1、第第4 4章章 配筋砌体构件承载力的计算配筋砌体构件承载力的计算 教学提示：本章较详细地介绍了配筋砌体结构构件承教学提示：本章较详细地介绍了配筋砌体结构构件承载力的计算方法和构造规定，并通过相应例题，说明计算载力的计算方法和构造规定，并通过相应例题，说明计算方法和构造要求在实际工程中的应用。方法和构造要求在实际工程中的应用。教学要求：本章让学生熟练掌握配筋砌体构件的承载教学要求：本章让学生熟练掌握配筋砌体构件的承载力计算方法，重点理解配筋砌体构件的受力特点，深刻了力计算方法，重点理解配筋砌体构件的受力特点，深刻了解相关的构造要求，以应用这些基本知识和方法，解决砌解相关的构造要求，以应用这些基本
2、知识和方法，解决砌体结构工程中的实际问题。体结构工程中的实际问题。当无筋砌当无筋砌体构件不能满体构件不能满足承载力要求足承载力要求或截面尺寸受或截面尺寸受到限制时。到限制时。采用采用配配 筋筋 砌砌 体体 构构 件件 网状配筋砖砌体构件网状配筋砖砌体构件 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 组合砖砌体构件组合砖砌体构件 配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体构件 种种 类类4.1 4.1 网状配筋砖砌体受压构件网状配筋砖砌体受压构件图图4-1 4-1 网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体 网状配筋砖砌体是指在网状配筋砖砌体是指在砖砌体水平灰缝内每隔一定砖砌体水平灰缝内每隔一定间距设置钢
3、筋网片。间距设置钢筋网片。4.1.1 4.1.1 网状配筋砖砌体构件的受压性能网状配筋砖砌体构件的受压性能 破坏特征：破坏特征：（1 1）N=N=（0.60.60.750.75）N Np p之前，破坏形态同无筋砖砌体，出之前，破坏形态同无筋砖砌体，出现第一批裂缝时的荷载比无筋砌体高；现第一批裂缝时的荷载比无筋砌体高；（2 2）N0.75NN0.75Np p后，逐渐出现破坏征兆，但不能沿砌体高度方后，逐渐出现破坏征兆，但不能沿砌体高度方向形成连续的裂缝；向形成连续的裂缝；（3 3）荷载增至极限荷载增至极限，砌体外侧不断有砖碎块脱落；破坏时，砌体外侧不断有砖碎块脱落；破坏时，有些砖块完全压碎。有些
4、砖块完全压碎。和无筋砖砌体明显不同，不会发生和无筋砖砌体明显不同，不会发生1/21/2砖柱失砖柱失稳破坏。稳破坏。工作机理：工作机理：横向配筋约束下，使砌体上纵向裂缝发展受到抑制，从而不横向配筋约束下，使砌体上纵向裂缝发展受到抑制，从而不会发生小砖柱失稳的破坏现象，因而，配筋砌体承载力得到提高。会发生小砖柱失稳的破坏现象，因而，配筋砌体承载力得到提高。AfNnnynfyeff2124.1.2 4.1.2 受压承载力计算受压承载力计算式中式中 N N 轴向力设计值；轴向力设计值；n n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；A A 截面面积；截面面积；高厚比和配筋率以及轴
5、向力的偏心距对网状配筋砖砌体高厚比和配筋率以及轴向力的偏心距对网状配筋砖砌体受压构件承载力的影响系数，可按公式计算，也可按表受压构件承载力的影响系数，可按公式计算，也可按表4-14-1查得；查得；n网状配筋砖砌体受压构件的承载力计算公式网状配筋砖砌体受压构件的承载力计算公式nsabsAba)(e轴向力的偏心距；轴向力的偏心距；y自截面重心至轴向力所在偏心方向截面边缘的距离；自截面重心至轴向力所在偏心方向截面边缘的距离；体积配筋率；体积配筋率；As钢筋的截面面积；钢筋的截面面积；sssAabbaBHabbBHaBHABaHHbBV)(nBHSV nsabsAba)(y钢筋的抗拉强度设计值，当钢筋
6、的抗拉强度设计值，当y大于大于320MPa时，仍采用时，仍采用320MPa；网状配筋砖砌体受压构件的稳定系数；网状配筋砖砌体受压构件的稳定系数；构件的高厚比。构件的高厚比。on2020)45.00015.0(11111211211nnnhe 试验表明，当荷载偏心作用时，横向配筋的效果将随偏试验表明，当荷载偏心作用时，横向配筋的效果将随偏心距的增大而降低。因此，网状配筋砖砌体受压构件尚应符心距的增大而降低。因此，网状配筋砖砌体受压构件尚应符合下列规定：合下列规定：偏心距超过截面核心范围（对于矩形截面即偏心距超过截面核心范围（对于矩形截面即e/h0.17），或构件的高厚比），或构件的高厚比16时，
7、不宜采用网状配筋砖时，不宜采用网状配筋砖砌体构件；砌体构件；网状配筋的适用范围：网状配筋的适用范围：对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长对矩形截面构件，当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按轴心受压进行验算。较小边长方向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。验算无筋砌体的局部受压承载力。网状配筋砖砌体构件的构造应符合下列规定：网状配筋砖砌体构件的构造应符合下列规定：（1）网状配筋砖砌体中的体积配筋
8、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%；（2）采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用）采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用3mm4mm；（3）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，并不应小于不应小于30mm；4.1.3 构造规定构造规定 （4）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；（5）网状配筋砖砌体所用的砂浆强度等级不应低）网状配筋砖砌体所用的砂浆强度等级不应低于于M7.5；钢筋网应设置在砌体的水平灰缝中，灰缝厚度；钢筋网应设置在砌体的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上
9、下至少各有应保证钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。厚的砂浆层。4.1.3 构造规定构造规定 例例4-1 一网状配筋砖柱，截面尺寸一网状配筋砖柱，截面尺寸b h=370mm 490mm，柱的计算高度，柱的计算高度H0=3.9m，承受轴向力设计值，承受轴向力设计值N=185kN，沿长边方向弯矩设计值沿长边方向弯矩设计值M=12kNm，MU10烧结普通砖和烧结普通砖和M7.5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，网状配筋采用级，网状配筋采用 b4冷拔低碳钢丝焊接方格网（冷拔低碳钢丝焊接方格网（As=12.6mm2），钢丝间距），钢丝间距a=50mm，钢丝网竖向间距钢丝
10、网竖向间距sn=252mm，fy=430MPa，试验算该砖柱的承，试验算该砖柱的承载力。载力。解解 （1）沿截面长边方向的承载力验算）沿截面长边方向的承载力验算fy=430Mpa320Mpa，取，取fy=320Mpa查表查表2-7得得f=1.69MPaA=0.370.49=0.1813m20.2 m2，a=0.8+0.1813=0.9813%1.0%2.0002.025250506.125050)(nsabsAbammmNMe65065.018512133.049065he 0.17 266.0133.02yeynfyeff)21(2MPafyeffyn29.2320002.0)266.021
11、(269.1)21(2考虑强度调整系数后考虑强度调整系数后fn=0.98132.29=2.25MPa96.749039000.10hH b）800650s)(ysyff（2）大偏心受压时（）大偏心受压时（b）ysfb受压区相对高度的限值：受压区相对高度的限值：HPB300级钢筋，级钢筋，b=0.47；HRB335级钢筋，级钢筋，b=0.44；HRB400级钢筋，级钢筋，b=0.36。4.2.4 构造规定构造规定 组合砖砌体构件的构造应符合下列规定：组合砖砌体构件的构造应符合下列规定：（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，面层水泥砂浆强度等级不宜低于泥砂浆强度等
12、级不宜低于M10。砌筑砂浆的强度等。砌筑砂浆的强度等级不宜低于级不宜低于M7.5；（2）砂浆面层的厚度，可采用）砂浆面层的厚度，可采用30 mm45mm。当面层厚度大于当面层厚度大于45mm时，其面层宜采用混凝土；时，其面层宜采用混凝土；（3）竖向受力钢筋宜采用）竖向受力钢筋宜采用HPB300级钢筋，对级钢筋，对于混凝土面层，亦可采用于混凝土面层，亦可采用HRB335级钢筋。受压钢级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于0.1%，对，对混凝土面层，不宜小于混凝土面层，不宜小于0.2%。受拉钢筋的配筋率，。受拉钢筋的配筋率，不应小于不应小于0.1%。
13、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，不应小于，钢筋的净间距，不应小于30mm；（4）箍筋的直径，不宜小于）箍筋的直径，不宜小于4mm及及0.2倍的倍的受压钢筋的直径，并不宜大于受压钢筋的直径，并不宜大于6mm。箍筋的间距，。箍筋的间距，不应大于不应大于20倍受压钢筋的直径及倍受压钢筋的直径及500mm，并不应，并不应小于小于120mm；（5）当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋）当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋；根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋；（6）对于截面长短边相差较大的构件如墙体等，应采）对于截面长短边相差
14、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。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间距及拉结钢筋的水平间距，均不应大水平分布钢筋的竖向间距及拉结钢筋的水平间距，均不应大于于500mm，如图，如图4-4所示；所示；（7）组合砖砌体构件的顶部和底部，以及牛腿部位，必）组合砖砌体构件的顶部和底部，以及牛腿部位，必须设置钢筋混凝土垫块。竖向受力钢筋伸入垫块的长度，必须须设置钢筋混凝土垫块。竖向受力钢筋伸入垫块的长度，必须满足锚固要求。满足锚固要求。图图4-4 混凝土或砂浆面层组合墙混凝土或砂浆面层组合墙 例例4-2 一承重横墙，墙厚一承重
15、横墙，墙厚240mm，计算高度，计算高度H0=3.6m，每米宽，每米宽度墙体承受轴心压力设计值度墙体承受轴心压力设计值N=530kN/m，采用，采用MU15蒸压灰砂普通砖蒸压灰砂普通砖和和 M7.5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，试验算该墙承载级，试验算该墙承载力是否满足要求。若不满足，试设计采用组合砖砌体。力是否满足要求。若不满足，试设计采用组合砖砌体。解：查表解：查表2-9，f=2.07MPa1824036002.10bH，查，查表表3-1得得67.0kNNkNNfA53086.3321086.332240100007.267.03不满足要求。不满足要
16、求。满足要求。）（）（，查表kNNkNNAfAffAbhAmmAsyscccomcomss53081.5551081.5554.4022709.06010004.3240100007.2696.0696.024%17.024010004.4024.4023.504232 采用双面钢筋水泥砂浆面层组合砖砌体，按构造要求采用采用双面钢筋水泥砂浆面层组合砖砌体，按构造要求采用M10水泥砂浆，水泥砂浆，fc=3.4MPa，每边砂浆面层厚，每边砂浆面层厚30mm，钢筋采用，钢筋采用HPB300级级钢筋，钢筋，=270MPa，竖向钢筋采用，竖向钢筋采用 8间距间距250mm，水平钢筋采用，水平钢筋采用 6
17、间距间距250mm，并按规定设穿墙拉结筋。，并按规定设穿墙拉结筋。yf 4.3 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 在砖墙中间隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱，并在砖墙中间隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱，并在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁（约束梁），使砖砌在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁（约束梁），使砖砌体墙与钢筋混凝土构造柱和圈梁组成一个整体结构共同体墙与钢筋混凝土构造柱和圈梁组成一个整体结构共同受力。受力。图图4-6 4-6 砖砌体和构造柱组合墙截面砖砌体和构造柱组合墙截面 式中式中 组合砖墙的稳定系数，按表组合砖墙的稳定系数，按表4-2查用；查用；强度系数，当强度系数
18、，当l/bc bh0时，按小偏时，按小偏心受压计算，心受压计算，图图4-9 4-9 矩形截面偏心受压正截面承载力计算简图矩形截面偏心受压正截面承载力计算简图 (1)(1)大偏心受压计算公式大偏心受压计算公式NsisisysygAfAfAfbxf NNesisissygSfahAfxhbxf002 当大偏心受压计算的受压区高度当大偏心受压计算的受压区高度x2as时，其正截面时，其正截面承载力可按下式计算承载力可按下式计算 NeN ssyahAf0(2)(2)小偏心受压计算公式小偏心受压计算公式 NsssygAAfbxf NNessygahAfxhbxf002 8.08.00hxfbys 当受压区
19、竖向受压主筋无箍筋或无水平钢筋约束时，当受压区竖向受压主筋无箍筋或无水平钢筋约束时，可不考虑竖向受压主筋的作用，即取可不考虑竖向受压主筋的作用，即取 。0syAf 矩形截面对称配筋砌块砌体小偏心受压时，也矩形截面对称配筋砌块砌体小偏心受压时，也可近似按下列公式计算钢筋截面面积：可近似按下列公式计算钢筋截面面积：sygNssahfbhfNeAA0205.01bgsbgNgbbhfahbhfNebhfNhx0020008.043.0小偏心受压承载力计算中未考虑竖向分布钢筋的作用。小偏心受压承载力计算中未考虑竖向分布钢筋的作用。4.4.2 斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算1.剪力墙的截面尺寸
20、剪力墙的截面尺寸 为确保墙体不产生斜压破坏，剪力墙要有足够的截面尺为确保墙体不产生斜压破坏，剪力墙要有足够的截面尺寸，即寸，即 V025.0bhfg 2.2.偏心受压时的斜截面受剪承载力偏心受压时的斜截面受剪承载力 剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力应按下列公剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力应按下列公式计算式计算V009.012.06.05.01hsAfAANbhfshyhwvg 0VhM剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力应按下式计算剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力应按下式计算3.偏心受拉时的斜截面受剪承载力偏心受拉时的斜截面受剪承载力V009.022.06.05.01hsAfAANbhfshyhwvg 4.4.3 配筋砌块砌体剪力墙构造规定配筋砌块砌体剪力墙构造规定详见教材。详见教材。
