梁端支座处局部受压承载力计算

1、-作者xxxx-日期xxxx梁端支座处局部受压承载力计算【精品文档】梁端支座处砌体局部受压承载力计算分析梁端支座处砌体局部受压承载力计算分析一 概述砌体结构系指其承重构件的材料是由块材和砂浆砌筑而成的结构。砌体结构建筑物中的竖向结构体系为纵向和横向的由砖石或砌块和砂浆砌筑而成的承重墙，水平结构体系为屋盖和楼盖，屋盖和楼盖一般由板.次梁及主梁组成，主要用于承受楼面竖向荷载，是土木与建筑工程中应用最广泛的一种结构型式。砌体结构中支承钢筋混凝土梁的砖墙的支承面均属局部受压状态，其特点是局部受压截面存在有未受压或受有较小压力的砌体，限制了局部受压砌体在竖向压力作用下的横向变形，从局部受压砌体的受力状态

2、分析，该砌体在竖向压力作用下的横向变形受到周围砌体的箍束作用产生的侧向横向压力，使局部受压砌体处于三向受压的应力状态，因而能在较大程度上提高其抗压强度。但当砌体受到局部压力时，压力总要沿着一定扩散线分布到砌体构件较大截面或者全截面上，这时如果按较大截面或全截面受压进行构件承载力计算足够的话，在局部承压面下的几皮砌体处却有可能出现被压碎的裂缝，这就是砌体局部抗压强度不足造成的破坏现象。因此，设计砌体受压构件时，除按整个构件进行承载力计算外，还应验算局部承压面下的承载力。二 梁端支座处砌体局部受压承载力计算公式1梁端支座处的砌体局部受压承载力，砌体结构设计规范GB 50003-2001中按下式计算

3、：cN0+NlhgfAl c0/Al g式中参数具体含义见砌体规范GB50003-2001中第5.2.4条。上式是基于梁端底部砌体表面的应力分布，按极限强度理论建立的半理论半经验公式。砌体表面的应力分布考虑了上部荷载在梁端底面引起的应力以及梁端反力引起的应力之叠加。2当梁端支座处砌体局部受压承载力不满足要求时，常采用以下两种方法：2.1 在梁端设置刚性垫块，扩大局部受压面积Al，刚性垫块下的砌体局部受压承载力应按下列公式计算：N0+Nlwg1fAb 式中参数具体含义见砌体规范GB50003-2001第5.2.5条。上式借助偏心受压短柱的承载力计算公式，考虑了偏心影响系数，同时不再考虑上部荷载的

4、卸载效应。刚性垫块的构造应符合下列规定：1） 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tb；2）在带壁柱墙的壁柱内设刚心垫块时，其计算面积应为壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm，当现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。2.2 在梁端设有长度大于ph0的垫梁，考虑了柔性垫梁不均匀局压情况， 垫梁下的砌体局部受压承载力应按下列公式计算： N0+Nld2fbbh0 N0=pbbh0s0/2 h0=2 式中参数具体含义见砌体规范GB50003-2001第5.2.6条。上式柔性垫梁局压计算，原规范只考虑局压

5、荷载对垫梁是均匀的中心作用的情况，如果梁搁置在圈梁上则存在出平面不均匀的局部受压情况，而且这是大多数的受力状态，故补充了柔性垫梁不均匀局压情况，给出了荷载沿墙厚方向公布的修正系数d2。三 工程实例渑池黄河铝电热电厂扩建工程是渑池黄河铝电集团有限责任公司所属第二电厂的扩建工程。第二电厂现有装机容量为2X55MW，占地268亩，始建于1996年8月，分别于97年11月、98年5月投产。本期扩建工程为2x155MW单抽汽轮发电机组配3x410t/h煤粉锅炉。厂址位于第二电厂北面，主要向集团公司铝厂供热、供电。土建结构部分按工艺系统不同分为主厂房建筑.烟尘渣热网建筑.电气建筑.燃料建筑.化学建筑.辅助

6、建筑等六部分,下面仅以化学水综合楼在设计过程中遇到的局压问题为例进行计算分析，对梁端支座处砌体局部受压的设计计算过程进行简单的叙述。 1. 化学水综合楼外横墙的窗间墙截面尺寸为bxh=240x1500mm,钢筋混凝土梁截面尺寸为250x550mm，梁跨度为6.3m，伸入墙体内的支承长度为240mm，如图一所示。梁端反力设计值Nl=87.8kN，采用MU10烧结普通砖，M5混合砂浆砌筑。梁端上部砌体传来的荷载设计值为N0=74.8kN，试验算梁端砌体的局部受压承载力。 按规范GB50003-2001中第5.2.4条式5.2.4-15.2.4-5计算如下：s0=N0/Ab=2a0=10=10Al=

7、a0b=191.5x250=47875mm2A0=(b+2h)h=(250+2x240)x240=175200 mm2因A0/A1=175200/47875=3.773 3 故取c=0ghgfAl=0.7x1.6x1.5x47875=80.4kN N0=s0 AlcN0+NlhgfAl故梁端砌体局部受压强度不满足要求。按规范GB50003-2001中第5.2.5.2条，设置混凝土刚性垫块。假设垫块尺寸为700x240x240mm，其中tb=240mm，符合刚性垫块要求。按规范GB50003-2001中第5.2.5条式5.2.5-15.2.5-3计算如下： Ab=aabb=240x700=168

8、000mm2 A0=(bb+2h)h=(700+2x240)x240=283200mm2s0查表5.2.5得：d1=5.846 则a0=d1垫块上N0作用点位置可取0. 4a0轴向力的偏心距e= 当b3时，w=g故g1g wg1fAbN0+Nl因wg1fAb N0+Nl，故放置刚性梁垫后，梁端砌体局部受压强度满足要求。2. 化学水综合楼外横墙的窗间墙截面尺寸为bxh=240x1500mm，钢筋混凝土梁截面尺寸为250mmx700mm，梁跨度为7.5m，伸入墙体内的支承长度为240mm，如图二所示。梁端反力设计值Nl=120.4kN，采用MU10烧结普通砖，M5混合砂浆砌筑。梁端上部砌体传来的荷

9、载设计值为N0=95.2kN，试验算梁端砌体的局部受压承载力。按规范GB50003-2001中第5.2.4条式5.2.4-15.2.4-5计算如下：s0=N0/Ab=2a0=10=10Al=a0b=216.0x250=54000mm2A0=(b+2h)h=(250+2x240)x240=175200 mm2因A0/A1=175200/54000=3.244 3 故取c=0ghgfAl N0=s0 AlcN0+Nl =kNhgfAl故梁端砌体局部受压强度不满足要求。按规范GB50003-2001中第5.2.5.2条，设置混凝土刚性垫块。假设垫块尺寸为700x240x240mm，其中tb=240m

10、m，符合刚性垫块要求。按规范GB50003-2001中第5.2.5条式5.2.5-15.2.5-3 计算如下：Ab=aabb=240x700=168000mm2 A0=(bb+2h)h=(700+2x240)x240=283200mm2s0查表5.2.5得：d1=5.967 则a0=d1垫块上N0作用点位置可取0.4a0轴向力的偏心距e= 当b3时，w=g故g1g wg1fAbN0+Nl=因wg1fAb N0+Nl，故放置刚性梁垫后，梁端砌体局部受压强度不满足要求。按规范GB50003-2001中第5.2.6条，设置长度大于ph0的垫梁，假设垫梁尺寸为1500x240x240，混凝土强度等级为

11、C20，查表知：f=1.50MPa，E=1600f，Eb4N/mm2 故可知：h0=2=2x垫梁下局部压应力分布范围 S=ph0=3.14x461.0=1448.0mm N0+Nl，故垫梁下砌体局部受压承载力满足要求。四. 设计中一些观点和分析1关于梁端有效支承长度的计算公式，原规范提供了=38，和简化公式=10，如果前式中取1/78，则也成了近式公式，而且tgu取为定值后反而与试验结果有较大误差。考虑到两个公式计算结果不一样，容易在工程应用上引起争端，为此规范明确只列出后一个公式。这在常用跨度梁情况下和精确公式误差约在15%左右，不致影响局部受压安全度。 2.关于刚性梁垫上表面梁端有效支承长

12、度的计算公式，原规范没有明确规定，一般均以梁与砌体接触时的值代替，这与实际情况显然是有差别的。试验和有限元分析表明，垫块上表面较小，这对于垫块下的局部承载力计算影响不是很大（有垫块时局压应力大为减小），但可能对其下的墙体受力不利，增大了荷载偏心距，因此有必要补充垫块上表面梁端有效支承长度的计算方法。根据试验结果，考虑与现浇垫块局部承载力相协调，并经分析简化也采用公式=10的形式，只是系数另外作了具体规定。对于采用与梁端现浇成整体的刚性垫块与预制刚性垫块下局压有些区别，但为简化计算，也可按预制刚性垫块计算。3.柔性垫梁局压计算，原规范只考虑局压荷载对垫梁是均匀的中心作用的情况，如果梁搁置在圈梁上

13、则存在出平面不均匀的局压情况，而且这是大多数的受力状态。经过计算分析补充了柔性垫梁不均匀局压情况，给出了=0.8的修正系数。五. 结论通过上述关于梁端支座处砌体局部受压承载力的计算分析可知，影响砌体局部受压承载力的因素主要有：砖和砂浆的强度等级，局部受压面积Al，构件截面面积A，局部受压荷载作用位置，荷载作用方式等。一般说来，局部受压构件的破坏现象可分三种：当面积比A0/Al不太大时，在局部受压构件外侧距受力顶面一段位置处首先发生竖向裂缝，然后向上向下发展导致破坏，可称之为“先裂后坏”；当面积比A0/Al较大时，局部受压构件受荷后未发生较大变形，但一旦构件外侧出现与受力方向一致的竖向裂缝后，构件立即开裂而导致破坏，这种现象可称为“劈裂破坏”；当局部受压构件的材料强度很低时，在局部荷载作用下，因Al面积内砌体材料被压碎而使整个构