砌体结构4章

第4章配筋砖砌体构件承载力计算•4.1概述•配筋砖砌体有两种基本类型，一种是网状配筋砖砌体，另一种是组合砖砌体。•4.1.1网状配筋砖砌体•网状配筋砖砌体是在水平灰缝内每隔3～5皮砖设置一层横向钢筋网片的砌体［图4.1(a)］。图4.1(a)方格网配筋砖柱(b)方格钢筋网(c)连弯钢筋•但对下列情况，不宜采用网状配筋砌体：•①偏心距超过截面核心范围；•②偏心距虽未超过截面核心范围，但构件高厚比β16。•4.1.2组合砖砌体•组合砖砌体是由砖砌体和其表面的钢筋混凝土面层［图4.2(a)］或钢筋砂浆面层［图4.2(b)］组合而成的受压构件。图4.2组合砖砌体构件截面(a)混凝土面层；(b)砂浆面层•4.2网状配筋砖砌体构件•4.2.1受压性能•试验结果表明，网状配筋砖砌体［图4.1(a)］轴心受压时，由加载直到破坏，按照裂缝的出现和发展，也同无筋砌体一样，可分为三个受力阶段。•第一阶段：随着压力的增加，单块砖内出现第一条（批）裂缝，此阶段所表现的受力特点与无筋砌体相同，但产生第一条（批）裂缝时压力N为破坏压力Nu的60%～75％，较无筋砌体高。•第二阶段：随压力增大，裂缝数量增多，但裂缝发展缓慢。纵向裂缝受横向钢筋网的约束，不能沿砌体高度方向形成上下贯通的连续裂缝。•第三阶段：压力N达到极限荷载Nu时，在钢筋网之间的砌体中，裂缝(垂直的和斜的)多而细，砌体外边碎裂严重的砖脱落，导致砌体完全破坏(图4.3)。•试验还表明，网状配筋砌体的承载能力，除与砖砌体的抗压强度有关外，还与横向钢筋的体积配筋率ρ、相对偏心距e/y有关。图4.3网状配筋砖砌体受压破坏•4.2.2构造要求•①网状配筋砌体中的配筋率(按体积比计算)不应小于０.1％，也不应大于1％。•②由于钢筋网砌筑在灰缝砂浆内，易于锈蚀，因此设置较粗的钢筋比较有利。•③钢筋网的网孔尺寸(钢筋间距)过小，灰缝中的砂浆不易密实而过大，钢筋网的横向约束效应则低。•④在网状配筋砌体中，所选用的砌体材料强度等级不宜过低。•⑤施工时，水平灰缝的厚度应控制在8～12mm范围内，并应保证在钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。•4.2.3承载力的计算•网状配筋砖砌体受压构件按下列公式进行计算：•网状配筋砖砌体的抗压强度设计值：•关于是按下列考虑确定的。因为横向配筋砖砌体只用于e/h≤0.17的情况，从无筋砌体受压构件轴向力影响系数的公式(3.15)，的分母中应≥1，以网状配筋砖砌体的稳定系数代替，因此有•4.3组合砖砌体构件•4.3.1受压性能•①在砖砌体与钢筋混凝土的组合砌体中，由于砖能吸收混凝土中多余的水分，因此在砖砌体中结硬的混凝土比在木模或金属模板中结硬的混凝土强度高。•②组合砖砌体在轴向压力作用下，常在砌体与面层混凝土(或面层砂浆)的连接处产生第一批裂缝。•③组合砖砌体受压时，由于两侧钢筋混凝土(或钢筋砂浆)的约束，砖砌体的受压变形能力较大。图4.4组合砖砌体受压破坏情况•④组合砖柱的延性，主要与轴压比和配筋率有关。•4.3.2构造要求•①为了使砖砌体的强度不致过低，要求砖的强度等级不低于MU10，砌筑砂浆的强度等级不低于M5，面层混凝土强度等级宜采用C15或C20。为防止钢筋锈蚀，并使钢筋与砂浆有较好的粘结能力，面层水泥砂浆的强度等级不低于M7.5。•②受力钢筋保护层的厚度，不小于表4.2的规定。•③采用砂浆面层的组合砖砌体，砂浆面层不能太薄，也不宜太厚。•④受力钢筋一般采用Ⅰ级钢筋。•⑤箍筋的直径，不宜小于4mm及d/5(d为受压钢筋直径)，也不宜大于8mm。•⑥组合砖砌体构件一侧的受力钢筋多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。•⑦组合砖砌体构件的顶部、底部以及牛腿处，是直接承受或传递荷载的主要部位，必须设置钢筋混凝土垫块，受力钢筋伸入垫块的长度必须满足锚固要求，以确保构件安全可靠地工作。图4.5组合砖砌体墙的配筋•⑧受力钢筋的搭接长度，搭接处的箍筋间距等应符合现行《混凝土结构设计规范》的要求。•4.3.3承载力计算•(1)轴心受压构件•轴心受压构件的承载力可按下式计算：•是根据四川省建筑科学研究院的建议按下式确定：•(2)偏心受压构件•组合砖砌体偏心受压时，构件可按下式计算：•此时受压区高度x可以对N的力矩平衡条件按下式确定(图4.6)：•当ξ≥ξb，即小偏心受压时，根据平截面变形假定并经线性简化给出：•σs=650-800ξ(4.10)•当ξ≤ξb，即大偏心受压时•σs=fy图4.6•4.4计算示例