第十六章++無筋砌體構(gòu)件的承載力計算

第十六章無筋砌體構(gòu)件的承載力計算第一節(jié)受壓構(gòu)件承載力計算

一、受壓構(gòu)件截面應(yīng)力變化軸心受壓構(gòu)件截面應(yīng)力分布均勻，在外力作用下截面達到最大應(yīng)力和應(yīng)變時構(gòu)件破壞。小偏心受壓構(gòu)件截面應(yīng)力分布不均勻，靠近軸向力的一側(cè)偏心壓應(yīng)力大，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)應(yīng)力小，在外荷載作用下構(gòu)件應(yīng)力較大的一側(cè)最先達到最大應(yīng)力和應(yīng)變后構(gòu)件破壞。在較大偏心力作用下，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)出現(xiàn)受拉區(qū)，軸向力的近側(cè)壓應(yīng)力較大，隨著荷載的不斷增加，當(dāng)壓應(yīng)力和壓應(yīng)變達到最大值后構(gòu)件破壞。

二、受壓構(gòu)件承載力計算

1、短柱（β≤3）承載力計算

—偏心受壓與軸心受壓構(gòu)件承載力的比值，稱為偏心距影響系數(shù)。對于具有對稱軸的截面:

對于矩形截面

:

2、受壓長柱（β≥3）承載力計算軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù):—受壓構(gòu)件的計算高度，應(yīng)根據(jù)房屋類別和構(gòu)件支承條件按表16—1采用；

—構(gòu)件的高厚比。對矩形截面，對于T形截面；

—驗算受壓構(gòu)件的高厚比和軸向力偏心距對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，可按式（16—8）計算，也可由表16—2、表16—3、表16—4查用。

3、受壓構(gòu)件承載力驗算公式的應(yīng)用根據(jù)上述分析，不論是長柱或短柱、軸心受壓構(gòu)件還是偏心受壓構(gòu)件它們的承載力都可以用式驗算。構(gòu)件短邊方向承載力的驗算對于矩形截面，當(dāng)軸向力偏心方向的尺寸大于另一垂直方向截面尺寸較多時，除對長邊方向驗算偏心受壓承載力以外，也要對構(gòu)件的短邊方向按軸心受壓驗算其承載能力。軸向力偏心距的限制荷載較大和偏心距較大的構(gòu)件，隨著偏心距增大，受壓區(qū)明顯減小，故規(guī)范規(guī)定，按荷載設(shè)計值計算的軸向力的偏心距應(yīng)符合下面式的限制要求：

—截面重心至軸向力所在偏心方向的截面邊緣的距離。第二節(jié)局部受壓

在砌體構(gòu)件截面上局部面積上作用有軸向力時的受力狀態(tài)，稱為局部受壓。當(dāng)局部受壓面積上的壓應(yīng)力均勻分布時稱為局部均勻受壓，當(dāng)局部受壓面積上的壓應(yīng)力分布不均勻時稱為不均勻局部受壓。

一、概述

1、砌體局部受壓承載力驗算的原因

砌體局部受壓范圍內(nèi)的抗壓強度比全面積均勻受壓時強度會有明顯地提高，這是因為直接位于局部受壓面積之下的砌體，橫向應(yīng)變受到周圍局部受壓面積之外氣體的套箍約束作用，局部受壓面積下的砌體處在三向應(yīng)力狀態(tài)，不容易到達受壓破壞時的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變值，因此，局部受壓面積范圍內(nèi)的抗壓強度就會顯著提高。（1）砌體局部受壓時砌體的破壞形態(tài)當(dāng)不大時，在構(gòu)件外側(cè)距受壓頂面一段距離處首先產(chǎn)生豎向裂縫，隨著該裂縫的上下延伸發(fā)展導(dǎo)致構(gòu)件的局部受壓破壞。當(dāng)較大時，在局部壓應(yīng)力作用下一般不會發(fā)生過大的變形，這種情況下當(dāng)構(gòu)件外側(cè)出現(xiàn)豎向裂縫，局部受壓面積下的砌體就會很快產(chǎn)生劈裂破壞。當(dāng)砌體強度過低時，局部受壓面積上的砌體強度太低，雖然構(gòu)件外側(cè)未出現(xiàn)裂縫，也會由于強度不足局部受壓范圍面積內(nèi)過早受壓破壞。2、砌體局部均勻受壓（1）砌體局部抗壓強度提高系數(shù)砌體處在局部受壓的應(yīng)力狀態(tài)下，其局部抗壓承載力的大小取決于砌體自身材料形成的強度和局部受壓面積周圍砌體對局部受壓面積的約束作用的大小。局部受壓面積受到的約束程度一般是與的大小正向相關(guān)。

規(guī)范把反映局部受壓時砌體抗壓承載力提高程度的大小，用砌體的局部抗壓強度提高系數(shù)來反映。

如圖所示為四邊約束時≤2.5；三邊約束時≤2.0；兩邊約束時≤1.5；一邊約束時≤1.25。（2）影響砌體局部抗壓強度的計算面積

影響砌體局部抗壓強度的計算面積的取值：在四邊受到約束時計算范圍為圖（a）所示；三邊受到約束時計算范圍為圖b）所示；兩邊受到約束時計算范圍為圖（c）所示；一邊受到約束時計算范圍為圖（d）所示。（3）砌體局部均勻受壓時承載力計算

—局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值；

—局部抗壓強度體改系數(shù)，按式（16—11）計算

—砌體抗壓強度設(shè)計值，可不考慮的影響；

—局部受壓面積。

3、梁端支承處砌體的局部抗壓承載力（1）梁上部砌體的內(nèi)拱卸荷作用及上部荷載折減系數(shù)當(dāng)上部砌體傳到局部受壓面積上的壓應(yīng)力較小時且，就會形成內(nèi)拱卸荷現(xiàn)象，由于內(nèi)拱卸荷作用相當(dāng)于減少了局部受壓面積上的壓應(yīng)力，對梁端下局部受壓面積內(nèi)的砌體產(chǎn)生了有利影響，計算時用上部荷載折減系數(shù)Ψ來考慮，《規(guī)范》給出了Ψ計算公式為：當(dāng)時，即上部荷載對梁端下砌體不產(chǎn)生影響，內(nèi)拱卸荷作用達到最大值；

當(dāng)時，內(nèi)拱卸荷作用不發(fā)生。（2）梁端有效支承長度在上部荷載作用下，使得梁端出現(xiàn)轉(zhuǎn)角，在梁伸入墻內(nèi)的端頭可能已經(jīng)和砌體脫開，梁端內(nèi)墻皮處壓應(yīng)力最大，為了有效地計算梁端下砌體的局部受壓承載力，我們假定梁端下壓應(yīng)力在沿支座長度方向一定的范圍內(nèi)均勻分布，我們把這個長度就叫做梁端有效支承長度，用表示，規(guī)范給定的計算公式為：當(dāng)梁的跨度小于等于6m時：（3）梁端支承處砌體局部受壓承載力計算當(dāng)梁端下部砌體的，兩頂面有墻體傳來的豎向荷載作用時，梁截面上部荷載將通過梁頂面?zhèn)鞯骄植渴軌好娣e上，假設(shè)墻體頂面的豎向荷載在梁頂面引起的應(yīng)力為，則上部豎向荷載在局部受壓面積上產(chǎn)生的豎向壓力設(shè)計值就為，梁端支反力為，考慮到梁端上部荷載的折減系數(shù)Ψ的影響，梁端下砌體局部受壓面積上受到的總壓力（作用效應(yīng)）就為：，梁端下砌體局部抗壓強度驗算公式：（4）梁端下設(shè)有墊塊時，墊塊下砌體的局部抗壓承載力計算

1）原理當(dāng)梁端下砌體的局部抗壓承載力不能滿足要求時，可以在梁的支座下設(shè)置墊塊。在設(shè)置墊塊后經(jīng)由面積遠(yuǎn)大于梁支座處局部受壓截面的墊塊，擴散到墊塊下較大砌體截面上后，就大大降低了梁下砌體的局部壓應(yīng)力；同時，當(dāng)梁端較大壓力作用于墊塊時墊塊不隨梁端一起轉(zhuǎn)動，能保證梁端壓力在較大面積上均勻地傳到砌體截面上去，從而確保梁端下砌體的局部抗壓承載力滿足要求。2）剛性墊塊的構(gòu)造和設(shè)置要求①剛性墊塊的高度，自梁邊算起的墊塊挑出長度c≤墊塊厚度。②在帶壁柱的墻內(nèi)設(shè)置剛性墊塊時，確定墊塊下砌體局部抗壓強度計算面積時，只取壁柱寬乘壁柱高（含翼墻厚）部分的面積；同時壁柱上的墊塊伸入翼墻內(nèi)的長度不應(yīng)小于120mm；3）墊塊下砌體的局部抗壓承載力計算梁端墊塊下砌體抗壓強度的提高系數(shù)取為：驗算墊塊下砌體局部受壓承載力時一般不考慮內(nèi)拱卸荷作用。砌體的局部受壓承載力驗算的公式：

—梁端底面?zhèn)髦翂|塊上的豎向壓力設(shè)計值，在數(shù)值上等于梁受到的支座反力，作用點位置距內(nèi)墻皮為處，其中：

（5）梁端下設(shè)有墊梁時墊梁下砌體的局部抗壓承載力計算當(dāng)梁端支承處的墻體上設(shè)有鋼筋混凝土墊梁，或者鋼筋混凝土圈梁與梁支座部位整體一起澆注時，在梁端集中荷載作用下，墊梁相當(dāng)于一個彈性地基梁；墊梁下的砌體內(nèi)部受到的壓應(yīng)力，以梁中心為界沿墊兩梁長度呈斜線關(guān)系下降，最終在距中點處消失，即墊梁傳力長度范圍在以樓面梁為中心的內(nèi)。規(guī)范規(guī)定，梁下設(shè)有長度大于的墊梁時，墊梁下砌體的局部抗壓承載力可按下式計算：第三節(jié)砌體軸心受拉、受彎和受剪構(gòu)件的承載力一、砌體軸心受拉構(gòu)件承載力計算砌體材料是抗壓強度高抗拉強度低的脆性材料，通常在工程中用于受拉部位的情況很少。但在較小的圓形蓄水池和筒倉中，由于水或松散材料產(chǎn)生的側(cè)向壓力作用，圓環(huán)形砌體池壁內(nèi)產(chǎn)生環(huán)向拉力，這種情況下砌體為軸心受拉構(gòu)件等。砌體軸心受拉構(gòu)件的承載力按下式驗算：二、砌體受彎構(gòu)件抗彎承載力計算工程中磚砌平拱過梁、擋土墻等構(gòu)筑物都屬于受彎構(gòu)件，在彎矩作用下砌體會沿著齒縫截面、沿著直縫