第二章 砌体结构设计方法.ppt

砌体结构 第二章砌体结构设计方法 第二章 砌体的物理力学性能 砌体结构可靠度设计方法的沿革 我国砌体结构设计的发展 以概率理论为基础的极限状态设计法 各类砌体的强度设计值 2.1砌体结构可靠度设计方法的沿革 结构可靠度：是指在规定的时间和条件下，工程结构完成预定功能的概率。 结构可靠度设计方法是随着各种学科和技术的进步而不断的演变： 古代经验法→容许应力设计法→破坏阶段设计法→极限状态设计法→以概率理论为基础的设计方法。 1）古代经验设计法 人们凭经验建造砖、石、土结构，认为不倒不垮就是安全可靠。 2）安全系数设计法 将砌体看成是理想的弹性材料，未考虑结构材料的塑性性能，按材料力学的方法计算构件在外荷载作用下的应力 ，要求荷载作用下构件的计算应力 不超过砌体材料的容许应力 ，这种方法称作容许应力设计法。其一般表达式为： 3）破坏阶段设计法 引入修正系数调整弹性理论计算和破坏试验结果的差异，原苏联规范（Y－57－43）1943年正式采用按破坏阶段的设计方法，其一般表达式为： 4）三系数表达的极限状态设计法 考虑荷载的不确定性以及材料强度的变异性，1955年前苏联颁布了按极限状态进行设计的规范（HNTY120-550）。其一般表达式为： 三系数 （1）荷载系数 n 〖考虑统计荷载标准值的超载〗 （2）材料系数 k 〖考虑材料性能变异〗 （3）工作系数 m 〖考虑材料在不同工作条件下作用发挥程度〗 5）以概率理论为基础的设计方法 20世纪60年代美国一些学者考虑一些随机因素的影响，提出以概率论为基础的适用方法，从而对结构可靠度进行比较科学的定量分析。 2.2我国砌体结构设计的发展 第一阶段 自20世纪50年代至20世纪70年代初，我国基本上沿用原苏联的设计规范。 第二阶段（1973年11月～1989年底） 第三阶段1989年9月～迄今 我国砌体结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。颁布了《砌体结构设计规范》（GBJ3-88）和《砌体结构设计规范》（GB50003-2001） 2.3以概率理论为基础的极限状态设计法 一、极限状态设计方法的基本概念 1、结构的功能要求 （1）、安全性 （2）、适用性 （3）、耐久性 2、结构的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能的要求时，此特定状态称为该功能的极限状态。 结构的极限状态分为： 承载能力极限状态和正常使用极限状态。 承载能力极限状态－－对应于结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形。 正常使用极限状态－－对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。 3、结构上的作用、作用效应和结构抗力 （1）、结构上的作用－－指使结构产生内力、变形、应力或应变的所有原因。 （2）、作用效应－－指各种作用施加在结构上，使结构产生的内力和变形。 （3）、结构抗力－－是指整个结构或构件承受内力或变形的能力 4、结构的可靠度与可靠指标 结构可靠。 结构失效。 结构处于极限状态。 现有规范GB50003-2001设计方法 2002年我国颁布了新的《砌体结构设计规范》（GB50003－2001） 采用分项系数表达的极限状态设计法 局部修改 （1）将结构重要性系数和设计基准期对应； （2）针对砌体结构自重较大的特点，增加了以自重为主的荷载效应组合计算公式； 1、一般情况下，砌体结构按承载能力极限状态设计时的计算公式为： 对以自重为主的结构构件还应按下式进行设计计算 结构的重要性系数：一级或设计年限50年以上的不应小于1.1；二级或设计年限50年的，不应小于1.0；三级或设计年限1-5年的，不应小于0.9； 2、当仅有一个可变荷载时： 3、当砌体结构作为一个刚体，需要验证整体稳定性时，例如： 倾覆、滑移、漂浮等。 2.4各类砌体的强度设计值 一、基本规定 1、砌体的强度标准值 2、砌体的强度设计值 砌体结构的材料性能分项系数， 一般情况下，宜按施工质量控制 等级为B级考虑，取 当为C级时，取 二、抗压强度设计值 烧结普通砖和烧结多孔砖砌体 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体 混凝土和轻骨料混凝土空心砌块砌体 灌孔混凝土砌块砌体 料石砌体 三、轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪 轴心抗拉砌体 弯曲抗拉砌体 抗剪砌体 灌孔混凝土砌块砌体抗剪强度设计值 四、砌体强度设计值的调整系数 工程上砌体的使用情况多种多样，在某些情况下砌体的强度可能降低，在有的情况下需要提高或降低结构构件的安全储备，因此，在设计时需要调整。 各类砌体的强度设计值在下列情况