15砌体结构承载力计算解析

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,*,砌体构造,*,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-1 受压构件承载力计算,墙、柱,矩形,T 形,1、分类,2、截面形式,3、计算类型,全截面受压计算,局部受压计算,受压构件,偏心,受压,N,x,y,x,y,单向偏心,受压,双向偏心,受压,轴心,受压,N,x,y,x,y,N,x,y,x,y,一、概述,11/19/2024,1,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,二、受力分析,一受压短柱的承载力分析,随着偏心距的增大构件所能担当的纵向压力明显下降,A 砌体截面面积,f,砌体抗压强度设计值,偏心影响系数,e,轴向力偏心矩,i,截面的回转半径，,矩形截面：,T形或其他外形截面：,h,截面长边,I,截面沿偏心方向的惯性矩,A,截面面积,h,T,代替h,3-1 受压构件承载力计算,h,T,折算厚度，,引进偏心 影响系数,11/19/2024,2,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,二受压长柱的受力分析,3-1 受压构件承载力计算,纵向弯曲的影响,偏心距 e,附加偏心距 e,i,+,e=0,矩形截面,纵向弯曲系数,标准中考虑纵向弯曲和偏心距影响的系数：,与砂浆强度等级有关的系数,当砂浆强度等级M5时，=0.0015,当砂浆强度等级为M2.5时，=0.002,当砂浆强度为零时，=0.009,11/19/2024,3,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,三、受压构件承载力计算公式,3-1 受压构件承载力计算,A 截面面积，对各类砌体均应按毛截面计算,一考虑的影响,N 轴向力设计值,高厚比和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数,f 砌体抗压强度设计值按砌体构造设计标准表表承受,矩形截面,T 形截面,H,0,h,不同砌体材料的高厚比修正系数,按砌体构造设计标准条查表,受压构件的计算高度，按砌体构造设计标准表承受,矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长,11/19/2024,4,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-1 受压构件承载力计算,二对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进展验算，即：,三e的限值,y,截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离,1、修改构件截面尺寸和外形如；增加梁高或增加墙垛,2、设置具有中心装置的垫块或缺口垫块,当轴向力的偏心距超过规定限值 时，可实行以下措施：,三、受压构件承载力计算公式,11/19/2024,5,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,四、例题,3-1 受压构件承载力计算,【例2-1】截面为bh=490mm620mm的砖柱，承受MUl0砖及M5混合砂浆砌筑，施工质量把握等级为B级，柱的计算长度H0=7m；柱顶截面承受轴向压力设计值N=270kN，沿截面长边方向的弯矩设计值M=8.4kNm；柱底截面按轴心受压计算。试验算该砖柱的承载力是否满足要求?,【解】1、柱顶截面验算,从标准表查得=1.50MPa,A=0.490.62=0.3038m,2,0.3m,2,，取,a,=1.0,1沿截面长边方向按偏心受压验算：,e=M/N=8.4/270=0.031m=31mmN=270kN,2沿截面短边方向按轴心受压验算：,=,H,0,/b=1.07000/490=14.29,查表得 =0.763,则 fA=0.7631.50.3038106=347.7kNN=270kN 满足要求,满足要求,11/19/2024,6,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,四、例题,3-1 受压构件承载力计算,【例2-1】截面为bh=490mm620mm的砖柱，承受MUl0砖及M5混合砂浆砌筑，施工质量把握等级为B级，柱的计算长度H0=7m；柱顶截面承受轴向压力设计值N=270kN，沿截面长边方向的弯矩设计值M=8.4kNm；柱底截面按轴心受压计算。试验算该砖柱的承载力是否满足要求?,【解】,2、柱底截面验算,砖砌体的重力密度=18kN/m,3,，则柱底轴心压力设计值,=,H,0,/b=1.07000/490=14.29，查表得 =0.763,fA=347.7kNN=321.7kN,N=270kN+1.35180.490.627kN=321.7kN,(承受以承受自重为主的内力组合),可见柱底截面承载力满足要求,11/19/2024,7,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-1 受压构件承载力计算,【例2-2】截面尺寸为1000mml90mm的窗间墙，计算高度H0=3.6m，承受MUl0单排孔混凝土小型空心砌块对孔砌筑，M5混合砂浆，承受轴向力设计值N=125kN，偏心距e=30mm，施工质量把握等级为B级，试验算该窗间墙的承载力。假设施工质量把握等级降为C级，该窗间墙的承载力是否还能满足要求?,【解】(1)施工质量把握等级为B级,A1.00.19=0.19m,2,f=0.892.22=1.98N/mm,2,=,H,0,/h=1.13600/190=20.84,e/h=30/190=0.158,e=30mmN=125kN，满足要求,(2)施工质量把握等级为C级,砌体抗压强度设计值应予降低,f=1.981.6/1.8=1.76N/mm,2,fA0.3521.760.19106=117.7kNN=125kN，不满足要求,a,=0.7+0.19=0.89,查表得 =0.352,11/19/2024,8,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-1 受压构件承载力计算,【例2-3】如图2-4所示带壁柱砖墙，承受MU10砖、M7.5混合砂浆砌筑，施工质量把握等级为B级，计算高度H0=5m，试计算当轴向力作用于该墙截面重心O点及A点时的承载力。,【解】,(1)截面几何特征值计算,截面面积：A=10.24+0.240.25=0.3m,2,取,a,=1.0,截面重心位置：y,1,=(10.240.12+0.240.250.365)/0.3=0.169m=169mm,y,2,=0.49-0.169=0.321m=321mm,截面回转半径：,截面惯性矩:,+0.240.25(0.321-0.125),2,=0.00434m,4,I=10.24,3,/12+10.24(0.169-0.12),2,+0.240.25,3,/12,T形截面的折算厚度：h,T,=3.5i=3.50.12=0.42m=420mm,11/19/2024,9,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-1 受压构件承载力计算,【例2-3】如图2-4所示带壁柱砖墙，承受MU10砖、M7.5混合砂浆砌筑，施工质量把握等级为B级，计算高度H0=5m，试计算当轴向力作用于该墙截面重心O点及A点时的承载力。,【解】,(2)轴向力作用于截面重心O点时的承载力,=,H,0,/h,T,=1.05000/420=11.90,查表 =0.823,查标准表得1.69MPa,则承载力为：N=fA=0.8231.690.310,6,=417.3kN,(3)轴向力作用于A点时的承载力,e=169-100=69mm f,1.0,11/19/2024,12,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-2 砌体局部受压承载力计算,二、局部均匀受压承载力计算,N,L,局部受压面积上荷载设计值产生的轴向力,三、梁端支承处砌体局部受压,一梁端有效支承长度a0,h,c,梁的截面高度(mm),f 砌体抗压强度设计值N/mm2,a,实际支承长度,N,L,f,A,L,11/19/2024,13,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-2 砌体局部受压承载力计算,三、梁端支承处砌体局部受压,(二)上部荷载对局部抗压的影响,内拱卸荷,结论：在确定范围内，上部荷载对局部抗压有提高作用，但超过确定范围后，这种有利影响降低。即：当A0/AL3时，不考虑上部荷载影响。,11/19/2024,14,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-2 砌体局部受压承载力计算,三、梁端支承处砌体局部受压,(三)梁端支承处砌体的局部受压承载力计算,N,0,+N,L,A,L,上部荷载折减系数，,0,/A,L,，当A,0,/A,L,3时，取=0；,N,0,由上部荷载设计值产生的轴向力，N,0,0,A,L,；,N,L,梁端荷载设计值产生的支承压力；,梁端底面应力图形的完整系数，一般可取0.7，对于过梁和墙梁可取1.0。,0,上部平均压应力设计值；,假设不满足，怎么办？,增大局部受压面积,A,L,梁端设垫块或垫梁,11/19/2024,15,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,四、梁下设有刚性垫块,3-2 砌体局部受压承载力计算,N,0,+N,L,1,A,b,N,0,垫块面积A,b,内上部轴向力设计值；N,0,=,0,A,b,垫块上N0及NL合力的影响系数，应承受标准条取值：,1垫块外砌风光积的有利影响系数，1=0.81,A,b,垫块面积；A,b,=a,b,b,b,b,b,垫块的宽度,垫块,t,b,垫块的高度,a,b,垫块伸人墙内的长度,垫块上N,l,合力点位置可取0.4a,0,处,11/19/2024,16,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,1,刚性垫块a,0,计算公式的系数,刚性垫块上外表梁端有效支承长度a0计算公式：,(b,b,-b)/2t,b,1、t,b,180mm，,2、在带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘局部，同时壁柱上垫块伸人翼墙内的长度不应小于120mm；,3、当现浇垫块与梁端整体浇注时，垫块可在梁高范围内设置,刚性垫块的构造要求：,11/19/2024,17,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,五、粱下设有长度大于,h,0,的钢筋混凝土垫梁,3-2 砌体局部受压承载力计算,N,0,+N,L,2.4,2,b,b,h,0,N,0,=b,b,h,0,0,/2,N,0,垫梁上部轴向力设计值,bb、hb分别为垫梁在墙厚方向的宽度和垫梁的高度mm,2 当荷载沿墙厚方向均匀分布时，2取1.0，不均匀分布时2可取0.5,h,0,垫梁的折算高度(mm),E,b,、I,b,分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩,h 墙厚(mm),E砌体的弹性模量,11/19/2024,18,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,六、例题,3-2 砌体局部受压承载力计算,【例2-4】如右图所示的钢筋混凝土梁，截面尺寸bh=250mm500mm，支承长度a=240mm，支座反力设计值Nl=70kN，窗间墙截面尺寸1200mm240mm，承受MUl0砖、M5混合砂浆砌筑,梁底截面处的上部荷载设计值150kN，试验算梁底部砌体的局部受压承载力。,AL=0.71.591.5045650=76.2kNNl=70kN，满足要求。,【解】查标准表，f=1.50MPa,取a,0,=182.6mm,A,L,=a,0,b=182.625045650mm,2,A,0,=240(250+2240)=175200mm,2,A,0,/A=175200/45650=3.8383,取=0(即不考虑上部荷载),，取=1.59,钢筋混凝土梁,假设Nl=90kN，怎么办？,11/19/2024,19,砌体构造,第三节 砌体构造构件承载力计算,3-2 砌体局部受压承载力计算,【例2-5】在例2-4中假设Nl90kN，其他条件不变，设置刚性垫块，试验算局部受压承载力。,【解】由例2-4计算结果可知，当Nl90kN时，梁下局部受压承载力不满足要求。设预制垫块尺寸为abbb=240mm600mm,垫块高度为180mm，满足构造要求。则,A,L,=A,b,=a,b,b,b,240600144000mm,2,A,0,/A,L,=259200/144000=1.8,1,=0.8=0.81.313=1.051,上部荷载产生的平均压应力：,0,/f=0.52/1.50=0.35,查表,1,=5.93,由于 600+2240=