砌體結(jié)構(gòu)：無筋砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件

1、第一節(jié) 受壓構(gòu)件,墻、柱,矩形,T 形,,1、分類,2、截面形式,3、計算類型,全截面受壓計算,局部受壓計算,,,,受壓構(gòu)件,偏心受壓,,N,,單向偏心受壓,雙向偏心受壓,軸心受壓,N,,N,,無筋砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,,一、軸心受壓：,,,長柱：,短柱：,N：軸向力設(shè)計值； 0：軸心受壓的縱向彎曲系數(shù)；f：考慮調(diào)整系數(shù)后砌體抗壓強度設(shè)計值。,,β≤3時為短柱,,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,,,,,,,磚砌體：,,,,混合結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計,,,,,,,矩形截面：,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,β：砌體受壓構(gòu)件的高厚比,,,矩形截面,T形截面,η：與砂漿強度等級有關(guān)的系數(shù),,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,γβ：不同砌體材料的高厚比修正系數(shù)對燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、灌孔混凝土砌塊砌體γβ=1.0；對混凝土及輕骨料混凝土砌塊砌體γβ=1.1；對蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、細料石、半細料石砌體γβ=1.2；對粗料石、毛石砌體γβ=1.5。,,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,二、偏心受壓：,,1、偏心受壓

3、短柱：,實驗表明：砌體結(jié)構(gòu)的承載力高于上式計算出的數(shù)值。,1、彈塑性，壓應(yīng)力分布豐滿。2、開裂，使偏心距減小。3、實際受壓的砌體，呈現(xiàn)局部受壓性質(zhì)。,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,：軸向力的偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù),,矩形截面:,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,二、偏心受壓：,：高厚比β和軸向力的偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù),,1、偏心受壓長柱：,,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,受壓構(gòu)件計算：,：高厚比β和軸向力的偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù),

4、,：查表,β≤3； e=0： φ≤1,β>3； e=0： φ=φ0,β>3； e>0： φ=φ,β≤3； e>0： φ=φ1,三、受壓承載力計算時應(yīng)注意的幾個問題 1.對于矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時， 除按偏心受壓構(gòu)件計算外，還應(yīng)對較小邊b方向，按軸心受壓進行驗算，即還應(yīng)滿足：,2.軸向力的偏心距應(yīng)符合下列限值要求，即 e≤0.6y 式中y為截面重心至軸向力所

5、在偏心方向截面受壓邊緣的距離。(該規(guī)定的目的是：截面受拉邊不產(chǎn)生過大的裂縫),例題1：截面尺寸為370×490mm的磚柱，燒結(jié)普通磚的強度等級為MU10，混合砂漿強度等級為M5，柱高5.88mm,兩端為不動鉸支座。柱頂承受作用在截面長邊方向的豎向壓力設(shè)計值 N=120KN，偏心距e=73.5mm，施工質(zhì)量為B級；請驗算該柱的受壓承載力。,解：１）確定砌體強度f 　　MU10燒結(jié)普通磚， M5混合砂漿，查表，f=1.5N/mm

6、2，,截面面積A=370 ×490=0.1813m2<0.3m2, 強度修正系數(shù)ra=0.7+A=0.8713, 砌體強度設(shè)計值raf=0.8713×1.5=1.3N/mm2。,２）確定長邊承載力影響系數(shù)? 　 (1)確定偏心距e　　　　偏心距e=73.5mm，,矩形截面y=h/2=245mm，e=73.5<0.6y=147mm，可行,高厚比β＝γβHo/h,　　計算長度H

7、o=5.88m，h=490mm，燒結(jié)普通磚γβ＝1.0 ， 　　β＝ γβ Ho/ h=1.0x5.880/0.49=12。,(2)計算高厚比β,(3)確定承載力影響系數(shù)? 　　　查表或通過公式計算， ? =0.51．　3)驗算長邊承載力　　Nu= ? fA=0.51x1.3x181300=120kN>＝120kN，滿足承載力要求．,4)驗算短邊承載力　　按照軸心受壓計算，　偏心距e=0，計算長度Ho=5.88m，h=3

8、70mm， β＝ γβ Ho/ h= 1.0×5.880/0.37=16， ? =0.72 ,　Nu=0.72×1.3×181300=170kN>120kN，滿足承載力要求．,例2 某帶壁柱的窗間墻，截面尺寸如圖，壁柱高5.4m，計算高度為6.8m，用MU10粘土磚及M2.5混合砂漿砌筑?？刂平孛鎯?nèi)力為N=320kN，M=38.4kNm，彎矩方向是翼緣受拉，施工質(zhì)量為B級，驗算該墻體的承載力。,

9、解： １）確定砌體強度f 　MU10燒結(jié)普通磚， M2.5混合砂漿，查表，　　f=1.3N/mm2，截面面積A=2000×240+380×490=0.666200m2 >0.3m2，強度修正系數(shù)ra=1.0, 砌體強度設(shè)計值raf=1.0x1.3=1.3N/mm2。2)確定承載力影響系數(shù)? (1)計算截面折算厚度hT A=0.666200m2，截面重心位置(y1為翼緣外皮到中心線的距離)：,,

10、,,,,,截面慣性矩： 回轉(zhuǎn)半徑： ，截面折算厚度： 　　，(２)確定偏心距e　　e

11、=M/N=38400000/320000=120mm， 　　y=0.413mm，e=120<0.6y，可行。(3)計算高厚比β　計算長度Ho=6.8m，hT=566mm，　燒結(jié)普通磚γβ＝1.0 ，　β＝ γβ Ho/ hT =1.0x6.8/0.566=12。,,,,,,,(4)確定承載力影響系數(shù)? e/hT=120/566=0.212, β=12,查表得： ? =0.38，3)承載力驗算 　　Nu= ?

12、 fA=0.38× 1.3 ×666200 =329KN>320KN, 滿足承載力要求。,,,,,,,例3 由混凝土小型空心砌塊砌筑獨立柱截面尺寸為400×600mm，砌塊的強度等級MU10，混合砂漿強度等級Mb5，柱高3.6M，兩端為不動鉸支座。柱頂承受軸向壓力標準值Nk=225KN（其中永久荷載180KN，已包括柱自重），施工質(zhì)量為B級，試驗算柱的承載力。解：要點： 1) 以恒

13、載為主的組合起控制作用： N=1.35×180+0.7×1.4×45=288KN 2) 因為為砌塊砌體，查表時應(yīng)先對 進行修正，修正系數(shù)為1.1，即 為9.9，查表得 0.87，3) 截面面積：A=0.4×0.6=0.24m2288KN 安全,,,,,,,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,3.2、局部受壓,支承上部屋架、梁、柱時，

14、支承處砌體即受到局部壓力作用。,砌體的局部受壓抗壓強度大于均勻受壓抗壓強度。 主要是由于局部壓力擴散到未直接承受壓力的較大范圍砌體上及周圍砌體對受壓部位的約束作用。,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,砌體局部受壓有三種破壞形態(tài)：,,因豎向裂縫的發(fā)展而破壞：A0/Al不太大 ；圖（b） 劈裂破壞 ： A0/Al 太大 ；圖（c） 局部受壓面積下砌體壓碎破壞：局部受壓砌體強度較低。,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋

15、砌體構(gòu)件承載力計算,一）均勻局部受壓,砌體局部受壓有局部均勻受壓和非均勻受壓,,Nl：作用在局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值；f：砌體的抗壓強度設(shè)計值，強度調(diào)整系數(shù)γa可不考慮，即取1.0；,Al：局部受壓面積；,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,,）,γ：砌體局部抗壓強度提高系數(shù)，按下式計算：,,,A0：影響砌體局部抗壓強度的計算面積，按下圖確定。,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,為了避免A0/Al

16、過大時出現(xiàn)劈裂破壞，計算所得γ值應(yīng)符合下列規(guī)定：,對多孔磚砌體和灌孔砌塊砌體，在圖6(a)、(b)、(c)情況下，尚應(yīng)符合 γ≤1.5。未灌孔混凝土砌塊砌體γ≤1.0。,在圖6(a)情況下，γ≤2.5;,在圖6(b)情況下，γ≤2.0;,在圖6(c)情況下，γ≤1.5;,在圖6(d)情況下，γ≤1.25;,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,二）梁端局部受壓,,梁端局部受壓時有兩個特點：,1、梁端存在一個有效支承長度，而

17、且在有效支承長度上由于梁傳來的荷載所產(chǎn)生的壓應(yīng)力不是均勻分布的，而為曲線形分布。,根據(jù)試驗得到，梁端的有效支承長度可按下式計算：,式中:hc——梁的截面高度； f——砌體抗壓強度設(shè)計值。,由于梁存在一個有效支承長度，因此局壓面積為:,梁的支座反力到墻邊的距離，不論樓面梁還是屋面梁均為0.4a0,2、梁端下的局部受壓面積上不僅受梁傳來的荷載Nl（梁的支座反力），而且還要受上部砌體傳到梁端的壓力N0 ，但根據(jù)試驗發(fā)現(xiàn)，上部墻體傳到

18、梁端又傳到局壓面積上的荷載不是固定的而是一個變量－－“內(nèi)拱卸荷作用”。,,,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,,,,,,Ψ—上部荷載的折減系數(shù)；,,N0—局部受壓面積內(nèi)上部軸向力設(shè)計值（N）,,σ0—上部平均壓應(yīng)力設(shè)計值（N/mm2）；,η—梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，一般取=0.7，對于過梁和墻梁η =1.0；γ —按前述公式計算。,Al ：局部受壓面積， Al =a0*b,1、有上部荷載時，梁端局壓強度計算：,2

19、 墊塊下局部受壓,當(dāng)梁端局壓強度不滿足要求或墻上擱較大梁、桁架時，常設(shè)置墊塊(實際為剛性基礎(chǔ)) 。,,ab,墊塊一般都做成剛性的。所謂剛性墊塊，要求墊塊從梁邊挑出的長度不大于墊塊的厚度。 剛性墊塊下砌體的局壓承載力可按偏心受壓構(gòu)件計算，其強度計算公式為：,,式中： N0——上部砌體傳來的作用于墊塊面積上縱向荷載設(shè) 計值,N0=?0Ab Ab——墊塊的面積， Ab= abbb；

20、ab,bb——墊塊的長度和寬度； ?——墊塊上N0和Nl的合力偏心距對承載力的影響系數(shù),可查表，查表時?≤3，且e/h中的h為墊塊長度ab,e的計算如后；,大梁在墊塊上的支承長度可按下式計算:,式中:hc——梁的截面高度； ?1——剛性墊塊的影響系數(shù)，按下表取值；,?1——墊塊外砌體面積的影響系數(shù)，取?1=0.8? ，但不小于1.0； ?計算公式同前，局壓面積為墊塊的面積。,當(dāng)墊塊與梁整澆時，仍按上述方法計算。,

21、墊塊的構(gòu)造要求：（1）墊塊的厚度不宜小于180mm。（2）在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設(shè)置墊塊時，其局壓承載力降低，因此其計算面積不考慮翼緣部分，只取壁柱范圍內(nèi)的面積。同時壁柱上墊塊深入翼墻的長度不應(yīng)小于120mm。 (3)當(dāng)現(xiàn)澆墊塊與梁整澆時，墊塊可在梁高范圍內(nèi)設(shè)置。,在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設(shè)剛性墊塊時，由于翼墻多數(shù)位于壓應(yīng)力較小邊，翼墻參加工作的程度有限，所以計算面積A0應(yīng)取壁柱范圍內(nèi)面積，而不計翼緣部份。,M10燒結(jié)磚，M2.5混合砂漿，

22、f=1.3N/mm2，梁高hc=400mm，,解：１、首先驗算不設(shè)墊塊的情況　１）計算梁端有效支承長度ao,2)計算局壓強度提高系數(shù)γ,４）局壓計算,局部受壓面積：,局部受壓影響面積：,取γ =2.0,３）計算局壓面積上的上部荷載,取,局部承壓不足，需要設(shè)置墊塊。,２、設(shè)墊塊后局部承壓驗算設(shè)墊塊后強度驗算公式為：,１）根據(jù)墊塊構(gòu)造要求，初選墊塊尺寸為：,２）計算γ1,３）計算,,查表　　　　情況，　　　　??；,４）局壓計算,(14

23、9.6-143.5)/143.5=4.3%<5% 安全，滿足局部承壓要求。,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,柔性墊梁下砌體局部受壓 (類比柔基礎(chǔ)理解),,σy max,,,混合結(jié)構(gòu)設(shè)計,第三節(jié) 無筋砌體構(gòu)件承載力計算,,,δ2—柔性墊梁下不均勻局部受壓修正系數(shù)，當(dāng)荷載沿墻厚方向均勻分布時，δ2取1.0，當(dāng)荷載沿墻厚方向不均勻分布時， δ2取0.8 注：墊梁的梁端有效支承長度a0可按剛性墊塊計算,,

24、Eb、Ib—分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩；,,第四節(jié) 無筋砌體受拉、受彎、受剪承載力計算,一、軸心受拉,ft ：砌體軸心抗拉強度設(shè)計值,二、受彎,ftm ：砌體彎曲抗拉強度設(shè)計值,fv ：砌體抗剪強度設(shè)計值；Z：內(nèi)力臂，矩形截面為2h/3,三、受剪,,fv ：砌體抗剪強度設(shè)計值；α：修正系數(shù)，當(dāng)γG=1.2時，對磚砌體取0.6，對混凝土砌塊 取0.64；當(dāng)γG=1.35時，對磚砌體取0.64，對混凝土砌塊