配筋砌体

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Pu f v Bt
弯曲破坏强度线 剪切破坏强度线
b
剪切控制
弯曲控制
3.2 水平灰缝配筋砖砌体
Vu ( f VE s f y s ) A
水平钢筋强度利用系数ζs,试验及下图分析可得
Vyv
1 h ht0.7 sv f yv 0.35 sv f yv bt 0.35 sv f yv A 2 b
s 0.93(0.9)
s 1.08(1.0)
As ) 轴压短柱承载力 N u b f m A f cm Ac s f ym
2.2.2 轴压长柱(稳定系数)
采用的经验法:从定性上来分析,组合砖砌体构件的稳定系数φcom应介于 无筋砌体构件的稳定系数φ 0与钢筋混凝土构件稳定系数φ rc之间。通过换 算强度和换算弹性模量,并经过试验结果分析得出:
由砌块砌体的应力应变关系
0g
1 1 400 f gm
f G,m f m 0.94f c,m
1 500 f gm ln(1
f G f 0.6f c

f gm
)
用稳定理论的方法可得:
1
2
偏安全简化后得规范公式
0g
1 1 0.001 2
2.4.2 偏心受压(平面内正截面承载力) 类似于钢筋混凝土结构计算,也分大小偏心构件分别计算。 1) 大小偏心受压界限 当x≤ ξbh0时,大偏压;当x> ξbh0时,小偏压。 2) 大偏心受压时极限承载力
2.2.3 偏压长柱
计算方法类似钢筋混凝土柱,分为大偏心受压构件和小偏心受压构件。 所要注意的是: 1)附加偏心距(二阶挠度)为
ea
2h
2200
(1 0.022 )
2)在利用力的平衡推导承载力公式时,受压区除了有砌体外,还有混凝 土(砂浆)。
q
2 .3 组合墙
2.3.1 轴心受压 • 砼柱分担墙体上的荷载; • 砼柱和圈梁形成一种“弱框架”,约束墙体 横向变形,使框内砌体处于双向受压状态; • 砼柱对提高墙体稳定性 。 试验及分析表明,主要因素是构造柱的间距, 房屋层高的影响甚微。
' N u f gmbx f y' As f y As f si Asi
' N u e N f gm bx(h0 x / 2) f ym As' (h0 a s' ) f smi S si
3) 小偏心受压时极限承载力
' N u f gmbx f ym As' s As
1 .2 组合砖砌体
特点: 改善抗弯能力; 提高砌体抗压强度; 提高砌体抗剪强度; 改善砌体变形性能。
用途: • 单层房屋弯矩较大时; • 加固; • 一般砌体结构墙、柱、 梁(国外)
1 .3 组合墙
先砌墙后浇柱、梁
由设置构造柱、圈梁提高无筋 砌体房屋的整体性和抗震性能 结构体系派生出来。为我国特 色。 后发展到柱为钢筋混凝土柱 ——约束砌体结构(沈阳) 特点: • 平时抗压,震时抗震,有效 利用了构造柱和圈梁; • 底部抗剪抗压强度仍不够时, 还可以配置水平钢筋网。 用途: • 强度不够的大跨度、中高层 砌体房屋;
2080
2.3.2 偏心受压(平面外)
3900
3900
3900
填充墙(下) 钢筋砼薄壁柱(上)
?
砖砌抗震墙 构造柱
8400
框架梁
钢筋混凝 土薄壁柱 填充墙(下) 钢筋砼薄壁柱(上)
2080
2.3.3 偏心受压(平面内) 用于多层房屋时,水平地震(风)荷载作用下,弯曲作用很小,可以 忽略不计,故平面内偏心很小,不考虑。
' N u e N f gm bx(h0 x / 2) f ym As' (h0 a s' )
s
x 0.8) b 0.8 h0 (
fy
2.4.3 偏心受压(平面外)
配筋砌块砌体剪力墙,当竖向钢筋仅配在中间时,其平面外偏心受压承载力 可按无筋砌块砌体进行计算,但应采用灌孔砌体的抗压强度设计值。
2
注意:β >16时,不宜
长柱承载力影响系数
n
特点: 1)无筋砌体和配筋砌体形式统一,关于配筋率在ρ =0时是连续的; 2)短柱时,
0 n 1.0
n
1 e 1 12( ) 2 h
与无筋砌体相同,未反应其特点。
湖南大学通过试验研究,
n
1 e 1 1 1 4.5 1 (0.025 0.4 y 4.5 0 n
com 0 100 ( rc 0 ) rc
轴压长柱极限承载力:
As ) N u com ( b f m A f cm Ac s f ym
柏敖冬.砂浆抹面纵纵配筋砖柱承载力的试验及计算.建筑结构学报.1982(1) 柏敖冬.组合砖柱承载力的试验.四川建筑科学研究.1984(1) 柏敖冬.组合砖砌体结构极限承压能力的计算.建筑结构.1984(4)
3 配筋砌体受剪承载力
抗震抗风承载力(平面内剪力和竖向压力共同作用)
3.1破坏特征和影响因素
3.1.1 破坏特征 悬臂配筋砌体剪力墙在水平和竖向荷载作用下,主要有以下两种破坏情况: 剪切破坏 • 斜拉破坏 • 剪压破坏 • 斜压破坏 • 沿通缝破坏 弯曲破坏 • 大偏压破坏 • 小偏压破坏
3.1.2 影响因素 • 墙体高宽比 • 竖向压应力 • 水平配筋率 • 纵向配筋率 • 无筋砌体抗剪强度 • 灌芯率 • 构造柱
a
配筋增加砌体强度 轴压短柱抗压强度 2.1.3偏压短柱

As 2 f ym f ym asn 100
f nm f m
2 f ym 100
注意:偏心距不应大于截面核心 e≤0.17h
GB50003引用原苏联规范规定,考虑偏心对钢筋作用的影响
f nm f m 2 2e (1 ) f ym 100 h
1.4 配筋砌块砌体
用途: • 我国一般用于高层建筑; • 国外多层高层都可见。
2 配筋砌体受压承载力
2.1 网状配筋砖砌体
2.1.1机理:套箍作用 2.1.2轴压短柱 假定钢筋和砌体粘结牢固,砌体横向变形使一片钢筋网 产生总拉力 (b h) s n A 当钢筋屈服时,试件破坏,即 (b h)s n s (b h) f ym
' N u com [ f m An ( f cm Ac f ym As' )]
混凝土圈梁
砖墙
混凝土构造柱
S
S
4 1 l 3 b c
1
构造柱的间距一般选择在2m左右最好,最大不能超过4m。
大开间纵横墙混合承重砌体结构房屋中,梁下设有钢筋混凝土柱(“三用柱”)
0.4 欧盟规范EC6、EC8
无筋砌体 约束砌体 配筋砌体
约束砌体:无筋砌体墙四周被钢筋混凝土构件约束的结构体系(对空心砌块, 可采取灌芯混凝土代替钢筋混凝土构件)。该规范要求:约束构件在砌体施工 之后浇注,水平约束构件与楼盖同时浇注,所有墙体转角处、变形缝两侧、墙 体交叉处和承重墙端部应设置混凝土构造柱(tie-columns),且构造柱间距不 大于4m,面积大于1.5m2的洞口两侧也应设置构造柱。这类结构的承载力计算 按照无筋砌体计算。
1 2
e h
湖南大学试验表明,上式比试验值偏低。 f nm f m
2 e (1 ) f ym 100 h
2.1.4长柱(承载力影响系数)
GB50003参照无筋砌体,并考虑网状配筋砌体的特性。 轴压长柱稳定系数
0 n
1 1 3 2 1 667
1 e 1 1 1 12 1 h 12 0n
2
短柱时
n
1 e 1 4.5( ) 2 y

1 e 1 18( ) 2 h
2.2 组合砖砌体
2.2.1 轴压短柱 砌体、砂浆、混凝土棱柱体受压应力应变曲线类似, 但其极限荷载时的应变大小不同: 砌体: ε0=0.0033 混凝土: ε0= 0.002 砂浆(棱柱体): ε0= 0.0012(柏敖冬.砂浆抹面纵纵配筋砖柱承载力的试验及计算.建筑结构学
2.4 配筋砌块砌体
2.4.1 轴心受压 特征: • 开裂荷载与极限荷载比值0.4~0.7,随ρ 增加而增加; • f1、f2的作用较小,对砌体强度起主导作用的是混凝 土芯柱; • 符合平截面假定; • 竖向钢筋屈服; • 强度及弹性模量比无筋砌体提高。 轴心受压墙、柱极限承载力:
N u 0 g ( f g A 0.8 f y' As' )
0.2周炳章分法
按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体、约束砌体和配 筋砌体三类: (1)无筋砌体——仅有少量的拉结钢筋,含筋量在0.07 %以下。 (2)约束砌体——配筋量为0.07 %~0.17 %左右。适用于地震设 防 地区的砌体结构,如在墙段边缘设置边缘构件(钢筋混凝土构造柱), 同时,墙段上下设置有圈梁,此类砌体的特点是在砌体周边均有钢筋混 凝土约束构件。 (3)配筋砌体——配筋混凝土砌块剪力墙结构,配筋率0.2 %左 右。适用于10 层以上的中高层建筑。
“三用柱”的问题:
• 砌体没受到约束作用,不能按组合墙公式计算; • 墙的刚度加大,墙/梁刚度比加大,计算简图? • 偏心受压规范无计算公式 汪恒在,石家庄建筑设计院
3900 3900 3900
填充墙(下) 钢筋砼薄壁柱(上)
砖砌抗震墙 构造柱
8400
框架梁
钢筋混凝 土薄壁柱 填充墙(下) 钢筋砼薄壁柱(上)
1 配筋砌体体系
1 .1 网状(水平)配筋砌体
特点: 提高砌体抗压强度; 提高砌体抗剪强度; 改善砌体变形性能。
注:右下图示国外水平灰缝配 筋不提高抗压强度,只提高抗 剪强度和变形性能。
用途: • 砖墙、柱抗压强度及抗剪强度不够时; • 各类水平钢筋,如配筋砌体水平钢筋、 防裂构造钢筋等(国外)。
第五讲 配筋砌体
0 砌体结构分类 1 配筋砌体体系 2 配筋砌体受压承载力 3 配筋砌体受剪承载力
防锈问题?
0 砌体结构分类
0.1 施楚贤分法 无筋砌体 配筋砌体
按钢筋的作用分: (1)配筋砌体结构:通过配筋使钢筋在受力过程中强度达到流限的砌体结构。 竖向和水平方向的配筋率均大于0.07%。构件性能类似钢筋混凝土剪力墙结构。 (2)约束砌体结构:通过竖向和水平方向钢筋混凝土构件约束墙体,使其在 抵抗水平作用时增加墙体的极限水平位移,从而提高墙体的延性,使墙体裂而 不倒。其性能介于无筋砌体和配筋砌体之间。如钢筋混凝土构造柱-圈梁结构体 系。 按配筋方式分: (1)均匀配筋砌体结构:网状配筋砖砌体、配筋混凝土砌块砌体剪力墙; (2)集中配筋砌体结构:砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙; (3)集中-均匀配筋砌体结构:砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的 组合砌体墙或柱。(带构造柱和圈梁和芯柱的混凝土砌块墙)。
报.1982(1))
钢筋:
ε0= 0.0016(HRB335)
由变形协调一致原则(平截面假定): • 砂浆面层组合砌体的破坏是由于面层砂浆压坏而导致, 试件破坏时,砌体和钢筋均未达到强度; • 混凝土面层组合砌体的破坏是由于混凝土压坏而导致, 试件破坏时,砌体未达到强度,钢筋屈服。 通过试验研究,得到材料强度利用系数(括号内为规范值): 砂浆面层时, b 0.93(0.85) 混凝土面层时, b 0.945(0.9)
Vyv sv f yv A
0.7
sv fyv
0.35
规范取值略有变动
(a) Crevices condition (b) Stress condition
3.3 组合墙
发生剪切破坏时,墙体极限承载力
Vu Vm V yv Vs Vc
无筋砌体的作用
梁建国.钢筋混凝土-砖砌体组合墙抗震 性能.建筑结构学报.2003(3)
0.3 美国规范ACI 530-05/ASCE 5-05/TMS 402-05 英国规范BS5628
按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体和配筋砌体三类: (1)无筋砌体——仅有少量的拉结钢筋,含筋量在0.07 %(英国 0.05% )以下。
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(2)配筋砌体——配筋率0.07 % %(英国0.05% )以上。
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