建筑結構砌體構件承載力的計算

10.1受壓構件

墻、柱是砌體結構中最常用的受壓構件。砌體受壓構件的承載力：構件的截面面積、砌體的抗壓強度、軸向壓力的偏心距及構件的高厚比。

構件的高厚比：構件的計算高度H0與相應方向邊長h的比值，用β表示，即β=H0/h。

β≤3時稱為短柱，β>3時稱為長柱。對短柱的承載力可不考慮構件高厚比的影響。

10.1.1受壓構件的受力分析1.受壓短柱的受力分析軸心壓力，較小偏心壓力。2.軸心受壓長柱的受力分析材料不均勻、初彎曲在受壓構件的承載力計算中要考慮穩(wěn)定系數(shù)φ的影響。3.偏心受壓長柱的受力分析附加偏心距ei?！镀鲶w規(guī)范》根據不同的砂漿強度等級和不同的偏心距及高厚比計算出φ值，見表10-1~表10-3，供計算時查用。10.1.2受壓構件承載力的計算規(guī)范規(guī)定無筋砌體受壓構件的承載力按下式計算

式中N——軸向力設計值；

——高厚比β和軸向力偏心矩e對受壓構件承載力的影響系數(shù)；

f——砌體抗壓強度設計值；

A——截面面積，對各類砌體均應按毛截面計算。≤

計算影響系數(shù)或查

值表時，構件高厚比β應按下式計算對矩形截面對T形截面式中H0——受壓構件的計算高度；

h——矩形截面軸向力偏心方向的邊長，當軸心受壓時取截面較小邊長；

hT——T形截面的折算厚度，可近似按3.5i計算；

i——截面回轉半徑；

γβ——不同砌體材料的高厚比修正系數(shù)，查表10-4。

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進行驗算。式中y——截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。

圖10-2減小偏心距的措施受壓構件承載力計算公式的適用條件是e≤0.6y圖10-3砌體的局部受壓

砌體局部受壓的特點

∵承壓面積小∴局部砌體抗壓強度有較大提高！

∴一般（全截面）抗壓承載力計算滿足，并不能說局部承壓的承載力計算也滿足，故還應對局壓專門計算！局部承壓的類型：均勻受壓；非均勻受壓（梁或屋架端受壓）；10.2局部受壓1.砌體局部均勻受壓的破壞形態(tài)試驗研究表明，局部受壓有三種破壞形態(tài)：（1）因豎向裂縫發(fā)展引起的破壞（2）劈裂破壞（3）與墊板直接接觸的砌體局部破壞10.2.1砌體局部均勻受壓圖10-4砌體局部均勻受壓破壞形態(tài)ALA0注意：在數(shù)值上，A0中還包含AL。常見“套箍強化效應”的情況：

應力擴散現(xiàn)象：砌體內存在未直接承受壓力的面積，就有應力擴散的現(xiàn)象，可在一定程度上提高砌體的抗壓強度。

套箍強化效應：砌體縱向局部受壓后，若橫向變形受到約束，則呈三向或雙向受壓狀態(tài)，使砌體抗壓強度明顯提高，稱為套箍強化效應。

砌體局部均勻受壓時的抗壓強度可取為γ?，?為砌體抗壓強度設計值，γ為砌體局部抗壓強度提高系數(shù)。按下式計算式中γ——砌體的局部抗壓強度提高系數(shù)；

A0——影響砌體的局部抗壓強度的計算面積；

Al——局部受壓面積。2.砌體局部抗壓強度提高系數(shù)γ的限值：

（1）在圖10-5（a）的情況下，γ≤2.5；（2）在圖10-5（b）的情況下，γ≤2.0；γ的限值：

（3）在圖10-5

（c）的情況下，γ≤1.5；（4）在圖10-5

（d）的情況下，γ≤1.25；γ的限值：

（5）對混凝土砌塊灌孔砌體，在（1）、（2）的情況下，尚應符合γ≤1.5；未灌孔混凝土砌塊砌體，γ=1.0。（6）對多孔磚砌體孔洞難以灌實時，應按γ=1.0取用；當設置混凝土墊塊時，按墊塊下的砌體局部受壓計算。砌體截面中受局部均勻壓力時的承載力計算公式為式中

Nl——局部受壓面積上的軸向力設計值；

γ——砌體局部抗壓強度提高系數(shù)；

f——砌體的抗壓強度設計值，局部受壓面積小于0.3m2

，可不考慮強度調整系數(shù)γa的影響；

Al——局部受壓面積。3.局部均勻受壓承載力計算10.2.2梁端支承處砌體局部受壓1.梁端有效支承長度梁的擱置長度為a，有效支承長度為a0，砌體局部受壓面積Al=a0b（b為梁寬）。a0的取值主要取決于梁的剛度、砌體強度、局部受壓荷載的大小等。圖10-6梁端局部受壓式中a0——梁端有效支承長度（mm），當a0大于a時，應取a0等于a；

hc——梁的截面高度（mm）；

?——砌體抗壓強度設計值（N/mm2）?！兑?guī)范》給出梁端有效支承長度的計算公式為2.上部荷載對局部抗壓的影響①梁端支承壓力Nl；②上部砌體傳至梁端下面砌體局部面積上的軸向力N0。但由于梁端底部砌體的局部變形而產生“拱作用”，使上部砌體傳至梁下砌體的平均壓力減小為ψN0。上部荷載對局部抗壓強度的影響《規(guī)范》規(guī)定當A0/Al≥3時，不考慮上部荷載的影響。梁端下面砌體局部面積上受到的壓力包括兩部分：根據試驗結果，局部受壓承載力應按下列公式計算：式中N0——局部受壓面積內的上部軸向力設計值；

ψ——上部荷載的折減系數(shù)，當時，取ψ=0；

η——梁端底面應力圖形的完整系數(shù)，可取η=0.7，對于過梁和墻梁可取η=1.0。3.梁端支承處砌體局部受壓承載力計算10.2.3梁下設有剛性墊塊的砌體局部受壓剛性墊塊定義：

若局壓不滿足時，可設墊塊解決。目的：局壓面積擴大，應力減小。類型：預制鋼筋混凝土墊塊；預制素混凝土墊塊；墊塊與梁端同時現(xiàn)澆。

試驗還表明：剛性墊塊下砌體的局部受壓可采用砌體偏心受壓的公式計算。

在梁端下設有預制或現(xiàn)澆剛性墊塊的砌體局部受壓承載力按下列公式計算圖10-8壁柱上設有墊塊時梁端局部受壓圖10-9與梁端現(xiàn)澆成整體的剛性墊塊梁端設有剛性墊塊時，梁端有效支承長度a0按下式計算式中δ1——剛性墊塊的影響系數(shù)。墊塊上Nl合力點位置可取0.4a0處。σ0/?00.20.40.60.8δ15.45.76.06.97.8表10-5系數(shù)δ1值表10.2.4梁下設有長度大于h0鋼筋混凝土墊梁圖10-10墊梁局部受壓

按照彈性力學的平面應力問題求解，可得到梁下最大壓應力為

當墊梁長度>h0時，稱為柔性墊梁；當柔性墊梁置于磚墻上，相當于承受集中荷載的“彈性地基”上的無限長梁。因此，規(guī)范建議，墊梁應滿足下式：試驗指出：當采用鋼筋混凝土墊梁時：=1.5~1.6用三角形近似代替實際壓應力圖形墊梁下的砌體局部受壓承載力應按下列公式計算

式中N0——墊梁上部軸向力設計值；

bb——分別為墊梁在墻厚方向的寬度；

δ2——當荷載沿墻厚方向均勻分布時δ2取1.0，不均勻時δ2取0.8；

h0——墊梁的折算高度（mm）；10.3軸心受拉、受彎和受剪構件10.3.1軸心受拉構件砌體軸心受拉構件的承載力應按下式計算式中Nt——軸心拉力設計值；

?t——砌體的軸心抗拉強度設計值。圖10-13圓形水池壁受拉≤

10.3.2受彎構件

圖10-14受彎構件

沿齒縫截面計算：受彎承載力和受剪承載力沿通縫截面受彎構件的受彎承載力計算公式≤式中M——彎矩設計值；

ftm——砌體彎曲抗拉強度設計值；

W——截面抵抗矩。1.受彎承載力計算受彎構件的受剪承載力應按下式計算2.受剪承載力計算式中V——剪力設計值；

fV——砌體的抗剪強度設計值；≤b、h——截面的寬度和高度；

I——截面慣性矩；

S——截面面積矩。z——內力臂,，當截面為矩形時?。?0.3.3受剪構件

沿通縫或沿階梯形截面破壞時受剪構件的承載力的計算公式當永久荷載分項系數(shù)γG=1.2時當永久荷載分項系數(shù)γG=1.35時式中A——水平截面面積，當有孔洞時，取凈截面面積；圖10-15拱支座截面受剪?V——砌體的抗剪強度設計值，按表2-14采用，對灌孔的混凝土砌塊砌體取?