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文檔簡介
1、砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第1頁共 64 頁砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):1.1.具有很好的耐久性。2 2保溫隔熱性能好。(不會形成冷橋)第一章 砌體及其力學(xué)性能第二節(jié) 砌體材料的強(qiáng)度等級及設(shè)計(jì)要求一、 塊體的強(qiáng)度等級塊體的強(qiáng)度等級是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所得到的抗壓極限強(qiáng)度劃分的。注:1 1塊體的強(qiáng)度等級是根據(jù)抗壓強(qiáng)度平均值確定的,與混凝土不同。2.2. 磚的強(qiáng)度等級的確定除了要考慮抗壓強(qiáng)度外,還要考慮抗折強(qiáng)度。強(qiáng)度等級用符號 MUMU 表示,女口 MU10MU10 MUMU 表示砌體中的塊體強(qiáng)度等級的符 號,其后數(shù)字表示塊體強(qiáng)度的大小,單位為 N/mrKN/mrK二、 砂漿1.1. 砂漿的種類:水泥
2、砂漿、混合砂漿、石灰砂漿。2.2. 砂漿的強(qiáng)度等級砂漿的強(qiáng)度等級系采用 70.7mm70.7mm 立方體標(biāo)準(zhǔn)試塊,在溫度為 15152525C環(huán) 境下硬化,齡期為 28d28d 的極限抗壓強(qiáng)度平均值確定。砂漿試塊的底模對砂漿 強(qiáng)度的影響頗大,砂漿標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用燒結(jié)粘土磚的干磚作底模。對于非粘 土磚砌體,有些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求用相應(yīng)的塊材作底模。砂漿的強(qiáng)度等級用字母 M M 表示,其后的數(shù)字表示砂漿強(qiáng)度大小,單位為N/mrfN/mrf。砂漿的最低強(qiáng)度等級為 M2.5M2.5。第三節(jié)砌體的抗壓強(qiáng)度砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第2頁共 64 頁砌體受壓破壞過程砌體受壓破壞過程分為三個階段:1.1. 從加載到個別
3、磚出現(xiàn)裂縫,大約在極限荷載的505070%70%寸,其特點(diǎn)為不加載,裂縫不發(fā)展。2.2. 形成貫通的裂縫,大約在極限荷載的 808090%90%寸,特點(diǎn)是不加載裂縫繼續(xù) 發(fā)展,最終可能發(fā)生破壞。3.3. 破壞,被豎向裂縫分割成的小柱失穩(wěn)破壞。各類砌體受壓破壞的過程是一樣的,只不過到達(dá)各階段時的荷載不同。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),砌體的抗壓強(qiáng)度比塊體的抗壓強(qiáng)度低,原因是砌體內(nèi)的塊體受力比較復(fù)雜,它要受彎矩、剪力、拉力和應(yīng)力集中的作用,與測量磚 的強(qiáng)度等級時磚的受力狀態(tài)不同。由于砂漿層高低不平,砌體內(nèi)塊體的受力 如同連續(xù)梁,如圖所示。塊體的抗拉和抗剪強(qiáng)度比較低,容易開裂出現(xiàn)裂縫, 因此,砌體的抗壓強(qiáng)度比塊體的
4、抗壓強(qiáng)度低。二、影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素1.1.塊材和砂漿的強(qiáng)度等級塊材和砂漿的強(qiáng)度等級是影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素。強(qiáng)度越高,砌體的抗壓強(qiáng)度亦高,但兩者影響程度不同,塊體影響程度大于砂漿的影響程度。2.2.砂漿的彈性模量和流動性(和易性)砂漿的彈性模量越低,砌體的強(qiáng)度越低,原因是砌體內(nèi)的塊體受到的拉 力越大。砂漿的和易性好,砌體的強(qiáng)度高,原因是砂漿的流動性好,砌筑時 砂漿比較平整,塊體所受的彎矩和剪力小。注:同樣強(qiáng)度等級時,混合砂漿砌筑的砌體的抗壓強(qiáng)度大于水泥砂漿砌筑的 砌體的抗壓強(qiáng)度。因此,砌體規(guī)范規(guī)定,當(dāng)用水泥砂漿砌筑時,各類砌體 的強(qiáng)度應(yīng)按保水性能好的砂漿砌筑的砌體強(qiáng)度乘以小于1的調(diào)
5、整系數(shù)。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第3頁共 64 頁3.3.塊材高度和塊材外形砌體強(qiáng)度隨塊材高度增加而增加。當(dāng)砂漿強(qiáng)度相同時,塊材高度大的砌 體不但有較高的砌體強(qiáng)度,而且隨塊材強(qiáng)度提高,砌體強(qiáng)度提高得也快。塊材的外形比較規(guī)則、平整,塊材內(nèi)彎矩、剪力的不利影響相對較小,從而使砌體強(qiáng)度相對較高。4.4.砌筑質(zhì)量砌筑質(zhì)量優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)之一是灰縫的質(zhì)量,包括灰縫的均勻性和飽滿程度。砌體結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范中,要求水平灰縫砂漿飽滿度大于 80%80%灰縫厚度對砌體抗壓強(qiáng)度也有明顯影響。對表面平整的塊材,砌體抗壓 強(qiáng)度將隨著灰縫厚度的加大而降低。砂漿厚度太薄,砌體的抗壓強(qiáng)度也將降 低,原因是砂漿層不平整。通常要求磚
6、砌體的水平灰縫厚度為8 812mm12mm 另外在施工時不得采用包心砌法,也不得干磚上墻。三、砌體的抗壓強(qiáng)度砌體的抗壓強(qiáng)度,主要取決于塊體的抗壓強(qiáng)度,其次是砂漿的抗壓強(qiáng)度,理論上砌體的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式應(yīng)包括所有的影響因素, 但這是比較困難的, 根據(jù)大量的試驗(yàn)經(jīng)回歸分析,砌體軸心抗壓強(qiáng)度的 平均值可按下式計(jì)算:fmkifi(1 0.07f2)k2(1 11)式中:fm砌體抗壓強(qiáng)度平均值(MpaMpa); ;fi、f2分別為塊體和砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值(MPaMPa;ki與塊體類別和砌體砌筑方法有關(guān)的參數(shù);k2砂漿強(qiáng)度影響的修正系數(shù);在表列之外的取 1 1。與塊體高度有關(guān)的參數(shù)。砌體軸心抗壓 強(qiáng)度標(biāo)
7、準(zhǔn)值是表示其抗壓強(qiáng)度的基本代表值, ,(12)砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第4頁共 64 頁由概率分 布的 0.050.05 分位數(shù)(保證率為 9595 )確定。即fkfm(1 1.645f)式中:fk砌體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f砌體抗壓強(qiáng)度的變異系數(shù)。砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算:f 上f式中:f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;f砌體結(jié)構(gòu)的材料分項(xiàng)系數(shù),取 1.61.6。第四節(jié)砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強(qiáng)度一、砌體的軸心抗拉強(qiáng)度(一)砌體軸心受拉破壞形式砌體軸心受拉時,有三種破壞形式。1.1.沿齒縫截面的破壞當(dāng)軸向拉力與水平灰縫平行時,有可能發(fā)生這種破壞,破壞面沿灰縫,為 齒狀。2.2.沿塊體截面的破壞:當(dāng)軸向
8、拉力與水平灰縫平行時,有可能發(fā)生這種破壞 沿塊體截面的破壞,塊體本身被拉斷。3.3.沿水平灰縫的破壞當(dāng)軸向拉力與水平灰縫垂直時,有可能發(fā)生這種破壞。第一破壞的抗拉強(qiáng)度主要決定于砂漿和塊體之間的粘結(jié)力,而粘結(jié)力主要 與砂漿的強(qiáng)度等級有關(guān),因此第一種破壞的抗拉強(qiáng)度主要與砂漿的強(qiáng)度有關(guān)。 第二破壞的抗拉強(qiáng)度主要決定于塊體的強(qiáng)度等級。第三種破壞的抗拉強(qiáng)度很 低,規(guī)范不允許有這種受力的構(gòu)件。當(dāng)軸向拉力與水平灰縫平行時,有兩種破壞形式,到底發(fā)生那一種破壞, 與塊體和砂漿的相對強(qiáng)度有關(guān),塊體強(qiáng)度高, 砂漿強(qiáng)度低,發(fā)生第一種破壞,否則發(fā)生第二種破壞。(1(13)砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第5頁共 64 頁(二)砌
9、體的軸心抗拉強(qiáng)度根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,砌體沿齒縫截面破壞的 抗拉強(qiáng)度平均值 可按下式計(jì)算:ft,mk3、( 1 1 4 4) 式中:ft,m砌體沿齒縫截面破壞的抗拉強(qiáng)度平均值;f2砂漿抗壓強(qiáng)度平均值。k3系數(shù)。砌體沿塊體截面破壞的抗拉強(qiáng)度平均值可按下式計(jì)算:ft,m0.2123fl式中:ft,m砌體沿塊體截面破壞的抗拉強(qiáng)度平均值;fl塊體抗壓強(qiáng)度平均值。有了砌體抗拉強(qiáng)度的平均值,則可求出砌體抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。設(shè)計(jì)計(jì)算時可查有關(guān)表格。注:雖然砌體的抗拉強(qiáng)度有兩種,但由于塊體強(qiáng)度等級較高,所以,第 一種抗拉強(qiáng)度起決定作用。二、砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度1 1 砌體受彎破壞形式同砌體受拉一樣,砌體受彎曲也有
10、三種破壞形式:沿齒縫截面的彎曲受 拉破壞、沿塊體截面的彎曲受拉破壞和沿通縫截面的彎曲受拉破壞。第一和第三種破壞的彎曲抗拉強(qiáng)度主要決定于砂漿的強(qiáng)度等級, 第二破 壞的彎曲抗拉強(qiáng)度主要決定于塊體的強(qiáng)度等級,但第二種破壞形式一般不會 發(fā)生。2 2 砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,可得到砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度平均值的計(jì)算公式,同其他 強(qiáng)度一樣由平均強(qiáng)度可得到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度和設(shè)計(jì)強(qiáng)度, 設(shè)計(jì)計(jì)算時可查有關(guān)表格:砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第6頁共 64 頁三、砌體的抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算:砌體受剪有兩種情況,一種是純剪,受剪面上只有剪力,第二種是受剪 面上既有剪應(yīng)力又有正應(yīng)力。砌體的抗剪強(qiáng)度是根據(jù)試驗(yàn)得到的,試驗(yàn)時分為單面
11、受剪和雙面受剪。影響砌體抗剪強(qiáng)度的主要因素有:塊體和砂漿的強(qiáng)度,受剪面上的垂直 壓應(yīng)力,砌筑質(zhì)量和試驗(yàn)方法。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和理論分析,在法向壓應(yīng)力和和剪應(yīng)力的共同作用下,砌 體的抗剪強(qiáng)度可按下式計(jì)算:式中:fv0,m純剪時抗剪強(qiáng)度平均值:法向壓應(yīng)力。純剪時抗剪強(qiáng)度平均值可按下式計(jì)算:(16 6)式中:k5系數(shù)可查表格。第六節(jié)砌體的變形性能及其他性能.砌體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)砌體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為一條曲線,可用下式表示:1丄In (1)(1 1 7 7)fm式中;fm砌體抗壓強(qiáng)度平均值;彈性特征值;對于磚砌體460,因此對于磚砌體有:丄ln(1 )460fm另外,由上式知,當(dāng)fm時,變形趨于無窮大
12、這是不可能的,因此我國規(guī)范規(guī)定當(dāng)0.9 fm時的應(yīng)變?yōu)榇u砌體的極限應(yīng)變,代入上式則得到磚v,mvo,m0.4y(1(1 5 5)砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第7頁共 64 頁砌體的極限應(yīng)變?yōu)?0.005,fm1ln(1 )fm二.砌體彈性模量1 1 .彈性模量的表示方法(1)初始彈性模量應(yīng)力應(yīng)變曲線原點(diǎn)處切線的正切。(2)割線模量原點(diǎn)與應(yīng)力應(yīng)變曲線任一點(diǎn)連線的正切(3)切線模量應(yīng)力應(yīng)變曲線上某一點(diǎn)處切線的正切。2 2.砌體初試彈性模量取值見有關(guān)表格。三、 砌體的剪切模量四、砌體的收縮與膨脹第二章砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算 第一節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法仍然采用概率論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。承載力極限狀態(tài)表達(dá)式
13、為:r0sR式中:0結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)S S 荷載效應(yīng);砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第8頁共 64 頁結(jié)構(gòu)的抗力。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第9頁共 64 頁同混凝土結(jié)構(gòu)一樣在荷載效應(yīng)組合時,有兩種組合即以恒載為主的組合 和以可變荷載為主的組合。可以分析得到:當(dāng)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的比值小于等于 0.3760.376 時,應(yīng)按永久荷載為主的情況進(jìn)行組合。反之按 可變荷載為主的情況進(jìn)行組合。結(jié)構(gòu)的抗力:R R(af)a砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整系數(shù),按下列規(guī)定取值:第二節(jié)受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算一、受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式無筋砌體受壓構(gòu)件,無論是軸心受壓還是偏心受壓,也不論是短柱或長 柱,均可按下列公式計(jì)算:
14、N fA( 2 2 1 1)式中:N軸向力設(shè)計(jì)值,經(jīng)過荷載效應(yīng)組合后的內(nèi)力值;A A截面面積,對各類砌體均可按毛截面計(jì)算。-受壓構(gòu)件的高厚比,按下列公式計(jì)算:對于矩形截面:由公式可以看出,受壓構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值是砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與截面 面積的乘積,并通過系數(shù) 考慮高厚比 和軸向力的偏心距 e e 的影響。因此, 受壓構(gòu)件承載力的影響因素,除構(gòu)件截面尺寸和砌體抗壓強(qiáng)度外,主要取決 于高厚比和偏心距 e e。通過高厚比的大小來區(qū)分軸心受壓短柱和軸心受壓 長柱:再通過偏心距的大小來區(qū)分偏心受壓柱和軸心受壓柱對于 T T 型截面:hi砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第10頁共 64 頁(四)荷載較大和偏心距較大
15、的受壓構(gòu)件,很容易在截面受拉邊產(chǎn)生水 平裂縫,此時截面受壓區(qū)減小,構(gòu)件剛度降低,縱向彎曲的影響增大,構(gòu)件 的承載力顯著降低,結(jié)構(gòu)即不夠安全也不夠經(jīng)濟(jì)。故規(guī)范規(guī)定,在按式(2-12-1) 進(jìn)行承載力計(jì)算時,軸向力的偏心距應(yīng)符合下列限值要求,即e ew0.6y0.6y式中 y y 為截面重心至軸向力所在偏心方向截面受壓邊緣的距離。(五)軸向力的偏心距超過上述規(guī)定限值時,應(yīng)考慮采取適當(dāng)措施,減小 偏心距。如梁或屋架端部支承反力的偏心距較大時,可在其端部下的砌體上設(shè)置具有“中心裝置”的墊塊或缺口墊塊?!爸行难b置”的位置或缺口墊塊的 缺口尺寸,可視需要減小的偏心距而定。例題:截面尺寸為 370370 x
16、490mm490mm 勺磚柱,磚的強(qiáng)度等級為 MU10MU10 混合砂漿強(qiáng) 度等級為 M5,M5,柱高 3.2M,3.2M,兩端為不動鉸支座。柱頂承受軸向壓力標(biāo)準(zhǔn)值Nk= = 160KN160KN(其中永久荷載 130KN130KN 已包括磚柱的自重),試求:1 1)磚柱的軸 力設(shè)計(jì)值;2 2)柱的承載力。解:可以判斷荷載效應(yīng)組合應(yīng)是依永久荷載控制的組合,所以軸力設(shè)計(jì)值為:N=1.35=1.35x130+1.4130+1.4x0.70.7x30=205.5KN30=205.5KN柱的承載力:fA3.28.650.37查表得0.9柱的截面面積:A 0.37* 0.490.18m20.3m2a0.
17、70.180.88查表得f 1.5N/mm2fA 0.88*180000* 0.9*1.5213.84KN例 2 2 某食堂帶壁柱的窗間墻,截面尺寸見圖,壁柱高 5.4m5.4m,計(jì)算高度為 6.48m6.48m, 用 MU10MU10 粘土磚及 M2.5M2.5 混合砂漿砌筑,承受軸向力設(shè)計(jì)值N 320KN,彎矩設(shè)砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第11頁共 64 頁計(jì)值M 41KN.M(彎矩方向是墻體外側(cè)受壓,壁柱受拉),求窗間墻的承載力解:承載力為:fAA 2000* 240 380*490666200mm2截面重心位置:y2620207413mm截面慣性矩:I12000*y13490* y21(2
18、000 490)*(240 y1)3174.4* 108mm4333回轉(zhuǎn)半徑:rri 162mm A折算厚度:hT3.5i 3.5*162 566mme 1280.226hT56611.4查表得:0.385f 1.3N2/ mmfA=333.43KN=333.43KN例 3 3 由混凝土小形空心砌塊砌筑的獨(dú)立柱截面尺寸為 400400X600mm600mm 砌塊的強(qiáng) 度等級為 MU1MU10 02000* 240*120yi490* 380(240 190)207m66620041000320128mmhT砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第12頁共 64 頁水泥砂漿的強(qiáng)度等級為 M5M5 采用雙排組砌,
19、柱高 3.6m3.6m,兩 端為不動鉸支座,承受軸向力標(biāo)準(zhǔn)值為Nk225kN(其中永久荷載 180KN180KNJ已 包括自重),求柱的承載力。解:承載力為:fA柱的截面為:A 400* 600240000mm2V0.3m2應(yīng)對f修正:a=0.24+0.7=0.96=0.24+0.7=0.96由于柱為砌塊砌體,所以高厚比應(yīng)進(jìn)行修正,修正系數(shù)為 1.11.1。1.1H1.139.9b 0.4查表得0.87查規(guī)范表得f 2.22 N / mm2由于為雙排組砌,所以設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)乘以 0.70.7 的降低系數(shù),又由于為水泥砂漿, 所以還應(yīng)考慮 0.90.9 的修正系數(shù),所以砌體承載力為:fA= =0.8
20、7* 0.96* 0.7* 0.9* 2.22* 240000280KN280KN注:雙向偏心受壓仍然按上述公式計(jì)算, 值計(jì)算公式不同,見規(guī)范附錄 D,D, 另外,雙向偏心受壓時,兩個方向的偏心距均不得大于該方向邊長的 0.250.25 倍。第三節(jié)局部受壓計(jì)算一. 局壓分類1 1 均勻局部受壓:局壓面積上的壓應(yīng)力均勻分布2 2 梁端局部受壓:大梁下的局部受壓,也成為非均勻局部受壓。3 3 墊塊下局部受壓4 4 墊梁下局部受壓二、局部受壓的破壞形式1.1.豎向裂縫發(fā)展而破壞2.2.劈裂破壞3.3.局壓面積處局部破壞砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第13頁共 64 頁三、局壓計(jì)算1 1 均勻局部受壓計(jì)算Ni
21、Aif式中:Ni作用于局部受壓面積上的縱向力設(shè)計(jì)值;A局部受壓面積f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,可不考慮強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)a的影響。砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù),可按下式計(jì)算:1 0.35 A01飛AAo影響局部抗壓強(qiáng)度的面積,按規(guī)范圖522522 計(jì)算:2 2 梁端局部受壓根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),梁端局部受壓時有兩個特點(diǎn):(1 1) 梁端下的局部受壓面積上不僅受梁傳來的荷載Ni(梁的支座反力),而 且還要受上部砌體傳到梁端的壓力No,但根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),上部墻體傳到梁端 又傳到局壓面積上的荷載不是固定的而是一個變量,因?yàn)楫?dāng)梁上有荷載時, 梁端下砌體在梁傳來的荷載作用下,將產(chǎn)生壓縮變形,如上部墻體的平均壓應(yīng)力較小,則在梁端的
22、頂部與砌體接觸面積減小,甚至脫開,梁端頂部傳來 的荷載通過拱的作用傳至梁的兩側(cè),梁不再受上部墻體傳來的荷載作用。但 上部墻體傳來的荷載比較大時,上部墻體也將產(chǎn)生壓縮變形,墻體將不再脫 開。(2 2) 梁端存在一個有效支撐長度, 而且在有效支撐上由于梁傳來的荷載所產(chǎn) 生的壓應(yīng)力不是均勻分布的,而為曲線型分布。大梁在荷載作用下將產(chǎn)生彎曲變形,使梁端部翹起,梁端下部與墻體脫砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第14頁共 64 頁a設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時梁的支承長度;a。有效支承長度;根據(jù)試驗(yàn)得到,梁端的有效支承長度可按下式計(jì)算:式中:hc梁的截面高度;由于梁存在一個有效支承長度,因此局壓面積為A abb梁的截面寬度。_梁的支
23、座反力到墻邊的距離,不倫樓面梁還是屋面梁均為0.40.4a。梁端局壓強(qiáng)度計(jì)算:局壓面積上的壓應(yīng)力由兩部分組成,一部分為上部砌體傳來在局壓面積 上產(chǎn)生的壓應(yīng)力,另一部分為由大梁傳來的荷載在局壓面積上產(chǎn)生的壓應(yīng)力(為曲線分布),設(shè)由上部砌體傳來的作用于局壓面積上的壓應(yīng)力為0,不等于上部砌體傳來的荷載在梁底截面處產(chǎn)生的壓 應(yīng)力0,大梁傳來的荷載在局 壓面積邊緣處產(chǎn)生的壓應(yīng)力為l,應(yīng)力豐滿系數(shù)為,也稱完整系數(shù),則有:N,0 l 0fAi貝ZoAiN|A|f令00N00A|則有:N0NlAlf局壓強(qiáng)度計(jì)算公式式中:N0按平均壓應(yīng)力計(jì)算的上部荷在傳來的作用于局壓面積上的荷載 設(shè)計(jì)值;N。離,使梁在墻上的支
24、承長度變小,由設(shè)計(jì)時的支承長度a變?yōu)閍0。f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,可不考慮強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)a的影響。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第15頁共 64 頁A|。0上部砌體傳來的設(shè)計(jì)荷載在梁底截面處產(chǎn)生的平均壓應(yīng)力;上部荷載的折減系數(shù),1.5 0.5已0 0;A A壓應(yīng)力豐滿系數(shù),對于一般的梁取 0.70.7,對于過梁和墻梁,取 1.01.0,f的意義同前。3 3 墊塊下局部受壓當(dāng)大梁直接放在墻體上不能滿足要求時,可在梁下部設(shè)置墊塊,墊塊一般都做成剛性的。所謂 剛性墊塊,要求墊塊從梁邊挑出的長度不大于墊塊的 厚度。墊塊下的應(yīng)力分布與偏心的受壓構(gòu)件相接近,因此剛性墊塊下砌體的局 壓承載力可按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算,其強(qiáng)度
25、計(jì)算公式為:NoN,iAbf式中:No上部砌體傳來的作用于墊塊面積上縱向荷載設(shè)計(jì)值,No oAbAb墊塊的面積,Ababbb;ab,bb墊塊的長度和寬度;墊塊上No和N,的合力偏心距對承載力的影響系數(shù),可查規(guī)范附錄 D D 的有關(guān)表格,查表時3;大梁在墊塊上的支承長度可按下式計(jì)算:90瞪式中:h梁的截面高度;i剛性墊塊的影響系數(shù),按下表取值;7;0 00.20.20.40.40.60.60.80.815.45.45.75.76.06.06.96.97.87.8砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第16頁共 64 頁N,作用點(diǎn)到墻邊的距離為 0.40.4a0N。和N,的合力偏心距為:N,e,eN。N,砌體結(jié)構(gòu)
26、注冊結(jié)構(gòu)師講稿第17頁共 64 頁elab0.4a02i墊塊外砌體面積的影響系數(shù),取i0.8,但不小于1.0,計(jì)算公式同前,局壓面積為墊塊的面積。當(dāng)墊塊與梁整澆時,仍按上述方法計(jì)算。墊塊的構(gòu)造要求:(1 1)墊塊的厚度不宜小于 180mm180mm(2 2) 在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設(shè)置墊塊時,其局壓承載力降低,因此其計(jì)算面積 不考慮翼緣部分,只取壁柱范圍內(nèi)的面積。同時壁柱上墊塊深入翼墻的長度 不應(yīng)小于 120mm120mm(3 3)但現(xiàn)澆墊塊與梁整澆時,墊塊可在梁高范圍內(nèi)設(shè)置。例 1 1 某鋼筋混凝土大梁截面尺寸為b* h 200* 400mm,梁的支承長度為a=240mma=240mm 荷載設(shè)計(jì)
27、值產(chǎn)生的支座反力為 M M60kN,墻體的上部荷載為 260KN260KN 窗間墻截面尺寸為1200*370mm1200*370mm 采用 MU1CMU1C 磚,M2.5M2.5 混合砂漿砌筑,求作用 于局部受壓面積上的縱向力設(shè)計(jì)值,局部受壓面積上的承載力。0.7,f 1.3N2/ mmA a0b 176* 20035200mm2A h(2h b) 347800mm21 0.35 A 12.04 2 2取2.0由于理9.8 3 3,所以0 Ai解:N。NiAJ承載力:Af,作用在局壓面積上的縱向力N。Nl176mm砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第18頁共 64 頁作用在局壓面積上的縱向力為:NoN1=
28、 =N1=6OKN=6OKN承載力:Af=O=O。7*2*35200*17*2*35200*1。3=64KN3=64KN例 2 2某鋼筋混凝土大梁截面尺寸為b*h 200* 400mm,梁的支承長度為a=240mma=240mm 荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的支座反力為 M M80kN,墻體的上部荷載為 260KN260KN 窗間墻截面尺寸為1200*370mm1200*370mm 采用 MU1CMU1C 磚, M2.5M2.5 混合砂漿砌筑, 梁端底 部設(shè)有剛性墊塊, 其尺寸為ab240mm,g 500mm,tb180mm,求作用于墊 塊下局部受壓面積上的縱向力設(shè)計(jì)值,局部受壓面積上的承載力。解:N。Ni
29、iAbf作用于墊塊下局部受壓面積上的縱向力:N0Nl局部受壓面積上的承載力:1人fN。0Ab260000小c00.58370*1200Ab240 * 500120000mm2N0Ab= =0.58*120000 69600NN0Nl=80+69.6=149.6KN=80+69.6=149.6KN計(jì)算墊塊上縱向力的偏心距,取Nl的作用點(diǎn)位于距墻內(nèi)側(cè)表面0.4a0處,此時a0應(yīng)為墊塊上表面梁端的有效支承長度。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第19頁共 64 頁ab2400.581.30.446109mmNlN040.9查表得16.216.21.400eNgNlN0砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第20頁共 64 頁查
30、表,3情況,得0.73由于從局壓面積邊緣向外擴(kuò)大墻體厚度后已進(jìn)入窗洞口,因此影響局部 抗壓強(qiáng)度的面積即為窗間墻的面積。A 1200* 370444000 mm21 0.35 A01.57Y 代 110.8 1.261Abf=0=0o73*173*1。26*120000*126*120000*1。3=1433=143。49KN49KN4 4 墊梁下局部受壓梁下設(shè)有長度大于h0的墊梁下的砌體局部受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:式中:NN|2.42fbbh0N0bbhb 0/ 2jEblbh。2&丄遲V VEhN。墊梁上部軸向力設(shè)計(jì)值;bb墊梁在墻厚方向的寬度;2當(dāng)荷載沿墻厚方向均勻分布時取1.
31、01.0,不均勻分布時取 0.80.8 ;h。墊梁折算厚度;Eb,Ib分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩;hb墊梁的高度;E砌體的彈性模量;h墻厚。墊梁上梁端有效支承長度按下式計(jì)算:帀a。1.第三節(jié)受拉、受彎和受剪構(gòu)件計(jì)算砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第21頁共 64 頁一、受拉構(gòu)件計(jì)算NtAft式中:Nt軸心拉力設(shè)計(jì)值;ft砌體抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;A受拉構(gòu)件截面積。二、受彎構(gòu)件計(jì)算1 1 .抗彎承載力計(jì)算M ftmW式中:M彎矩設(shè)計(jì)值;ftm砌體彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;W截面抵抗矩;2.2.抗剪承載了計(jì)算V fvbz式中:V剪力設(shè)計(jì)值;fv砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;S S截面面積矩;I截面慣性矩;z-內(nèi)力臂,
32、z IS,對于矩形截面,z號;h截面高度;b截面寬度;三、受剪構(gòu)件計(jì)算沿通縫或階梯形截面破壞時受剪構(gòu)件的承載力按下列公式計(jì)算:砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第22頁共 64 頁V (fv式中:V V設(shè)計(jì)剪力;A A 水平截面面積;fv砌體抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度,對灌孔的混凝土砌塊砌體取fvG修正系數(shù),當(dāng)G=1.2時,磚砌體取 0.600.60,混凝土砌塊砌體取 0.640.64 ;當(dāng)G=1.35時,磚砌體取 0.640.64,混凝土砌塊砌體取 0.660.66 ;剪壓符合受力影響系數(shù),與 的乘積可查表;0永久荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的水平截面平均壓應(yīng)力;f砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;0f軸壓比。表 與的乘積G%0.10.20.
33、30.40.50.60.70.81.2磚砌體0.150.150.140.140.130.130.120.12砌塊砌體0.160.160.150.150.140.130.130.121.35磚砌體0.140.140.130.130.130.12 n0.120.11砌塊砌體0.150.140.140.130.130.130.120.12第三章混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)第一節(jié)房屋的結(jié)構(gòu)布置方案第二節(jié) 房屋的靜力計(jì)算方案在房屋的內(nèi)力計(jì)算時,根據(jù)房屋的空間剛度大小分為剛性方案、剛彈性當(dāng)G=1.2時當(dāng)G=1.35時0.260.0820.230.065砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第23頁共 64 頁方案和彈性方案三種
34、靜力計(jì)算方案,各方案的內(nèi)力計(jì)算方法不同1.1. 剛性方案:房屋的空間剛度比較大,在水平荷在作用下,房屋的位移比較 小,在內(nèi)力計(jì)算時,可將墻體視為一豎向的梁,樓蓋和屋蓋為該梁的不動鉸 支座。2.2. 彈性方案:房屋的空間剛度比較小,在荷載作用下位移比較大, 內(nèi)力計(jì)算 時,按屋架與墻柱鉸接的排架或框架計(jì)算內(nèi)力。3.3. 剛彈性方案:房屋的空間剛度介于上述兩者之間,在荷載作用下,房屋的 位移不能忽略不計(jì),在內(nèi)力計(jì)算時按排架或框架計(jì)算,但要增加彈性支座。 設(shè)p沒有橫墻時房屋在水平荷載作用下的位移;s該房屋在水平荷載作用下的真正位移??紤]空間工作后的側(cè)移折減系數(shù),也稱為空間性能影響系數(shù),可查規(guī)范第 42
35、4424 條表 424424越大,空間剛度越小,值越小,空間剛度越大,因此可用判斷房屋的計(jì)算方案,理論分析,V0.330.33 時,為剛性方案,0.770.77 時為彈性方案,0.330.33 0.770.77 為剛彈性方案。的大小主要于房屋橫墻的間距及樓蓋和屋蓋的形式有關(guān),因此我們還可以根據(jù)房屋橫墻的間距及樓蓋和屋蓋的形式判 斷房屋的靜力計(jì)算方案,如表表 3-2房屋的靜力計(jì)算方案屋蓋或樓蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案1整體式、裝配整體或裝配式無檁體系鋼筋混凝 土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋s3232 s722裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和 密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋s2020 s483冷攤
36、瓦木屋蓋和石棉水泥輕鋼屋蓋s1616 s36注:1.1.表中 s s 為房屋橫墻間距,其長度單位為 m m2.2. 當(dāng)屋蓋、樓蓋類別不同或橫墻間距不同時,可按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 規(guī)范第 427427 條的規(guī)定確定房屋的靜力計(jì)算方案。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第24頁共 64 頁3.3.對無山墻或伸縮縫處無橫墻的房屋,應(yīng)按彈性方案考慮。另外,作為判斷方案的橫墻應(yīng)滿足如下條件:1 1 墻厚不宜小于 180mm180mm2 2 有洞口時,洞口水平截面積,不超過總截面積的 50%50%3 3 單層房屋橫墻長度不宜小于其高度,多層房屋橫墻長度不宜小于其總高度 的 1/21/2。應(yīng)該注意:當(dāng)橫墻不能同時符合上述要求
37、時,應(yīng)對橫墻的剛度進(jìn)行驗(yàn)算, 如其 最大水平位移值 maxcmaxc H/4000H/4000(H為橫墻總高度)時,仍可視作剛性或剛彈 性方案房屋的橫墻。凡符合第條剛度要求的一段橫墻或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如框架等),也可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。第三節(jié)墻、柱高厚比驗(yàn)算及構(gòu)造要求墻體除了要滿足強(qiáng)度要求外,還要滿足 穩(wěn)定性要求,即要滿足高厚比的 要求。一、矩形截面墻、柱高厚比驗(yàn)算矩形截面墻、柱高厚比應(yīng)按下式驗(yàn)算:H01 2h式中:H0墻柱的計(jì)算高度,可查規(guī)范 531531 條,或按下表取值,h-墻厚或與矩形柱較小邊長;1-墻厚小于等于 240mm240mm 勺非承重墻允許高厚比修正系數(shù);當(dāng) h=2
38、40mnh=240mn 時,11.21.2 ;當(dāng) h=180mMh=180mM 時,11.321.32 ;砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿當(dāng) h=120mnh=120mnS寸,i1.441.44 ;當(dāng) h=90mnh=90mnS寸,i1.501.50。2有門窗洞口墻允許高厚比修正系數(shù);按下式計(jì)算:21-0.41-0.4bs/ /s( 3 32 2)bs在寬度為范圍內(nèi)的門窗洞口寬度;S S相鄰窗間墻或壁柱之間的距離,或驗(yàn)算墻體的總長度。當(dāng)洞口高度小于等于墻高的 1/51/5 時,取2=1.0=1.0,當(dāng)算得的2小于 0.70.7 時,取 0.70.7。二、帶壁柱墻的高厚比驗(yàn)算帶壁柱墻除了要驗(yàn)算整片墻的高厚
39、比外,還要驗(yàn)算壁柱間墻的高厚比。1.1.整片墻的高厚比驗(yàn)算由于帶壁柱墻的計(jì)算截面為T形截面,故其高厚比驗(yàn)算公式為:(3(33 3)式中:hT帶壁柱墻截面的折算厚度,hT3.5i;i帶壁柱墻截面的回轉(zhuǎn)半徑,i1;AI , A分別為帶壁柱墻截面的慣性矩和面積。確定帶壁柱墻的計(jì)算高度時,墻長s取相鄰橫墻的距離。計(jì)算截面回轉(zhuǎn)半徑i時,帶壁柱墻截面的翼緣寬度(包括承載力驗(yàn)算中確 定截面面積A A 時),應(yīng)按下列規(guī)定取用:對于多層房屋,當(dāng)有門窗洞口時,取窗間墻寬度;當(dāng)無門窗洞口時,每 側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的 1/31/3,但不大于取相鄰壁柱間的距離;對于單層房屋,壁柱翼緣寬度可取bfb23H(b為壁柱寬
40、度,H為墻 高),但不大于H。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿相鄰窗間墻的寬度或相鄰壁柱間的距離。第 22 頁共 64 頁砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第27頁共 64 頁2.2.壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算驗(yàn)算壁柱間墻的高厚比時,可將 壁柱視為壁柱間墻的不動鉸支點(diǎn),按矩 形截面墻驗(yàn)算。因此,計(jì)算Ho時,墻長 S S 取壁柱間的距離。而且,不論帶壁 柱墻體的房屋靜力計(jì)算時屬何種計(jì)算方案,Ho的值一律按規(guī)范第 5.1.35.1.3 條表5.1.35.1.3 中剛性方案一欄選用。三.設(shè)置構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算1.1.整片墻驗(yàn)算當(dāng)構(gòu)造柱截面寬度不小于墻厚時,可按下式驗(yàn)算:式中:h為墻體厚,在確定墻體高度時,S S 取構(gòu)造柱之間
41、的距離;c墻體允許高厚比修整系數(shù),C1;式中:一一系數(shù),對于細(xì)料石、半細(xì)料石砌體,0;對于混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛石砌體,1.0;其他砌體1.5。bc構(gòu)造柱沿墻長方向的寬度;l構(gòu)造柱的間距。當(dāng)bc| 0.250.25 時,取bc|=0.25=0.25,當(dāng)bc|V0.050.05 時,取 叫=0=0。注: 考慮構(gòu)造柱有利作用的高厚比驗(yàn)算不適用于施工階段。2.2.構(gòu)造柱間墻的高厚比驗(yàn)算同壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算,在確定墻體計(jì)算高度時,取構(gòu)造柱之間的距離。設(shè)置鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻或帶構(gòu)造柱墻,當(dāng)bs130時,圈梁可視為壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻的不動鉸支座(b為圈梁的寬度)。如不允許增加 圈梁的寬度
42、,可按墻體平面外等剛度的原則增加圈梁的高度,以滿足壁柱間 墻或構(gòu)造柱間墻不動鉸支座的要求。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第28頁共 64 頁例題:某單層單跨無吊車的倉庫,壁柱間距 4M4M 中開寬 1.8m1.8m 的窗口,車間 長 40M40M 屋架下弦標(biāo)高為 5M5M 壁柱為 370*490mm370*490mm 墻厚為240mm基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為-0.5M-0.5M,砌體砂漿為 M2.5M2.5 求(1 1)整片墻的高厚比及修正后允許高厚比,(2)壁柱間墻的高厚比 及修正后允許高厚比。解:A 620500mm,y1156.5mm,y2333.5mm,I 7.74* 109mm4,iI111.8mm,
43、hT3.5i391mm,H 5 0.5 5.5M,整片墻:剛彈性方案,H。1.2H6.6m,bs1 811.0, ,210.4s1 0.40.82s4整片墻高厚比:豈16.9hT修正厚允許高厚比:1 21* 0.82* 22 18壁柱間墻:22,按剛性方案查表,因s 4m, S SVH H,所以,H00.6S=0.6*4=2.4m0.6S=0.6*4=2.4m壁柱間墻高厚比: 世10,修正后允許高厚比同正片墻。h 0.24例:某倉庫外墻后 240mm240mm 又紅磚和 M5.0M5.0 砂漿砌筑,墻高 5.4m5.4m,每 4m4m 長設(shè)有 1.2m1.2m 寬的窗洞,同時每 4m4m 設(shè)有
44、鋼筋混凝土構(gòu)造柱(240*240mrj240*240mrj)橫墻間距 24m24m,試驗(yàn)算墻體的高厚比。解:整片墻:由于s 24m,H 5.4m,s2H,H。1.0H5.4m m11.0,21 0.4b1 0.4120.88s4第四節(jié)剛性方案房屋的墻、柱計(jì)算一、剛性方案房屋承重縱墻計(jì)算I 1.5%1 1.52401.09l400024,H0h540024022.5,1.0* 0.88*1.09* 2421.1砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第29頁共 64 頁1.1. 單層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(1 1)計(jì)算單元:縱墻一般都比較長,計(jì)算時取一段計(jì)算(一般取一個開間),計(jì)算這一段的內(nèi)力,然后驗(yàn)算其強(qiáng)度
45、,如果該段滿足,則認(rèn)為整個墻體 滿足,這一段墻則為計(jì)算單元。(2 2) 計(jì)算簡圖:在荷載作用下,墻、柱可視為上端不動鉸支承于屋蓋,下端 嵌固于基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件,則得到計(jì)算簡圖。所受荷載包括屋面荷載、風(fēng) 荷載和墻體自重。(3 3)荷載作用下內(nèi)力計(jì)算:屋面荷載:包括恒載和活荷載。這些荷載通過屋蓋結(jié)構(gòu)(屋架、梁、板) 傳到縱墻上,設(shè)傳給縱墻的荷載為N,其偏心距為el,則在墻體內(nèi)所產(chǎn)生的 內(nèi)力為:MA3MMAM Ne,MBA,RARB22 H風(fēng)荷載:同工業(yè)廠房一樣,風(fēng)載可看做由兩部分組成,一部分是屋面上 的風(fēng)荷載簡化為集中荷載,另一部分為墻面上的風(fēng)載簡化為均布荷載,集中 荷載在墻體內(nèi)不產(chǎn)生內(nèi)力,均布荷載
46、產(chǎn)生的內(nèi)力可按下式計(jì)算:3qH512RA,RBqH,Mqh888墻體自重:按實(shí)際情況考慮。(3 3)控制截面及內(nèi)力組合控制截面即最危險的截面:控制截面有三個即頂部(II),在風(fēng)荷載 作用下彎矩最大的截面(nn),下端(皿一皿)。內(nèi)力組合按下列三種方式進(jìn)行:恒載+ +風(fēng)荷載恒載+ +風(fēng)活荷載砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第30頁共 64 頁恒載+0.85+0.85 (風(fēng)荷載+ +活載)(4)計(jì)算單元截面寬度內(nèi)力組合后則可按受壓構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,驗(yàn)算時需要知道構(gòu)件的截面尺寸或截面面積,如果開有洞口則取窗間墻的截面積。無洞口時,取計(jì)算單 元的寬度,當(dāng)設(shè)計(jì)壁柱時,對于單層房屋,壁柱翼緣寬度可取bfb23H(b
47、為壁柱寬度,H為墻高),但不大于相鄰窗間墻的寬度或相鄰壁柱間的距離。2.2.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(1)計(jì)算單元:同單層房屋。般取一個開間為計(jì)算單元。(2)確定計(jì)算簡圖:載豎向荷載作用下,假定墻體為以樓蓋作為水平不動鉸支座的豎向連續(xù)構(gòu)件,如圖所示。原因是樓板深入到墻體內(nèi),使墻體受到削弱,不能承擔(dān)彎 矩,所以簡化為鉸,下部軸向力較大,彎矩小,也可簡化為鉸。對于風(fēng)荷載,簡化為一條豎向的連續(xù)梁,但對于剛性方案的房屋,當(dāng)滿 足以下要求時,可不考慮風(fēng)荷載對外墻、柱的內(nèi)力影響:(1)(1)洞口水平截面面積不超過全截面面積的 2/32/3。(2)(2)層高和高度不超過規(guī)范表 426426 所規(guī)定的數(shù)
48、值。(3)屋面自重不小于 0.8KN/m0.8KN/m。表 426剛性方案多層房屋的外墻不考慮風(fēng)荷載影響時的最大高度基本風(fēng)壓(KN/m2)層咼(m)總高(m)0.44280.54240.64180.73.518當(dāng)必須考慮風(fēng)荷載時,風(fēng)荷載引起的彎矩M,可按下式計(jì)算:wHM 12砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第31頁共 64 頁沿樓層高均布荷載設(shè)計(jì)值對于多層砌塊房屋 190mm190mm 厚的外墻,當(dāng)層高不大于 2.8m2.8m,總高度不大于 19.6m19.6m,基本風(fēng)壓不大于 0.7KN/m0.7KN/m2時可不考慮風(fēng)荷載的影響。(3)(3)計(jì)算單元截面寬度:同單層。(4)(4)豎向荷載作用下的控制截
49、面:控制截面為每層的頂部和底部,即II截面和nn截面。II截面彎矩較大u截面軸力較大。注:上述計(jì)算模型認(rèn)為梁在墻體上為鉸支,梁對墻體沒有約束彎矩,實(shí)際上是有約束彎矩的,梁的跨度越大約束彎矩越大,因此規(guī)范規(guī)定,對于梁 跨度大于等于 9 9m m的墻承重時,還應(yīng)按梁端約束力矩作用考慮,計(jì)算時,梁端按固結(jié)計(jì)算彎矩,考慮到節(jié)點(diǎn)變形等因素乘以修整系數(shù) 后按線剛度分配到上層墻體的底部和下層墻體的上部。0.5式中:a為梁端搭接長度;h為支承墻厚度。(5)(5)豎向荷載作用下控制截面內(nèi)力計(jì)算II截面:M NcecNsesNc式中:Nc本層樓蓋傳來的荷載;Ns上層傳連的荷載;esNs對墻體截面重心的偏心距;ec
50、y 0.4acHi層咼。后作為彎矩計(jì)算,然值按下式計(jì)算:ecNc對墻體截面重心的偏心距;砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第32頁共 64 頁es(d2dj2d2,di-上下墻體的厚度。IIII H H 截面:M 0N NcNsNdNd本層墻體的重量。二、承重橫墻計(jì)算1.1. 計(jì)算單元承載橫墻取 1.0m1.0m 寬為計(jì)算單元。2.2. 計(jì)算簡圖:同縱墻。3.3. 控制截面:由于橫墻兩側(cè)都有樓板,應(yīng)力比較對稱,所以頂部彎矩也比較 小,因此下部截面為控制截面。2.2.控制截面內(nèi)力:N NrcNicNsNd式中:Nrc-本層右側(cè)傳來的荷載Nic-本層左側(cè)傳來的荷載第五節(jié)彈性方案房屋墻柱計(jì)算一.單層彈性方案房屋
51、對于單層彈性方案房屋,可取一個開間為計(jì)算單元,其計(jì)算簡圖為一可 側(cè)移的鉸接平面排架,即按不考慮空間作用的平面排架進(jìn)行墻柱內(nèi)力分析。 也就是假定墻(柱)的上端與屋架(或梁)鉸接,下端與基礎(chǔ)固接,假定屋 架或梁的剛度無限大。其內(nèi)力計(jì)算方法同廠房。砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第33頁共 64 頁多層彈性方案房屋墻柱的內(nèi)力可按可以自由側(cè)移的平面框架進(jìn)行計(jì)算, 具體計(jì)算同框架。這里要說明的是,由于彈性方案房屋缺少抗側(cè)力的結(jié)構(gòu), 水平荷載主要由砌體墻和柱承擔(dān),這樣在砌體墻柱內(nèi)將產(chǎn)生很大的內(nèi)力(主 要是彎矩),而砌體在彎矩作用下其承載力將會顯著降低,因此,將造成構(gòu)件 截面尺寸過大,即使如此房屋的側(cè)向剛度也是很小,
52、因此對這類結(jié)構(gòu)房屋在 使用時要特別注意,只要允許就要采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。第五節(jié)剛彈性方案房屋墻柱計(jì)算一.單層剛彈性方案房屋單層剛彈性方案房屋,由于空間作用,其側(cè)移減小,因此在內(nèi)力計(jì)算時 就不能象彈性方案按自由側(cè)移的排架結(jié)構(gòu)計(jì)算,為此我們在彈性方岸的基礎(chǔ) 上,在頂部加一個彈性支座。如圖其內(nèi)力計(jì)算同排架結(jié)構(gòu)廠房考慮空間工作 的內(nèi)力計(jì)算 方法一樣,即分兩部,在頂部加一個水平不動鉸支座,屋蓋或樓 蓋認(rèn)為是墻柱水平方向的彈性支座,下端固定于基礎(chǔ)頂面,其計(jì)算簡圖為一 平面排架,樓蓋或屋蓋為其彈性支座。二.多層剛彈性方案可按屋架、大梁或大梁與墻(柱)為鉸接并考慮空間工作的平面排架或框架計(jì)算。如圖。第六節(jié)
53、 上柔下剛的多層房屋在有些建筑物中下部為辦公室,頂層為會議室,橫墻間距比較大,下部 為剛性方案,上部為彈性方案或剛彈性方案。這類房屋則為下剛上柔的房屋。 在計(jì)算時,上部按單層的剛性或剛彈性房屋計(jì)算,下部則按剛性房屋計(jì)算。例( 分)某三層混合結(jié)構(gòu)房屋,剛性方案,層高 3.4m, 3.2m, 3.2m,開間為 3.6m, 墻厚 240mm5.4m 跨鋼筋混凝土梁擱置處有附墻垛 130X490mm 窗間墻 1.8m,采用 MU10 磚,M2.5 混合砂漿,平面、剖面見圖(a)、(b)、(c),大梁的實(shí)際支承長度為 370mm 本多層彈性方案房屋墻柱計(jì)算砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第34頁共 64 頁工程不
54、考慮風(fēng)荷載及地震作用要求:1)底層 B 軸外縱墻的咼厚比驗(yàn)算2 ) B 軸 3 3 截面的承載力驗(yàn)算:33 截面軸向力標(biāo)準(zhǔn)值 392kN,設(shè)計(jì)值 480kN注:f=1.3 Mpa ,22A=495700mmi=40.633x108mriy1=144mm,y2=226mm,表 1墻柱計(jì)算高度H。房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)墻排架方向垂直排架方向S 2H2H S HS H單跨剛彈性方案1.2H1.0H:1.2H剛性方案1.0H1.0H1.0H0.4S+0.2H0.6S表 2影響系數(shù)Be/h 或 e/hT00.0250.050.0750.10.1580.910.860.810.760.700.591
55、00.870.820.760.710.650.55120.820.770.710.660.600.51,9D18OJ900-.HiJ tun&0u500, 1800,90p嚴(yán)rrh-J3KN.bU4bLJ* ,.三丄N砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第35頁共 64 頁140.770.720.660.610.560.47160.720.670.610.560.520.44180.670.620.570.520.480.40J:砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第36頁共 64 頁第七節(jié) 墻、柱的主要構(gòu)造措施一、砌體材料的最低強(qiáng)度等級1.1. 五層及五層以上房屋的墻,以及受振動或?qū)痈叽笥?6M6M 的墻、柱所
56、用材料的最低強(qiáng)度等級,應(yīng)符合下列要求:磚采用MU10MU10 砌塊采用 M7.5M7.5,石材采用 MU30MU30 砂漿采用 M5M52.2. 地面以下或防潮層以下的砌體,潮濕房間的墻,所用材料的最低強(qiáng)度等級 應(yīng)符合下表要求:基土的潮濕 程度燒結(jié)普通磚、蒸壓灰砂磚混凝土砌塊石材水泥砂漿嚴(yán)寒地區(qū)一般地區(qū)稍潮濕的MU10MU10MU10MU10MU7.5MU7.5MU30MU30M5M5很潮濕的MU15MU15MU10MU10MU7.5MU7.5MU30MU30MU7.5MU7.5含水飽和的MU20MU20MU15MU15MU10MU10MU40MU40MU10MU10二.墻、柱的最小截面尺寸墻
57、、柱的最小截面應(yīng)滿足下列要求:1.1.承重獨(dú)立磚柱,截面尺寸不應(yīng)小于 240mM240mM 370mm370mm2.2.承重墻厚,磚和砌塊墻不宜小于 180mm180mm 毛石墻不宜小于 350mm350mm;毛 料石柱截面較小邊長不宜小于 400mm400mm3.3.窗間墻寬度不宜小于 1000mm1000mm 轉(zhuǎn)角墻寬度不宜小于 600mm600mm二、墊塊的設(shè)計(jì)要求跨度大于 6m6m 的屋架和跨度大于下列數(shù)值的梁,其支承下的砌體應(yīng)設(shè)置混 凝土或鋼筋混凝土墊塊,當(dāng)墻中設(shè)有圈梁宜澆成整體;(1)對磚砌體為 4.8m4.8m;(2)對砌塊和料石砌體為 4.2m4.2m;砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第
58、37頁共 64 頁(3)對毛石砌體為 3.9m3.9m。這是為了防治梁超過上列跨度時,梁的集中荷載較大,即對其下的砌體 的局部壓應(yīng)力也較大,同時由于超過上列跨度時,梁的變形也相應(yīng)增大,使 砌體產(chǎn)生非均勻的局部壓力,以致壓碎梁下的砌體。設(shè)置墊塊或墊梁可使梁 下的壓力得到均勻擴(kuò)散,使局部壓應(yīng)力大大減少,同時也可通過墊塊或墊梁 的整體作用,減小對墻體構(gòu)件的偏心影響,這對墻體的承載力和安全都是有 利的。三、墻體壁柱設(shè)置要求當(dāng)梁跨度大于或等于下列數(shù)值時,其支承處宜加設(shè)壁柱。對厚度240mm240mm的磚墻為 6M6M 對厚度 180mn180mn 的磚墻為 4 4。8M8M 對砌塊和料石墻為 4.8m4
59、.8m。當(dāng)超過上述跨度時,梁的變形較大,而梁的變形又會引起兩端薄墻在水 平方向一定的傾斜,這無形中增加了墻體的附加偏心引起的彎矩,造成對墻 體承載力的降低。四、墻體(柱)與樓(屋)蓋構(gòu)件的連接構(gòu)造墻體(柱)與樓(屋)蓋構(gòu)件的連接構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求:1.1.預(yù)制鋼筋砼板的支承長度,在墻上不宜小于 100mm100mm 在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于 80mm80mm 予制鋼筋混凝土梁在墻上的擱置長度不宜小于240mm240mm2.2.支承在墻、柱上的吊車梁、屋架及跨度大于等于下列數(shù)值的預(yù)制梁的 端部,應(yīng)采用錨固件與墻、柱上的墊塊錨固:(1)對磚砌體為 9m9m(2)對砌塊和料石砌體為 7.2m;7.
60、2m;(3)骨架房屋的填充墻,應(yīng)分別采用拉結(jié)條或其他措施與骨架和橫梁 連接;(4)山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部,風(fēng)壓較大的地區(qū),檁條應(yīng)與山墻錨固,屋蓋不宜挑出山墻。五、墻體間的連接要求1.1.砌塊砌體應(yīng)分皮錯縫搭砌。上下皮搭砌長度不得小于 90mm90mm 小型空心砌塊上下皮搭砌長度不得小于 90mm90mm 當(dāng)砌塊搭砌長度不滿足上述要求時, 應(yīng)在水平灰縫內(nèi)砌體結(jié)構(gòu)注冊結(jié)構(gòu)師講稿第38頁共 64 頁設(shè)置不少于2 2 4 4 的鋼筋網(wǎng)片(橫向鋼筋的間距不宜大于200mm,200mm,網(wǎng)片每端均應(yīng)超過該垂直縫,其長度不得小于 300mm300mm2.2.砌塊的兩側(cè)宜設(shè)置灌縫槽,槽內(nèi)灌滿砂漿;無預(yù)留灌縫槽時,墻體應(yīng)
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