构件承载力计算

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,混合结构设计,一、轴心受压：,长柱：,短柱：,N,：轴向力设计值；,0,：轴心受压的纵向弯曲系数；,f,：,考虑调整系数后,砌体抗压强度设计值。,3,时为短柱,混合结构设计,砖砌体：,混合结构设计,矩形截面：,混合结构设计,：砌体受压构件的高厚比,矩形截面,T,形截面,：与砂浆强度等级有关的系数,砂浆强度等级,M5,M2.5,0,0.0015,0.002,0.009,混合结构设计,：不同砌体材料的高厚比修正系数,对烧结普通砖、烧结多孔砖、灌孔混凝土砌块砌体,=1.0,；,对混凝土及轻骨料混凝土砌块砌体,=1.1,；,对蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石砌体,=1.2,；,对粗料石、毛石砌体,=1.5,。,混合结构设计,二、偏心受压：,1,、偏心受压短柱：,e,实验表明：砌体结构的承载力,高于,上式计算出的数值。,1,、弹塑性，压应力分布丰满。,2,、开裂，使偏心距减小。,3,、实际受压的砌体，呈现局部受压性质。,混合结构设计,：轴向力的偏心距,e,对受压构件承载力的影响系数,e,矩形截面,:,混合结构设计,二、偏心受压：,：高厚比,和轴向力的偏心距,e,对受压构件承载力的影响系数,1,、偏心受压长柱：,e,e+ei,混合结构设计,受压构件计算：,：高厚比,和轴向力的偏心距,e,对受压构件承载力的影响系数,：查表,3,；,e=,0,：,1,3,；,e=,0,：,=,0,3,；,e,0,：,=,3,；,e0,：,=,1,三、受压承载力计算时应注意的几个问题,1.,对于矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压构件计算外，还应对较小边,b,方向，按轴心受压进行验算，即还应满足：,2.,轴向力的偏心距应符合下列限值要求，,即,e0.6y,式中,y,为截面重心至轴向力所在偏心方向截面受压边缘的距离,。,(,该规定的目的是：,截面受拉边不产生过大的裂缝,),例题,1,：,截面尺寸为,370490mm,的砖柱，烧结普通砖的强度等级为,MU10,，混合砂浆强度等级为,M5,，柱高,5.88mm,两端为不动铰支座。柱顶承受作用在截面长边方向的竖向压力设计值,N=120KN,，偏心距,e=73.5mm,，,施工质量为,B,级；,请验算该柱的受压承载力。,解：）确定砌体强度,f,MU10,烧结普通砖，,M5,混合砂浆，查表，,f=1.5N/mm,2,，,截面面积,A=370 490=0.1813m20.3m,2,强度修正系数,r,a,=0.7+A=0.8713,砌体强度设计值,r,a,f=0.87131.5=1.3N/mm,2,。,）确定长边承载力影响系数,(1),确定偏心距,e,偏心距,e=73.5mm,，,矩形截面,y=h/2=245mm,，,e=73.5,120kN,，满足承载力要求,4),验算短边承载力,按照轴心受压计算，偏心距,e=0,，计算长度,Ho=5.88m,，,h=370mm,，,Ho/h=1.05.880/0.37=16,，,=0.72,N,u,=0.721.3181300=170kN120kN,，满足承载力要求,例,2,某带壁柱的窗间墙，截面尺寸如图，壁柱高,5.4m,，计算高度为,6.8m,，用,MU10,粘土砖及,M2.5,混合砂浆砌筑。控制截面内力为,N=320kN,，,M=38.4kNm,，,弯矩方向是翼缘受拉,，,施工质量为,B,级，,验算该墙体的承载力,。,解：,）确定砌体强度,f,MU10,烧结普通砖，,M2.5,混合砂浆，查表，,f=1.3N/mm2,，,截面面积,A=2000240+380490=0.666200m,2,0.3m,2,，,强度修正系数,r,a,=1.0,砌体强度设计值,r,a,f=1.0 x1.3=1.3N/mm,2,。,2),确定承载力影响系数,(1),计算截面折算厚度,h,T,A=0.666200m,2,，,截面重心位置,(y1,为翼缘外皮到中心线的距离,),：,截面惯性矩：回转半径：，截面折算厚度：，,(,),确定偏心距,e,e=M/N=38400000/320000=120mm,，,y=0.413mm,，,e=120320KN,满足承载力要求。,例,3,由混凝土小型空心砌块砌筑独立柱截面尺寸为,400600mm,，砌块的强度等级,MU10,，混合砂浆强度等级,Mb5,，柱高,3.6M,，两端为不动铰支座。柱顶承受轴向压力标准值,N,k,=225KN,（其中永久荷载,180KN,，已包括柱自重），施工质量为,B,级，试验算柱的承载力。,解：,要点：,1),以恒载为主的组合起控制作用：,N=1.35180+0.71.445=288KN,2),因为为砌块砌体,，查表时应先对 进行修正，修正系数为,1.1,，即 为,9.9,，查表得,0.87,，,3),截面面积：,A=0.40.6=0.24m,2,288KN,安全,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,3.2,、局部受压,支承上部屋架、梁、柱时，支承处砌体即受到局部压力作用。,砌体的局部受压抗压强度,大于,均匀受压抗压强度。,主要是由于局部压力,扩散,到未直接承受压力的较大范围砌体上及周围砌体对受压部位的,约束,作用。,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,砌体局部受压有三种破坏形态：,因竖向裂缝的发展而破坏：,A,0,/A,l,不太大；,图（,b,）,劈裂破坏：,A,0,/A,l,太大；,图（,c,）,局部受压面积下砌体压碎破坏：,局部受压砌体强度较低。,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,一）均匀局部受压,砌体局部受压有局部均匀受压和非均匀受压,N,l,：作用在局部受压面积上的轴向力设计值；,f,：砌体的抗压强度设计值，,强度调整系数,a,可不考虑，,即取,1.0,；,A,l,：局部受压面积；,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,）,：,砌体局部抗压强度提高系数，按下式计算：,A,0,：,影响砌体局部抗压强度的计算面积，按下图确定。,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,为了避免,A,0,/A,l,过大时出现劈裂破坏，计算所得,值应符合,下列规定,：,对多孔砖砌体和,灌孔砌块砌体,，在图,6(a),、,(b),、,(c),情况下，尚应符合,1.5,。,未灌孔混凝土砌块砌体,1.0,。,在图,6(a),情况下，,2.5;,在图,6(b),情况下，,2.0;,在图,6(c),情况下，,1.5;,在图,6(d),情况下，,1.25;,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,二）,梁端局部受压,0.4a,0,梁端局部受压时有两个特点：,1,、梁端存在一个有效支承长度，而且在有效支承长度上由于梁传来的荷载所产生的压应力不是均匀分布的，而为,曲线形分布,。,根据试验得到，梁端的有效支承长度可按下式计算：,式中,:,h,c,梁的截面高度；,f,砌体抗压强度设计值。,由于梁存在一个有效支承长度，因此局压面积为,:,梁的支座反力到墙边的距离，不论楼面梁还是屋面梁均为,0.4,a,0,2,、梁端下的局部受压面积上不仅受梁传来的荷载,N,l,（梁的支座反力），而且还要受上部砌体传到梁端的压力,N,0,，但根据试验发现，上部墙体传到梁端又传到局压面积上的荷载不是固定的而是一个变量,“,内拱卸荷作用,”,。,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,上部荷载的折减系数；,N,0,局部受压面积内上部轴向力设计值（,N,）,0,上部平均压应力设计值（,N/mm,2,）；,梁端底面压应力图形的完整系数，一般取,=0.7,，,对于过梁和墙梁,=1.0,；,按前述公式计算。,A,l,：局部受压面积，,A,l,=,a,0,*b,1,、有上部荷载时，梁端局压强度计算：,2,垫块下局部受压,当梁端局压强度不满足要求或墙上搁较大梁、桁架时，常设置垫块,(,实际为刚性基础,),。,a,b,垫块一般都做成刚性的。,所谓刚性垫块，要求垫块从梁边挑出的长度不大于垫块的厚度。,刚性垫块下砌体的局压承载力可按偏心受压构件计算，其强度计算公式为：,式中：,N,0,上部砌体传来的作用于,垫块面积上,纵向荷载设 计值,N,0,=,0,A,b,A,b,垫块的面积，,A,b,=,a,b,b,b,；,a,b,b,b,垫块的长度和宽度；,垫块上,N,0,和,N,l,的合力偏心距对承载力的影响系数,可查表，查表时,3,，且,e/h,中的,h,为垫块长度,ab,e,的计算如后,；,大梁在垫块上的支承长度可按下式计算,:,式中,:,h,c,梁的截面高度；,1,刚性垫块的影响系数，按下表取值；,1,垫块外砌体面积的影响系数，取,1,=0.8,，但不小于,1.0,；,计算公式同前，,局压面积为垫块的面积,。,当垫块与梁整浇时，仍按上述方法计算,。,垫块的构造要求,：（,1,）垫块的厚度不宜小于,180mm,。（,2,）在带壁柱墙的壁柱内设置垫块时，其局压承载力降低，因此其计算面积不考虑翼缘部分，只取壁柱范围内的面积。同时壁柱上垫块深入翼墙的长度不应小于,120mm,。,(3),当现浇垫块与梁整浇时，垫块可在梁高范围内设置。,在带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块时，由于,翼墙,多数位于压应力较小边，翼墙,参加工作的程度有限,，所以,计算面积,A,0,应取壁柱范围内面积，而不计翼缘部份,。,M10,烧结砖，,M2.5,混合砂浆，,f=1.3N/mm2,，梁高,hc=400mm,，,解：、首先验算不设垫块的情况,）计算梁端有效支承长度,ao,2),计算局压强度提高系数,）局压计算,局部受压面积：,局部受压影响面积：,取,=2.0,）计算局压面积上的上部荷载,取,局部承压不足，需要设置垫块。,、设垫块后局部承压验算,设垫块后强度验算公式为：,）根据垫块构造要求，初选垫块尺寸为：,）计算,1,）计算,查表情况，；,）局压计算,(149.6-143.5)/143.5=4.3%5%,安全，满足局部承压要求。,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,柔性垫梁下砌体局部受压,(,类比柔基础理解,),y max,混合结构设计,第三节 无筋砌体构件承载力计算,2,柔性垫梁下不均匀局部受压修正系数，当荷载沿墙厚方向均匀分布时，,2,取,1.0,，当荷载沿墙厚方向不均匀分布时，,2,取,0.8,注：垫梁的梁端有效支承长度,a0,可按刚性垫块计算,E,b,、,I,b,分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩；,h,0,垫梁折算高度,E,、,h,砌体的弹性模量、,墙厚,混合结构设计,第四节 无筋砌体受拉、受弯、受剪承载力计算,一、轴心受拉,f,t,：砌体轴心抗拉强度设计值,二、受弯,f,tm,：砌体弯曲抗拉强度设计值,f,v,：砌体抗剪强度设计值；,Z,：内力臂，矩形截面为,2,h,/3,第四节 无筋砌体构件其它承载力计算,混合结构设计,三、受剪,f,v,：砌体抗剪强度设计值；,：修正系数，当,G,=1.2,时，对砖砌体取,0.6,，对混凝土砌块,取,0.64,；,当,G,=1.35,时，对砖砌体取,0.64,，对混凝土砌块,取,0.66,；,：剪压复合受力影响系数；,0,/,f,：轴压比，且,0.8,。,第四节 无筋砌体构件其它承载力计算,