第十六章++無筋砌體構(gòu)件的承載力計算

第十六章無筋砌體構(gòu)件的承載力計算第一節(jié)受壓構(gòu)件承載力計算

一、受壓構(gòu)件截面應(yīng)力變化軸心受壓構(gòu)件截面應(yīng)力分布均勻，在外力作用下截面達(dá)到最大應(yīng)力和應(yīng)變時構(gòu)件破壞。小偏心受壓構(gòu)件截面應(yīng)力分布不均勻，靠近軸向力的一側(cè)偏心壓應(yīng)力大，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)應(yīng)力小，在外荷載作用下構(gòu)件應(yīng)力較大的一側(cè)最先達(dá)到最大應(yīng)力和應(yīng)變后構(gòu)件破壞。在較大偏心力作用下，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)出現(xiàn)受拉區(qū)，軸向力的近側(cè)壓應(yīng)力較大，隨著荷載的不斷增加，當(dāng)壓應(yīng)力和壓應(yīng)變達(dá)到最大值后構(gòu)件破壞。

二、受壓構(gòu)件承載力計算

1、短柱（β≤3）承載力計算

—偏心受壓與軸心受壓構(gòu)件承載力的比值，稱為偏心距影響系數(shù)。對于具有對稱軸的截面:

對于矩形截面

:

2、受壓長柱（β≥3）承載力計算軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù):—受壓構(gòu)件的計算高度，應(yīng)根據(jù)房屋類別和構(gòu)件支承條件按表16—1采用；

—構(gòu)件的高厚比。對矩形截面，對于T形截面；

—驗算受壓構(gòu)件的高厚比和軸向力偏心距對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，可按式（16—8）計算，也可由表16—2、表16—3、表16—4查用。

3、受壓構(gòu)件承載力驗算公式的應(yīng)用根據(jù)上述分析，不論是長柱或短柱、軸心受壓構(gòu)件還是偏心受壓構(gòu)件它們的承載力都可以用式驗算。構(gòu)件短邊方向承載力的驗算對于矩形截面，當(dāng)軸向力偏心方向的尺寸大于另一垂直方向截面尺寸較多時，除對長邊方向驗算偏心受壓承載力以外，也要對構(gòu)件的短邊方向按軸心受壓驗算其承載能力。軸向力偏心距的限制荷載較大和偏心距較大的構(gòu)件，隨著偏心距增大，受壓區(qū)明顯減小，故規(guī)范規(guī)定，按荷載設(shè)計值計算的軸向力的偏心距應(yīng)符合下面式的限制要求：

—截面重心至軸向力所在偏心方向的截面邊緣的距離。第二節(jié)局部受壓

在砌體構(gòu)件截面上局部面積上作用有軸向力時的受力狀態(tài)，稱為局部受壓。當(dāng)局部受壓面積上的壓應(yīng)力均勻分布時稱為局部均勻受壓，當(dāng)局部受壓面積上的壓應(yīng)力分布不均勻時稱為不均勻局部受壓。

一、概述

1、砌體局部受壓承載力驗算的原因

砌體局部受壓范圍內(nèi)的抗壓強(qiáng)度比全面積均勻受壓時強(qiáng)度會有明顯地提高，這是因為直接位于局部受壓面積之下的砌體，橫向應(yīng)變受到周圍局部受壓面積之外氣體的套箍約束作用，局部受壓面積下的砌體處在三向應(yīng)力狀態(tài)，不容易到達(dá)受壓破壞時的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變值，因此，局部受壓面積范圍內(nèi)的抗壓強(qiáng)度就會顯著提高。（1）砌體局部受壓時砌體的破壞形態(tài)當(dāng)不大時，在構(gòu)件外側(cè)距受壓頂面一段距離處首先產(chǎn)生豎向裂縫，隨著該裂縫的上下延伸發(fā)展導(dǎo)致構(gòu)件的局部受壓破壞。當(dāng)較大時，在局部壓應(yīng)力作用下一般不會發(fā)生過大的變形，這種情況下當(dāng)構(gòu)件外側(cè)出現(xiàn)豎向裂縫，局部受壓面積下的砌體就會很快產(chǎn)生劈裂破壞。當(dāng)砌體強(qiáng)度過低時，局部受壓面積上的砌體強(qiáng)度太低，雖然構(gòu)件外側(cè)未出現(xiàn)裂縫，也會由于強(qiáng)度不足局部受壓范圍面積內(nèi)過早受壓破壞。2、砌體局部均勻受壓（1）砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)砌體處在局部受壓的應(yīng)力狀態(tài)下，其局部抗壓承載力的大小取決于砌體自身材料形成的強(qiáng)度和局部受壓面積周圍砌體對局部受壓面積的約束作用的大小。局部受壓面積受到的約束程度一般是與的大小正向相關(guān)。

規(guī)范把反映局部受壓時砌體抗壓承載力提高程度的大小，用砌體的局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)來反映。

如圖所示為四邊約束時≤2.5；三邊約束時≤2.0；兩邊約束時≤1.5；一邊約束時≤1.25。（2）影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積

影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積的取值：在四邊受到約束時計算范圍為圖（a）所示；三邊受到約束時計算范圍為圖b）所示；兩邊受到約束時計算范圍為圖（c）所示；一邊受到約束時計算范圍為圖（d）所示。（3）砌體局部均勻受壓時承載力計算

—局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值；

—局部抗壓強(qiáng)度體改系數(shù)，按式（16—11）計算

—砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，可不考慮的影響；

—局部受壓面積。

3、梁端支承處砌體的局部抗壓承載力（1）梁上部砌體的內(nèi)拱卸荷作用及上部荷載折減系數(shù)當(dāng)上部砌體傳到局部受壓面積上的壓應(yīng)力較小時且，就會形成內(nèi)拱卸荷現(xiàn)象，由于內(nèi)拱卸荷作用相當(dāng)于減少了局部受壓面積上的壓應(yīng)力，對梁端下局部受壓面積內(nèi)的砌體產(chǎn)生了有利影響，計算時用上部荷載折減系數(shù)Ψ來考慮，《規(guī)范》給出了Ψ計算公式為：當(dāng)時，即上部荷載對梁端下砌體不產(chǎn)生影響，內(nèi)拱卸荷作用達(dá)到最大值；

當(dāng)時，內(nèi)拱卸荷作用不發(fā)生。（2）梁端有效支承長度在上部荷載作用下，使得梁端出現(xiàn)轉(zhuǎn)角，在梁伸入墻內(nèi)的端頭可能已經(jīng)和砌體脫開，梁端內(nèi)墻皮處壓應(yīng)力最大，為了有效地計算梁端下砌體的局部受壓承載力，我們假定梁端下壓應(yīng)力在沿支座長度方向一定的范圍內(nèi)均勻分布，我們把這個長度就叫做梁端有效支承長度，用表示，規(guī)范給定的計算公式為：當(dāng)梁的跨度小于等于6m時：（3）梁端支承處砌體局部受壓承載力計算當(dāng)梁端下部砌體的，兩頂面有墻體傳來的豎向荷載作用時，梁截面上部荷載將通過梁頂面?zhèn)鞯骄植渴軌好娣e上，假設(shè)墻體頂面的豎向荷載在梁頂面引起的應(yīng)力為，則上部豎向荷載在局部受壓面積上產(chǎn)生的豎向壓力設(shè)計值就為，梁端支反力為，考慮到梁端上部荷載的折減系數(shù)Ψ的影響，梁端下砌體局部受壓面積上受到的總壓力（作用效應(yīng)）就為：，梁端下砌體局部抗壓強(qiáng)度驗算公式：（4）梁端下設(shè)有墊塊時，墊塊下砌體的局部抗壓承載力計算

1）原理當(dāng)梁端下砌體的局部抗壓承載力不能滿足要求時，可以在梁的支座下設(shè)置墊塊。在設(shè)置墊塊后經(jīng)由面積遠(yuǎn)大于梁支座處局部受壓截面的墊塊，擴(kuò)散到墊塊下較大砌體截面上后，就大大降低了梁下砌體的局部壓應(yīng)力；同時，當(dāng)梁端較大壓力作用于墊塊時墊塊不隨梁端一起轉(zhuǎn)動，能保證梁端壓力在較大面積上均勻地傳到砌體截面上去，從而確保梁端下砌體的局部抗壓承載力滿足要求。2）剛性墊塊的構(gòu)造和設(shè)置要求①剛性墊塊的高度，自梁邊算起的墊塊挑出長度c≤墊塊厚度。②在帶壁柱的墻內(nèi)設(shè)置剛性墊塊時，確定墊塊下砌體局部抗壓強(qiáng)度計算面積時，只取壁柱寬乘壁柱高（含翼墻厚）部分的面積；同時壁柱上的墊塊伸入翼墻內(nèi)的長度不應(yīng)小于120mm；3）墊塊下砌體的局部抗壓承載力計算梁端墊塊下砌體抗壓強(qiáng)度的提高系數(shù)取為：驗算墊塊下砌體局部受壓承載力時一般不考慮內(nèi)拱卸荷作用。砌體的局部受壓承載力驗算的公式：

—梁端底面?zhèn)髦翂|塊上的豎向壓力設(shè)計值，在數(shù)值上等于梁受到的支座反力，作用點位置距內(nèi)墻皮為處，其中：

（5）梁端下設(shè)有墊梁時墊梁下砌體的局部抗壓承載力計算當(dāng)梁端支承處的墻體上設(shè)有鋼筋混凝土墊梁，或者鋼筋混凝土圈梁與梁支座部位整體一起澆注時，在梁端集中荷載作用下，墊梁相當(dāng)于一個彈性地基梁；墊梁下的砌體內(nèi)部受到的壓應(yīng)力，以梁中心為界沿墊兩梁長度呈斜線關(guān)系下降，最終在距中點處消失，即墊梁傳力長度范圍在以樓面梁為中心的內(nèi)。規(guī)范規(guī)定，梁下設(shè)有長度大于的墊梁時，墊梁下砌體的局部抗壓承載力可按下式計算：第三節(jié)砌體軸心受拉、受彎和受剪構(gòu)件的承載力一、砌體軸心受拉構(gòu)件承載力計算砌體材料是抗壓強(qiáng)度高抗拉強(qiáng)度低的脆性材料，通常在工程中用于受拉部位的情況很少。但在較小的圓形蓄水池和筒倉中，由于水或松散材料產(chǎn)生的側(cè)向壓力作用，圓環(huán)形砌體池壁內(nèi)產(chǎn)生環(huán)向拉力，這種情況下砌體為軸心受拉構(gòu)件等。砌體軸心受拉構(gòu)件的承載力按下式驗算：二、砌體受彎構(gòu)件抗彎承載力計算工程中磚砌平拱過梁、擋土墻等構(gòu)筑物都屬于受彎構(gòu)件，在彎矩作用下砌體會沿著齒縫截面、沿著直縫