砌体结构局部受压计算问题分析

江苏沪宁钢机股份有限公司，北京 100125

1 概述

砌体结构因其技术成熟、应用广泛、工程造价较为低廉，目前仍然在一些多层建筑中应用。局部受压（以下简称“局压”）是砌体结构中的主要受力状态之一，由于局压造成的破坏在工程实际中并不少见，且后果严重，修复困难，甚至曾出现过因砌体局部抗压强度不足而发生房屋倒塌的事故，因此正确计算砌体局压承载力很有必要。

局压计算按其相对位置不同又可分为下列几种受荷情况：中心局压、中部或边缘局压、端部局压和角部局压。试验表明，局压相对位置是影响局压承载力很重要的因素之一[1]。

文章选取2个算例来说明，算例平面布置如图1所示（见图1中节点1和节点2）。

图1 算例平面布置图

节点1为梁中间支座局压（均匀局压），应按《砌体结构设计规范》（GB 50003—2011）[2]（以下简称《规范》）第5.2.1条“砌体截面中受局部均匀压力”的情况来计算。

节点2为梁端局压（边缘局压），由于梁的挠曲变形和砌体的压缩变形，梁底砌体承压应力为非均匀分布，故应按《规范》第5.2.4条“梁端支承处砌体的局部受压承载力”来计算。

2 中间支座节点（节点1）的计算

中间支座处的局压计算采用以下两个基本假定[3]：

（1）在连续梁中间支座处梁的底面与砌体不脱离，梁的有效支承长度就等于梁的实际支承长度。

（2）梁下砌体的局压面积上受到的是均匀压力。《规范》第5.2.1条指出，砌体截面中受局部均匀压力时的承载力应满足下式的要求：

式中：Nl为局压面积上的轴向力设计值，由于为中间节点，因此应为左右两侧次梁梁端剪力之和，此处与节点2类型的梁端情况不同，节点2只考虑单侧梁端的剪力。γ为砌体局部抗压强度提高系数，实际是考虑局部压力存在力的扩散以及周围砌体对局压范围内的砌体施加约束作用，使强度得以提高。《规范》在计算γ时给出4种情况，如图2所示。其中，（a）为四面约束；（b）为三面约束；（c）为两面约束；（d）为单面约束。可见约束得越多，强度提高得越多，而此例中实际情况虽然和图2（b）情况很像，但应按图2（c）情况计算，即都属于两面约束，γ≤1.5。

图2 《规范》给出的4种情况

3 梁端节点（节点2）的计算

（1）不设梁垫的计算。《规范》第5.2.4条指出，梁端支承处砌体的局压承载力应按下列公式计算：

式中：a0为梁端有效支承长度。《规范》的条文说明指出式（6）仅为简化公式，《规范》提供的公式如下：

如果该式中tanθ取1/78，则也成了近似公式，此例中梁端支承压力设计值Nl=44.1kN，梁的截面宽度b=250mm，梁的截面高度hc=300mm，砌体的抗压强度设计值f=1.69N/mm²，则根据式（7）计算得a0=108.43mm，而通过式（6）计算得=133.23mm，相差22.88%，故取a0=108.43mm。

分别带入公式得Nl=36.31kN，η=1.5，γ=1.5，f=1.69N/mm²，Al=27107.5mm²，则ηγfAl=48.1kN ＞ψN0+Nl=36.31，故满足《规范》要求。

（2）增设梁垫的计算。为了增强节点处局压的安全性，再通过增设刚性梁垫的算例来对比计算结果。梁垫设置构造要求按《规范》第5.2.5条，见图3。

图3 梁垫布置图（单位：mm）

4 相关构造建议

设计时建议在较大跨度（如大于6m时）梁下设置梁垫，或沿砌体墙设置圈梁，使其共同工作，形成均匀受压的受力状态，梁端设置刚性垫块，能有效分散梁端的集中力，是防止砌体局压破坏的最重要的构造措施。

5 结论

（1）局压是砌体结构中的主要受力状态之一，为保证结构的安全，避免结构破坏，正确计算砌体局压承载力是很有必要的。

（2）由于常用的结构设计软件并未全部给出局压的计算结果，因此需要工程师手算相应的节点，以确保结构的安全可靠。

（3）通过具体结构例题的计算，给出砌体结构设计《规范》中各个公式计算参数的合理取值，来确保计算结果的真实有效。

（4）在梁端建议增设梁垫来提高砌体结构局压能力。