配筋砌体构件概要.ppt

砌体结构,西南科技大学土木工程与建筑学院,4 配筋砌体构件, 4 配筋砌体构件,配筋砌 体构件,配筋砖 砌体构件,配筋砌块 砌体构件,配筋砌体有两种基本形式，一种是网状配筋砌体，另一种 是组合砌体。,应用： （1）当无筋砌体不能满足承载力要求； （2）无筋砌体截面尺寸受到限值； （3）混合结构旧房的加固改造；,配筋砌块砌体,砖砌体和钢筋 砼构造柱组合墙,钢筋砼或钢筋砂浆 面层组合砖砌体,水平网状配 筋砖砌体, 4.1 配筋砖砌体构件,4.1.1 网状配筋砖砌体构件 1.网状配筋砖砌体构件的构造 网状配筋砖砌体：是在水平灰缝内每隔35皮砖设置一层横向钢筋网片的砌体。 砖柱内采用方格网或连弯钢筋网，砖墙内采用方格网配筋。,砖柱内方格网或连弯钢筋网,砖墙方格网配筋,构造要求： 方格钢筋网的钢筋直径宜采用3-4mm；采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm。钢筋网中钢筋的间距 30mm a 120mm 。 钢筋网的竖向间距不应大于5皮砖，并不应大于400mm。, 4.1 配筋砖砌体构件,网状配筋砌体中的配筋率(按体积比计算)不应小于.1，也不应大于1。 在网状配筋砌体中，所选用的砂浆强度等级不应低于M7.5。 由于钢筋网砌筑在灰缝砂浆内，易于锈蚀，因此水平灰缝的厚度应控制在812mm范围内，并应保证在钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。,2.网状配筋砖砌体的受力特征和破坏形态 试验结果表明：网状配筋砖砌体轴心受压时，由加载直到破坏，按照裂缝的出现和发展，与无筋砌体一样，也分为三个受力阶段。, 4.1 配筋砖砌体构件,第一阶段：随着压力的增加，单块砖内出现第一条（批）裂缝，此阶段所表现的受力特点与无筋砌体相同，但产生第一条（批）裂缝时压力N较无筋砌体高。因钢筋网改善了块体和砂浆的交互作用。 第二阶段：随压力增大，裂缝数量增多，但裂缝发展缓慢。纵向裂缝受横向钢筋网的约束，不能沿砌体高度方向形成上下贯通的连续裂缝。 第三阶段：压力N达到极限荷载Nu时，砌体内部分砖严重开裂甚至破坏，导致砌体完全破坏。砌体强度能得到充分的发挥，不会因为失稳而破坏。, 4.1 配筋砖砌体构件, 4.1 受压构件的承载力计算,图 网状配筋砖砌体受压破坏, 4.1 受压构件的承载力计算,3.承载力的计算 网状配筋砖砌体受压构件按下列公式进行计算： 网状配筋砖砌体的抗压强度设计值：,其中：, 4.1 配筋砖砌体构件,4.适用范围 但对下列情况，不宜采用网状配筋砌体： 偏心距超过截面核心范围(矩形截面即e/h0.17)； 偏心距虽未超过截面核心范围，但构件高厚比16。 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。 当网状配筋砖砌体构件下端与无筋砌体交接时，尚应验算交接处无筋砌体的局部受压承载力。, 4.1 配筋砖砌体构件,例4.1 某砖柱截面尺寸为370mm490mm，承受轴向压力设计值N=180kN，沿长边方向的弯矩设计值M=14.4kNm，H0=4.0m；采用MU10砖、M7.5混合砂将砌筑，施工质量控制等级为B级。试验算该柱受压承载力。若不满足，改用网状配筋砖砌体。 解：（1）偏心受压方向验算, 4.1 配筋砖砌体构件,2019/7/2,12,则由表3.1， 由表2.2， ,故 承载力不满足要求（轴心受压的短柱方向无验算必要）. （2）在不修改截面尺寸的情况下，改用网状配筋砌体，施工质量控制等级为B级，采用 冷拔低碳丝焊接网 ,钢丝间距 ，钢丝网竖向间距 。 因 ，故取 ； 钢筋体积配筋率取, 4.1 配筋砖砌体构件,；满足适用范围要求，则偏心方向：,对配筋砌体，因,由,，查表4.1可得（多次插值）,满足要求。,沿短边方向，按轴心受压验算,由式（4.2b）,故满足承载力要求。, 4.1 配筋砖砌体构件,4.1.2 组合砌体构件 1. 组合砖砌体：是由砖砌体和其表面的钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组合而成的受压构件。,b,h,混凝土或砂浆,b,h,180,纵向钢筋,拉结钢筋,h,b,箍筋,形截面可按矩形截面组合砌体计算，但仍按形截面考虑,截面形式, 4.1 配筋砖砌体构件,图4.2 组合砖砌体墙的配筋 对于截面长短边相差较大的构件，如墙体采用穿通墙体的拉结钢筋作为箍筋，同时设置水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖向间距及拉结钢筋的水平间距，均不应超过500mm。, 4.1 配筋砖砌体构件,2. 构造要求 为了使砖砌体的强度不致过低，要求砖的强度等级不低于MU10，砌筑砂浆的强度不宜低于M7.5。面层混凝土强度等级宜采用C20，面层砂浆应采用水泥砂浆，为防止钢筋锈蚀，并使钢筋与砂浆有较好的粘结能力，面层砂浆强度等级不低于M10。 受力钢筋一般采用HPB300级钢筋。 受压一侧的配筋率,不宜小于0.2%(混凝土面层)或0.1%(砂浆面层)；受拉钢筋的配筋率,不应小于0.1%。竖向受力钢筋的直径应不小于8mm，钢筋净间距不应小于30mm。构件一侧的受力钢筋多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。, 4.1 配筋砖砌体构件,箍筋的直径，不宜小于4mm及d/5(d为受压钢筋直径)，也不宜大于6mm，箍筋间距不应大于20倍受压钢筋直径及500mm，并不应小于120mm。 采用砂浆面层的组合砖砌体，砂浆面层一般为30-45mm。当面层厚度大于45mm时，宜采用混凝土面层。竖向受力钢筋距砌体表面的距离不应小5mm，相应混凝土保护层的厚度，不小于表4.2的规定。 组合砖砌体构件的顶部、底部以及牛腿处，是直接承受或传递荷载的主要部位，必须设置钢筋混凝土垫块，受力钢筋伸入垫块的长度必须满足锚固要求，以确保构件安全可靠地工作。 受力钢筋的搭接长度，搭接处的箍筋间距等应符合现行混凝土结构设计规范的要求。, 4.1 配筋砖砌体构件,3.受压性能 在砖砌体与钢筋混凝土的组合砌体中，由于砖能吸收混凝土中多余的水分，因此在砖砌体中结硬的混凝土比在木模或金属模板中结硬的混凝土强度高。 组合砖砌体在轴向压力作用下，常在砌体与面层混凝土(或面层砂浆)的连接处产生第一批裂缝。随着压力的增大,砖砌体内逐渐产生竖向裂缝,但发展较为缓慢；达到极限荷载时,砌体内的砖和面层混凝土严重脱落或压碎,或竖向钢筋被压屈,组合砌体完全破坏。, 4.1 配筋砖砌体构件,2019/7/2,19,组合砖砌体受压时，由于两侧钢筋混凝土(或钢筋砂浆或箍 筋)的约束，砖砌体受压时抗变形能力较大。 组合砖柱的延性，主要与轴压比和配筋率有关。,图4.4 组合砖砌体受压破坏情况, 4.1 配筋砖砌体构件,4. 承载力计算 (1)轴心受压构件 轴心受压构件的承载力可按下式计算： 其中 为组合砖砌体的稳定系数,可按表4.3采用。, 4.1 配筋砖砌体构件,(2)偏心受压构件 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。, 4.1 配筋砖砌体构件,(2)偏心受压构件 组合砖砌体偏心受压时，构件可按下式计算： 或 组合砖砌体偏心受压构件可分 为小偏心受压和大偏心受压 b，小偏心受压 b，大偏心受压 其中， 为组合砖砌体构件截面 的相对受压区高度，=x/h0 ， 对于HPB235级钢筋，b=0.55； 对于HRB335级钢筋，b=0.425。, 4.1 配筋砖砌体构件,此时受压区高度x可以对N的力矩平衡条件按下式确定 当 ，即小偏心受压时，根据平截面变形假定并经线性简化给出： 当 ，即大偏心受压时, 4.1 配筋砖砌体构件,4.1.3 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙体 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙中，构造柱和圈梁形成“弱框架”，砌体受到约束，也提高了墙体的承载力。,L=(L1+L1)/2,bc,As,L1,L2,An,Ac,砖砌体和构造柱组合墙截面, 4.1 配筋砖砌体构件,1.构造要求 （1）钢筋砼构造柱 砼强度等级不低于C20；混凝土保护层厚度不应小于25mm(室内正常环境)或35mm(露天或室内潮湿环境)。 柱截面尺寸不宜小于4 12(中柱)或4 14(边、角柱) ；柱内竖向受力钢筋直径不宜大于16mm。箍筋在一般部位宜采用 6，间距100mm。 （2） 构造柱位置：在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口洞边应设置构造柱，间距不宜大于4m。 （3）墙体砌筑 砂浆的强度等级不应低于M5，砖砌体与构造柱连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2 6拉结钢筋，且每边伸入墙内不宜小于600mm。, 4.1 配筋砖砌体构件,(4)圈梁 应在组合砖墙砌体结构房屋的基础顶面、楼层处设置现浇钢筋混凝土圈梁。圈梁截面高度不宜小于240mm,纵向钢筋不宜小于4 12，纵向钢筋应伸入构造柱内并符合受拉钢筋的锚固要求；圈梁箍筋宜采用 6200mm 2.受压承载力计算 组合墙的轴心受压承载力计算公式：, 4.1 配筋砖砌体构件,2019/7/2,27,例43 某承重墙横墙厚240mm，计算高度H0=3.6m，采用 MU10砖、M7.5混合砂浆砌筑( )，该墙每米长承受轴心压力设计值N=600kN。试设计该墙。 解：墙体采用双面钢筋水泥砂浆组合墙砌体时，其受压承载力尚不能满足本例要求，拟采用砖砌体和钢筋混凝土柱组合墙（如图4.8）。构造柱截面240mm240mm，采用C20混凝土（ ），纵筋（ ）；每米设构造柱1个，则,2019/7/2,28,可查表得,；且,由式4-6,满足要求。, 4.1 配筋砖砌体构件, 4.2 配筋砌块砌体,1 配筋砌块砌体构件概念 配筋砌块砌体构件时指在砌块的孔洞内配置一定的竖向通长钢筋，在水平灰缝内配置水平钢筋和箍筋，并用灌孔混凝土灌实以形成共同作用的砌块砌体构件。,配筋砌块砌体墙体, 4.2 配筋砌块砌体,2 配筋砌块砌体剪力墙房屋最大适用高度, 4.2 配筋砌块砌体,3 配筋砌块砌体剪力墙结构的内力计算 （1）按弹性力学方法计算内力； （2）按轴心受压、偏心受压或偏心受拉构件进行正截面承载力计算和斜截面承载力计算，并应进行结构位移变形验算。,配筋砌块砌体墙体, 4.2 配筋砌块砌体,4.2.1 配筋砌块砌体剪力墙的构造要求（自学） 4.2.2 正截面受压承载力计算 1.基本假定： （1）截面应保持平面； （2）竖向钢筋与毗邻的砌体、灌孔混凝土的应变相同； （3）不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度； （4）根据材料选择砌体、灌孔混凝土的极限压应变：当轴心受压时不应大于0.002；偏心受压时不应大于0.003.根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于0.01。, 4.2 配筋砌块砌体,2.轴心受拉计算： 轴心受压配筋砌块砌体剪力墙、柱，当配有箍筋和水平分布钢筋时，其正截面受压承载力按下列公式计算：,其中：,管孔砌体的抗压强度设计值,构件截面面积,钢筋抗拉强度设计值,全部竖向钢筋的截面面积,轴线受压稳定系数,构件高厚比, 4.2 配筋砌块砌体,3.矩形截面偏心受压构件： （1）大小偏心受压界限 b，小偏心受压 b，大偏心受压,大偏心受压,小偏心受压, 4.2 配筋砌块砌体,3.矩形截面偏心受压构件： （2）大偏心受压,大偏心受压,当截面受压区高度x 时，按下式计算。, 4.2 配筋砌块砌体,3.矩形截面偏心受压构件： （2）小偏心受压,小偏心受压, 4.2 配筋砌块砌体,4.斜截面受剪承载力计算 （1）截面尺寸要求： （2）偏心受压时计算公式：, 4.2 配筋砌块砌体,4.斜截