鋼結(jié)構(gòu)2012課件

1、河南大學(xué)土木建筑學(xué)院砌體的定義砌體的定義v砌體砌體 是把塊體是把塊體(?)(?)和砂漿和砂漿( (水泥、石灰膏等膠凝材料與砂、水拌和而成) )通過砌筑而成的結(jié)構(gòu)材料。通過砌筑而成的結(jié)構(gòu)材料。0、緒論v砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu) 系指將由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱系指將由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。 2、砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點、砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點v優(yōu)點優(yōu)點 容易就地取材，造價低廉容易就地取材，造價低廉 ；如天然石材、粘土、砂等幾乎到處都有，來源極廣。砌體具有良好性能：耐火性、耐久性、保溫隔熱性、抗砌體具有良好性能：耐火性、耐久性、保溫隔熱性、抗腐蝕性等

2、。腐蝕性等。易滿足建筑功能要求。施工工序單一、方便，新鋪砌體可承受一定的荷載，可施工工序單一、方便，新鋪砌體可承受一定的荷載，可連續(xù)施工，在寒冷地區(qū)可用凍結(jié)法施工。連續(xù)施工，在寒冷地區(qū)可用凍結(jié)法施工。1.1.墻體與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，能節(jié)約三材（鋼、木和水墻體與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，能節(jié)約三材（鋼、木和水泥），造價較低。泥），造價較低。河南大學(xué)土木建筑學(xué)院v缺點缺點自重大，強度較低自重大，強度較低 ；整體性差：砌體的抗拉和抗剪強度都很低，結(jié)整體性差：砌體的抗拉和抗剪強度都很低，結(jié)構(gòu)抗震性能較差；構(gòu)抗震性能較差；費工：砌體費工：砌體砌筑工作量大，且為手工操作，工人勞動強度大，施工進度較慢；浪費土地

3、資源，污染環(huán)境：粘土磚制造耗用粘浪費土地資源，污染環(huán)境：粘土磚制造耗用粘土，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利于環(huán)保。土，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利于環(huán)保。 河南大學(xué)土木建筑學(xué)院1、砌體物理力學(xué)性能1、砌體材料的受壓性能受壓破壞試驗特征：受壓破壞試驗特征：砌體的抗壓強度小于其所用塊體的抗壓強度。砌體的抗壓強度小于其所用塊體的抗壓強度。裂縫首先出現(xiàn)在單塊磚內(nèi)。裂縫首先出現(xiàn)在單塊磚內(nèi)。為什么砌體的抗壓強度小于其所用塊體的抗壓強度？v雖然砌體承受軸向均勻壓應(yīng)力，但由于材料性能差異、材料缺陷和施工缺陷等原因，砌體內(nèi)的單塊磚內(nèi)產(chǎn)生了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，塊體不僅受壓，還要受拉、受彎、受剪，在其抗壓強度還未充分發(fā)揮之前，就因抗拉、抗彎、抗剪

4、強度不足而破壞。河南大學(xué)土木建筑學(xué)院總結(jié)：影響砌體抗壓強度的因素v材料強度 塊體：強度高，砌體抗壓強度越高明顯明顯 砂漿：等級高，砌體抗壓強度有所提高有限 v砂漿性能：流動性、保水性好 過大：砂漿橫向變形大 過?。翰灰拙鶆蛎軐?采用純水泥砂漿時，由于其和易性差，強度降低。 v塊材的形狀、尺寸、灰縫厚度 外形：平整、規(guī)則 尺寸：厚度大，有利有利 灰縫厚度均勻：8-12mm 飽滿：飽滿度： 80%； 塊材含水率：10-15%v砌筑質(zhì)量 砌筑方法 砂漿攪拌方式 工人的技術(shù)水平 現(xiàn)場質(zhì)量管理水平河南大學(xué)土木建筑學(xué)院砌體抗剪破壞類型：1.沿通縫截面破壞 2.沿階梯形截面破壞 水平灰縫抗剪強度砂漿強度水平

5、灰縫抗剪強度砂漿強度豎向灰縫抗剪強度上述兩種破壞其抗剪強度差異很小，Because:豎縫：1.往往不密實 2.砂漿硬化時干縮 削弱二者粘結(jié)抗剪計算中豎縫粘結(jié)強度不予考慮。2、砌體材料的受剪性能河南大學(xué)土木建筑學(xué)院3、砌體材料的受拉性能河南大學(xué)土木建筑學(xué)院砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法v 2、砌體結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計方法河南大學(xué)土木建筑學(xué)院v特殊情況下各類砌體強度設(shè)計值的調(diào)整系數(shù)av有吊車房屋砌體、跨度不小于9m的梁下燒結(jié)普通磚砌體、跨度不小于7.5m的梁下燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體，混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體，a0.9。v對無筋砌體構(gòu)件，其截面面積截面面積A0.3m2時，aA+0.7；對配筋砌體構(gòu)

6、件，配筋砌體構(gòu)件， A0.2m2時，時，aA+0.8；構(gòu)件截面面積A以m2計。v當(dāng)砌體用水泥砂漿水泥砂漿砌筑時，對抗壓強度設(shè)計值，抗壓強度設(shè)計值，a0.9；對抗拉、抗彎及抗剪強度設(shè)計值，對抗拉、抗彎及抗剪強度設(shè)計值，a0.8；對配筋砌體構(gòu)配筋砌體構(gòu)件，僅對砌體的強度設(shè)計值乘以調(diào)整系數(shù)件，僅對砌體的強度設(shè)計值乘以調(diào)整系數(shù)a。v當(dāng)施工質(zhì)量控制等級為施工質(zhì)量控制等級為C級級（配筋砌體不允許采用C級）時，a0.89；v當(dāng)驗算施工中房屋的構(gòu)件時，驗算施工中房屋的構(gòu)件時，a1.1；但由于施工階段砂漿尚未硬化，砂漿強度可取為零砂漿強度可取為零。v砌體的強度設(shè)計值的調(diào)整河南大學(xué)土木建筑學(xué)院受壓構(gòu)件承載力計算公

7、式受壓構(gòu)件承載力計算公式fANA 截面面積，對各類砌體均應(yīng)按毛截面計截面面積，對各類砌體均應(yīng)按毛截面計算算 （一）（一）考慮考慮的影響的影響 N 軸向力設(shè)計軸向力設(shè)計值值高厚比高厚比和軸向力偏心距和軸向力偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)數(shù)f 砌體抗壓強度設(shè)計值按砌體抗壓強度設(shè)計值按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范表表3.2.1-1表表3.2.1-7采采用用 hH0ThH0矩形截面矩形截面 T 形截面形截面 H0h 不同砌體材料的高厚比修正系不同砌體材料的高厚比修正系數(shù)數(shù) 按按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)范D.0.1條查表條查表 220121211) 11(12112

8、11hehe受壓構(gòu)件的計算高度，按受壓構(gòu)件的計算高度，按砌砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范表表5.1.3采用采用矩形截面軸向力偏心方向的邊長，矩形截面軸向力偏心方向的邊長，當(dāng)軸心受壓時為截面較小邊長當(dāng)軸心受壓時為截面較小邊長3、無筋砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計算河南大學(xué)土木建筑學(xué)院fAN0（二）（二）對矩形截面構(gòu)件，對矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應(yīng)對較小邊長方向按軸心向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應(yīng)對較小邊長方向按軸心受壓進行驗算，受壓進行驗算，即：即：（三）（三）e的限值的限值 ye6 . 0y 截面重心到

9、軸向力所在偏心方向截面邊緣的距截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離離 ye6 . 0河南大學(xué)土木建筑學(xué)院砌體局部受壓承載力計算砌體局部受壓承載力計算 （一）分類（一）分類局部受壓局部受壓局部均勻受壓局部均勻受壓局部不均勻受壓局部不均勻受壓中心局壓中心局壓邊緣局壓邊緣局壓中部局壓中部局壓端部局壓端部局壓角部局壓角部局壓（二）破壞形態(tài)（二）破壞形態(tài)1）、豎向裂縫發(fā)展而破壞）、豎向裂縫發(fā)展而破壞 2）、劈裂破壞）、劈裂破壞 3）、與墊板直接接觸的砌體局部破壞）、與墊板直接接觸的砌體局部破壞 少見，靠構(gòu)造措施少見，靠構(gòu)造措施常見，靠計算常見，靠計算1、砌體局部受壓的特點、砌體局部受壓的特點 河南

10、大學(xué)土木建筑學(xué)院局部抗壓強度局部抗壓強度f 套箍強化作用套箍強化作用力的擴散原理力的擴散原理f f 1.0135. 010LAA限A。/Al過大過大，可能發(fā)生在砌體內(nèi)一旦產(chǎn)生縱向裂縫即呈脆性破壞的劈裂破壞劈裂破壞，故按上式算得的值，尚應(yīng)符合限值限值規(guī)定規(guī)定。注：注：對多孔磚砌體和按對多孔磚砌體和按規(guī)范規(guī)范第第6.2.13條的要求灌孔的砌塊砌體，在條的要求灌孔的砌塊砌體，在(a)、(b)、(c)款的情況下，尚應(yīng)符合款的情況下，尚應(yīng)符合1.5。未灌孔混凝土砌塊砌體，。未灌孔混凝土砌塊砌體，=1.0。 河南大學(xué)土木建筑學(xué)院3.2.13.2.1砌體局部均勻受壓時的承載力計算砌體局部均勻受壓時的承載力計

11、算 砌體受局部均勻壓力作用時的承載力應(yīng)按下式計算砌體受局部均勻壓力作用時的承載力應(yīng)按下式計算：1fANl（3-23）lN 局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值；局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值；砌體局部抗壓強度提高系數(shù)；砌體局部抗壓強度提高系數(shù)；lA 局部受壓面積。局部受壓面積。f 砌體局部抗壓強度設(shè)計值，砌體局部抗壓強度設(shè)計值，可不考慮強度調(diào)整系可不考慮強度調(diào)整系數(shù)數(shù) 的影響；的影響；a河南大學(xué)土木建筑學(xué)院 b壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)為fhc103.2.23.2.2梁端支承處砌體的局部受壓梁端支承處砌體的局部受壓河南大學(xué)土木建筑學(xué)院llfANN0梁端支承處砌體局部受壓承載力計算公式梁端支承處砌體局部受壓承載

12、力計算公式式中： 上部荷載折減系數(shù)（ ， 當(dāng) 時，取 0；）； N0局部受壓面積內(nèi)上部軸向力設(shè)計值， 01.50.5/lAA0l/3AA 2. 上部平均壓應(yīng)力設(shè)計值；3.Al 局部受壓面積。 梁端有效支承長度,計算值大于a時取a； 梁的截面寬度； 4.Nl 梁端支承壓力設(shè)計值； 00lNA00lAa b0ab河南大學(xué)土木建筑學(xué)院 梁端底面壓應(yīng)力圖形完整系數(shù) （一般可取 0.7；對于過梁和墻 梁可取 1.0）； 砌體局部抗壓強度提高系數(shù)(小于限值)； 砌體的抗壓強度設(shè)計值（可能調(diào)整）。 f河南大學(xué)土木建筑學(xué)院1、縱墻承重方案、縱墻承重方案 板板梁（或屋架）梁（或屋架）縱墻縱墻基礎(chǔ)基礎(chǔ)地基地基 2

13、、橫墻承重方案、橫墻承重方案 樓（屋）面板樓（屋）面板橫墻橫墻基礎(chǔ)基礎(chǔ)地基地基 3、縱橫墻承重方案、縱橫墻承重方案 樓（屋）面板樓（屋）面板梁梁縱墻縱墻橫墻橫墻基礎(chǔ)基礎(chǔ)地基地基縱墻承重方案縱墻承重方案橫墻承重方案橫墻承重方案縱橫墻承重方案縱橫墻承重方案4、墻體設(shè)計河南大學(xué)土木建筑學(xué)院4、內(nèi)框架縱墻承重方案、內(nèi)框架縱墻承重方案外縱墻外縱墻外縱墻基礎(chǔ)外縱墻基礎(chǔ)樓樓(屋屋)面板面板梁梁柱柱 柱基礎(chǔ)柱基礎(chǔ)地基地基5、底部框架承重方案、底部框架承重方案 梁板荷載在上部通過梁板荷載在上部通過內(nèi)外墻體向下傳遞，在結(jié)內(nèi)外墻體向下傳遞，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層部位，通過鋼筋構(gòu)轉(zhuǎn)換層部位，通過鋼筋混凝土梁傳給柱，再傳給混凝土

14、梁傳給柱，再傳給基礎(chǔ)基礎(chǔ) 。河南大學(xué)土木建筑學(xué)院值愈大值愈大，表示整體房屋的水平側(cè)移與平面排架的側(cè)移愈接近，表示整體房屋的水平側(cè)移與平面排架的側(cè)移愈接近，即即房屋空間作用愈小房屋空間作用愈小；反之，；反之，愈小愈小，房屋的水平側(cè)移愈小，房，房屋的水平側(cè)移愈小，房屋的屋的空間作用愈大空間作用愈大。 房屋空間作用的大小可以用空間性能影響系數(shù)房屋空間作用的大小可以用空間性能影響系數(shù)表示表示 河南大學(xué)土木建筑學(xué)院房屋靜力計算方案房屋靜力計算方案 （一）剛性方案（一）剛性方案 （二）彈性方案（二）彈性方案 （三）剛彈性方案（三）剛彈性方案 樓（屋）蓋樓（屋）蓋墻、柱的墻、柱的不動鉸支座不動鉸支座 樓（屋

15、）蓋樓（屋）蓋墻、柱的墻、柱的滾動鉸支座滾動鉸支座 樓（屋）蓋樓（屋）蓋墻、柱的墻、柱的彈性支座彈性支座 剛性方案剛性方案 彈性方案彈性方案 剛彈性方案剛彈性方案 0.330.370.770.820.33 0.82河南大學(xué)土木建筑學(xué)院v高厚比：墻、柱計算高度H0與墻厚h（或與柱的計算高度相對應(yīng)的柱邊長）的比值，用表示。v=H0/hv計算高度是指對墻、柱進行承載力計算或驗算高厚比時所采用的高度，用H0表示。1 墻、柱高厚比的概念墻、柱高厚比的概念一、墻、柱高厚比要求一、墻、柱高厚比要求房屋墻柱構(gòu)造要求河南大學(xué)土木建筑學(xué)院 2. 墻、柱高厚比驗算墻、柱高厚比驗算穩(wěn)定性穩(wěn)定性v高厚比驗算包括兩方面：

16、、允許高厚比的限值、墻柱實際高厚比的確定1）.允許高厚比的影響因素允許高厚比的影響因素1) 砂漿強度等級砂漿強度等級 砂漿強度是影響允許高厚比的重要因素。砂漿強度愈高，砂漿強度愈高，允許高厚比亦相應(yīng)增大。允許高厚比亦相應(yīng)增大。 2) 砌體類型砌體類型 毛石墻毛石墻比一般砌體墻剛度差剛度差，允許高厚比允許高厚比要降低降低；組合砌體組合砌體由于鋼筋混凝土的剛度好，允許高厚比可提高提高。 橫墻間距橫墻間距 橫墻間距愈小小，墻體穩(wěn)定性穩(wěn)定性和剛度剛度愈好好； 橫墻間距愈大大，墻體穩(wěn)定性和剛度愈差差。河南大學(xué)土木建筑學(xué)院v4) 砌體截面剛度砌體截面剛度 v砌體截面慣性矩較大截面慣性矩較大，穩(wěn)定性則好穩(wěn)定

17、性則好。當(dāng)墻上門窗洞口削弱較多墻上門窗洞口削弱較多時，允許高厚比值降高厚比值降低低，可以通過有門窗洞口墻允許高厚比的修通過有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)來考慮此項影響。正系數(shù)來考慮此項影響。 v5) 構(gòu)造柱間距及截面構(gòu)造柱間距及截面 v構(gòu)造柱間距愈小小，截面愈大大，對墻體的約束愈大大，因此墻體穩(wěn)定性愈好好，允許高厚比可提高。通過修正系數(shù)來考慮通過修正系數(shù)來考慮。 河南大學(xué)土木建筑學(xué)院6) 支承條件支承條件 剛性方案剛性方案房屋的墻柱在屋蓋和樓蓋支承處假定為不動不動鉸支座鉸支座，剛性好；而彈性和剛彈性房屋彈性和剛彈性房屋的墻柱在屋(樓)蓋處側(cè)移較大，穩(wěn)定性差。驗算時用改變其計算高度來考慮這一因

18、素用改變其計算高度來考慮這一因素。 7) 構(gòu)件重要性和房屋使用情況構(gòu)件重要性和房屋使用情況 對次要構(gòu)件次要構(gòu)件，如自承重墻自承重墻允許高厚比可以增增大，通過通過修正系數(shù)考慮修正系數(shù)考慮；對于使用時有振動的房屋則應(yīng)酌情降低對于使用時有振動的房屋則應(yīng)酌情降低。河南大學(xué)土木建筑學(xué)院墻、柱高厚比的允許極限值允許極限值稱允許高厚比允許高厚比，用 表示，可按下表采用。需要指出， 值與墻、柱砌體材料的質(zhì)量和施工技術(shù)水平等因素有關(guān)，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，在材料強度日益增高，砌體質(zhì)量不斷提高的情況下， 值將有所增大。 2）、允許高厚比及其修正）、允許高厚比及其修正河南大學(xué)土木建筑學(xué)院自承重墻自承重墻是房屋中的次要構(gòu)件次要構(gòu)件，且僅有自重作用。根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，對用同一材料制成的等高、等截面桿件，當(dāng)兩端支承條件相同，且僅受自重作用時失穩(wěn)的臨界荷載比上端受有集中荷載的要大，所以自承重墻的允許高厚比的限值可