无筋砌体结构构件承载力计算

《无筋砌体结构构件承载力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章无筋砌体结构构件承载力计算专业名称：土木工程年级：2010级任课教师：刘凤利1.掌握无筋砌体受压构件计算公式和计算方法。2、掌握砌体局压承载力计算3、了解受拉、受弯、受剪构件的承载力计算教学目标：重点掌握无筋砌体受压构件及局压承载力计算公式的适用条件和承载力计算。河南大学土木建筑学院受压构件承载力计算的分类1、分类2、截面形式3、计算类型全截面受压计算局部受压计算墙、柱矩形T形xyxy受压构件偏心受压N单向偏心受压双向偏心受压轴心受压NxyxyNxyxy河南大学土木建筑学院3.1受压构件3.1.1轴心受压短柱试验结果表明：无筋砌体短柱在轴心压力作用

2、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：在砌体结构中，最常用的是受压构件，例如，墙、柱等。构件的高厚比是构件的计算高度H0与相应方向边长h的比值，用β表示，即β=H0/h。当构件的β≤3时称为短柱，反之称为长柱。对短柱的承载力可不考虑构件高厚比β的影响。河南大学土木建筑学院式中：A——构件的截面面积；f——砌体的抗压强度设计值。图3-1河南大学土木建筑学院3.1.2轴心受压长柱当构件的β＞3时称为长柱。对长柱的受压承

3、载力不仅与截面和材料有关，还需要考虑构件高厚比β的影响。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。河南大学土木建筑学院为此，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：上式中稳定系数为：长柱承载力与相应短柱承载力的比值，应

4、用临界应力表达式：式中：E’——砌体材料的切线模量；——构件的长细比。其中：μ为长度因数，其值由竿端约束情况决定。例如，两端铰支的细长压杆，μ=1；河南大学土木建筑学院砌体弹性模量随应力增大而降低，达到临界应力时的弹性模量取此应力对应的切线模量。由P38式1-20：按材料力学公式，构件产生纵向弯曲破坏的临界应力为：河南大学土木建筑学院将砌体切线弹性模量代入得：求得轴心受压时的稳定系数为：当为矩形截面时λ2=12β2，即式中：——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M5时，；当砂浆强度等级等于M2.5时

5、，；当砂浆强度等级等于0时，）。河南大学土木建筑学院3.1.3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[下页图3-2（a）]。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[下页图3-2（b）]，破坏特征与上述全截面受压相似，但承载力有所降低。进一步增大偏心距，构件截面的拉应力较大，随着荷载的加大，受拉

6、侧首先出现水平裂缝，部分截面退出工作[下页图3-2（c）]。继而压应力较大侧出现竖向裂缝，最后该侧块体被压碎，构件破坏。河南大学土木建筑学院图3-2偏心受压短柱截面应力分布河南大学土木建筑学院注意：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]。河南大学土木建筑学院我国所作的矩形截面、T形截面及环形截面短

7、柱偏心受压破坏试验的散点图见图3-3。图3-3中纵坐标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。河南大学土木建筑学院图3-3偏心距影响系数与偏心率的关系图河南大学土木建筑学院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；河南大学土木建筑学院I——截面沿偏心方向的惯性矩；A—

8、—截面面积。若设截面边缘最大应力为强度条件，则有河南大学土木建筑学院（1）图3-