砌体结构 配筋砌体构件的承载力计算

第六章 配筋砌体构件的承载力计算 配筋砌体形式和组成 砌体配筋作用：提高砌体抗压、抗弯强度 配筋砌体分类： 1．配筋砖砌体 水平网状配筋砌体 混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体
砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙
水平网状配筋砌体 在水平灰缝中配置 钢筋网片 提高轴心抗压承载 力
混凝土或钢筋砂浆面层 组合砖砌体 偏心距超限的砖砌体外 侧配置纵向钢筋 提高偏心抗压承载力
2．组合砖砌体偏心受压构件的承载力计算公式：
s f y As s As N fA fc Ac (h0 a NeN fSs fc Sc,s s f y As s)
(a) 小偏心受压 (b) 大偏心受压
此时受压区的高度x可按下列公式确定：
e fSN f c Sc, N s f y As N s As eN 0
——混凝土或砂浆面层受压部分的面积； Ac
Ss——砖砌体受压部分的面积对钢筋As重心的面积矩；
Sc,s——混凝土或或砂浆面层受压部分的面积对钢筋 As 重心的面积矩； SN——砖砌体受压部分的面积对轴向力N作用点的面积 矩； Sc,N——混凝土或砂浆面层受压部分的面积对轴向力 N 作用点的面积矩； eN、eN'——钢筋As和As'重心至轴向力N作用点的距离； e ——轴向力的初始偏心距，按荷载设计值计算，当e 小于0.05h时，应取e等于0.05h； ea——组合砖砌体构件在轴向力作用下的附加偏心距； h ——钢筋As和As'重心至截面较近边的距离。
组合砖砌体钢筋As的应力可按下列规定计算：
小偏心受压时，即 b 时
s 650 800 f y s f y
大偏心受压时，即 b 时
s fy x / h0
式 中 ， ξ—— 组 合 砖 砌 体 构 件 截 面 受 压 区 的 相 对 高 度 ； fy——钢筋抗拉强度设计值。 组合砖砌体受压区相对高度的界限值： ξb（HPB235）＝0.55；ξb（HRB335）＝0.425 。
考虑高厚比β和初始偏心距e对承载力的影响， 网状配筋砖砌体构件的影响系数：
n
1 1 1 e 1 12 1 12 on h
2
其中稳定系数
on
1 1 3 2 1 667
网状配筋砖砌体受压构件的承载力计算公式：
N n f n A.
6-3 砖砌体和钢筋砼构造柱组合墙
砖砌体和构造柱组合墙截面
组合墙的构成： 砖砌体＋“弱框架”（ 构造柱＋圈梁）
组合砖墙轴心受压承载力计算公式：
)] N com[ fAn ( f c Ac f y As 1 l 3 bc
1 4
式中，φcom——组合砖墙的稳定系数，可按表6-2采用 η ——强度系数，当l/bc小于4时取l/bc等于4 l ——沿墙长方向构造柱的间距 bc——沿墙长方向构造柱的宽度 An——砖砌体的净截面面积 Ac——构造柱的截面面积
体积配筋率

Vs 2 As 100% 100% V a sn
（As——钢筋面积, a——网眼尺寸, sn——沿高度配筋距离）
网状配筋砖砌体的抗压强度计算公式
2e f n f 2 1 y 100 f y
式中，fn——网状配筋砖砌体的抗压强度设计值； f ——砖砌体的抗压强度设计值； e ——轴向力的偏心距； ρ——体积配筋率； y ——截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离； fy——钢筋的抗拉强度设计值，fy≤320MPa； Vs、V——钢筋和砌体的体积。
砖砌体和钢筋混凝土 构造柱组合墙 砌体中构造柱间距小 于4m 提高砖墙的承载力
图6-1 网状配筋砌体 (a)用方格网状配筋的砖柱 (b)连弯钢筋网
图6-2 混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体
2．配筋砌块砌体
图6-3 配筋砌块砌体
6-1 网状配筋砖砌体构件计算 当砌体受压构件承载力不足，而构件尺寸受到限制又不能 增大时，可采用网状配筋提高受压承载力。 网状配筋砌体和无筋砌体在受压性能上之所以有较大区别， 主要是因为配置在砌体内钢筋网的作用。当砌体受压时产生 纵向压缩变形，同时还产生横向变形．而钢筋网与灰缝砂浆 之间的摩擦力和粘结力能承受较大的横向拉应力．使钢筋参 与砌体共同工作，而且钢筋的弹性模量较砌体的高得多．从 而约束了砌体的横向变形．使被纵向裂缝分开的小柱体不至 于过早失稳破坏．导致间接地提高了砌体的抗压强度。
f n —网状配筋砖砌体的抗压强度设计值
水平网状配筋砖砌体受压构件应符合下列规定：
① 偏心距超过截面核心范围，不宜采用网状配筋砖砌体 构件；（矩形截面e/h>0.17；e/h<0.17但构件高厚比 β>16） ② 矩形截面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； ③ 当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时，尚应验算 无筋砌体的局部受压承载力； ④符合该构件的构造规定。
其中有关偏心距表达式为，
e N e ea ( h / 2 a s ) e N e ea (h / 2 a s ) ea (1 0.022 ) 2200
2h
s ——钢筋As的应力； 式中，
As——距轴向力N较远侧钢筋的截面面积； A'——砖砌体受压部分的面积；
1．组合砖砌体轴心受压构件的承载力计算公式：
N com fA fc Ac s f y As
式中， com ——组合砖砌体构件的稳定系数， A ——砖砌体的截面面积；
fc——混凝土或面层砂浆的轴心抗压强度设计值，砂浆的轴心
抗压强度设计值可取为同强度等级混凝土的轴心抗压强度设计值的 70%，当砂浆为M15时，取5.2MPa；当砂浆为M10时，取3.5MPa；
6-2 组合砖砌体计算
组合砖砌体构件的试验研究表明： ① 砌体配置钢筋和混凝土或砂浆面层可使砌体轴心受压承载力 提高； ② 由于配了纵向钢筋构件偏心受压承载力大大提高； ③ 由于砖砌体、混凝土、砂浆材料应力—应变关系存在差异， 砌体抗压强度的发挥受到限制〖80%〗；
④ 适用范围：偏心距e超过0.6y的受压墙、柱
当砂浆为M7.5时，取2.6MPa；
Ac——混凝土或砂浆面层的截面面积； ηs——受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时，可取1.0；当 为砂浆面层时可取0.9；
f y ——钢筋的抗压强度设计值；
——受压钢筋的截面面积。 AS
组合砖砌体构件的稳定系数 com
高厚比 β 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 配筋率ρ% 0 0.91 0.87 0.82 0.77 0.72 0.67 0.62 0.58 0.54 0.50 0.46 0.2 0.93 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.61 0.57 0.52 0.48 0.4 0.95 0.92 0.88 0.83 0.78 0.73 0.68 0.64 0.59 0.54 0.50 0.6 0.97 0.94 0.91 0.86 0.81 0.76 0.71 0.66 0.61 0.56 0.52 0.8 0.99 0.96 0.93 0.89 0.84 0.79 0.73 0.68 0.63 0.58 0.54 ≥1.0 1.00 0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56