教学资料《砌体结构》-第14章

14.1受压构件14.1.1受压构件的应力状态总的来说，砌体具有弹塑性的性质，在压应力不大时，可认为具有弹性特点;但随着压力的不断增大，其弹塑性性质越来越明显。同样，受拉时，虽然其抗拉强度很低，即使在较小拉应力作用下，砌体也有弹塑性性质。由此，可以假定:无论轴心受压还是偏心受压，上述性质始终是存在的。可以利用平截面假设，推断出不同的受压砌体在不同的压力阶段中的应力分布规律。在轴心压力作用下，截面上的应力均匀分布，破坏时，截面上的各点应力均能达到砌体的轴心受压强度[图14.1(a)]。下一页返回14.1受压构件在较小偏心压力作用下，截面处于全部受压，应力分布不均匀，破坏发生在应力较大的一侧，该侧的压应变和应力均比轴心受压大.在较大偏心压力作用下，离力作用点远的一侧截面上将会有小范围受拉，如果压力略大，在边缘压碎之前，受拉边的应力尚未达到砌体通缝的抗拉强度时，截面的受拉区将不会开裂，直至破坏之前，整个截面都是受力的。在较大偏心力作用下，截面受拉区范围增大，受拉区将会沿通缝较早开裂，随着偏心压力的不断增大，受压区不断减小[图14.1(d)]，最终砌体被压坏。由此可知，无论构件受的是大偏压还是小偏压，由于砌体的弹塑性性质，其截面应力均呈曲线分布。同时，随着偏心距的不断增大，截面破坏时受压边缘的极限压应变和极限抗压强度将会略有增加。上一页下一页返回14.1受压构件14.1.2受压构件的强度分析及承载力计算砌体虽然是一个整体，但由于有水平砂浆层且灰缝较多，使砌体整体性受到影响，所以纵向弯曲对构件承载力的影响较其他构件如素混凝土构件要显著。此外对偏心受压构件，还必须考虑在偏心压力作用下附加偏心距增大和截面塑性变形等因素的影响。因此，砌体受压构件承载力的计算公式为:

上一页下一页返回14.1受压构件式中A一受压构件的截面面积;f一砌体的抗压强度设计值;

φ一高厚比R和轴向力的偏心距。对受压构件承载力的影响系数。计算，值较为复杂，为了使用方便，将相关数据制成表14.1一表14.3，以供查用。在应用式(14.1)时，应注意以下几点。(1)轴向力偏心距限值应满足要求。对于偏心距较大的受压构件，当荷载较大时，截面受拉边易出现水平裂缝，使截面受压区减小，构件刚度降低，纵向弯曲的不利影响增大，构件承载力将明显降低。上一页下一页返回14.1受压构件从经济和安全角度，按式(14.1)进行承载力计算时，轴向偏心距不应过大，应满足毛0.6y0y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离，如图14.2所示。

(2)不同种类砌体在受压性能上存在差异，因此在计算影响系数或查表时应先对高厚比加以修正，按下列公式确定:对矩形截面:对T形截面:不同材料砌体构件的高厚比修正系数，按表14.4采用;受压构件的计算高度;矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴向受压时为截面较小边长;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。上一页下一页返回14.1受压构件(3)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，除了按偏心受压计算平面内承载力外，尚应按轴向受压验算平面外承载力.上一页返回14.2局部受压14.2.1砌体截面局部均匀受压承载力计算当上部压力均匀地作用于砌体的局部面积上时，称为局部均匀受压。砌体截面中受局部均匀压力时的承载力应按下式计算:式中N一局部受压面积上的轴向力设计值;f一砌体的抗压强度设计值，局部面积小于0.3mm2时，可不考虑强度调整系数Y.的影响;A一局部受压面积;Y一砌体局部抗压强度提高系数下一页返回14.2局部受压14.2.2梁端支承处砌体的局部受压

1.梁端有效支承长度如图14.7所示，梁端支承于砌体上，则梁端的压力将使砌体局部受压。由于承受荷载的梁发生弯曲，梁端将要转动，而且梁端下砌体局部受压的应力和应变也不是均匀的，所以在支座内边缘处砌体的压缩应变及相应的压应力均最大。由于梁的刚度大于砌体刚度，当梁发生转动时，在梁的尽端将要离开砌体，这样，梁端在砌体上的实际支承长度将由a减少到。称作梁端有效支承长度，即砌体受压后梁端与砌体的实际支承长度，可用下式计算:上一页下一页返回14.2局部受压2.梁端支承处砌体局部受压承载力计算当梁端砌体有上部压力时，如图14.8所示，梁端支承处砌体的局部受压承载力应按下式计算:14.2.3梁端设有刚性垫块时的砌体局部受压承载力计算当梁端支承处砌体局部受压承载力不能满足要求时，通常在梁端设置预制或与梁整浇的刚性垫块(图14.10)，以增大局部受压面积，提高局部受压承载力。

1.刚性垫块的构造为了使垫块在荷载作用下不致产生明显的变形，垫块应有足够的刚度。刚性垫块的构造应符合下列规定:上一页下一页返回14.2局部受压(1)刚性垫块的高度tt妻180mm，自梁边算起的垫块挑出长度i,;(2)在带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块时(图14.11)，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸人翼墙内的长度不应小于120mm;(3)当现浇垫块与梁整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。2.梁端设有刚性垫块时砌体局部受压承载力计算梁端设有刚性垫块时，垫块下的砌体也属于局部受压，其抗压强度亦应提高Y倍。但考虑到垫块下局部压应力分布不均匀，为了偏于安全，抗压强度提高系数应予降低，采用y,=0.8y，但不小于1.0。此外，垫块面积比梁端面积大得多，拱的卸载作用就不是太大，所以上部砌体传给垫块上的荷载不予拆减。上一页下一页返回14.2局部受压14.2.4梁下设有垫梁时的砌体局部受压承载力计算当梁端支承处的砌体上设有较长的垫块时(如梁支承于钢筋混凝土圈梁)，在梁端集中荷载作用下，垫梁的应力如图14.13所示。

《砌体结构设计规范》(GB500032011)规定，梁下设有长度大于二h,。的垫梁时的砌体局部受压承载力应按下式计算:上一页返回14.3轴心受拉、受弯、受剪构件14.3.1轴心受拉构件由于砌体的抗拉强度很低，因此工程上很少采用砌体作为轴向受拉构件。容积较小的水池、筒仓，在液体或松散力的侧压力作用下，壁内产生环向拉力，可视为砌体轴心受拉。砌体轴心受拉构件的承载力计算:式中N一轴心拉力设计值;f一砌体轴心抗拉强度设计值。14.3.2受弯构件工程中的砖砌平拱过梁、挡土墙等结构均属受弯构件。对受弯构件除进行受弯计算外，还应进行抗剪计算。下一页返回14.3轴心受拉、受弯、受剪构件1.受弯构件的承载力计算式中M一弯矩设计值;f一砌体弯曲抗拉强度设计值;W一截面抵抗矩。

2.受弯构件的受剪承载力计算14.3.3受剪构件水平地震作用或风荷载作用下的墙体，无拉杆拱的支座截面(由于拱的水平推力，将使拱脚沿通缝受剪)等，除有剪力作用外，往往同时还有竖向荷载作用，墙体处于剪压复合应力状态。上一页下一页返回14.3轴心受拉、受弯、受剪构件

砌体沿通缝受剪的抗剪承载力，取决于砌体的抗剪强度及作用在截面上的压力所产生的摩擦力。另外由于砌体竖缝抗剪强度很低，可将阶梯形截面近似按其水平投影的水平截面计算。因此