砌体结构构件的承载力计算
值——高厚比β和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系
按《砌体结构设计 规范》D.0.1条查表
数
f —— 砌体抗压强度设计值按《砌体结构设计规范》表3.2.1-1~表3.2.1-7采
A用—— 截面面积,对各类砌体均应按毛截面计
算(一)考虑β的影响
矩形截面
H0 h
T 形截面
H0 hT
—— 不同砌体材料的高厚比修正系 数
当砂浆强度等级为M2.5时,α=0.002 当砂浆强度为零时,α=0.009
α——与砂浆强度等级有关的系数
规和偏范心中距考影虑响纵的向系弯数曲:112h e
1
11(2101)2
1
112h e1 22
3、受压构件承载力计算公式
N fA
1
1
2
112h e 11(2101)
112h e1 22
N—— 轴向力设计
惯性矩
I 2 0 23 0 4 2 0 0 0 20 4 12 0 0 2 45 9 53 0 40 9 5 0 22
12
12
=296×108mm 回转半径:
i I 296108 202mm A 725000
T型截面的折算厚度 hT3.5i3.5×202=707mm 偏心距
e M 3 0 0 .2 m 2 0 0 m m 0 .6 y2 9 7 m m N 1 5 0
12
1
0.877
10.00159.682
代入公式(10.1.2)得
1
2
112he
11 (
12 o
1)
=0.465
查表得,MU10蒸压灰砂砖与M5水泥砂浆砌筑的砖砌体
抗压强度设计值f=1.5MPa。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 a =0.9。
柱底截面承载力为:
a fA
12 o
2 1)
=0.388
查表得,MU10烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑的砖砌
体的抗压强度设计值f=1.5MPa。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 a =0.9。
窗间墙承载力为
a fA=0.388×0.9×1.5×725000×10-3=380kN
>150kN。
承载力满足要求。
=0.465×0.9×1.5×490×620×10-3=191kN>150kN。 (2)弯矩作用平面外承载力验算
对较小边长方向,按轴心受压构件验算,此时
将
HO h
1.2 5 12.2代4入公式(10.1.3)得
0.49
o
1
12
1
0.816
10.001512.242
则柱底截面的承载力为
a fA =0.816×0.9×1.5×490×620×10
▪ 一、设计表达式
▪ 砌体结构按承载能力极限状态设计的表达式为:
0S R
▪ 式中 —结构重要性系数,对安全等级为一级、二级、三级的 砌体结构构件,可分别取1.1、1.0、0.9;
▪ S—内力设计值,分别表示为轴向力设计值N、弯矩设计值M和 剪力设计值V等;
▪ R()—结构构件抗力(材料设计强度、构件截面面积等)。
【解】 (1) 计算截面几何参数 截面面积 A=2000×240+490×500=725000mm2 截面形心至截面边缘的距离
y 120 2 0 4 0 1 70 2 2 40 5 9 5 0 0 0 0 40 0 9 2 04 mm5
y 2 7 4 0 y 1 7 4 0 2 4 5 4 9 5 m m
中心局压 边缘局压 中部局压 端部局压 角部局压
(二)破坏形态
1)、竖向裂缝发展而破 坏
常见,靠计算
2)、劈裂破 坏
3)、与垫板直接接触的砌体局部破坏
少见,靠构造措施
(三)局部抗压强度γf
γf > f
γ > 1.0
局部抗压强度提高系数 (四)局部抗压强度提高系数γ
套箍效应 力的扩散原理
10.35 A0 1
Nu 1 Af
A —— 砌体截面面
积f —— 砌体抗压强度设计
值
1 ——
偏心影响系
数
1
1 1 (e/ i)2
e —— 轴向力偏心
矩i —— 截面的回转半径,i
I A
I ——截面沿偏心方向的惯性 矩A ——截面面 积
矩形截面:
1
11
1 2(e/
h)2
hT代替h
T形或其他形状截面:
1
1
112(e/hT)2
1、分类
受压构件承载力计算的分类
轴心受压
Ny
x
x
y
受 压 构 件
偏心受压
Ny
x
x
y
Ny
x
x
y
2、截面形式 3、计算类型
墙、柱 矩形 T形
单向偏心受压
全截面受压计算
局部受压计算
双向偏心受压
二、无筋砌体受压构件承载力计算
1、受压短柱的承载力分析
随着偏心距的增大.构件所 能承担的纵向压力明显下降
引进偏心 影响系数
【解】(1)弯矩作用平面内承载力验算
e M 20 0.125m <0.6y=0.6×310=186mm
N 160
满足规范要求。
MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑,查表得
=1.2;
将
HO h
1.2 5 9.68 0.62
及
e 125 =0.202 代入公式(10.1.3)得
h 620
o
1
对于过梁和圈梁可取1.0;
f —砌体的抗压强度设计值(MPa)
4.刚性垫块下的砌体局部受压承载力应按下式计算
(1)设置刚性垫块的作用:增大了局部承压面积,改善 了砌体受力状态。
(2)刚性垫块的分类:预制刚性垫块和现浇刚性垫块。
在实际工程中,往往采用预制刚性垫块;为了计算简 化起见,规范规定,两者可采用相同的计算方法。
有效支承长度;当 A o 3 时,取 =0。
Al
(3)梁端支承处砌体的局部受压承载力计算公式
N0Nl fA l (11-23)
式中 N o — 局部受压面积内上部荷载产生的轴向力设计值,
No oAl
o —为上部平均压应力设计值(N/mm2);
N
—梁端支承压力设计值(N);
l
—梁端底面应力图形的完整系数,一般可取0.7,
0
1
1
2
10.0011513.52 0.785
则柱底截面的承载力为:
a fA=0.782×0.88×1.5×490×370×10-3
=187kN>150kN
柱底截面安全。
【 例 11.1.2】 一 偏 心 受 压 柱 , 截 面 尺 寸 为 490×620mm,柱计算高度 Ho H5m ,采用强度等 级为MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑,柱底承受轴 向 压 力 设 计 值 为 N=160kN, 弯矩 设 计值 M= 20kN.m (沿长边方向),结构的安全等级为二级,施工质量控 制等极为B级。试验算该柱底截面是否安全。
AL
AL——局部受压面积 A0 — 影响局部抗压强度的计 — 算面积,可按右图确定。
γ≤2.5
γ≤1.5
γ≤2.0
γ≤ 1. 25
注:对多孔砖砌体和按《规范》第6.2.13条的要求灌孔的砌块砌体,在(a)、 (b)、(c)款的情况下,尚应符合γ≤1.5。未灌孔混凝土砌块砌体,γ=1.0。
2.砌体局部均匀受压时的承载力计算 砌体受局部均匀压力作用时的承载力应按下式计算:
第三节、砌体结构构件的承载力计算
第一讲
受压计算
本节教学目标:
1. 了解无筋砌体受压构件的破坏特征; 2. 掌握无筋砌体受压构件计算公式和计算方法。 3、掌握砌体局压承载力计算 4、了解受拉、受弯、受剪构件的承载力计算 5、了解配筋砌体承载力计算
重点
掌握无筋砌体受压构件及局压承载力计算公式的 适用条件和承载力计算。
ao a
a—为梁端实际支承长度(mm);
h c —梁的截面高度(mm);
f —砌体的抗压强度设计值(MPa)。
(2)上部荷载对局部受压承载力的影响 l 梁端砌体的压应力
l 梁端上部砌体的
式中 A l —局部受压面积,Al aob ,b 为梁宽,a o 为
局部受压影响面积 Ao(b2h)h
=(250+2×370)×370=366300mm2 砌体局部抗压强度提高系数
10.35 Ao 1
Al
10.35 36630011.772 62500
查表得MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑的砌体
的抗压强度设计值为 f =1.5MPa,采用水泥砂浆应乘
以调整系数 a =0.9;
第三节、砌体结构构件的承载力计算
第 二 讲 局压验算 本讲教学目标:
1. 了解理解砖砌体局部受压的三种破坏形态; 2. 掌握砌体局部受压时的承载力计算方法。
重点
砌体局部受压承载力计算。
难点
砌体局部受压承载力计算。
三 砌体局部受压承载力计算
1、砌体局部受压的特点
(一)分类
局部均匀受压
局部受压 局部不均匀受压
H0— 受压构件的计算高度,按《砌 — 体结构设计规范》表5.1.3采用
h — 矩形截面轴向力偏心方向的边长, — 当轴心受压时为截面较小边长
(二)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,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向按轴心 受压进行验算,即:
(三)e的限值
N0 fA
【例10.1.4】一钢筋混凝土柱截面尺寸为250mm×250mm, 支承在厚为370mm的砖墙上,作用位置如图10.1.9◆所示, 砖墙用MU10烧结普通砖和M5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。