砌体结构构件的承载力计算

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1、砌体结构构件的承载力计算本章主要介绍无筋砌体受压构件承载力的主要影响因素、构件承载力的基本计算公式及其适用范围，无筋砌体局部受压时的受力特点，局部受压承载力验算的基本公式以及梁下垫块的计算和构造，无筋砌体受拉、受弯、受剪构件的破坏特征及承载力计算方法。本章提要本章内容1砌体结构承载力计算的基本表达式2受压构件3局部受压4轴心受拉、受弯、受剪构件1砌体结构承载力计算的基本表达式砌体结构与钢筋混凝土结构相同，也采用以概率理论为基础的极限状态设计法设计，其按承载力极限状态设计的基本表达式为γ0S≤R(fd,αk，

2、…)砌体结构除应按承载能力极限状态设计外，还应满足正常使用极限状态的要求，在一般情况下，正常使用极限状态可由相应的构造措施予以保证，不需验算。2受压构件无筋砌体承受轴心压力时，砌体截面的应力是均匀分布的，破坏时，截面所能承受的最大压应力即为砌体轴心抗压强度f，如图1(a)所示。当轴向压力偏心距较小时，截面虽全部受压，但压应力分布不均匀，破坏将发生在压应力较大一侧，且破坏时该侧边缘的压应力比轴心抗压强度f略大，如图1（b）所示；2.1受压构件的受力状态随着偏心距的增大，在远离荷载的截面边缘，由受压逐步过渡到受拉，

3、如图1(c)所示。若偏心距再增大，受拉边将出现水平裂缝，已开裂截面退出工作，实际受压截面面积将减少，此时，受压区压应力的合力将与所施加的偏心压力保持平衡，如图1(d)所示。图1砌体受压时截面应力变化无筋砌体受压构件的承载力，除构件截面尺寸和砌体抗压强度外，主要取决于构件的高厚比β和偏心距e。无筋砌体受压构件的承载力可按下列统一公式进行计算：N≤φfA查影响系数φ表时，构件高厚比β按下式计算：对矩形截面β=γβH0/h2.2受压构件承载力计算的基本公式对T形截面β=γβH0/hT其中，高厚比修正系数γ

4、β按表1采用；设计计算时应注意下列问题：（1）对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向，按轴心受压进行验算。（2）轴向力偏心距e按荷载设计值计算，并不应超过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，若e超过0.6y，则宜采用组合砖砌体。【例1】截面为490mm×370mm的砖柱，采用强度等级为MU10的烧结普通砖及M5混合砂浆砌筑，柱计算高度H0=5m，柱顶承受轴心压力设计值为140kN，试验算其承载力。【解】（1）考虑砖柱自重后

5、，柱底截面所承受轴心压力最大，故应对该截面进行验算。当砖砌体密度为18kN/m3时，柱底截面的轴向力设计值N=140+γGGK=159.58kN(2)求柱的承载力MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌体抗压强度设计值查表13.2得f=1.5N/mm2，截面面积A=0.49×0.37=0.18m2＜0.3m2，则砌体抗压强度设计值应乘以调整系数γa=A+0.7=0.18+0.7=0.88由β=γβH0/h=13.5及e/h=0，查附表1a得影响系数φ=0.783。则得柱的承载力φγafA=187.38

6、kN＞159.58kN满足要求【例2】已知一矩形截面偏心受压柱，截面为490mm×620mm，采用强度等级为MU10烧结普通砖及M5混合砂浆，柱的计算高度H0=5m，该柱承受轴向力设计值N=240kN，沿长边方向作用的弯矩设计值M=26kN·m，试验算其承载力。【解】1.验算长边方向的承载力（1）计算偏心距e=M/N=108mmy=h/2=310mm0.6y=0.6×310=186mm＞e=108mm(2)承载力验算MU10砖及M5混合砂浆砌体抗压强度设计值查表13.2得f=1.5

7、N/mm2。截面面积A=0.49×0.62=0.3038m2＞0.3m2，γa=1.0。由β=γβH0/h=8.06及e/h=0.174，查附表1a得影响系数φ=0.538。则得柱的承载力φγafA=245.17kN＞240kN满足要求2.验算柱短边方向轴心受压承载力由β=γβH0/h=10.2及e/h=0查附表1a得影响系数φ=0.865。则得柱的承载力φγafA=394.18kN＞240kN满足要求【例3】某单层单跨无吊车工业厂房，其窗间墙带壁柱的截面如图2所示。墙的计算高度H0=

8、10.5m，采用强度等级为MU10烧结普通砖及M5水泥砂浆砌筑，施工质量控制B级。该柱柱底截面承受轴向力设计值N=320kN，弯矩设计值M=51kN·m，偏心压力偏向截面肋部一侧，试验算窗间墙的承载力。【解】1.计算截面几何特征值截面面积A=2000×240+490×500=725000mm2形心至截面边缘的距离y1=245mmy2=740-245=495mm惯