试验表明,钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种。图5.14偏心受压构件截面实测的平均应变分布2)偏心受压长柱的破坏类型试验表明,钢筋混凝土柱在承受偏心受压荷载后,会产生纵向弯曲。其中,曲线ABCD表示某钢筋混凝土偏心受压构件截面材料破坏时的承载力M与N之间的关系。这表明构件长细比的加大会降低构件的正截面受压承载力。......
2023-09-19
1.受压构件的承载力应按下式计算(《砌规》第5.1.1条):
N≤φfA (4.3-1)
式中 N——轴向力设计值;
φ——高厚比β和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数,可按下面注2(《砌规》附录D)的规定采用;
f——砌体的抗压强度设计值,应按4.1.3节3(《砌规》第3.2.1条)采用;
A——截面面积,对各类砌体均应按毛截面计算;对带壁柱墙,其翼缘宽度可按
4.2.2节(6)(《砌规》第4.2.8条)采用。
注:1)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,还应对较小边长方向,按轴心受压进行验算。
2)无筋砌体矩形截面单向偏心受压构件承载力的影响系数φ,可按下列公式计算或查表4.3-1~表4.3-3。
当β≤3时:
当β>3时:
式中 e——轴向力偏心距;
h——矩形截面的轴向力偏心方向的边长;
φ0——轴心受压构件的稳定系数;
α——与砂浆强度等级有关的系数,当砂浆强度等级大于或等于M5时,α等于0.0015;当砂浆强度等级等于M2.5时,α等于0.002;当砂浆强度等级等于0时,α等于0.009;
β——构件的高厚比。
3)计算T形截面受压构件的φ时,应以折算厚度hT代替式(4.3-2)和式(4.3-3)中的h。hT=3.5i,i为T形截面的回转半径。
表4.3-1 影响系数φ(砂浆强度等级≥M5)
表4.3-2 影响系数φ(砂浆强度等级M2.5)
(续)
表4.3-3 影响系数φ(砂浆强度0)
2.计算影响系数φ或查φ表时,构件高厚比β应按下列公式确定:
对矩形截面:
对T形截面:
式中 γβ——不同砌体材料构件的高厚比修正系数,按表4.3-4(《砌规》表5.1.2)采用;
H0——受压构件的计算高度,按表4.3-5(《砌规》表5.1.3)确定;
h——矩形截面轴向力偏心方向的边长,当轴心受压时为截面较小边长;
hT——T形截面的折算厚度,可近似按3.5i计算;
i——截面回转半径。
表4.3-4 高厚比修正系数γβ
注:对灌孔混凝土砌块,γβ取1.0。
【例4.3-1】 某砖砌体柱计算高度H0=5m,截面尺寸490mm×370mm;采用MU10蒸压灰砂砖,M5混合砂浆砌筑。其轴心受压承载力是多少?
解答:查表4.1-4,f=1.5MPa
A=0.49×0.37m2=0.181m2<0.3m2
由4.1.3节3,γa=A+0.7=0.181+0.7=0.881
故f=0.881×1.5MPa=1.322MPa
由表4.3-4,γβ=1.2,
查表4.3-1,φ=0.715
则柱轴压承载力:φfA=0.715×1.322×0.181×103kN=171.4kN
3.受压构件的计算高度H0,应根据房屋类别和构件支承条件等按表4.3-5(《砌规》表5.1.3)采用。表中的构件高度H应按下列规定采用:
(1)在房屋底层,为楼板顶面到构件下端支点的距离。下端支点的位置,可取在基础顶面。当埋置较深且有刚性地坪时,可取室外地面下500mm处。
(2)在房屋其他层,为楼板或其他水平支点间的距离。
(3)对于无壁柱的山墙,可取层高加山墙尖高度的1/2;对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高度。
表4.3-5 受压构件的计算高度H0
注:1.表中Hu为变截面柱的上段高度;Hl为变截面柱的下段高度。
2.对于上端为自由端的构件,取H0=2H。
3.独立砖柱,当无柱间支撑时,柱在垂直排架方向的H0应按表中数值乘以1.25后采用。
4.s为相邻横墙间距。
5.自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉接条件确定。
4.对有吊车的房屋,当荷载组合不考虑吊车作用时,变截面柱上段的计算高度可按表4.3-5(《砌规》表5.1.3)采用;变截面柱下段的计算高度可按下列规定采用:
(1)当Hu/H≤1/3时,取无吊车房屋的H0。
(2)当1/3<Hu/H<1/2时,取无吊车房屋的H0乘以修正系数μ。
μ=1.3-0.3Iu/Il (4.3-7)
Iu为变截面柱上段的惯性矩,Il为变截面柱下段的惯性矩。
(3)当Hu/H≥1/2时,取无吊车房屋的H0。但在确定β值时,应采用上柱截面。
注:本条规定也适用于无吊车房屋的变截面柱。
【例4.3-2】 某有吊车的单层单跨砖砌体排架厂房,已知H=8.5m,Hu=3.0m,Iu=0.88×1010mm4,Il=4.806×1010mm4,设为刚弹性方案房屋。当荷载组合不考虑吊车作用时,求变截面柱上段计算高度Hu0和变截面柱下段计算高度Hl0。
解答:
查表4.3-5,对有吊车厂房,当荷载组合不考虑吊车作用时,变截面柱上段:排架方向Hu0=2.0Hu=2.0×3.0m=6.0m
垂直排架方向Hu0=1.25Hu=1.25×3.0m=3.75m
变截面柱下段:
故:
因此,变截面柱下段计算高度Hl0取无吊车房屋的H0乘以修正系数μ。
排架方向 Hl0=1.2μH=1.2×1.245×8.5m=12.7m
垂直排架方向 Hl0=1.0μH=1.0×1.245×8.5m=10.58m
5.轴向力的偏心距e按内力设计值计算,并不应超过0.6y。y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。
【例4.3-3】 某带壁柱窗间墙截面如图4.3-1所示,采用MU10烧结多孔砖,M5混合砂浆砌筑,计算高度H0=5m。
【例4.3-3a】 当轴向力作用于截面上重心点O时,该窗间墙的受压承载力是多少?
解答:
几何特征
图4.3-1 某带壁柱窗间墙截面
查表4.1-3,f=1.5MPa
由4.1.3节3,A=0.4105m2>0.3m2,γa=1.0
N作用于重心O点的受压承载力
e=0,查表4.3-1,φ=0.85
则:φfA=0.85×1.50×0.4105×103kN=523.39kN
【例4.3-3b】 当轴向力作用于截面上A点时,该窗间墙的受压承载力是多少?
解答:
截面基本参数同上。N作用于偏向翼缘的A点的受压承载力
e=(193-120)mm=73mm<0.6y1=0.6×193mm=115.8mm,
查表4.3-1,φ=0.519
则:φfA=0.519×1.50×0.4105×103kN=319.57kN
【例4.3-3c】 当轴向力作用于截面上B点时,该窗间墙的受压承载力是多少?
解答:
N作用于偏向肋部的B点的受压承载力
e=(297-120)mm=177mm<0.6y2=0.6×297mm=178.2mm,,查表超出范围。
砂浆强度等级为M5,α=0.0015,
代入式(4.3-4)和式(4.3-3):
则:φfA=0.248×1.50×0.4105×103kN=152.66kN
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