压力设计值为N=155kN，柱的计算高度为H0=4.2m。试验算该柱的承载力是否满足要求。解：考虑砖柱自重后，柱底截面的轴心压力最大，取砖砌体重力密度为18kN/m3，则砖柱自重为柱底截面上的轴向力设计值砖柱高厚比查附表，项，得因为，砌体设计强度应乘以调整系数查附表，MU10烧结
20、普通砖，M2.5混合砂浆砌体的抗压强度设计值该柱承载力不满足要求。例例2.2已知一矩形截面偏心受压柱，截面尺寸为490mmX740mm，采用MU10烧结普通砖及M5混合砂浆，柱的计算高度H0=5.9m，该柱所受轴向力设计值N=320kN（已计入柱自重），沿长边方向作用的弯矩设计值M=33.3kNm，试验算该柱的承载力是否满足要求。解：（1）验算柱长边方向的承载力偏心距相对偏心距高厚比满足查附表，则查附表，满足要求。（2）验算柱短边方向的承载力由于弯矩作用方向的截面边长740mm大于另一方向的边长490mm，故还应对短边进行轴心受压承载力验算。高厚比查附表，满足要求。例例2.3：如图所示带壁柱窗
21、间墙，采用：如图所示带壁柱窗间墙，采用MU10烧结粘烧结粘土砖、土砖、M5的水泥砂浆砌筑，计算高度的水泥砂浆砌筑，计算高度H05m，柱，柱底承受轴向力设计值为底承受轴向力设计值为N150kN，弯矩设计值为，弯矩设计值为M30kN.m，施工质量控制等级为，施工质量控制等级为B级，偏心压力级，偏心压力偏向于带壁柱一侧，试验算截面是否安全？偏向于带壁柱一侧，试验算截面是否安全？【解解】（1 1）计算截面几何参数计算截面几何参数截面面积截面面积 A2000240490500725000mm2截面形心至截面边缘的距离截面形心至截面边缘的距离mm296108mm回转半径：回转半径：T型截面的折算厚度型截面
22、的折算厚度 202707mm偏心距偏心距满足规范要求。满足规范要求。（2）承载力验算）承载力验算MU10烧结粘土砖与烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑，查表水泥砂浆砌筑，查表3-4得得 1.0；0.283代入公式（代入公式（3-1）得）得0.930代入公式（代入公式（3-15）得）得=0.388 查表得，查表得，MU10烧结粘土砖与烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑的砖砌体水泥砂浆砌筑的砖砌体的抗压强度设计值的抗压强度设计值f=1.5MPa。由于采用水泥砂浆，因此砌由于采用水泥砂浆，因此砌体抗压强度设计值应乘以调整系数体抗压强度设计值应乘以调整系数 0.9。窗间墙承载力为窗间墙承载力为0.3880.91.
23、5725000103380kN150kN。承载力满足要求。承载力满足要求。（也可查表（也可查表3-1）第三节砌体局部受压承载力计算砌体局部受压承载力计算当轴向力仅作用在砌体的部分面积上时，即为砌当轴向力仅作用在砌体的部分面积上时，即为砌体的局部受压。它是砌体结构中常见的一种受力体的局部受压。它是砌体结构中常见的一种受力形式。如果砌体的局部受压面积上受到的压应力形式。如果砌体的局部受压面积上受到的压应力是均匀分布的，称为局部均匀受压；否则，为局是均匀分布的，称为局部均匀受压；否则，为局部非均匀受压。例如：部非均匀受压。例如：局部均匀受压如独立柱支承在基础顶面局部不均匀受压大梁支承在砖墙上一、砌体
24、局部受压三种破坏形态。一、砌体局部受压三种破坏形态。通过大量的试验发现，砌体局部受压可能通过大量的试验发现，砌体局部受压可能有三种破坏形态。有三种破坏形态。1、纵向裂缝发展而破坏n在中部承受局部压力作用的墙体，当在中部承受局部压力作用的墙体，当砌体的截面面积砌体的截面面积A与局部受压面积与局部受压面积Al的的比值较小比值较小时，在局部压力作用下，时，在局部压力作用下，试验钢垫板下试验钢垫板下12皮砖以下的砌体内皮砖以下的砌体内产生第一批纵向裂缝；随着压力的增产生第一批纵向裂缝；随着压力的增大，纵向裂缝逐渐向上和向下发展，大，纵向裂缝逐渐向上和向下发展，并出现其他纵向裂缝和斜裂缝，裂缝并出现其他
25、纵向裂缝和斜裂缝，裂缝数量不断增加。当其中的部分纵向裂数量不断增加。当其中的部分纵向裂缝延伸形成一条主要裂缝时，试件即缝延伸形成一条主要裂缝时，试件即将破坏。将破坏。开裂荷载一般小于破坏荷载。开裂荷载一般小于破坏荷载。在砌体的局部受压中在砌体的局部受压中，这是一种较为，这是一种较为常见的破坏形态。常见的破坏形态。2、劈裂破坏劈裂破坏n当砌体的截面面积当砌体的截面面积A与局与局部受压面积部受压面积Al的的比值相当大比值相当大时，在局部压力作用下，砌时，在局部压力作用下，砌体产生数量少但较集中的纵体产生数量少但较集中的纵向裂缝；而且纵向裂缝一出向裂缝；而且纵向裂缝一出现，砌体很快就发生犹如刀现，砌
26、体很快就发生犹如刀劈一样的破坏，劈一样的破坏，开裂荷载一开裂荷载一般接近破坏荷载般接近破坏荷载。在大量的。在大量的砌体局部受压试验中，仅有砌体局部受压试验中，仅有少数为劈裂破坏情况。少数为劈裂破坏情况。3、局部受压面积处破坏在实际工程中，当砌体的强度较低，但所支承在实际工程中，当砌体的强度较低，但所支承的墙梁的的墙梁的高跨比较大高跨比较大时，有可能发生时，有可能发生梁端支承处砌梁端支承处砌体局部被压碎而破坏体局部被压碎而破坏。在砌体局部受压试验中，这。在砌体局部受压试验中，这种破坏极少发生。种破坏极少发生。试验分析表明：在局部压力作用下试验分析表明：在局部压力作用下，砌体中的压应力不仅能扩散到
27、一定，砌体中的压应力不仅能扩散到一定的范围，而且非直接受压部分的砌体的范围，而且非直接受压部分的砌体对直接受压部分的砌体有约束作用，对直接受压部分的砌体有约束作用，从而使直接受压部分的砌体处于双向从而使直接受压部分的砌体处于双向或三向受压状态，其抗压强度高于砌或三向受压状态，其抗压强度高于砌体的轴心抗压强度设计值体的轴心抗压强度设计值f。n n结果：砌体局部抗压强度结果：砌体局部抗压强度 砌体抗压强度砌体抗压强度n n试验试验 原因原因:局压下砌体横向变形受周围砌体约束局压下砌体横向变形受周围砌体约束n n“套箍效应套箍效应”n n周围一定范围砌体协同局压面下砌体工作周围一定范围砌体协同局压面
28、下砌体工作 n n局压力扩散局压力扩散n n处理：引入局压强度提高系数处理：引入局压强度提高系数 n n（即以（即以ff代替代替f f）。）。二砌体局部均匀受压n砌体局部抗压强度提高系数砌体局部抗压强度提高系数根据试验研究结果，砌体的局部抗压强度可取根据试验研究结果，砌体的局部抗压强度可取ff 。称为砌体局部抗压强度提高系数，按下称为砌体局部抗压强度提高系数，按下式计算式计算局部受压面积局部受压面积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.砌体局部抗压强度提高系数的说明n砌体的局部抗压强度主要取决于砌体砌体的局部抗压强度主要取决于砌体原有的轴心原有的轴心抗压强度抗压强度和和
29、周围砌体对局部受压区的约束程度周围砌体对局部受压区的约束程度。当砌。当砌体为中心局部受压时，随着周围砌体的截面面积体为中心局部受压时，随着周围砌体的截面面积A与与局部受压面积局部受压面积Al 之比增大，周围砌体对局部受压区之比增大，周围砌体对局部受压区的约束作用增强，砌体的局部抗压强度提高。但当的约束作用增强，砌体的局部抗压强度提高。但当A/Al 较大时，砌体的局部抗压强度提高幅度减少。为较大时，砌体的局部抗压强度提高幅度减少。为此，此，规范规范规定了影响砌体局部抗压强度的计算面规定了影响砌体局部抗压强度的计算面积积A0。同时，试验还表明，当。同时，试验还表明，当A/Al 较大时，可能导较大时
30、，可能导致砌体产生劈裂破坏。所以上式计算所得的致砌体产生劈裂破坏。所以上式计算所得的值不得值不得超过图中所注的相应值超过图中所注的相应值；对；对多孔砖砌体多孔砖砌体及按及按规定要求规定要求灌孔的砌块砌体灌孔的砌块砌体，1.5；未灌孔的混凝土未灌孔的混凝土砌块砌体，砌块砌体，=1.0。局部均匀受压承载力计算公式n砌体截面中受局部均匀压力时的承载力按下式砌体截面中受局部均匀压力时的承载力按下式计算计算n N Nl l-局部受压面积局部受压面积 A Al l 上的轴向力设计值上的轴向力设计值n f-f-砌体的抗压强度设计值，除砌体的抗压强度设计值，除水泥砂浆影响外水泥砂浆影响外可不考虑其它强度调整系
31、数可不考虑其它强度调整系数a a的影响的影响例例2.4 一钢筋混凝土柱截面尺寸为一钢筋混凝土柱截面尺寸为250mm250mm，支承在支承在厚为厚为370mm的砖墙上，作用位置如图所示，砖墙用的砖墙上，作用位置如图所示，砖墙用MU10烧烧结普通砖和结普通砖和M5水泥砂浆砌筑，柱传到墙上的荷载设计值为水泥砂浆砌筑，柱传到墙上的荷载设计值为120KN。试验算柱下砌体的局部受压承载力。试验算柱下砌体的局部受压承载力。【解解】局部受压面积局部受压面积 25025062500mm2局部受压影响面积局部受压影响面积 （2502370）370366300mm2砌体局部抗压强砌体局部抗压强度提高系数度提高系数砌
32、体局部受压承载力为砌体局部受压承载力为1.770.91.562500=149344 N=149.3kN120kN。砌体局部受压承载力满足要求。砌体局部受压承载力满足要求。查表得查表得MU10烧结普通砖和烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑的砌体水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度设计值为的抗压强度设计值为 1.5MPa，采用水泥砂浆应乘以采用水泥砂浆应乘以调整系数调整系数 0.9；二.梁端支承处砌体局部受压n上部荷载对砌体局部抗压的影响上部荷载对砌体局部抗压的影响二.梁端支承处砌体局部受压n上部荷载对砌体局部抗压的影响上部荷载对砌体局部抗压的影响梁端支承处砌体的局部受压面积上除承受梁端传来的梁端支承处砌体的局
33、部受压面积上除承受梁端传来的支承压力支承压力Nl 外，还承受由上部荷载产生的轴向力外，还承受由上部荷载产生的轴向力N0。如果上部荷载在梁端上部砌体中产生的平均压应力如果上部荷载在梁端上部砌体中产生的平均压应力0较小，即上部砌体产生的压缩变形较小较小，即上部砌体产生的压缩变形较小；而此时，若；而此时，若Nl较大，梁端底部的砌体将产生较大的压缩变形；由此较大，梁端底部的砌体将产生较大的压缩变形；由此使梁端顶面与砌体逐渐脱开形成水平缝隙，砌体内部产使梁端顶面与砌体逐渐脱开形成水平缝隙，砌体内部产生应力重分布。上部荷载将通过上部砌体形成的内拱传生应力重分布。上部荷载将通过上部砌体形成的内拱传到梁端周围
34、的砌体，直接传到局部受压面积上的荷载将到梁端周围的砌体，直接传到局部受压面积上的荷载将减少。但减少。但如果如果0较大，较大，Nl较小较小，梁端上部砌体产生的，梁端上部砌体产生的压缩变形较大，梁端顶面不再与砌体脱开，上部砌体形压缩变形较大，梁端顶面不再与砌体脱开，上部砌体形成的内拱卸荷作用将消失。试验指出，当成的内拱卸荷作用将消失。试验指出，当A0/Al2时，时，可忽略不计上部荷载对砌体局部抗压的影响。可忽略不计上部荷载对砌体局部抗压的影响。规范规范偏于安全，取偏于安全，取A0/Al3时，不计上部荷载的影响，即时，不计上部荷载的影响，即N0=0。n规范规范用上部荷载的折减系数用上部荷载的折减系数
35、来考虑，来考虑，按下式计算按下式计算n当当A0/Al 3时取时取=0n梁端有效支承长度梁端有效支承长度当梁支承在砌体上时，由于梁受力变形翘曲，支当梁支承在砌体上时，由于梁受力变形翘曲，支座内边缘处砌体的压缩变形较大，使得梁的末端部座内边缘处砌体的压缩变形较大，使得梁的末端部分与砌体脱开，梁端有效支承长度分与砌体脱开，梁端有效支承长度a0可能小于其实可能小于其实际支承长度际支承长度a经试验分析，为了便于工程应用，经试验分析，为了便于工程应用，规范规范给出梁端有效给出梁端有效支承长度的计算公式为支承长度的计算公式为当a0大于a时，应取a0等于a。梁端支承处砌体局部受压承载力计算梁端支承处砌体局部受
36、压承载力计算公式公式考虑上部荷载对砌体局部抗压的影响，根据上部荷载考虑上部荷载对砌体局部抗压的影响，根据上部荷载在局部受压面积上产生的实际平均压应力与梁端支承压在局部受压面积上产生的实际平均压应力与梁端支承压力在相应面积上产生的最大压应力力在相应面积上产生的最大压应力之和不大于砌体局之和不大于砌体局部抗压强度的强度条件，可推得梁端支承处砌体局部受部抗压强度的强度条件，可推得梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式为压承载力计算公式为梁端支承处砌体局部受压承载力计算梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式公式三.刚性垫块下砌体的局部受压n梁端支承处的砌体局部受压承载力不满足要求时，梁端支承处的砌体局部受
37、压承载力不满足要求时，可在梁端下的砌体内设置垫块。通过垫块可增大局部可在梁端下的砌体内设置垫块。通过垫块可增大局部受压面积，减少其上的压应力，有效地解决砌体的局受压面积，减少其上的压应力，有效地解决砌体的局部承载力不足的问题。部承载力不足的问题。n实际工程中常采用刚性垫块。刚性垫块按施工方实际工程中常采用刚性垫块。刚性垫块按施工方法不同分为预制刚性垫块和与梁端现浇成整体的刚性法不同分为预制刚性垫块和与梁端现浇成整体的刚性垫块。垫块一般采用素混凝土制作，当荷载较大时，垫块。垫块一般采用素混凝土制作，当荷载较大时，也可为钢筋混凝土的。也可为钢筋混凝土的。n(如下图)n梁端刚性垫块（Ab=abbb）
38、n(a)预制垫块；(b)现浇垫块；（c）壁柱上的垫块刚性垫块的构造要求刚性垫块的构造要求n(1)垫块的高度垫块的高度tb180mm，自梁边缘算起的垫块挑，自梁边缘算起的垫块挑出长度不宜大于垫块的高度出长度不宜大于垫块的高度tb。n(2)在带壁柱墙的壁柱内设置刚性垫块时，其计算面在带壁柱墙的壁柱内设置刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时积应取壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm。n(3)现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。内设
39、置。垫块下砌体局部受压承载力计算公式垫块下砌体局部受压承载力计算公式试验表明垫块底面积以外的砌体对局部受压范围内试验表明垫块底面积以外的砌体对局部受压范围内的砌体有约束作用，使垫块下的砌体抗压强度提高，的砌体有约束作用，使垫块下的砌体抗压强度提高，但考虑到垫块底面压应力分布不均匀，偏于安全，取但考虑到垫块底面压应力分布不均匀，偏于安全，取垫块外砌体的有利影响系数垫块外砌体的有利影响系数=0.8；同时，垫块下；同时，垫块下砌体的受力状态接近偏心受压情况。故垫块下砌体局砌体的受力状态接近偏心受压情况。故垫块下砌体局部受压承载力可按下式计算部受压承载力可按下式计算垫块上的垫块上的N0及及Nl合力的影
40、响系数，可根据合力的影响系数，可根据e/ab查附表中查附表中3的的值值垫块下砌体局部受压承载力计算公式垫块下砌体局部受压承载力计算公式梁端有效支承长梁端有效支承长当梁端设有刚性垫块时，梁端有效支承长度当梁端设有刚性垫块时，梁端有效支承长度a0考虑刚性垫块的影响，按下式计算考虑刚性垫块的影响，按下式计算刚性垫块的影响系数1四.梁端柔性垫梁下砌体局部受压在实际工程中，常在梁或屋架端部下面的砌体墙在实际工程中，常在梁或屋架端部下面的砌体墙上设置连续的钢筋混凝土梁，如圈梁等。此钢筋混上设置连续的钢筋混凝土梁，如圈梁等。此钢筋混凝土梁可把承受的局部集中荷载扩散到一定范围的凝土梁可把承受的局部集中荷载扩散
41、到一定范围的砌体墙上起到垫块的作用，故称为垫梁。砌体墙上起到垫块的作用，故称为垫梁。根据试验分析，当垫梁长度大于根据试验分析，当垫梁长度大于h0时，在局部时，在局部集中荷载作用下，垫梁下砌体受到的竖向压应力集中荷载作用下，垫梁下砌体受到的竖向压应力在长度在长度h0范围内分布为三角形。此时，垫梁下范围内分布为三角形。此时，垫梁下的砌体局部受压承载力可按下列公式计算的砌体局部受压承载力可按下列公式计算33例例2.52.6：窗窗间间墙墙截截面面尺尺寸寸为为370mm1200mm，砖砖墙墙用用MU10的的烧烧结结普普通通砖砖和和M5的的混混合合砂砂浆浆砌砌筑筑。大大梁梁的的截截面面尺尺寸寸为为200m
42、m550mm，在在墙墙上上的的搁搁置置长长度度为为240mm。大大梁梁的的支支座座反反力力为为100kN，窗窗间间墙墙范范围围内内梁梁底底截截面面处处的的上上部部荷荷载载设设计计值值为为240kN，试试对对大大梁梁端端部部下下砌体的局部受压承载力进行砌体的局部受压承载力进行验算。验算。【解解】查表得查表得MU10烧结普通砖和烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑的砌体混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度设计值为的抗压强度设计值为 1.5Mpa。梁端有效支承长度为：梁端有效支承长度为：局部受压面积局部受压面积 =19120038200（mm2）局部受压影响面积局部受压影响面积 3局部受压承载力不满足要求。局部受压
43、承载力不满足要求。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受压承载力为砌体局部受压承载力为 0.71.9961.53820010-3=80kN =100kN。例2.6 梁下设预制刚性垫块设计。条件同上题。解：根据上题计算结果，局部受压承载力不足，解：根据上题计算结果，局部受压承载力不足，需设置垫块。需设置垫块。设垫块高度为设垫块高度为 180mm，平面尺寸平面尺寸 370mm500mm，180mm 垫块自梁边两侧挑出垫块自梁边两侧挑出150mm垫块面积垫块面积 370500185000（mm2）局部受压影响面积：局部受压影响面积：（5002350）370444000mm2 砌体
44、局部抗压强度提高系数：砌体局部抗压强度提高系数：垫块外砌体的有利影响系数：垫块外砌体的有利影响系数：0.81.41=1.13上部平均压应力设计值上部平均压应力设计值 0.54MPa；垫块面积垫块面积 内上部轴向力设计值内上部轴向力设计值0.541850009990099.9kN=0.54/1.5=0.36，查表得查表得梁端有效支承长度梁端有效支承长度 对垫块中心的偏心距对垫块中心的偏心距：0.4109=141mm刚性垫块设计满足要求。刚性垫块设计满足要求。轴向力对垫块中心的偏心距轴向力对垫块中心的偏心距 70mm将将 及及 代入公式代入公式 得得验算验算第四节受剪构件的承载力计算砌体拱型结构在
45、拱的支座截面处，除承受剪力外，还作用有砌体拱型结构在拱的支座截面处，除承受剪力外，还作用有垂直压力。垂直压力。试验表明砌体的受剪承载力不仅与砌体的试验表明砌体的受剪承载力不仅与砌体的抗剪强度抗剪强度fv有关，有关，而且与作用在截面上的而且与作用在截面上的垂直压应力垂直压应力的大小有关。随着垂直的大小有关。随着垂直压应力压应力的增加，截面上的内摩擦力增大，砌体的受剪承载的增加，截面上的内摩擦力增大，砌体的受剪承载力提高。但当垂直压应力力提高。但当垂直压应力增加到一定程度后，截面上的内增加到一定程度后，截面上的内摩擦力逐渐减少，砌体的受剪承载力下降。摩擦力逐渐减少，砌体的受剪承载力下降。规范给出沿
46、通缝或沿阶梯形截面破坏时受剪构件承载力计算公式为nV-截面剪力设计值；截面剪力设计值；A-水平截面面积。当有孔洞时，取净截面面积；水平截面面积。当有孔洞时，取净截面面积；fv-砌体抗剪强度设计值，对灌孔的混凝土砌块砌砌体抗剪强度设计值，对灌孔的混凝土砌块砌体取体取fvG；-修正系数。修正系数。当当G1.2时，砖砌体取时，砖砌体取0.60，混凝土砌块砌体取，混凝土砌块砌体取0.64；当当G1.35时，砖砌体取时，砖砌体取0.64，混凝土砌块砌体取，混凝土砌块砌体取0.66；-剪压复合受力影响系数，剪压复合受力影响系数，与与的乘积可查表；的乘积可查表；0-永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力；永
47、久荷载设计值产生的水平截面平均压应力；f-砌体的抗压强度设计值；砌体的抗压强度设计值；0/f-轴压比，且不大于轴压比，且不大于0.8。第五节受拉和受弯构件的承载力计算n一.轴心受拉构件计n因砌体的抗拉强度较低，故实际工程中采用因砌体的抗拉强度较低，故实际工程中采用的砌体轴心受拉构件较少。对小型圆形水池或筒的砌体轴心受拉构件较少。对小型圆形水池或筒仓，可采用砌体结构。仓，可采用砌体结构。n砌体轴心受拉构件的承载力按下式计算砌体轴心受拉构件的承载力按下式计算二.受弯构件计算受弯构件计算在实际工程中，常见的砌体受弯构件有砖砌平在实际工程中，常见的砌体受弯构件有砖砌平拱过梁及挡土墙等。对受弯构件，除进
48、行受弯承拱过梁及挡土墙等。对受弯构件，除进行受弯承载力计算外，还应考虑剪力的存在进行受剪承载载力计算外，还应考虑剪力的存在进行受剪承载力计算。力计算。n1受弯承载力计算受弯承载力计算由材料力学公式可推得，受弯承载力计算公式为由材料力学公式可推得，受弯承载力计算公式为n2受剪承载力计算受剪承载力计算n式中式中V-剪力设计值；剪力设计值；fv-砌体的抗剪强度设计值，；砌体的抗剪强度设计值，；b-截面宽度；截面宽度；z-内力臂，当截面为矩形时取内力臂，当截面为矩形时取z等于等于2h/3；I-截面惯性矩；截面惯性矩；S-截面面积矩；截面面积矩；h-截面高度。截面高度。n例例2-7某圆形水池采用某圆形水
49、池采用MU15烧结普通砖和烧结普通砖和M7.5水水泥砂浆砌筑。其中某泥砂浆砌筑。其中某1m高的池壁作用有环向拉力高的池壁作用有环向拉力N=62kN/m。试选择该段池壁的厚度。试选择该段池壁的厚度。n解解:可查得该池壁沿灰缝截面破坏的轴心抗拉强度可查得该池壁沿灰缝截面破坏的轴心抗拉强度设计值为设计值为0.16N/mm2。由于用水泥砂浆砌筑，。由于用水泥砂浆砌筑，a=0.8，故取，故取0.160.8=0.128N/mm2。n选取池壁厚度选取池壁厚度490mm(两砖厚两砖厚)。n例例2-8某悬臂式水池池壁壁高某悬臂式水池池壁壁高1.5m(图图)，采用，采用MU15烧结普通砖和烧结普通砖和M7.5水泥
50、砂浆砌筑。已算得水泥砂浆砌筑。已算得池壁底端截面的弯矩设计值池壁底端截面的弯矩设计值M=6.19kNm，剪力，剪力设计值设计值V=12.38kN。试验算池壁底端截面的承载。试验算池壁底端截面的承载力力(取截面宽度取截面宽度1m计算计算)。n解解:由于用水泥砂浆砌筑，砌体的弯曲抗拉强度和由于用水泥砂浆砌筑，砌体的弯曲抗拉强度和抗剪强度都应乘以调整系数抗剪强度都应乘以调整系数0.8。n查得沿通缝截面的弯曲抗拉强度设计值为查得沿通缝截面的弯曲抗拉强度设计值为0.14N/mm2，取，取0.140.8=0.112N/mm2；而沿砖；而沿砖截面的弯曲抗拉强度设计值为截面的弯曲抗拉强度设计值为0.29/mm