梁端支座处局部受压承载力计算

梁端支座处砌体局部受压承载力计算分析

梁端支座处砌体局部受压承载力计算分析

一．概述

砌体结构系指其承重构件的材料是由块材和砂浆砌筑而成的结构。砌体结构建筑物中的竖向结构体系为纵向和横向的由砖石或砌块和砂浆砌筑而成的承重墙，水平结构体系为屋盖和楼盖，屋盖和楼盖一般由板.次梁及主梁组成，主要用于承受楼面竖向荷载，是土木与建筑工程中应用最广泛的一种结构型式。砌体结构中支承钢筋混凝土梁的砖墙的支承面均属局部受压状态，其特点是局部受压截面存在有未受压或受有较小压力的砌体，限制了局部受压砌体在竖向压力作用下的横向变形，从局部受压砌体的受力状态分析，该砌体在竖向压力作用下的横向变形受到周围砌体的箍束作用产生的侧向横向压力，使局部受压砌体处于三向受压的应力状态，因而能在较大程度上提高其抗压强度。但当砌体受到局部压力时，压力总要沿着一定扩散线分布到砌体构件较大截面或者全截面上，这时如果按较大截面或全截面受压进行构件承载力计算足够的话，在局部承压面下的几皮砌体处却有可能出现被压碎的裂缝，这就是砌体局部抗压强度不足造成的破坏现象。因此，

设计砌体受压构件时，除按整个构件进行承载力计算外，还应验算局部承压面下的承载力。

二． 梁端支座处砌体局部受压承载力计算公式

1．梁端支座处的砌体局部受压承载力，砌体结构设计规范GB 50003-2001中按下式计算：

N 0+N l fA l

=1.5-0.5A 0/A l

=1+0.3511

0 A A 式中参数具体含义见砌体规范GB50003-2001中第

5.2.4条。上式是基于梁端底部砌体表面的应力分布，按极限强度理论建立的半理论半经验公式。砌体表面的应力分布考虑了上部荷载在梁端底面引起的应力以及梁端反力引起的应力之叠加。

2．当梁端支座处砌体局部受压承载力不满足要求时，常采用以下两种方法：

2.1 在梁端设置刚性垫块，扩大局部受压面积A l ，刚性

垫块下的砌体局部受压承载力应按下列公式计算：

N 0+N l 1fA b

式中参数具体含义见砌体规范GB50003-2001第5.2.5

条。

上式借助偏心受压短柱的承载力计算公式，考虑了偏

心影响系数，同时不再考虑上部荷载的卸载效应。

刚性垫块的构造应符合下列规定：

1） 刚性垫块的高度不宜小于180mm ，自梁边算起的垫块挑出长度不宜大于垫块高度t b ；

2）在带壁柱墙的壁柱内设刚心垫块时，其计算面积应为壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm ，当现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。

2.2 在梁端设有长度大于 h 0的垫梁，考虑了柔性垫梁不均匀局压情况， 垫梁下的砌体局部受压承载力应按下列公式计算：

N 0+N l 2.4 2fb b h 0

N 0= b b h 0 0/2

h 0=23Eh I E b

b

式中参数具体含义见砌体规范GB50003-2001第5.2.6

条。

上式柔性垫梁局压计算，原规范只考虑局压荷载对垫梁是均匀的中心作用的情况，如果梁搁置在圈梁上则存在出平面不均匀的局部受压情况，而且这是大多数的受力状态，故补充了柔性垫梁不均匀局压情况，给出了荷载沿墙厚方向公布的修正系数 2。

三．工程实例

渑池黄河铝电热电厂扩建工程是渑池黄河铝电集团有限责任公司所属第二电厂的扩建工程。第二电厂现有装机容量为2X55MW，占地268亩，始建于1996年8月，分别于97年11月、98年5月投产。

本期扩建工程为2x155MW单抽汽轮发电机组配3x410t/h煤粉锅炉。厂址位于第二电厂北面，主要向集团公司铝厂供热、供电。土建结构部分按工艺系统不同分为主厂房建筑.烟尘渣热网建筑.电气建筑.燃料建筑.化学建筑.辅助建筑等六部分,下面仅以化学水综合楼在设计过程中遇到的局压问题为例进行计算分析，对梁端支座处砌体局部受压的设计计算过程进行简单的叙述。

1.化学水综合楼外横墙的窗间墙截面尺寸为bxh=240x1500mm,钢筋混凝土梁截面尺寸为250x550mm，梁跨度为6.3m，伸入墙体内的支承长度为240mm，如图一所示。梁端反力设计值N l=87.8kN，采用MU10烧结普通砖，M5混合砂浆砌筑。梁端上部砌体传来的荷载设计值为N0=74.8kN，试验算梁端砌体的局部受压承载力。

按规范GB50003-2001中第 5.2.4条式

5.2.4-1~5.2.4-5计算如下：

查表知：f=1.50MPa

0=N 0/A b =700240108.743x x =0.445N/mm 2

a 0=10f h c =105

.1550=191.5mm A l =a 0b=191.5x250=47875mm 2

A 0=(b+2h)h=(250+2x240)x240=175200 mm 2

因A 0/A 1=175200/47875=3.773 ﹥ 3 故取 =0

=1+0.3511

0-A A =1+0.35147875175200-=1.6 fA l =0.7x1.6x1.5x47875=80.4kN

N 0= 0 A l =0.445x47875=21.3kN

N 0+N l =87.8kN ﹥ fA l =80.4kN

故梁端砌体局部受压强度不满足要求。

按规范GB50003-2001中第5.2.5.2条，设置混凝土刚性垫块。假设垫块尺寸为700x240x240mm ，其中t b =240mm ，符合刚性垫块要求。

按规范GB50003-2001中第 5.2.5条式

5.2.5-1~5.2.5-3计算如下：

A b =a a b b =240x700=168000mm 2

A 0=(b b +2h)h=(700+2x240)x240=283200mm 2

0/f=0.445/1.5=0.297

查表5.2.5得： 1=5.846 则

a 0= 1f h =5.846x 5.1550=111.9mm

垫块上N 0作用点位置可取

0. 4a 0=0.4x111.9=44.8mm

轴向力的偏心距 e=00)4.02(N N a h N l l +-=8

.748.87)8.44120(8.87+-⨯=40.6mm 当 3时， =2

)(1211

h e +=2)2406.40(1211+=0.744

=1+0.3510-Ab A =1+0.351168000283200-=1.29

故 1=0.8 =0.8x1.29=1.032