知識資料砌體結構(二)(新版)知識資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁需要課件請或六、砌體的受剪性能受純剪時，砌體可能沿通縫、或沿階梯形截面破壞，因為豎向灰縫的抗剪能力很低，所以可取二者的抗剪強度相等。但在壓彎受力狀態(tài)下，砌體可能發(fā)生剪摩破壞、剪壓破壞和斜壓破壞等三種剪切破壞形態(tài)。砌體材料強度、試件尺寸、加載周期、豎向壓應力的大小、截面是否開洞削弱等因素都有影響。砌體抗剪強度按下式計算：fv,m=k5(16-1—8)．式中fv,m砌體抗剪強度平均值；k5--系數；對于單排孔混凝土砌塊對孔砌筑時，灌孔砌體的抗剪強度設計值fvg，應按下式計算：fvg=0.2(16—1—9)式中fg——灌孔砌體的抗壓強度設計值。七、各類砌體的強度設計值和強度設計值調節(jié)系數γa齡期為28d的以毛截面計算的各類砌體抗壓、軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強度設計值，當施工質量控制等級為B級時，《砌體結構設計規(guī)范》GB50003--2001中已列有詳細表格供采用。但在下列情況的各類砌體，其砌體強度設計值應乘以調節(jié)系數γa1．考慮吊車對廠房的動力影響和柱受力的不利因素，對有吊車房屋砌體、跨度不小于9m的梁下燒結普通磚砌體、跨度不小于7．5m的粱下燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體，混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體，γa為0．9；2．當構件截面較小時，若有局部缺陷或遇碰損，則對強度影響較大。故而對無筋砌體構件，其截面面積小于0．3m2時，γa為其截面面積加0.7。對配筋砌體構件，當其中砌體截面面積小于0．2m2時，γa為其截面面積加0．8。構件截面面積均以m23．因為水泥砂漿的流動性和保水性較差，當砌體用水泥砂漿砌筑時，對各類砌體的抗壓強度設計值數值，γa為0.9；對各類砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強度設計值數值，γa為0．8；對配筋砌體構件，當其中的砌體采用水泥砂漿砌筑時，僅對砌體的強度設計值乘以調節(jié)系數γa；4．當施工質量控制等級為C級(注：配筋砌體不允許采用C級)時，γa為0.89；5．當驗算施工中房屋的構件時，γa為1.1。八、砌體的彈性模量砌體的彈性模量E，是按照砌體受壓時的應力一應變圖決定的。按照應力、應變取值的不同，砌體的彈性模量有原點彈性模量E0、割線模量E、和切線模量E’三種表達方式?！兑?guī)范》GB50003--2001規(guī)定，砌體的彈性模量取為應力—應變曲線上應力為0.43fm點的割線模量，即E=0.8E0。按照采用砂漿強度的不同、并考慮了塊材強度以及影響砌體強度的因素，《規(guī)范》規(guī)定了各類砌體受壓彈性模量的數值供查用。砌體的剪變模量可取E=0.4E。此外，砌體的線膨脹系數和收縮率以及摩擦系數等計算指標，規(guī)范中也列有給定的數據。例：1.燒結普通磚具有全國統(tǒng)一的規(guī)格,其尺寸為(A)。(A)240mmXl15mmX53mm;(B)240mmX120mmX53mm;(C)240mmX115mmX60mm;(D)230mmX115mmX53mm。2塊體和砂漿的強度等級是按(B)劃分。(A)抗拉強度;(B)抗壓強度;(C)抗剪強度;(D)彎曲抗壓強度。3下面關于砂漿強度等級為0的說法哪些是準確的?（A）①施工階段尚未凝結的砂漿;②抗壓強度為零的砂漿;③用凍結法施工解凍階段的砂漿;④抗壓強度很小臨近零的砂漿。(A)①、③;(B)①、②;(C)②、④;(D)②。第二節(jié)基本設計原則《砌體結構設計規(guī)范》GB50003--2001采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計主意，以可靠指標度量結構構件的可靠度，采用分項系數的設計表達式舉行計算?？蓞⒁姷谑恼碌诙?jié)的有關內容。一、設計表達式砌體結構應按承載能力極限狀態(tài)設計，并滿意正常使用極限狀態(tài)的要求。不過，在一般情況下，砌體結構正常使用極限狀態(tài)的要求可以由相應的構造措施予以保證。1．砌體結構按承載能力極限狀態(tài)設計時，其表達式為：γ0S≤R(16—2—1)S=γGCGGK+γQ1CQ1Q1K+(16—2—2)并應按下列公式中最不利組合舉行計算：γ0(1.2SGK+1.4SQ1K+)≤R(f,ak……)(16—2-4)γ0(1.35ScK十1.4)≤R(f,ak……)(16—2—5)式中γ0--結構重要性系數。對安全等級為一級或設計使用年限為50年以上的結構構件，不應小于1.1,對安全等級為二級或設計使用年限為50年的結構構件，不應小于1.0；對安全等級為三級或設計使用年限為1--5年的結構構件，不應小于0.9；SGk--永遠荷載標準值的效應；SQ1K--在基本組合中起控制作用的一個可變荷載標準值的效應；SQiK第i個可變荷載標準值的效應；R(.)——結構構件的抗力函數；YQi——第i個可變荷載的分項系數；ψCi——第i個可變荷載的組合值系數。普通情況下應取0.7；對書庫、檔案庫、儲藏室或通風機房、電梯機房應取0.9；f--砌體的強度設計值，f=fk/γffk——砌體的強度標準值，fk=fm—1.645σfγf—砌體結構的材料性能分項系數，普通情況下，宜按施工控制等級為B級考慮，取γf=1.6；當為C級時，取γf=1.8；fm—砌體的強度平均值；σf——砌體強度的標準差；σk——幾何參數標準值。注：1．當樓面活荷載標準值大于4kN／m2時，式中系數1.4應為1.3；2．施工質量控制等級劃分要求應符合《砌體工程施工質量驗收規(guī)范)GB50203的規(guī)定。2．當砌體結構作為一個剛體，需驗算整體穩(wěn)定性時，例如傾覆、滑移、飄蕩等，應按下列設計表達式舉行驗算：γ0(1.2SG2K+1.4SQ1K+)≤0.8RSG1K(16—2—6)式中SG1K——起有利作用的永遠荷載標準值的效應；SG2k——起不利作用的永遠荷載標準值的效應。二、材料性能分項系數γf===(16—2—7)式中δf——砌體結構變異系數。砌體結構的材料性能分項系數γf為砌體強度標準值fK與強度設計值幾的比值。材料強度標準值經考慮材料性能分項系數后，即為材料強度設計值。材料強度設計值較材料強度標準值在數值上又小許多，因而也有更大的保證率，它大約相應于構件在非正常使用情況下強度可能的最小值。我國《標準》GBJ68—84曾取γf=1．5。而現行的砌體結構設計規(guī)范則適當提高了安全度的水準，并按照現場質量管理、砂漿和混凝土強度、砂漿拌和方式、砌筑工人水平等項目對結構安全度的影響，按照施工質量控制等級的規(guī)定，將砌體結構材料性能分項系數γf劃分為A、B、C三個等級，見式(16-1—3)下說明。三、設計使用年限砌體結構和結構構件在設計使用年限內，在正常維護下，必須保持相宜使用，而不需大修加固。設計使用年限可按國家標準《建造結構可靠度設計統(tǒng)一標準》決定。四、建造結構的安全等級按照建造結構破壞可能產生的后果(危及人的生命、造成經濟損失、產生社會影響等)的嚴重性，建造結構應按表16—2—1劃分為三個安全等級，設計時應按照詳細情況適當選用。安全等級破壞后果建造物類型一級很嚴重重要的房屋二級嚴重普通的房屋三級不嚴重次要的房屋注：1．對于異常的建造物，其安全等級可按照詳細情況另行決定；2．對地震區(qū)的砌體結構設計，應按現行國家標準(建造抗震設防分類標準)GB50223按照建造物重要性區(qū)別建造物類別。例：1.砌體沿齒縫截面破壞的抗拉強度,主要是由(B)決定的。A.塊體強度B.砂漿強度C.砂漿和塊體的強度D.上述A、B、C均不對解：由砌體的性能可知,砌體軸心抗拉強度主要取決于塊體與砂漿之間的粘結強度,普通與砂漿粘結強度有關;當沿齒縫截面破壞時,其抗拉強度ft.m與砂漿抗壓強度有關。2.驗算截面尺寸為240mm×1000mm的磚柱,采用水泥砂漿砌筑,施工質量為A級,則砌體抗壓強度的調節(jié)系數γa應取(A)。A.0.9X(0.24+0.7)B.(0.24十0.7)X1.00C.0.9X(0.24+0.7)X1.05D.上述A、B、C均不對解：水泥砂漿調節(jié)系數為0.9;施工質量為A級,計算時不調節(jié)γa,又截面面積0.24X1=0.24m2<0.3m2,應調節(jié)γγa=0.9X(0.24十0.7)第三節(jié)承載力3—1無筋砌體構件的承載力計算一、受壓構件(一)受壓特點砌體結構構件中，軸心及偏心受壓構件是最基本的構件。在軸心荷載作用下，砌體截面中應力為勻稱分布（圖16－3－1a）。隨著荷載偏心距的增大，受力特性將發(fā)生很大變化。當偏心距不大時，囫圇截面受壓，因為砌體的彈塑性性能，截面中的應力呈曲線分布（圖16－3－1b）。當偏心距加大，遠離荷載的截面邊緣，由受壓逐漸過渡到受拉。當受拉邊緣的應力大于砌體沿通縫截面的彎曲抗拉強度時，砌體受拉區(qū)將浮上沿截面通縫的水平裂縫（圖16－3－1c），隨著裂縫的開展，受壓區(qū)面積減小。對浮上裂縫后的剩余截面，縱向力的偏心距將減?。▓D16－3－1d），故裂縫不至于無限制地發(fā)展，以致使構件破壞，而是在剩余截面和減小偏心距作用下達到新的平衡，這時壓應力仍可增大，隨著荷載的不斷增強，裂縫不斷開展，舊平衡不斷破壞而達到新的平衡，當剩余截面減小到一定程度時，導致砌體受壓邊浮上豎向裂縫，最后導致構件破壞。破壞時，固然砌體受壓一側的極限變形和極限強度比軸壓構件高，但因為壓應力不勻稱的加劇和受壓面積的減少，截面所能承擔的軸向力將隨偏心距的加大而顯然下降。必須指出的是，在破壞時，砌體受壓一側的極限變形及極限強度均比軸壓為高，因為受壓部分的砌體，具有局部受壓性質，故強度有所提高，提高的程度隨偏心距的增大而加大?，F行規(guī)范采用偏心影響系數φ來反映截面承載力與偏心距的關系。(二)單向偏心受壓構件承載力的影響系數φ矩形截面(1)當β≤3時，φ=(16—3--1)式中e--荷載設計值產生的軸向力的偏心距，e=；h——矩形截面沿軸向力偏心方向的邊長，當軸心受壓時為截面較小邊長。β=γβ——構件的高厚比，Ho——受壓構件的計算高度。，γβ--不同類別砌體材料的高厚比修正系數。(2)當β>3時，實際的偏心距已為e+ei，ei為附加偏心距。φ=當軸心受壓時，偏心距e=0φ0=ei=(16—3--2)于是可求得矩形截面的影響系數為：φ=(16—3--3)式中φ0——軸心受壓構件的穩(wěn)定系數，按式(16-3-4)計算。φ0=(16—3—4)式中當β≤3時，取甲φ0=1a=——與砂漿強度等級有關的系數：當砂漿強度等級大于或等于M5時，a=0.0015；當砂漿強度等級等于M2．5時，a=0.002；當砂漿強度等級f2=0時，a=0.009。2．T形或十字形截面計算T形或十字形截面受壓構件的φ時，應以折算厚度hT=3.5i代替式(16—3—3)中的h。式中i——截面的回轉半徑，i=；(三)受壓構件的承載力計算按照以上分析，受壓構件的承載力應按下式計算：N≤φfA(16—3—5)式中N_____荷載設計值產生的軸向力，即軸向力設計值；φ——高厚比β和軸向力的偏心距e對受壓構件承載力的影響系數；f砌體抗壓強度設計值；A截面面積，對各類砌體均可按毛截面計算；對帶壁柱墻，其翼緣寬度可按規(guī)定采用。應用公式(16-3-5)時，需注重下列問題。1．對矩形截面構件，當軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應對較小邊長方向，按軸心受壓舉行驗算。計算公式為N≤φ0fA。2．實驗和分析表明，砌體的類型對構件的承載力也有很大的影響。因為各類砌體在強度到達極限時的變形值有較大的差別，例如混凝土中型砌塊砌體的變形與普通磚砌體相似，混凝土小型空心砌塊砌體的變形大于磚砌體，料石和毛石的砌體因為灰縫大，變形也大，這都會造成細長構件承載力發(fā)生相應的變化。因此，在計算影響系數φ或查φ表時，應先對構件高厚比β乘以下列不同類別砌體材料的高厚比修正系數γβ：(1)當燒結普通磚、燒結多孔磚砌體時，γβ=1.0；對灌孔混凝土砌塊，γβ=1．0；(2)當混凝土及輕骨料混凝土砌塊砌體時，γβ=1.1(3)當蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、細料石、半細料石砌體時，γβ=1.2；(4)當粗料石、毛石砌體時，γβ=1.5。對矩形截面β=γβ(16—3—6)對T形截面β=γβ(16—3—7)式中h--矩形截面軸向力偏心方向的邊長，當軸心受壓時為截面較小邊長；hT--T形截面的折算厚度，可近似按hT=3.5i計算；i--截面回轉半徑i=。3．軸向力偏心距e的限值荷載較大和偏心距較大的構件，隨著偏心距的增大和受壓區(qū)高度顯然減小，在使用階段時，砌體受拉邊緣已產生較寬的水平裂縫，構件剛度降低，縱向彎曲影響增強，承載力顯著下降。故規(guī)范規(guī)定，按荷載設計值計算的軸向力的偏心距e應符合下列限值要求，即e≤0.6y(16-3—8)式中y截面重心至軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。4．雙向偏心受壓構件當軸向壓力在矩形截面的兩個主軸方向都有偏心距，或同時承受軸心壓力及兩個方向彎矩的構件，即為雙向偏心受壓構件。雙向偏心受壓構件的截面承載力計算比較復雜，采用附加偏