文档介绍：第二节无筋砌体构件的承载力计算
本节主要介绍无筋砌体受压构件承载力的主要影响因素、构件承载力的基本计算公式及其适用范围,无筋砌体局部受压时的受力特点,局部受压承载力验算的基本公式以及梁下垫块的计算和构造,无筋砌体受拉、受弯、受剪构件的破坏特征及承载力计算方法。
砌体结构承载力计算的基本表达式
砌体结构与钢筋混凝土结构相同,也采用以概率理论为基础的极限状态设计法设计,其按承载力极限状态设计的基本表达式为
γ0S≤R (fd,αk,…)
砌体结构除应按承载能力极限状态设计外,还应满足正常使用极限状态的要求,在一般情况下,正常使用极限状态可由相应的构造措施予以保证,不需验算。
(1)无筋砌体承受轴心压力时,砌体截面的应力是均匀分布的,破坏时,截面所能承受的最大压应力即为砌体轴心抗压强度f,如图1(a)所示。
(2)当轴向压力偏心距较小时,截面虽全部受压,但压应力分布不均匀,破坏将发生在压应力较大一侧,且破坏时该侧边缘的压应力比轴心抗压强度f 略大,如图1(b)所示;
一、受压构件的受力状态分析
(3)随着偏心距的增大,在远离荷载的截面边缘,由受压逐步过渡到受拉,如图1(c)所示。
(4)若偏心距再增大,受拉边将出现水平裂缝,已开裂截面退出工作,实际受压截面面积将减少,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1(d)所示。
图1 砌体受压时截面应力变化
无筋砌体受压构件的承载力,除构件截面尺寸和砌体抗压强度外,主要取决于构件的高厚比β和偏心距e。
无筋砌体受压构件的承载力可按下列统一公式进行计算:
N≤φfA
查影响系数φ表时,构件高厚比β按下式计算:
对矩形截面
β=γβH0/h
二、受压构件承载力计算的基本公式
对T形截面
β=γβH0/hT
其中,;
设计计算时应注意下列问题:
(1) 对矩形截面构件,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向,按轴心受压进行验算。
(2) 轴向力偏心距e按荷载设计值计算,。y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离,,则宜采用组合砖砌体。
表1 高厚比修正系数γβ
砌体材料类别
γβ
烧结普通砖、烧结多孔砖
混凝土及轻骨料混凝土砌块
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、粗料石、半细料石
粗料石、毛石
【例1】截面为490mm×370mm的砖柱,采用强度等级为MU10的烧结普通砖及M5混合砂浆砌筑,柱计算高度H0=5m,柱顶承受轴心压力设计值为140kN,试验算其承载力。
【解】
(1)考虑砖柱自重后,柱底截面所承受轴心压力最大,故应对该截面进行验算。当砖砌体密度为18kN/m3时,柱底截面的轴向力设计值
N=140+γGGK=
(2) 求柱的承载力
=,截面面积A=×=<
,则砌体抗压强度设计值应乘以调整系数
γa=A+=+=
由β=γβH0/h==0,查附表1a得影响系数φ=。
则得柱的承载力
φγafA=>