受拉、受弯、受剪构
砌体结构构件的承载力(受拉受弯受剪构)
预应力技术
通过施加预应力，提高砌体结 构的受弯承载力和延性。
配筋强化
通过增加钢筋数量或提高钢筋 强度，提高砌体结构的受弯承 载力。
增强连接构造
加强砌体结构中各构件之间的 连接，提高整体稳定性。
04
砌体结构构件的受剪承载力
受剪承载力的基本概念
01
受剪承载力是指砌体结构在受到剪切力作用时所能承受的最大 承载能力。
性和耐久性。
极限状态设计法通过引入结构重要性系数、载荷组合 系数、材料强度综合调整系数等参数，考虑了各种不
确定性因素对结构承载力的影响。
概率极限状态设计法
概率极限状态设计法是一种基于概率论的结构 设计方法，通过引入概率论和数理统计的方法 来评估结构的可靠性和安全性。
概率极限状态设计法将不确定性因素视为随机 变量，通过概率分布来描述其不确定性，并采 用可靠指标来度量结构的可靠度。
。
截面尺寸
构件截面的高度和宽度以及厚 度等尺寸因素对受弯承载力有
直接影响。
配筋率
适当的配筋率可以提高砌体结 构的受弯承载力和延性。
施工质量
施工过程中的材料质量和施工 工艺对砌体结构的受弯承载力
有重要影响。
提高砌体结构受弯承载力的方法
优化截面设计
根据受力要求，合理设计截面 尺寸，提高截面的抗弯刚度。
01
02
03
04
05
砌体的强度
截面尺寸
拉力作用点
拉力方向
砌体结构的构造 措施
砌体的强度越高，其受拉 承载力越大。因此，选择 高强度材料是提高砌体受 拉承载力的有效途径之一 。
适当增加砌体构件的截面 尺寸可以显著提高其受拉 承载力。这是因为截面尺 寸的增加可以增加砌体的 惯性矩和抗弯刚度，从而 提高其承载能力。
轴心受拉、受弯和受剪构件
μ——剪压复合受力影响系数； f——永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力； σ0/f——轴压比，且不大于0.8。
建筑结构概论
V≤ fvbz z=I/S
（8-20） （8-21）
式中 V——剪力设计值；
fv——砌体的抗剪强度设计值； b、h——截面的宽度和高度；
z——内力臂，当截面为矩形时取z等于2h/3；
I、S——截面的惯性矩和面积矩。
1.3 受剪构件
在无拉杆的 拱支座处，由于 拱的水平推力将 使支座砌体受剪 （图11-14）。
无筋砌体沿水平通缝截面或沿阶梯形截面破坏时的受 剪承载力，与砌体的抗剪强度和作用在截面上的正压应力 的大小有关 。
沿通缝或沿阶梯形截面破坏时受剪构件的承载力按下 列公式计算
V≤ fv 0 A
（8-22）
当永久荷载分项系数γG=1.2时Leabharlann 0.26 0.082
0
f
当永久荷载分项系数γG=1.35时
0.2 3
沿齿缝截面（图11-13c）因弯曲受拉而破坏，应进行受 弯承载力计算。此外，在支座处有时还存在较大的剪力， 还应进行相应的抗剪计算。
受弯构件的受弯承载力应按下列公式计算
M≤ ftmW
（8-19）
式中 M——弯矩设计值；
ftm——砌体弯曲抗压强度设计值；
W——截面抵抗矩.
受弯构件的受剪承载力按下式计算
0.06
5
0
f
（8-23） （8-24）
式中：V——截面剪力设计值；
A——水平截面面积，当有孔洞时，取净截面面积； fv——砌体的抗剪强度设计值，对灌孔的混凝土砌块
取 fvg ；
α——修正系数，当永久荷载分项系数γG =1.2时，
正截面承载力—受弯、受压、受拉
➢ 我国GBJ10-89规范取0=fcm=1.1fc;
➢ 我国DL/T5057-1996、JTJ267-98、GB50010-2002规范
取0=fc。
美国ACI 318—95、欧洲混凝土委员会模式规范
CEB —FIP 1990以及欧洲共同体委员会规范则以标
准圆柱体(150mm300mm)试件的抗压强度标准值
二、基本公式——对任意截面
1、截面的曲率 ：
(a)
2、截面上的混凝土应变： 3、截面上的混凝土应力：
4、截面上的钢筋应力：
2
3
5、微元面积上混凝土压应力的合力：
dNi=ci.dAi=b(y).dy.ci(ci) 即：dNi = b(y).ci(ci).dy 6、平衡方程(b)、(c)：
N 0 :
28
2、截面M-关系的计算
(a)
应
力钢理 、筋论 内，上 力的
(b)
的 分 布
混 凝 土 ，
—
弯 矩 曲 率
(c)
截 面 及 其 应
关 系 的 确 定
变 29
由上图，静力平衡条件得 ：
（a） （b）
用数值计算时，沿高度把截面划分成若干条带，假 定条带上的应力是个常值，上式可近似写为：
力的影响不明显 ； 对0 大的超筋梁和小偏压柱，基本不变。
因此，有些规范把取为常数。 我国： 0=fc=0.67fcu； 美国ACI：0=/(2)=0.72/(2×0.425)fc=0.85 fc
11
❖1 关于混凝土抗压强度：
我国规范GBJl0—89、GB 50010-2002、水工混凝 土结构设计规范DL／T5057—1996、港工规范JTJ 267-98以及英国混凝土结构设计规范BS8110以标 准立方体试块(150mm×l50mm×l50mm)的抗压强 度标准值作为混凝土强度等级。
砌体结构第四章1
i ' E cri E 2 H 0 E' 达 到 临 界 应 力 时 砌 体弹 的性 模 量 。
2 '
2
cri 2f m 1
fm
d f m 1 d f m
轴 心 受 压 时 的 稳 定 系： 数
25
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在计算影响系数 或 查 用 上 述 表 时 ， 应 对 先构 件 高 厚 比 值 按 砌 体 种 类 乘 以 修 正数 系 ： （1） 烧 结 普 通 砖 、 烧 结 孔 多砖 砌 体 － － 1.0； （2） 混 凝 土 及 轻 骨 料 混 土 凝砌 块 砌 体 － － 1.1； （3） 蒸 压 灰 砂 砖 、 蒸 压 煤 粉灰 砖 、 细 料 石 、 半料 细石 － － 1.2； （4） 粗 料 石 和 毛 石 砌 体 －1.5； （5） 灌 孔 混 凝 土 砌 块 砌 － 体－ 1.0。
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偏心受压，对出现裂缝后的剩余受力截面来说，纵 向力的偏心距将减小，所以裂缝不会无限制发展， 而是在剩余受力截面和减小的偏心距作用下达到新 的平衡，这时虽然压应力较大，但构件承载力仍未 耗尽而可继续承受荷载。 裂缝开展，旧平衡不断被打破而形成新平衡，压应 力不断增大。 当剩余受力截面减小到一定程度，砌体受压边出现 竖向裂缝，最后导致构件破坏。
eb、eh－ 轴 向 力 在 截 面 重 心x轴 、y轴 方 向 的 偏 心距，分别不大于 0.5 x 和0.5 y；
x、y－ 自 截 面 重 心 沿 x 轴 、y轴 至 轴 向 力 所 在 偏心方向截面截面边缘 的距离；
eib、eih－ 轴 向 力 在 截 面重心 x轴 、y轴 方 向 的附加偏心距。
粘钢加固
粘钢加固粘钢加固介绍：二十世纪最后几年兴起的粘钢法，目前已被大家广泛认同，几乎变成传统工艺了，当年由于粘钢法的出现，使更传统的混凝土加大断面加固法逐渐消失，现在，碳纤维加固法逐渐消失，又使粘钢工艺受到挑战。
然而，粘钢法以其独特优点，不会退出加固舞台。
首先是造价较低，断面为5x100的Q235b钢板，能提供的设计强度约为5x100x215=107（千牛），若改为100宽.0167mm厚的碳纤维布，假定碳布的设计强度为3500Mpa。
则碳布提供的设计强度为0.167x100x3500=58（千牛），稍微粗略地说，粘一层5厚钢板和粘两层碳布强度相当，可是粘贴5厚钢板比起粘贴双层碳布，造价要节省一些，其次，粘钢时一般采用加压用膨胀螺栓，螺栓的存在使钢板和混凝土构件的整体性更好，而粘钢两层碳布，因剪力后滞，存在材料降效现象；另外，钢板不象碳布那样易损，便于装修。
粘钢法相对于粘碳法，缺点在于工艺较复杂，施工速度较慢，噪音大，需动火。
粘钢法是通过结构胶粘剂，将钢板粘贴到混凝土构件，相当于对被加固构件进行了体外配筋，粘钢法不仅提高了被加固构件的强度，对裂缝的开展及挠度均有抑制。
粘钢加固适用于受弯、受拉、受剪构件，充分利用原构件的承载力，通过后粘钢板和原构件的共同作用，大幅提高承载能力。
粘钢加固施工简便、可靠，基本不增加构件自重、不影响构件外形，加固后72小时即可投入使用。
粘钢加固基本定义：粘贴钢板加固法，是指用胶黏剂将钢板粘贴在构件外部的一种加固方法。
该法在建筑，桥梁等工程的加固、补强、修复中的应用较为广泛。
结构粘钢加固方法，与其他的加固方法比较，有许多独特的优点和先进性，主要有：1、坚固耐用：经过多年来的工程实践，已经证明完全能保证加固工程的质量，结构的强度和刚度都能满足设计的要求。
施工工艺精巧，质量优秀，工程合格率为100%。
胶粘剂30年老化试验耐久性能满足要求。
粘钢加固后的结构试验，也证明强度和刚度的设计方法是正确的和可靠的。
混凝土梁受弯原理
混凝土梁受弯原理混凝土梁是建筑结构中最常用的构件之一，主要用于承受悬臂荷载和跨距荷载。
混凝土梁主要是通过受弯来承受荷载，因此混凝土梁的受弯原理是混凝土结构学中非常重要的一个知识点。
一、混凝土梁的受力状态混凝土梁在承受荷载时，会出现下列受力状态：1. 梁的弯曲变形在荷载作用下，混凝土梁会发生弯曲变形，即梁的上侧受拉，下侧受压。
2. 梁的剪切力和剪切变形由于在荷载作用下，梁端部的支座产生反力，使得梁的上下两端产生相对的水平移位，这种移位就是梁的剪切变形。
3. 梁的弯曲剪切当荷载作用于梁上时，会同时产生弯曲和剪切两种力，这种力称为弯曲剪切力。
二、混凝土梁的受弯原理混凝土梁的受弯原理主要是指梁在荷载作用下，受到弯矩产生弯曲变形的过程。
弯矩是指荷载作用于梁上时，产生的旋转力矩。
在混凝土梁受弯过程中，梁的上侧受拉，下侧受压，因此梁的上侧受拉应变较大，下侧受压应变较小。
因此，混凝土梁在受到弯曲荷载的作用下，会产生弯曲应变，即沿着梁截面的纵向应变。
在混凝土梁受弯的过程中，混凝土的弯曲变形是由混凝土中的水泥石、骨料、粘土矿物等颗粒之间的相互作用力所导致的。
混凝土中的骨料的强度和规格大小对混凝土梁的强度有着很大的影响。
同时，混凝土的水胶比也是影响混凝土强度的重要因素。
当水胶比较大时，混凝土的强度会降低。
三、混凝土梁的受弯计算混凝土梁的受弯计算主要是通过计算梁的截面内力来进行的。
梁的截面内力包括弯矩、剪力和轴力三种。
1. 弯矩弯矩是指荷载作用在梁上时，产生的旋转力矩。
在混凝土梁的受弯计算中，弯矩是一个非常重要的参数。
弯矩的大小与荷载的大小和梁的几何形状有关。
2. 剪力剪力是指荷载作用在梁上时，在梁截面上产生的垂直于梁轴方向的力。
剪力的大小与荷载的大小和梁的几何形状有关。
3. 轴力轴力是指荷载作用在梁上时，在梁轴方向上的力。
轴力的大小与荷载的大小和梁的几何形状有关。
四、混凝土梁的设计混凝土梁的设计是建筑结构设计中非常重要的一部分。
3-4轴心受拉、受弯和受剪构件
无筋砌体 → 沿水平通缝截面或沿阶梯形截面破坏 → 其受剪承载力与fv、σ0有关 →σ0↗ → 内摩阻力↗ → 有利 内摩阻力非一定值，随σ0↗而↘（在新规范中采 用了变摩擦系数的计算公式） 承载力计算公式v + α ⋅ µ ⋅ σ 0 ) ⋅ A
(3.63)
式中： 式中： µ--- 剪压复合受力影响系数,与σ0、f、γG有关 σ0 µ = 0.26 − 0.082 （γG=1.2时） f σ µ = 0.23 − 0.065 0 （γG=1.35时）
f
γG --- 永久荷载分项系数； V --- 截面剪力设计值； A --- 水平截面面积，当有孔洞时，取净截面面积。 fv --- 砌体抗剪强度设计值（表3.9）； 对灌孔的砼砌块砌体取fV G; α --- 修正系数,与砌体类型和不变荷载大小有关 (0.6-0.7)。即
当γG=1.2时 砖砌体α＝0.6 砼砌块砌体α＝0.64 当γG=1.35时 砖 α＝0.64 砼 α＝0.66 σ0 --- 永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力； f --- 砌体抗压强度设计值； σ0/f --- 轴压比 （≤0.8） ≤0.8
bh2/6
[受剪 ： V ≤ fv•b•z 受剪]： (3.61) 受剪 其中：V --- 剪力设计值； fv --- 砌体的抗剪强度设计值（表3.9） b,h --- 截面的宽度和高度； z --- 内力臂， b×h：z = 2h/3; I,S --- 截面的惯性矩、面积矩。
受剪构件： 拱梁（无拉杆） 三．受剪构件： → 拱梁（无拉杆）
受弯构件： 二．受弯构件
工程应用： 工程应用： 过梁及挡土墙 破坏现象 现象： 破坏现象：在M作用下 沿通缝截面 沿齿缝截面 → 弯曲受拉破坏 另外，支座处存在有较大的剪力 → 抗剪计算 [受弯 受弯]: M ≤ ft•mW （3.60） 受弯 其中： M --- 弯矩设计值； ft•m --- 砌体弯曲抗拉强度设计值（表3.9） W --- 截面抵抗矩b×h :W =
梁受弯破坏的三种形态
梁受弯破坏的三种形态
梁受弯是指在受到外力作用下，梁的上部受压，下部受拉，导致梁产生弯曲变形的一种破坏形态。
梁受弯破坏的形态有三种，分别是弯矩破坏、剪力破坏和挤压破坏。
一、弯矩破坏
弯矩破坏是指在梁的顶部或底部形成一个或多个裂缝，由于弯曲变形产生的应力超过了梁材料的强度极限而导致的破坏。
当梁受到外力作用时，梁的上部受到压力，下部受到拉力，这种应力分布会导致梁在顶部或底部产生弯曲变形。
当弯曲变形超过梁材料的强度极限时，就会出现裂缝，最终导致梁的破坏。
二、剪力破坏
剪力破坏是指在梁的端部或跨中形成一个或多个裂缝，由于剪切力超过了梁材料的强度极限而导致的破坏。
当梁受到外力作用时，梁的上部和下部产生剪切力，这种剪切力会导致梁在端部或跨中产生剪切变形。
当剪切变形超过梁材料的强度极限时，就会出现裂缝，最终导致梁的破坏。
三、挤压破坏
挤压破坏是指在梁的底部产生一个或多个裂缝，由于挤压力超过了梁材料的强度极限而导致的破坏。
当梁受到外力作用时，梁的底部产生挤压力，这种挤压力会导致梁在底部产生挤压变形。
当挤压变
形超过梁材料的强度极限时，就会出现裂缝，最终导致梁的破坏。
梁受弯破坏的三种形态分别是弯矩破坏、剪力破坏和挤压破坏。
这些破坏形态的出现是由于梁受到外力作用，导致梁产生弯曲变形，超过了梁材料的强度极限而引发的。
在设计和使用梁结构时，需要合理选择材料和截面形状，以增强梁的承载能力，避免出现破坏形态，确保梁的安全可靠。
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3.4.1轴心受拉构件的计算 对圆形水池或筒仓，在液体或松散材料
的侧压力下，壁内只产生环向拉力时，可采用 砌体结构。轴心受拉构件承载力应按下列公式 计算：
Nt ft A
式中：N t ——轴心拉力设计值； f t ——砌体的轴心抗拉强度设计值。
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拱式砖过梁示意图
解: 受剪截面面积 A=370×490＝181300mm2<0.3m2
1、当由可变荷载起控制的情况，即 G1.2.,Q1.4
取的荷载分项系数组合时，该墙段的正应力
0 ＝ N A1 3 .2 7 0 2 0 4 0 9 0 0 00 .1 3 2 N /m m 2
式中 ：
M ftmW
M——弯矩设计值；
f t m ——砌体弯曲抗拉强度设计值；
W——截面抵抗矩；
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2．受弯构件的受剪承载力计算 其计算公式为V式中：fvbz
V——剪力设计值；
f
——砌体抗剪强度设计值； vb——截面宽度；
z——内力臂(z＝I／S，对于矩形截面,取
z=2H／3);
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砌体取0.64；
当G 1.35时，砖砌体取0.64，混凝土砌块 砌
体取0.66；
—— G剪压1.2复合受力＝ 0 影.26 响系0.0 数82；0/f
当G 1.35 时，＝ 0.230.0650/f
当
时，
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0 ——永久荷载设计值产生的水平截面平 均压应力；
f ——砌体抗压强度设计值； 0 / f ——轴压比，且不大于0.8。
I——截面惯性矩； S——截面面积矩； H——矩形截面高度。
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3.4.3．受剪构件承载力计算 在无拉杆拱的支座截面处，由于拱的水平推
力，将使支座沿水平灰缝受剪。在受剪构件中， 除水平剪力外，往往还作用有垂直压力。
因此，砌体沿水平灰缝的抗剪承载力，取决 于沿砌体灰缝截面破坏时的抗剪承载力和作用在 截面上的垂直压力所产生摩擦力的总和。试验研 究表明，当构件水平截面上作用有压应力时，砌 体抗剪承载力有明显地提高，计算时应考虑剪压 的复合作用。
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【例2】某拱式砖过梁，如图所示，已知拱式过 梁在拱座处的水平推力标准值V=15kN,(其中可 变荷载产生的推力12 kN),作用在1-1截面上由 恒 载 标 准 值 引 起 的 纵 向 力 Nk=20kN; 过 梁 宽 度 为370mm,窗间墙厚度为490mm,墙体用MU10 烧结粘土砖、M5混合砂浆砌筑。 试验算拱座截面1－1的受剪承载力。
截面1-1受剪承载力调整系数
a 0 .7 A 0 .7 0 .1 8 1 3 0 .8 8 1 3
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MU10砌体，M5砂浆f=1.5 N/mm2, 砌体抗剪
设计值fv=0.11N/mm2 ＝ 0 . 6 , ＝ 0 . 2 6 0 . 0 8 2 0 / f ＝ 0 . 2 6 － 0 . 0 8 2 0 . 1 3 2 / 1 . 5 0 . 2 5 3 则
( f v 0 ) A ( 0 . 1 1 0 . 8 8 1 3 0 . 6 4 0 . 2 2 4 0 . 1 4 9 ) 1 8 1 3 0 0 2 1 . 4 5 k N
>V=1.35×3＋1.0×12＝16.05kN ,满足要求 。 2020/9/11
( f v 0 ) A ( 0 . 1 1 0 . 8 8 1 3 0 . 6 0 . 2 5 3 0 . 1 3 2 ) 1 8 1 3 0 0 2 1 . 2 1 k N
>V=1.2×3＋1.4×12＝20.4kN ,满足要 求。
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2．当由永久荷载控制的情况下即G1.35,Q1.0
取的荷载分项系数组合时，该墙段的正应力
0 ＝ N A 1 .3 3 7 5 0 2 4 0 9 0 0 0 0 0 .1 4 9 N /m m 2
fv=0.11N/mm2
＝ 0 . 6 4 , ＝ 0 . 2 3 0 . 0 6 5 0 / f ＝ 0 . 2 3 － 0 . 0 6 5 0 . 1 4 9 / 1 . 5 0 . 2 2 4
圆形水池壁受拉示意图
3.4.2受弯构件承载力计算 在弯矩作用下的砌体，如砖砌平拱过梁
和挡土墙等，均属受弯构件，其破坏形态有三 种可能；沿齿缝截面破坏、沿砖和竖向灰缝截 面破坏或沿通缝截面弯曲受拉而破坏。此外在 构件支座处还存在较大的剪力，因此还应进行 受剪承载力验算。
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1．受弯构件承载力计算公式为
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沿通缝或阶梯截面破坏时受剪构件的承载力应按 下式计算 :
式中: V(fv0)A
V——剪力设计值； A——构件水平截面面积。当有孔洞时，取砌体净
截面面积； f v ——砌体抗剪强度设计值，对灌孔的混凝土砌块
砌体取f v G ; ——修正系数;
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当 G 1.2 时，砖砌体取0.60，混凝土砌块