砌体结构设计规范 GB50003-2011 >

9.2 正截面受压承载力计算

9.2.1 配筋砌块砌体构件正截面承载力，应按下列基本假定进行计算：
    1 截面应变分布保持平面；
    2 竖向钢筋与其毗邻的砌体、灌孔混凝土的应变相同；
    3 不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度；
    4 根据材料选择砌体、灌孔混凝土的极限压应变：当轴心受压时不应大于0.002；偏心受压时的极限压应变不应大于0.003；
    5 根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于0.01；
    6 纵向受拉钢筋屈服与受压区砌体破坏同时发生时的相对界限受压区的高度，应按下式计算：
 (9.2.1)
    式中：ξb——相对界限受压区高度ξb为界限受压区高度与截面有效高度的比值；
         fy——钢筋的抗拉强度设计值；
         Es——钢筋的弹性模量。
    7 大偏心受压时受拉钢筋考虑在h0—1.5x范围内屈服并参与工作。
9.2.2 轴心受压配筋砌块砌体构件，当配有箍筋或水平分布钢筋时，其正截面受压承载力应按下列公式计算：
N≤φ0g(fgA＋0.8f′yA′s)         (9.2.2-1)
φ0g＝1/(1＋0.001β2)          (9.2.2-2)
    式中：N——轴向力设计值；
        fg——灌孔砌体的抗压强度设计值，应按第3.2.1条采用；
        f′y——钢筋的抗压强度设计值；
        A——构件的截面面积；
        A′s——全部竖向钢筋的截面面积；
        φ0g——轴心受压构件的稳定系数；
        β——构件的高厚比。
    注：1 无箍筋或水平分布钢筋时，仍应按式(9.2.2)计算，但应取f′yA′s＝0；
           2 配筋砌块砌体构件的计算高度H0可取层高。
9.2.3 配筋砌块砌体构件，当竖向钢筋仅配在中间时，其平面外偏心受压承载力可按本规范式(5.1.1)进行计算，但应采用灌孔砌体的抗压强度设计值。
9.2.4 矩形截面偏心受压配筋砌块砌体构件正截面承载力计算，应符合下列规定：
    1 相对界限受压区高度的取值，对HPB300级钢筋取ξb等于0.57，对HRB335级钢筋取ξb等于0.55，对HRB400级钢筋取ξb等于0.52；当截面受压区高度x小于等于ξbh0时，按大偏心受压计算；当x大于ξbh0时，按为小偏心受压计算。
    2 大偏心受压时应按下列公式计算(图9.2.4)：
N≤fgbx＋f′yA′s—fyAs—ΣfsiAsi              (9.2.4-1)
NeN≤fgbx(h0—x/2)＋f′yA′s(h0—a′s)—ΣfsiSsi             (9.2.4-2)
    式中：N——轴向力设计值；
         fg——灌孔砌体的抗压强度设计值；
         fy、f′y——竖向受拉、压主筋的强度设计值；
         b——截面宽度；
         fsi——竖向分布钢筋的抗拉强度设计值；
         As、A′s——竖向受拉、压主筋的截面面积；
         Asi——单根竖向分布钢筋的截面面积；
         Ssi ——第i根竖向分布钢筋对竖向受拉主筋的面积矩；
         eN——轴向力作用点到竖向受拉主筋合力点之间的距离，可按第8.2.4条的规定计算；
         a′s——受压区纵向钢筋合力点至截面受压区边缘的距离，对T形、L形、工形截面，当翼缘受压时取100mm，其他情况取300mm；
         as——受拉区纵向钢筋合力点至截面受拉区边缘的距离，对T形、L形、工形截面，当翼缘受压时取300mm，其他情况取100mm。
    3 当大偏心受压计算的受压区高度x小于2a′s时，其正截面承载力可按下式进行计算：
矩形截面偏心受压正截面承载力计算简图
图9.2.4 矩形截面偏心受压正截面承载力计算简图
Ne′N≤fyAs(h0—a′s)         (9.2.4-3)
    式中：e′N——轴向力作用点至竖向受压主筋合力点之间的距离，可按本规范第8.2.4条的规定计算。
    4 小偏心受压时，应按下列公式计算(图9.2.4)
N≤fgbx＋f′yA′s—σsAs                  (9.2.4-4)
NeN≤fgbx(h0—x/2)＋f′yA′s(h0—a′s)        (9.2.4-5)
   (9.2.4-6)
    注：当受压区竖向受压主筋无箍筋或无水平钢筋约束时，可不考虑竖向受压主筋的作用，即取f′yA′s＝0。
    5 矩形截面对称配筋砌块砌体小偏心受压时，也可近似按下列公式计算钢筋截面面积：
 (9.2.4-7)
 (9.2.4-8)
    注：小偏心受压计算中未考虑竖向分布钢筋的作用。
9.2.5 T形、L形、工形截面偏心受压构件，当翼缘和腹板的相交处采用错缝搭接砌筑和同时设置中距不大于1.2m的水平配筋带(截面高度大于等于60mm，钢筋不少于2  12)时，可考虑翼缘的共同工作，翼缘的计算宽度应按表9.2.5中的最小值采用，其正截面受压承载力应按下列规定计算：
   1 当受压区高度x小于等于h′f时，应按宽度为b′f的矩形截面计算；
    2 当受压区高度x大于h′f时，则应考虑腹板的受压作用，应按下列公式计算：
        1)当为大偏心受压时，
N≤fg[bx＋(b′f—b)h′f]＋f′yA′s—fyAs—ΣfsiAsi      (9.2.5-1)
NeN≤fg[bx＋(h0—x/2)＋(b′f—b)h′f(h0—h′f/2)]＋f′yA′s(h0—a′s)—ΣfsiSsi       (9.2.5-2)
        2)当为小偏心受压时，
N≤fg[bx＋(b′f—b)h′f]＋f′yA′s—σsAs       (9.2.5-3)
NeN≤fg[bx(h0—x/2)＋(b′f—b)h′f(h0—h′f/2)]＋f′yA′s(h0—a′s)       (9.2.5-4)
    式中：b′f——T形、L形、工形截面受压区的翼缘计算宽度；
         h′f——T形、L形、工形截面受压区的翼缘厚度。
T形截面偏心受压构件正截面承载力计算简图
图9.2.5 T形截面偏心受压构件正截面承载力计算简图
表9.2.5 T形、L形、工形截面偏心受压构件翼缘计算宽度b′f
T形、L形、工形截面偏心受压构件翼缘计算宽度b′f
 
条文说明
 
9.2 正截面受压承载力计算
9.2.1、9.2.4 国外的研究和工程实践表明，配筋砌块砌体的力学性能与钢筋混凝土性能非常相近。特别在正截面承载力的设计中，配筋砌体采用了与钢筋混凝土完全相同的基本假定和计算模式。如国际标准《配筋砌体设计规范》，《欧共体配筋砌体结构统一规则》EC6和美国建筑统一法规(UBC)——《砌体规范》均对此作了明确的规定。我国哈尔滨工业大学、湖南大学、同济大学等的试验结果也验证了这种理论的适用性。但是在确定灌孔砌体的极限压应变时，采用了我国自己的试验数据。
9.2.2 由于配筋灌孔砌体的稳定性不同于一般砌体的稳定性，根据欧拉公式和灌心砌体受压应力—应变关系，考虑简化并与一般砌体的稳定系数相一致，给出公式(9.2.2-2)的。该公式也与试验结果拟合较好。
9.2.3 按我国目前混凝土砌块标准，砌块的厚度为190mm，标准块最大孔洞率为46％，孔洞尺寸120mm×120mm的情况下，孔洞中只能设置一根钢筋。因此配筋砌块砌体墙在平面外的受压承载力，按无筋砌体构件受压承载力的计算模式是一种简化处理。
9.2.5 表9.2. 5中翼缘计算宽度取值引自国际标准《配筋砌体设计规范》，它和钢筋混凝土T形及倒L形受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度的规定和钢筋混凝土剪力墙有效翼缘宽度的规定非常接近。但保证翼缘和腹板共同工作的构造是不同的。对钢筋混凝土结构，翼墙和腹板是由整浇的钢筋混凝上进行连接的；对配筋砌块砌体，翼墙和腹板是通过在交接处块体的相互咬砌、连接钢筋(或连接铁件)，或配筋带进行连接的，通过这些连接构造，以保证承受腹板和翼墙共同工作叫产生的剪力。

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