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学习情境11
砌体结构
10.2 砌体结构构件的承载力计算
一、无筋砌体受压构件
1.砌体结构设计方法
2.砌体强度设计值
3.无筋砌体受压构件的受力状态及计算公式
10.2 砌体结构构件的承载力计算
砌体结构设计方法----以概率理论为基础的极 限状态设计方法。 同混凝土结构
承载力极限状态设计 计算
满足 正常使用极限状态的要求 构造措施
砌体强度设计值的确定：
砌体强度设计值以施工质量控制等级为B级、以毛截面计算、龄期为28d的各类砌体，确定出各类砌体的强度设计值。
不同块体种类的砌体抗压强度设计值f，见本教材附表10-附表15。
注：当采用A级或C级时相应地予以提高或降低。
10.2 砌体结构构件的承载力计算
砌体施工质量控制等级为B级时的要求有：
现场质量管理—制度基本健全，并能执行；非施工方质量监督人员间断地到现场进行质量控制；施工方有在岗专业技术管理人员，并持证上岗。
砂浆、混凝土强度—试块按规定制作，强度满足验收规定，离散性较小。
砂浆拌合方式—机械拌合，配合比计量控制一般。
砌筑工人—高、中级工不少于70%。
10.2 砌体结构构件的承载力计算
《砌体工程施工质量验收规范》将砌体施工质量控制等级分为A、B、C三个等级，并对相关要求作出了相应的规定。我国目前一般按B级控制。
特殊情况下各类砌体强度设计值的调整系数γa
①有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，γa＝0.9。
②对无筋砌体构件，其截面面积A＜0.3m2时，γa＝A+0.7；对配筋砌体构件， A＜0.2m2时，γa＝A+0.8；构件截面面积A以m2计。
③当砌体用水泥砂浆砌筑时，对抗压强度设计值，γa＝0.9；对抗拉、抗弯及抗剪强度设计值，γa＝0.8；对配筋砌体构件，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数γa。
④当施工质量控制等级为C级（配筋砌体不允许采用C级）时，γa＝0.89；
⑤当验算施工中房屋的构件时，γa＝1.1；但由于施工阶段砂浆尚未硬化，砂浆强度可取为零。
10.2 砌体结构构件的承载力计算
10.2 砌体结构构件的承载力计算
受压构件的受力状态
1.偏心距越大，受压面越小，构件的承载力也越低。因此《砌体规范》 规定，轴向力的偏心距e不应超过0.6y
2.高厚比β大时，纵向弯曲，产生附加偏心,因此长柱的受压承载力比短柱要低。
砌体受压构件的承载力计算公式：
N≤φfA
φ 高厚比β和偏心距e对受压构件承载力 的影响系数，可根据砂浆强度等级、砌体高厚比β及相对偏心距e/h（或e/hT）查表10-3～表10-5得到。
f --砌体的抗压强度设计值，按附表10～附表15选用，并考虑调整系数γa；
10.2 砌体结构构件的承载力计算
还应注意下列问题：
（1）《砌体规范》规定，在查表求φ时，应先对构件高厚比β乘以调整系数γβ，以考虑砌体类型对受压构件承载力的影响：
（2）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进行轴心受压承载力验算。
（3）构件应满足轴向力偏心矩e≤0.6y限值的要求。
10.2 砌体结构构件的承载力计算
二、无筋砌体的局部受压
1.砌体局部受压的特点
2.局部均匀受压承载力计算公式
3.梁端支承处砌体局部受压
4.垫块下砌体局部受压
10.2 砌体结构构件的承载力计算
局部均匀受压 如独立柱支承在基础顶面
局部不均匀受压 大梁支承在砖墙上
结果：砌体局部抗压强度 ＞ 砌体抗压强度
试验 原因 局压下砌体横向变形受周围砌体约束→“套箍效应”
周围一定范围砌体协同局压面下砌体工作 → 局压力扩散
处理：引入局压强度提高系数γ（即以γf代替f）。
10.2 砌体结构构件的承载力计算
Nl≤γfAl
f—砌体的抗压强度设计值，可不考虑调整系数γa的影响；
γ --砌体局部抗压强度提高系数：
γ值限值： 四面约束≤2.5， 三面约束≤2.0，
二面约束≤1.5， 一面约束≤1.25。
A0——影响局压强度的计算面积，按图10-10确定。
10.2 砌体结构构件的承载力计算
局部均匀受压承载力计算公式:
10.2 砌体结构构件的承载力计算
图10-10影响局部抗压强度的计算面积
(a)
Al
b
h
A0=(a+c+h) h
h a c
(b)
Al
h
A0=(b+2h) h
h b h
(c)
Al
h
h1
h1 b
A0=(a+h) h+(b+h1-h)h1
h a
Al
h
A0=(a+h) h
a h
(d)
梁端支承处砌体局部受压受力特点—梁弯曲变形，支座处产生转角，下部有脱开趋势。
①梁端有效支承长度：a0 ≤ a
a0＝
hc—梁的截面高度（mm）；
f —砌体的抗压强度设计值（N/mm2）。
②梁端压力Nl作用点位置：靠近墙体内缘0.4 a0处
③梁端压力Nl产生的压应力分布—不均匀呈抛物线形，靠近内缘处压应力最大。
④上部荷载对局部抗压强度的影响—局压面上除Nl外，还有上部荷载N0作用。
现象：梁端底部砌体产生压缩变形，梁顶部与砌体脱开形成水平裂缝—产生“卸荷内拱”，使局部受压面积上的荷载减少。
处理：N0适当折减——引入上部荷载折减系数ψ
10.2 砌体结构构件的承载力计算
梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式：
ψN0＋Nl≤ηγfAl
N0—局压面内上部轴向力设计值，N0＝σ0 Al，σ0取上部墙体内平均压应力设计值；
Nl—梁端支承压力设计值；
η —底部压应力图形的完整系数，一般取0.7 (过梁、墙梁取1.0)；
Al—局部受压面积，Al＝a0b，b为梁宽；
ψ —上部荷载折减系数，取值：
规定：当A0/Al≥3时，不考虑N0（取ψ = 0）；
10.2 砌体结构构件的承载力计算
垫块下砌体局部受压
⑴垫块作用：扩大梁端支承面积，使梁端压力较均匀地传倒砌体截面上，增加局部受压承载力。
垫块高度tb：≥180mm
⑵刚性垫块构造 垫块宽度bb：自梁边挑出≯ tb
垫块长度ab： ≥180mm
壁柱上垫块伸入翼 墙：≥120mm
10.2 砌体结构构件的承载力计算
垫块下砌体局部受压承载力计算公式为：
N0+Nl≤φγ1fAb
N0＝σ0Ab
Ab＝abbb
式中 N0—垫块面积Ab内上部轴向力设计值；
φ—垫块上N0及Nl 合力的影响系数，由表10-3～10-5查取β≤3时的φ值；
γ1 —垫块外砌体面积的有利影响系数，取γ1＝0.8γ，但不小于1.0；
γ—局部抗压强度提高系数，以Ab代Al计算得出；
ab、bb—垫块伸入墙内的长度和宽度；
Ab—垫块面积。
10.2 砌体结构构件的承载力计算
三、砌体轴心受拉、受弯和受剪构件简介（*）
1.轴心受拉构件
Nt≤ftA
2.受弯构件
⑴受弯承载力计算
无筋砌体受弯构件的受弯承载力按下式计算：
M≤ftmW
⑵受剪承载力
V≤fvbz
3.受剪构件
V≤（fv＋αμσ0）A
10.2 砌体结构构件的承载力计算
作业：
思考题：5、6
习题：1、2
10.2 砌体结构构件的承载力计算

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