chap砌体结构的承载力计算()
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砌体结构构件承载力的计算[详细]
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2、偏心受压砖砌体设计
（1）选择砌体截面尺寸、材料强度等级
（2）计算轴向力设计值N及弯矩设计值M
（3）计算偏心距e=M/N
(4) 计算高厚比β
（5）判别e/y 若e/y≤0.6 采用无筋砌体；若e/y>0.6 采用配筋砌体；
（6）查 ， 由β及 e/h 或 e/hT查表
（7）查γa及f ( 8 ) 计算 ，f并A比较N与 ，判fA断构件是否安全。
解：
1. 确定砌体抗压强度设计值
砖MU10，砂浆M5 查 表 f 1.5MPa 截面面积A 0.49 0.37 0.18m2 0.3m2
则，强度调整系数 a A 0.7 0.18 0.7 0.88
2. 计算构件的承载力影响系数
查表， a 1
H0 5000 13.5，且因为轴心受压，e 0查表 0.782
• （1） 为了保证砌体的局部受压承载力，现 设置预制混凝土垫块， tb=180mm,ab=240mm，bb=500mm自 梁边算起的垫块挑出长度为150mm＜tb， 其尺寸符合刚性垫块的要求(图14.9)。
•
•
Ab=abbb=120000 mm2
•
•
A0=h(2h+bb)= 458800 mm2
50年以上的结构构件不应小于1.1；对安全等级为二级或设计 使用年限为50年的结构构件不应小于1.0；对安全等级为三级 或设计使用年限为5年以下的结构构件不应小于0.9。 （3）、当砌体结构作为一个刚体，需要验证整体稳定性时，例如： 倾覆、滑移、漂浮等。
0
1.2SG
2
K
1.4SQ1K
n
SQik 0.8SG1K
(3)、(c)图， 1.5
(4)、(d)图， 1.25
工程结构-6.2 砌体结构构件承载力计算
M 20 0.125m <0.6y＝0.6×310=186mm e N 160
满足规范要求。 MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，查表得
＝1.2；
e 125 h 620
HO 5 1.2 9.68 h 0.62
[ ] 16
=0.202
1 0.877 2 1 0.0015 9.68
砌体抗压强度设计值应乘以调整系数 a 窗间墙承载力为
＝0.9。
a fA＝0.388×0.9×1.5×725000×10－3＝380kN
＞150kN。
承载力满足要求。
3. 轴心受拉、受弯和受剪承载力
（板书补充）
混合结构设计
作业：
P259：6-3
第五节 混合结构设计方案
2. 砌体局部受压承载力计算
【解】 （1） 计算截面几何参数
截面面积 A＝2000×240＋490×500＝725000mm2
截面形心至截面边缘的距离
2000 240 120 490 500 490 y1 245 mm 725000
y2 740 y1 740 245 495mm
惯性矩
a fA
＝0.465×0.9×1.5×490×620×10－3＝191kN＞150kN。
(2)弯矩作用平面外承载力验算 对较小边长方向，按轴心受压构件验算，此时
HO 5 1.2 12.24 h 0.49 1 1 0.816 o 2 2 1 0.0015 12.24 1
局部受压
压力仅仅作用在砌体的局部面积上的受压构件，分为局 部均匀受压和局部非均匀受压。
1）砖砌体局部受压的三种破坏形态
满足规范要求。 MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，查表得
＝1.2；
e 125 h 620
HO 5 1.2 9.68 h 0.62
[ ] 16
=0.202
1 0.877 2 1 0.0015 9.68
砌体抗压强度设计值应乘以调整系数 a 窗间墙承载力为
＝0.9。
a fA＝0.388×0.9×1.5×725000×10－3＝380kN
＞150kN。
承载力满足要求。
3. 轴心受拉、受弯和受剪承载力
（板书补充）
混合结构设计
作业：
P259：6-3
第五节 混合结构设计方案
2. 砌体局部受压承载力计算
【解】 （1） 计算截面几何参数
截面面积 A＝2000×240＋490×500＝725000mm2
截面形心至截面边缘的距离
2000 240 120 490 500 490 y1 245 mm 725000
y2 740 y1 740 245 495mm
惯性矩
a fA
＝0.465×0.9×1.5×490×620×10－3＝191kN＞150kN。
(2)弯矩作用平面外承载力验算 对较小边长方向，按轴心受压构件验算，此时
HO 5 1.2 12.24 h 0.49 1 1 0.816 o 2 2 1 0.0015 12.24 1
局部受压
压力仅仅作用在砌体的局部面积上的受压构件，分为局 部均匀受压和局部非均匀受压。
1）砖砌体局部受压的三种破坏形态
砌体结构的承载力计算1(论文资料)
粘土砖需用粘土制造，为占用农田， 影响农业生产。
03 砌体结构的承载力计算理 论
砌体结构的受力特点和破坏机理
受力特点
砌体结构由砌块和砂浆组成，其受力性能取决于砌块和砂浆的强度、变形性能 以及它们之间的粘结力。在受力过程中，砌体结构表现出明显的非线性、弹塑 性和脆性特点。
破坏机理
砌体结构的破坏通常表现为砌块的开裂、压碎和砂浆的剪切破坏。破坏过程伴 随着裂缝的开展和延伸，最终导致结构的整体失稳或承载能力丧失。
房屋的平面形状和立面布置
房屋的平面形状和立面布置对砌体结构的整体刚度、稳定性和承载 力产生影响。
优化措施和提高承载力的建议
采用高强度等级的砖和砂 浆
采用高强度等级的砖和砂浆可 以提高砌体的抗压、抗拉和抗 剪强度，从而提高承载力。
加强施工质量控制
加强施工过程中的质量控制， 包括原材料的质量控制、砌筑 过程的质量控制等，以保证砌 体结构的承载力。
足规范要求。
实例二：某框架结构填充墙的承载力计算
结构概况
荷载分析
该建筑为框架结构，填充墙采用轻质砌块 和专用砂浆砌筑。
考虑恒荷载（墙体、梁、板等自重）和活 荷载（人员、设备、风荷载等）的组合。
计算方法
承载力评估
采用有限元方法进行结构分析，模拟实际 受力情况。
根据计算结果，评估填充墙的抗压、抗拉 、抗剪承载力是否满足规范要求，并考虑 其与框架结构的协同工作性能。
04 砌体结构的承载力计算实 例分析
实例一：某砖混结构房屋的承载力计算
结构概况
该房屋为多层砖混结构，墙体 采用烧结普通砖和水泥砂浆砌
筑。
计算方法
采用弹性力学方法进行结构分 析，考虑材料的非线性特性。
荷载分析
03 砌体结构的承载力计算理 论
砌体结构的受力特点和破坏机理
受力特点
砌体结构由砌块和砂浆组成，其受力性能取决于砌块和砂浆的强度、变形性能 以及它们之间的粘结力。在受力过程中，砌体结构表现出明显的非线性、弹塑 性和脆性特点。
破坏机理
砌体结构的破坏通常表现为砌块的开裂、压碎和砂浆的剪切破坏。破坏过程伴 随着裂缝的开展和延伸，最终导致结构的整体失稳或承载能力丧失。
房屋的平面形状和立面布置
房屋的平面形状和立面布置对砌体结构的整体刚度、稳定性和承载 力产生影响。
优化措施和提高承载力的建议
采用高强度等级的砖和砂 浆
采用高强度等级的砖和砂浆可 以提高砌体的抗压、抗拉和抗 剪强度，从而提高承载力。
加强施工质量控制
加强施工过程中的质量控制， 包括原材料的质量控制、砌筑 过程的质量控制等，以保证砌 体结构的承载力。
足规范要求。
实例二：某框架结构填充墙的承载力计算
结构概况
荷载分析
该建筑为框架结构，填充墙采用轻质砌块 和专用砂浆砌筑。
考虑恒荷载（墙体、梁、板等自重）和活 荷载（人员、设备、风荷载等）的组合。
计算方法
承载力评估
采用有限元方法进行结构分析，模拟实际 受力情况。
根据计算结果，评估填充墙的抗压、抗拉 、抗剪承载力是否满足规范要求，并考虑 其与框架结构的协同工作性能。
04 砌体结构的承载力计算实 例分析
实例一：某砖混结构房屋的承载力计算
结构概况
该房屋为多层砖混结构，墙体 采用烧结普通砖和水泥砂浆砌
筑。
计算方法
采用弹性力学方法进行结构分 析，考虑材料的非线性特性。
荷载分析
砌体结构承载力计算
1 1 ey / i 2
1 1 6 e h
18.1
a 0.75 1.5e / h
• 按材料力学公式计算得到的值偏小，即承载力 偏小。有以下几个原因： • 材料力学假定的是弹性材料，而砌体是弹塑性 材料，其截面的实际应力分布不是直线而是曲 线； • 当截面存在应变梯度时，砌体抗压强度会提高； • 对于偏心距较大的情况，截面开裂后，实际的 偏心距减小了。
Nl 60 kN, Nu 260 kN Nl 80 kN, Nu 260 kN.
Nu
Nl
18.3
【解】梁端设刚性垫块。验算垫块下砌体局部抗压。
ab 240 mm, bb 500 mm, tb 180 mm
(1)有效支承长度：
260000 0 0.586 MPa, f 1.30 MPa, 370 1200 0 0.586 0.451 查表 1 6.23 4 5 f 1.30 a0 1 hc 400 6.23 109 .3mm a 240 mm f 1.30
18.3
(3)上部荷载折减系数：
A0 347800 9.9 3, Al 35080
(4)局部压力：
A0 1.5 0.5 0, 取0 Al
260000 0 0.586 MPa 370 1200 N 0 0 Al 0.586 35080 20542 N
eh h 1 0 eb b e h h 1
eih
18.1
§18.2 砌体局部受压承载力计 算 一、砌体截面局部均匀受压
1.按局部面积计算的抗压强度大大超过轴心抗压强 度，这种提高作用通常称为“套箍作用”。
砌体结构构件承载力的计算[详细]
有可能 ＜ ，0 因此除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心
受压进行验算，使 N ≤
0 fA
（2）为了考虑不同种类砌体在受力性能上的差异，在确定影响系数φ
时应先对构件高厚比β分别乘以高厚比修正系数γβ。即构件高厚比β计
算公式为：对矩形截面 β=γβH0 / h；对T形截面β=γβH0 / hT。
2、偏心受压砖砌体设计
（1）选择砌体截面尺寸、材料强度等级
（2）计算轴向力设计值N及弯矩设计值M
（3）计算偏心距e=M/N
(4) 计算高厚比β
（5）判别e/y 若e/y≤0.6 采用无筋砌体；若e/y>0.6 采用配筋砌体；
（6）查 ， 由β及 e/h 或 e/hT查表
（7）查γa及f ( 8 ) 计算 ，f并A比较N与 ，判fA断构件是否安全。
承载能力极限状态－－对应于结构或构件达到最大承载力或达到不 适于继续承载的变形。
正常使用极限状态－－对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的
某项规定限值。
3、结构上的作用、作用效应和结构抗力
（1）、结构上的作用－－指使结构产生内力、变形、应力或应变
的所有原因。
（2）、作用效应－－指各种作用施加在结构上，使结构产生的内
规范中考虑纵向弯曲和偏心距影响的系数:
1
12
e
h
1
2
1 12
1
0
1
影响系数查表。
四、受压构件承载力的计算
无筋砌体受压构件的承载力计算公式：
N fA
－－高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载力的影响系数。
构件高厚比：
矩形截面：
H0 h
T形截面：
H0 hT
不同砌体材料的高厚比修正系数。
砌体结构构件承载力的计算
各类砌体轴心抗压强度平均值fm（MPa）
f m k1 f1a 1 0.07 f 2 k2
砌体种类
k1
烧结普通砖、 烧结多孔砖、 蒸 压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖 混凝土砌块 毛料石 毛 石 0.78 0.46 0.79 0.22
a
0.5 0.9 0.5 0.5
k2
当 f 2 1 时, k 2 0.6 0.4 f 2 当 f 2 0 时, k 2 0.8 当 f 2 1 时, k 2 0.6 0.4 f 2 当 f 2 2.5 时, k 2 0.6 0.24 f 2
2 计算单排孔混凝土砌块灌孔砌体的抗剪强度设计值fvg：
fvg 0.2 f
0.55 g
砌体强度设计值的调整
砌体在不同受力状态下虽按主要影响因素确定了 各种砌体强度的统一计算公式，但对于实际工程中的 砌体仍有一些重要因素未考虑在内，为此砌体结构设 计规范规定各类砌体的强度设计值 f 在下列情况下还 应以调整系数γa ：
n ——参与组合的可变荷载数；
R()——抗力函数。
无地震作用，由可变荷载效应控制的基本组合：
无地震作用，由永久荷载效应控制的基本组合：
当ρ≦0.376时，结构可靠度由γG=1.35，γQ=1.4,控制； 当ρ>0.376时，结构可靠度由γG=1.2，γQ=1.4,控制； ρ为可变荷载效应与永久荷载效应之比。
当砌体结构作为一刚体，需验整体稳定性时，例如： 倾覆、滑移、漂浮等，应按下列公式进行验算：
二、 砌体强度标准值和设计值
砌体强度平均值
砌体强度平均值是表示其强度取值的平均水平，根据已知 的块材料、砂浆的强度等级和《砌体结构设计规范》的计算公式 可以计算出砌体的各类强度平均值。 砌体轴心抗拉强度平均值ft,m(MPa)、 弯曲抗拉强度平均值ftm,m(MPa)和抗剪强度平均值fv,m(MPa)
砌体结构承载力计算
第三节 砌体结构构件承载力计算 四、例题
§3-1 受压构件承载力计算
【例2-1】截面为b×h=490mm×620mm的砖柱，采用MUl0砖及M5混合砂浆砌 筑，施工质量控制等级为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=8.4kN· m；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《规范》表3.2.1-1查得ƒ=1.50MPa A=0.49×0.62=0.3038m2>0.3m2，取γa=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=31mm<0.6y=0.6×620/2=186mm e/h=31/620=0.05
(3)轴向力作用于A点时的承载力 e=169-100=69mm<0.6y1=0.6×169=101.4mm e/hT=69/420=0.164, β=11.90，查表得 =0.489
则承载力为： N=
fA=0.489×1.69×0.3×106=247.9kN
第三节 砌体结构构件承载力计算 §3-2 砌体局部受压承载力计算
第三节 砌体结构构件承载力计算
§3-1 受压构件承载力计算
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 能承担的纵向压力明显下降 引进偏心 影响系数
1
A —— 砌体截面面积
f —— 砌体抗压强度设计值
1 —— 偏心影响系数 1
1 1 (e / i ) 2
矩形截面： 1 1 12(e / h) 2
一、砌体局部受压的特点 （一）分类 中心局压 边缘局压 中部局压 端部局压 角部局压
局部均匀受压
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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
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。
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
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。
• 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
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
（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
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
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。
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。
§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
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
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。
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
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。
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'。
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）稳定系数φcom
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（3）受压钢筋的强度系数η
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（3）受压钢筋的强度系数η
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• 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，
第4章 砌体结构的承载力计算
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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
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§4.4 网状配筋砖砌体构件
【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
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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。
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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。
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