第六章配筋砌體構(gòu)件承載力計算

第六章配筋砌體構(gòu)件承載力計算第一頁，共十九頁，2022年，8月28日6.1網(wǎng)狀配筋磚砌體第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算用鋼筋來加強砌體不但可以提高砌體的承載能力，而且可以改善其脆性性質(zhì)，是現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)必須采用的措施在砌體的水平灰縫中配置鋼筋網(wǎng)，稱為網(wǎng)狀配筋砌體或橫向配筋砌體第二頁，共十九頁，2022年，8月28日方格形鋼筋網(wǎng)：鋼筋直徑較細(xì)（3~5mm）作用機理：第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算連彎鋼筋網(wǎng)：鋼筋直徑較粗（大于5mm）時采用。兩片連彎鋼筋網(wǎng)交錯置于兩相鄰灰縫內(nèi)，其作用相當(dāng)于一片方格鋼筋網(wǎng)網(wǎng)狀配筋磚砌體，受壓時產(chǎn)生縱向壓縮變形，同時還產(chǎn)生橫向變形，而鋼筋網(wǎng)與灰縫砂漿之間的摩擦力和粘結(jié)力能承受較大的橫向拉應(yīng)力，使鋼筋參與砌體共同工作，由于鋼筋的彈性橫量與砌體高得多，從而約束了砌體的橫向變形，網(wǎng)狀鋼筋抑制了砌體豎向縫的發(fā)展，不會形成貫通的豎向裂縫，而僅在網(wǎng)狀鋼筋之間有較小且數(shù)量較多的豎向裂縫和斜裂縫，間接的提高了砌體抗壓強度。第三頁，共十九頁，2022年，8月28日湖南大學(xué)等單位曾對網(wǎng)狀配筋砌體進行過許多試驗研究。第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算試驗表明：一、偏心受壓構(gòu)件中隨著荷載的偏心矩增大，鋼筋網(wǎng)的作用逐漸減弱。二、過于細(xì)長的受壓構(gòu)件中也會由于縱向彎曲產(chǎn)生附加偏心，使構(gòu)件截面處在較大偏心的受力狀態(tài)，從而使鋼筋網(wǎng)的作用減弱?！?1規(guī)范》規(guī)定下列情況不宜采用網(wǎng)狀配筋砌體1、軸向力的偏心矩超過截面核心范圍，對于矩形截面，e/h＞0.17，（e為荷載偏心矩，h為截面高度2、構(gòu)件高厚比β＞16

3、此外試驗表明，鋼筋網(wǎng)配置過少，將不能起到增強砌體強度的作用；但也不宜配置過多?！?1規(guī)范》規(guī)定：0.1%≤ρ≤1%

第四頁，共十九頁，2022年，8月28日網(wǎng)狀配筋砌體受壓構(gòu)件承載力設(shè)計公式：第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算采用類似無筋砌體的計算公式網(wǎng)狀配筋砌體抗壓強度設(shè)計值按下式計算——縱向力的偏心矩；——截面形心到偏心一側(cè)截面邊緣的距離；——鋼筋網(wǎng)配筋率，或。ρ=(Vs/V)100

和分別為鋼筋和砌體的體積。第五頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算內(nèi)容要求磚砌體磚：不低于MU10，砂漿不低于M7.5鋼筋直徑d方格鋼筋網(wǎng)：d=3～4mm，連彎鋼筋d≤8mm配筋率ρ0.1%≤ρ≤1%鋼筋間距α30mm≤α≤120mm鋼筋網(wǎng)間距SnSn≤400mm，且不大于5皮磚灰縫厚度δ8mm≤δ≤12mm，且鋼筋上下有2mm保護層

網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)造要求

第六頁，共十九頁，2022年，8月28日6.2組合磚砌體構(gòu)件在砌體內(nèi)配置縱向鋼筋或設(shè)置部分鋼筋混凝土或鋼筋砂漿以共同工作都是組合磚砌體構(gòu)件特點：除了能顯著提高砌體的抗彎能力和延性，而且也能提高其抗壓能力，具有和鋼筋混凝土相近性能?！?1規(guī)范》指出：軸向力偏心矩超過無筋砌體偏壓構(gòu)件的限值時宜采用組合磚砌體構(gòu)件第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算第七頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算一、軸心受壓組合磚砌體的承載力組合磚砌體是由磚砌體、鋼筋、混凝土或砂漿三種材料所組成。在荷載作用下，三者獲得共同變形，但是，每種材料相應(yīng)于其自身的極限強度時的壓應(yīng)變并不相同，鋼筋最?。ǎ?，混凝土其次（），磚砌體最大（）。所以組合磚砌體在軸向壓力作用下，鋼筋先屈服，然后面層混凝土達(dá)到抗壓強度。此時磚砌體尚未達(dá)到其抗壓強度?？梢詫⒔M合砌體破壞時截面中磚砌體的應(yīng)力與磚砌體的極限強度之比定義為磚砌體的強度系數(shù)。由四川建科院試驗，該系數(shù)平均值為0.945組合磚砌體構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)理應(yīng)介于無筋砌體的穩(wěn)定系數(shù)與鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)之間，四川建科院試驗表明，主要與高厚比和含鋼率有關(guān)。當(dāng)面層采用水泥砂漿時，由于砂漿強度變異較大且受力不均勻，組合砌體破壞時，鋼筋強度往往不能充分發(fā)揮。由試驗，Ⅰ級鋼筋強度利用系數(shù)平均值為0.93第八頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算組合磚砌體軸心受壓構(gòu)件的承載力可按下式計算：——受壓鋼筋的強度系數(shù)，當(dāng)為混凝土面層時，可取為1.0；當(dāng)為砂漿面層時，可取為0.9——混凝土面層或面層砂漿的軸心抗壓強度設(shè)計值，砂漿的軸心抗壓強度設(shè)計值可取為同強度等級混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值的70%，當(dāng)砂漿為M10時，其值取3.5MPa；當(dāng)砂漿為M7.5時，其值取2.6MPa；第九頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算組合磚砌體構(gòu)件偏心受壓時，其承載力和變形性能與鋼筋混凝土構(gòu)件相近。組合磚柱的荷載-變形曲線表明，偏心矩較大的柱變形較大，即延性較好，柱的高厚比對柱的延性也有較大影響，高厚比越大，柱延性也大二、偏心受壓組合磚砌體的承載力⑴破壞形態(tài)：大偏心受壓：受拉區(qū)鋼筋首先屈服，然后受壓區(qū)壓壞。破壞形態(tài)與鋼筋混凝土柱相似；小偏心受壓：受壓區(qū)混凝土或砂漿面層及部分受壓砌體受壓破壞。⑵大小偏心的判別：

①組合砌砌體構(gòu)件截面受壓區(qū)相對高度ξ=x/ho

②受壓區(qū)相對高度的界限值

鋼筋等級HPB235HRB335ξb0.550.425第十頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算③大小偏心的判別：

ξ≤ξb大偏心受壓ξ＞ξb小偏心受壓⑶鋼筋A(yù)s應(yīng)力σs的計算

小偏心受壓時

大偏心受壓時

⑷偏心距的計算

軸向力的初始偏心距e按荷載設(shè)計值計算

e=M/N≥0.05h

構(gòu)件在軸向力作用下的附加偏心距ei，按下式計算

第十一頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算由平衡條件，偏壓組合磚柱計算公式為或第十二頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算受壓區(qū)高度可按下式計算：——磚砌體受壓部分的面積；

——混凝土或砂漿面層受壓部分的面積；

——磚砌體受壓部分面積對鋼筋A(yù)s重心的面積矩；——混凝土或砂漿面層受壓部分的面積對鋼筋A(yù)s重心的面積矩；

——磚砌體受壓部分的面積對軸向力N作用點的面積矩；

——混凝土或砂漿面層受壓部分的面積對軸心向力N作用點的面積矩。

第十三頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算鋼筋重心至軸向力作用點的距離，按下式計算

第十四頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算內(nèi)容要求

砌體及面層材料磚≥MU10砌筑砂漿≥M7.5面層砂漿≥M10面層混凝土C20受力鋼筋受力鋼筋種類HPB235，混凝土面層亦可采用HRB335受力鋼筋直徑≥8mm受力鋼筋凈間距≥30mm受拉鋼筋配筋率≥0.1%受拉鋼筋配筋率砂漿面層≥0.1%混凝土面層≥0.2%保護層厚度室內(nèi)正常使用環(huán)境墻15mm柱25mm,20mm(混凝土面層)露天或室內(nèi)潮濕環(huán)境墻25mm柱35mm,30mm(混凝土面層)拉結(jié)鋼筋構(gòu)件一側(cè)受力鋼筋多于4根時，應(yīng)設(shè)置附加箍筋或拉結(jié)鋼筋構(gòu)造要求

第十五頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算6.3磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻一、應(yīng)用場合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）指出，對于多層磚房應(yīng)按要求設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱。設(shè)置構(gòu)造柱目的：可以加強墻體的整體性，增加墻體抗側(cè)延性和一定程度上利用其抵抗側(cè)向地震作用的能力。在磚混結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計中，有時遇到磚墻豎向承載力不足又不愿意為此增大墻體厚度，往往在墻體中設(shè)構(gòu)造柱予以加強。構(gòu)造柱在墻體中位置：可以設(shè)在墻體的兩端，也可以在墻體的中部，或兩者兼而有之。項次受壓性能分析1在磚墻中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，增強了墻體的整體性，提高了墻體的受壓穩(wěn)定性。2組合墻體在豎向荷載作用下，由于混凝土構(gòu)造柱和砌體的剛度不同，產(chǎn)生內(nèi)力重分布，混凝土構(gòu)造柱分擔(dān)了墻體的荷載。3混凝土構(gòu)造柱與圈梁形成“弱框架”，對砌體產(chǎn)生約束作用，使墻體的橫向變形減小第十六頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算構(gòu)造柱設(shè)計方法：過去往往習(xí)慣于采用折算截面的方法，即將構(gòu)造柱的混凝土面積按混凝土彈性模量與砌體彈性模量之比，換算成磚砌體面積，然后按無筋砌體軸心受壓構(gòu)件計算。但試驗表明，這種算法過高估計了構(gòu)造柱的承載力而偏于不安全。構(gòu)造柱抗壓強度往往未能充分發(fā)揮，磚墻就已經(jīng)壓壞。二、試驗及有限元分析湖南大學(xué)所做試驗表明構(gòu)造柱不但自身可以承受一定荷載，而且與圈梁組成了“構(gòu)造框架”對墻體有一定約束作用，此外，混凝土構(gòu)造柱提高了墻體的穩(wěn)定性。有限元分析表明構(gòu)造柱附近墻體的豎向壓應(yīng)力比構(gòu)造柱之間中部墻體低中部砌體壓應(yīng)力峰值隨著構(gòu)造柱間距的減小而降低。電算結(jié)果表明，層高對組合墻內(nèi)力分配影響不大，而構(gòu)造柱間距是最主要影響因素。第十七頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算根據(jù)有限元分析，得出組合墻與無構(gòu)造柱砌體軸心受壓承載力之比，即強度提高系數(shù)可按下式計算：——構(gòu)造柱間距。三、組合墻軸心受壓承載力計算公式《01規(guī)范》采用了與組合磚砌體受壓構(gòu)件承載力相同的計算模式，但引入強度影響系數(shù)來反映其差別：——組合墻穩(wěn)定系數(shù)，可按組合磚砌體的穩(wěn)定系數(shù)取用；——沿墻長方向構(gòu)柱的寬度；——強度系數(shù)，當(dāng)小于4時，取等于4。第十八頁，共十九頁，2022年，8月28日第六章配筋砌體構(gòu)件的承載力計算主要構(gòu)造要求：

⑴組合磚