5.4构件的承载力计算讲解.ppt

砌体结构承载力计算的基本表达式 　　砌体结构与钢筋混凝土结构相同，也采用以概率理论为基础的极限状态设计法设计，其按承载力极限状态设计的基本表达式为 　　　γ0S≤R　(fd,αk，…) 　　砌体结构除应按承载能力极限状态设计外，还应满足正常使用极限状态的要求，在一般情况下，正常使用极限状态可由相应的构造措施予以保证，不需验算。 一、 受压构件 　　无筋砌体承受轴心压力时，砌体截面的应力是均匀分布的，破坏时，截面所能承受的最大压应力即为砌体轴心抗压强度f，如图5.1(a)所示。 　　当轴向压力偏心距较小时，截面虽全部受压，但压应力分布不均匀，破坏将发生在压应力较大一侧，且破坏时该侧边缘的压应力比轴心抗压强度f略大，如图5.1（b）所示； 　　随着偏心距的增大，在远离荷载的截面边缘，由受压逐步过渡到受拉，如图5.1(c)所示。 　　若偏心距再增大，受拉边将出现水平裂缝，已开裂截面退出工作，实际受压截面面积将减少，此时，受压区压应力的合力将与所施加的偏心压力保持平衡，如图5.1(d)所示。 　　无筋砌体受压构件的承载力，除构件截面尺寸和砌体抗压强度外，主要取决于构件的高厚比β和偏心距e。 　　无筋砌体受压构件的承载力可按下列统一公式进行计算： 　　　　N≤φfA 　　查影响系数φ表时，构件高厚比β按下式计算： 　　对矩形截面 　　　　β=γβH0/h 2.验算柱短边方向轴心受压承载力 　　由β=γβH0/h=10.2及e/h=0查附表1a得影响系数φ=0.865。 　　则得柱的承载力 　　φγafA=394.18kN＞240kN满足要求 二、 局部受压 　　压力仅仅作用在砌体部分面积上的受力状态称为局部受压。 　　局部受压是砌体结构中常见的受力形式，如支承墙或柱的基础顶面，支承钢筋混凝土梁的墙或柱的支承面上，均产生局部受压，如图5.3所示。前者当砖柱承受轴心压力时为局部均匀受压，后者为局部不均匀受压。 　　其共同特点是局部受压截面周围存在未直接承受压力的砌体，限制了局部受压砌体在竖向压力下的横向变形，使局部受压砌体处于三向受压的应力状态。 * * * 5.4　墙柱承载力计算 本 节 内 容 1 受压构件 2 局部受压 1 受压构件的受力状态 图5.1　砌体受压时截面应力变化 2 受压构件承载力计算的基本公式 　　对T形截面 　　　　β=γβH0/hT 　　其中，高厚比修正系数γβ按表5.1采用； 　　设计计算时应注意下列问题： 　　（1） 对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向，按轴心受压进行验算。 　　（2） 轴向力偏心距e按荷载设计值计算，并不应超过0.6y。y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离，若e超过0.6y，则宜采用组合砖砌体。 【例5.1】截面为490mm×370mm的砖柱，采用强度等级为MU10的烧结普通砖及M5混合砂浆砌筑，柱计算高度H0=5m，柱顶承受轴心压力设计值为50kN，试验算其承载力。 【解】（1）考虑砖柱自重后，柱底截面所承受轴心压力最大，故应对该截面进行验算。当砖砌体密度为18kN/m3时，柱底截面的轴向力设计值 　　　　N=50+γGGK=159.58kN (2) 求柱的承载力 　MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌体抗压强度设计值查表13.2得f=1.5N/mm2，截面面积A=0.49×0.37=0.18m2＜ 0.3m2，则砌体抗压强度设计值应乘以调整系数 　　　　γa=A+0.7=0.18+0.7=0.88 　　由β=γβH0/h=13.5及e/h=0，查附表1a得影响系数　φ=0.783。 　　则得柱的承载力 　　　　φγafA=187.38kN＞159.58kN满足要求 【例5.2】已知一矩形截面偏心受压柱，截面为490mm×620mm，采用强度等级为MU10烧结普通砖及M5混合砂浆，柱的计算高度H0=5m，该柱承受轴向力设计值N=240kN，沿长边方向作用的弯矩设计值M=26kN·m，试验算其承载力。 【解】1.验算长边方向的承载力 （1） 计算偏心距 　　　　e=M/N=108mm 　　　　y=h/2=310mm 　　　　0.6y=0.6×310=186mm＞e=108mm (2) 承载力验算 　MU10砖及M5混合砂浆砌体抗压强度设计值查表13.2得f=1.5N/mm2。 　　截面面积A=0.49×0.62=0.3038m2＞0.3m2，γa=1.0。 　　由β=γβH0/h=8.06及e/h=0.174，查附表1a得影响系数φ=0.538。 　　则得柱的承载力 　　φγafA=245.17kN＞240kN满足要求 【例5.3】某单层单跨无吊车工业厂房，其窗间墙带壁柱的截面如图5.2所示