3-5 砌体结构构件的承载力(配筋砖砌体构件)讲解学习

新规范采用与组合砖砌体受压构件承载力相同的计 算模式，但引入强度系数η来反映其差别，即
N≤Φcom[fAn+η(fcAc+fy’AS’)] 式中：
稳定系数：φ0≤Φcom=φ0+100ρ(φrc-φ0)≤φrc 强度系数：η=[1/(L/bs-3)]1/4
当L/bs≤4时，取L/bs=4 该式计算结果与式η=[1/(L/bs-3)]1/4非常接近，且当 L/bs≤4时，取L/bs=4计算则体现了与组合砖砌体受压构 件承载力计算公式的衔接．
• 高厚比β>16的构件，易失稳. 钢筋的作用难于发挥. • 偏心距e大的构件，截面中压应力分布很不均匀，而
在压应力较小的区域，钢筋的作用难于发挥.
2
1、网状配筋砖砌体构件 (2)抗压强度
湖南大学的试验研究
对于轴心受压短柱：
2
fnm
fm
100
f ym
偏心受压时，考虑偏距心的影响(强度降低系数)：
有限元分析表明： 构造柱附近墙体的竖向压应力比构造柱之间的中部墙 体低，中部墙体的压应力峰值随着构造柱间距的减小而降 低。 层高对组合墙内力分配影响不大，而构造柱间距却是 最主要的影响因素。 根据非线性有限元分析，组合墙的强度提高系数为
γ＝１＋２e-0.65L 式中：L－－构造柱的间距
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3、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 (3)组合墙轴心受压承载力的计算
五、配筋砖砌体构件
作用：提高承载力，改善砌体脆性性质. 类型：根据配筋的形式和配筋率进行分类，常
用和发展迅速的有
• 网状配筋砖砌体、组合砖砌体 ---- 很成熟，
有一定的适用场合，新规范予以保留.
• 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 ----具有
较好的静力和抗震性能，近年发展迅速，新 规范给出轴心受压性能的计算公式和构造要 求.
Vs 100或 2As 100，且0.1% 1.0%
V
asn
n
1
12
e h
1
；
2
1 12
1
0n
1
0n
1
1 1 3
2
667
注意：1)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，还应对较小边长按轴心受压进行验算. 2)当网状配筋砖砌体
构件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.
fnm
fm
12001
2e y
f
ym
fm
2.4
100
1
2e y
f
yk
根据试验，fnm / fm与的关系可采用线性公：式
fnm / fm 1 3
为安全与经济考虑，取
1.0%，也即fn
m
4
f
作为限值。
m
3
1、网状配筋砖砌体构件 (3)受压承载力计算
N n Afn
式中：f n
f
21
2e y
100
fy
(3)偏心受压组合砖砌体的承载力(续1)
eN eN’
eN
N
eN’ N
as
as’
σSAs h0 fyAs’
h
小偏心受压
as
as’wenku.baidu.com
fyAs h0 fyAs’
h
大偏心受压
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2、组合砖砌体构件 (3)偏心受压组合砖砌体的承载力(续2)
∑N=0，N≤fA’+fcAc’+ηsfy’As’-σsAs ∑MAs=0，NeN≤fS0+fcSc,s+ηsfy’As’(h0-as’) 受压区高度x按下式确定：
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2、组合砖砌体构件 (1)概述----续1----截面形式
截面形式
b
拉结钢筋
b
b
180
h
h
h
混凝土 或砂浆
纵向钢筋
Ｔ形截面可按矩形截面组合砌体 计算，但β仍按Ｔ形截面考虑．
箍筋
7
2、组合砖砌体构件 (2)轴心受压组合砖砌体的承载力
1)钢筋的强度系数ηs 各种材料的极限压应变不同：水泥砂浆最小，钢筋 其次，混凝土再次，砖砌体最大． 故组合砖砌体在轴向力作用下，钢筋先屈服，然后 面层混凝土达到抗压强度，而砖砌体尚未达到其抗压强 度－－砖砌体的强度系数. 或砂浆面层先屈服，钢筋的强 度不能被充分利用－－受压钢筋的强度系数ηs. (组合砖砌体破坏时的应变)－－(钢筋的应力应变曲 线→钢筋的应力)－－(钢筋的应力与其极限强度相比→ 钢筋的强度系数ηs)
No3 1250 7.35 2.79 19.76 290 2.11 2.13 3.20 2.62
No4 1600 7.35 2.95 22.16 290 1.92 1.96 2.88 2.28
No5 两端无柱
7.35 2.49 19.93 290 1.55 1.64 1.99 1.79
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3、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙
注意fc的取值规定
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2、组合砖砌体构件 (3)偏心受压组合砖砌体的承载力
组合砖砌体偏心受压时,其承载力和变形性能与钢筋混 凝土相近.
破坏形态与钢筋混凝土柱相似，可分为两种破坏形态：
• 小偏压时，受压区面层混凝土或砂浆及部分砌体受
压破坏；
• 大偏压时，受拉区钢筋先屈服，然后受压区破坏。
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2、组合砖砌体构件
(2)试验与有限元分析(续1)
2Φ6
1
2Φ6
1400
120
1 No:1--4 2 No:5
拉结钢筋 Φ4@250
120
120 1-1
120 1200 120
Φ4@100 2-2
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3、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙
(2)试验与有限元分析(续2)
构造柱作用：承受一定荷载，约束墙体(“构造框架”)， 提高墙体稳定性。
1
1、网状配筋砖砌体构件 (1)试验研究
配筋形式：一般采用方格钢筋网与连弯钢筋网配筋. 破坏过程：单砖先裂 ---- 缓慢裂展 ---- 个别砖压碎 砌体强度提高机理：钢筋阻止砌体的横向变形，联结被
裂缝分割的小砖柱，使之不致过早失稳. 适用场合：适用于高厚比β<16的轴心受压构件和偏心
荷载作用在截面核心范围内的偏心受压构件(对于矩形 截面，即e<h/6=0.17h).
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3、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 (3)组合墙轴心受压承载力的计算
L=(L1+L1)/2 bc
As’
An
Ac
L1
L2
砖砌体和构造柱组合墙截面
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3、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 (4)构造要求
P183-184
• ≥M5，≥C20 • 保护层同钢筋混凝土． • 240╳240；中柱≥4Φ12，边柱、角柱≥4Φ14，且
(2)试验与有限元分析
试件编号
柱间距mm 砖强度MPa 砂浆强度MPa 混凝土立方强度MPa 钢筋屈服强度MPa 开裂荷载 试验值 N/mm2 计算值
极限荷载 试验值 N/mm2 计算值
No1 900 7.35 2.79 19.76 290 2.30 2.45 3.75 3.11
No2 1000 6.55 5.96 20.30 290 2.83 2.65 3.90 3.15
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P180
2、组合砖砌体构件 (4)构造要求
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3、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙
(1)应用场合
1)按构造要求设置目的：加强墙体的整体性，增加墙体 的抗侧延性，和一定程度上利用其抵抗侧向地震力的能力。
2)按承载力要求设置：墙体竖向承载力不足而其厚度又 受到限制，可在墙体中设置与墙等厚的构造柱予以加强。
不宜≥Φ16；Φ6@200，加密Φ6@100．
• 设置：交接处、墙端部、较大洞口的洞边，且≤4m. • 基顶、楼层设圈梁，h≥240，≥4Φ12，Φ6@200. • 马牙槎，2Φ6@500拉结，插入≥600. • 先砌墙，后浇柱.
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关于承载力计算：过去采用的折算截面法偏于不安全。 即将构造柱的混凝土面积按混凝土弹性模量与砌体弹性模量 之比，换算成砖砌体面积，然后按无筋砌体轴心受压计算公 式计算。试验表明，砖墙受压破坏时，构造柱的抗压强度往 往未能充分利用－－即这种算法过高地估计了混凝土构造柱 的承载力。
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3、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙
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2、组合砖砌体构件 (2)轴心受压组合砖砌体的承载力(续1)
2)组合砖砌体构件的稳定系数φcom φ0≤Φcom=φ0+100ρ(φrc-φ0)≤φrc
即介于无筋砌体构件的稳定系数φ0与钢筋混凝土构 件的稳定系数φrc之间.
3)组合砖砌体轴心受压构件的承载力计算 N≤Φcom(fA+fcAc+ηsfy’AS’)
fSN+fcSc,N+ηsfy’As’eN’-σsAseN=0 eN=e+ea+(h/2-as) eN’=e+ea+(h/2-as’) ea=(β2h/2200)(1-0.022β) 大偏心受压：σs=fy 小偏心受压：-fy’≤σs=650-800ξ≤fy，ξ=x/h0 Ι级钢： ξb= 0.55，ΙΙ级钢： ξb= 0.425
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2、组合砖砌体构件 (1)概述
根据湖南大学、中国建研院、四川建研院等的试验研究. 在砖砌体内配置纵向钢筋，或设置钢筋混凝土或钢筋砂浆以
共同工作的都是组合砖砌体．
组合砖砌体不但能显著提高砌体的抗弯能力和延性，而且也 能提高砌体的抗压能力，具有和钢筋混凝土相近的性能．
适用范围：一般用于厂房的建造和修复、高层公寓建筑、旧 房的加固与改造．规范指出，当轴向力偏心距超过无筋砌体 偏压构件的限值(对于矩形截面，即e>0.6y)时，宜采用砖砌 体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砖砌体．另 外，当荷载偏心距超过截面核心范围(对于矩形截面，即 e<h/6=0.17h)，无筋砌体承载力不足而截面尺寸又受到限制 时，也宜采用组合砖砌体．