3-3 砌体结构构件的承载力(局部受压).ppt

三、砌体的局部受压 砌体局部受压的特点 砌体局部均匀受压 梁端局部受压 刚性梁垫 柔性梁垫 1. 砌体局部受压的特点 概念 局部受压(以下简称为局压) 均匀局压 非均匀局压 砌体局压的三种破坏形态 纵裂破坏：开裂---裂展---裂通 劈裂破坏：AL / A0太小时产生 与垫板接触处的砌体局压破坏 砌体局压强度提高机理——传统的围箍概念---库伦强度理论 局压砌体纵向压缩，横向膨胀，未承压砌体起围箍约束作用。 库伦强度理论难于解释以下试验现象： AL/A0很小时，砌体强度可能超过砖的强度等级； 砌体局压破坏发生在垫板下1~2皮砖下，而不是局压支承处； 三面围箍砌体的局压强度为四面围箍的1/2，而不是3/4。 砌体局压强度提高机理——“套箍强化”与“应力扩散”的概念 纵裂破坏(开裂---裂展---裂通)的解释： 垫板下砌体处于双向受压状态，因而很难被压坏； 中部以下砌体处于竖向受压、横向受拉的应力状态，当σx,maxft,m时，出现第一条竖向裂缝； 当被竖向裂缝分割的条带内竖向应力达到砌体的抗压强度时，砌体即破坏。 劈裂破坏的解释： 随A0/AL增大，σx分布趋均匀，中线上有较长的一段σx同时达到ft,m而突然破坏； A0/AL比值减小，σx上移，故砌体上部局压破坏，下部轴压破坏。 A0/AL比值接近1，力的扩散现象消失，构件转入轴压破坏形态。 可以认为， A0/AL比值较小时，局压掺带轴压破坏特征。 2. 砌体局部均匀受压(均匀局压) (1)局部抗压强度提高系数γ 试验表明，γ与面积比A0/AL有密切的相关关系，考虑到A0/AL=1时γ应等于1，故采用下列关系式： 式(3-3-1)由两项组成，即砌体的局压由两部分组成：其一是局压面积AL本身的抗压强度；其二是非局压面积(A0-AL)所提供的侧向影响，以系数ξ反映其作用效果。 (1)局部抗压强度提高系数γ 局压试验方案 局部抗压强度提高系数γ的大小与周边约束局压面积的砌体截面面积有关 (2)砌体均匀局压的《规范》表达式 γ的限值γmax (2)砌体均匀局压的《规范》表达式计算面积A0取值规定——P35图3.10 3.梁端局部受压(梁端非均匀局压) 为最常见的局压应力状态，有均匀与非均匀两种情况。 梁端底面的压应力分布与梁的刚度和支座构造有关。 梁端局压与梁端约束支承条件有关，与梁底和砌体的接触支承条件有关(支承于砌体或梁垫) 对于非均匀梁端支承处砌体的局压，考虑其支承砌体截面面积因变形而产生的变化，以及局压应力图形的完整，是可以将不均匀局压转化为均匀局压来计算的。 梁端局部受压(均匀与非均匀) 梁端局压：a0与η (1)梁端有效支承长度a0 1) a0的计算模式 实测中a0的影响因素较多，比较复杂。除局压荷载、梁的刚度影响之外，砌体的强度、砌体所处的应力阶段、局压面积的相对位置等都有一定的影响。 a0的计算模式的确定：根据哈尔滨建筑大学试验，并受前苏联规范公式的影响。 (1)梁端有效支承长度a0 1) a0的计算模式 如图，令： 式(a)为梁端力的平衡条件，σc为砌体边缘最大局压应力，η为梁端底面压应力图形不均匀系数，随局压应力不同阶段而变化。 式(b)为物理条件，按照温克勒弹性地基梁理论而得出，K为局压边缘最大局压应力σc与最大竖向变形ymax的换算系数。 式(c)为几何条件，tgθ为梁端轴线倾角的正切。 (1)梁端有效支承长度a0 1) a0的计算模式 将(b)、(c)代入(a)，则可建立a0的计算模式如下： 式(3-3-7)中，当取η=0.5时，即为苏联规范公式；在表达式上式(3-3-7)与它是相近的，但ηK的物理意义和取值并不相同，ηK的取值应根据试验确定。 (1)梁端有效支承长度a0 2) 局压破坏时a0的计算公式 试验表明： 各级荷载下的a0值是变化的。一般来说，荷载小时a0值大，荷载大时a0值小。 ηK值比较稳定，除以fm差距更小。 局压位置对a0值有影响。 为简化计算，考虑到砌体的塑性变形等因素，取ηK/fm=3.55/cm，则式(3-3-7)可写成 (1)梁端有效支承长度a0 2) 局压破坏时a0的计算公式 式(3-3-8)说明： 梁端倾角大则a0值小，但梁端倾角受梁跨中允许挠度的控制，而砌体局压破坏时并不能规定梁的倾角具体值，为简化计算，可取对应跨中挠度为L/250的倾角值，亦即按tgθ=1/78进行计算。 按梁端无约束支承条件获得 计量单位为工程制，NL以kg计， b以cm计， fm以kg/cm2计， θ以弧度计。 反映了梁的刚度也反映了砌体刚度的影响。 计算值与实测a0值较为接近。 (1)梁端有效支承长度a0 附：tgθ=1/78取值的由来 (1)梁端有效支承长度a0 2) 局压破坏时a0的计算公式 经换