砖砌体和钢筋混凝土/砂浆面层组合砌体构件|结构工程师考试教程

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：图4.5-3 组合砖砌体构件截面2.对于砖墙与组合砌体一同砌筑的T形截面构件，其承载力和高厚比可按矩形截面组合砌体构件计算。砌筑砂浆的强度等级不宜低于M7.5。当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。组合砖砌体构件的顶部及底部，以及牛腿部位，必须设置钢筋混凝土垫块。

1.当轴向力的偏心距超过0.6y的限值时，宜采用砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砖砌体构件（图4.5-3）。

图4.5-3 组合砖砌体构件截面

2.对于砖墙与组合砌体一同砌筑的T形截面构件（图4.5-3b），其承载力和高厚比可按矩形截面组合砌体构件计算（图4.5-3c）。

3.组合砖砌体轴心受压构件的承载力应按下式计算：

N≤φ_com（fA+f_cA_c+η_sf_y′A_s′）（4.5-4）

式中 φ_com——组合砖砌体构件的稳定系数，可按表4.5-2采用；

A——砖砌体的截面面积；

f_c——混凝土或面层水泥砂浆的轴心抗压强度设计值，砂浆的轴心抗压强度设计值可取为同强度等级混凝土的轴心抗压强度设计值的70%，当砂浆为M15时，取5.0MPa；当砂浆为M10时，取3.4MPa；当砂浆为M7.5时，取2.5MPa；

表4.5-2 组合砖砌体构件的稳定系数φ_com

注：组合砖砌体构件截面的配筋率ρ=A_s′/（bh）。

A_c——混凝土或砂浆面层的截面面积；

η_s——受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时，可取1.0；当为砂浆面层时可取0.9；

f_y′——钢筋的抗压强度设计值；

A_s′——受压钢筋的截面面积。

4.组合砖砌体偏心受压构件的承载力应按下列公式计算

N≤fA′+f_cA_c′+η_sf_y′A_s′-σ_sA_s （4.5-5）

或

Ne_N≤fS_s+f_cS_c，s+η_sf_y′A_s′（h₀-a_s′）（4.5-6）

此时受压区高度x可按下列公式确定：

式中 σ_s——钢筋A_s的应力；

A_s——距轴向力N较远侧钢筋的截面面积；

A′——砖砌体受压部分的面积；

A_c′——混凝土或砂浆面层受压部分的面积；

S_s——砖砌体受压部分的面积对钢筋A_s重心的面积矩；

S_c，s——混凝土或砂浆面层受压部分的面积对钢筋A_s重心的面积矩；

S_N——砖砌体受压部分的面积对轴向力N作用点的面积矩；

S_c，N——混凝土或砂浆面层受压部分的面积对轴向力N作用点的面积矩；

e_N，e_N′——钢筋A_s和A_s′重心至轴向力N作用点的距离（图4.5-4）；

e——轴向力的初始偏心距，按荷载设计值计算，当e小于0.05h时，应取e等于0.05h；

e_a——组合砖砌体构件在轴向力作用下的附加偏心距；

h₀——组合砖砌体构件截面的有效高度，取h₀=h-a_s；

a_s，a_s′——钢筋A_s和A_s′重心至截面较近边的距离。

5.组合砖砌体钢筋A_s的应力σ_s（单位为MPa，正值为拉应力，负值为压应力）应按下列规定计算

小偏心受压时，即ξ＞ξ_b

图4.5-4 组合砖砌体偏心受压构件

a）小偏心受压 b）大偏心受压

σ_s=650-800ξ （4.5-11）

-f_y′≤σ_s≤f_y （4.5-12）

大偏心受压时，即ξ≤ξ_b

σ_s=f_y （4.5-13）

ξ=x/h₀ （4.5-14）

式中 ξ——组合砖砌体构件截面的相对受压区高度；

f_y——钢筋的抗拉强度设计值。

组合砖砌体构件受压区相对高度的界限值ξ_b，对于HRB400级钢筋，应取0.36；对于HRB335级钢筋，应取0.44；对于HPB300级钢筋，应取0.47。

6.组合砖砌体构件的构造

（1）面层混凝土强度等级宜采用C20。面层水泥砂浆强度等级不宜低于M10。砌筑砂浆的强度等级不宜低于M7.5。

（2）砂浆面层的厚度，可采用30～45mm。当面层厚度大于45mm时，其面层宜采用混凝土。

（3）竖向受力钢筋宜采用HPB300级钢筋，对于混凝土面层，亦可采用HRB335级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于0.1%，对混凝土面层，不宜小于0.2%。受拉钢筋的配筋率，不应小于0.1%。竖向受力钢筋的直径，不应小于8mm，钢筋的净间距，不应小于30mm。

（4）箍筋的直径，不宜小于4mm及0.2倍的受压钢筋直径，并不宜大于6mm。箍筋的间距，不应大于20倍受压钢筋的直径及500mm，并不应小于120mm。

（5）当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。

（6）对于截面长短边相差较大的构件如墙体等，应采用穿通墙体的拉结钢筋作为箍筋，同时设置水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖向间距及拉结钢筋的水平间距，均不应大于500mm（图4.5-5）。

（7）组合砖砌体构件的顶部及底部，以及牛腿部位，必须设置钢筋混凝土垫块。竖向受力钢筋伸入垫块的长度，必须满足锚固要求。

【例4.5-2】截面尺寸为370mm×490mm的组合砖柱，柱的计算高度H₀=5.7m，承受的轴向压力设计值N=720kN，采用MU10烧结普通砖和M7.5混合砂浆砌筑，采用C20（f_c=9.6MPa）混凝土面层（图4.5-6），钢筋采用HPB300（f_y=f_y′=300MPa），A_s=A_s′=615mm²（414），试验算该柱的承载力。