西安建筑科技大学：《砌体结构》课程电子教案（PPT教学课件）第4章 无筋砌体构件承载力计算

上节课的回顾 第3章砌体结构的设计原贝 砌体结构设计方法 《砌体结构设计规范》GB5003-—2001采用以概率理论为基础的极限设 计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用分项系数的设计表达 式进行计算。 砌体结构在多数情况下以承受自重为主的结构,除考虑一般的荷载 组合(永久荷载1.2,可变荷载14)外,增加了以受自重为主的内力组合 式 砌体结构的施工质量控制为A、B、C三个等级,《砌体规范》中所 列砌体强度设计值是按B级确定的,当施工质量控制等级不为B级时,应 对砌体强度设计值进行调整 四.砌体的强度计算指标包括抗压强度设计值、轴心抗拉强度设计值、 弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值

上节课的回顾 第3章 砌体结构的设计原则 一．砌体结构设计方法 《砌体结构设计规范》GB5003—2001采用以概率理论为基础的极限设 计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达 式进行计算。 二．砌体结构在多数情况下以承受自重为主的结构，除考虑一般的荷载 组合（永久荷载1.2，可变荷载1.4）外，增加了以受自重为主的内力组合 式 三．砌体结构的施工质量控制为A、B、C三个等级，《砌体规范》中所 列砌体强度设计值是按B级确定的，当施工质量控制等级不为B级时，应 对砌体强度设计值进行调整。 四． 砌体的强度计算指标包括抗压强度设计值、轴心抗拉强度设计值、 弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值

第4章无筋砌体构件承载力计算

第4章 无筋砌体构件承载力计算

学习要点: (1)了解无筋砌体受压构件的破坏形态和影响 受压承载力的主要因素 (2)熟练掌握无筋砌体受压构件的承载力计算 方法。 (3)了解无筋砌体局部受压时的受力特点及其 破坏形态 (4)熟练掌握梁下砌体局部受压承载力验算 方法和梁下设置刚性垫块时的局部受压承 载力验算方法以及有关的构造要求 (5)了解无筋砌体受弯、受剪及受拉构件的破 坏特征及承载力的计算方法

学习要点： （1）了解无筋砌体受压构件的破坏形态和影响 受压承载力的主要因素。 （2）熟练掌握无筋砌体受压构件的承载力计算 方法。 （3）了解无筋砌体局部受压时的受力特点及其 破坏形态。 （4）熟练掌握 梁下砌体局部受压承载力验算 方法和梁下设置刚性垫块时的局部受压承 载力验算方法以及有关的构造要求。 （5）了解无筋砌体受弯、受剪及受拉构件的破 坏特征及承载力的计算方法

4.1受压构件 41.1轴心受压短柱 轴心受压短柱是指高厚比B=n3的轴心 受压构件。这里H为构件的计算长度,b为墙厚 或矩形截面柱的短边长度 试验结果表明:无筋砌体短柱在轴心压力 作用下,截面压应力均匀分布。随着压力增大, 首先在单砖上出现垂直裂缝,继而裂缝连续、 贯通,将构件分成若干竖向小柱,最后竖向砌 体小柱因失稳或压碎而发生破坏。轴心受压短 柱的承载力计算公式为

4.1 受压构件 4.1.1轴心受压短柱 轴心受压短柱是指高厚比 的轴心 受压构件。这里H0为构件的计算长度，h为墙厚 或矩形截面柱的短边长度。 试验结果表明：无筋砌体短柱在轴心压力 作用下，截面压应力均匀分布。随着压力增大， 首先在单砖上出现垂直裂缝，继而裂缝连续、 贯通，将构件分成若干竖向小柱，最后竖向砌 体小柱因失稳或压碎而发生破坏。轴心受压短 柱的承载力计算公式为： 0 3 H h  = 

N,=fA (4-1) 式中 A构件的截面面积 f—砌体的抗压强度设计值

（4-1） 式中： A——构件的截面面积； f——砌体的抗压强度设计值。 N fA u =

412轴心受压长柱 长柱是指其受压承载力不仅与截面和材料有关, 还要考虑偏心的不利影响以及高厚比影响的柱。 由于荷载作用位置的偏差、砌体材料的不均匀及 施工误差,使轴心受压构件产生附加弯矩和侧向挠曲 变形。当构件的高厚比较小时,附加弯矩引起的侧向 挠曲变形很小,可以忽略不计。当构件的高厚比较大 时,由附加弯矩引起的侧向变形不能忽略,因为侧向 挠曲又会进一步加大附加弯矩,进而又使侧向挠曲增 大,致使构件的承载力明显下降。当构件的长细比很 大时,还可能发生失稳破坏

4.1.2轴心受压长柱 长柱是指其受压承载力不仅与截面和材料有关， 还要考虑偏心的不利影响以及高厚比影响的柱。 由于荷载作用位置的偏差、砌体材料的不均匀及 施工误差，使轴心受压构件产生附加弯矩和侧向挠曲 变形。当构件的高厚比较小时，附加弯矩引起的侧向 挠曲变形很小，可以忽略不计。当构件的高厚比较大 时，由附加弯矩引起的侧向变形不能忽略，因为侧向 挠曲又会进一步加大附加弯矩，进而又使侧向挠曲增 大，致使构件的承载力明显下降。当构件的长细比很 大时，还可能发生失稳破坏

为此,在轴心受压长柱的承载力计算公式中 引入稳定系数q0,以考虑侧向挠曲对承载力 的影响,即 N=ofa (4-2) 式(4-2)中稳定系数卯为长柱承载力与 相应短柱承载力的比值,应用临界应力表达式, 得

为此，在轴心受压长柱的承载力计算公式中 引入稳定系数 ，以考虑侧向挠曲对承载力 的影响，即 （4-2） 式（4-2）中稳定系数 为长柱承载力与 相应短柱承载力的比值，应用临界应力表达式， 得 0 N fA u =0 0

A c 丌2E (4-3) f 式中:E砌体材料的切线模量; 2—构件的长细比。 当构件截面为矩形时,2=12β,将此式和 切线模量E的表达式(26)代入(4-—3)并 取f=fn,得

（4-3） 式中：E——砌体材料的切线模量； ——构件的长细比。 当构件截面为矩形时， ，将此式和 切线模量E的表达式（2—6）代入（4—3）并 取 , 得 2 0 2 A E Af f f      = = =  2 2   =12 m f f =

1+-2B ta (4-4) 式中: B构件的高厚比; 考虑砌体变形性能的系数(主要与 砂浆强度等级有关,当砂浆强度等级大于或等 于M5时,a=0.0015;当砂浆强度等级等于 M25时,a=0002;当砂浆强度等级等于0 时,a=0009

（4-4） 式中： ——构件的高厚比； ——考虑砌体变形性能的系数（主要与 砂浆强度等级有关，当砂浆强度等级大于或等 于M5时， ；当砂浆强度等级等于 M2.5时， ；当砂浆强度等级等于0 时， ）。 0 2 2 2 1 1 12 1 1      = = + +    = 0.0015  = 0.002  = 0.009

41.3偏心受压短柱 偏心受压短柱是指β≤3的偏心受压 构件。大量偏心受压短柱的加荷破坏试验证明, 当构件上作用的荷载偏心距较小时,构件全截 面受压,由于砌体的弹塑性性能,压应力分布 图呈曲线形[图4-1]

4.1.3偏心受压短柱 偏心受压短柱是指 的偏心受压 构件。大量偏心受压短柱的加荷破坏试验证明， 当构件上作用的荷载偏心距较小时，构件全截 面受压，由于砌体的弹塑性性能，压应力分布 图呈曲线形[图4—1]。   3