砌體結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算.ppt

第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,墻、柱,矩形,T形,1、分類(lèi),2、截面形式,3、計(jì)算類(lèi)型,全截面受壓計(jì)算,局部受壓計(jì)算,受壓構(gòu)件,偏心受壓,N,單向偏心受壓,雙向偏心受壓,軸心受壓,N,N,一、概述,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,二、受力分析,（一）受壓短柱的承載力分析,隨著偏心距的增大構(gòu)件所能承擔(dān)的縱向壓力明顯下降,A砌體截面面積,f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,偏心影響系數(shù),e軸向力偏心矩,i截面的回轉(zhuǎn)半徑，,矩形截面：,T形或其他形狀截面：,h截面長(zhǎng)邊,I截面沿偏心方向的慣性矩,A截面面積,hT代替h,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,hT折算厚度，,引進(jìn)偏心影響系數(shù),第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,（二）受壓長(zhǎng)柱的受力分析,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,縱向彎曲的影響,偏心距e,附加偏心距ei,+,e=0,矩形截面,縱向彎曲系數(shù),規(guī)范中考慮縱向彎曲和偏心距影響的系數(shù)：,與砂漿強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)的系數(shù),當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)M5時(shí)，=0.0015,當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M2.5時(shí)，=0.002,當(dāng)砂漿強(qiáng)度為零時(shí)，=0.009,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,三、受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,A截面面積，對(duì)各類(lèi)砌體均應(yīng)按毛截面計(jì)算,（一）考慮的影響,N軸向力設(shè)計(jì)值,高厚比和軸向力偏心距e對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù),f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表3.2.1-1表3.2.1-7采用,矩形截面,T形截面,H0,h,不同砌體材料的高厚比修正系數(shù),按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范D.0.1條查表,受壓構(gòu)件的計(jì)算高度，按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表5.1.3采用,矩形截面軸向力偏心方向的邊長(zhǎng)，當(dāng)軸心受壓時(shí)為截面較小邊長(zhǎng),第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,（二）對(duì)矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長(zhǎng)大于另一方向的邊長(zhǎng)時(shí)，除按偏心受壓計(jì)算外，還應(yīng)對(duì)較小邊長(zhǎng)方向按軸心受壓進(jìn)行驗(yàn)算，即：,（三）e的限值,y截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離,1、修改構(gòu)件截面尺寸和形狀（如；增加梁高或增加墻垛）,2、設(shè)置具有中心裝置的墊塊或缺口墊塊,當(dāng)軸向力的偏心距超過(guò)規(guī)定限值（）時(shí)，可采取以下措施：,三、受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,四、例題,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,【例2-1】截面為bh=490mm620mm的磚柱，采用MUl0磚及M5混合砂漿砌筑，施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)，柱的計(jì)算長(zhǎng)度H0=7m；柱頂截面承受軸向壓力設(shè)計(jì)值N=270kN，沿截面長(zhǎng)邊方向的彎矩設(shè)計(jì)值M=8.4kNm；柱底截面按軸心受壓計(jì)算。試驗(yàn)算該磚柱的承載力是否滿足要求?,【解】1、柱頂截面驗(yàn)算,從規(guī)范表3.2.1-1查得=1.50MPa,A=0.490.62=0.3038m20.3m2，取a=1.0,（1）沿截面長(zhǎng)邊方向按偏心受壓驗(yàn)算：,e=M/N=8.4/270=0.031m=31mmN=270kN,（2）沿截面短邊方向按軸心受壓驗(yàn)算：,=H0/b=1.07000/490=14.29,查表得=0.763,則fA=0.7631.50.3038106=347.7kNN=270kN滿足要求,滿足要求,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,四、例題,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,【例2-1】截面為bh=490mm620mm的磚柱，采用MUl0磚及M5混合砂漿砌筑，施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)，柱的計(jì)算長(zhǎng)度H0=7m；柱頂截面承受軸向壓力設(shè)計(jì)值N=270kN，沿截面長(zhǎng)邊方向的彎矩設(shè)計(jì)值M=8.4kNm；柱底截面按軸心受壓計(jì)算。試驗(yàn)算該磚柱的承載力是否滿足要求?,【解】2、柱底截面驗(yàn)算,磚砌體的重力密度=18kN/m3，則柱底軸心壓力設(shè)計(jì)值,=H0/b=1.07000/490=14.29，查表得=0.763,fA=347.7kNN=321.7kN,N=270kN+1.35180.490.627kN=321.7kN,(采用以承受自重為主的內(nèi)力組合),可見(jiàn)柱底截面承載力滿足要求,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-1受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,【例2-2】截面尺寸為1000mml90mm的窗間墻，計(jì)算高度H0=3.6m，采用MUl0單排孔混凝土小型空心砌塊對(duì)孔砌筑，M5混合砂漿，承受軸向力設(shè)計(jì)值N=125kN，偏心距e=30mm，施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)，試驗(yàn)算該窗間墻的承載力。若施工質(zhì)量控制等級(jí)降為C級(jí)，該窗間墻的承載力是否還能滿足要求?,【解】(1)施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí),A1.00.19=0.19m2,f=0.892.22=1.98N/mm2,=H0/h=1.13600/190=20.84,e/h=30/190=0.158,e=30mmN=125kN，滿足要求,(2)施工質(zhì)量控制等級(jí)為C級(jí),砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)予降低,f=1.981.6/1.8=1.76N/mm2,fA0.3521.760.19106=117.7kN1.0,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-2砌體局部受壓承載力計(jì)算,二、局部均勻受壓承載力計(jì)算,NL局部受壓面積上荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的軸向力,三、梁端支承處砌體局部受壓,（一）梁端有效支承長(zhǎng)度a0,hc梁的截面高度(mm),f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）,a,實(shí)際支承長(zhǎng)度,NLfAL,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-2砌體局部受壓承載力計(jì)算,三、梁端支承處砌體局部受壓,(二)上部荷載對(duì)局部抗壓的影響,內(nèi)拱卸荷,結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，上部荷載對(duì)局部抗壓有提高作用，但超過(guò)一定范圍后，這種有利影響降低。即：當(dāng)A0/AL3時(shí)，不考慮上部荷載影響。,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-2砌體局部受壓承載力計(jì)算,三、梁端支承處砌體局部受壓,(三)梁端支承處砌體的局部受壓承載力計(jì)算,N0+NLAL,上部荷載折減系數(shù)，=1.5-0.5A0/AL，當(dāng)A0/AL3時(shí)，取=0；,N0由上部荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的軸向力，N00AL；,NL梁端荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的支承壓力；,梁端底面應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，一般可取0.7，對(duì)于過(guò)梁和墻梁可取1.0。,0上部平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值；,若不滿足，怎么辦？,增大局部受壓面積AL,（梁端設(shè)墊塊或墊梁）,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,四、梁下設(shè)有剛性墊塊,3-2砌體局部受壓承載力計(jì)算,N0+NL1Ab,N0墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設(shè)計(jì)值；N0=0Ab,墊塊上N0及NL合力的影響系數(shù)，應(yīng)采用規(guī)范D.0.1條取值：,1墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)，1=0.81,Ab墊塊面積；Ab=abbb,bb墊塊的寬度,墊塊,tb墊塊的高度,ab墊塊伸人墻內(nèi)的長(zhǎng)度,墊塊上Nl合力點(diǎn)位置可取0.4a0處,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,1剛性墊塊a0計(jì)算公式的系數(shù),剛性墊塊上表面梁端有效支承長(zhǎng)度a0計(jì)算公式：,(bb-b)/2tb,1、tb180mm，,2、在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設(shè)剛性墊塊時(shí)，其計(jì)算面積應(yīng)取壁柱范圍內(nèi)的面積，而不應(yīng)計(jì)算翼緣部分，同時(shí)壁柱上墊塊伸人翼墻內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm；,3、當(dāng)現(xiàn)澆墊塊與梁端整體澆注時(shí)，墊塊可在梁高范圍內(nèi)設(shè)置,剛性墊塊的構(gòu)造要求：,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,五、粱下設(shè)有長(zhǎng)度大于h0的鋼筋混凝土墊梁,3-2砌體局部受壓承載力計(jì)算,N0+NL2.42bbh0,N0=bbh00/2,N0墊梁上部軸向力設(shè)計(jì)值,bb、hb分別為墊梁在墻厚方向的寬度和墊梁的高度（mm）,2當(dāng)荷載沿墻厚方向均勻分布時(shí)，2取1.0，不均勻分布時(shí)2可取0.5,h0墊梁的折算高度(mm),Eb、Ib分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩,h墻厚(mm),E砌體的彈性模量,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,六、例題,3-2砌體局部受壓承載力計(jì)算,【例2-4】如右圖所示的鋼筋混凝土梁，截面尺寸bh=250mm500mm，支承長(zhǎng)度a=240mm，支座反力設(shè)計(jì)值Nl=70kN，窗間墻截面尺寸1200mm240mm，采用MUl0磚、M5混合砂漿砌筑,梁底截面處的上部荷載設(shè)計(jì)值150kN，試驗(yàn)算梁底部砌體的局部受壓承載力。,AL=0.71.591.5045650=76.2kNNl=70kN，滿足要求。,【解】查規(guī)范表3.2.1-1，f=1.50MPa,取a0=182.6mm,AL=a0b=182.625045650mm2,A0=240(250+2240)=175200mm2,A0/A=175200/45650=3.8383,取=0(即不考慮上部荷載),，取=1.59,鋼筋混凝土梁,若Nl=90kN，怎么辦？,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-2砌體局部受壓承載力計(jì)算,【例2-5】在例2-4中若Nl90kN，其他條件不變，設(shè)置剛性墊塊，試驗(yàn)算局部受壓承載力。,【解】由例2-4計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)Nl90kN時(shí)，梁下局部受壓承載力不滿足要求。設(shè)預(yù)制墊塊尺寸為abbb=240mm600mm,墊塊高度為180mm，滿足構(gòu)造要求。則,AL=Ab=abbb240600144000mm2,A0/AL=259200/144000=1.8,1=0.8=0.81.313=1.051,上部荷載產(chǎn)生的平均壓應(yīng)力：,0/f=0.52/1.50=0.35,查表1=5.93,因?yàn)?00+2240=1080mmNN0+Nl=165kN,Nl合力點(diǎn)至墻邊的位置為0.4a0=0.4108.3=43.3mm,Nl對(duì)墊塊重心的偏心距為el120-43.3=76.7mm,墊塊承重的上部荷載為N00Ab=0.5214400075kN,作用在墊塊上的軸向力NN0+Nl75+90165kN,軸向力對(duì)墊塊重心的偏心距,e=Nlel/(N0+Nl)=9076.7/(75+90)=41.8mm,e/ab=41.8/240=0.174,查表(3),=0.732,滿足要求,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,3-3軸心受拉、受彎和受剪構(gòu)件,一、軸心受拉構(gòu)件（例：圓形水池、筒倉(cāng)）,圓形水池,W截面抵抗距,ft砌體的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,Nt軸心拉力設(shè)計(jì)值,二、受彎構(gòu)件（例：過(guò)梁、擋土墻）,1、受彎承載力,2、受剪承載力,M彎矩設(shè)計(jì)值,ftm砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,VfVbZ,V剪力設(shè)計(jì)值,fv砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,b、h截面的寬度和高度,Z內(nèi)力臂，Z=I/S，當(dāng)截面為矩形時(shí)，取Z=2h/3,I、S截面的慣性矩和面積矩,受彎構(gòu)件,MftmW,NtftA,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,三、受剪構(gòu)件,5-3軸心受拉、受彎和受剪構(gòu)件,V(V+0)A,V截面剪力設(shè)計(jì)值,A水平截面面積，當(dāng)有孔洞時(shí)，取凈截面面積,fv砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)灌孔的混凝土砌塊砌體取fvG,0永久荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的水平截面平均壓應(yīng)力,當(dāng)G=1.2及G=1.35時(shí)值,剪壓復(fù)合受力影響系數(shù),修正系數(shù),第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算,【例2-6】一矩形淺水池，壁高H=1.4m，壁厚490mm，采用MUl0磚、M10混合砂漿砌筑，施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)，不考慮池壁