砌体结构构件的承载力(受压构

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1、二、受压构件受压构件是砌体结构中应用最为广泛的构件，如墙、柱等构件。按轴向压力在截面上作用位置的不同，受压构件分为轴心受压、偏心受压；按墙柱高厚比β的不同，分为受压短柱、受压长柱。受压构件承载力计算公式系半经验半理论公式，其形式非常简洁：N=φfA其中系数φ称为承载力影响系数，由实验统计资料得到，是受压构件承载力计算的关键。本节将着重对φe、φ0、φ进行分析。1.偏压短柱的承载力分析(1)试验研究轴心受压短柱的受力性能与破坏机理在第一章已作讨论，对于偏压短柱，其受力机理有以下特点：1)随偏心距e的增大，截面上的应力分布不断发生变化。e较小时，如e

2、压。(P27图3.3a)e较大时，如e>h/6，截面上出现拉应力，当拉应力达到沿通缝的弯曲抗拉强度ftm时，出现水平裂缝。(P27图3.3b)随e的进一步增大，水平裂缝不断开展，受压面积不断减小，边缘压应力与压应变迅速增大。当压应变达到极限值时，砌体受压破坏。(P27图3.3c)1.偏压短柱的承载力分析——(1)试验研究2)偏压砌体截面上的应力呈曲线形分布。当砌体受压接近破坏时，由于砌体的塑性性质，截面应力出现了重分布。因此砌体偏压时，不能采用材料力学公式进行计算。3)偏压对砌体的承载力具有不利和有利双重影响，其影响因素目前尚不能分别予以确定，而采用一个综合性系数

3、，即砌体偏心影响系数φe加以考虑。不利影响：砌体开裂后，截面受压区面积减小，截面上应力分布的不均匀等，都会对砌体的承载力产生不利的影响。有利影响：另一方面，由于受压区截面面积的形心与荷载作用线之间的距离减小，以及局部受压面积上砌体抗压强度有所提高，这些都会对砌体的承载力产生有利的影响。1.偏压短柱的承载力分析——(1)试验研究4)以轴心受压时的应力分布为基础，考虑偏心影响系数的不利影响后，可以得出砌体偏压短柱承载力的基本计算公式：N≤φeAfNleNleNleNlfm’>fm1.偏压短柱的承载力分析(2)偏心影响系数φe1)我国试验统计回归公式(四川省建筑科学研究

4、院)ehbN1.偏压短柱的承载力分析(2)偏心影响系数φe2)按材料力学概念，压应力图形呈直线分布从理论上来说，如果已知截面上的应力分布及应力--应变关系，偏心影响系数φe是可以直接推求的。对于弹性范围内的砌体偏心受压，受压区应力分布可假定为直线分布，由材料力学公式得：σ=fm1.偏压短柱的承载力分析(2)偏心影响系数φe——按材料力学概念a.当e较小时(e≤h/6)，全截面受压，边缘最大压应力为yheNlσ1.偏压短柱的承载力分析(2)偏心影响系数φe——按材料力学概念b.当e较大时(e>h/6)，受拉区开裂，部分截面退出工作，假设不计截面的拉应力(拉应力很小)

5、，按力的平衡条件(矩形截面)可得：h’σheN1.偏压短柱的承载力分析(2)偏心影响系数φe——按材料力学概念——b.当e较大时若将受压区视为轴心受压，应力图形为矩形(如图)，对于截面为矩形的偏压构件，根据力的平衡可得:此即前苏联规范(CHИЛII-22-81)所采用Ne0y-e01.偏压短柱的承载力分析(2)偏心影响系数φe——压应力图形按曲线分布3)湖南大学公式——适合于矩形截面砌体的应力-应变关系为忽略砌体抗拉强度，根据平截面假定，可以推得偏心受压构件截面的应力图形为曲线分布。根据内外力平衡条件可求得：进行修正后，近似有1.偏压短柱的承载力分析(2)偏心影响

6、系数φe4)公式的比较材料力学公式所得φe曲线最低，并且需要分当e较小及当e较大两种情况，公式不连续，其压应力图形呈直线分布也只是一种假设，并没有考虑当受拉区应力退出工作，受压区应力的重分布。前苏联规范公式所得φe曲线其次。规范公式及湖大公式与试验值吻合较好，但是湖大公式仅适用于矩形截面，而规范公式则是符合各种截面形状试验结果的试验公式。2.轴心受压长柱的承载力分析(1)试验研究细长柱与高薄墙承受轴心压力时，由于偶然偏心的影响，往往会产生侧向变形(挠度)，并导致构件产生纵向弯曲(以附加偏心距ei考虑)，而降低其承载力。引起偶然偏心的因素：几何偏心：轴向力作用点与截

7、面形心不完全对中物理偏心：由于构件材料性质不均匀而导致的几何偏心偶然偏心→侧向变形→纵向弯曲→附加偏心距ei考虑2.轴心受压长柱的承载力分析(1)试验研究以高厚比β反映构件长细比λ构件高厚比β:β=H0/h，β=H0/t，β=H0/Ht构件长细比λ：λ=H0/i对矩形截面有：i2=I/A=h2/12故有：λ=H0/i=12(H0/h)2=12β2试验表明：β>3时，应考虑纵向弯曲；β↗，纵向弯曲影响越显著；β≥12，肉眼可见侧向变形的存在eiNH02.轴心受压长柱的承载力分析(1)试验研究纵向弯曲对砌体结构的影响较混凝土结构大块材与灰缝匀质性差，整体性较差，附加偏

8、心距ei产