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房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件

(2012-10-12 08:59:13)
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杂谈

墙柱的高厚比验算

无筋砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度远远低于抗压强度。在静力荷载下,无筋砌体主要用作墙、柱受压构件。

无筋砌体的受压承载力既与截面尺寸、砌体强度有关,也与构件的高厚比有关。

墙柱高厚比验算是保证墙柱构件在施工阶段和使用期间稳定性的一项重要构造措施。砌体结构构件的一般构造要求见第五节。

无论墙柱是否承重,首先应确保其稳定性。一片独立墙从基础顶面开始砌筑到足够高度时,即使未承受外力,也可能在自重下失去稳定而倾倒。若增加墙片厚度,则不致倾倒的高度增大。若墙片上下或周边的支承情况不同,则不致倾倒的高度也不同。墙柱丧失整体稳定的原因,包括施工偏差、施工阶段和使用期间的偶然撞击和振动等。

需要进行高厚比验算的构件不仅包括承重的柱、无壁柱墙、带壁柱墙,也包括带构造柱墙以及非承重墙等。无壁柱墙是指壁柱之间或相邻窗间墙之间的墙体。构造柱是在房屋外墙或纵、横墙交接处先砌墙、后浇筑混凝土并与墙连成整体的钢筋混凝土柱,用于抗震设防房屋中。

墙柱高厚比还是计算其受压承载力的重要参数。

一、墙柱的计算高度

计算墙柱高厚比时,要用计算高度。结构中的细长构件在轴心受压时,常常由于侧向变形的增大而引发稳定破坏。失稳时,临界荷载的大小与构件端部约束程度有关。墙柱的实际支承情况极为复杂,不可能是完全铰支,也不可能是完全固定,同时,各类砌体由于水平灰缝数量多,其整体性也受到削弱。因而,确定计算高度时,既要考虑构件上、下端的支承条件(对于墙来说,还要考虑墙两侧的支承条件),又要考虑砌体结构的构造特点。

墙、柱的计算高度H。取值如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-1。表中构件高度H按下列规定取值:房屋底层为楼顶面到构件下端的距离,下端支点的位置可取在基础顶面,当基础埋置较深且有刚性地面时,可取室外地面以下500mm;房屋其他层次为楼板或其他水平支点之间的距离;无壁柱的山墙可取层高加山墙尖高度的1/2,带壁柱山墙可取壁柱处的山墙高度。

表5-1 受压构件的计算高度H0

房屋类别 带壁柱墙或周边拉结墙
  排架方向 垂直排架方向 S>2H 2H≥S>H S≤H
有吊车的单层房屋 变截面 弹性方案 2.5http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/2.gif 1.25http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/2.gif 2.5http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/2.gif
柱上段 刚性、刚弹性方案 2.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/2.gif 1.25http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/2.gif 2.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/2.gif
变截面柱下段 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/1.gif O.8http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/1.gif 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/1.gif
单跨 弹性方案 1.5http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.5http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif
无吊车的单层和多层房屋   刚弹性方案 1.2http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.2http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif
多跨 弹性方案 1.25http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.25http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif
  刚弹性方案 1.10http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.1http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif
刚性方案 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif 1.Ohttp://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif O.4S+O.2http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/3.gif O.6S

二、墙柱高厚比验算

无壁柱墙或矩形截面柱高厚比按下式计算:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image002.gif

(5-1)

式中:

H0——墙柱的计算高度,按http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-1取用;

h——墙厚或矩形柱与H0相对应的边长。

带壁柱墙(T形和十字形等截面)高厚比按下式计算:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image004.gif

(5-2)

式中,房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件为T形截面与H0相对应的折算厚度,可近似按房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件=3.5i计算。i为截面的回转半径,i=房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件分别为截面的惯性矩和面积。此时,T形截面的计算翼缘宽度房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件可按下列规定确定:多层房屋中,当有门窗洞口时,取窗间墙宽度,无门窗洞口时,每侧翼缘可取壁柱高度的l/3;单层房屋中,可取壁柱宽加2/3墙高,但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离,同时,按http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-1确定带壁柱墙的计算高度H0,应取S为相邻横墙间的距离;设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙的房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件≥l/30时(b为圈梁的宽度),可把圈梁看作是壁柱问墙的不动铰支点(见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-1)。

计算构造柱墙的高厚比时,h取墙厚,计算高度H0应取相邻横墙的间距。

墙柱高厚比验算应符合下式要求:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image015.gif

(5-3)

式中:

房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件——墙柱高厚比限值,按http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-2取值;

表5-2 墙、柱的允许高厚比
砂浆强度等级
M2.5 22 15
M5.0 24 16
M7.5 26 17

 

注:① 毛石墙、柱允许高厚比应按表中数值降低20%;

  ② 组合砖砌体构件的允许高厚比,可按表中数值提高20%,但不得大于28;

  ③ 验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时,墙的允许高厚比取14,柱取ll。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image019.gif——自承重墙允许高厚比的修正系数;

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image021.gif——有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数。

厚度h≤240mm的自承重墙允许高厚比修正系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image027.gif值还可提高30%。

有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image029.gif应按下式计算:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image032.gif

(5-4)

式中,http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image038.gif=1.0。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/tu0602/images.jpg

影响墙、柱高厚比限值房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件的因素很多,根据实践经验和现阶段材料质量和施工技术水平,通过综合分析,《规范》规定的房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件值见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-2

当与墙连接的相邻两横墙问的距离http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image042.gif时,墙的高度不受高厚比的限制。

在墙中设钢筋混凝土构造柱可以提高墙体在使用阶段的稳定性和刚度,因此,验算构造柱墙的高厚比时,其允许高厚比可乘以提高系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image044.gif(确定墙的计算高度时,S应取相斜横墙之间的距离):

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image046.gif

(5-5)

式中:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image053.gif=1.5;

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image055.gif——构造柱沿墙长度方向的宽度;

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image057.gif——构造柱的间距。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image064.gif0。

带壁柱墙的高厚比验算应包括两部分:横墙之间整片墙的高厚比验算和壁柱间墙的高厚比验算(见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-1)。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/tu0601/images.jpg

片墙的高厚比仍可按式(5-1)验算,但其中墙厚应采用折算高度http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image066.gif,墙的长度S应取相邻横墙间距离。

壁柱间墙的高厚比验算可按无壁柱墙验算。墙的长度S取壁柱间距离。由于此时的墙体四周支承条件对墙体稳定较为有利,故规定无论此时房屋结构属于何种静力计算方案,壁柱间墙计算高度http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image068.gif一律按刚性方案取值。

 

【例5-1】某混合结构房屋的顶层山墙高度为4.1m(取山墙顶和檐口的平均高度),山墙为用http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image070.gif砌块砌筑砂浆砌筑的单排孔混凝土小型空心砌块墙,厚190mm,长8.4m。试验算其高厚比:(1)不开门窗洞口时;(2)开有三个1.2m宽的窗洞口时。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/jie1.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image072.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image074.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image076.gif

(1)不开门窗洞口

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image078.gif满足要求。

(2)有门窗洞口

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image080.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image082.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image084.gif满足要求。

 

【例5-2】某单跨房屋墙的壁柱间距为4m,中间开有宽为1.8m的窗,壁柱高度(从基础顶面开始计算)为5.5m,房屋属刚弹性方案。试验算带壁柱墙的高厚比(砂浆强度等级M2.5)。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/jie1.gif

带壁柱墙的截面用窗间墙截面验算,如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/031.jpg5-3所示。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/tu0603/images.jpg

(1)求壁柱截面的折算厚度

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image086.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image108.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image088.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image090.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image092.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image094.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image096.gif

(2)确定计算高度

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-1得:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image098.gif

(3)整片墙高厚比验算

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-2得:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image100.gif

墙上开有门窗:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image102.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image104.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image106.gif满足要求。

(4)壁柱间墙高厚比验算

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image110.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-1

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image112.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image114.gif满足要求。

 

【例5-3】某办公楼平面布置如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-4,采用钢筋混凝土楼盖,为刚性方案房屋。纵、横墙均为240mm厚,砂浆为M5,底层墙高4.6m(算至基础顶面)。隔墙厚120mm,砂浆M2.5,高3.6m。试验算各种墙的高厚比。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/tu0604/images.jpg


(1)纵墙高厚比验算

横墙间距房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件;横墙间距房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件,查http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-1房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件

壁柱间距http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image124.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image126.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image128.gif

满足要求。

(2)横墙高厚比验算

纵墙间距http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image132.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image134.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image136.gif满足要求。

(3)隔墙高厚比验算

因隔墙上端砌筑时一般只能用斜放立砖顶住楼板,应按顶端为不动铰支座考虑,两侧与纵横拉结不好,按两侧无拉结考虑。则取其计算高度为:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image138.gif

隔墙是非承重墙,http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image140.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image142.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image144.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0101/fwjgsj-kcjj-060101.files/image146.gif满足要求。

无筋砌体受压承载力

一、单向偏心受压构件

1、短柱http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/hand.gif

短柱是指其承载力仅与截面尺寸和材料强度有关的柱。设计中按高厚比值区分,可认为http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image002.gif3的墙柱构件为短柱受力。

试验研究表明,荷载N的偏心距e=O时,截面应力基本上呈均匀分布,见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-5(a)。随荷载偏心距的增大,截面应力分布变得不均匀,见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-5(b)。偏心距继续增大后,远离荷载的截面边缘由受压而逐渐变为受拉。一旦该拉应力达到砌体沿通缝截面的弯曲抗拉强度,短柱相继产生水平裂缝,见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-5(c)。且随荷载的增大,水平裂缝不断地向荷载偏心一侧延伸发展,见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-5(d),直至破坏。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/tu0605/images.jpg

由上述砌体在单向偏心受压时的受力特性可以看出,一方面,砌体截面的压应力图形呈曲线分布,随水平裂缝的发展受压面积逐渐减小,荷载对减小了的受压截面的偏心距也逐渐减小,局部受压面积上的砌体抗压强度一般都有所提高(见本章第二节)。这些因素对砌体的承载能力产生有利影响;而另一方面,砌体截面受压面积的削弱又对承载能力产生不利影响。现有的试验研究对上述因素的影响尚难以分别予以确定,因此,实用上用一个系数(即短柱偏心影响系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image004.gif(<1.O)综合反映单向偏心受压的不利影响。

根据四川省建筑科学研究所等单位对矩形、T形、十字形截面砌体的试验结果,经统计分析,得到如下砌体短柱单向偏心受压影响系数房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件计算公式(见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-6):

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/tu0606/images.jpg

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image008.gif

(5-6)

式中:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image012.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image014.gif——截面弯矩和轴力设计值;

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image018.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image020.gif——截面沿偏心方向的惯性矩;

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image022.gif——构件毛截面面积。带壁柱墙的翼缘计算宽度hf,取值如前所述。

矩形截面墙、柱可用下式计算:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image024.gif

(5-7)

式中,http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image026.gif为矩形截面在轴向力偏心方向的边长。

所以,单向偏心受压短柱承载力可在轴心受压(http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image028.gif)的基础上表达如下:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image030.gif

(5-8)

式中:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image032.gif——轴心压力设计值;

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image034.gif——偏心影响系数;

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image036.gif——砌体抗压强度设计值。

计算T形、十字形等截面构件时也可直接用式(5-7)计算,但此时应以折算厚度http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image040.gif=3.5i。i为截面的回转半径。

2、长柱http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/hand.gif

长柱的受压承载力计算还应考虑高厚比的不利影响。设计时认为http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image042.gif3.0的墙柱构件属于长柱受力。

较细长的柱或高而薄的墙承受轴心压力时,由于偶然偏心的影响往往产生侧向变形,引起构件纵向弯曲,因而导致受压承载力的降低。这种偶然偏心是由于砌体材料的非匀质性、砌筑时构件尺寸的偏差以及轴心压力实际作用位置的偏差等因素引起的。由于砌体中块体和砂浆的匀质性较差,又有大量灰缝,构件整体性差,增加了产生偶然偏心的机率。与钢结构构件或钢筋混凝土构件相比,砌体构件中的偶然偏心影响更为不利。这种纵向弯曲的影响可用轴心受压稳定系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image044.gif反映:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image046.gif

(5-9)

式中的系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image052.gif=0.009。以上取值也是根据受压砌体的试验结果和工程经验得出的。

长柱单向偏心受压时,将产生侧向变形房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件(见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg5-7),

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/tu0607/images.jpg

由它引起的附加弯矩为http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image060.gif影响,即:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image062.gif

(5-10)

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image066.gif和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数,简称影响系数。

当轴心受压时,http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image068.gif=0,该影响系数等于稳定系数,即:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image070.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image072.gif

于是:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image074.gif

(5-11)

上式可用于计算任意截面的单向偏心受压影响系数。当为矩形截面时,可写成:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image078.gif

所以,其影响系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image080.gif按下式计算:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image082.gif

(5-12)

其中,稳定系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image084.gif式(5-9)计算。

计算T形和十字形等受压构件时,应以折算厚度http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image090.gif=3.5i。i为截面的回转半径。

试验表明:偏心距相当大时,承载能力值很离散且较低,可靠度难以保证。因此,计算时要求控制偏心距。《规范》规定http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image091.gif≤O.6y,其中,y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。

为方便计算,《规范》给出了影响系数房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件的计算表格,见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-3http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-4http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg5-5。根据构件所用砂浆强度等级、高厚比房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件和相对偏心距房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件(或房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件),可查得房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件值。

表5-3 影响系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image100.gif(砂浆强度等级≥M5)

  http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image104.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image106.gif

O

O.025

O.05

O.075

0.1

O.125

0.15

O.175

O.2

O.225

O.25

O.275

O.3

≤3

4

6

8

10

1

O.98

O.95

O.91

O.87

O.99

O.95

O.91

O.86

O.82

O.97

O.90

O.86

O.81

O.76

O.94

O.85

O.81

O.76

O.71

O.89

O.80

O.75

O.70

0.65

O.84

O.74

O.69

O.64

O.60

O.79

O.69

O.64

O.59

O.55

O.73

O.64

O.59

O.54

O.50

O.68

O.58

0.54

0.50

O.46

O.62

O.53

O.49

O.46

O.42

O.57

O.49

O.45

0.42

O.39

0.52

O.45

O.42

O.39

O.36

0.48

O.4l

O.38

0.36

O.33

12

14

16

18

20

O.82

O.77

O.72

O.67

O.62

O.77

O.72

0.67

O.62

O.57

O.71

O.66

O.61

O.57

O.53

O.66

0.61

O.56

O.52

O.48

O.60

O.56

O.52

0.48

O.44

O.55

O.51

O.47

O.44

O.40

O.51

O.47

O.44

O.40

O.37

O.47

O.43

O.40

O.37

O.34

O.43

O.40

0.37

O.34

O.32

O.39

O.36

O.34

O.31

O.29

O.36

O.34

O.31

O.29

O.27

O.33

O.31

O.29

O.27

O.25

O.31

O.29

O.27

0.25

O.23

22

24

26

28

30

O.58

0.54

O.50

0.46

O.42

O.53

O.49

O.46

O.42

O.39

O.49

O.45

O.42

O.39

O.36

O.45

O.41

O.38

O.36

O.33

O.41

O.38

O.35

O.33

O.31

O.38

0.35

O.33

O.30

O.28

O.35

O.32

0.30

0.28

O.26

O.32

O.30

O.28

O.26

O.24

O.30

O.28

O.26

O.24

O.22

O.27

O.26

O.24

O.22

O.21

O.25

O.24

O.22

O.21

O.20

O.24

O.22

O.21

O.19

O.18

O.22

O.21

O.19

O.18

O.17

表5-4 影响系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image100.gif(砂浆强度等级≥M2.5)

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image111.gif http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image110.gif
O O.025 O.05 O.075 O.1 O.125 O.15 O.175 O.2 O.225 O.25 O.275 O.3

≤3 4

6

8 10

l
O.97 O.93 O.89 O.83
O.99 O.94 O.89 0.84 O.73 O.97 O.89 O.84 O.78 0.72 O.94 O.84 O.78 0.72 O.67 O.89 O.78 O.73 O.67 O.61 O.84 O.73 O.67 O.62 O.56 O.79 O.67 O.62 O.57 O.52 O.73 O.62 O.57 O.52 O.47 0.68 O.57 O.52 O.48 O.43 O.62 O.52 O.48 O.44 O.40 0.57 0.48 O.44 O.40 O.37 O.52 O.44 O.40 O.37 O.34 O.48 O.40 0.37 O.34 0.31
12 14 16 18 20 O.78 O.72 O.66 O.61 O.56 0.72 O.66 O.61 O.56 O.51 0.67 O.61 O.56 O.5l O.47 O.61 O.56 O.51 O.47 O.43 O.56 O.51 O.47 O.43 O.39 O.52 O.47 0.43 O.40 O.36 0.47 O.43 O.40 O.36 O.33 O.43 0.40 O.36 O.33 O.31 O.40 O.36 O.34 O.31 O.28 O.37 O.34 O.31 O.29 O.26 O.34 O.31 O.29 O.26 O.24 O.31 O.29 0.26 O.24 O.23 O.29 O.27 O.25 O.23 O.21
22 24 26 28 30 O.51 O.46 O.42 O.39 O.36 O.47 O.43 O.39 O.36 O.33 O.43 O.39 O.36 O.33 O.30 O.39 O.36 O.33 O.30 O.28 O.36 O.33 O.3l O.28 O.26 O.33 O.31 O.28 O.26 O.24 O.31 O.28 0.26 O.24 O.22 O.28 O.26 O.24 O.22 O.21 O.26 O.24 O.22 O.21 O.20 O.24 O.23 0.21 O.20 O.18 O.23 O.21 O.20 O.18 O.17 O.21 O.20 O.18 O.17 O.16 O.20 O.18 0.17 O.16 O.15

表5-5 影响系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image100.gif(砂浆强度等级≥0)

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image126.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image125.gif

O

O.025

O.05

O.075

O.1

O.125

O.15

O.175

0.2

O.225

O.25

O.275

O.3

≤3

4

6

8

10

l

O.87

O.76

O.63

O.53

O.99

0.82

O.70

0.58

O.48

0.97

O.77

0.65

O.54

O.44

O.94

O.71

0.59

O.49

O.41

O.89

O.66

O.64

O.45

O.37

0.84

O.60

O.50

O.41

O.34

O.79

O.55

O.46

O.38

O.32

O.73

O.51

O.42

0.35

O.29

O.68

O.46

O.39

0.32

O.27

O.62

O.43

O.36

O.30

O.25

O.57

O.39

0.33

0.28

O.23

O.52

O.36

O.30

O.25

O.22

O.48

O.33

O.28

O.24

O.20

12

14

16

18

20

O.44

O.36

O.30

O.26

O.22

O.40

O.33

O.28

O.24

0.20

O.37

O.31

O.26

0.22

O.19

O.34

0.28

O.24

O.21

O.18

O.3l

O.26

O.22

O.19

O.1 7

O.29

O.24

0.21

0.18

O.16

O.27

O.23

O.19

O.17

0.15

O.25

0.2l

O.18

O.16

O.14

O.23

0.20

O.17

0.15

O.13

O.21

O.18

0.16

O.14

O.12

O.20

0.17

O.15

O.13

O.12

O.19

0.16

O.14

O.12

O.11

O.17

O.15

O.13

O.12

0.10

22

24

26

28

30

O.19

O.16

O.14

O.12

O.11

O.18

O.15

O.13

0.12

O.10

O.16

O.14

O.13

O.1l

O.10

O.15

O.13

O.12

O.11

O.09

O.14

O.13

O.1l

O.10

O.09

O.14

O.12

O.11

0.10

O.09

O.13

O.11

O.10

O.09

O.08

O.12

O.11

O.10

O.09

O.08

O.12

O.10

O.09

O.08

O.07

O.11

O.10

O.09

O.08

O.07

0.10

O.09

O.08

O.08

O.07

O.10

O.09

O.08

O.07

0.07

O.09

O.08

O.07

O.07

O.06

计算无筋砌体受压承载力时,无论是用式(5-12)计算影响系数http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image122.gif=1.5。

综合以上讨论,墙、柱等受压构件承载力应按下式计算:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image130.gif

(5-13)

对于矩形截面构件,若轴向力偏心方向的截面边长大于另一边长时,除了按单向偏心受压计算承载力外,还应对较小边长按轴心受压计算承载力。

 

【例5-4】一承受轴心压力砖柱的截面尺寸为370mm×490mm,采用MUlO烧结普通砖、M2.5混合砂浆砌筑,荷载设计值(其中仅有一个活荷载)在柱顶产生的轴向力140kN,柱的计算高度取其实际高度3.5m。试验算该柱承载力。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/jie1.gif

砖柱自重:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image132.gif

柱底截面的轴心压力:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image134.gif

高厚比:房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件,查http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-4房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件

查得:http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image140.gif

因柱截面面积http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image142.gif,应考虑强度调整系数:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image144.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image146.gif

满足要求。

 

【例5-5】一矩形截面单向偏心受压柱的截面尺寸http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image153.gif)。试验算柱的承载力。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/jie1.gif

(1)验算柱长边方向承载力

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image155.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image157.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-2,得房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image161.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-4,得房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image165.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image167.gif

满足要求。

(2)验算柱短边方向承载力

由于轴向偏心方向得截面边长为长边,故应对短边方向按轴心受压进行承载力验算。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image169.gif

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-4,得房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image173.gif

满足要求。

 

【例5-6】截面尺寸为1200mm×190mm的窗问墙用MUl0单排孔混凝土砌块与http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image189.gif。试验算该窗间墙的承载力。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/jie1.gif

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http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/biao1.jpg5-3,得房屋结构设计--无筋砌体结构的承载力和构造--受压构件

灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值:

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灌孔砌体的抗压强度设计值:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image201.gif

截面面积:

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应考虑强度调整系数:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/06/0102/fwjgsj-kcjj-060102.files/image205.gif

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满足要求。

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