第 11章 砌体受压构件承载力计算原理
? 砌体结构中的墙、柱是最普通的受压构件。
? 砌体受压构件可以分为无筋砌体受压构件
和配筋砌体受压构件。
? 11.1 无筋砌体受压构件
? 11.2 砌体局部受压
? 11.3配筋砌体构件
一、概述
二、偏心影响系数
? 理想的轴心受压构件 在荷载作用下截面产
生均匀的压应力,但与构件的长细比 (对
于砌体构件用高厚比,即构件的计算高度
与厚度的比值来表示)密切相关;
? 偏心受压 构件的承载力将同时受到偏心距
和高厚比的影响。
?
图 11-1 偏压构件截面应力分布
e
N
e
1 2
σ
2
a)
σ
2
b)
σ
1
σ
1
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1
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ie 2?
y
ie 2?
he /5.10 7 5 ???
图 11-2 偏心影响系数
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
e/h
Nu/fmA
国内
原苏联
公式( A )
公式( B )
? 按材料力学公式计算得到的值偏小,即承载力
偏小。有以下几个原因:
? 材料力学假定的是弹性材料,而砌体是弹塑性
材料,其截面的实际应力分布 不是直线而是曲
线;
? 当截面 存在应变梯度 时,砌体抗压强度会提高;
? 对于偏心距较大的情况,截面开裂后,实际的
偏心距减小了。
三、稳定系数
? 式中:, 与砂浆强度等级有关,当砂浆强
度等级大于等于 M5时,=0.0015;当 M2.5时,
=0.002;当 M1.0时,=0.003; M0.4时,=0.0045;
当砂浆强度为零时,=0.009。
2
2
20 1
1
121
1
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?
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AffAfAN c r ic r iu 0??? ???
?? 2
12?a
11,1,2无筋砌体受压承载力
计算公式
? 一、承载力影响系数
? 一般的偏心受压构件,同时受到偏心距
的影响和高厚比 的影响。
? 规范采用一个系数 来综合考虑两者对
承载力的影响。
? 根据规范,当 ≤3时,可仅考虑偏心距
的影响。
?
?
?
?
? 在试验研究的基础上,砌体规范提出下列不分偏
心距大小、统一的偏心距影响系数计算公式:
? 对于任意截面
? 构件发生纵向弯曲时,其效果相当于截面在原始
偏心距的基础上增加了一个附加偏心距,
2)/(1
1
ie?
??
2)/(121
1
he???
2
2)(
1
1
i
ee i????
? 在上式中如果令,则影响 应该等
于轴心受压构件的稳定系数 表达式0?e ?
0?
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11
0
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h
e
h
e
h
e
?
?
计算时应对 进行修正:
? 1)烧结普通砖、烧结多孔砖,1.0;
? 2)混凝土小型空心砌块,1.1
? 3)蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石和
半细料石,1.2
? 4)粗料石和毛石砌体,1.5
?
计算公式及偏心距限值
? 砌体受压构件的承载力按下式计算
? 轴向力偏心距较大时,截面在使用阶段就
会过早出现裂缝,影响正常使用。
? 为了保证使用质量,规范要求:轴向力偏
心距,其中是截面形心到轴向力偏
心方向截面边缘的距离。
fAN ??
ye 6.0?
11,2 砌体局部受压
? 11,2,1局部均匀受压
? 按局部面积计算的抗压强度大大超过轴心抗压强度,这
种提高作用通常称为“套箍作用”。
?
? —— 影响局部抗压强度的计算面积,见图 11-6; ——
局部受压面积
135.01 0 ???
lA
A?
0A
lA
? 均匀局部受压承载力的计算公式如下:
?
fAN ll ??
h a c≤ h
hbAl
A0=(a+c+h
)h
a) a h
hAl
ah
hA
l
b)
c)
A0=(2h+a)h
A0=(h+a)h h
h1
b
h1
Al
A0=(h+a)h+
(b+h1-h)h1
d)
图 11-6 约束面积的计算
11.2.2梁端局部受压
? 一、梁端局部承压
的特点
? 梁的有效支承长度
一般 小于实际搁置
长度 。0a
a
a
0
a
σ
m a x
N
l
N
0
f
ha 10
0 ?
2,在局部承压面上还有上部荷载产生的 的作用。
? η—— 梁端底面受压应力图形的完整性系数,
一般可取 0.7,对于过梁和墙梁取 1.0。
0?
卸载

图 11-8 卸载拱的
形成
0 / mf?
fA AN
l
ll ?
?
??
?
?? ???? 0
m a x
fANN ll ??? ??0
? —— 上部荷载的折减系数
05.05.1 0 ???
lA
A?
三.梁垫设计
? 1.预制刚性垫块设计
? 2.柔性垫梁设计
bl fANN 10 ????
但考虑到垫块底面压应力分布不均匀,偏于安全取 ?? 8.0
1 ?
b
l
bb
y b
N
IE
Eh
3m ax 3 0 6.0??
11.3配筋砌体构件
? 我国目前采用的配筋砌体主要有水平放置
的 网状配筋砌体、配有纵向配筋的组合砖
砌体、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙、
配筋砌块砌体组合剪力墙。
? 前三种属受压构件,而配筋砌块砌体剪力
墙不仅承受竖向荷载,还将承受由水平荷
载产生的剪力,设计方法将在, 建筑结构
设计, 一书中介绍。
11.3.1网状配筋砖砌体构件
S
n
图 11-12 网状配筋
又称间接配筋
AfN nn??
2
0
667
311
1
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? ?
?
?n
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eff
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1002 ??
n
s
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A?
三、构造要求
? 直径采用 3~4mm;钢筋网间距不应大于
120mm,也不应小于 30mm;沿砌体高度
的钢筋网片间距 Sn不得超过 5皮砖,也不应
大于 400mm.
16?? 17.0/ ?he
%1%1.0 ?? ?
11.3.2组合砖砌体构件
? 轴心受压时
? 组合砖砌体偏心受压
时,按下式计算
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sssyscc AAfAffAN ?? ????
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)( '0'',ssyssccsN ahAfSffSNe ???? ? h
a
s a s

s A

s
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N
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N
0,???? NssNsysNccN eAeAfSffS ??
三、构造要求
? 面层混凝土强度等级宜用 C15或 C20,面层
砂浆强度等级不得低于 M7.5;砌筑砂浆强
度等级不低于 M5。
9,3,3砖砌体和钢筋混凝土构造柱
组合墙
)]([ '' syccnc o m AfAffAN ??? ??
4
1
3/
1 ?
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?
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? 通过本章的学习要求 掌握影响无筋砌体受压构件
承载力的主要因素、承载力计算公式的建立和计
算方法;
熟悉砌体局部受压破坏的类型,掌握设计公式的
建立和计算方法;
? 了解网状配筋砖砌体、组合砖砌体、砖砌体和钢
筋混凝土构造柱组合墙的受力特点和一般构造;
熟悉网状配筋砖砌体和组合砖砌体受压构件设计
公式的建立和计算方法。