chap砌体结构的承载力计算()
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温州大学本科生课程教学 No.8/57 2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
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，除按偏心受压外， 还应对较小边方向按轴 心受压进行验算。
温州大学本科生课程教学
No.9/57
2018/11/23
2011规范修改说明
本质上不同。裂缝发展特性不同于普通砌体；网
状配筋砌体最后破坏前的横向变形不显著。
温州大学本科生课程教学
No.7/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
老规范
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， 除按偏心受压外， 还应对较小边方向 按轴心受压进行验 算。
第4章 砌体结构的承载力计算
温州大学本科生课程教学
No.1/57
2018/11/23
主要内容
4.1 受压构件
4.2 局部受压 4.3 轴心受拉、受弯和受剪 4.4 配筋砖砌体构件 4.5 配筋砌块砌体构件简述
温州大学本科生课程教学
No.2/57
2018/11/23
§4.4 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学 No.4/57 2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学
No.5/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学
No.6/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
3. 网状配筋砖砌体与无筋砌体的破坏形态有何不同？
问题6：有限元分析和试验结果表明，在受压荷载 作用下，构造柱和砖墙具有良好的整体工作性能， 构造柱和圈梁对墙体的受压承载力有所提高。其主 要原因是什么？
答： （1）由于钢筋混凝土构造柱的弹性模量比砖柱大，组合墙 中单位面积的构造柱能承受较大的压应力，直接提高了墙 体的承载力； （2）构造柱与圈梁形成“弱框架”，砌体的横向变形受到 约束，间接提高了墙体的承载力。
温州大学本科生课程教学
No.3/57
2018/11/23
§4.4 网状配筋砖砌体构件
2. 砌体和横向配筋的共同作用机理？
横向配筋是在砌筑时，将事先制作好的钢筋网设置在 砖砌体水平灰缝内。
在荷载作用下，由于摩擦力和砂浆的粘结力，钢筋被 完全嵌固在灰缝内并和砖砌体共同作用。砌体纵向受 压，钢筋横向受拉。因钢筋弹性模量很大，变形很小， 可阻止砌体在纵向受压时横向变形的发展，防止砌体 因过早失稳的破坏，因而间接地提高了砌体承担纵向 荷载的能力。 横向配筋砖砌体中粘结力是起着重要作用。
2018/11/23
例题讲解
选择材料
高厚比
温州大学本科生课程教学 No.52/57 2018/11/23
承载力计算
采用组合墙 后，承载力 增加了51%。
（7）轴心受压配筋砌块砌体的承载力计算
具体请参考《砌体结构学 习辅导与习题精解》，施 楚贤等编著，中国建筑工 业出版社，2006.
温州大学本科生课程教学
温州大学本科生课程教学
No.50/57
2018/11/23
例题讲解
【例题】有一6m大开间多层砌体房屋，底层从室内 地坪至楼层高度为5.4m，已知底层某一墙体受设 计轴力N=250KN/m，墙厚只允许240mm，组合墙 的平面尺寸如图所示。试计算该墙体的允许承载力。
温州大学本科生课程教学
No.51/57
轴向力影 响系数
满足承载 力要求
§4.4.2 组合砖砌体构件
问题5：什么情况下适宜采用组合砖砌体构件？
答：当荷载偏心距较大，无筋砖砌体承载力不足而截面 尺寸又受到限制时，或当偏心距超过规定的限制时，适 宜采用组合砖砌体构件。
温州大学本科生课程教学
No.26/57
2018/11/23
§4.4.2 组合砖砌体构件
温州大学本科生课程教学 No.37/57 2018/11/23
影响组合墙受压承载力的因素
问题7：影响组合墙受压承载力的因素有哪些？
（1）构造柱间距：构造柱间距的影响最为显著。间距为 2m左右时，柱的作用得到充分发挥。构造柱间距大于4m时， 它对墙体受压承载力的影响很小。 （2）边柱的截面尺寸及配筋：边柱由于墙的横向变形作 用，处于偏心受压状态，边柱截面及配筋越大，组合墙承 载力越大。设计时宜适当增大边柱截面及增大配筋。 （3）房屋层数：对层数多的房屋，底层组合墙的受力比 较均匀，受力较为有利。
组合砖墙的材料和构造应符合下列规定
构造柱尺寸及配筋
温州大学本科生课程教学
No.42/57
2018/11/23
课堂问答
8.2.9条第4款
温州大学本科生课程教学
No.43/57
2018/11/23
课堂问答
温州大学本科生课程教学
No.44/57
2018/11/23
例题讲解
【例题】有一无吊车房屋的柱，截面为 490mm×740mm的组合砖砌体，柱高7.4m，此房 屋系刚性方案，承受设计轴向力N=700KN，偏心 距e=50mm。采用MU10砖，M7.5水泥混合砂浆， C20混凝土，HRB335级钢筋，施工质量控制等级 为B级，求As及As'。
计算高度 高厚比
砌体抗压强度 设计值
不满足承载力要求。
构造要求
配筋率
砌体抗压强度 设计值
网状配筋砌体抗 压强度设计值
轴向力影 响系数
排架方向 承载力满 足要求
垂直排架方向承载力验算
轴向力影 响系数
网状配筋砌体 抗压强度设计 值
满足承载力要求。
温州大学本科生课程教学 No.23/57 2018/11/23
温州大学本科生课程教学
No.45/57
2018/11/23
强度设计值
高厚比
附加偏心距
受压钢筋的 强度系数
钢筋重心至轴向力N作用点的距离
面积矩
距轴向力N较远侧钢 筋的截面面积
根据构 造要求 选As， 然后再 计算 As'
将以上数据代入公式（4-39）、式（4-41）得 × s'
×( )× ×
求解出受压区 高度和距轴向 力N较近侧钢 筋的截面面积
（2）组合砖砌体构件当 e=0.05h时，按轴心受压计 算的承载力和按偏心受压 计算的承载力很接近，但 当0≤e≤0.05h时，按前者计 算的承载力略低于后者的 承载力。为解决这个不合 理现象，当e小于0.05h时， 应取e等于0.05h并按偏心受 压的公式计算承载力。
（6）组合砖墙的轴心受压承载力计算
温州大学本科生课程教学 No.34/57 2018/11/23
（5）组合砖砌体偏心受压构件承载力计算
附加偏心距
温州大学本科生课程教学 No.35/57 2018/11/23
设计计算时应注意：
（1）对组合砖砌体，当纵 向力偏心方向的截面边长 大于另一方向的边长时， 同样还应对较小边按轴心 受压验算。
No.54/57
2018/11/23
（8）配筋砌块砌体柱的相关规定
温州大学本科生课程教学
No.55/57
2018/11/23
课后作业
温州大学本科生课程教学
No.56/57
2018/11/23
End
温州大学本科生课程教学
No.57/57
2018/11/23
com 0 100 rc 0 rc
式中，当ρ=0时， φcom = φ0 ，随配筋率的加大而线性增大； 当ρ=1%时， φcom = φrc ，随配筋率的加大而线性增大。根 据高厚比β和配筋率ρ， φcom可以从下表查出。
温州大学本科生课程教学
No.29/57
2018/11/23
1. 横向配筋砖砌体强度较无筋砖砌体提高的原因 是什么？
前苏联观点：认为横向配筋砖砌体强度的提高是由于横向 钢筋约束其侧向膨胀、使在砌体内产生了三向受压状态所 致。 我们认为：横向配筋砖砌体强度的提高是由于钢筋的约束 使为纵向裂缝分开的小砖柱不致过早失稳破坏（横向配筋 砖砌体侧向胀出远较无筋砖砌体小）。
（2）稳定系数φcom
温州大学本科生课程教学
No.30/57
2018/11/23
（3）受压钢筋的强度系数η
Baidu Nhomakorabea温州大学本科生课程教学
No.31/57
2018/11/23
（3）受压钢筋的强度系数η
温州大学本科生课程教学
No.32/57
2018/11/23
（4）面层材料强度fc
• 对于砂浆面层的组合砖砌体，由于规范中没有砂 浆轴心抗压强度指标，
温州大学本科生课程教学
No.38/57
2018/11/23
（6）组合砖墙的轴心受压承载力计算
强度系数
温州大学本科生课程教学
No.39/57
2018/11/23
组合砖墙的轴心受压承载力计算
问：这种组合 墙的施工工序 应该是？
先砌墙后浇筑混凝土，墙上留有马牙槎，以保证砌体与钢 筋混凝土柱共同工作。
温州大学本科生课程教学 No.40/57 2018/11/23
【例题】有一六层6m开间砌体房屋，底层从室内地坪至楼层的 高度为3.2m。底层墙体轴向力设计值N=400KN/m。墙体采用 MU10黏土多孔砖，M5.0水泥砂浆砌筑，施工质量控制等级为B 级，为节省空间，墙厚只允许240mm，试计算其承载力。
计算高度 与高厚比
解决措施
配筋率
网状配筋砌体抗 压强度设计值
• 而混凝土的轴心抗压强度与强度等级的比值为 0.8， 参照混凝土的强度指标，并考虑砂浆的离散型比 较大，故砂浆的轴心抗压强度设计值取同强度等 级混凝土的轴心抗压强度设计值的70%， • 当砂浆为M15时，取5.2MPa；当砂浆为M10时， 取3.5MPa；当砂浆为M7.5时，取2.6MPa.
温州大学本科生课程教学
例题分析
温州大学本科生课程教学
No.18/57
2018/11/23
例题分析
【例题】有一单跨无吊车房屋（弹性方案）的砖柱截面为 370mm×490mm，柱高3.14m，承受轴向力设计值N=250KN （包括柱自重），轴向力作用在排架方向（柱的长边），其 偏心距为48mm。柱采用MU10的烧结普通砖、M7.5水泥混合 砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，试验算其承载力。
提高砌体的抗剪强度 较大幅度提高墙体的变形性能和其他抗震指标，起到平 时抗压，震时抗震的作用。
温州大学本科生课程教学
No.14/57
2018/11/23
例题讲解
与砂浆强度等级有关的系数
高厚比
稳定系数
式(4-5)
式(4-7)
体积配筋率
抗压强度设计值
网状配筋砌体的稳定系数 影响系数
无筋砖柱仅承 载力346KN
No.33/57
2018/11/23
（5）组合砖砌体偏心受压构件承载力
• 1. 破坏特征
– 试验研究表明，组合砖砌体偏心受压构件在承载力极 限状态时的破坏特征类似于钢筋混凝土偏心受压构件， 有两类： • 小偏心受压 • 大偏心受压
• 2. 两类偏心受压破坏的界限
– 即受拉钢筋达到屈服强度fy的同时，受压混凝土（砂浆） 也达到极限压应变εcu。 – 根据界限破坏的特征和平面假定，大小偏压界限破坏 时的相对受压区高度的界限值ξb，对于HPB325级钢筋， 应取0.55,；对于HRP335级钢筋，应取0.425.
（1）组合砖砌体轴心受压构件的承载力
受压钢筋的强度系数
温州大学本科生课程教学
No.28/57
2018/11/23
（2）稳定系数φcom
• 组合砖砌体轴心受压构件的稳定系数φcom介于同 样截面、同样高厚比的无筋砌体构件的稳定系 数φ0和钢筋混凝土构件的稳定系数φrc之间。由 试验结果可以得出，φcom可以按下式计算：
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
构造要求
温州大学本科生课程教学
No.12/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学
No.13/57
2018/11/23
设计应用
4. 网状配筋砖砌体应用于砌体墙体结构中与构造柱 和圈梁结构体系相结合时，网状配筋的作用？
作用：
提高无筋砌体的抗压强度
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
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，除按偏心受压外， 还应对较小边方向按轴 心受压进行验算。
温州大学本科生课程教学
No.9/57
2018/11/23
2011规范修改说明
本质上不同。裂缝发展特性不同于普通砌体；网
状配筋砌体最后破坏前的横向变形不显著。
温州大学本科生课程教学
No.7/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
老规范
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， 除按偏心受压外， 还应对较小边方向 按轴心受压进行验 算。
第4章 砌体结构的承载力计算
温州大学本科生课程教学
No.1/57
2018/11/23
主要内容
4.1 受压构件
4.2 局部受压 4.3 轴心受拉、受弯和受剪 4.4 配筋砖砌体构件 4.5 配筋砌块砌体构件简述
温州大学本科生课程教学
No.2/57
2018/11/23
§4.4 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学 No.4/57 2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学
No.5/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学
No.6/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
3. 网状配筋砖砌体与无筋砌体的破坏形态有何不同？
问题6：有限元分析和试验结果表明，在受压荷载 作用下，构造柱和砖墙具有良好的整体工作性能， 构造柱和圈梁对墙体的受压承载力有所提高。其主 要原因是什么？
答： （1）由于钢筋混凝土构造柱的弹性模量比砖柱大，组合墙 中单位面积的构造柱能承受较大的压应力，直接提高了墙 体的承载力； （2）构造柱与圈梁形成“弱框架”，砌体的横向变形受到 约束，间接提高了墙体的承载力。
温州大学本科生课程教学
No.3/57
2018/11/23
§4.4 网状配筋砖砌体构件
2. 砌体和横向配筋的共同作用机理？
横向配筋是在砌筑时，将事先制作好的钢筋网设置在 砖砌体水平灰缝内。
在荷载作用下，由于摩擦力和砂浆的粘结力，钢筋被 完全嵌固在灰缝内并和砖砌体共同作用。砌体纵向受 压，钢筋横向受拉。因钢筋弹性模量很大，变形很小， 可阻止砌体在纵向受压时横向变形的发展，防止砌体 因过早失稳的破坏，因而间接地提高了砌体承担纵向 荷载的能力。 横向配筋砖砌体中粘结力是起着重要作用。
2018/11/23
例题讲解
选择材料
高厚比
温州大学本科生课程教学 No.52/57 2018/11/23
承载力计算
采用组合墙 后，承载力 增加了51%。
（7）轴心受压配筋砌块砌体的承载力计算
具体请参考《砌体结构学 习辅导与习题精解》，施 楚贤等编著，中国建筑工 业出版社，2006.
温州大学本科生课程教学
温州大学本科生课程教学
No.50/57
2018/11/23
例题讲解
【例题】有一6m大开间多层砌体房屋，底层从室内 地坪至楼层高度为5.4m，已知底层某一墙体受设 计轴力N=250KN/m，墙厚只允许240mm，组合墙 的平面尺寸如图所示。试计算该墙体的允许承载力。
温州大学本科生课程教学
No.51/57
轴向力影 响系数
满足承载 力要求
§4.4.2 组合砖砌体构件
问题5：什么情况下适宜采用组合砖砌体构件？
答：当荷载偏心距较大，无筋砖砌体承载力不足而截面 尺寸又受到限制时，或当偏心距超过规定的限制时，适 宜采用组合砖砌体构件。
温州大学本科生课程教学
No.26/57
2018/11/23
§4.4.2 组合砖砌体构件
温州大学本科生课程教学 No.37/57 2018/11/23
影响组合墙受压承载力的因素
问题7：影响组合墙受压承载力的因素有哪些？
（1）构造柱间距：构造柱间距的影响最为显著。间距为 2m左右时，柱的作用得到充分发挥。构造柱间距大于4m时， 它对墙体受压承载力的影响很小。 （2）边柱的截面尺寸及配筋：边柱由于墙的横向变形作 用，处于偏心受压状态，边柱截面及配筋越大，组合墙承 载力越大。设计时宜适当增大边柱截面及增大配筋。 （3）房屋层数：对层数多的房屋，底层组合墙的受力比 较均匀，受力较为有利。
组合砖墙的材料和构造应符合下列规定
构造柱尺寸及配筋
温州大学本科生课程教学
No.42/57
2018/11/23
课堂问答
8.2.9条第4款
温州大学本科生课程教学
No.43/57
2018/11/23
课堂问答
温州大学本科生课程教学
No.44/57
2018/11/23
例题讲解
【例题】有一无吊车房屋的柱，截面为 490mm×740mm的组合砖砌体，柱高7.4m，此房 屋系刚性方案，承受设计轴向力N=700KN，偏心 距e=50mm。采用MU10砖，M7.5水泥混合砂浆， C20混凝土，HRB335级钢筋，施工质量控制等级 为B级，求As及As'。
计算高度 高厚比
砌体抗压强度 设计值
不满足承载力要求。
构造要求
配筋率
砌体抗压强度 设计值
网状配筋砌体抗 压强度设计值
轴向力影 响系数
排架方向 承载力满 足要求
垂直排架方向承载力验算
轴向力影 响系数
网状配筋砌体 抗压强度设计 值
满足承载力要求。
温州大学本科生课程教学 No.23/57 2018/11/23
温州大学本科生课程教学
No.45/57
2018/11/23
强度设计值
高厚比
附加偏心距
受压钢筋的 强度系数
钢筋重心至轴向力N作用点的距离
面积矩
距轴向力N较远侧钢 筋的截面面积
根据构 造要求 选As， 然后再 计算 As'
将以上数据代入公式（4-39）、式（4-41）得 × s'
×( )× ×
求解出受压区 高度和距轴向 力N较近侧钢 筋的截面面积
（2）组合砖砌体构件当 e=0.05h时，按轴心受压计 算的承载力和按偏心受压 计算的承载力很接近，但 当0≤e≤0.05h时，按前者计 算的承载力略低于后者的 承载力。为解决这个不合 理现象，当e小于0.05h时， 应取e等于0.05h并按偏心受 压的公式计算承载力。
（6）组合砖墙的轴心受压承载力计算
温州大学本科生课程教学 No.34/57 2018/11/23
（5）组合砖砌体偏心受压构件承载力计算
附加偏心距
温州大学本科生课程教学 No.35/57 2018/11/23
设计计算时应注意：
（1）对组合砖砌体，当纵 向力偏心方向的截面边长 大于另一方向的边长时， 同样还应对较小边按轴心 受压验算。
No.54/57
2018/11/23
（8）配筋砌块砌体柱的相关规定
温州大学本科生课程教学
No.55/57
2018/11/23
课后作业
温州大学本科生课程教学
No.56/57
2018/11/23
End
温州大学本科生课程教学
No.57/57
2018/11/23
com 0 100 rc 0 rc
式中，当ρ=0时， φcom = φ0 ，随配筋率的加大而线性增大； 当ρ=1%时， φcom = φrc ，随配筋率的加大而线性增大。根 据高厚比β和配筋率ρ， φcom可以从下表查出。
温州大学本科生课程教学
No.29/57
2018/11/23
1. 横向配筋砖砌体强度较无筋砖砌体提高的原因 是什么？
前苏联观点：认为横向配筋砖砌体强度的提高是由于横向 钢筋约束其侧向膨胀、使在砌体内产生了三向受压状态所 致。 我们认为：横向配筋砖砌体强度的提高是由于钢筋的约束 使为纵向裂缝分开的小砖柱不致过早失稳破坏（横向配筋 砖砌体侧向胀出远较无筋砖砌体小）。
（2）稳定系数φcom
温州大学本科生课程教学
No.30/57
2018/11/23
（3）受压钢筋的强度系数η
Baidu Nhomakorabea温州大学本科生课程教学
No.31/57
2018/11/23
（3）受压钢筋的强度系数η
温州大学本科生课程教学
No.32/57
2018/11/23
（4）面层材料强度fc
• 对于砂浆面层的组合砖砌体，由于规范中没有砂 浆轴心抗压强度指标，
温州大学本科生课程教学
No.38/57
2018/11/23
（6）组合砖墙的轴心受压承载力计算
强度系数
温州大学本科生课程教学
No.39/57
2018/11/23
组合砖墙的轴心受压承载力计算
问：这种组合 墙的施工工序 应该是？
先砌墙后浇筑混凝土，墙上留有马牙槎，以保证砌体与钢 筋混凝土柱共同工作。
温州大学本科生课程教学 No.40/57 2018/11/23
【例题】有一六层6m开间砌体房屋，底层从室内地坪至楼层的 高度为3.2m。底层墙体轴向力设计值N=400KN/m。墙体采用 MU10黏土多孔砖，M5.0水泥砂浆砌筑，施工质量控制等级为B 级，为节省空间，墙厚只允许240mm，试计算其承载力。
计算高度 与高厚比
解决措施
配筋率
网状配筋砌体抗 压强度设计值
• 而混凝土的轴心抗压强度与强度等级的比值为 0.8， 参照混凝土的强度指标，并考虑砂浆的离散型比 较大，故砂浆的轴心抗压强度设计值取同强度等 级混凝土的轴心抗压强度设计值的70%， • 当砂浆为M15时，取5.2MPa；当砂浆为M10时， 取3.5MPa；当砂浆为M7.5时，取2.6MPa.
温州大学本科生课程教学
例题分析
温州大学本科生课程教学
No.18/57
2018/11/23
例题分析
【例题】有一单跨无吊车房屋（弹性方案）的砖柱截面为 370mm×490mm，柱高3.14m，承受轴向力设计值N=250KN （包括柱自重），轴向力作用在排架方向（柱的长边），其 偏心距为48mm。柱采用MU10的烧结普通砖、M7.5水泥混合 砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，试验算其承载力。
提高砌体的抗剪强度 较大幅度提高墙体的变形性能和其他抗震指标，起到平 时抗压，震时抗震的作用。
温州大学本科生课程教学
No.14/57
2018/11/23
例题讲解
与砂浆强度等级有关的系数
高厚比
稳定系数
式(4-5)
式(4-7)
体积配筋率
抗压强度设计值
网状配筋砌体的稳定系数 影响系数
无筋砖柱仅承 载力346KN
No.33/57
2018/11/23
（5）组合砖砌体偏心受压构件承载力
• 1. 破坏特征
– 试验研究表明，组合砖砌体偏心受压构件在承载力极 限状态时的破坏特征类似于钢筋混凝土偏心受压构件， 有两类： • 小偏心受压 • 大偏心受压
• 2. 两类偏心受压破坏的界限
– 即受拉钢筋达到屈服强度fy的同时，受压混凝土（砂浆） 也达到极限压应变εcu。 – 根据界限破坏的特征和平面假定，大小偏压界限破坏 时的相对受压区高度的界限值ξb，对于HPB325级钢筋， 应取0.55,；对于HRP335级钢筋，应取0.425.
（1）组合砖砌体轴心受压构件的承载力
受压钢筋的强度系数
温州大学本科生课程教学
No.28/57
2018/11/23
（2）稳定系数φcom
• 组合砖砌体轴心受压构件的稳定系数φcom介于同 样截面、同样高厚比的无筋砌体构件的稳定系 数φ0和钢筋混凝土构件的稳定系数φrc之间。由 试验结果可以得出，φcom可以按下式计算：
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
构造要求
温州大学本科生课程教学
No.12/57
2018/11/23
§4.4.1 网状配筋砖砌体构件
温州大学本科生课程教学
No.13/57
2018/11/23
设计应用
4. 网状配筋砖砌体应用于砌体墙体结构中与构造柱 和圈梁结构体系相结合时，网状配筋的作用？
作用：
提高无筋砌体的抗压强度