理论教育 局部受压构件的承载力验证方法及计算结果

局部受压构件的承载力验证方法及计算结果

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.2.5 壁柱上设有垫块时梁端局部受压3 梁端设有刚性垫块时,垫块上Nl作用点的位置可取梁端有效支承长度a0的0.4倍。试判定垫块下局部受压承载力与下列何项数值最为接近?当用公式φN0+N1≤ηγfAl验算局部受压承载力时,其右端项与下列何项数值相近?

局部受压构件的承载力验证方法及计算结果

《砌体结构设计规范》规定:

6.2.13 混凝土砌块墙体的下列部位,如未设圈梁或混凝土垫块,应采用不低于Cb20的混凝土将孔洞灌实:

1 搁栅、檩条钢筋混凝土楼板的支承面下,高度不应小于200mm的砌体;

2 屋架、梁等构件的支承面下,长度不应小于600mm,高度不应小于600mm的砌体;

3 挑梁,支承面下,距墙中心线每边不应小于300mm,高度不应小于600mm的砌体。

5.2.2 砌体局部抗压强度提高系数γ,应符合下列规定:

1 γ可按下式计算:

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式中 A0——影响砌体局部抗压强度的计算面积。

2 计算所得γ值,尚应符合下列规定:

1)在图5.2.2a的情况下,γ≤2.5;

2)在图5.2.2b的情况下,γ≤2.0;

3)在图5.2.2c的情况下,γ≤1.5;

4)在图5.2.2d的情况下,γ≤1.25;

5)按本规范第6.2.13条的要求灌孔的混凝土砌块砌体,在1)、2)款的情况下,尚应符合γ≤1.5。未灌孔混凝土砌块砌体,γ≤1.0。

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图5.2.2 影响局部抗压强度的面积A0

5.2.4 梁端支承处砌体的局部受压承载力,应按下列公式计算:

ψN0+NlηγfAl (5.2.4⁃1)

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N0=σ0Al (5.2.4⁃3)

Al=a0b (5.2.4⁃4)

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式中 ψ——上部荷载的折减系数,当A0/Al大于或等于3时,应取ψ等于0;

N0——局部受压面积内上部轴向力设计值(N);

Nl——梁端支承压力设计值(N);

σ0——上部平均压力设计值(N/mm2);

η——梁端底面压应力图形的完整系数,应取0.7,对于过梁和墙梁应取1.0;

a0——梁端有效支承长度(mm);当a0大于a时,应取a0等于aa为梁端实际支承长度(mm);

b——梁的截面宽度(mm);

hc——梁的截面高度(mm);

f——砌体的抗压强度设计值(MPa)。

2 刚性垫块的构造,应符合下列规定:

1)刚性垫块的高度不应小于180mm,自梁边算起的垫块挑出长度不应大于垫块高度tb

2)在带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块时(图5.2.5),其计算面积应取壁柱范围内的面积,而不应计算翼缘部分,同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm;

3)当现浇垫块与梁端整体浇筑时,垫块可在梁高范围内设置。

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图5.2.5 壁柱上设有垫块时梁端局部受压

3 梁端设有刚性垫块时,垫块上Nl作用点的位置可取梁端有效支承长度a0的0.4倍。a0应按下式确定:

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式中 δ1——刚性垫块的影响系数,可按表5.2.5采用。

5.2.5 系数δ1值表

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注:表中其间的数值可采用插入法求得。

5.2.5 在梁端设有刚性垫块时的砌体局部受压,应符合下列规定:

1 刚性垫块下的砌体局部受压承载力,应按下列公式计算:

N0+Nlφγ1fAb (5.2.5⁃1)

N0=σ0Ab (5.2.5⁃2)

Ab=abbb (5.2.5⁃3)

式中 N0——垫块面积Ab内上部轴向力设计值(N);

φ——垫块上N0Nl合力的影响系数,应取β小于或等于3,按第5.1.1条规定取值;

γ1——垫块外砌体面积的有利影响系数,γ1应为0.8γ,但不小于1.0。γ为砌体局部抗压强度提高系数,按式(5.2.2)以Ab代替Al计算得出;

Ab——垫块面积(mm2);

ab——垫块伸入墙内的长度(mm);

bb——垫块的宽度(mm)。

真题 【8.1.14】 (2002年二级考题,原题为连锁题中的一道子题,现改写成一道独立题)

某单层房屋,剖面如图8.1.15所示。跨度9m,假定独立柱由单排孔MU20混凝土小型空心砌块(390mm×190mm×190mm)和Mb10混合砂浆砌筑而成,截面尺寸b×h=600mm×800mm。砌体施工质量控制等级B级。假定砌块对孔砌筑,孔内不灌实混凝土,柱头全截面设一预制刚性垫块。且梁端有效支承长度a0=364mm。试判定垫块下局部受压承载力与下列何项数值最为接近?

(A)785kN (B)568kN (C)1014kN (D)750kN

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图 8.1.15

【答案】 (D)

【解答】

(1)根据《砌体结构设计规范》表3.2.1⁃4和注1,MU20混凝土小型空心砌块和Mb10混合砂浆砌筑,独立柱,f=4.95×0.7=3.465MPa。

(2)根据《砌体结构设计规范》5.2.2条,独立柱上有一个与截面相等的混凝土垫块A0=Ab=Alγ=1。

(3)根据《砌体结构设计规范》5.2.5条,γ1=0.8γ=0.8<1.0,γ1=1.0。大梁的荷载对垫块的偏心距

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(4)根据《砌体结构设计规范》式(D.0.1⁃1):

e/h=e/ab=254.4/800=0.318,β≤3

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(5)根据《砌体结构设计规范》5.2.5条:

φγ1fAb=0.45×1.0×3.465×600×800N=749.5kN

真题 【8.1.15】 (2001年二级考题,原题为连锁题中的一道子题,现改写成一道独立题)

某单层、单跨、无吊车厂房,如图8.1.16所示。墙体为清水墙,采用390mm×190mm×190mm的MU15单排孔混凝土小型空心砌块(容重为16kN/m3)、Mb5混合砂浆对孔砌筑,不在孔内填混凝土。施工质量控制等级为B级。

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图 8.1.16

Ⓐ轴线山墙门洞处,过梁断面尺寸为b×hc=190mm×380mm,两端伸入墙内390mm。梁底处一皮砌块的孔内用混凝土灌实。当用公式φN0+N1ηγfAl验算局部受压承载力时,其右端项与下列何项数值相近?(www.daowen.com)

(A)68.42kN (B)122.74kN (C)100.57kN (D)252.68kN

【答案】 (B)

【解答】

(1)根据《砌体结构设计规范》表3.2.1⁃4及注2,MU15、Mb5,T形截面f=3.20MPa×0.85=2.72MPa。

(2)根据《砌体结构设计规范》7.2.3条第3款:

a0=h=190mm

Al=a0b=190×190mm=36100mm2

(3)根据《砌体结构设计规范》5.2.2条和5.2.3条:

A0=(a+hh=(390+190)×190=110200mm2

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(4)根据《砌体结构设计规范》5.2.4条,γ=1.25;因为过梁η=1.0,故:

ηγfAl=1.0×1.25×2.72×36100=122740N=122.74kN

【8.1.16】~【8.1.17】 不同灌实条件下的砌块砌体局部受压承载力验算。

某纵墙,墙厚190mm,采用混凝土小型空心砌块MU7.5、Mb5砂浆砌筑,施工质量控制等级为B级。墙上支承载面尺寸为200mm×400mm的钢筋混凝土梁,梁端支承压力设计值为50kN,上部轴向力设计值为90kN。

【8.1.16】 局部灌孔

若该墙梁端下三块砌块高度和两块砌块长度Cb20混凝土灌实。

要求:验算梁端支承处砌体的局部受压承载力。

【解答】

(1)根据《砌体结构设计规范》表3.2.1⁃4,MU7.5砌块、Mb5砂浆,f=1.71MPa。

(2)根据《砌体结构设计规范》式(5.2.4⁃5):

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Al=a0b=152.9×200=30589mm2

(3)根据《砌体结构设计规范》5.2.3条:

A0=(b+2hh=(200+2×190)×190=110200mm2

(4)根据《砌体结构设计规范》5.2.2条:

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(5)根据《砌体结构设计规范》5.2.4条:

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因仅在梁端局部灌孔,所以不能用灌孔砌块的砌体抗压强度fg,只能用砌块的抗压强度f

ηγfAl=0.7×1.5×1.71×30589N=54.9kN>ψN0+Nl=50kN满足受压。

【8.1.17】 全部灌孔

若该墙为灌孔砌体,砌块的孔洞率为46%,灌孔率100%,用Cb20混凝土。

要求:验算梁端支承处砌体的局部受压承载力。

【解答】

(1)根据《砌体结构设计规范》表3.2.1⁃4,f=1.71MPa。

(2)根据《混凝土结构设计规范》表4.1.4⁃1;孔洞率46%,灌孔率100%,Cb20混凝土,fc=9.6MPa。

(3)根据《砌体结构设计规范》式3.2.1⁃1,孔洞率46%,灌孔率100%。

fg=f+0.6αfc=f+0.6×δ×ρ×fc

=1.71+0.6×46%×100%×9.6=4.36MPa>2f=2×1.71=3.42MPa

fg=3.42MPa。

(4)根据《砌体结构设计规范》式(5.2.4⁃5):

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(5)根据《砌体结构设计规范》式(5.2.4⁃4):

Al=a0b=108×200=21630mm2

(6)根据《砌体结构设计规范》式(5.2.2)和5.2.3条:

A0=(b+2hh=(200+2×190)×190=110200mm2

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(7)根据《砌体结构设计规范》5.2.4条:

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ηγfAl=0.7×1.5×3.42×21630N=77.67kN>ψN0+Nl=50kN,满足受压。

【8.1.18】 壁柱的局部受压承载力

条件:预制梁搁支在柱顶,无垫块,梁下砌块灌实三层(如图8.1.17所示),灌实长度400mm,梁尺寸b=200mm,h=500mm,梁端支承长度a=250mm。预制梁板支承压力Nl=72.7kN,采用MU15的小型空心砌块,Mb10的混合砂浆砌筑,施工质量控制等级B级,上部荷载的平均应力为σ0=2.04MPa。

要求:验算该壁柱的局部受压承载力是否满足要求。

【解答】

(1)根据《砌体结构设计规范》表3.2.1⁃4及注2,MU15小型空心砌块,Mb10混合砂浆,f=4.02MPa×0.85=3.417MPa。

(2)根据《砌体结构设计规范》5.2.4条,梁端有效支承长度

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局部受压面积 Al=a0b=120.9×200=24193mm2

(3)根据《砌体结构设计规范》5.2.5条第2款第2项:“计算面积应取壁柱范围内的面积,而不应计算翼缘部分”,影响砌体局部抗压强度的计算面积 A0=400×400=160000mm2

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图 8.1.17

(4)根据《砌体结构设计规范》5.2.4条:

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出现墙体起拱效应,取ψ=0。

(5)根据《砌体结构设计规范》5.2.2条:

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(6)根据《砌体结构设计规范》5.2.4条,上部结构平均压应力设计值:

σ0=2.04MPa

梁端上部轴向压力设计值:

N0=σ0Al=2.04×24193=49354.9N≈49.35kN

ψN0+Nl=Nl=72.7kN

梁下砌块灌实三皮,γ=1.5;梁端底面压应力图形完整系数η=0.7。

梁支承处砌体局部受压承载能力

ηγfAl=0.7×1.5×3.417×24193=86800.5N≈86.8kN>Nl=72.7kN

满足要求。

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