砌体结构课件.ppt

结构可靠度：在规定的时间和条件下，工程结构完成预定 功能的概率，是工程结构可靠性的概率度量。目的：将工程 结构的作用效应与结构抗力之间建立一个平衡（经济安全）。
1.直接经验阶段 依靠工匠们代代相传的经验，认为不夸不塌就是安全可靠。 2.安全系数阶段 允许应力设计法：砌体视为各向同性的理想弹性体，采用

N A
1
ey i2

全截面受压或受拉边缘未开裂 受拉边缘未开裂
Nu
1
1
ey i2
Afm
' Afm
' 1
1

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3
h 2

e


h 1.5
来自百度文库
3e h

' 0.75 1.5 e
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Nu

1 2
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fm


0.75
1.5
②对无筋砌体构件，其截面面积A＜0.3m2时，γa＝A+0.7；对配 筋砌体构件， A＜0.2m2时，γa＝A+0.8；构件截面面积A以m2计。
③当砌体用水泥砂浆砌筑时，对抗压强度设计值，γa＝0.9；对抗 拉、抗弯及抗剪强度设计值，γa＝0.8；对配筋砌体构件，仅对砌 体的强度设计值乘以调整系数γa。
④当施工质量控制等级为C级（配筋砌体不允许采用C级）时，γa ＝0.89；
⑤当验算施工中房屋的构件时，γa＝1.1；但由于施工阶段砂浆尚
未硬化，砂浆强度可取为零。
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3.2 受压构件
3.2.1 受压短柱的承载力分析
将砌体看作匀质弹性体，按照材料力学方法计算，则受压边
缘应力为：


N A

Ne I
y
2.正常使用极限状态: 按照承载力极限状态设计结构构件后，再按正常使用极限状 态来验算构件正常使用或耐久性的某项要求（裂缝宽度)，在 一般情况下，正常使用极限状态可由相应的构造措施予以保证。 有时也需要进行必要的倾覆和滑移等稳定性验算，公式如下：
0 1.2SG2K
1.4SQ1K

n
SQ1K
弹性理论的允许应力设计法：σ≤[σ]， [σ]以凭经验判断。按
上述公式计算的承载力远小于实际承载力（不经济）。
3.1.1 砌体结构可靠度设计方法的沿革
破坏强度设计方法：即极限荷载设计方法，考虑砌体材料破 坏阶段的工作状态。（仍是凭经验的单一荷载系数度量结构安 全度）
KNik fm, a
i2


0.8SG1K
3.1.4 砌体强度设计值
各类砌体的强度标准值和设计值确定方法：
fk fm 11.645 f
f fk
f
《砌体工程施工质量验收规范》将砌体施工质量控制等级
分为A、B、C三个等级，在结构设计中通常按B级考虑，即 γf =1.6，当为C级时,取1.8，当为A级时，取1.5。砌体强度设计值
前苏联的极限荷载设计方法：即“三系数法”。对荷载和材 料强度标准值分别采用了概率取值。但未考虑荷载效应和材料 抗力的联合概率分布，属于半概率极限状态设计法。
niNik m,kfk ,a
3.以概率理论为基础设计的阶段 将数学概念引入结构可靠度理论，考虑荷载效应和材料抗力 的联合概率分布，定量分析结构的可靠度，控制失效概率。
当R、S为正态分布时，Z也为正态分布。 平均值：
标准值：
现取
由公式 pf pZ 0 可得:
结构构件失效概率与可靠指标的关系
可靠度指标和失效概率在数值上一一对应，如下表所示：
3.1.3 概率理论为基础的极限状态设计法
1.承载力极限状态：（达到最大承载力或最大变形）
0S R
即下列公式的最不利组合进行计算：
3.1.3 概率理论为基础的极限状态设计法
砌体结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以 可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达 式进行计算。 0、基本概念
功能函数仅与两个基本变量S、R有关，且极限状态方程为 线性方程为例，则其功能函数为：
按概率理论，可知结构的失效概率为：
pf pZ 0
e h

Afm
3.2.1 受压短柱的承载力分析
（渡（破偏31到坏小砌））受时，体随无拉，经的着筋。 截过实偏砌面大际心体所量受距承能试力的受承验特增轴受资征大 心的料非，压最进匀在力大行质远时压统弹离，应计性荷砌力分，载体即析致的截为，使截面砌砌上面的体体述边应轴受两缘力心压公，是抗的式由均压偏计受匀强心算压分度影结逐布f响果。步的过， （（系42数））采若当用偏轴下心向列距压公再力式增偏计大心算， 距：受较拉小边时将，出截现面水虽平全裂部缝受，压已，开但裂压截应面力退分出 工与布压作所不应，施均力实加匀比际 的 ， 轴 '受偏破心 1压心坏抗截压将压1ei面力发强2 面 保 生 度积持在f矩略将平压形大减衡应截。少。力面，较此大时一' ，侧1受，12压且1 he区 破2压坏应时力该的侧合边力缘将的
0 1.2SGK 1.4SQ1K
n

Qi
Ci
SQiK


R

f
,
aK
......

i2

0
1.35SGK
1.4
n
Ci SQiK


R
f
, aK ......

i1

按照上式计算结构构件，使其满足最大承载力以及最大变形的要
求。
3.1.3 概率理论为基础的极限状态设计法
3.1.2 我国砌体结构设计的发展
1.第一阶段 20世纪50年代至20世纪70年代，沿用前苏联的设计规范。 2.第二阶段 1973年11月至1989年底，国家基本建设委员会颁布的第 一部《砖石结构设计规范》（GBJ3-73）,采用多系数分析、 单一安全系数表达的半概率极限状态设计法。 3.第三阶段 1989年9月起至今，《砌体结构设计规范》（GBJ3-88） 《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）,采用以概率理论 为基础的极限状态设计方法。
第三章砌体结构构件的承载力计算
3.1 砌体结构极限状态设计方法 3.2 受压构件 3.3 砌体结构局部受压 3.4 梁端友承处砌体局部受压的计算 3.5 刚性垫块下砌体的局部受压 3.6长度大于πh0的垫梁下砌体局部受压 3.7 轴心受拉、受弯、受剪构件
3.1 砌体结构极限状态设计方法
3.1.1 砌体结构可靠度设计方法的沿革
以施工质量控制等级为B级、以毛截面计算、龄期为28d的各类
砌体，确定出各类砌体的强度设计值，具体详见教材P57附表。
下述特殊情况下各类砌体强度设计值的调整系数γa：
①有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度 不小于7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体， 混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，γa＝0.9。