砌體局部受壓結構承載力計算

4.1無筋砌體構件的承載力計算4.2砌塊砌體構件的承載力計算4.3配筋磚砌體構件的承載力計算4.4配筋砌塊砌體構件的承載力計算砌體結構構件的承載力計算4.1.1受壓構件4.1.2局部受壓4.1.3受彎、軸拉與受剪構件4.1無筋砌體構件的承載力計算（一）分類局部受壓局部均勻受壓局部不均勻受壓中心局壓邊緣局壓中部局壓端部局壓角部局壓一、砌體局部受壓的特點4.1.2局部受壓(a)局部均勻受壓(b)局部不均勻受壓（二）破壞形態(tài)1、豎向裂縫發(fā)展而破壞常見，靠計算一、砌體局部受壓的特點4.1.2局部受壓

圖示為一在中部承受局部壓力作用的墻體，當砌體的截面面積A與局部受壓面積Al的比值較小時，在局部壓力作用下，試驗鋼墊板下1或2皮磚以下的砌體內產生第一批縱向裂縫；隨著壓力的增大，縱向裂縫逐漸向上和向下發(fā)展，并出現(xiàn)其他縱向裂縫和斜裂縫，裂縫數(shù)量不斷增加。當其中的部分縱向裂縫延伸形成一條主要裂縫時，試件即將破壞。開裂荷載一般小于破壞荷載。在砌體的局部受壓中，這是一種較為常見的破壞形態(tài)。（二）破壞形態(tài)2、劈裂破壞常見，靠構造一、砌體局部受壓的特點4.1.2局部受壓

當砌體的截面面積A與局部受壓面積Al的比值相當大時，在局部壓力作用下，砌體產生數(shù)量少但較集中的縱向裂縫；而且縱向裂縫一出現(xiàn)，砌體很快就發(fā)生猶如刀劈一樣的破壞，開裂荷載一般接近破壞荷載。在大量的砌體局部受壓試驗中，僅有少數(shù)為劈裂破壞情況。（二）破壞形態(tài)3、與墊板直接接觸的砌體局部破壞一、砌體局部受壓的特點4.1.2局部受壓

在實際工程中，當砌體的強度較低，但所支承的梁的高跨比較大時，有可能發(fā)生梁端支承處砌體局部被壓碎而破壞。在砌體局部受壓試驗中，這種破壞極少發(fā)生。（二）破壞形態(tài)一、砌體局部受壓的特點4.1.2局部受壓靠構造措施

試驗分析表明：在局部壓力作用下，砌體中的壓應力不僅能擴散到一定的范圍(如圖所示)，而且非直接受壓部分的砌體對直接受壓部分的砌體有約束作用，從而使直接受壓部分的砌體處于雙向或三向受壓狀態(tài)，其抗壓強度高于砌體的軸心抗壓強度設計值f。局部抗壓強度提高系數(shù)

套箍效應力的擴散原理

一、砌體局部受壓的特點

4.1.2局部受壓

影響局部抗壓強度的計算面積,可按右圖確定。

注：按《規(guī)范》第6.2.13條的要求灌孔的砌塊砌體，在(a)、(b)款的情況下，尚應符合γ≤1.5。未灌孔混凝土砌塊砌體，γ=1.0。

多孔磚砌體孔洞難以灌實時，應按γ=1.0取用，當設置混凝土墊塊時，按墊塊下的砌體局部受壓計算。一、砌體局部受壓的特點4.1.2局部受壓規(guī)范5.2.2條二、局部均勻受壓承載力計算規(guī)范5.2.1條

4.1.2局部受壓小面積是當構件的面積小的時候一種折減,因為截面面積小而調整強度的情況是為了考慮施工因素而考慮強度的降低，局壓不是這種情況例題1：二、局部均勻受壓承載力計算4.1.2局部受壓4.3.5例題2：二、局部均勻受壓承載力計算4.1.2局部受壓例題3：二、局部均勻受壓承載力計算4.1.2局部受壓例題3：二、局部均勻受壓承載力計算4.1.2局部受壓例題4：二、局部均勻受壓承載力計算4.1.2局部受壓三、梁端支承處砌體局部受壓（一）梁端破壞特點1.破壞應力圖形接近于三角形2.有效受壓面的長度為a0.3.由梁傳來的梁端非均勻壓力為Nl。4.上部墻體傳來的均勻壓力為N0，但實際上由于內拱的作用會比N0要小，用ψ值折減。5.最大壓應力在支撐邊緣處4.1.2局部受壓（二）梁端有效支承長度a0

hc——梁的截面高度(mm)f——砌體抗壓強度設計值（N/mm2）

≤a實際支承長度

當梁支承在砌體上時，由于梁受力變形翹曲，支座內邊緣處砌體的壓縮變形較大，使得梁的末端部分與砌體脫開，梁端有效支承長度a0可能小于其實際支承長度a(如圖所示)。a0——梁端有效支承長度，當a0>a時，取a0=a。三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓(三)上部荷載對局部抗壓的影響內拱卸荷結論：在一定范圍內，上部荷載對局部抗壓有提高作用，但超過一定范圍后，這種有利影響降低。即：當A0/AL≥3時，不考慮上部荷載影響。三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓(四)梁端支承處砌體的局部受壓承載力計算Ψ——上部荷載折減系數(shù)，，當A0/AL≥3時，取Ψ=0；N0——由上部荷載設計值產生的軸向力，；NL——梁端荷載設計值產生的支承壓力；η——梁端底面應力圖形的完整系數(shù)，一般可取0.7，對于過梁和墻梁可取1.0。

σ0——上部平均壓應力設計值；若不滿足，怎么辦？增大局部受壓面積AL（梁端設墊塊或墊梁）規(guī)范5.2.4條b--梁的截面寬度(mm)；

三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓

提高砌體局部受壓處強度；

采用剛性墊塊：增大砌體的局部受壓面積

采用柔性墊梁：擴散梁端的集中力(五)局部受壓的處理措施三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓例題5：三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓例題5：三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓例題6：三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓例題6：三、梁端支承處砌體局部受壓4.1.2局部受壓

梁端支承處的砌體局部受壓承載力不滿足上式的要求時，可在梁端下的砌體內設置墊塊。通過墊塊可增大局部受壓面積，減少其上的壓應力，有效地解決砌體的局部承載力不足的問題。墊塊種類：預制、現(xiàn)澆；實際工程中常采用剛性墊塊。剛性墊塊按施工方法不同分為預制剛性墊塊和與梁端現(xiàn)澆成整體的剛性墊塊，如圖所示。墊塊一般采用素混凝土制作；當荷載較大時，也可為鋼筋混凝土的。梁端墊塊下砌體局部受壓(a)預制剛性墊塊(b)與梁現(xiàn)澆的剛性墊塊剛性墊塊四、梁下設有剛性墊塊4.1.2局部受壓N0——墊塊面積Ab內上部軸向力設計值；N0=σ0Ab——墊塊上N0及NL合力的影響系數(shù)，應采用《規(guī)范》D.0.1條取值：γ1——墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)，γ1=0.8γ≥1Ab——墊塊面積；Ab=abbbbb——墊塊的寬度墊塊tb——墊塊的高度ab——墊塊伸入墻內的長度墊塊上Nl合力點位置可取0.4a0處剛性墊塊計算

按偏心受壓計算，但不考慮縱向彎曲。即按β≤3查影響系數(shù)規(guī)范5.2.5條四、梁下設有剛性墊塊4.1.2局部受壓1、墊塊的高度tb≥180mm，自梁邊緣算起的墊塊挑出長度不宜大于墊塊的高度(bb-b)/2≤tb

2、在帶壁柱墻的壁柱內設剛性墊塊時，其計算面積應取壁柱范圍內的面積，而不應計算翼緣部分，同時壁柱上墊塊伸人翼墻內的長度不應小于120mm；剛性墊塊的構造要求3、當現(xiàn)澆墊塊與梁端整體澆注時，墊塊可在梁高范圍內設置規(guī)范5.2.5條四、梁下設有剛性墊塊4.1.2局部受壓

四、梁下設有剛性墊塊4.1.2局部受壓例題7：四、梁下設有剛性墊塊4.1.2局部受壓例題7：四、梁下設有剛性墊塊4.1.2局部受壓例題7：四、梁下設有剛性墊塊4.1.2局部受壓

實際工程中，常在梁或屋架端部下面的砌體墻上設置連續(xù)的鋼筋混凝土梁，如圈梁等。此鋼筋混凝土梁可把承受的局部集中荷載擴散到一定范圍的砌體墻上起到墊塊的作用，故稱為墊梁，如圖所示。圖3.16墊梁局部受壓

4.1.2局部受壓

根據試驗分析，當墊梁長度大于時，在局部集中荷載作用下，墊梁下砌體受到的豎向壓應力在長度范圍內分布為三角形，應力峰值可達1.5f

五、梁下設有長度大于пh0的鋼筋混凝土墊梁4.1.2局部受壓墊梁下的砌體局部受壓承載力可按下列公式計算N0——墊梁上部軸向力設計值bb、hb——分別為墊梁在墻厚方向的寬度和墊梁的高度（mm）δ2——當荷載沿墻厚方向均勻分布時，δ2取1.0，不均勻分布時δ2可取0.5h0——墊梁的折算高度(mm)Eb、Ib——分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩h——墻厚(mm)E——砌體的彈性模量墊梁上梁端有效支承長度a0，可按設有剛性墊塊時的公式計算。規(guī)范5.2.6條柔性墊梁局壓計算，如果梁擱置在圈梁上則存在出平面不均勻的局部受壓情況，而且這是大多數(shù)的受力狀態(tài)。經過計算分析補充了柔性墊梁不均勻局壓情況，給出δ2＝0.8的修正系數(shù)。

五、梁下設有長度大于пh0的鋼筋混凝土墊梁4.1.2局部受壓五、梁下設有長度大于пh0的鋼筋混凝土墊梁4.1.2局部受壓例題8五、梁下設有長度大于пh0的鋼筋混凝土墊梁4.1.2局部受壓例題8五、梁下設有長度大于пh0的鋼筋混凝土墊梁4.1.2局部受壓例題8例題9五、梁下設有長度大于пh0的鋼筋混凝土墊梁4.1.2局部受壓如右圖所示的鋼筋混凝土梁，截面尺寸b×h=250mm×500mm，支承長度a=240mm，支座反力設計值Nl=70kN，窗間墻截面尺寸1200mm×240mm，采用MUl0磚、M5混合砂漿砌筑,梁底截面處的上部荷載設計值150kN，試驗算梁底部砌體的局部受壓承載力。ηγ?AL=0.7×1.59×1.50×45650=76.2kN>Nl=70kN，滿足要求?！窘狻坎椤兑?guī)范》表3.2.1-1，f=1.50MPa取a0=182.6mmAL=a0b=182.6×250＝45650mm2A0=240×(250+2×240)=175200mm2A0/A=175200/45650=3.838>3,取ψ=0(即不考慮上部荷載)，取γ=1.59鋼筋混凝土梁若Nl=90kN，怎么辦？課堂練習1：4.1.2局部受壓在例1中若Nl＝90kN，其它條件不變，設置剛性墊塊，試驗算局部受壓承載力?！窘狻坑缮项}計算結果可知，當Nl＝90kN時，梁下局部受壓承載力不滿足要求。設預制墊塊尺寸為ab×bb=240mm×600mm,墊塊高度為180mm，滿足構造要求。則

AL=Ab=ab×bb＝240×600＝144000mm2

A0/AL=259200/144000=1.8γ1=0.8γ=0.8×1.313=1.05>1上部荷載產生的平均壓應力：σ0/f=0.52/1.50=0.35,查表δ1=5.93

因為600+2×240=1080mm<1200mm(窗間墻寬度)所以A0=240×(600+2×240)=259200mm2N/mm2返回課堂練習2：4.1.2局部受壓在例1中若Nl＝90kN，其他條件不變，設置剛性墊塊，試驗算局部受壓承載【解】剛性墊塊上表面梁端有效支承長度：γ1?Ab=0.732×1.05×1.50×144000=166kN>N＝N0+Nl=165kN返回Nl合力點至墻邊的位置為0.4a0=0.4×108.3=43.3mmNl對墊塊重心的偏心距為el＝120-43.3=76.7mm墊塊承受的上部荷載為N0＝σ0Ab=0.52×144000＝75kN作用在墊塊上的軸向力N＝N0+Nl＝75+90＝165kN軸向力對墊塊重心的偏心距e=Nlel/(N0+Nl)=90×76.7/(75+90)=41.8mm,e/ab=41.8/24