砌体结构构件的承载力计算

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1、第3章砌体结构构件的承载力计算返回总目录以概率理论为基础的极限状态设计方法受压构件局部受压受拉、受弯及受剪构件配筋砌体构件本章内容以概率理论为基础的极限状态设计方法1.结构上的作用:产生内力、变形、应力或应变的所有原因一、结构上的作用和作用效应1)按时间的变异分类2)按空间位置的变异分类3)按结构的反应分类2.作用效应S：内力和变形3.结构抗力R：承受内力和变形的能力结构的功能结构在规定的设计使用年限(表3-1)内应满足的各种要求，称为结构的功能。二、结构功能和可靠度类别结构的设计使用年(年)示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑

2、结构表3-1结构设计使用年限功能包括3个方面：(1)安全性。(2)适用性。(3)耐久性。安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。即结构在规定的设计使用年限内，在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护条件下，完成预定功能的能力。结构的可靠性可用概率来度量，即结构完成预定功能的概率，称为结构的可靠度。2.结构的可靠概率和失效概率结构的功能函数ZZ=R－S(3.1)当Z＞0时，处于可靠状态；当Z＜0时，处于失效状态；当Z=0时，则结构处于极限状态。结构可靠工作的基本条件为：Z≥0或R≥S结构的功能函数Z的分布曲线如图所示。结构的失效概率Pf=结构的可靠概率PS=一般采用失效概率Pf来度量结构的可靠

3、性，失效概率Pf足够小，则结构的可靠性必然高。3.结构的可靠指标可靠指标：=可靠指标值越大，失效概率Pf值就越小，即结构就越可靠。故将称为可靠指标。2.73.23.74.2Pf3.5×10-36.9×10-41.1×10-41.3×10-5表3-2可靠指标β与失效概率Pf的对应值4.结构的安全等级与目标可靠指标安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要的建筑物表3-3建筑结构的安全等级要求可靠指标≥［］目标可靠指标。表3-4结构构件承载能力极限状态的目标可靠指标破坏类型安全等级一级二级三级延性破坏3.73.22.7脆性破坏4.23.73.2对于一般的结构

4、构件，直接根据目标可靠指标进行设计比较繁杂。因此《规范》采用分项系数的设计表达式进行设计。即结构构件设计时不直接计算可靠指标，而是按规范给定的各分项系数进行计算，则所设计的结构构件隐含的可靠指标可以满足不小于目标可靠指标［］的要求。三、极限状态设计法结构极限状态的定义和分类定义：结构能完成预定功能的可靠状态与其不能完成预定功能的失效状态的界限，称为极限状态。或者说，结构或构件超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。2.结构设计要求根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，分别进行下列计算和验算：(1)对所有结构构件均应进行承载力计算，必要时还应进

5、行结构的滑移、倾覆或漂浮验算。(2)对使用上需要控制变形的结构构件，应进行变形验算。(3)对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行抗裂验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算。结构设计的一般程序是先按承载能力极限状态的要求设计结构构件，然后再按正常使用极限状态的要求进行验算。考虑砌体结构的特点，其正常使用极限状态的要求，在一般情况下，可由相应的结构措施保证。分类：1)承载能力极限状态2)正常使用极限状态3.承载能力极限状态设计表达式按承载能力极限状态设计时，应按下列公式中的最不利组合进行计算。(1.2SGK+1.4SQ1K+)≤R(f，ak…)(3.6)(1.35SGK+1.4)≤R(

6、f，ak…)(3.7)式中：——结构重要性系数。SGK——永久荷载标准值的效应。SQ1K——在基本组合中起控制作用的一个可变荷载标准值的效应。SQiK——第i个可变荷载标准值的效应。R()——结构构件的抗力函数。——第i个可变荷载的分项系数。一般情况下，取1.4；当楼面活荷载标准值大于4kN/m2时，取1.3。ψci——第i个可变荷载的组合值系数。一般情况下应取0.7；对书库、档案库、储藏库或通风机房、电梯机房应取0.9。f——砌体的强度设计值。ak——几何参数标准值。(2)当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性(1.2SG2K+1.4SQ1K+)≤0.8SG1K(3.10)式中：SG1K—

7、—起有利作用的永久荷载标准值的效应。SG2K——起不利作用的永久荷载标准值的效应。四、砌体的强度标准值和设计值1.砌体的强度标准值取95%保证率fk=fm－1.645σf(3.17)式中：fk——砌体的强度标准值。fm——砌体的强度平均值。σf——砌体强度的标准差。各类砌体的强度标准值见《规范》。2.砌体的强度设计值(3.18)式中：f——砌体的强度设计值。——砌体结构的材料分项性能系数，一般情况