4.1 无筋砌体构件的受压承载力

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1、版权说明：本课件仅供用于非赢利教育目的4砌体结构构件的承载力PPT:soilfoundation@163.com(password:foundation)周葆春土木工程学院Email：zhoubcxynu@163.com14砌体结构构件的承载力4.1无筋砌体构件的受压承载力4.2无筋砌体局部受压承载力计算4.3砌体轴心受拉、受弯、受剪承载力计算4.4配筋砌体构件24.1无筋砌体构件的受压承载力4.1.1偏压短柱的承载力分析4.1.2轴心受压长柱的承载力分析4.1.3偏心受压长柱的承载力分析4.1.4受压构件承载力计算4.1.5双向偏压构件

2、34.1无筋砌体构件的受压承载力受压构件是砌体结构中应用最为广泛的构件，如墙、柱等构件。按轴向压力在截面上作用位置的不同，受压构件分为轴心受压、偏心受压；按墙柱高厚比β的不同，分为受压短柱（指其抗压承载力仅与截面尺寸和材料强度有关的柱）、受压长柱。受压构件承载力计算公式系半经验半理论公式，其形式非常简洁：N=ϕfAuf为砌体抗压强度设计值，系数ϕ称为承载力影响系数，由试验统计资料得到，是受压构件承载力计算的关键。44.1.1偏压短柱的承载力分析(1)砖砌体受压短柱的试验研究轴心受压短柱的受力性能与破坏机理在第3部分已作讨论，对于偏压短柱，

3、其受力机理有以下特点：1)随偏心距e的增大，截面上的应力分布不断发生变化。e较小时，如eh/6，截面上出现拉应力，当拉应力达到沿通缝的弯曲抗拉强度f时，出现水平裂缝。tm随e的进一步增大，水平裂缝不断开展，受压面积不断减小，边缘压应力与压应变迅速增大。当压应变达到极限值时，砌体受压破坏。NN1e1e3>e2fσ1σ2>σ1σ3>σ2(a)(b)(c)(d)轴心受压偏心受压52)偏压砌体截面上的应力呈曲线形分布。当砌体受压接近破坏时，由于砌体的塑性性质，截面应力出现了重

4、分布。因此砌体偏压时，不能直接采用材料力学公式进行计算。3)偏压对砌体的承载力具有不利和有利双重影响，其影响因素目前尚不能分别予以确定，而采用一个综合性系数，即砌体偏心影响系数ϕe加以考虑。不利影响：砌体开裂后，截面受压区面积减小，截面上应力分布的不均匀等，都会对砌体的承载力产生不利的影响。有利影响：另一方面，由于受压区截面面积的形心与荷载作用线之间的距离减小，以及局部受压面积上砌体抗压强度有所提高，这些都会对砌体的承载力产生有利的影响。①截面的压应力图形呈曲线分布②随水平裂缝发展受压面积逐渐减小，合力偏心距逐渐减小③局部受压面积上的砌体

5、抗压强度有所提高64)以轴心受压时的应力分布为基础，考虑偏心影响系数的不利影响后，可以得出砌体偏压短柱承载力的基本计算公式：N≤ϕfAe偏心距影响系数与偏心率的试验关系7(2)偏心影响系数ϕe1)我国试验统计回归公式(四川省建筑科学研究院)1ϕ=e2⎛e⎞1+⎜⎟⎝i⎠其中：i−截面回转半径，i=I/ANbI−截面沿偏心方向的惯性距A−截面面积22e对矩形截面有：i=h/12，故有1hϕ=e2⎛e⎞1+12⎜⎟⎝h⎠对T形或其它形状的截面，可用折算厚度h=12⋅i≈3.5i代替h进行计算。T82)按材料力学概念，压应力图形呈直线分布从理论

6、上来说，如果已知截面上的应力分布及应力--应变关系，偏心影响系数ϕ是可以直接推求的。对于弹性范围内的砌体偏心受e压，受压区应力分布可假定为直线分布，由材料力学公式得：σ=fm9a.当e较小时(e≤h/6)，全截面受压，边缘最大压应力为NNeNeyσ=+y=(1+)2AIAieNl引入强度条件，即当σ=f时，并有N≤N,则mu1'N≤⋅Af=ϕAfumemey1+y2i'1式中：ϕ=eey1+2iσ22对矩形截面，有i=I/A=h/12，且有y=h/2，故h'1ϕ=e6e1+h由此式，轴压时e=0，ϕ=1；偏压时ϕ<1ee10b.当e较大时

7、(e>h/6)，受拉区开裂，部分截面退出工作，假设不计截面的拉应力(拉应力很小)，按力的平衡条件(矩形截面)可得：1N=bh'f式中：h'为有效截面高度um2由压应力合力作用线(其位置距离受压边缘为h'/3)与轴向力N作用线(其位置距离受压边缘为h/2−e)相重合的原则，得：h'/3=h/2−e即h'=3(h/2−e)=h(1.5−3e/h)eN故N=0.5bh'f=0.5bh(1.5−3e/h)fumm''=(0.75−1.5e/h)⋅Af=ϕAfmem''e式中：ϕ=0.75−1.5ehσh’h11若将受压区视为轴心受压，应力图形为矩

8、形，对于截面为矩形的偏压构件，根据力的平衡可得:N=2(y−e)bf=2(0.5h−e)bf00⎛e0⎞'''N或N=⎜1−2⎟Af=ϕeAfey-e⎝h⎠00'''⎛e0⎞式中：ϕe=⎜1−