第五章 配筋砌体

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第五章 配筋砌体构件的承载力和构造 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 配筋砌体形式和组成 网状配筋砖砌体构件 组合砖砌体构件 砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 配筋砌块砌体构件
第一节 配筋砌体形式和组成 配筋砌体定义:在砌体中配置钢筋与砌体一起共同受力 砌体配筋作用:提高砌体抗压、抗弯强度 配筋砌体分类: 1.配筋砖砌体 水平网状配筋砌体:提高轴心、小偏心抗压承载力 混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体:提高偏心抗压承载力 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙:提高砖墙的承载力
对于方格网片
式中,fn——网状配筋砖砌体的抗压强度设计值; f ——砖砌体的抗压强度设计值; e ——轴向力的偏心距; ρ —体积配筋率(As—钢筋面积,a—网眼尺寸,Sn—沿高度配筋距离); y ——截面重心到轴向力所在偏心方向截面边 缘的距离; fy——钢筋的抗拉强度设计值,fy≤320MPa; Vs、V——钢筋和砌体的体积;
Sc,s——混凝土或或砂浆面层受压部分的面积对 筋As重心的面积矩; SN——砖砌体受压部分的面积对轴向力N作用点 的面积矩; Sc,N——混凝土或砂浆面层受压部分的面积对轴


力N作用点的面积矩; eN、eN'——钢筋As和As'重心至轴向力N作用点的距离 e ——轴向力的初始偏心距,按荷载设计值计算 当e小于0.05h时,应取e等于0.05h; ea——组合砖砌体构件在轴向力作用下的附加偏 心距; h0——组合砖砌体构件截面的有效高度,取 h0=h-as; , ——钢筋As和As'重心至截面较近边的距 离
1.00 0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56
(2)组合砖砌体偏心受压构件的承载力计算公式:
(a) 小偏心受压 (b) 大偏心受压
此时受压区的高度x可按下列公式确定:
其中有关偏心距表达式为,
式中,
——钢筋As的应力; As——距轴向力N较远侧钢筋的截面面积; A'——砖砌体受压部分的面积; ——混凝土或砂浆面层受压部分的面积; Ss——砖砌体受压部分的面积对钢筋As重心的面 积矩;
网状配筋砌体 (a)用方格网状配筋的砖柱
(b)连弯钢筋
混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌
2.配筋砌块砌体
第二节 网状配筋砖砌体构件
第二节 网状配筋砖砌体构件
网状配筋砖砌体构件的受压破坏
水平网状配筋对砌体承载力的影响 ① 约束砂浆和砖的横向变形,间接提高 砌体竖向抗压承载力; ② 延缓砖块的开裂及其裂缝的发展; ③ 阻止竖向裂缝的上下贯通,避免砖砌 体被分裂成小柱导致失稳破坏。提高砖砌 体轴心、小偏心抗压承载力 。
二、组合砖墙的材料和构造要求 1.砂浆的强度等级不应低于M5,构造柱的混凝土强度等级不宜低于C20。 2.柱内竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度,应符合表中的规定。 3.构造柱的截面尺寸不宜小于240mm×240mm,其厚度不应小于墙厚;边 柱、角柱的截面宽度宜适应加大。柱内竖向受力钢筋,对于中柱,不宜 少于 4φ 12;对于边柱、角柱,不宜少于 4φ 14。其箍筋,一般部位宜 采用φ 6@200,楼层上下500mm范围内宜采用φ 6@100。构造柱的竖向受力 钢筋应在基础梁和楼层圈梁中锚固,并应符合受拉钢筋的锚固要求。 4.组合砖墙砌体结构房屋,应在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边 设置构造柱,其间距不宜大于4m。各层洞口宜设置在相同的位置,并宜 上下对齐。 5.组合砖墙砌体结构房屋应在基础顶面、有组合墙的楼层处设置现浇钢筋 混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜小于240mm;纵向钢筋不宜小于 4φ 12,纵向钢筋应伸入构造柱内,并应符合受拉钢筋的锚固要求;圈梁 的箍筋宜采用φ 6@200。 6.砖砌体与构造柱的连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500mm设2φ 6拉 结钢筋,且每边伸入墙内不宜小于600mm。 7.组合砖墙的施工程序应为先砌墙后浇混凝土构造柱。
组合砖砌体构件的稳定系数
高厚比 β 配筋率ρ % 0 0.2 0.4 0.6 0.8 ≥1.0
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
0.91 0.87 0.82 0.77 0.72 0.67 0.62 0.58 0.54 0.50 0.46
0.93 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.61 0.57 0.52 0.48
混凝土保护层最小厚度(mm)
环境条件 室内正常环境 构件类别 墙 柱 15 30 25 35 露天或室内潮湿环境
3.砂浆面层的厚度,可采用30~45mm。当面层厚度大于45mm时, 其面层宜采用混凝土。 4.竖向受力钢筋宜采用HPB235级钢筋,对于混凝土面层,亦可 采用HRB335级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率,对砂浆面层,不 宜小于0.1%,对混凝土面层,不宜小于0.2%。受拉钢筋的配筋 率,不应小于0.1%。竖向受力钢筋的直径,不应小于8mm,钢筋 的净间距,不应小于30mm。
组合砖砌体钢筋As的应力可按下列规定计算: 小偏心受压时,即 时
大偏心受压时,即

式中,ξ ——组合砖砌体构件截面受压区的相对高度 fy——钢筋抗拉强度设计值。 组合砖砌体受压区相对高度的界限值:ξ b(HPB235)=0.55; ξ b(HRB335)=0.425 。
三、组合砖砌体构件的构造规定 1.面层混凝土强度等级宜采用C20,面层水泥砂浆强度等级不 宜低于M10,砌筑砂浆不宜低于M7.5。 2.竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度,不应小于表中的规定。 竖向受力钢筋距砖砌体表面的距离不应小于5mm。
2.网状配筋砖砌体构件的影响系数 【表4.1】 考虑高厚比β 和初始偏心距e/h对承载力的影响,网状配 筋砖砌体构件的影响系数:
其中稳定系数
3.网状配筋砖砌体受压构件的承载力计算公式:
式中,N ——轴向力设计值; A ——砖砌体截面面积。
三、网状配筋砖砌体构件的适用范围
应符合下列规定:
① 偏心距超过截面核心范围,不宜采用网状配筋砖砌体 构件;(矩形截面e/h>0.17;e/h<0.17但构件高厚比 β >16) ② 矩形截面轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的 边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向 按轴心受压进行验算; ③ 当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时,尚应验算 无筋砌体的局部受压承载力 。
二、组合砖砌体构件计算 (1)组合砖砌体轴心受压构件的承载力计算公式:
式中, ——组合砖砌体构件的稳定系数,与高厚比、配筋率 ' 有关。表4.2,配筋率 As / bh A ——砖砌体的截面面积; fc——混凝土或面层砂浆的轴心抗压强度设计值,砂浆的 轴心抗压强度设计值可取为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; Ac——混凝土或砂浆面层的截面面积; η s——受压钢筋的强度系数,当为混凝土面层时,可取1.0 当为砂浆面层时可取0.9; ——钢筋的抗压强度设计值; ——受压钢筋的截面面积。

2h
6000 9.68 620
9.68 2 620 1 0.022 1 0.022 9.68 20.78mm ea 2200 2200
h e N e ea a 510 20.78 310 35 805.78mm 2 h e ' N e e a a 510 20.78 275 255.78mm 2
φb4
根据 4 / 0.49 8.16 , 0.194 , e / h 0.163 ,查表得 n 0.52 。
n Af n 0.52 0.1813 10 3 2.08 196.1KN 175KN
满足要求。 ③短边方向的验算 短边方向按轴心受压验算。
一、网状配筋砖砌体构件的受压性能 网状配筋砖砌体试验破坏状况: 1、轴心受压时,网状配筋砌体极限强度 与体积配筋率有关; 2、偏心受压时,随着偏心距e的增大,受 压区面积减小,钢筋网片对砌体的约束效 应降低。
二、受压承载力计算 1.网状配筋砖砌体的抗压强度计算公式
2e f n f 2 1 y 100 f y
0.95 0.92 0.88 0.83 0.78 0.73 0.68 0.64 0.59 0.54 0.50
0.97 0.94 0.91 0.86 0.81 0.76 0.71 0.66 0.61 0.56 0.52
0.99 0.96 0.93 0.89 0.84 0.7Leabharlann Baidu 0.73 0.68 0.63 0.58 0.54

4 10.81 , e 0 , n 0.783 0.37 0.194 f n 1.65 2 320 2.89MPa 100
n Af n 0.783 0.1813 10 3 2.89 410.3KN 175KN
满足要求。
[例] 一组合砖柱截面为 490mm×620mm, 计算高度为 6m, 承受轴向设计值 N = 450 KN, 偏心距 e = 510mm(偏向长边),采用 MU10 砖、M5 混合砂浆、C20 混凝土及 HPB 钢筋,采 用对称配筋。试求钢筋面积。 [解] ①偏压方向的承载力计算
第三节 组合砖砌体构件
对改善砌体的抗压、抗弯性能有很大作用。 砌体配置钢筋和混凝土或砂浆面层使砌体轴心受压承载力提高; 由于配了纵向钢筋构件偏心受压承载力大大提高; 由于砖砌体、混凝土、砂浆材料应力—应变关系存在差异,钢筋 及砂浆抗压强度的发挥受到限制
一、组合砖砌体构件的试验研究 随配筋率增加组合砌体性能由无筋砌体向钢筋混凝土接 近; 小偏心受压构件压应力较大边的砂浆或混凝土先压碎; 大偏心受压时受拉区钢筋先达到屈服,裂缝开展使受压 区缩小而破坏;
假定 500> x >120。 As 受拉屈服,由于对称配筋,因而有
N fA f c Ac
450000 1.48 2 120 120 490 x 120 9.6 250 120
混凝土或砂浆面层组合墙
第四节 砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 在砖墙中每隔一定间距设置钢筋混凝土构造柱,与圈梁、砖砌体 一起共同受力。 构造柱组合砖墙的组合作用:“弱框架”( 构造柱+圈梁),可 显著提高砌体承受竖向荷载和水平荷载的能力。
一、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的轴心受压承载力计算公式
式中,com ——组合砖墙的稳定系数,可按表4.2采用 η ——强度系数,当 l /bc小于4时取等于4 l ——沿墙长方向构造柱的间距 bc——沿墙长方向构造柱的宽度 An——砖砌体的净截面面积 Ac——构造柱的截面面积
四、构造规定 ① 网状配筋砖砌体中的体积配筋率,不应小于 0.1%,并不应大于1%。 ② 采用方格钢筋网时,钢筋的直径宜采用3~4mm; 当采用连弯钢筋网时,钢筋的直径不应大于8mm。 ③ 钢筋网中钢筋的间距不应大于120mm,并不应小于 30mm。 ④ 钢筋网的间距,不应大于5皮砖,并不应大于 400mm。 ⑤ 网状配筋砖砌体所用砂浆不应低于M7.5;钢筋网 应设置在砌体的水平灰缝中,灰缝厚度应保证钢 筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。
5.箍筋的直径,不宜小于4mm及0.2倍的受压钢筋直径,并不宜大 于6mm。箍筋的间距,不应大于20倍受压钢筋的直径,及500mm, 并不应小于120mm。 6.当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于4根时,应设置附 加箍筋或拉结钢筋。 7.对于截面长短边相差较大的构件如墙体等,应采用穿通墙体的 拉结钢筋作为箍筋,同时设置水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖 向间距及拉结钢筋的水平间距,均不应大于500mm(图)。 8.组合砖砌体构件的顶部及底部,以及牛腿部位,必须设置钢筋 混凝土垫块。受力钢筋伸入垫块的长度,必须满足锚固要求。
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