砌体结构构件承载力计算

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1、第三章砌体结构构件承载力计算第一节砌体结构的极限状态设计方法规范4.1.1本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,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。1.设计原则极限状态设计方法的基本概念(1)结构的功能要求《建筑结构设计统一标准》规定,建筑结构必须满足下列功能要求①安全性—正常设计、正常施工和正常适用条件下,结构不发生破坏;偶然事件时,保持整体稳定。②适用性—对砌体结构而言,对变形、裂缝等进行控制。③耐久性—在正常维护下,在设计使用年限内满足各项使用功能的要求。什么是极限状态?整个构件或结构的一部分,超过某一特定状态时就不能满足设计规定的某一功能

2、要求,此特定的状态称为该功能的极限状态。(1)承载能力极限状态。(2)正常使用极限状态。规范4.1.2砌体结构应按承载能力极限状态设计,并满足正常使用极限状态的要求。2.设计表达式(书22页)规范4.1.5砌体结构按承载能力极限状态设计时,应按表达式中最不利的组合进行计算:当仅有一个可变荷载时,可按下式中最不利组合进行计算:规范表4.1.4建筑结构的安全等级安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的房屋二级严重一般的房屋三级不严重次要的房屋整体稳定,如倾覆、滑移、漂浮砌体结构是否需要满足正常使用极限状态?对于砌体结构的正常使用极限状态,没有如同钢筋混凝土结构那样独立的要求和计算方法,

3、但并不是说砌体结构不需要满足正常使用极限状态砌体结构正常使用极限状态的要求,在一般情况下由相应的构造措施予以保证。如规定墙、柱的高厚比,控制横墙的最大水平位移,以及对保证砌体结构耐久性而采取的诸多措施。第二节受压构件承载力计算(26页)2.1轴心受压短柱2.2偏心受压短柱2.2.1偏心矩不大材料力学公式:当对于矩形截面柱2.2.2偏心矩较大偏心矩较大,受拉边缘已开裂的情况,若不考虑砌体受拉,则矩形截面受力的有效高度:Φ1(α1)e/i砌体的偏心距影响系数理论分析和实际情况的差别随着荷载偏心距的增大,砌体表现出弹塑性性能,截面中应力成曲线分布裂缝发展,受压面积减小,实际偏心距变小,故裂

4、缝不至于无限制发展而导致构件破坏,而是在剩余截面和减小的偏心距的作用下达到新的平衡,此时压应力虽然增大较多,但构件承载力仍未耗尽而可以继续承受荷载。经验公式对于矩形截面:对于T形截面:偏心影响系数φ1(α1)偏心受压柱承载力公式2.3轴心受压长柱计算公式(28页)考虑稳定系数φ0代入临界应力切线处的弹性模量2.4偏心受压长柱考虑偏心距e及附加偏心距ei,代入公式:当e=0时,对于矩形截面代入代入偏心受压长柱计算公式对于时,单向偏心受压长柱的承载力仍可按下式计算:受压构件承载力计算公式轴心受压短柱偏心受压短柱偏心受压长柱轴心受长短柱规范5.1.1受压构件的承载力应按下式计算(31页)式

5、中N——轴向力设计值φ——高厚比β和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数,可按表3.10~3.12的规定采用(书29页);f——砌体的抗压强度设计值;A——截面面积,对各类砌体均应按毛截面计算;对带壁柱墙,其翼缘宽度可按规范第4.2.8条采用。规范5.1.2计算影响系数φ或查φ表时,构件高厚比β应按下列公式确定:(书31页)对矩形截面对T形截面hT—形截面的折算厚度,可近似按3.5i计算;对矩形截面构件,当长边按偏心受压计算外,短边还应按轴心受压计算。(31页)例题(书32页)使用情况有吊车房屋、跨度≥9梁下砖砌体0.9有吊车房屋、跨度≥7.5梁下多孔砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂

6、砖和混凝土小型空心砌块砌体无筋砌体、截面面积A<0.3m20.7+A配筋砌体、截面面积A<0.2m20.8+A水泥砂浆砌筑各类无筋砌体0.9配筋砌体仅对砌体承调整系数当施工质量控制等级为C级时0.89当验算施工中房屋的构件时1.13局部受压局部受压的三种破坏形式局部受压下应力图(1)纵向裂缝发展而破坏当A0/Al不大时,在局部压力作用下,第一批纵向裂缝发生在1~2皮砖以下的砌体内,随荷载的增加出现多条纵向裂缝,并向上发展,破坏时形成一条主裂缝。(2)劈裂破坏当A0/Al较大时,随着压力到一定数值,砌体沿纵向发生突然的脆性劈裂破坏。破坏时,纵向裂缝往往仅有一条,见图14-5(c),而且

7、开裂荷载几乎等于破坏荷载,破坏突然而无先兆。(3)局部压碎当砌体强度较低或局部压面积Al很小时,在荷载作用下,局压面积下压应力很大,破坏时构件侧面无纵向裂缝,而是Al面积内的砌体压碎而引起砌体破坏。3.1局部均匀受压规范5.2.1砌体截面中受局部均匀压力时的承载力应按下式计算:Nl—局部受压面积上的轴向力设计值;γ—砌体局部抗压强度提高系数;f—砌体的抗压强度设计值,可不考虑强度调整系数γa的影响;(设计手册中是考虑的)规范5.2.2γ的取值(书35页)γ

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