無筋砌體受壓構(gòu)件

1、13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件無筋砌體受壓構(gòu)件第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件一、砌體結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原理一、砌體結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原理 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50003-2011GB 50003-2011）采用以近似）采用以近似概概率理論率理論為基礎(chǔ)的為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)極限狀態(tài)設(shè)計方法，用設(shè)計方法，用可靠度可靠度指標來度量結(jié)指標來度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)構(gòu)件的可靠度可靠度，并采用以，并采用以分項系數(shù)分項系數(shù)的設(shè)計表達式進行計算。的設(shè)計表達式進行計算。1.1.結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài) 極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)能完成預定功能的可靠狀態(tài)與其不能完極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)能完成預定功能的可靠狀態(tài)

2、與其不能完成預定功能的失效狀態(tài)的界限，稱為極限狀態(tài)?；蛘哒f，整成預定功能的失效狀態(tài)的界限，稱為極限狀態(tài)?；蛘哒f，整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的計算狀態(tài)分為：結(jié)構(gòu)的計算狀態(tài)分為：承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)和和正常使用極正常使用極限狀態(tài)限狀態(tài)。第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件（1）承載能力極限狀態(tài)）承載能力極限狀態(tài) 當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到最大承載力，或達到不適于繼續(xù)承載當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到最大承載力，或達

3、到不適于繼續(xù)承載的變形時，稱該結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到承載能力極限狀態(tài)。的變形時，稱該結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到承載能力極限狀態(tài)。 當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了承載當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了承載能力極限狀態(tài)：能力極限狀態(tài)： 1 1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；壞），或因過度變形而不適于繼續(xù)承載； 2 2）整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆）整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；等）； 3 3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系；）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系； 4 4）結(jié)構(gòu)

4、或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）； 5 5）結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌。）結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌。 6 6）地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。）地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件（2）正常使用極限狀態(tài)）正常使用極限狀態(tài) 當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某項規(guī)定限值時，當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某項規(guī)定限值時，稱該結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到正常使用極限狀態(tài)。稱該結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到正常使用極限狀態(tài)。 當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了正常當結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了正常使用極

5、限狀態(tài)：使用極限狀態(tài)： 1 1）影響正常使用或外觀的變形；）影響正常使用或外觀的變形； 2 2）影響正常使用或耐久性能的局部損壞；）影響正常使用或耐久性能的局部損壞； 3 3）影響正常使用的振動；）影響正常使用的振動； 4 4）影響正常使用的其他特定狀態(tài)；）影響正常使用的其他特定狀態(tài)； 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，變形過大或裂縫過寬雖影按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，變形過大或裂縫過寬雖影響正常使用，但危害程度不及承載力引起的結(jié)構(gòu)破壞造成的響正常使用，但危害程度不及承載力引起的結(jié)構(gòu)破壞造成的損失那么大，所以可適當降低對可靠度的要求。計算時取荷損失那么大，所以可適當降低對可靠度的要求。計算時取荷載標準值

6、，不需乘分項系數(shù)，也不考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)載標準值，不需乘分項系數(shù)，也不考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0 0。 第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件2.2.結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)的可靠度可靠性：可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的的能力能力。可靠度：可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的的概率概率。建筑結(jié)構(gòu)的可靠性包括建筑結(jié)構(gòu)的可靠性包括安全性安全性、適用性適用性和和耐久性耐久性三項要求。三項要求。（1 1）安全性）安全性 在正常設(shè)計、施工、正常使用情況下，結(jié)構(gòu)能承受可

7、能出現(xiàn)在正常設(shè)計、施工、正常使用情況下，結(jié)構(gòu)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載、變形而不發(fā)生破壞；的各種荷載、變形而不發(fā)生破壞； 在偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應能保持整體穩(wěn)定性，不在偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應能保持整體穩(wěn)定性，不應發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞。應發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞。（2 2）適用性）適用性 結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。（3 3）耐久性）耐久性 結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護條件下，應具有足夠的耐久性。結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護條件下，應具有足夠的耐久性。第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件3.3.作用、作用效應、抗力作用、作用效應、抗力結(jié)構(gòu)

8、功能的表達結(jié)構(gòu)功能的表達S R 失效失效F作用作用 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件4.4.可靠狀態(tài)可靠狀態(tài) f(Z)zzPfZ = R - S結(jié)構(gòu)功能函數(shù)結(jié)構(gòu)功能函數(shù) Z = R - - S Z=R-S0： 處于可靠處于可靠狀態(tài)；狀態(tài)； Z=R-S33時，應考慮構(gòu)件的縱向彎時，應考慮構(gòu)件的縱向彎曲引起的附加偏心距曲引起的附加偏心距e ei i對構(gòu)件承載能力的影響。對構(gòu)件承載能力的影響。;iee構(gòu)件縱向彎曲引起的附加偏心距此時 中已經(jīng)含有高厚比 和偏心距 對受壓構(gòu)件承載力的影響。Nueei 對于矩形截面對于矩形截面2i1e1)hh

9、e12（00e當， ，代入上式得01112ihe0軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件021150.0015;2.50.002;00.009MMMMM構(gòu)件的高厚比；與砂漿強度有關(guān)的系數(shù)：，。201111 12112eh 矩形截面受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)計算式為：矩形截面受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)計算式為： 對對T T形或十字形截面受壓構(gòu)件，將上式中的形或十字形截面受壓構(gòu)件，將上式中的h h用用h hT T代替。代替。03=1當時，上式與短柱承載力影響系數(shù)公式相同第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件 為計算方便，受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)為計算方便，受壓構(gòu)件承載力的

10、影響系數(shù)已制成表格。已制成表格。第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件3.3.注意的問題注意的問題 (1) (1)對矩形截面構(gòu)件，當軸向力偏心方向的截面尺寸大于對矩形截面構(gòu)件，當軸向力偏心方向的截面尺寸大于另一方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應對較小的邊另一方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應對較小的邊長方向按軸心受壓驗算。驗算公式為：長方向按軸心受壓驗算。驗算公式為：0NfA 0 0可查影響系數(shù)可查影響系數(shù)表中表中e=0e=0一欄。一欄。 (2) (2)由于砌體材料種類不同，構(gòu)件的承載能力有較大差異，由于砌體材料種類不同，構(gòu)件的承載能力有較大差異，因此計算影響系數(shù)因此計算影響系數(shù)

11、時，構(gòu)件高厚比按下列公式確定：時，構(gòu)件高厚比按下列公式確定：0THh0Hh對矩形截面對矩形截面對對T T形截面形截面0H不同砌體材料構(gòu)件的高厚比修正系數(shù)；受壓構(gòu)件的計算高度：第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件11.021.131.241.551.0高厚比修正系數(shù)按以下規(guī)則確定：（）燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體；（ ）混凝土普通磚、混凝土多孔磚、混凝土及輕集料混凝土砌塊；（ ）蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、細料石、半細料石；（ ）粗料石和毛石砌體；（ ）灌孔混凝土砌塊砌體。第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件房房 屋屋 類類 別別柱柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻排架排

12、架方向方向垂直排垂直排架方向架方向s2H2H sHs H有吊有吊車的車的單層單層房屋房屋變截面變截面柱上段柱上段彈性方案彈性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu剛性方案、剛剛性方案、剛彈性方案彈性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu變截面柱下段變截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl無吊無吊車的車的單層單層或多或多層房層房屋屋單跨單跨彈性方案彈性方案1.5H1.0H1.5H剛彈性方案剛彈性方案1.2H1.0H1.2H多跨多跨彈性方案彈性方案1.25H1.0H1.25H剛彈性方案剛彈性方案1.10H1.0H1.10H剛性方案剛性方案1.0H1.0H1.0H0.4 s+0.2H0.6 s注：1、

13、表中Hu為變截面柱的上段高度，Hl 為變截面柱的下段高度。 2、對于上端為自由端的構(gòu)件， H0 =2H； 3、獨立磚柱，柱間支撐時，柱在垂直排架方向的H0應按表中數(shù)值乘以1.25后采用。 4、s-房屋橫墻間距。受壓構(gòu)件的計算高度受壓構(gòu)件的計算高度H H0 0第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件 (3) (3)當偏心距較大時，構(gòu)件的剛度和承載力將進一步降低，當偏心距較大時，構(gòu)件的剛度和承載力將進一步降低，因此，規(guī)范規(guī)定上式中的因此，規(guī)范規(guī)定上式中的e e不得超過不得超過0.6y0.6y，y y為截面重心到軸為截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。當超過時，應采取減小向力所在偏心方向

14、截面邊緣的距離。當超過時，應采取減小偏心距的措施（采用組合磚砌體構(gòu)件等）。偏心距的措施（采用組合磚砌體構(gòu)件等）。第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受壓構(gòu)件例例13-113-1：某房屋中高度：某房屋中高度H=3.6mH=3.6m、截面尺寸、截面尺寸400mm400mm600mm600mm的柱，的柱，采用采用MU10MU10的混凝土小型空心砌塊和的混凝土小型空心砌塊和Mb5Mb5的砂漿砌筑，柱底承受的砂漿砌筑，柱底承受的軸心壓力標準值的軸心壓力標準值N Nk k=220kN=220kN（其中由永久荷載產(chǎn)生的為（其中由永久荷載產(chǎn)生的為170kN170kN，已包括柱自重）。該房屋結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，設(shè)計使用已包括柱自重）。該房屋結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，設(shè)計使用年限為年限為50a50a。試驗算柱的承載力。試驗算柱的承載力。第十三章 砌體結(jié)構(gòu)13.5 無筋砌體受