第四讲配筋砌体
Rdw (4) 1ms0.9fykAssvd
截面控制条件
0.25时
1
Rdwmn0.5
fkbd
1.0 时
Rdw1mn0.335fkbd
3 配筋砌体受剪承载力
抗震抗风承载力(平面内剪力和竖向压力共同作用)
3.1破坏特征和影响因素
3.1.1 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
• 斜拉破坏 • 剪压破坏 • 斜压破坏 • 沿通缝破坏
弯曲破坏
• 大偏压破坏 • 小偏压破坏
3.1.2 影响因素
co m 0 10 (r 0 c 0 )rc
轴压长柱极限承载力:
N uco (b m fm A fcA m csfy A m s )
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)
N ufgb m xfy ' m A s' sA s
N u e N fgb m ( h 0 x x /2 ) fy ' A m s '( h 0 a s ')
s
b
fy ( x 0.8 h0
0.8)
2.4.3 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。
按配筋方式分: (1)均匀配筋砌体结构:网状配筋砖砌体、配筋混凝土砌块砌体剪力墙; (2)集中配筋砌体结构:砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙; (3)集中-均匀配筋砌体结构:砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的 组合砌体墙或柱。(带构造柱和圈梁和芯柱的混凝土砌块墙)。
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:
第五讲 配筋砌体
0 砌体结构分类 1 配筋砌体体系 2 配筋砌体受压承载力 3 配筋砌体受剪承载力
防锈问题?
0 砌体结构分类
0.1 施楚贤分法 无筋砌体 配筋砌体
按钢筋的作用分: (1)配筋砌体结构:通过配筋使钢筋在受力过程中强度达到流限的砌体结构。 竖向和水平方向的配筋率均大于0.07%。构件性能类似钢筋混凝土剪力墙结构。 (2)约束砌体结构:通过竖向和水平方向钢筋混凝土构件约束墙体,使其在 抵抗水平作用时增加墙体的极限水平位移,从而提高墙体的延性,使墙体裂而 不倒。其性能介于无筋砌体和配筋砌体之间。如钢筋混凝土构造柱-圈梁结构体 系。
(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。
• 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
Pu fv Bt
弯曲破坏强度线
剪切破坏强度线
剪切控制
b
弯曲控制
3.2 水平灰缝配筋砖砌体
Vu(fVE sfys)A
水平钢筋强度利用系数ζs,试验及下图分析可得
V y v 1 2 h 0 .7 tsf v y v 0 .3b h 5 sf v yb v 0 t.35 sf v yA v
砖墙
q
混凝土圈梁 混凝土构造柱
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。
S
S
N uco [fm m A n(fcA m c fy ' A m s ')]
1
4
1
l b c
3
构造柱的间距一般选择在2m左右最好,最大不能超过4m。
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”)
2.2.3 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
ea
2h(10.022)
2200
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)。
2 .3 组合墙
2.3.1 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 。
报.1982(1))
钢筋: ε0= 0.0016(HRB335) 由变形协调一致原则(平截面假定): • 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):
2.3.2 偏心受压(平面外)
?
2080
8400
3900
3900
3900
填充ห้องสมุดไป่ตู้(下) 钢筋砼薄壁柱(上)
框架梁
砖砌抗震墙 构造柱
填充墙(下) 钢筋砼薄壁柱(上)
钢筋混凝 土薄壁柱
2.3.3 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。
2
667
注意:β>16时,不宜
长柱承载力影响系数
n
1
2
112e h
11210n 1
特点:
1)无筋砌体和配筋砌体形式统一,关于配筋率在ρ=0时是连续的;
2)短柱时,
0n 1.0
n
1 112( e )2
h
与无筋砌体相同,未反应其特点。
湖南大学通过试验研究,
n
1
2
14.5e y
41.510n1(0.0250.4
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。
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)
1 .3 组合墙
先砌墙后浇柱、梁
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)
2.1.2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 (bh)sn 当钢筋屈服时,试件破坏,即
(bh)sn A as (bh)fym
配筋增加砌体强度 轴压短柱抗压强度
As asn
2
fym100fym
f nm fm1200fym
注意:偏心距不应大于截面核心 e≤0.17h
2.1.3偏压短柱
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;
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。
2 配筋砌体受压承载力
2.1 网状配筋砖砌体
2.1.1机理:套箍作用
混凝土柱竖向钢筋的作用
Vs0.1 Ayifyi
混凝土柱的作用
V c0.7 iA cifti
水平配筋的作用
Vy vsvfy vA
1
V u m ,0 . 7 0 . 5 f v A m sf v y v 0 . 7iA c if ti 0 . 1A y if y i
GB50003
V u c f v ( A E A c ) ss f y v 0 v . 5 A c f t 0 . 0 A y i 8 f y i
2.4 配筋砌块砌体
2.4.1 轴心受压
特征: • 开裂荷载与极限荷载比值0.4~0.7,随ρ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; • 强度及弹性模量比无筋砌体提高。
轴心受压墙、柱极限承载力:
Nu 0g(fgA0.8fy' As' ) fG ,mfm0.94 fc,m
砂浆面层时, b0.93 (0.85) s 0.9(30.9)
混凝土面层时, b0.94(05.9) s 1.08(1.0)
轴压短柱承载力 N ubfm A fcA m csfy A m s )
2.2.2 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φcom应介于 无筋砌体构件的稳定系数φ0与钢筋混凝土构件稳定系数φrc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:
短柱时
n
1 14.5(e)2
1 118(e)2
y
h
2.2 组合砖砌体
2.2.1 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: ε0=0.0033 混凝土: ε0= 0.002 砂浆(棱柱体): ε0= 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
Vy vsvfy vA 0.35