《砌体结构chap03 砌体结构构件的计算方法20130909第3讲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《砌体结构chap03 砌体结构构件的计算方法20130909第3讲（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3 3章章 砌体结构构件的计砌体结构构件的计算方法算方法本章所阐述的本章所阐述的问题问题结构的作用效应结构的作用效应S S及结构抗力及结构抗力R R的基本概念。的基本概念。结构的可靠度概念和建筑结构的安全等级划分。结构的可靠度概念和建筑结构的安全等级划分。砌体结构承载力极限状态设计表达式的理解。砌体结构承载力极限状态设计表达式的理解。砌体强度设计值公式的理解。砌体强度设计值公式的理解。3 3 砌体结构构件的计算方法砌体结构构件的计算方法3.1 3.1 历史的回顾历史的回顾历史的回顾历史的回顾3.2 3.2 极限状态设计方法极限状态设计方法极限状态设计方法极限状态设计方法uu结构的极限状态结
2、构的极限状态结构的极限状态结构的极限状态uu3.2.2 3.2.2 结构的作用效应结构的作用效应结构的作用效应结构的作用效应S S及结构抗力及结构抗力及结构抗力及结构抗力R Ruu3.2.3 3.2.3 结构的可靠度和可靠指标结构的可靠度和可靠指标结构的可靠度和可靠指标结构的可靠度和可靠指标uu3.2.4 3.2.4 设计表达式设计表达式设计表达式设计表达式uu3.2.5 3.2.5 砌体强度设计值砌体强度设计值砌体强度设计值砌体强度设计值3.1 砌体结构可靠度设计方法的沿革砌体结构可靠度设计方法的沿革一、直接经验阶段一、直接经验阶段二、安全系数阶段二、安全系数阶段1 1、1919世纪末世纪末
3、2020世纪世纪2020、3030年代：采用线弹性理论的允许应力设计法：年代：采用线弹性理论的允许应力设计法：【 】2 2、2020世纪世纪4040年代：采用破坏强度（极限荷载）设计法：年代：采用破坏强度（极限荷载）设计法：KNKNikik ( (f fmm, ,a a) )3 3、2020世纪世纪5050年代：采用极限状态（三系数）设计法：年代：采用极限状态（三系数）设计法： n nikikN Nikik (m,Kf(m,Kfk k,a),a)三、以概率理论为基础的设计阶段三、以概率理论为基础的设计阶段 设计时要求结构的失效概率控制在可以接受的概率范围内。我国设计时要求结构的失效概率控制在可
4、以接受的概率范围内。我国19891989年开始采用。年开始采用。我国砌体结构设计的发展我国砌体结构设计的发展一、第一阶段一、第一阶段一、第一阶段一、第一阶段二、第二阶段二、第二阶段二、第二阶段二、第二阶段 1973 1973年颁布的年颁布的砖石结构设计规范砖石结构设计规范，采用多系数分析，单一安全，采用多系数分析，单一安全系数表达的半概率极限状态设计法。系数表达的半概率极限状态设计法。 1970 1970年年1212月编写的月编写的砖石结构的设计和计算砖石结构的设计和计算，采用总安全系数法。，采用总安全系数法。三、第三阶段三、第三阶段三、第三阶段三、第三阶段 1989 1989年至今，年至今，
5、19881988、20012001年分别颁布了年分别颁布了砌体结构设计规范砌体结构设计规范，采，采用以概率理论为基础的极限状态设计法。使用范围进一步扩大。用以概率理论为基础的极限状态设计法。使用范围进一步扩大。四、第四阶段四、第四阶段四、第四阶段四、第四阶段 2011 2011规范，充分吸纳了近年来涌现出来的新成果、新经验，充实了规范，充分吸纳了近年来涌现出来的新成果、新经验，充实了有关章节，较原版有关章节，较原版规范规范更加完善与系统，有着较多的创新亮点。更加完善与系统，有着较多的创新亮点。 3.2 极限状态设计方法极限状态设计方法根据现行国家标准根据现行国家标准建筑结构可靠度设计统一标准建
6、筑结构可靠度设计统一标准(GB 500682001)(GB 500682001)，砌体结构，砌体结构采用以概率理论为基础的极限采用以概率理论为基础的极限状态设计方法状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分采用分项系数的设计表达式进行计算项系数的设计表达式进行计算。结构的极限状态可分为如下两类：结构的极限状态可分为如下两类： 承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态3.2.1 3.2.1 3.2.1 3.2.1 结构的极限状态结构的极限状态结构的极限状态结构的极限状
7、态结构设计要求结构设计要求结构构件应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态结构构件应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态结构构件应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态结构构件应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，分别进行下列计算和验算。的要求，分别进行下列计算和验算。的要求，分别进行下列计算和验算。的要求，分别进行下列计算和验算。 (1) (1) 对所有结构构件均应进行对所有结构构件均应进行承载力计算承载力计算，必要时还应进行，必要时还应进行结构的滑移、结构的滑移、倾覆或漂浮验算倾覆或漂浮验算。 (2) (2) 对使用上需要控制变形的结构构件，应进行对使用上需要控制变形的结构构件
8、，应进行变形验算变形验算。 (3) (3) 对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行抗裂验算抗裂验算；对使用上允许；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算裂缝宽度验算。 结构设计的一般程序是先按承载能力极限状态的要求设计结构设计的一般程序是先按承载能力极限状态的要求设计结构设计的一般程序是先按承载能力极限状态的要求设计结构设计的一般程序是先按承载能力极限状态的要求设计结构构件，然后再按正常使用极限状态的要求进行验算。结构构件，然后再按正常使用极限状态的要求进行验算。结构构件，然后再按正常使用极限状态的要求进行验算。结构构件，然后再按
9、正常使用极限状态的要求进行验算。考虑考虑砌体结构的特点，其正常使用极限状态的要求，在一般情况下，砌体结构的特点，其正常使用极限状态的要求，在一般情况下，可由相应的结构措施保证。可由相应的结构措施保证。 3.2.2 结构的作用效应结构的作用效应S及结构抗力及结构抗力Ru 概念理解：概念理解：“ “荷载荷载荷载荷载” ”与与“ “作用作用作用作用” ”的区别的区别u 直接作用直接作用u 间接作用间接作用u 作用效应作用效应S Su 结构抗力结构抗力R R3.2.3 结构的可靠度和可靠指标结构的可靠度和可靠指标结构可靠度：结构可靠度：结构可靠度：结构可靠度： 是指在规定的时间和条件下，完成预定功能的
10、概率，是是指在规定的时间和条件下，完成预定功能的概率，是工程结构可靠性的概率度量。工程结构可靠性的概率度量。 为使设计者能针对所设计的结构的重要程度，正确地选为使设计者能针对所设计的结构的重要程度，正确地选择恰当的可靠度，设计统一标准择恰当的可靠度，设计统一标准将建筑结构的安全等级划分将建筑结构的安全等级划分将建筑结构的安全等级划分将建筑结构的安全等级划分为三级为三级为三级为三级（表（表3-23-2）。）。3.2.4 承载力极限状态的设计表达式承载力极限状态的设计表达式结构的重要性系数结构的重要性系数结构的重要性系数结构的重要性系数 0 0：一级或设计年限：一级或设计年限：一级或设计年限：一级
11、或设计年限5050年以上的不应小于；年以上的不应小于；年以上的不应小于；年以上的不应小于；二级或设计年限二级或设计年限二级或设计年限二级或设计年限5050年的，不应小于；三级或设计年限年的，不应小于；三级或设计年限年的，不应小于；三级或设计年限年的，不应小于；三级或设计年限1-51-5年年年年的，不应小于；的，不应小于；的，不应小于；的，不应小于；砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式进行最砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式进行最砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式进行最砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式进行最不利组合：不利组合：不利组合：不利组合：1
12、. 由可变荷载效应控制的组合值由可变荷载效应控制的组合值其简化公式为：其简化公式为：其简化公式为：其简化公式为：（3-103-10）（3-173-17）2. 由永久荷载效应控制的组合值由永久荷载效应控制的组合值其简化公式为：其简化公式为：其简化公式为：其简化公式为：当砌体结构作为一个刚体，需要验算整体稳定，例如验算倾当砌体结构作为一个刚体，需要验算整体稳定，例如验算倾当砌体结构作为一个刚体，需要验算整体稳定，例如验算倾当砌体结构作为一个刚体，需要验算整体稳定，例如验算倾覆、滑移、漂浮等，此时式（覆、滑移、漂浮等，此时式（覆、滑移、漂浮等，此时式（覆、滑移、漂浮等，此时式（3-103-10）和式
13、（）和式（）和式（）和式（3-113-11）的区别在）的区别在）的区别在）的区别在于要区分起有利作用和不利作用的永久荷载标准值的效应，于要区分起有利作用和不利作用的永久荷载标准值的效应，于要区分起有利作用和不利作用的永久荷载标准值的效应，于要区分起有利作用和不利作用的永久荷载标准值的效应，且为了确保其可靠度，起有利作用的永久荷载的分项系数取且为了确保其可靠度，起有利作用的永久荷载的分项系数取且为了确保其可靠度，起有利作用的永久荷载的分项系数取且为了确保其可靠度，起有利作用的永久荷载的分项系数取得较小。因而，砌体结构的整体稳定性统一按下式计算：得较小。因而，砌体结构的整体稳定性统一按下式计算：得
14、较小。因而，砌体结构的整体稳定性统一按下式计算：得较小。因而，砌体结构的整体稳定性统一按下式计算：（3-113-11）3.2.5 正常使用极限状态正常使用极限状态对于钢筋混凝土结构构件，有一系列满足正常使对于钢筋混凝土结构构件，有一系列满足正常使对于钢筋混凝土结构构件，有一系列满足正常使对于钢筋混凝土结构构件，有一系列满足正常使用极限状态要求的计算或验算方法，如裂缝控制用极限状态要求的计算或验算方法，如裂缝控制用极限状态要求的计算或验算方法，如裂缝控制用极限状态要求的计算或验算方法，如裂缝控制验算和受弯构件挠度验算。验算和受弯构件挠度验算。验算和受弯构件挠度验算。验算和受弯构件挠度验算。但对于
15、砌体结构构件，尤其是但对于砌体结构构件，尤其是但对于砌体结构构件，尤其是但对于砌体结构构件，尤其是无筋砌体无筋砌体无筋砌体无筋砌体是一种脆是一种脆是一种脆是一种脆性材料，且主要用于受压，其正常使用极限状态性材料，且主要用于受压，其正常使用极限状态性材料，且主要用于受压，其正常使用极限状态性材料，且主要用于受压，其正常使用极限状态基本上基本上基本上基本上以相应的构造要求或规定来代替上述验算。以相应的构造要求或规定来代替上述验算。以相应的构造要求或规定来代替上述验算。以相应的构造要求或规定来代替上述验算。3.2.6 砌体强度设计值砌体强度设计值一、砌体强度设计值与平均值的关系一、砌体强度设计值与平
16、均值的关系一、砌体强度设计值与平均值的关系一、砌体强度设计值与平均值的关系1.1.1.1.一般砌体一般砌体一般砌体一般砌体一、砌体强度设计值与平均值的关系一、砌体强度设计值与平均值的关系2.2.2.2.混凝土砌块灌孔砌体混凝土砌块灌孔砌体混凝土砌块灌孔砌体混凝土砌块灌孔砌体同理，按可靠度要求，得同理，按可靠度要求，得同理，按可靠度要求，得同理，按可靠度要求，得考虑灌孔混凝土砌块墙体中清扫孔的不利影响，设计计算考虑灌孔混凝土砌块墙体中清扫孔的不利影响，设计计算考虑灌孔混凝土砌块墙体中清扫孔的不利影响，设计计算考虑灌孔混凝土砌块墙体中清扫孔的不利影响，设计计算时取：时取：时取：时取：二、砌体抗剪强
17、度设计值与平均值的关系二、砌体抗剪强度设计值与平均值的关系1. 1. 一般情况一般情况一般情况一般情况各类砌体（毛石砌体除外）抗剪强度的变异系数为各类砌体（毛石砌体除外）抗剪强度的变异系数为各类砌体（毛石砌体除外）抗剪强度的变异系数为各类砌体（毛石砌体除外）抗剪强度的变异系数为 f f，毛石砌，毛石砌，毛石砌，毛石砌体的体的体的体的 f f，则则得得得得对于毛石砌体：对于毛石砌体：对于毛石砌体：对于毛石砌体：2. 2. 剪剪剪剪- -压应力作用下压应力作用下压应力作用下压应力作用下3. 混凝土砌块灌孔砌体混凝土砌块灌孔砌体按可靠度要求：按可靠度要求：按可靠度要求：按可靠度要求：设计计算时规定取
18、：设计计算时规定取：设计计算时规定取：设计计算时规定取：f fvgvg混凝土砌块灌孔砌体抗剪强度设计值混凝土砌块灌孔砌体抗剪强度设计值混凝土砌块灌孔砌体抗剪强度设计值混凝土砌块灌孔砌体抗剪强度设计值三、砌体强度设计值的调整系数三、砌体强度设计值的调整系数u上述砌体强度是依据试验研究结果，并按一般的上述砌体强度是依据试验研究结果，并按一般的上述砌体强度是依据试验研究结果，并按一般的上述砌体强度是依据试验研究结果，并按一般的主要影响因素而剪力的。对于实际工程中的砌体，主要影响因素而剪力的。对于实际工程中的砌体，主要影响因素而剪力的。对于实际工程中的砌体，主要影响因素而剪力的。对于实际工程中的砌体，
19、在设计上还需进一步考虑结构可靠性及经济性。在设计上还需进一步考虑结构可靠性及经济性。在设计上还需进一步考虑结构可靠性及经济性。在设计上还需进一步考虑结构可靠性及经济性。u设计计算时，需将上述给定的砌体强度设计值乘设计计算时，需将上述给定的砌体强度设计值乘设计计算时，需将上述给定的砌体强度设计值乘设计计算时，需将上述给定的砌体强度设计值乘以调整系数以调整系数以调整系数以调整系数 a a，即取，即取，即取，即取 a a f f。u这样做实质上是调整砌体结构构件的承载力。这样做实质上是调整砌体结构构件的承载力。这样做实质上是调整砌体结构构件的承载力。这样做实质上是调整砌体结构构件的承载力。面积面积水泥砂浆水泥砂浆验算施工验算施工习题习题针对老规范针对老规范习题习题习题习题查混凝土结构规范查混凝土结构规范查混凝土结构规范查混凝土结构规范作业作业作业作业1-4：【作业作业作业作业5 5】EndEnd
