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1、6.2 砌体结构构件（墙柱）承载力计算,6.4.2 墙柱承载力计算 1受压承载力计算（1）计算公式砌体规范规定，把轴向力偏心距和构件的高厚比对受压构件承载力的影响采用同一系数考虑。规范规定，对无筋砌体轴心受压、偏心受压承载力均按下式计算：（1）N轴向力设计值；高厚比和轴向力偏心距对受压构件承载力的影响系数 f砌体抗压强度设计值；A截面面积，对各类砌体均按毛截面计算；,（2）,（3）,轴向力的偏心距，按内力设计值计算e=M/N；,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长，若为T形截面，则，为T形截面的折算厚度，可近似按3.5i计算，i为截面回转半径；,计算影响系数时，可查261页
2、附录。,当3时，受压承载力仅与截面和材料有关，称之为短柱。此时取01；则：,计算影响系数时，构件高厚比按下式确定：,不同砌体的高厚比修正系数，查下表1，该系数主要考虑不同砌体种类受压性能的差异性；,受压构件计算高度。,与砂浆强度等级有关的系数。当砂浆强度等级大于或等于M5时，等于0.0015；当砂浆强度等级等于M2.5时，等于0.002；当砂浆强度等级等于0时，等于0.009；,2.适用条件受压构件的偏心距过大时，可能使构件产生水平裂缝，构件的承载力明显降低，结构既不安全也不经济合理。因此砌体规范规定：轴向力偏心距不应超过0.6y，y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。若设计中超过以
3、上限值，则应采取适当措施降低偏心距。3.注意事项,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截面边长时，除了按偏心受压计算外，还应对较小边长，按轴心受压（即）计算。,【例1】某截面为370490mm的砖柱，柱计算高度H0H5m，采用强度等级为MU10的烧结普通砖及M5的混合砂浆砌筑，柱底承受轴向压力设计值为N150kN，结构安全等级为二级，施工质量控制等级为B级。试验算该柱底截面是否安全。【解】查表得MU10的烧结普通砖与M5的混合砂浆砌筑的砖砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa。由于截面面积A0.370.490.18m20.3m2，因此砌体抗压强度设计值应乘以调整系数aA0.
4、7=0.18+0.7=0.88；,将,0.785,柱底截面安全。,0.7820.881.5490370103187kN150kN,则柱底截面的承载力为：,代入公式得,【例2】一偏心受压柱，截面尺寸为490620mm，柱计算高度，采用强度等级为MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，柱底承受轴向压力设计值为N160kN，弯矩设计值M20kN.m（沿长边方向），结构的安全等级为二级，施工质量控制等极为B级。试验算该柱底截面是否安全。,【解】(1)弯矩作用平面内承载力验算,0.6y0.6310=186mm,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；,=0.202,=0.46
5、5,查表得，MU10蒸压灰砂砖与M5水泥砂浆砌筑的砖砌体抗压强度设计值f=1.5MPa。由于采用水泥砂浆，因此砌体抗压强度设计值应乘以调整系数 0.9。,柱底截面承载力为：,0.4650.91.5490620103191kN150kN。,0.8160.91.549062010 335kN150kN,对较小边长方向，按轴心受压构件验算，此时,则柱底截面的承载力为,柱底截面安全。,(2)弯矩作用平面外承载力验算,【例3】如图所示带壁柱窗间墙，采用MU10烧结粘土砖、M5的水泥砂浆砌筑，计算高度H05m，柱底承受轴向力设计值为N150kN，弯矩设计值为 M30kN.m，施工质量控制等级为B级，偏心压
6、力偏向于带壁柱一侧，试验算截面是否安全？,【解】（1）计算截面几何参数,截面面积 A2000240490500725000mm2,截面形心至截面边缘的距离,惯性矩,mm,296108mm,回转半径：,T型截面的折算厚度 202707mm,偏心距,满足规范要求。,（2）承载力验算,MU10烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑，查表得 1.0；,0.283,则,0.930,=0.388,查表得，MU10烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑的砖砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa。由于采用水泥砂浆，因此砌体抗压强度设计值应乘以调整系数 0.9。,窗间墙承载力为,0.3880.91.5725000103380kN,1
7、50kN。,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,第五节 混合结构设计方案,作业：P259：6-3,2.砌体局部受压承载力计算局部受压 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 因纵向裂缝的发展而破坏：在局部压力作用下有纵向裂缝，斜向裂缝，其中部分裂缝逐渐向上或向下延伸并在破坏时连成一条主要裂缝；劈裂破坏：在局部压力作用下产生的纵向裂缝少而集中，且初裂荷载与破坏荷载很接近，在砌体局部面积大而局部受压面积很小时，有可能产生这种破坏形态；与垫板接触的砌体局部破坏：墙梁的墙高与跨度之比较大，砌
8、体强度较低时，有可能产生梁支承附近砌体被压碎的现象。,2）砌体局部均匀受压时的承载力计算,砌体受局部均匀压力作用时的承载力应按下式计算：,（）,局部受压面积上的轴向力设计值；,砌体局部抗压强度提高系数；,局部受压面积。,式中:Ao影响砌体局部抗压强度的计算面积,按图规定采用。,（6.5.8）,砌体局部抗压强度提高系数，按下式计算：,【例4】一钢筋混凝土柱截面尺寸为250mm250mm，支承在厚为370mm的砖墙上，作用位置如图所示，砖墙用MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑，柱传到墙上的荷载设计值为120KN。试验算柱下砌体的局部受压承载力。,【解】局部受压面积 25025062500mm2,
9、局部受压影响面积（2502370）370366300mm2,砌体局部抗压强度提高系数,砌体局部受压承载力为,1.771.562500,=165937 N=165.9kN120kN。,砌体局部受压承载力满足要求。,查表得MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度设计值为 1.5MPa；,3)梁端支承处砌体的局部受压承载力计算,（1）梁支承在砌体上的有效支承长度,（6.3.3）,为梁端实际支承长度（mm）；,梁的截面高度（mm）；,砌体的抗压强度设计值(MPa)。,（2）上部荷载对局部受压承载力的影响,梁端上部砌体的内拱作用,上部荷载折减系数可按下式计算,（6.5.11）,式中 局部受压
10、面积，为梁宽，为有效支承长度；当 时，取 0。,（3）梁端支承处砌体的局部受压承载力计算公式,（6.5.10）,式中 局部受压面积内上部荷载产生的轴向力设计值,为上部平均压应力设计值（N/mm2）；,梁端支承压力设计值（N）；,梁端底面应力图形的完整系数,一般可取0.7,对于过梁和墙梁可取1.0；,砌体的抗压强度设计值(MPa),局部受压面积，为梁宽，为有效支承长度；,（1）设置刚性垫块的作用：增大了局部承压面积，改善了砌体受力状态。,4）梁端下设有垫块时的砌体局部受压承载力,（2）刚性垫块的构造应符合下列规定：刚性垫块的高度不宜小于180mm，自梁边算起的垫块挑出长度不宜大于垫块高度；在带壁
11、柱墙的壁柱内设置刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而不应计入翼缘部分，同时壁柱上垫块深入翼墙内的长度不应小120mm；当现浇垫块与梁端整体浇注时，垫块可在梁高范围内设置。,（3）刚性垫块的分类：预制刚性垫块和现浇刚性垫块。在实际工程中，往往采用预制刚性垫块；为了计算简化起见，规范规定，两者可采用相同的计算方法。（4）刚性垫块下的砌体局部受压承载力计算公式,（6.5.12）,垫块上 及 的合力的影响系数，应采用公 式 6.5.6 当 时的值，即 时的值；,（6.5.12）,垫块外砌体面积的有利影响系数;,（6.5.12）,（6.5.13）,-刚性垫块的影响系数。按表6.5.1选取。,梁
12、端设有刚性垫块时，梁端有效支承长度应按下式确定。,【例5】窗间墙截面尺寸为370mm1200mm，砖墙用MU10的烧结普通砖和M5的混合砂浆砌筑。大梁的截面尺寸为200mm550mm，在墙上的搁置长度为240mm。大梁的支座反力为100kN，窗间墙范围内梁底截面处的上部荷载设计值为240kN，试对大梁端部下砌体的局部受压承载力进行 验算。,【解】查表得MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度设计值为 1.5Mpa。,梁端有效支承长度为：,局部受压面积=19120038200（mm2）,局部受压影响面积,3,=(200+2370)370=347800,局部受压承载力不满足要求。,砌体
13、局部抗压强度提高系数,砌体局部受压承载力为,=1.9962,0.71.9961.53820010-3=80kN=100kN。,梁下设预制刚性垫块,设垫块高度为 180mm，平面尺寸 370mm500mm，c=垫块自梁边两侧挑出 150mm 180mm,垫块面积 370500185000（mm2）,局部受压影响面积：（5002370）370458800mm2,砌体局部抗压强度提高系数：,垫块外砌体的有利影响系数：0.81.41=1.13,上部平均压应力设计值 0.54MPa；,垫块面积 内上部轴向力设计值,0.541850009990099.9kN,梁端有效支承长度,对垫块中心的偏心距：0.4109=141mm,=0.54/1.5=0.36，查表得,刚性垫块设计满足要求。,轴向力对垫块中心的偏心距 70mm,验算,将 及 代入公式 10.1.2 得,混合结构设计,第五节 混合结构设计方案,作业：P259：6-7,
