无筋砌体构件承载力计算

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1、上节课的回顾第3章砌体结构的设计原则一．砌体结构设计方法《砌体结构设计规范》GB5003—2001采用以概率理论为基础的极限设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行计算。二．砌体结构在多数情况下以承受自重为主的结构，除考虑一般的荷载组合（永久荷载1.2，可变荷载1.4）外，增加了以受自重为主的内力组合式三．砌体结构的施工质量控制为A、B、C三个等级，《砌体规范》中所列砌体强度设计值是按B级确定的，当施工质量控制等级不为B级时，应对砌体强度设计值进行调整。四．砌体的强度计算指标包括抗压强度设计值、轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度

2、设计值和抗剪强度设计值第4章无筋砌体构件承载力计算学习要点：（1）了解无筋砌体受压构件的破坏形态和影响受压承载力的主要因素。（2）熟练掌握无筋砌体受压构件的承载力计算方法。（3）了解无筋砌体局部受压时的受力特点及其破坏形态。（4）熟练掌握梁下砌体局部受压承载力验算方法和梁下设置刚性垫块时的局部受压承载力验算方法以及有关的构造要求。（5）了解无筋砌体受弯、受剪及受拉构件的破坏特征及承载力的计算方法。4.1受压构件4.1.1轴心受压短柱轴心受压短柱是指高厚比的轴心受压构件。这里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

3、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：（4-1）式中：A——构件的截面面积；f——砌体的抗压强度设计值。4.1.2轴心受压长柱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。由于荷载作用位置的偏差、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

4、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，以考虑侧向挠曲对承载力的影响，即（4-2）式（4-2）中稳定系数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（4-3）式中：E——砌体材料的切线模量；——构件的长细比。当构件截面为矩形时，，将此式和切线模量E的表达式（2—6）代入（4—3）并取,得（4-4）式中：——构件的高厚比；——考虑砌体变形性能的系数（主要与砂浆强度等级有关，当砂浆强度等级大于或等于

5、M5时，；当砂浆强度等级等于M2.5时，；当砂浆强度等级等于0时，）。4.1.3偏心受压短柱偏心受压短柱是指的偏心受压构件。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[图4—1]。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[图4—1（b）]，破坏特征与上述全截面受压相似，但承载力有所降低。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，

6、受拉侧首先出现水平裂缝，部分截面退出工作[图4—1（c）]。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。图4-1偏心受压短柱截面应力分布注意：偏心受压短柱随偏心距的增大，构件边缘最大压应变及最大压应力均大于轴心受压构件，但截面应力分布越不均匀，以及部分截面受拉退出工作，其极限承载力较轴心受压构件明显下降。在大量试验研究的基础上提出偏心受压短柱的承载力计算公式如下（4-5）式中：——偏心影响系数[偏心受压短柱承载力与轴心受压短柱承载力（fA）的比值]。我国所作的矩形截面、T形截面及环形截面短柱偏心受压破坏试验的散点图见图4—2。图4—2中纵坐标

7、为构件偏心受压承载力与轴心受压承载力（fA）比值，横坐标为偏心率，即偏心距e和截面回转半径之比，由图可以明显看出受压承载力随偏心距增大而降低，即是小于1的系数，称为偏心距e对受压短柱承载力的影响系数。图4-2偏心距影响系数与偏心率的关系图为了建立的计算公式，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——截面沿偏心方向的惯性矩；A——截面面积。若设有截面边缘最大应力为强度条件，则有（4-6）图4-2中虚线为按式（4-6）计算的值。可以看出，按材料力

8、学公式计算，考虑全截面参加工作的偏心受压构件承载力，