砌体结构课件2

1、第十五章 砌体结构15.4.1受压构件的计算 受压构件承载力计算A为截面面积，按毛截面计算其中：为轴向力偏心距和构件高厚比对受压构件承载力的影响系数；按砂浆强度查表确定。应用上式计算时，应注意：（1）轴向力偏心距的限值： e00.6y y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离（2）矩形截面受压构件， 当偏心方向截面边长非偏心方向截面边长时，除按偏心受压计算外，还应对小边长方向，按轴压重新计算。【例1】某截面为370490mm的砖柱，柱计算高度为5m，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

2、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。截面A0.370.490.18m20.3m2，调整系数=0.18+0.7=0.88查表得影响系数为0.785N=150KN所以柱底截面安全【例2】一偏压柱，截面尺寸为490620mm，计算高度5m，采用强度等级为MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，柱底承受轴压设计值为N160kN，弯矩设计值M20kN.m（沿长边方向），安全等级为二级，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MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，查得=1.2查表=0

3、.465MU10蒸压灰砂砖与M5水泥砂浆砌筑的强度设计值f=1.5MPa 调整系数 a=0.9(2)弯矩作用平面外承载力验算短边方向，按轴压验算 查表=0.81615.4.2局部受压计算概念：压力仅作用在砌体的部分面积上的受力状态。受力研究：局压面上砌体的抗压强度高于砌体的抗压强度。原因：套箍原理。局部受压的分类：砌体局部均匀受压。梁端支撑处砌体的局部受压。垫块下砌体的局部受压。15.4.2.1砌体局部均匀受压局部均匀受压承载力计算公式为:NlfAl其中为砌体局部抗压强度提高系数：图1 5-5 影响局部抗压强度的计算面积【例3】一钢筋混凝土柱截面尺寸为250mm250mm，支承在厚为370mm

4、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 Al25025062500mm2局部受压影响面积：A0=(b+2h)h=(250+2370)370=366300mm2砌体局部抗压强度提高系数:=1.772查表得MU10砖和M5水泥砂浆的抗压强度设计值为f1.5MPa，采用水泥砂浆应乘以调整系数0.9；砌体局部受压承载力为:fAl= 1.770.91.562500= 149344 N = 149.3kN120kN,所以，砌体局部受压承载力满足要求。 15.4.2.2梁端支撑处砌体的局部

5、受压梁端支承处砌体局部受压受力特点梁弯曲变形，支座处产生转角，下部有脱开趋势。梁端有效支承长度：a0 a梁端压力Nl作用点位置：靠近墙体内缘0.4 a0处梁端压力Nl产生的压应力分布不均匀呈抛物线形，内缘处最大。上部荷载的影响局压面上除Nl外，还有上部荷载N0作用。现象：梁端底部砌体产生压缩变形，梁顶部与砌体脱开形成水平裂缝产生“卸荷内拱”，使局部受压面积上的荷载减少。处理：N0适当折减引入上部荷载折减系数。梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式：N0NlfAl 上部荷载折减系数，=1.5-0.5A0/Al15.4.2.3梁端下设有垫块的砌体局部受压垫块作用：扩大梁端支承面积，使梁端压力较均匀地

6、传倒砌体截面上，增加局部受压承载力。 垫块高度tb180mm刚性垫块构造 垫块宽度bb：自梁边挑出 tb 垫块长度ab180mm垫块下砌体局部受压承载力计算公式为：N0+Nl1fAb式中：N00Ab 垫块上N0及Nl合力的影响系数，由表查取3时的值； 1垫块外砌体面积的有利影响系数，10.8，不小于1.0【例4】窗间墙截面370mm1200mm，砖墙用MU10的烧结普通砖和M5的混合砂浆砌筑。大梁截面200mm550mm，在墙上的搁置长度240mm。大梁的支反力为100kN，窗间墙范围内梁底截面处的上部荷载设计值为240kN，试对梁端下砌体的局压承载力进行验算。【解】查得MU10砖和M5砂浆砌

7、体的强度设计值为f1.5Mpa。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砌体局部抗压强度提高系数:砌体局部受压承载力为: 0.71.9961.53820010-3=80kN =100kN。局部受压承载力不满足要求。【例5】梁下设预制刚性垫块设计。条件同上题。解：根据上题计算结果，局部受压承载力不足，需设置垫块。设垫块高度为 180mm，平面尺寸 370mm500mm， 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： A0=（b+2h)h（5002350）370444000mm2 砌体局部抗

8、压强度提高系数：=1.412垫块外砌体的有利影响系数：1=0.8 =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:N0=0Ab= 0.5418500099.9kN=0.54/1.5=0.36， 查表得梁端有效支承长度:=109mm 对垫块中心的偏心距 ： 0.4109=141mm轴向力对垫块中心的偏心距 70mm将 及 代入公式得验算刚性垫块设计满足要求。第十四章 砌体结构14.3混合结构房屋墙体设计14.3.1房屋的结构布置及静立计算方案1、房屋的结构布置纵墙承重方案横墙承重方案纵横墙承重方案内框架承重方案2、静立计算方案房屋的空间工作性能混合结构

9、房屋由屋、楼盖、纵、横墙和基础共同组成，整个房屋如同一空间盒子，构件除各自承受竖向荷载和水平荷载作用外，还具有相互联系、相互影响的作用，成为房屋的空间整体，协同工作。影响房屋空间工作性能的主因是：楼、屋盖水平刚度和横墙间距。根据以上两个影响因素，将结构的计算方案分为以下三种：（1）刚性方案当横墙间距较小、楼、屋盖水平刚度较大时，房屋空间刚度较大，房屋的水平位移很小，可视墙、柱顶端的水平位移为零。将楼盖或屋盖视为墙柱的不动铰支座，墻、柱按竖向构件计算，称为刚性方案。刚性方案计算简图（2）弹性方案 当房屋横墙间距较大，楼、屋盖水平刚度较小时，房屋的空间刚度较小，水平位移较大，在确定计算简图时，不能

10、忽略水平位移的影响，须考虑空间工作性能，属于弹性方案。 弹性方案计算简图（3）刚弹性方案房屋房屋空间刚度介于刚性和弹性方案之间。荷载作用下，房屋水平位移也介于刚性和弹性之间，属于弹性方案。刚弹性方案计算简图屋盖或楼盖类别刚性方案弹性方案刚弹性方案1整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或楼盖s3232s72s322装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或楼盖s2020s48s483瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖s1616s36s3614.3.2墙、柱高厚比验算1、概念：高厚比是指墙、柱计算高度与墙厚或柱截面边长的比值墻、柱的高厚比验算是保证砌体房屋施工阶段，和使用阶段

11、稳定性与刚度的一项重要构造措施。计算应按下式进行：1的取值：墙体厚度h=240mm时，取1.2；墙体厚度h=90mm时，取1.；中间插值。h=190mm 1=1.3 ； h=120mm 1=1.4。取值时应注意：当计算结果小于0.7时，应取0.7，当洞口高度等于或小于墙高的1/5时，可取为1.0。 墙柱容许高厚比砂浆强度等级墙柱M7.526（24）17（15）M524（22）16（14）=01411注：1、毛石墙、柱的容许高厚比应降低20%； 2、组合砖砌体构件的容许高厚比，可提高20%，但不得大于28； 3、验算施工阶段砂浆尚未结硬的砌体时，允许高厚比墙取14，柱取11； 4、括号内数值为墙

12、体厚度h=190mm时的允许高厚比。受压构件计算高度H0（无吊车的单层和多层房屋）房屋类别柱带壁柱墙或周边拉结的墙平行排架方向垂直排架方向s2H 2HsH sH单 跨弹性方案1.50H1.0H1.50H刚弹性方案1.20H1.0H1.20H多跨弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案1.10H1.0H1.10H刚性方案1.00H1.0H1.0H0.4 s+0.2H0.6s注：1、s为房屋横墙间距，其长度单位为m； 2、自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉接条件确定； 3、当上端为自由端时，计算高度H0=2H。【例14.6】某单层房屋层高为4.5m，砖柱截面为490mm370mm，采用M5

13、.0混合砂浆砌筑，房屋的静力计算方案为刚性方案。试验算此砖柱的高厚比。【解】 查表得 （500为单层砖柱从室内地坪到基础顶面的距离） 高厚比满足要求【例14.7】某单层单跨无吊车的仓库，柱间距离为4m，中间开宽为1.8m的窗，屋架下弦标高为5m，壁柱为370mm490mm，墙厚为240mm，为刚弹性方案，试验算带壁柱墙的高厚比。【解】 带壁柱墙采用窗间墙截面 1求几何特征 2确定计算高度500mm为壁柱下端嵌固处至室内地坪的距离3整片墙高厚比验算M5混合砂浆时，查表得自承重墙允许高厚比修正系数: 开有门窗洞口的修正系数: 整片墙高厚比满足要求4壁柱间墙体局部高厚比验算壁柱间墙体局部高厚比满足要

14、求14.3.3刚性方案房屋14.3.3.1承重纵墙的计算1、单层房屋承重纵墙的计算1）计算单元：对有门窗洞口的外纵墙，计算单元一般取一开间；对无门窗洞口的纵墙，取1m长墙体作为计算单元。2）计算简图：纵墙上端与屋架（或屋 面梁）铰接，为水平不动铰支座；纵墙的下端在基础顶面处固结。3）计算荷载：包括竖向荷载和水平荷载。4）内力计算竖向荷载作用下的内力计算水平荷载作用下的内力计算单层刚性方案房屋（a）计算简图 （b）竖向荷载作用下的内力 （c）风荷载作用下的内力5）控制截面与内力组合控制截面为内力组合最不利处，一般指梁的底面、窗顶面和窗台处，其组合有：Mmax与相应的N和V；Mmin与相应的N和V

15、；Nmax与相应的M和V；Nmin与相应的M和V。2、多层房屋承重纵墙的计算1）计算单元选择有代表性的一段或荷载较大、截面较弱的部位作为计算单元。计算单元的受荷宽度为(l1+l2)/2，如图示。对有门窗洞口的墙体，计算截面宽度取窗间墙宽度，对无门窗洞口的墙体，计算截面宽度取(s1+s2)/2。对无门窗洞口且受均布荷载的墙体，取1m宽的墙体计算。多层刚性方案房屋计算单元2）计算简图竖向荷载作用下的计算简图竖向荷载作用下的计算简图由于楼盖结构的梁或板是嵌砌在墙体内的，墙体在楼盖的嵌入部位的截面被消弱，使上下墙体在楼盖处的连续性被消弱，所以，此处简化为铰接。水平荷载作用下墙体的计算简图水平荷载作用下

16、的纵墙计算简图 在水平风载作用下，纵墙可按连续梁分析其内力，其计算简图。3）荷载和内力计算纵墙要承担上部屋、楼盖以及墙体自重Nu，和本层楼盖传来的荷载Nl以及本层墙自重NG ，Nu作用于重心处, Nl要产生弯矩，其荷载作用点如图所示。4）控制截面的选择和承载力验算 对多层砌体房屋，若每层墙体的截面与材料都相同，则只需验算底层墙体承载力，如有截面或材料强度变化，则还需要验算变截面处墙体的承载力。对于梁下支承处，尚应进行局部受压承载力验算。每层墙体的控制截面有：楼盖大梁底面处、窗口上边缘处、窗口下边缘处、下层楼盖大梁底面处。14.3.3.2多层房屋承重横墙的计算1、计算单元和计算简图一般沿墙长取1

17、m宽为计算单元。每层横墙视为两端为不动铰接的竖向构件，构件高度为每层层高，顶层若为坡屋顶，则构件高度取顶层层高加上山尖高度h的平均值，底层算至基础顶面或室外地面以下500mm处。2、横墙上的荷载如果横墙两侧开间相差不大，则视横墙为轴压构件，如相差悬殊或只是一侧承受楼盖传来的荷载，则横墙为偏心受压构件。承重横墙的控制截面一般取该层墙体截面，如图所示，此处的轴向力最大。第十四章 砌体结构14.4过梁、圈梁、挑梁及墙体的构造措施14.4.1过梁14.4.1.1过梁的分类与应用砖砌平拱过梁砖砌弧拱过梁钢筋砖过梁钢筋混凝土过梁14.4.1.2过梁的计算砌有一定高度的墙的钢筋混凝土过梁为一个偏心受拉构件，

18、 过梁上的墙体形成的内拱将产生卸载作用。过梁上的荷载：墙体荷载：对于砖砌墙体，当过梁上的墙体高度hwln/3时，应按全部墙体的自重作为均布荷载考虑。当过梁上的墙体高度hw ln /3时，应按高度ln /3的墙体自重作为均布荷载考虑。对于混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度hw ln /2时,应按全部墙体的自重作为均布荷载考虑。梁板荷载：当梁、板下的墙体高度hw ln时，应计算梁、板传来的荷载，如hw ln ，则可不计梁、板的作用。14.4.2圈梁14.4.2.1圈梁的作用和布置砌体结构中，在墙体内沿水平方向设置封闭的钢筋混凝土梁称为圈梁。设置圈梁可增强房屋整体性和空间刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。当房屋中部沉降较两端为大时，位于基础顶面部位的圈梁作用较大；当房屋两端沉降较中部为大时，则