砌体结构第三章

N fA
N
——轴向压力设计值 ——高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载力的影响系数，可按式（3.19） 计算，也可按表3.1~3.3查取
f A
——砌体抗压强度设计值，按表2.3采用
——截面面积，对各类砌体均按毛截面面积计算
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A0 a h h
（4）对图3.6（d）的情况，
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规范GB50003为防止
A0
Al 大于某一限值时会出现危险的劈裂破坏，规定对按式
（3.23）计算的值，尚应符合下列规定。
（1）对图3.6（a）的情况， 2.5 ； （2）对图3.6（b）的情况， 2.0 ； （3）对图3.6（c）的情况， 1.5 ； （4）对图3.6（d）的情况， 1.25 ； （5）对灌孔的混凝土砌块砌体，在（1）、（2）款的情况下尚应符合 1.5 。 未灌孔混凝土砌块砌体， 1.0 ； （6）对多孔砖砌体孔洞难以灌实时，应按 1.0 取用；当设置混凝土垫块时， 按垫块下的砌体局部受压计算。
N Ne N ey y 1 2 A I A i
1 Nu fA ey 1 2 i
e
1 e 1 i
2
Nu e fA
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2、偏心受压长柱
偏心受压长柱在偏心距为的轴向荷载作用下，因侧向发生挠曲变形而产生附加偏心距（图 3.2），加速了柱的破坏，故偏心受压长柱的承载力应考虑附加偏心的影响。
2、局部受压构件的破坏形式
（1）竖向裂缝发展而破坏。这种破坏的特点是，当局部压力达到一定数值时，离局压垫 板下约2~3皮砖处首先出现竖向裂缝；随着局部压力的增大，在出现新的竖向及斜向 裂缝的同时，原先的裂缝向上、下方向扩展并逐渐发展为主裂缝；当裂缝之间的砌体 压应力达到材料的抗压强度时，砌体被压破坏（图3.5(a)）。 （2）劈裂破坏。当局部受压面积相对构件截面面积较小时，在局部压应力的作用下裂缝 少而且集中，且裂缝很快形成一条贯通砌体的主裂缝，犹如刀劈（图3.5(b)），故称 劈裂破坏。此种破坏形式开裂与破坏几乎同时发生，属脆性破坏，设计时应避免。 （3）局压面积处局部破坏。前述两种破坏形式均发生在砌体内部而非局部压力接触面处。 实际工程中，当局部压力下的砌体强度较低、砌体所支承的梁的高跨比较大时易出现 局压面积处砌体被压碎而破坏（图3.5(c)）。
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（1）对图3.6（a）的情况，
A0 a c h h
A0 b 2h h
（2）对图3.6（b）的情况，
（3）对图3.6（c）的情况，
A0 a h h b h1 h h1
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3.2.3
局部受压承载力计算
1、局部均匀受压时的承载力计算
规范GB50003规定，砌体截面受局部均匀压力作用时，其承载力应满足下式要求：
Nl fAl
Nl ——局部受压面积上的轴向压力设计值
Al
f
——局部受压面积 ——砌体的抗压强度设计值，当 整系数
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图3.5 局部受压破坏形式 （a）竖缝发展引起破坏；（b）劈裂破坏； （c）局部受压面破坏
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3.2.2
局部受压时砌体的强度
图3.4 砌体的局部受压 （a）局部均匀受压；（b）局部非均匀受压
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3.2.1
局部受压构件的分类和破坏形式
1、局部受压构件的分类
当砌体局部面积上作用均匀的压力时，称局部均匀受压（图3.4(a)）；当砌体局部面积上 作用非均匀的压力时（图3.4(b)），称局部非均匀受压。
Al
A0 1 0.35 1 Al
——局部受压面积
A0 ——影响砌体局部抗压强度的计算面积（图3.6），按下列规定采用：
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图3.6 影响砌体局部抗压强度的计算面积 （a）中心受压；（b）中/侧部受压；（c）角部受压；（d）端部受压
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应用式（3.20）时应注意： （1）对矩形截面，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一 方向的边长时，除按偏心受压计算外，尚应对较小边 长方向，按轴心受压进行计算。
（2）偏心受压构件的偏心距过大时，构件的承载力明显下 降，既不经济也不合理，此外，偏心距过大可能使截 面受拉边出现过大的水平裂缝。故此，按内力设计值 计算的轴向力偏心距应满足 e 0.6 y ，为截面重心到 轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。当偏心距 e 0.6 y 时，宜采用配筋砌体构件。
Nu fA
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图3.1 砌体柱在不同偏心距轴向力作用下截面应力变化
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2、轴心受压长柱
在轴心力作用下，受压长柱往往由于侧向出现侧向变形而发生纵向弯曲破坏，特别是砌体 结构的水平灰缝较多，削弱了砌体结构的整体性，其纵向变形更为明显。故轴心受压长柱 的受压承载力较轴心受压短柱低，其承载力计算中应考虑纵向弯曲的影响。
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无筋砌体构件的设计计算
3.1 全截面受压构件承载力计算 3.2 局部受压构件承载力计算
3.3 受拉、受弯和受剪构件承载力计算
本章 内容
1.4
第一章 绪论
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i 2 cr E ( ) H0
2
Nu 0 f m A
1 1 0 2 1 1 1 2 1 1 1 370 f m 1
Nu cr A
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3.1.3
偏心受压构件
无筋砌体构件的设计计算
3.1 3.1.1
全截面受压构件承载力计算
受压概述
砌体构件承受以压力为主的作用时，称为受压构件。根据轴向力合力的作用 位置，可分为轴心受压和偏心受压。
3.1.2
轴心受压构件
1、轴心受压短柱
构件的长细比时称为短柱，反之称为长柱。在轴心压力作用下，短柱截面的应力均匀分布， 如图3.1（a）所示，破坏时截面最大压应力即为砌体的轴心抗压强度，则轴心受压短柱的 承载力为：
砌体结构
Masonry Structure
刘传辉 主编

第三章 无筋构件的设计计算
第一章 绪论 第二章 砌体的物理力学性能 第三章 无筋砌体构件的设计计算 第四章 配筋砌体构件 第五章 混合结构房屋的静力计算和结构设计 第六章 过梁、圈梁、挑梁和墙梁 第七章 多层混合结构房屋的抗震设计
试验研究表明，砌体在局部受压时的强度大于砌体本身的抗压强度，原因有二，一是 因为“套箍强化”作用：未直接承载局压力的外围砌体对直接受压的砌体的横向变形具有 约束作用，使直接受压的砌体处于三向（或双向）受压的应力状态，故砌体的抗压强度得 到提高；二是“力的扩散”作用，局部压力通过接触面处的砌体向未直接受力的砌体扩散， 使砌体在破坏截面处压力的分布面积较受压接触的面积大，减小了破坏截面处的压应力， 相当于提高了砌体的抗压强度。 考虑到砌体局部受压时强度提高的有利作用，规范GB50003采用局部抗压强度提高 系数表示此种特性。即若砌体的全截面抗压强度为时，其局部受压强度记为。根据大量的 试验分析结果，可按下式计算

1 e ei 1 i
2
Nu fA
图3.2 偏心受压长柱的附加偏心距
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规范GB50003中考虑纵向弯曲和偏心距影响的系数为：

1 e 1 1 1 12 1 h 12 0
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无筋砌体构件的设计计算
3.2
局部受压构件承载力计算
在3.1节的受压构件中，压力作用在构件的全截面上，属于整截面受压构件。实际工程中， 许多构件并不是全截面受压，而是压力仅作用在截面的局部面积上，称为构件局部受压。 如承受上部柱或墙体传来的压力的基础、梁或屋架下的墙柱（图3.4）等均属于局部受压 构件。
确定影响系数

时，构件高厚比应按下列公式计算：
H0 对矩形截面： h
H0 对T形截面： hT

——不同材料砌体构件的高厚比修正系数，按表3.4采用
H 0 ——受压构件的计算高度 h ——矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边的边长 hT ——T形截面的折算厚度，可近似按计算，为截面的回转半径
2
为便于实际工程应用，规范GB50003已将承载力影响系数制成表格，可根据砂浆强度等级、 构件高厚比及或按表3.1~3.3查取。
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3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.4
计算受压构件承载力的统一公式
规范GB50003规定无筋砌体受压构件统一按下式计算：
Al a0b （b 为梁的截面宽度），
且梁下砌体的局部压应力也非均匀分布
（图3.7）。 图3.7 梁下砌体应力分布
hc a0 10 f
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2）上部荷载对局部受压强度的影响 若 0 f 不大，当梁上荷载增加时， m 因梁端底部砌体局部变形较大，原压在 梁端顶面上的砌体与梁顶面逐渐脱离， 原作用于这部分砌体的上部荷载逐渐通 过砌体内形成卸载拱卸至两边砌体（图 3.8），砌体内部应力发生重分布；当 砌体临近破坏时可将原压在梁端上的上 部荷载压力全部卸去，这时梁顶面与砌 体完全脱离开。 0 的存在和扩散作用对 梁下部砌体有横向约束作用，对砌体的 局部受压是有利的。但若 0 f 较大， m 上部砌体向下变形则较大，梁端顶部与 砌体的接触面也增大，这时梁顶面即不 再与砌体脱离，内拱作用效应减小。 内拱的卸载作用还与 A0 Al 的大小 有关，根据试验结果，当 A0 Al 2 时 可不考虑上部荷载对砌体局部抗压强度 的影响。
1、偏心受压短柱
当偏心矩较小时，矩形柱全截面受压，但压应力分布不均匀，如图3.1（b）所示。若偏心 矩逐渐增大，则远离轴向荷载的截面产生拉应力，如图3.1（c）所示。若偏心矩不断增大， 拉应力亦随之增大，当拉应力达到材料的抗拉强度时，受拉边出现水平裂缝，该处材料退 出工作，实际受压截面面积减少，此时，受压区压应力的合力将与所施加的偏心压力保持 平衡，如图3.1（d）所示。
Al 0.3m2
时，可不考虑强度调
a
的影响。
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1、局部非均匀受压时的承载力计算
（1）梁端支承处无垫块时局部受压承载力计算
1）梁端有效支承长度 梁端支承在砌体上时，由于梁在荷载作
用下发生挠曲变形和支承处砌体的压缩 变形的影响，使梁端有脱开砌体的趋势, 梁端的支承长度由实际支承长度变为有 效支承长度，因此，梁端局部受压面积 应为