砌体结构构件的承载力(受压构件).ppt

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φ e、φ 0、φ进行分析。 (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<h/6 ,全截面受压。(P27 图 ) 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 f tm时,出现水平裂缝。(P27 图 ) 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 ) ——(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,即砌体偏心影响系数φ e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) 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≤φ eAf N le N le N le N lf m’>f m (2) 偏心影响系数φ e1)我国试验统计回归公式(四川省建筑科学研究院)进行计算。代替可用折算厚度形或其它形状的截面, 对,故有对矩形截面有: 截面面积距截面沿偏心方向的惯性截面回转半径, 其中: hiih T h e hi A I AIii i eT e 12 1 1 12 / / 1 12 22 2????????????????????????????????eh b N (2) 偏心影响系数φ e 2)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φ e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=f m (2) 偏心影响系数φ e——按材料力学概念 (e≤ h/6) , 全截面受压,边缘最大压应力为 110e 61 1 2/ 12 // 1 1 1 1 , )1( ' 22 2 ' '2 2????????????????????ee e e mem u u mh e hyhAIi i ey Af Afi ey N NNf i eyA NyI Ne A N???????;偏压时, 由此式,轴压时,故,且有对矩形截面,有式中: 则时,并有引入强度条件,即当 yh e N lσ (2) 偏心影响系数φ e——按材料力学概念 (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),按力的平衡条件(矩形截面)可得: h e Af Afhe fhebh fbh N hehehh ehh eh Nh hfbh Nmem m m u m .0 )/ .0( )/(' )/()2/(3' 2/3/' )2/( )3/'( ''2 1''e ''???????????????????式中: 故即相重合的原则,得: 其位置距离受压边缘为作用线与轴向力其位置距离受压边缘为由压应力合力作用线为有效截面高度式中: h’σ h e N (2) 偏心影响系数φ e——按材料力学概念—— ,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(CHИЛ II-22-81 )所采用?????????????????????h e Af Afh eN bfeh bfeyN e e0 ''' '''0 0 021