砌体结构承载力计算
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1、某单层带壁柱房屋(刚性方案)。山墙间距s=20m,高度H=6.5m,开间距离4m,每开间有2m宽的窗洞,采用MU10砖和M2.5混合砂浆砌筑。墙厚370mm,壁柱尺寸240×370mm,如下图所示。试验算墙的高厚比是否满足要求。([β]=22)
受压构件的计算高度
s>2H 2H≥s>H s≤H
1.0H 0.4s+0.2H 0.6s
【答案】(1)整片墙的高厚比验算
带壁柱墙的几何特征:
A=2000×370+370×240=828800mm2
y1=[2000×370×185+370×240×(370+370/2)]/828800=224.6mm
y2=370+370-224.6=515.4mm
I=[2000×224.63+(2000-240)(370-224.6)3+240×515.43]/3=2.031×1010mm4
i=(I/A)1/2=156.54mm
hT=3.5i=3.5×156.54=548mm
山墙间距s=20m>2H=13m,查表得H0=1.0H=6.5m
纵墙为承重墙μ1=1.0
μ2=1-0.4bs/s=1-0.4×2/4=0.8
μ1μ2[β]=1.0×0.8×22=17.6
β=H0/hT=6500/548=11.86<17.6,满足要求。
(2)壁柱间墙高厚比验算
壁柱间距s=4.0m
β=H0/h=2400/370=6.49<17.6,满足要求。
2、某单层食堂(刚性方案Ho=H),外纵墙承重且每3.3m开一个1500mm宽窗洞,墙高H=5.5m,墙厚240mm,砂浆采用M2.5。试验算外纵墙的高厚比。([β]=22)
【答案】(1)承重墙μ1=1.0
(2)有门窗洞口μ2=l-0.4bs/s=l-0.4×1500/3300=0.818
(3)高厚比验算
μ1μ2[β]=1.0×0.818×22=18
C30强度类型
fc=14.3(N/mm2)混凝土抗压强度设计值 fckfcN/mm2
ft=1.43(N/mm2)混凝土抗拉强度设计值 ftftN/mm2
Ec=30000(N/mm2)混凝土弹性模量 EcEcN/mm2
HRB400强度类型
fy=360(N/mm2)纵筋抗拉压强度设计值 fyfyN/mm2
Es=200000(N/mm2)EsN/mm2
α1=1.001.0
β1=0.800.8
αE=6.67αE=Es/Ec
b=550(mm)深梁宽度 bh=13.200(m)深梁高度 hca=2640(mm)深梁受拉纵筋配置范围 calc=18.600(m)深梁支柱中线距离 lc
ln=15.700(m)深梁净跨 ln
l0=18.055(m)深梁计算跨度 l0=min(lc,1.15ln)
l0/h=1.368l0/h≤5时,按深受弯构件计算
a=5.730(m)剪跨 a (若为均布荷载请输入0)
λ=0.434剪跨比 λ=a/h(集中力) 或 l0/4(均布荷载)
ψ=0.000约束弯矩比绝对值 ψ(简支梁请输入0)
ρbm=0.328%弯剪界限配筋率 ρbm=0.19λfc/(1+1.48ψ)/fy
N=48纵筋根数 N
φ=25(mm)纵筋直径 φAs=23562(mm2)纵筋面积 As=N*(Pi*φ^2/4)
ρ=0.325%纵筋配筋率 ρ=As/(b*h0)
截面位置0
z=9.066(m)深梁的内力臂 z (根据截面位置和l0/h取值)
Mu=76896(kN-m)抗弯承载力 Mu=fy*As*z
as=1320(mm)混凝土保护层厚度 as (根据截面位置和l0/h取值)
h0=11880(mm)梁有效高度 h0=h-asx=2376(mm)受压区高度 x=max(fyAs/(α1fc*b),0.2h0)αd=0.855内力臂修正系数 αd=0.8+0.04*l0/h
Mu=77516(kN-m)抗弯承载力 Mu=fy*As*αd*(h0-0.5x)ρ≤ρbm,深梁为弯曲破坏!
框架结构中的砌体填充墙的承载力计算
摘要:框架结构中砌体填充墙承载力计算目前没有程序可以利用,而砌体规范也没有具体的计算规定,只是在《砌体结构设计规范》GB50003-2011第6.3节做了一些原则的规定。这也导致许多结构工程师对砌体填充墙的受力原理不熟悉,对施工现场所遇到的与填充墙相关问题不能正确的解决,甚至在设计图纸中对填充墙处理不当而留下结构隐患。本文通过具体工程手算砌体填充墙的承载力,并提供相关的表格以供结构工程师在设计中参考。
关键词:砌体填充墙;稳定;抗风;抗震。
引言:《砌体结构设计规范》 6.3.1 条:框架填充墙墙体除应满足稳定要求外,尚应考虑水平风荷载及地震作用的影响。这话就表示填充墙须进行稳定、抗风、抗震三方面的计算。
1.砌体填充墙的稳定计算
对于保证墙体稳定的措施,规范是通过高厚比来控制的。框架填充墙虽然不是主体结构,但是仍然是受力的,如风荷载和地震作用,当然还必须承受自己本身的重量。通过控制高厚比来满足稳定性的要求,此时,不必进行风荷载和地震作用下的承载力验算。墙体的稳定性计算可参考砌体结构设计手册计算。
2.砌体填充墙的抗风计算
作用于填充墙上的风荷载可仅考虑垂直于墙体平面方向的作用。风荷载标准值按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)第 8.1.1 条围护结构时的风荷载标准值计算公式进行计算。风荷载具体计算不在此讨论,可参考相关的设计手册。砌体填充墙出平面外的受力计算,应根据墙体尺寸和端部的实际连接状态,分别采用端部刚接、铰接的单向板或双向板简化模型,采用的近似假定和简化计算应符合工程设计要求。必要时可包络设计。下面结合实际工程给出外围护墙在风荷载作用下(平面外)的承载力计算。
某多层框架结构顶层局部平面布置图如图 1所示,层高为 3.6米, 外围护墙采用 MU5 级单排孔凝土型空心砌块对孔砌筑、Mb5级砂浆砌筑,墙顶部采用实心小砌块斜砌挤紧。外围护墙厚度为190mm ,内隔墙厚度为 90mm ,砌体的容
2-4 砌体结构计算
2-4-1 砌体结构的计算用表
1.砌体和砂浆的强度等级
砌体和砂浆的强度等级,应按下列规定采用:
烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级:MU30、MU25、MU20、MU15和MU10;
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级:MU25、MU20、MU15和MU10;
砌块的强度等级:MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5;
石材的强度等级:MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20;
砂浆的强度等级:M15、M10、M7.5、M5和M2.5。
2.各类砌体的抗压强度设计值(表2-60~表2-64)
烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值(MPa) 表2-60
砖强度
等级 砂浆强度等级 砂浆强度
M15 M10 M7.5 M5 M2.5 0
MU30 3.94 3.27 2.93 2.59 2.26 1.15
MU25 3.60 2.98 2.68 2.37 2.06 1.05
MU20 3.22 2.67 2.39 2.12 1.84 0.94
MU15 2.79 2.31 2.07 1.83 1.60 0.82
MU10 - 1.89
1.69 1.50 1.30 0.67
蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度设计值(MPa) 表2-61
砖强度
等级 砂浆强度等级 砂浆强度
M15 M10 M7.5 M5 0
MU25 3.60 2.98 2.68 2.37 1.05
MU20 3.22 2.67 2.39 2.12 0.94
MU15 2.79 2.31 2.07 1.83 0.82
MU10 - 1.89 1.69 1.50 0.67
单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值(MPa) 表2-62
砌块强
度等级 砂浆强度等级 砂浆强度
Mb15 Mb10 Mb7.5 Mb5 0 MU20
5.68
4.95