5.4构件的承载力计算.ppt

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5.4构件的承载力计算

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

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