砌体结构房屋承载能力分析

摘要：本文主要论述了砌体结构的相关概念和特点，并且以一个工程实例来计算了砖柱的承载能力，同时验算了其承载能力。研究得到：砖柱的承载能力随着砖柱的截面尺寸变化而不断变化，根据算例可知沿着不同方向的砖柱的承载能力是不相同的，长度越短，截面承载能力就越大；砖柱的高度越大，砖柱承载力就越小。

关键词：砌体结构;墙体;承载力

中图分类号：B83文献标识码： A

1.引言

七八十年代的农村房屋大多数以砌体结构为主。在2008年的汶川大地震的发生，给我们国家造成直接的经济损失达到8451.4亿元，其中建筑房屋和基础设施破坏造成的损失占总损失的70%左右；在2010年的青海玉树地震造成的经济损失亦超过了八千亿，其中的建筑物破坏造成的损失占了一大部分。汶川地震和玉树地震的发生，表明了农村房屋安全性问题要引起我们的重视。

要抓好农村房屋的质量问题，首先要研究和解决砌体结构房屋的质量问题，要解决砌体结构房屋的质量问题就必须对砌体结构房屋作进一步的研究和分析。本文主要阐述了砌体结构房屋的概念并且对砌体结构房屋墙体承载能力进行分析。

2.砌体结构概念

砌体结构[1]是将砖，石以及砌块等材料用砂浆粘接砌筑而成的结构体系。砌体结构的砌筑材料如：砖和石头以及砌块等原材料都取之于自然，来源比较广泛，并且材料的价格较低。砌体结构一方面可以大量的节约水泥和钢材的使用，比较经济实惠；另一方面也可以用砖块和钢筋混凝土结构组合成砖混结构体系结构。

砌体结构的特点：砌体结构抗压性能较好，然而其抗拉性，抗弯性，抗剪性能相对比较差。砌体结构的的墙体如果由于承载能力不足会造成裂缝的出现，由于裂缝的出现不仅仅给建筑的美观性造成影响，而且还会影响结构的刚度，强度，耐久性以及稳定性等等。

2.1砌体的抗压强度模型

各类砌体轴心抗压强度平均值主要由砌块的抗压强度平均值f1和砂浆的抗压强度平均值f2，根据文献[1]， fm=k1f1a(1+0.07f2)k2，fm表示为砌体轴心抗压强度平均值；f1和f1分别表示为块体、砂浆的抗压强度平均值；k1和α表示与块体类别及砌体类别有关参数；k2表示为砂浆强度影响的修正系数。

2.2受压承载力计算模型

无钢筋砌体受压构件的承载能力计算如下：N≤fAψ；其中N表示为轴向力设计值；ψ表示为高厚比β和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数； f表示砌体抗压强度设计值；A表示截面面积。

对于矩形截面β=γβH0/h，其中γβ表示为不同砌体材料的高厚比修正参数；h表示为矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长；H0表示为受压构件的计算高度。

3.计算实例

两个截面尺寸分别为b×h=490mm×620mm和b×h=490mm×740mm的砖柱子，该砖柱采用MU10烧结砖以及采用M5混合砂浆砌筑，柱子的计算长度H0为7000mm，柱顶截面受压轴向力设计值为260000N，沿着截面长边放向的弯矩设计为M=8100N.m，验算该砖柱的承载能力,并符合相关规范[2]要求。

解：柱顶截面承载力的验算

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

长边方向轴心受压：

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

则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

短边方向轴心受压：

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

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

N4=N4=315340N >N=260000N

4.结论

由上述可知：砖柱的承载能力受砖柱的截面尺寸变化而不断变化的，根据上述算例可知沿着不同方向的砖柱的承载能力是不相同的，长度越短截面承载能力就越大；砖柱的高度越大，砖柱承载力就越小。并且对墙体截面尺寸设计时要符合相关规范要求。

参考文献

[1] 唐岱新.砌体结构.[M].北京:高等教育出版社，2009.

[2] 砌体结构设计规范(GBJ3—88) [S]

作者简介：

刘国钦，男，1991.08，助理工程师。