砌体结构的承载力计算1(论文资料)

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1、受压构件局部受压受拉、受弯及受剪构件配筋砌体构件本章内容4.1受压构件一、短柱的承载力分析如图4.1所示为承受轴向压力的砌体受压短柱。如果按材料力学的公式计算，对偏心距较小全截面受压(图4.1(b))和偏心距略大受拉区未开裂(图4.1(c))的情况，当截面受压边缘的应力σ达到砌体抗压强度fm时，砌体受压短柱的承载力为：＝＝fmA(a)＝(b)对矩形截面＝(a)轴心受压(b)偏心距较小(c)偏心距略大(d)偏心距较大图4.1按材料力学公式计算的砌体截面应力图形对偏心距较大受拉区已开裂(图4.1(d))的情况，当截面受压边缘的应力达到砌体抗压强度fm时，如果不计受拉区未开裂部分的作用，根据受

2、压区压应力的合力与轴向压力的力平衡条件，可得矩形截面砌体受压短柱的承载力为＝＝fmA(c)此时＝由以上公式可见，偏心距对砌体受压构件的承载力有较大的影响。当轴心受压时，＝1。当偏心受压时，＜1；且随偏心距的增大，值明显地减小(如图4.2所示)。因此，将称为砌体受压构件承载力的偏心影响系数。图4.2值曲线和值曲线1.值曲线；2.值曲线对砌体受压短柱进行大量的试验，所得试验点如图4.1a所示。由图4.2可见，试验值均高于按材料力学公式计算的值。对轴心受压情况(图4.1(a))，其截面上的压应力为均匀分布，当构件达到极限承载力Nua时，截面上的压应力达到砌体抗压强度f。对偏心距较小的情况(图4

3、.1(b))，此时虽为全截面受压，但因砌体为弹塑性材料，截面上的压应力分布为曲线，构件达到极限承载力Nub时，轴向压力侧的压应力σb大于砌体抗压强度f,但Nub

4、字形截面受压短柱的大量试验研究结果，经统计分析，给出其偏心距对承载力的影响系数的计算公式为：=(4.1)式中：e——荷载设计值产生的偏心距，e=M/N。M，N——荷载设计值产生的弯距和轴向力。i——截面回转半径，i=。I，A——截面惯性距和截面面积。(a)轴心受压(b)偏心距较小(c)偏心距略大(d)偏心距较大图4.1砌体受压短柱的截面应力当为矩形截面时，影响系数按下式计算。=(4.2)式中：h——矩形截面沿轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长。当为T形或十字形截面时，影响系数按下式计算：(4.2a)式中：hT——T形或十字形截面的折算厚度，hT=3.5i。由图4.2可见，值

5、曲线较好地反映了砌体受压短柱的试验结果。1)轴心受压长柱轴心受压长柱由于构件轴线的弯曲，截面材料的不均匀和荷载作用偏离重心轴等原因，不可避免地引起侧向变形，使柱在轴向压力作用下发生纵向弯曲而破坏。此时，砌体的材料得不到充分利用，承载力较同条件的短柱减小。因此，《规范》用轴心受压构件稳定系数0来考虑这种影响。根据材料力学中长柱发生纵向弯曲破坏的临界应力计算公式，考虑砌体的弹性模量和砂浆的强度等级变化等因素，《规范》给出轴心受压构件的稳定系数0的计算公式为：0=(4.5)式中：——构件高厚比，=，当≤3时，0=1.0；——与砂浆强度等级有关的系数，当砂浆强度等级大于或等于M5时，=0.001

6、5；当砂浆强度等级等于M2.5时，=0.002；当砂浆强度为0时，=0.009。二、长柱承载力的分析2)偏心受压长柱偏心受压长柱在偏心距为e的轴向压力作用下，因侧向变形而产生纵向弯曲，引起附加偏心距ei(如图4.4所示)，使得柱中部截面的轴压向力偏心距增大为(e+ei)，加速了柱的破坏。所以，对偏心受压长柱应考虑附加偏心距对承载力的影响。将柱中部截面的偏心距(e+ei)代替式(4.1)中的偏心距e，可得偏心受压长柱考虑纵向弯曲和偏心距影响的系数为=(d)当轴心受压e＝0时，应有＝0，即：0＝由上式可得：=(e)图4.4偏心受压长柱的纵向弯曲对于矩形截面i＝h/，代入式(3.32)，则附加

7、偏心距ei的计算公式为：=(g)代入式(d)，得《规范》给出的矩形截面受压构件承载力的影响系数的计算公式：=(4.7)对T形或十字形截面受压构件，将式中的h用hT代替即可。当式(4.7)中的e=0时，可得=0，即为轴心受压构件的稳定系数；当≤3，0=1时，即得受压短柱的承载力影响系数。可见，式(4.7)是计算砌体受压构件承载力的影响系数的统一公式。为了便于应用，受压构件承载力的影响系数已制成表格，可根据砂浆强度等级、及e/h或e/h