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文檔簡介
第3章無筋砌體結構構件的計算3.1受壓構件3.1.1受壓短柱的承載力分析高厚比≤3.0的構件;砌體的受壓性能良好,多把砌體構件設計成受壓構件,能充分發(fā)揮材料的性能。1.理論(彈性)計算由材力,截面較大受壓邊緣的應力為:
故:
——分別為截面面積、慣性矩、回轉半徑。;
——軸向壓力的偏心距,;
——受壓邊緣到截面形心的距離。2.實驗2.實驗結論:隨偏心距的增大,構件承載力降低;隨偏心距的增大,構件邊緣壓應力增大。3.對比理論計算值與實驗值對比發(fā)現,理論值偏小。原因:理論計算時應力分布為直線,實驗時為曲線,豐滿程度??;理論計算時未考慮到隨偏心距增加邊緣應力隨之增加(有局壓特征)。4.調整令對矩形截面:
——軸向力偏心方向的邊長,軸壓時為短邊;對T形截面以折算厚度帶入公式;調整后,理論計算值與實驗基本相同。3.1.2軸心受壓長柱的受力分析長柱:>3.0的構件;破壞特征:縱向彎曲原因:初始偏心距幾何偏心—力作用點不完全對中
物理偏心—材料的勻質性由材料力學→構件發(fā)生彎曲破壞時的臨界應力為軸壓時的穩(wěn)定系數為:式中:
——高厚比,矩形截面T形
——砂漿影響系數,當砂漿強度等級大于或等于M5時,=0.0015;當等于M2.5時,=0.0020;當砂漿強度f2=0時,=0.009。注意:短柱時不考慮縱向彎曲,即3.1.3
偏心受壓長柱的受力分析偏壓下→長柱縱向彎曲→附加偏心距→
應考慮附加偏心距對承載力的影響
→以系數表示。其值為:對于軸壓,和
可得:帶回可得對非矩形截面,以
上式的物理意義最為完整,當為軸壓時,帶入可得當為短柱時,帶入上式可得。
3.1.4受壓構件承載力計算1.計算公式
——高厚比和偏心距對受壓構件承載力的影響系數,可按公式計算或查表3-1~3-3;
——砌體抗壓強度設計值,注意承載力調整系數。2.高厚比對矩形截面:對T形截面:修正系數:燒結普通磚、多孔磚為1.0;砌塊為1.1;蒸壓類磚、細料、半細料石為1.2;粗料石、毛石為1.5。3.注意問題:對于矩形截面構件,當軸向力偏心方向的截面邊長大于另一邊的邊長時,有可能,因此除了按偏心受壓計算外,還應對較小邊長方向按軸心受壓進行驗算。軸向力的偏心距按內力設計值計算,并不應超過0.6。偏心距大,構件承載力過低。偏心距時,應優(yōu)先采取適當措施,減小偏心距,如梁或屋架端部支承反力的偏心距較大時,可在其端部下的砌體上設置具有中心裝置的墊塊或缺口墊塊。3.2局部受壓3.2.1砌體局部均勻受壓1.局部抗壓強度提高系數局壓面積下砌體的抗壓強度為,而且不考慮面積過小時的,這是局部面積,且面積小對局壓有利,且為降低系數,與局壓增大不符。與周圍砌體的面積及位置等有關,按下式計算:
—局部受壓面積;
—影響局部抗壓強度的面積。2.計算面積圖a;圖b;圖c;圖d。
3.的限值為防止當大于某一限值時產生脆性劈裂破壞而進行限制。對圖a,;對圖b,;對c,;對圖d,。對空心磚砌體
≤1.5;對未灌實的混凝土中、小型空心砌塊砌體
=1.0。4.局部均勻受壓承載力3.2.2梁端支承處砌體的局部受壓1.上部荷載對局壓的影響N0—局壓面積內上部軸向力設計值,大小與內拱作用有關。實驗表明:當≤0.2時→隨q↗→梁(梁端)變形↗→梁與其上面砌體脫開;→形成卸載拱;→砌體內產生內力重分布;→臨近破壞時,梁端與上砌體全部脫開;→上部N0全部卸掉,并出現水平裂縫;→存在且擴散;→對梁下砌體產生橫向約束作用;→局壓有利。當≥0.6時→上部砌體向下變形大;→梁端頂面與砌體接觸面大;→不再脫開;→內拱作用↘。綜合,決定了N0的大小,即的大小。同時對內拱作用也有影響;當>2
時,內拱產生;為安全起見,規(guī)范取≥3時,不考慮上部荷載的影響。2.梁端有效支承長度令梁端砌體的變形和壓應力按線性分布,則:砌體邊緣的豎向位移(—梁端轉角)(--梁端支承處砌體的壓縮剛度系數)又令此壓應力圖形的完整系數為則由,力的平衡條件,得
則對一般鋼筋混凝土簡支梁,帶入支承壓力、剛度、彈性模量等并化簡可得:3.局壓承載力計算
即取可得:
計算公式為:式中—上部荷載的折減系數,當時,取
—局部受壓面積內上部軸向力設計值;
—上部平均壓應力設計值,;
—梁端底面壓應力圖形完整系數,可取0.7,對過梁和墻梁可取1.0;
—局部受壓面積。注意3.2.3梁端剛性墊塊下砌體的局壓當梁下局壓承載力不滿足要求時設置??梢灶A制或者現澆。目的:擴大局壓面積,有效、合理地傳遞荷載。剛性墊塊:當高度tb≥180mm,
且墊塊自梁邊緣起挑出的長度≤tb。局壓面下:墊塊外的砌體仍有約束作用,但考慮到墊塊下壓力的不均勻性,故?。ㄊ瞧鲶w局壓強度提高系數)。并按偏壓構件計算。計算公式
—墊塊面積內上部軸向力設計值,;
—墊塊上及合力的影響系數,采用表13-15~13-17中當小于等于3時的值;
—墊塊外砌體面積的有利影響數,,但不小于1.0,按公式以代計算得出;—墊塊面積,;
—墊塊伸入墻內的長度;
—墊塊的寬度。墊塊的構造當現澆墊塊與梁端整體澆注時,墊塊可在梁高范圍內設置;在帶壁柱墻的壁柱內設剛性墊塊時,其計算面積應取壁柱范圍內的面積,而不應計算翼緣部分,同時壁柱上墊塊伸入翼墻內的長度不應小于120mm。梁端在墊塊上的有效支承長度
—剛性墊塊的影響系數,按表3-5采用。墊塊上作用點的位置可取0.4處。3.2.4梁下設有墊梁時的局壓彈性墊梁長度大于,當墊梁置于墻上在屋(樓)面梁的作用下,相當于承受集中荷載的“彈性地基”上的無限長梁。“彈性地基”的寬度為墻厚h??砂础皬椓Α钡钠矫鎽辞蠼?。梁底最大應力為:用△(三角形)壓應力圖代替曲線的壓應力圖形,由平衡條件得帶回上式得折算高度:為防因墊梁下應力的不均勻及梁開裂后剛度↘,引起的應力嚴重集中。
帶入得:考慮到應力在墻上分布不均勻性,可得:式中—墊梁上部軸向力設計值;
—墊梁在墻厚方向的寬度;
—當荷載沿墻厚方向均勻分布時取1.0,不均勻分布時取0.8;
—墊梁折算高度;
、—分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩;
—墊梁的高度;
—砌體的彈性模量;
—墻厚;
—梁端有效支承長度,按公式3-29計算。
3.3受剪構件受剪情況計算公式當當
—永久荷載設計值產生的水平截面平均壓應力;
—軸壓比,且不大于0.8;
—剪壓復合受力影響系數。的乘積可查表3-6。
—水平截面面積。當
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