建筑師復(fù)習(xí)講義之砌體結(jié)構(gòu)（四）

三、無筋砌體構(gòu)件承載力計算
  (一)受壓構(gòu)件
  (1)在工程中無筋砌體受壓構(gòu)件是最常遇到的，如混合結(jié)構(gòu)房屋的窗間墻和磚柱，它們承受上部傳來的豎向荷載和自身重量。《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50003―2001)(本節(jié)以下均簡稱《砌體規(guī)范》)對不同高厚比β=H0/h和不同偏心率 e/h(e/hT或)的受壓構(gòu)件承載力采用下式計算：
 
式中N――軸向力設(shè)計值；
φ――高厚比β和軸向力的偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)；
    f―砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按《砌體規(guī)范》第3．2．1條采用；
    A――截面面積，對各類砌體均應(yīng)按毛截面計算；對帶壁柱墻，其翼緣寬度可按《砌體規(guī)范》第4．2．8條采用。
    注：對矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長大于另―方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應(yīng)對較小邊長方向，按軸心受壓進(jìn)行驗算。
    (2)計算影響系數(shù)φ或查φ表時，構(gòu)件高厚比β應(yīng)按下列公式確定： 
    (3)受壓構(gòu)件的計算高度H0，應(yīng)根據(jù)房屋類別和構(gòu)件支承條件等按表11―16采用。表中的構(gòu)件高度H應(yīng)按下列規(guī)定采用： 
    1)在房屋底層，為樓板頂面到構(gòu)件下端支點的距離。下端支點的位置，可取在基礎(chǔ)頂面；當(dāng)埋置較深且有剛性地坪時，可取室外地面下500mm處； 
  2)在房屋其他層次，為樓板或其他水平支點間的距離；
    3)對于無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1／2；對于帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。
    (4)對有吊車的房屋，當(dāng)荷載組合不考慮吊車作用時，變截面柱上段的計算高度可按表1l―16規(guī)定采用；變截面柱下段的計算高度可按下列規(guī)定采用：  
注：①表中Hu為變截面柱的上段高度；H¬l為變截面的下段高度；
    ②對于上端為自由端的構(gòu)什，Ho＝2H：
    ③獨立磚柱，當(dāng)無柱間支撐時，柱在垂直排架方向的H0應(yīng)按表中數(shù)值乘以1．25后采用；
    ④s一房屋橫墻間距；
    ⑤自承重墻的計算高度應(yīng)根據(jù)周邊支承或拉接條件確定。
    1)當(dāng)Hu／H≤1／3時，取無吊車房屋的H0；
    2)當(dāng)1／3   
    Iu為變截面柱上段的慣性矩，Il為變截面柱下段的慣性矩；
    3)當(dāng)Hu／H≥1／2時，取無吊車房屋的Ho。但在確定β值時，應(yīng)采用上柱截面。
    注：本條規(guī)定也適用于無吊車房屋的變截面柱。
    (5)軸向力的偏心距e按內(nèi)力設(shè)計值計算，并不應(yīng)超過0．6y。y為截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。
  (二)局部受壓
  砌體的局部受壓按受力特點的不同可以分為局部均勻受壓和梁端局部受壓兩種。
  1．砌體截面局部均勻受壓
  當(dāng)荷載均勻地作用在砌體局部受壓面積上時，就屬于這種情況，其承載能力按下列公式計算： 
式中  Nl――局部受壓面積―卜的軸向力設(shè)計值；
    γ――砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，由于局部受壓砌體有套箍作用存在，其抗壓強(qiáng)度的提高通過γ來考慮；
計算所得的γ值，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1)在圖11-20(a)的情況下，γ≤2．5；
    2)在圖11-20(b)的情況下，γ≤2．0；
    3)在圖11-20(c)的情況下，γ≤1．5；
    4)在圖11-20(d)的情況下，γ≤1．25；
    5)對多孔磚砌體和按《砌體規(guī)范》第6．2．13條的要求灌孔的砌塊砌體，在1）、2)、3)款的情況下，尚應(yīng)符合γ≤1．5。未灌孔混凝土砌塊砌體，γ≤1．0。
    At――局部受壓面積；
A0―影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積，按圖11－20計算。即按下列規(guī)定采用：
 
    1)在圖11-20(a)的情況下，
 
    2)在圖11-20(b)的情況下，
 
    3)在圖11-20(c)的情況下，
 
    4)在圖ll-20(d)的情況下，
 
式中  a、b――矩形局部受壓面積Al的邊長；
h、hl――墻厚或柱的較小邊長，墻厚；
c――矩形局部受壓面積的外邊緣至構(gòu)件邊緣的較小距離，當(dāng)大于h時，應(yīng)取    h。
    2．梁端局部受壓
    當(dāng)梁支承在砌體上時，由于梁的彎曲，使梁端有脫開砌體的趨勢，所以梁端受壓屬于非均勻局部受壓，見圖11-21。梁端支承處砌體的局部受壓承載力按公式(10-26)計算：
    
式中 Ψ ――上部荷載的折減系數(shù)，
    N0――局部受壓面積內(nèi)上部傳來軸向力設(shè)計值(N)
    Nl――梁端支承壓力設(shè)計值(N)；
    η――梁端底面壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)，一般可取0．7，對于過梁和墻梁可取    1．0；
    Al――局部受壓面積，A1=a0b，b為梁的截面寬度，a0為梁端有效支承長度。
    a0可按公式(11-27)計算
 
式中  ao――梁端有效支承長度，當(dāng)ao>o時，應(yīng)取ao=a；
    a――梁端實際支承長度(1tlln)；
    hc――梁的截面高度(mill)；
    f――砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(MPa)。
    當(dāng)梁端局部受壓承載力不滿足要求時，可以通過在梁端加鋼筋混凝土墊塊(預(yù)制剛性墊塊，與梁端現(xiàn)澆成整體的墊塊，或?qū)⒘憾朔旁阡摻罨炷翂|梁(如圈梁)上來解決，具體計算方法可參見《砌體規(guī)范》有關(guān)條款。
    (三)軸心受拉構(gòu)件
    軸心受拉構(gòu)件的承載力，應(yīng)按公式(1l―28)計算：
    
式中  Nt――軸心拉力設(shè)計值；
    ft――砌體軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按表1l―11采用。
    (四)受彎構(gòu)件    •
    (1)受彎構(gòu)件的抗彎承載力，應(yīng)按公式(11―29)計算：
   
式中  M――彎矩設(shè)計值；
    ftm――砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，按表11―11采用；
    W――截面抵抗矩。
    (2)受彎構(gòu)件的受剪承載力，應(yīng)按公式(11―30)計算：
    
式中  V――剪力設(shè)計值；
      fV――砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按表11―11采用；
    b――截面寬度；
      z――內(nèi)力臂，z=I/S，當(dāng)截面為矩形時，z=2h/3；
I、S、h――分別為截面的慣性矩、截面面積矩和截面高度。
    (五)受剪構(gòu)件
    沿通縫或沿階梯形截面破壞時受剪構(gòu)件的承載力，應(yīng)按公式(11-31)計算：
    
  式中符號及有關(guān)計算見《砌體規(guī)范》第5．5．1條。

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