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砌体结构课件砌体结构是一种以砖、石、混凝土小型空心砌块等块材为主要建筑材料,通过砂浆将其连接成整体的结构形式。这种结构具有施工简便、造价较低、耐久性好等特点,在建筑领域中广泛应用,尤其是在多层及低层建筑中。
砌体结构课件主要围绕砌体材料的基本性能、构造要求、受力特点以及设计方法展开讲解。首先,课件会介绍砌体的基本组成,包括块材(如烧结普通砖、蒸压灰砂砖、混凝土小型空心砌块等)和砂浆(如水泥砂浆、混合砂浆等),并分析其力学性能与适用范围。其次,课件将详细阐述砌体结构的受压、受拉、受弯和受剪等基本受力状态,重点探讨砌体在轴心受压和偏心受压下的破坏形态及其计算方法。
此外,课件还会涉及砌体结构的设计原则与规范要求,例如抗震设计中的构造柱和圈梁设置,以及墙体开洞对结构承载力的影响等。同时,结合实际工程案例,讲解如何合理选择材料、优化结构布置,并解决可能出现的问题。
式中:a0——梁端有效支承长度(当a0>a时,应取a0=a),mm;hc——梁的截面高度,mm;——砌体的抗压强度设计值,MPa。
2.梁端下部砌体非均匀局部受压承载力多层砌体房屋楼面梁端底部砌体局部受压面上承受的荷载一般由两部分组成,一部分为由梁传来的局部压力Nt,另一部分为梁端上部砌体传来的压力N0。设上部砌体内作用的平均压应力为,假设梁与墙上下界面紧密接触,那么梁端底部承受的上部砌体传来的压力N0=Al。由于一般梁不可避免要发生弯曲变形,梁端下部砌体局部受压区在不均匀压应力作用下发生压缩变形,梁顶面局部和砌体脱开t/jsjtqx 24-2022 公路悬索桥运营期结构设施信息模型编码规则,
试验表明预制刚性垫块下的砌体即具有局部受压的特点,有具有偏心受压的特点。由于处于局部受压状态,垫块外砌体面积的有利影响应当考虑,但是考虑到垫块底面压应力的不均匀性,为偏于安全,垫块外砌体面积的有利影响系数取为0.8。由于垫块下的砌体又处于偏心受压状态,所以可借用偏心受压短柱的承载力计算公式进行垫块下砌体局部受压的承载力计算,即
4.3.5梁端设有长度大于的垫梁时,垫梁下砌体局部受压承载力计算当梁支承在长度大于的垫梁时,如利用与梁同时现浇的钢筋混凝土圈梁作为垫梁,垫梁可将梁端传来的压力分散到较大范围的砌体墙上。在分析垫梁下砌体的局部受压时,可将垫梁视为承受集中荷载的弹性地基梁,而砌体墙为支承弹性地基梁的弹性地基。作用在垫梁上的局部荷载可分为沿砌体墙厚均匀分布和沿墙厚不均匀分布两种情况,前者如等跨连续梁中支座下的砌体局部受压;后者如单跨简支梁或连续梁端部支座下砌体的局部受压。
式中:E——墙砌体的弹性模量;h——墙厚;——梁端支承压力设计值;,——垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩。
试验结果表明,垫梁下砌体达到其局部受压承载力极限状态时,按弹性理论计算的垫梁下砌体应力峰值与砌体抗压强度之比均在1.5以上,故可取垫梁下砌体局部受压强度提高系数为1.5,当垫梁上还有上部墙体传来的均布压应力为时,局部受压承载力验算条件为
支撑在砌体墙上的单跨简支梁和连续梁的端部支座,垫梁上作用的局部压力沿墙厚显然是不均匀的。由弹性理论分析表明,沿墙厚不均匀分布的局压荷载,将引起砌体内三维不均匀分布应力,此时的峰值应力是局压荷载沿墙厚均匀分布情况的3倍,而砌体的抗压强度是局压荷载均匀分布情况的1.5倍,也就是说,当垫梁上作用的局部压力沿墙厚不均匀分布时梁下砌体的局压较局部压力沿墙厚均匀分布时更为不利。为了简化计算且偏于安全考虑,《砌体规范》将以上两种受力情况的垫梁下砌体局压承载力计算公式取为下列的统一表达式
【例4】钢筋混凝土大梁截面尺寸b×h=250mm×600mm,l0=6.5m,支承于带壁柱的窗间墙上,如图15-10。窗间墙截面上的上部荷载值为Nu=245kN,Nl=110kN。墙体用MU10烧结多孔砖、M5混合砂浆砌筑。经验算,梁端支承处砌体的局部受压承载力不满足要求,试设计混凝土刚性垫块。解:设梁端刚性垫块尺寸ab=370mm,bb=490mm,tb=180mm
图4-20例4的局部受压
由各力对截面形心轴取矩的平衡条件,可得
查附表2.1,≤3=0.747垫块下局压承载力按下列公式验算满足要求
4.4受拉、受弯和受剪构件
图4-21圆形水池壁受拉示意图
4.4.2受弯构件承载力计算在弯矩作用下的砌体,如砖砌平拱过梁和挡土墙等,均属受弯构件,其破坏形态有三种可能;沿齿缝截面破坏、沿砖和竖向灰缝截面破坏或沿通缝截面弯曲受拉而破坏。此外在构件支座处还存在较大的剪力,因此还应进行受剪承载力验算。
I——截面惯性矩; S——截面面积矩;H——矩形截面高度。4.4.3.受剪构件承载力计算在无拉杆拱的支座截面处,由于拱的水平推力,将使支座沿水平灰缝受剪。在受剪构件中,除水平剪力外,往往还作用有垂直压力。
因此,砌体沿水平灰缝的抗剪承载力,取决于沿砌体灰缝截面破坏时的抗剪承载力和作用在截面上的垂直压力所产生摩擦力的总和。试验研究表明,当构件水平截面上作用有压应力时,砌体抗剪承载力有明显地提高,计算时应考虑剪压的复合作用。
当时,砖砌体取0.60,混凝土砌块砌体取0.64;当时,砖砌体取0.64,混凝土砌块砌体取0.66;——剪压复合受力影响系数;当时,当时,
——永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力;f——砌体抗压强度设计值;——轴压比,且不大于0.8。
图4-22拱式砖过梁示意图
MU10砌体,M5砂浆f=1.5N/mm2,砌体抗剪设计值fv=0.11N/mm2则>V=1.2×3+1.4×12=20.4kN,满足要求。
2.当由永久荷载控制的情况下即取的荷载分项系数组合时,该墙段的正应力fv=0.11N/mm2>V=1.35×3+1.0×12=16.05kN,满足要求。
(1)无筋砌体受压构件按照高厚比的不同以及荷载作用偏心距的有无井点降水施工方案,可分为轴心受压短柱、轴心受压长柱、偏心受压短柱和偏心受压长柱。在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下,在施工质量得到保证的前提下,影响无筋砌体受压承载力的主要因素是构件的高厚比和相对偏心距()。《砌体规范》用承载力影响系数考虑以上两种因素的影响。
可用公式计算也可以根据高厚比及相对偏心距e/h直接查表确定,无论用哪种方法确定时,高厚比必须考虑砌体不同材料的高厚比修正系数。另外,在用式(4—14)计算时应注意,当时,式中的取1.0,即用式(4—16)计算。
(2)在设计无筋砌体偏心受压构件时,偏心距过大,容易在截面受拉边产生水平裂缝,致使受力截面减小,构件刚度降低,纵向弯曲影响增大,构件的承载力明显降低,结构既不安全又不经济,所以《砌体规范》限制偏心距不应超过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)。为了减小轴向力的偏心距,可采用设置中心垫块或设置缺口垫块等构造措施。
(3)局部受压分为局部均匀受压和局部非均匀受压两种情况,前者如柱下砌体局部受压,后者如梁端下部砌体的局部受压。通过对砌体局部受压破坏的试验表明,局部受压可能发生三种破坏:竖向裂缝发展引起的破坏、劈裂破坏和直接与垫板接触的砌体的局压破坏。其中,竖向裂缝发展引起的破坏是局部受压的基本破坏形态;劈裂破坏由于发生突然,在设计中应避免发生这种破坏;第三种破坏仅在砌体材料强度过低时发生,一般通过限制材料的最低强度等级,可避免发生这种破坏。
(4)砌体在局部受压时,由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用,使砌体的局部受压强度提高。局部受压强度用局部抗压强度提高系数乘以砌体抗压强度(即)表示。为了避免砌体截面较大而局压面积过小时引起的劈裂破坏,应限制不能过大()。
(5)当局部受压承载力不满足要求时,一般采用设置刚性混凝土垫块的方法,满足设计要求。其中在梁端设置预制刚性垫块是应用最广泛的情况,垫块下的砌体局部承压可按不考虑纵向弯曲影响的偏心受压构件验算。当梁端设有现浇刚性垫块时,为了简化计算,采取与预制垫块相同的方法验算垫块下砌体的局部受压承载力。
(6)当梁端砌体局部受压承载力不足时,也可在梁端设置长度大于柔性垫块jct908-2013 人造石,也称垫块。例如与梁整浇的圈梁可作为垫梁。垫梁下砌体的局部受压承载力可按集中力作用下半无限弹性地基梁计算。(7)砌体受拉、受弯构件的承载力按材料力学公式进行计算,受弯构件的弯曲抗拉强度的取值应根据构件的破坏特征取其相应的设计强度。受剪构件(实际是剪压复合构件)承载力计算采用变系数的“剪摩理论”。