《ej砌體結(jié)構(gòu)講義》PPT課件

1、 尼羅河三角洲的吉薩建造的三座大金字塔（公元前尼羅河三角洲的吉薩建造的三座大金字塔（公元前2723前前 2563年），是精確的正方錐體，其中最大的胡夫金字塔，塔年），是精確的正方錐體，其中最大的胡夫金字塔，塔 高高146.6米，底邊長米，底邊長230.60米，約用米，約用230萬塊重萬塊重2.5噸的石塊建噸的石塊建 成。成。 公元公元7082年建造的羅馬大斗獸場（科洛西姆圓形競技場）平面為橢年建造的羅馬大斗獸場（科洛西姆圓形競技場）平面為橢 圓形，長軸圓形，長軸189米，短軸米，短軸156.4米，高米，高48.5米，分四層，可以容納米，分四層，可以容納58 萬觀眾，也用塊石砌成。萬觀眾，也用塊

2、石砌成。 長城長城 中國隋朝李春建造的趙州橋是中國最古和當時跨徑最大的單中國隋朝李春建造的趙州橋是中國最古和當時跨徑最大的單 孔空腹式石拱橋孔空腹式石拱橋 西安大雁塔也為磚砌單筒體結(jié)構(gòu)，高西安大雁塔也為磚砌單筒體結(jié)構(gòu)，高60多米，多米，1200多年來，多年來， 歷經(jīng)數(shù)次地震，仍巍然屹立。歷經(jīng)數(shù)次地震，仍巍然屹立。 a.a.水平網(wǎng)狀配筋砌體，水平網(wǎng)狀配筋砌體， 在水平灰縫中配置鋼筋網(wǎng)片，提高軸心抗壓承載力在水平灰縫中配置鋼筋網(wǎng)片，提高軸心抗壓承載力 b.b.混凝土或鋼筋砂漿面層組合磚砌體，混凝土或鋼筋砂漿面層組合磚砌體， 偏心距超限的磚砌體外側(cè)配置縱向鋼筋偏心距超限的磚砌體外側(cè)配置縱向鋼筋 ，

3、提高偏心抗壓承載力提高偏心抗壓承載力 c.c.磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻 ，在房屋墻體中設置間距不大于，在房屋墻體中設置間距不大于4m4m的構(gòu)造柱，的構(gòu)造柱， 提高磚墻的承載力提高磚墻的承載力 2211 )07. 01 (kffkf a m 23, fkf mt )645. 11 ( fmk ff fk ff/ 22 SRz 22 - )( )(1)( )()0( SR SR z z z z z z z z z z z z f f Z pZpp p 令 值表示標準正態(tài)分布函數(shù) 為：失效概率 結(jié)構(gòu)安全等級和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)安全等級和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 結(jié)構(gòu)承載力極

4、限狀態(tài)的可靠度指標結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)的可靠度指標 0 對于第二個組合的第二項系數(shù)為8，可取為1.0 經(jīng)分析表明，采用兩種荷載效應組合模式后，提高了以自重為主的砌體 結(jié)構(gòu)可靠度，兩個設計表達式的界限荷載效應（可變荷載效應與永久 荷載效應比值）0.376 0.376，G1.35,Q1.0 0.376,G1.2,Q1.4 KG n i QikKQKG SSSS 1 2 120 8.04.12.1 KG S 1 KG S 2 1 1 u NAf 偏心受壓構(gòu)件與軸心受壓構(gòu)件的比值， 稱為偏心影響系數(shù)。 4、偏心影響系數(shù)1試驗點的分布 和回歸得到的 1與e/i的關(guān)系曲線 1 2 1 2

5、1 11 2 () I i A h i e h 矩 形 截 面 ： 矩 形 截 面 ： 5、偏心影響系數(shù) M e N 12 1 1 e i 1 2 1 112() 3.5 T T T T e h hT h I hii A 形 或字 形 截 面 的 折 算 厚 度 ， 即 將 非 矩 形 截 面 按 回 轉(zhuǎn) 半 徑 相 同 的 原 則 折 算 的 為的 等 效 矩 形 截 面 。 ， 返回 2 2 00 02 2 0 0 2 0 2 1 () 1 0 , 1 () 1 1 1 1 1 1 2 1 11 11 2(1) 1 2 1 11 2 1 2 i i i i ee i e e i ei h

6、e e h e h 當為 軸 心 受 壓 的 彎 曲 系 數(shù) 矩 形 ： 1、附加偏心距法 0 0 2 2 22 2 2 2 1 1 1 460 12 11 1 1 1 m H i f 利用材料力學公式可求的軸心受壓柱的穩(wěn)定系數(shù)： 砌體彈性特征值， 當為矩形截面時， 0 0 2 31 12 H h 構(gòu)件高厚比，當時， 與砂漿強度等級有關(guān)的系數(shù)， 0 0 T H h H T h 矩 形 ： 形 ： 0 3500 9.46 370 H h 0 22 6 18000620 186 1602 112.5 0.181 620 =15 5000 8.06 620 A=490620=0

7、.304m 0.3m Nu=fA=0.511.290.30410 =200kN160kN M eymm N e h H h 查 表 查 表=0.51 0 6 5000 10.2 490 0 Nu= fA=0.825 1.29 0.304 10 =323.5kN160kN H b e 查表 =0.825 返回 hT=3.5i=3.5162 =567mm （2）受壓承載力計算）受壓承載力計算 e = 120 280kN 滿足要求。滿足要求。 返回 ) / / (1 1 12 ) / / (1 1 12 121 1 0 0 22 behe beh e behe heh e h ee b ee bh

8、b ib bh h ih ihhibb ）（）（ 式中，式中，e eb b、e eh h軸向力在截面重心軸向力在截面重心x x軸、軸、y y軸方向的偏心距，軸方向的偏心距， e eb b、e eh h應分別小于應分別小于0.5x0.5x、0.5y0.5y； x x、yy自截面重心沿自截面重心沿x x軸、軸、y y軸至軸向力所在偏心方軸至軸向力所在偏心方 向截面邊緣的距離；向截面邊緣的距離； e eib ib、 、e eih ih 軸向力在截面重心軸向力在截面重心x x軸、軸、y y軸方向的附加偏心軸方向的附加偏心 距；距； 3 3、砌體局部受壓分析砌體局部受壓分析 局部受壓時，直接受壓的局部范

9、圍內(nèi)的砌體抗壓強度有局部受壓時，直接受壓的局部范圍內(nèi)的砌體抗壓強度有 很大程度的提高。很大程度的提高。 套箍強化套箍強化 應力擴散應力擴散 力的擴散作用圖局壓試件應力分布 0 10.351 l A A 局部受壓面積本身砌體的抗壓強度 非局部受壓面積A0-Al所提供 的側(cè)壓力的影響 Ao=( a + h )h， 1.25 ；Ao=( a+h )h +( b+hlh ) hl ，1.5； Ao=( a+c+h )h ， 2.5 ； Ao=( b + 2h )h，2.0； 0 10 c h a f 梁截面高度 砌體抗壓強度設計值 0ll NNf A 0 1.50.5 l A A 上部荷載折減系數(shù) /

10、30 l A 0 當A時， 局部受壓面積內(nèi)上部荷載設計值產(chǎn)生的軸向力 梁端荷載設計值產(chǎn)生的支承壓力 梁端底面應力圖形完 整系數(shù)，一般可取0.7， 對于過梁、墻梁可取 1.0 00l NA 上部平均壓應力設計值 灌孔混凝土面積和砌體毛面積的比值灌孔混凝土面積和砌體毛面積的比值 =0.30=0.300.33=0.100.33=0.10 灌孔砌體的抗壓強度設計值灌孔砌體的抗壓強度設計值 fgfgf f0.60.6f fc c2.22+0.62.22+09.6=2.80 N/mm9.6=2.80 N/mm2 22fN26800=85.1kNNl l=79kN=79kN 滿足要求。滿

11、足要求。 01lb NNA f E、I分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩； E、h砌體的彈性模量、墻厚 3.43.4砌體受拉、受彎及受剪承載力計算砌體受拉、受彎及受剪承載力計算 軸心受拉構(gòu)件承載力，可表達為 Nl軸心拉力設計值； ft砌體軸心抗拉強度設計值 0 0.260.028 f 0 0.230.065 f 本章教學本章教學內(nèi)容內(nèi)容： 配筋磚砌體：配筋磚砌體： 網(wǎng)狀配筋磚砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體 組合磚砌體組合磚砌體 磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻 配筋砌塊砌體：配筋砌塊砌體： 本章教學要求：本章教學要求： 理解配筋磚砌體受力特點，計算方法和構(gòu)造要求。理解配筋磚

12、砌體受力特點，計算方法和構(gòu)造要求。 理解配筋砌塊砌體構(gòu)件受力特點，承載力計算方法及構(gòu)造。理解配筋砌塊砌體構(gòu)件受力特點，承載力計算方法及構(gòu)造。 本章教學重點：本章教學重點： 配筋磚砌體構(gòu)件承載力計算 本章教學難點： 合理選擇配筋砌體的類型，并進行承載力計算。 nn AfN fn網(wǎng)狀配筋磚砌體抗壓強度設計值 yn f y e ff 100 2 12 fy鋼筋的抗拉強度設計值，當fy320N/mm2，取fy320N/mm2 鋼筋網(wǎng)配筋率， 100 v vs 或 100 2 n S as A A截面面積 n 高厚比、配筋率及軸向力偏心距對網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件承高厚比、配筋率及軸向力偏心距對網(wǎng)狀配筋磚

13、砌體受壓構(gòu)件承 載力載力 的影響系數(shù)。的影響系數(shù)。 2 0 0 2 1 11 112(1) 12 1 13 1 667 n n n e h / () conccsys NfAf Af A fc混凝土或砂漿面層的軸心混凝土或砂漿面層的軸心 抗壓強度設計值，砂漿的軸心抗抗壓強度設計值，砂漿的軸心抗 壓強度可取同強度混凝土軸心抗壓強度可取同強度混凝土軸心抗 壓強度的壓強度的70，當砂漿為，當砂漿為M10， 其值取其值取3.5MPa;當砂漿為當砂漿為 M7.5時取時取2.6MPa. A磚砌體的截面面積；磚砌體的截面面積； Ac混凝土或砂漿面層的截面面積混凝土或砂漿面層的截面面積 受壓鋼筋的強度受壓鋼筋

14、的強度 系數(shù)，混凝土面層取系數(shù)，混凝土面層取 1.0，砂漿面層取，砂漿面層取0.9 組合磚砌體的穩(wěn)定組合磚砌體的穩(wěn)定 系數(shù)，表系數(shù)，表62 sy f b 0 x h 235:0.55 335:0.425 b b HPB HRB 650 800 s f / c cs yss S N fA f AA AA / ,0 () Nsc c ssyss NefSf Sf A ha 受 壓 區(qū) 的 高 度 可 按 下 式 確 定 ： / , 0 Ncc ssysNsS N fSf Sf A eAe () 2 Nas h eeea / () 2 Nas h eeea 2 (10.022 ) 2200 a h

15、e （3 3）砂漿面層的厚度，可采用）砂漿面層的厚度，可采用303045mm45mm。當面層厚度大于。當面層厚度大于45mm45mm時，時， 其面層宜采用混凝土。其面層宜采用混凝土。 （4 4）豎向受力鋼筋宜采用）豎向受力鋼筋宜采用HPB235HPB235級鋼筋，對于混凝土面層，亦可采級鋼筋，對于混凝土面層，亦可采 用用HRB335HRB335級鋼筋。受壓鋼筋一側(cè)的配筋率，對砂漿面層，不宜小于級鋼筋。受壓鋼筋一側(cè)的配筋率，對砂漿面層，不宜小于0.1%0.1%， 對混凝土面層，不宜小于對混凝土面層，不宜小于0.2%0.2%。受拉鋼筋的配筋率，不應小于。受拉鋼筋的配筋率，不應小于0.1%0.1%。

16、豎。豎 向受力鋼筋的直徑，不應小于向受力鋼筋的直徑，不應小于8mm8mm，鋼筋的凈間距，不應小于，鋼筋的凈間距，不應小于30mm30mm。 / () COmnc cs y NfAf Af A 1 4 1 3 c l b 組合墻穩(wěn)定系數(shù)組合墻穩(wěn)定系數(shù)磚砌體凈截面面積磚砌體凈截面面積 強度系數(shù)強度系數(shù) 當當l/bc小于小于4， 取取l/bc等于等于4。 （1 1）平截面假定：配筋砌塊砌體受力變形后，其截面仍）平截面假定：配筋砌塊砌體受力變形后，其截面仍 然保持平面；然保持平面； （2 2）砌體和灌孔混凝土的抗拉強度在截面設計時不考慮；）砌體和灌孔混凝土的抗拉強度在截面設計時不考慮； （3 3）砌體

17、受壓區(qū)的應力圖形可簡化為矩形；）砌體受壓區(qū)的應力圖形可簡化為矩形； （4 4）砌體和灌孔混凝土的極限壓應變?yōu)椋┢鲶w和灌孔混凝土的極限壓應變?yōu)?.0030.003；鋼筋的極；鋼筋的極 限拉應變不超過限拉應變不超過0.010.01。 第第5 5章混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設計章混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設計 承重墻體承重墻體 自承重墻體自承重墻體 分隔墻體分隔墻體 橫墻承重方案 縱墻承重方案 縱橫墻承重方案 內(nèi)框架承重方案 底部框架承重方案 梁 縱墻 橫墻 路線：路線： 屋（樓）面荷載屋（樓）面荷載 (梁梁)外墻外墻 基礎基礎 地基地基 梁梁框架柱框架柱 s 山墻頂面水平位移，取 決于山墻的剛度 屋蓋平面內(nèi)產(chǎn)生的

18、彎曲變 形，取決于屋蓋剛度及橫 （山）墻間距，屋蓋剛度 愈大，橫（山）墻間距愈 小，v越小 以上分析表明，由于山墻或橫墻的存在，改變了水平荷載的傳 遞路線，使房屋有了空間作用，而且，兩端山墻距離越近，或增加 越多的橫墻，屋蓋的水平剛度越大，房屋的空間作用越大，即空間 性能越好，則水平位移越小。 p s s p 11 11 ()MG e e為上下階柱軸線間距離 5.3.1剛性方案房屋墻、柱設計 2 21 ll 2 21 ll B 2 ) 3 2 ( 21 ll HbB 2 1 1 2 i Mq H Iul NNN Ill MN e 0 IIul II NNNG M 0 0 0 0.4 10 l

19、eya y a h a f 墻截面形心到受壓最大邊緣的距離； 梁、板有效支撐長度 內(nèi)墻計算簡圖內(nèi)墻計算簡圖 內(nèi)墻承受的荷載內(nèi)墻承受的荷載 風載內(nèi)力風載內(nèi)力 控制截面：墻底截面控制截面：墻底截面 3 3、計算步驟、計算步驟 （1）在排架上端加一不動水平鉸支座，形成無側(cè)移的平 面排架，其內(nèi)力分析同剛性方案，求出支座反力R及內(nèi)力； （2）再把已求出的反力R反作用于排架頂端，求出其內(nèi) 力圖； （3）疊加 2 (23) 2 a AB x M M MM Mx M H b M =M 12 2 ()1 2 ()2 3 () 8 1 8 1 8 A b B b RWqqH Mq H Mq H ( )12 ( )

20、12 13 () 228 13 () 228 A c B c H MRHWqq H H MRHWqq H ()() ()() AAbAc BBbBc MMM MMM 一一.單層剛彈性方案房屋墻、柱計算單層剛彈性方案房屋墻、柱計算 1、計算簡圖、計算簡圖 由于線彈性結(jié)構(gòu)的力與位移成正比，彈性方案結(jié)構(gòu)頂部所由于線彈性結(jié)構(gòu)的力與位移成正比，彈性方案結(jié)構(gòu)頂部所 受的水平力為受的水平力為R，剛彈性方案作用在結(jié)構(gòu)上的相應的力就，剛彈性方案作用在結(jié)構(gòu)上的相應的力就 為為R。 (1)R (1)RRR 22 12 22 21 133 () 281616 133 () 281616 A A WH Mq Hq H

21、WH Mq Hq H / 2 dd e 10 0 . 4 2 d ea 0sk qksH 00 0 () () sswww www qksHksHsH k sHHsH 0pkk qk p 0 . 7 d D 0 . 7 d D 0 3 3 1() M M Ed CHD skpk VVN 0 12 0 H h hH 墻 厚 或 矩 形 柱 與相 對 應 的 邊 長 ； 當與墻連接的相鄰兩橫墻的距離 ， 墻的高度不受高厚比限制。 12 sh 當洞口高度等于或小于 墻高的1/5時，取 等于1.0 B B、壁柱間墻高厚比驗算、壁柱間墻高厚比驗算 按無壁柱墻公式驗算 確定H0時，S取相鄰壁柱間的距離壁柱間的距離 0 12 1 c c c c H h b l 帶 構(gòu) 造 柱 墻 允 許 高 厚 比 提 高 系 數(shù) 0 4100 21.1 190 H h 2 2 0 2 1.23 10.410.40.83 8.4 0.832621.6 4100 21.1 190 s b s H h 求壁柱截面的折算厚度 A=2402200+370250=620500mm2 1 2 32 3294 9 250 2402200 1200250370(240) 2 156.5 620500 240250156.5333.5 1 22002402200240(156.5120) 12 1 37