砌體結構房屋承載能力分析

摘要：本文主要論述了砌體結構的相關概念和特點，并且以一個工程實例來計算了磚柱的承載能力，同時驗算了其承載能力。研究得到：磚柱的承載能力隨著磚柱的截面尺寸變化而不斷變化，根據算例可知沿著不同方向的磚柱的承載能力是不相同的，長度越短，截面承載能力就越大；磚柱的高度越大，磚柱承載力就越小。

關鍵詞：砌體結構;墻體;承載力

中圖分類號：B83文獻標識碼： A

1.引言

七八十年代的農村房屋大多數以砌體結構為主。在2008年的汶川大地震的發生，給我們國家造成直接的經濟損失達到8451.4億元，其中建筑房屋和基礎設施破壞造成的損失占總損失的70%左右；在2010年的青海玉樹地震造成的經濟損失亦超過了八千億，其中的建筑物破壞造成的損失占了一大部分。汶川地震和玉樹地震的發生，表明了農村房屋安全性問題要引起我們的重視。

要抓好農村房屋的質量問題，首先要研究和解決砌體結構房屋的質量問題，要解決砌體結構房屋的質量問題就必須對砌體結構房屋作進一步的研究和分析。本文主要闡述了砌體結構房屋的概念并且對砌體結構房屋墻體承載能力進行分析。

2.砌體結構概念

砌體結構[1]是將磚，石以及砌塊等材料用砂漿粘接砌筑而成的結構體系。砌體結構的砌筑材料如：磚和石頭以及砌塊等原材料都取之于自然，來源比較廣泛，并且材料的價格較低。砌體結構一方面可以大量的節約水泥和鋼材的使用，比較經濟實惠；另一方面也可以用磚塊和鋼筋混凝土結構組合成磚混結構體系結構。

砌體結構的特點：砌體結構抗壓性能較好，然而其抗拉性，抗彎性，抗剪性能相對比較差。砌體結構的的墻體如果由于承載能力不足會造成裂縫的出現，由于裂縫的出現不僅僅給建筑的美觀性造成影響，而且還會影響結構的剛度，強度，耐久性以及穩定性等等。

2.1砌體的抗壓強度模型

各類砌體軸心抗壓強度平均值主要由砌塊的抗壓強度平均值f1和砂漿的抗壓強度平均值f2，根據文獻[1]， fm=k1f1a(1+0.07f2)k2，fm表示為砌體軸心抗壓強度平均值；f1和f1分別表示為塊體、砂漿的抗壓強度平均值；k1和α表示與塊體類別及砌體類別有關參數；k2表示為砂漿強度影響的修正系數。

2.2受壓承載力計算模型

無鋼筋砌體受壓構件的承載能力計算如下：N≤fAψ；其中N表示為軸向力設計值；ψ表示為高厚比β和軸向力偏心距e對受壓構件承載力的影響系數； f表示砌體抗壓強度設計值；A表示截面面積。

對于矩形截面β=γβH0/h，其中γβ表示為不同砌體材料的高厚比修正參數；h表示為矩形截面軸向力偏心方向的邊長，當軸心受壓時為截面較小邊長；H0表示為受壓構件的計算高度。

3.計算實例

兩個截面尺寸分別為b×h=490mm×620mm和b×h=490mm×740mm的磚柱子，該磚柱采用MU10燒結磚以及采用M5混合砂漿砌筑，柱子的計算長度H0為7000mm，柱頂截面受壓軸向力設計值為260000N，沿著截面長邊放向的彎矩設計為M=8100N.m，驗算該磚柱的承載能力,并符合相關規范[2]要求。

解：柱頂截面承載力的驗算

查表知f=1.5MPa，A=0.49×0.62=0.3038m2>0.3?m2取γα=1.0

長邊方向軸心受壓：

e=M/N=8100/260000=0.03m<0.6y=0.6×620/2=186mm,e/h=31/620=0.05

β1=γβH0/h=1.2×7000/620=13.55,查表可知ψ1=0.671

則N1=fAψ1=0.671×1.5×0.3038×106=305770N>N=260000N

β3=γβH0/h=1.2×7000/740=11.35,查表可知ψ3=0.662

N3=fAψ3=0.662×1.50×0.3038×106=301673.4N>N=260000N

短邊方向軸心受壓：

β2=β4=γβH0/h =1.2×7000/490=17.14，查表可知ψ2=ψ4=0.692

則N2=fAψ2=0.692×1.50×0.3038×106=315340N>260000N

N4=N4=315340N >N=260000N

4.結論

由上述可知：磚柱的承載能力受磚柱的截面尺寸變化而不斷變化的，根據上述算例可知沿著不同方向的磚柱的承載能力是不相同的，長度越短截面承載能力就越大；磚柱的高度越大，磚柱承載力就越小。并且對墻體截面尺寸設計時要符合相關規范要求。

參考文獻

[1] 唐岱新.砌體結構.[M].北京:高等教育出版社，2009.

[2] 砌體結構設計規范(GBJ3—88) [S]

作者簡介：

劉國欽，男，1991.08，助理工程師。