无筋砌体构件局部受压分析计算

无筋砌体构件局部受压分析计算

张富荣

北京交通职业技术学院102200

摘要：在实际工程中，混合结构房屋的墙体和柱主要承受房屋的竖向荷载和自身重量，通常为无筋受压砌体。根据作用于墙体和柱上的压力与墙柱截面重心的关系，无筋受压砌体可分为以下几种类型：当作用于墙、柱的压力通过其截面重心时为轴心受压构件，不通过截面重心时为偏心受压构件。

关键词：无筋砌体构；局部受压；分析计算

一、局部均匀受压

压力仅作用在砌体的部分面积上的受力状态称为局部受压。如在砌体局部受压面积上的压应力呈均匀分布，则称为砌体的局部均匀受压。

1、局部抗压强度提高系数

在局部压力作用下，局部受压砌体产生纵向变形，而周围未直接受压的砌体像套箍一样阻止其横向变形。因此，直接受压的砌体处于双向或三向受压状态，局部抗压强度大于一般情况下的抗压强度，这就是“套箍强化”作用的结果。

此外，试验发现，由于砖的搭缝，在几皮砖下荷载实际已扩散到未直接受荷的面积上，即所谓“力的扩散”作用。这两种作用都使得局部抗压强度高于全截面受压时砌体的抗压强度。

砌体抗压强度为f，砌体的局部抗压强度可取为，称为局部抗压强度提高系数。《规范》根据试验研究结果给出了局部抗压强度提高系数计算公式，即

式中——局部受压面积；——影响砌体局部抗压强度的计算面积，按规定采用。

2.影响局部抗压强度的计算面积

影响局部抗压强度的计算面积可按图1确定。

（1）在图2a的情况下，A0＝（a+c+h）h算出的应满足≤2.5；

（2）在图2b的情况下，A0＝（b+2h）h算出的应满足≤2；

（3）在图2c的情况下，A0＝（a+h）h+（b+hι-h）h1算出的应满足≤1.5；

（4）在图2d的情况下，A0＝（a+h）h算出的应满足≤1.25；

（5）按《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）第6.2.13条的要求灌孔的混凝土砌块砌体，在上述（1）、（2）的情况下，尚应符合≤1.5；对未灌实的混凝土砌块砌体，=1.0。

（6）对多孔砖砌体孔洞难以灌实时，应按取用。当设置混凝土垫块时，按垫块下的砌体局部受压计算。

式中

a、b----矩形局部受压面积的边长；h、h1----墙厚或柱的较小边长，

c----矩形局部受压面积的外边缘至构件边缘的较小距离，当大于h时应取为h。

图1砌体的局部均匀受压

局部受压时，尽管该受压面上的砌体局部抗压强度比砌体的抗压强度高，但由于作用于局部面积上的压力很大，如不准确进行验算，则有可能成为整个结构的薄弱环节而造成破坏。

砌体截面中受局部均匀压力的承载力按下式计算

式中：——局部受压面上轴向力的设计值；——砌体局部抗压强度提高系数；

一砌体的抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数的影响；——局部受压面积。

二、局部不均匀受压计算

梁端支撑在砌体上，使砌体受到局部压力的作用，此时作用在局部受压面积上的轴向压力除梁端支反力以外，还有上部荷载在局部受压面积上产生的轴向力，梁端下砌体的支撑反力呈曲线分布，属局部不均匀受压.

1、梁端的有效支承长度

如图2a所示，梁端支承处砌体局部受压时，其压应力的分布是不均匀的，同时由于梁端的转角以及梁的抗弯刚度与砌体压缩刚度的不同，梁端的有效支承长度可能小于梁的实际支承长度。因而砌体局部受压面积应为（b为梁的宽度），梁端的有效支承长度为

式中——梁端有效支承长度，>时，取，mm

——梁的截面高度，mm；

f---砌体抗压强度设计值，MPa。

2、上部荷载对局部抗压强度的影响

梁端支承处砌体局部受压计算中，除应考虑由梁传来的荷载外，还应考虑局部受压面积上由上部荷载设计值产生的轴向力。但由于支座下砌体的压缩，以致梁端顶部与上部砌体脱开而形成内拱作用，所以计算时要对上部传来的荷载作适当的折减。梁上砌体作用有均匀压应力的试验（图2b）表明，随着的增大，上部砌体的压缩变形增加，梁端顶部与砌体的接触面也增大，内拱作用逐渐削弱，卸载的有利影响即逐渐减小。根据试验研究结果，为了偏于安全，《规范》规定，当≥3时不考虑上部荷载的影响。

图2梁端支承处砌体的局部受压

3.梁端支承处砌体局部受压承载力计算

梁端支承处砌体局部受压承载力应按下式计算

式中——上部荷载的折减系数，，当时，取；

——局部受压面积内上部轴向力设计值，，为上部平均压应力设计值；

——梁端底面压应力图形的完整系数，一般可取为0.7，对于过梁和墙梁可以取1.0：

——局部受压面积，，为梁宽，为梁端有效支承长度。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）.2011.北京.中国建筑工业出版社

[2]张富荣.2018砌体结构.北京：科学技术文献出版社