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1、第四章第四章 配筋砖砌体构件承载力计算配筋砖砌体构件承载力计算 彭述权配筋砌体定义配筋砌体定义砌体配筋作用：提高砌体抗压、抗弯强度砌体配筋作用：提高砌体抗压、抗弯强度配筋砌体分类：配筋砌体分类：1配筋砖砌体配筋砖砌体 水平网状配筋砌体水平网状配筋砌体混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙水平网状配筋砌水平网状配筋砌体体,在水平灰缝中在水平灰缝中配置钢筋网片提配置钢筋网片提高轴心抗压承载高轴心抗压承载力力混凝土或钢筋砂混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌浆面层组合砖砌体体,偏心距超限的偏心距超限的砖砌体外侧配置砖砌体外侧配
2、置纵向钢筋提高偏纵向钢筋提高偏心抗压承载力心抗压承载力砖砌体和钢筋混砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合凝土构造柱组合墙墙,砌体中构造柱砌体中构造柱间距小于间距小于4m提高提高砖墙的承载力砖墙的承载力 网状配筋砌体网状配筋砌体(a)用方格网状配筋的砖柱用方格网状配筋的砖柱 (b)连弯钢筋网连弯钢筋网混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体配筋砌块砌体配筋砌块砌体 网状配筋砖砌体构件受压破坏网状配筋砖砌体构件受压破坏网状配筋砖砌体构件网状配筋砖砌体构件水平网状配筋对砌体承载力的影响水平网状配筋对砌体承载力的影响 约束砂浆和砖的横向变形，间接提约束砂浆和砖的横向变形，间接提高砌体竖向抗
3、压承载力；高砌体竖向抗压承载力； 延缓砖块的开裂及其裂缝的发展；延缓砖块的开裂及其裂缝的发展； 阻止竖向裂缝的上下贯通，避免砖阻止竖向裂缝的上下贯通，避免砖砌体被分裂成小柱导致失稳破坏。砌体被分裂成小柱导致失稳破坏。 提高砖砌体小偏心抗压承载力提高砖砌体小偏心抗压承载力 体积配筋率体积配筋率 网状配筋对砌体强度的影响网状配筋对砌体强度的影响网状配筋砖砌体试验破坏状况网状配筋砖砌体试验破坏状况轴心受压时，网状配筋砌体的极限强度与体积配筋率有关轴心受压时，网状配筋砌体的极限强度与体积配筋率有关偏心受压时，随着偏心距偏心受压时，随着偏心距e的增大，受压区面积减小，钢筋的增大，受压区面积减小，钢筋网片
4、对砌体的约束效应降低网片对砌体的约束效应降低网状配筋砖砌体的抗压强度计算公式网状配筋砖砌体的抗压强度计算公式fn网状配筋砖砌体的抗压强度设计值；网状配筋砖砌体的抗压强度设计值；f 砖砌体的抗压强度设计值；砖砌体的抗压强度设计值；e 轴向力的偏心距；轴向力的偏心距；体积配筋率；体积配筋率；y 截面重心到轴向力所在偏心方向截面边截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离；缘的距离；fy钢筋的抗拉强度设计值，钢筋的抗拉强度设计值，fy320MPa； Vs、V钢筋和砌体的体积；钢筋和砌体的体积；网状配筋砖砌体构件的影响系数网状配筋砖砌体构件的影响系数考虑高厚比考虑高厚比和初始和初始偏心距偏心距e对承载
5、力的影响，对承载力的影响，网状配筋砖砌体构件的网状配筋砖砌体构件的影响系数：影响系数：三、网状配筋砖砌体构件的适用范围三、网状配筋砖砌体构件的适用范围水平网状配筋砖砌体受压构件使用范围应符合下列规定：水平网状配筋砖砌体受压构件使用范围应符合下列规定： 偏心距超过截面核心范围，不宜采用网状配筋砖砌偏心距超过截面核心范围，不宜采用网状配筋砖砌体构件；（矩形截面体构件；（矩形截面e/h；e/h但构件高厚比但构件高厚比16） 矩形截面轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向矩形截面轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边
6、长方向按轴心受压进行验算；按轴心受压进行验算； 当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时，尚应验当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时，尚应验算无筋砌体的局部受压承载力算无筋砌体的局部受压承载力 。构造规定构造规定 网状配筋砖砌体中的体积配筋率，不应小于网状配筋砖砌体中的体积配筋率，不应小于0.1%，并不应大于并不应大于1%。 采用方格钢筋网时，钢筋的直径宜采用采用方格钢筋网时，钢筋的直径宜采用34mm；当；当采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm；当采；当采用连弯钢筋网用连弯钢筋网(图图6-1b)时，网的钢筋方向应互相垂直，时，网的钢筋方向应互相垂直，沿砌体
7、高度交错布置，沿砌体高度交错布置，Sn取同一方向网的间距。取同一方向网的间距。 钢筋网中钢筋的间距不应大于钢筋网中钢筋的间距不应大于120mm，并不应小于，并不应小于30mm。 钢筋网的间距，不应大于钢筋网的间距，不应大于5皮砖，并不应大于皮砖，并不应大于400mm。 网状配筋砖砌体所用砂浆不应低于；钢筋网应设置网状配筋砖砌体所用砂浆不应低于；钢筋网应设置在砌体在砌体 的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少各有各有2mm厚的砂浆层。厚的砂浆层。组合砖砌体构件组合砖砌体构件 对改善砌体的抗弯性能有很大作用。对改善砌体的抗弯性能有很大作用。 组合砖砌体构件
8、的试验研究组合砖砌体构件的试验研究砌体配置钢筋和混凝土或砂浆面层可使砌体轴心受压砌体配置钢筋和混凝土或砂浆面层可使砌体轴心受压承载力提高；承载力提高；由于配了纵向钢筋构件偏心受压承载力大大提高；由于配了纵向钢筋构件偏心受压承载力大大提高；由于砖砌体、混凝土、砂浆材料应力由于砖砌体、混凝土、砂浆材料应力应变关系存在应变关系存在差异，砌体抗压强度的发挥受到限制差异，砌体抗压强度的发挥受到限制80%根据四川省建科院的组合柱试验结果，根据四川省建科院的组合柱试验结果，组合砖砌体抗压承载力计算公式：组合砖砌体抗压承载力计算公式：式中，式中， f、A 砌体的抗压强度和截面积；砌体的抗压强度和截面积； fc
9、、Ac 混凝土棱柱抗压强度和截面积；混凝土棱柱抗压强度和截面积； fs、As 钢筋的强度和截面积；钢筋的强度和截面积；随配筋率增加组合砌体性能由无筋随配筋率增加组合砌体性能由无筋砌体向钢筋混凝土接近砌体向钢筋混凝土接近小偏心受压构件压应力较大边的砂小偏心受压构件压应力较大边的砂浆或混凝土先压碎浆或混凝土先压碎大偏心受压时受拉区钢筋先达到屈大偏心受压时受拉区钢筋先达到屈服，裂缝开展使受压区缩小而破坏服，裂缝开展使受压区缩小而破坏轴力和弯矩极限相关试验得到考虑轴力和弯矩极限相关试验得到考虑高厚比和偏心距承载力曲线图高厚比和偏心距承载力曲线图组合砖砌体的弯矩组合砖砌体的弯矩轴力极限相关曲线轴力极限相
10、关曲线组合砖砌体轴心受压构件的承载力计算公式：组合砖砌体轴心受压构件的承载力计算公式：组合砖砌体构件的稳定系数，组合砖砌体构件的稳定系数， A 砖砌体的截面面积；砖砌体的截面面积； fc混凝土或面层砂浆的轴心抗压强度设混凝土或面层砂浆的轴心抗压强度设计值，砂浆的轴心抗压强度设计值可计值，砂浆的轴心抗压强度设计值可取为同强度等级混凝土的轴心抗压强取为同强度等级混凝土的轴心抗压强 度设计值的度设计值的70%，当砂浆为，当砂浆为M15时，取时，取 ；当砂浆为；当砂浆为M10时，取；时，取； 当砂浆为时，取；当砂浆为时，取； Ac混凝土或砂浆面层的截面面积；混凝土或砂浆面层的截面面积；s受压钢筋的强度
11、系数，当为混凝土面受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时，可取；当为砂浆面层时可层时，可取；当为砂浆面层时可 取；取；组合砖砌体偏心受压构件的承载力计算公式组合砖砌体偏心受压构件的承载力计算公式(a) 小偏心受压小偏心受压 (b) 大偏心受压大偏心受压其中有关偏心距表达式为，其中有关偏心距表达式为，组合砖砌体偏心受压构件组合砖砌体偏心受压构件大偏心受压时，即大偏心受压时，即小偏心受压小偏心受压 组合砖砌体构件的构造规定组合砖砌体构件的构造规定1面层混凝土强度等级宜采用面层混凝土强度等级宜采用C20，面层水泥砂浆强度等级不，面层水泥砂浆强度等级不宜低于宜低于M10，砌筑砂浆不宜低于。，砌筑砂浆不宜
12、低于。2竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，不应小于表竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，不应小于表6-3中的规中的规定。竖向受力钢筋距砖砌体表面的距离不应小于定。竖向受力钢筋距砖砌体表面的距离不应小于5mm。表表6-3 混凝土保护层最小厚度混凝土保护层最小厚度(mm)环境条件环境条件室内正常环境室内正常环境露天或室内潮湿环境露天或室内潮湿环境构件类别构件类别墙墙1525柱柱3035注：当面层为水泥砂浆时，对于柱，保护层厚度可减小注：当面层为水泥砂浆时，对于柱，保护层厚度可减小5mm。3砂浆面层的厚度，可采用砂浆面层的厚度，可采用3045mm。当面层厚度大于。当面层厚度大于45mm时，其面层宜采用混凝
13、土。时，其面层宜采用混凝土。竖向受力钢筋宜采用竖向受力钢筋宜采用HPB235级钢筋，对于混凝土面层，亦可采用级钢筋，对于混凝土面层，亦可采用HRB335级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于0.1%，对混凝土面层，不宜小于，对混凝土面层，不宜小于0.2%。受拉钢筋的配筋率，不应。受拉钢筋的配筋率，不应小于小于0.1%。竖向受力钢筋的直径，不应小于。竖向受力钢筋的直径，不应小于8mm，钢筋的净间距，钢筋的净间距，不应小于不应小于30mm。5箍筋的直径，不宜小于箍筋的直径，不宜小于4mm及倍的受压钢筋直径，并不宜大于及倍的受压钢筋直径，
14、并不宜大于6mm。箍筋的间距，不应大于。箍筋的间距，不应大于20倍受压钢筋的直径，及倍受压钢筋的直径，及500mm，并不应小于并不应小于120mm。6当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于4根时，应设置附加根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。箍筋或拉结钢筋。对于截面长短边相差较大的构件如墙体等，应采用穿通墙体的拉对于截面长短边相差较大的构件如墙体等，应采用穿通墙体的拉结钢筋作为箍筋，同时设置水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖向结钢筋作为箍筋，同时设置水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖向间距及拉结钢筋的水平间距，均不应大于间距及拉结钢筋的水平间距，均不应大于500mm
15、砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙砖砌体砖砌体“弱框架弱框架”（ 构造柱圈梁）构造柱圈梁）组合砖墙轴心受压承载力计算公式：组合砖墙轴心受压承载力计算公式：式中，式中，com组合砖墙的稳定系数，可按表组合砖墙的稳定系数，可按表6-2采用采用 强度系数，当强度系数，当l/bc小于小于4时取时取l/bc等于等于4l 沿墙长方向构造柱的间距沿墙长方向构造柱的间距bc沿墙长方向构造柱的宽度沿墙长方向构造柱的宽度An砖砌体的净截面面积砖砌体的净截面面积Ac构造柱的截面面积构造柱的截面面积配筋砌块砌体构件计算配筋砌块砌体构件计算配筋砌块砌体的特点配筋砌块砌体的特点抗压、抗拉和抗剪强度俱
16、佳，抗压、抗拉和抗剪强度俱佳，抗震性能优良抗震性能优良配筋砌块砌体适用范围配筋砌块砌体适用范围中高层抗震设防地区房屋中高层抗震设防地区房屋结构内力与位移计算方法结构内力与位移计算方法按弹性方法计算按弹性方法计算正截面受压承载力计算正截面受压承载力计算与钢筋混凝土正截面承载力计算的基本假定和模式相同与钢筋混凝土正截面承载力计算的基本假定和模式相同 截面应变保持平面；截面应变保持平面； 竖向钢筋与其毗邻的砌体，灌孔混凝土的应变相同；竖向钢筋与其毗邻的砌体，灌孔混凝土的应变相同； 不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度；不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度； 根据材料选择砌体，灌孔混凝土的极限压应变，且不根据
17、材料选择砌体，灌孔混凝土的极限压应变，且不应大于；应大于； 根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于。根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于。考虑箍筋或水平分布钢筋作用，正截面受压承载力计算公式：考虑箍筋或水平分布钢筋作用，正截面受压承载力计算公式： N 轴向力设计值轴向力设计值fg灌孔砌体的抗压强度设计值，灌孔砌体的抗压强度设计值， fy钢筋的抗压强度设计值钢筋的抗压强度设计值A 构件的毛截面面积构件的毛截面面积 As全部竖向钢筋的截面面积全部竖向钢筋的截面面积 0g轴心受压构件的稳定系数轴心受压构件的稳定系数 构件的高厚比构件的高厚比无箍筋或水平分布钢筋时，无箍筋或水平分布钢筋时， fy
18、 As=0孔洞中仅设置一根钢筋孔洞中仅设置一根钢筋时，配筋砌块砌体墙在平时，配筋砌块砌体墙在平面外的受压承载力采用砌面外的受压承载力采用砌块灌孔砌体的强度指标按块灌孔砌体的强度指标按无筋砌体构件受压承载力无筋砌体构件受压承载力的计算模式进行计算的计算模式进行计算偏心受压配筋砌块砌体剪力墙正截面承载力计算偏心受压配筋砌块砌体剪力墙正截面承载力计算截面类型截面类型受压区高度受压区高度破坏形态破坏形态大偏心受压大偏心受压xbh0受拉边钢筋先屈服，受压边砌块达极限压应变受拉边钢筋先屈服，受压边砌块达极限压应变小偏心受压小偏心受压x bh0偏心受压边砌块达极限压应变偏心受压边砌块达极限压应变界限相对受压
19、区高度：界限相对受压区高度：b（HPB235），），b（HRB335）0.53 矩形截面大偏心受压正截面矩形截面大偏心受压正截面承载力计算简图承载力计算简图 矩形截面大偏心受压时的截面承载能力计算矩形截面大偏心受压时的截面承载能力计算 矩形截面小偏心受压时截面承载力计算矩形截面小偏心受压时截面承载力计算 对称配筋对称配筋T形、倒形、倒L形截面偏心受压构件承载力计算形截面偏心受压构件承载力计算偏心受压构件偏心受压构件T形、倒形、倒L形截面翼缘计算宽度形截面翼缘计算宽度bf考虑情况考虑情况 T形截面形截面倒倒L形截面形截面按构件计算高度按构件计算高度H0考虑考虑H0/3H0/6按腹板间距按腹板间距
20、L考虑考虑LL/2按翼缘宽度按翼缘宽度hf考虑考虑b+12hfb+6hf按翼缘实际宽度按翼缘实际宽度bf考考虑虑bfbf考虑翼缘的共同作用，正截面受压承载力应按下列规定计算：考虑翼缘的共同作用，正截面受压承载力应按下列规定计算：（1）当受压区高度）当受压区高度应按宽度为应按宽度为bf的矩形截面计算的矩形截面计算应考虑腹板的受压作用，应按下列公式计算：应考虑腹板的受压作用，应按下列公式计算：大偏心受压极限状态下，截面承载力计算基本方程取大偏心受压极限状态下，截面承载力计算基本方程取小偏心受压时，忽略竖向分布筋的作用，建立截面内力小偏心受压时，忽略竖向分布筋的作用，建立截面内力平衡方程平衡方程 T
21、形截面偏心受压正截面承载力计算简图形截面偏心受压正截面承载力计算简图斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 配筋砌块砌体剪力墙的抗剪承载力的影响因素配筋砌块砌体剪力墙的抗剪承载力的影响因素 材料强度材料强度 垂直正应力垂直正应力 墙体的高宽比或剪跨比墙体的高宽比或剪跨比 水平和垂直的配筋率水平和垂直的配筋率配筋砌块砌体剪力墙连梁的斜截面受剪承载力配筋砌块砌体剪力墙连梁的斜截面受剪承载力1当连梁采用钢筋混凝土时，连梁的承载力应按国家现行标准当连梁采用钢筋混凝土时，连梁的承载力应按国家现行标准混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010的有关规定进行计算；的有关规定进行计算；2当连梁采用配筋砌块砌体时，应符合下列规定：当连梁采用配筋砌块砌体时，应符合下列规定：（1）连梁的截面应符合下列要求：）连梁的截面应符合下列要求：（2）连梁的斜截面受剪承载力计算公式）连梁的斜截面受剪承载力计算公式式中，式中，Vb连梁的剪力设计值；连梁的剪力设计值；b 连梁的截面宽度；连梁的截面宽度；h0连梁的截面有效高度；连梁的截面有效高度； Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；面积； fyv箍筋的抗拉强度设计值；箍筋的抗拉强度设计值；s 沿构件长度方向箍筋的间距沿构件长度方向箍筋的间距
