4 砌体结构的承载力计算1.pptVIP

随着轴向压力的偏心距继续增大(图4.1(c)、(d))，截面由出现小部分受拉区大部分为受压区，逐渐过渡到受拉区开裂且部分截面退出工作的受力情况。此时，截面上的压应力随受压区面积的减小、砌体材料塑性的增大而有所增加，但构件的极限承载力减小。当受压区面积减小到一定程度时，砌体受压区将出现竖向裂缝导致构件破坏。按材料力学的公式计算时，未能考虑这些因素对砌体承载力的有利影响，故低估了砌体的承载力。 4.3 受拉、受弯及受剪构件 一、受拉构件 因砌体的抗拉强度较低，故实际工程中采用的砌体轴心受拉构件较少。对小型圆形水池或筒仓，可采用砌体结构(如图4.16a所示)，其池壁承受环向拉力。 砌体轴心受拉构件的承载力按下式计算: Nt≤ftA (4.19) 式中：Nt——轴心拉力设计值 ft——砌体的轴心抗拉强度设计值，按表3-8采用 A——砌体截面面积 1. 上部荷载对砌体局部抗压的影响 如图4.10所示为梁端支承在墙体中部的局部受压情况。梁端支承处砌体的局部受压面积上除承受梁端传来的支承压力Nι外，还承受由上部荷载产生的轴向力N0(如图4.10(a)所示)。如果上部荷载在梁端上部砌体中产生的平均压应力σ0较小，即上部砌体产生的压缩变形较小；而此时，若Nι较大，梁端底部的砌体将产生较大的压缩变形；由此使梁端顶面与砌体逐渐脱开形成水平缝隙，砌体内部产生应力重分布。上部荷载将通过上部砌体形成的内拱传到梁端周围的砌体，直接传到局部受压面积上的荷载将减少(如图4.10(b)所示)。但如果σ0较大、Nι较小，梁端上部砌体产生的压缩变形较大，梁端顶面不再与砌体脱开，上部砌体形成的内拱卸荷作用将消失。试验指出，当A0/Aι＞2时，可忽略不计上部荷载对砌体局部抗压的影响。《规范》偏于安全，取A0/Aι≥3时，不计上部荷载的影响，即N0=0。 三、梁端支承处砌体局部受压 上部荷载对砌体局部抗压的影响，《规范》用上部荷载的折减系数ψ来考虑，ψ按下式计算。 ψ= 当A0/Aι≥3时取ψ=0。 图4.10 梁端支承在墙体中部的局部受压 2. 梁端有效支承长度 当梁支承在砌体上时，由于梁受力变形翘曲，支座内边缘处砌体的压缩变形较大，使得梁的末端部分与砌体脱开，梁端有效支承长度a0可能小于其实际支承长度a(如图4.12所示)。 图4.12 梁端支承长度变化 经试验分析，为了便于工程应用，《规范》给出梁端有效支承长度的计算公式为： a0=10 (4.14) 式中：a0——梁端有效支承长度， mm；当a0a时，取a0=a hc——梁的截面高度， mm。 f——砌体抗压强度设计值，MPa。 3. 梁端支承处砌体局部受压承载力计算 考虑上部荷载对砌体局部抗压的影响，根据上部荷载在局部受压面积上产生的实际平均压应力 与梁端支承压力N1在相应面积上产生的最大压应力 之和不大于砌体局部抗压强度 f 的强度条件(如图c所示)，即σmax≤ f，可推得梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式为： ψN0+Nι≤η f Aι (4.12) 式中：ψ——上部荷载的折减系数 N0——局部受压面积内上部轴向力设计值，N0=σ0Aι σ0——上部平均压应力设计值, σ0=N／A Nι——梁端支承压力设计值 η——梁端底面压应力图形的完整系数，一般取0.7，对于过梁和墙梁可取1.0 Aι——局部受压面积，Aι=a0b a0——梁端有效支承长度，按式(4.14)计算 b——梁宽 Nι作用点距墙内边缘的距离取为：对楼盖为0.4a0，对屋盖为0.33a0 图c 梁端支承处砌体应力