砌体结构第三章
《砌体结构》第3章 无筋砌体构件承载力计算

• 3.3.3 受剪构件计算 • 沿通缝或齿缝受剪构件的承载力,应按下式计
算。
• 3.3.4 计算示例
• 2)在确定影响系数 时,考虑到不同种类砌体 在受力性能上的差异,应先对构件高厚比分别 乘以下列系数:
• ①粘土砖、空心砖、空斗墙砌体和混凝土中型 空心砌块砌体1.0;
• ②混凝土小型空心砌块砌体1.1;
• ③粉煤灰中型实心砌块、硅ห้องสมุดไป่ตู้盐硅、细料石和 半细料石砌体1.2;
• ④粗料石和毛石砌体1.5。
• 图3.7 局部均匀受压
• 根据试验研究,砌体局部受压可能出现以下三 种破坏形式。
• (1)因纵向裂缝的发展而破坏
• [图3.9(a)] • (2)劈裂破坏 • [图3.9(b)]
• 图3.9 砌体局部均匀受压破坏 • (3)局压面积下砌体的压碎破坏
• 3.2.2 砌体局部均匀受压 • (1)局部抗压强度提高系数 • 砌体的抗压强度为f,局部抗压强度可取为γf,
• (3)梁端支承处砌体局部受压承载力计算
• 根据局部受压承载力计算的原理,梁端砌体局 部受压的强度条件为
• 由梁端支座反力N1在局部受压面上引起的平均 应力为σ= ,于是,(3.28)式可表达为:
• 因此可得梁端支承处砌体的局部受压承载力计 算公式为:
• (4)梁端下设有垫块时砌体的局部受压承载力计 算
• ②当0.7y<e≤0.95y时,除按式(3.16)验算受 压构件的承载力外,为了防止受拉区水平裂缝 的过早出现及开展较大,尚应按下式进行正常 使用极限状态验算。
• ③当e>0.95y时,直接采用砌体强度设计 值计算偏心受拉构件的承载力:
• 3.1.6 计算示例 • 3.2 局部受压 • 3.2.1 概述
第三章配筋砌体结构

1、网状配筋砖砌体受压性能
网状配筋砖砌体受压时也可以分为三个阶段:
①随着荷载的增加,单块砖内出现第一批裂缝。
第一批裂缝与体积配筋率有关 2 As / aSn
如图3.20,当ρ =0.067%-0.334%时,为极限荷 载的0.5-0.86,大于无筋砌体; 当ρ=0.385%-2%时,配筋砌体极限荷载更高, 但第一批裂缝出现在极限荷载的0.37-0.59,小 于无筋砌体,可能是因为砌体配筋过多,反而使 砌体块材在初期受力不利。
②随着荷载的增加,与无筋砌体比较,裂缝数量多而细, 发展缓慢,且纵向裂缝受到横向钢筋的约束,不能沿高 度方向形成连续裂缝,这与无筋砌体受压有较大的区别。
破坏过程
在砖砌体与钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层结合处产生第
一批裂缝
砖砌体内逐渐产生竖向裂缝,(由于
钢筋混凝土(或砂浆)面层对砖砌体具有横向约束作用,
砌体内裂缝的发展较为缓慢)
砌体内的砖和面层
混凝土(或面层砂浆)严重脱落甚至被压碎,或竖向钢
筋在箍筋范围内压屈
破坏。
同时,砖能吸收混凝土中多余的水分,提高混凝土早期的 强度。在加固工程中有较好的效果。
3构造要求
(1) 网状配筋砖砌体中的体积配筋率,不应小于0.1%, 并不应大于1%;
(2) 采用钢筋网时,钢筋的直径宜采用3~4mm;当采 用连弯钢筋网时,钢筋的直径不应大于8mm;
(3) 钢筋网中钢筋的间距,不应大于120mm,并不应 小于30mm;
(4) 钢筋网的竖向间距,不应大于五皮砖,并不应大于 400mm;
砌体结构课件.ppt

N A
1
ey i2
全截面受压或受拉边缘未开裂 受拉边缘未开裂
Nu
1
1
ey i2
Afm
' Afm
' 1
1
ey i2
h'3 Nhomakorabeah 2
e
h 1.5
3e h
' 0.75 1.5 e
h
Nu
1 2
bh'
fm
0.75
1.5
当R、S为正态分布时,Z也为正态分布。 平均值:
标准值:
现取
由公式 pf pZ 0 可得:
结构构件失效概率与可靠指标的关系
可靠度指标和失效概率在数值上一一对应,如下表所示:
3.1.3 概率理论为基础的极限状态设计法
1.承载力极限状态:(达到最大承载力或最大变形)
0S R
即下列公式的最不利组合进行计算:
i2
0.8SG1K
3.1.4 砌体强度设计值
各类砌体的强度标准值和设计值确定方法:
fk fm 11.645 f
f fk
f
《砌体工程施工质量验收规范》将砌体施工质量控制等级
分为A、B、C三个等级,在结构设计中通常按B级考虑,即 γf =1.6,当为C级时,取1.8,当为A级时,取1.5。砌体强度设计值
④当施工质量控制等级为C级(配筋砌体不允许采用C级)时,γa =0.89;
⑤当验算施工中房屋的构件时,γa=1.1;但由于施工阶段砂浆尚
未硬化,砂浆强度可取为零。
返回
3.2 受压构件
砌体结构构件的承载力计算

3.1
一、局部受压分类
局部受压
1、局部均匀受压 2、局部不均匀受压 3、砌体局部受压的破坏形态: (1)、因纵向裂缝发展而引起的破坏 (2)、劈裂破坏 (3)、与垫板直接接触的砌体局部破坏
套箍强化和应力扩散
二、砌体局部均匀受压
1、砌体的局部抗压强度提高系数
A0 1 0.35 1 Al
(1)、(a)图, (2)、(b)图, (3)、(c)图, (4)、(d)图,
2.5 2.0
1.5
1.25
back
三、梁端局部受压
1、梁端有效支承长度
Nl a0 38 bf tan hc a0 10 f
2、上部荷载对局部抗压强度的影响
A0 3, 0 --上部荷载的折减系数,当 Al
第三章 砌体结构构件承载力的计算
3.1
以概率理论为基础的极限状态设计方法
一、极限状态设计方法的基本概念
1、结构的功能要求 (1)、安全性 (2)、适用性 (3)、耐久性 2、结构的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的 某一功能的要求时,此特定状态称为该功能的极限状态。 结构的极限状态分为: 承载能力极限状态和正常使用极限状态。
垫梁是柔性的,当垫梁置于墙上,在屋面梁或楼面梁的作用下,相 当于承受集中荷载的“弹性地基”上的无限长梁。
• 【例3】试验算房屋处纵墙上梁端支承处砌体局 部受压承载力。已知梁截面200mm×400mm,支 承长度为240mm,梁端承受的支承压力设计值 Nl=80kN,上部荷载产生的轴向力设计值 Nu=260kN,窗间墙截面为1200mm ×370mm • (图14.8),采用MU10烧结普通砖及M5混合砂 浆砌筑。 【解】由表查得砌体抗压强度设计值f=1.5N/mm2。 有效支承长度 a0=163.3mm 局部受压面积 Al=a0b=32660mm2
第三章无筋砌体受压构件计算

在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下,以 及在施工质量得到保证的前提下,影响无筋砌
体受压承载力的主要因素是构件的高厚比
和相对偏心距。
《砌体规范》用承载力影响系数Ψ考虑以上两种 因素的影响。
(2) 在设计无筋砌体偏心受压构件时,偏心距 过大,容易在截面受拉边产生水平裂缝,致使 受力截面减小,构件刚度降低,纵向弯曲影响 增大,构件的承载力明显降低,结构既不安全 又不经济,所以《砌体规范》限制偏心距不应 超过0.6y(y为截面重心到轴向力所在偏心方 向截面边缘的距离)。
h 12 0
三、受压构件承载力计算
砌体材料类别 烧结普通砖、烧结多孔砖 混凝土及轻骨料混凝土砌块 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石
粗料石、毛石
1.0 1.1 1.2 1.5
本章小结
(1) 无筋砌体受压构件按照高厚比的不同以及 荷载作用偏心距的有无,可分为轴心受压短柱、 轴心受压长柱、偏心受压短柱和偏心受压长柱。
I
2、受剪承载力计算公式 VS
Ib
M ftmW
V fvbz
z I S
三、受剪构件(P41)
V ( fv 0 ) A
当永久荷载分项系数γG=1.2时
0.26 0.082 0
f
当永久荷载分项系数γG=1.35时
0.23 0.065 0
f
【例1】截面490×620mm的砖柱,采用 MUl0烧结普通砖及M2.5水泥砂浆砌筑, 计算高度H0=5.6m,柱顶承受轴心压 力标准值Nk=189.6kN(其中永久荷载 135 kN,可变荷载54.6 kN)。试验算 核柱柱底截面承载力(柱体容重为 18kN/m2)。
N A
My I
N A
(
砌体结构第三章全解

Nu Nu e Nu e (1 2 ) f m A I A i
2
2
e Nu (1 2 ) fA 1 f m A i 1 1 2 1 (e / i )
2
砌体受压时的偏心距影响系数
1
1 e 1 i
2
矩形截面: i h / 12
1
2 2 12 当构件截面为矩形时, ,将此式和切线 模量E的表达式代入并取 f f m , 得
o
轴压构件 稳定系数 与砂浆强度等级 有关的系数
1 1
2
H0 h
构件高厚比
的取值:
当砂浆强度等级大于或等于M5时,等于0.0015; 当砂浆强度等级等于M2.5时,等于0.002; 当砂浆强度等级等于0时,等于0.009 。
Nu fA
式中: A——构件的截面面积; f——砌体的抗压强度设计值。
偏心受压短柱
偏心受压短柱是指 3 的偏心受压构 件。大量偏心受压短柱的加荷破坏试验证明, 当构件上作用的荷载偏心距较小时,构件全 截面受压,由于砌体的弹塑性性能,压应力 分布图呈曲线形。
随着荷载的加大,构件首先在压应力较大一侧出现竖向裂缝, 并逐渐扩展,最后,构件因压应力较大一侧块体被压碎而破 坏。当构件上作用的荷载偏心距增大时,截面应力分布图出 现较小的受拉区破坏特征与上述全截面受压相似,但承载力 有所降低。
为此,在轴心受压长柱的Nu 0 fA
稳定系数 0 为长柱承载力与相应短柱承载力 的比值,应用临界应力表达式,得 A 2 E 0 Af f f 2 式中:E——砌体材料的切线模量 ——构件的长细比。
N fA
--高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载力的影响系数。
砌体结构 第三章 3.6

3.6配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体是在砌体中配置一定数量的竖向和水平钢筋。
约束配筋砌块砌体是仅在砌块墙体的转角,接头部位及较大洞口的边缘设置竖向钢筋,并在这些部位设置一定数量的钢筋网片,主要用于中,低层建筑;均匀配筋砌块砌体(配筋砌块剪力墙)是在砌块墙体上下贯通的竖向孔洞中插入竖向钢筋,平用灌孔混凝土灌实,使竖向和水平钢筋与砌体形成一个共同工作的整体,可用于大开间建筑和高层建筑。
配筋砌块砌体3.6配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体3.6配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体竖向钢筋在连梁下方放置钢筋网片来限制水平灰缝砂浆的横向变形连梁中的钢筋平放于水平槽中水平灰缝砂浆砂浆不能完全灌满砂浆(混凝土)部分要振捣密实槽中的钢筋完全凝固于砂浆(混凝土)之中,竖向孔洞必须连续、畅通,能够灌浆3.6配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体是在砌体中配置一定数量的竖向和水平钢筋。
由于配筋砌块砌体的强度高、延性好,可用于大开间和高层建筑结构。
配筋砌块剪力墙结构房屋:地震设防为6度,允许层数18层;7度,允许层数16层;8度,允许层数14层;9度,允许层数8层。
房屋类别最小墙厚度(mm)烈度6789高度层数高度层数高度层数高度层数多层砌体普通砖多孔砖多孔砖小砌块2402401901902421212187772121182177671818151866561212——44——底部框架抗震多排柱内框架240240221675221675191364————《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表7.1.2 房屋的层数和总高度限值(m)3.6配筋砌块砌体构件竖向钢筋一般是插入砌块砌体上下贯通的孔中,用灌孔混凝土灌实使钢筋充分锚固,配筋砌体的灌孔率一般大于50%。
水平钢筋一般可设置在水平灰缝中或设置箍筋,竖向和水平钢筋使砌块砌体形成一个共同工作的整体。
配筋砌块砌体在受力模式上类同于混凝土剪力墙结构,即由配筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。
砌体结构--第三章ppt课件

精选课件
10
单一的荷载效应或荷载 效应组合相对最大值
引入函数Z,令Z=R-S=g (R, S),则结构 的工作状态可用函数Z的不同取值加以描述:
Z=R-S>0,结构处于可靠状态; Z=R-S=0,结构处于极限状态; Z=R-S<0,结构处于失效状态。
在可靠度设计中,一般把Z=g (R, S)称 为功能函数,而Z=0则称为结构或构件的极 限状态方程。
砌体结构
Masonry Structure
王志云 结构教研室
1
精选课件
第3章 砌体结构构件的计算方法
(Design method of masonry structure)
学习要点:
√了解我国规范关于砌体结构设计的可靠度理论; √掌握我国规范的砌体结构概率极限状态设计方法; √掌握砌体强度标准值与设计值的计算原则。
(注:配筋砌体不得用掺盐砂浆施工)
精选课件
45
例题
以截面为240×370mm2的棱柱体为例,该砌 体的砖强度等级为MU10,混合砂浆强度等 级为M5,求该砌体的抗压强度平均值 f m ,
标准值 f k 和设计值 f 。
解:1.抗压强度平均值
fm k 1f1 (1 0 .0 7f2)k2
0.78100.5(10.075)1.0
37孔洞率35的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值383940单排孔混凝土对孔砌筑时灌孔砌体的抗剪强度设计值055vg41下列情况的各类砌体其砌体强度设计值应乘以调整系数有吊车房屋砌体跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体跨度不小于75m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料混凝土砌块砌体这是考虑厂房受吊车动力作用和较大跨度多层房屋墙柱受力情况较为复杂而采取的降低抗力保证安全的措施
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三、 偏心受压长柱的受力分析
高厚比 3 的偏心受压柱称为 偏心受压长柱。该类柱在偏心压力 作用下,须考虑纵向弯曲变形(侧 向挠曲)产生的附加弯矩对构件承 载力的影响。很显然,在其他条件 相同时,偏心受压长柱较偏心受压 短柱的承载力进一步降低。
式中:
1 e ei 2 1 ( ) i
T、十字形截面:
1 e 1 12 h
2
1
1 e 1 12 h T
2
二、 轴心受压长柱的受力分析
长柱是指其受压承载力不仅与截面和材料有关, 还要考虑偏心的不利影响以及高厚比影响的柱。 由于荷载作用位臵的偏差、砌体材料的不均匀及 施工误差,使轴心受压构件产生附加弯矩和侧向挠曲 变形。当构件的高厚比较小时,附加弯矩引起的侧向 挠曲变形很小,可以忽略不计。当构件的高厚比较大 时,由附加弯矩引起的侧向变形不能忽略,因为侧向 挠曲又会进一步加大附加弯矩,进而又使侧向挠曲增 大,致使构件的承载力明显下降。当构件的长细比很 大时,还可能发生失稳破坏。
为此,在轴心受压长柱的承载力计算公式中引入稳 定系数 0 ,以考虑侧向挠曲对承载力的影响,即
Nu 0 fA
稳定系数 0 为长柱承载力与相应短柱承载力 的比值,应用临界应力表达式,得 A 2 E 0 Af f f 2 式中:E——砌体材料的切线模量 ——构件的长细比。
1 2 1 ey / i
图3-3中虚线为按式(3-4)计算的值。 可以看出,按材料力学公式计算,考虑全截面参加 工作的偏心受压构件承载力,由于没有计入材料的 弹塑性性能和破坏时边缘应力的提高,计算值均小 于试验值。
Hale Waihona Puke 当偏心距较大时,尽管截面的塑性性能表现得更为 明显,但由于随偏心距增大受拉区截面退出工作的 面积增大,使按式(3-3)算得的承载力与试验值逐 渐接近。为此,《砌体规范》对式(3-3)进行修正, 假设构件破坏时在加荷点处的应力为f,即:
2
轴向力的偏心距
矩形截面:偏心方向的边长 T形截面:h=ht=3.5i
轴心受压构件的稳定系数
另一种表达形式如下:
1 e 1 12 12 h
2
对于短柱,可取 0 即得
1
1 e 1 12 h
2
四、 受压构件承载力计算
无筋砌体受压构件的承载力计算公式:
进一步增大荷载偏心距,构件截面的拉应力较大,随着荷载的 加大,受拉侧首先出现水平裂缝,部分截面退出工作。继而压 应力较大侧出现竖向裂缝,最后该侧快体被压碎,构件破坏。
偏心受压短 柱截面应力 分布
假设偏心受压构件从加荷至破坏截面应力呈直线 分布,按材料力学公式计算截面边缘最大应力为
N ey (1 ) A i2
构件高厚比
Ho h
式中: y——截面形心至最大压应力一侧边缘的距离; 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。
Nu 若设有截面边缘最大应力为强度条件,则有 A
ey 1 2 f m i
fm A Nu fm A 2 1 ey / i
Nu Nu e Nu e (1 2 ) f m A I A i
2
2
e Nu (1 2 ) fA 1 f m A i 1 1 2 1 (e / i )
2
砌体受压时的偏心距影响系数
1
1 e 1 i
2
矩形截面: i h / 12
1
Nu fA
式中: A——构件的截面面积; f——砌体的抗压强度设计值。
偏心受压短柱
偏心受压短柱是指 3 的偏心受压构 件。大量偏心受压短柱的加荷破坏试验证明, 当构件上作用的荷载偏心距较小时,构件全 截面受压,由于砌体的弹塑性性能,压应力 分布图呈曲线形。
随着荷载的加大,构件首先在压应力较大一侧出现竖向裂缝, 并逐渐扩展,最后,构件因压应力较大一侧块体被压碎而破 坏。当构件上作用的荷载偏心距增大时,截面应力分布图出 现较小的受拉区破坏特征与上述全截面受压相似,但承载力 有所降低。
2 2 12 当构件截面为矩形时, ,将此式和切线 模量E的表达式代入并取 f f m , 得
o
轴压构件 稳定系数 与砂浆强度等级 有关的系数
1 1
2
H0 h
构件高厚比
的取值:
当砂浆强度等级大于或等于M5时,等于0.0015; 当砂浆强度等级等于M2.5时,等于0.002; 当砂浆强度等级等于0时,等于0.009 。
――考虑纵向弯曲的偏心距影响系数;
0为轴心受压稳定系数,将这一条件代入得
ei i
ei ――附加偏心距。 0 ei 可根据边界条件确定,即时,e 0 ,
1 1
1 2 1 1 e i 1 / i 0
2
0
1 e 1 1 1 12 ( 1) 12 o h
N fA
--高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载力的影响系数。
构件高厚比: 矩形截面: H0 h T形截面: H 0 hT
N fA
砌体所受的 轴向力设计值
砌体抗压强度设计值
截面面积,按毛截面计算 高厚比β和轴向力偏心距e 对受压构件承载力的影响系数 受压构件计算高度
第三章
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
无筋砌体结构构件的计算
受压构件 局部受压 受剪构件 受拉和受弯构件 计算例题
3.1
受 压 构 件
一、 受压短柱的承载力分析
轴心受压短柱
H0 3 的轴心受压构件。这 轴心受压短柱是指高厚比 h
里H0为构件的计算长度,h为墙厚或矩形截面柱的短边长度。 试验结果表明:无筋砌体短柱在轴心压力作用下,截面压 应力均匀分布。随着压力增大,首先在单砖上出现垂直裂缝, 继而裂缝连续、贯通,将构件分成若干竖向小柱,最后竖向砌 体小柱因失稳或压碎而发生破坏。轴心受压短柱的承载力计算 公式为: