砌体结构课后习题'答案.doc

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1、第一章第一章 绪论绪论 1. 砌体、块体、砂浆这三者之间有何关系？ 答：由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。它是 砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。 2. 哪项措施使砌体结构在地震区的应用得以复兴？ 答：1950 年以来，各工业发达国家对砌体结构进行了研究与改进，块体向高强、多孔、薄 壁、大块等方向发展，最重要的是发展了配筋砌体，才使砌体结构能用于地震区，使 砌体结构得到了复兴。 3. 砌体的基本力学特征是什么？ 答：抗压强度很高，抗拉强度却很低。因此，砌体结构构件主要承受轴心压力或小偏心压 力，而很少受拉或受弯。 4. 砌体结构的优缺点对于其应用有何意义？

2、 答：砌体结构的主要优点是：1）容易就地取材。砖主要用粘土烧制；石材的原料是天然石； 砌块可以用工业废料矿渣制作，来源方便，价格低廉。2）砖、石或砌块砌体具有 良好的耐火性和较好的耐久性。3）砌体砌筑时，不需要模板和特殊的施工设备。在寒 冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需要特殊的保温措施。4）砖墙和砌块墙体有良好的 隔声、隔热和保温性能。并有良好的耐火性和耐久性，所以既是较好的承重结构，也是 较好的维护结构。砌体结构的缺点是：1）与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较 大，材料用量多，自重大。2）砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大。3）砌体 的抗拉强度和抗剪强度都很低，因而

3、抗震性能较差，在使用上受到一定的限制；砖、石 的抗拉强度也不能充分发挥。4）粘土砖需要用粘土制造，在某些地区过多占用农田， 影响农业生产。 5. 与其他结构形式相比，砌体结构的发展有何特点？ 答：相对于其他结构形式，砌体结构的设计理论发展得较晚，还有不少问题有待进一步研 究。随着社会和科学技术的进步，砌体结构也需要不断发展才能适应社会的要求。砌 体结构的发展方向如下： 1）使砌体结构适应可持续性发展的要求 2）发展高强、轻质、高性能的材料 3）采用新技术、新的结构体系和新的设计理论 第二章第二章 砌体结构的设计原则砌体结构的设计原则 1. 极限状态设计法与破坏阶段设计法、容许应力设计法的主要区

4、别是什么？ 答：极限状态设计法考虑荷载的不确定性以及材料强度的变异性，将概率论引入结构的设 计，可以定量估计所设计结构的可靠水平。 2. 砌体结构的功能要求是什么？试述极限状态的种类和意义？ 答：砌体结构在规定的设计使用年限内应满足以下功能要求：安全性、适用性、耐久性； 建筑结构可靠度设计统一标准 （GB50068-2001）将结构的极限状态分为两大类：承载能 力极限状态和正常使用极限状态。前者对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不 适合于继续承载的变形。后者对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项 限值。 3. 现行砌体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的

5、设计 使用期不同的影响？答：在计算公式中引入了结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为 50 年0以上的结构构件，不应小于 1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为 50 年的结构构 件，不应小于 1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为 15 年的结构构件，不应小于 0.9。 4. 现行砌体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现施工技术、施工管理水平等对结 构可靠度的影响？ 答：在计算公式中引入了砌体结构材料性能分项系数，在确定该项系数时，引入了施工质 量控制等级的概念。一般情况下，宜按施工控制等级为 B 级考虑，取用 1.6；当为 C 级时，取为 1.8。 5. 结构功能函数的含义

6、是什么？ 答：结构的状态方程可描述为 Z=g（X1，X2，X3，Xn） ，当 Z0 时，结构处于可靠状态； 当 Z2H = 8000mm，H0=1.0H ， 根据表4-2 可知该房屋属于刚性方案 (2) 计算简图 取两个控制截面，I-I 截面为墙上部梁下截面，II-II 截面为墙下部梁底上截面，取窗间 墙截面进行承载力验算。A =1400240 = 336000mm2 图略 (3) 荷载设计值计算 180092=3200163风荷载可忽略不计 屋面传来集中荷载：1.2(3.543.23.0+0.20.5253)+1.40.73.23.0=59.19kN 1.35(3.543.23.0+0.20

7、.5253)+1.40.70.73.23.0=62.59kN 屋面传来集中荷载=62.59kN 楼面传来集中荷载：1.2(2.943.23.0+0.20.5253)+1.423.23.0=69.75kN1.35(2.943.23.0+0.20.5253)+1.40.723.23.0=67.04kN 楼面传来集中荷载=69.75kN 顶层砖墙自重=1.35(43.21.82.1)5.24+1.82.10.3= 65.34kN 女儿墙自重=1.351.03.25.24= 22.64kN 楼板面至梁底砖墙自重可算可不算 (4) 内力计算010183chammf顶层200.459.61iAeyammM

8、I=(62.59+22.64)59.61=5.08kNm NI=62.59+22.64=85.23kN M=0 N=62.59+65.34+22.64=150.57kN 第五章第五章 无筋砌体结构构件的承载力和构造无筋砌体结构构件的承载力和构造 1 为什么要控制墙柱的高厚比？在什么情况下值还要乘以修正系数？ 答：保证墙柱构件在施工阶段和使用期间的稳定性；厚度的自承重墙允许高厚比修正系数按下列规定采用：时，240hmm1240hmm=1.2；时，=1.5；时，可按线性插入法取值。190hmm124090mmhmm上端为自由端时，值还可提高30%。1有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数应按下式计算：2

9、21 0.4sb S 当计算结果值小于0.7时，应取=0.7；当洞口高度小于墙高的1/5时，可取 =1.0222在墙中设钢筋混凝土构造柱可以提高墙体在使用阶段的稳定性和刚度，因此，验算构造柱墙的高厚比时，其允许高厚比可以乘以提高系数。c2 带壁柱墙的高厚比验算应包括那些内容？计算方法如何？ 答：横墙之间整片墙的高厚比验算和壁柱间墙的高厚比验算；整片墙的高厚比仍可按式验算，但其中墙厚应采用折算高度，墙的长度S0H hTh应取相邻横墙间距离；壁柱间墙的高厚比验算可按无壁柱墙验算。墙的长度S取壁柱间距离。由于此时的墙体 四周支承条件对墙体稳定较为有利，故规定无论此时房屋结构属于何种静力计算方案，壁柱

10、间墙计算高度一律按刚性方案取值。0H3 无筋受压砌体的偏心影响系数、构件稳定系数、单向偏心受压影响系数分别与0哪些因素有关？三者之间有何内在联系？ 答：偏心影响系数：轴力偏心距、截面形状 构件稳定系数：砂浆强度等级、高厚比 单向偏心受压影响系数：轴力偏心距、截面形状、砂浆强度等级综合反映单向偏心受压对短柱的不利影响；构件稳定系数反映偶然偏心导致的长0柱受压承载力降低；单向偏心受压影响系数考虑长柱单向偏心受压时产生的附加弯 矩。当e=0时，影响系数等于稳定系数，于是201= 11+1e i 4 为什么要限制单向受压偏心距e？如何限制？ 答：试验表明，偏心距相当大时，承载能力值很离散且较低，可靠度

11、难以保证。因此计算时要求控制偏心距；规范规定。0.6ey5 局部受压下砌体抗压强度为什么能提高？ 答：砌体的受压只要存在为直接受压面积，就有力的扩散作用，就会引起双向应力或三向 应力，在不同程度上提高了直接受压部分的抗压强度。 6 为什么计算梁端支承处砌体局部受压时要计算有效支承长度？从受力机理上讲它与梁 端的什么变形有关？ 答：计算局部受压面积内的上部轴向力设计值； 由于梁的挠曲变形，梁的端部可能会翘起，故实际的梁端有效支承长度小于梁支承在 砌体墙上的长度。 7 在梁端支承处砌体局部受压计算中，为什么要对上部传来的荷载进行折减？折减值与 什么因素有关？ 答：在砌体受到均匀压应力的情况下，若增

12、加梁端荷载，梁底砌体局部压应力以及局部应变都应增大，但梁顶面附近的却有所下降。这一结构的内力重分布现象，对局部受0压无疑是一种卸载作用，于砌体局压承载力是有利的； 内拱卸荷作用的程度与A0/Al比值有关，上部荷载的效应随A0/Al值的增大而逐渐减弱，时已很小。因而规范规定，时，可以不考虑上部荷载的02.0lAA 03.0lAA 作用。 8 在梁端下设有刚性垫块的局部受压承载力计算公式中，为什么没有梁端底面受压应力 图形完整性系数？ 答：由于砌体的塑性性能，产生的压应力图形一般在矩形和三角形之间呈曲线分布，为了 可按三角形分布的情况进行分析，采用了完整性系数，而当梁端下设有刚性垫块时， 梁下荷载

13、几乎呈矩形分布。 9 砌体受剪承载力计算中，为什么应考虑系数？ 答：试验研究表明，当构件水平截面上作用有压应力时，由于灰缝粘结强度和摩擦力的共 同作用，砌体抗剪承载力有明显的提高，因此计算时应考虑剪、压的复合作用。 10.砌体结构设计中，为什么要满足许多构造要求？ 答：为保证房屋的空间刚度和整体性以及结构的可靠性。11. 引起砌体结构裂缝的主要原因有哪些？应从哪些方面采取措施防止或减轻墙体的开裂？答:温度变化、材料干燥收缩、设计不合理、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质 量差、砌体强度达不到设计要求、地基不均匀沉降； 1） 防止和减轻由地基不均匀沉降引起墙体裂缝的主要措施 2） 设置伸缩

14、缝 3） 防止或减轻房屋顶层墙体开裂的措施 4） 防止或减轻房屋底层轻体裂缝的措施 5） 墙体转角处、纵、横墙交接处的构造措施 6） 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块或其他非烧结砖砌体的构造措施 7） 防止或减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层第一、二开间洞口处的开裂的构造措施 8） 设置控制缝 9） 其他专门措施 习题 1. 某房屋带壁柱墙用MU5单排孔混凝土小型空心砌块和Mb5.0砌块砌筑砂浆砌筑，计算高度 为6.6m。壁柱间距为3.6m，窗间墙宽为1.8m。带壁柱墙截面积为4.2105mm2，惯性矩 为3.243109mm4.试验算墙的高厚比。答：87.87IimmA3.5307.55Th

15、imm021.5TH h21.81 0.41 0.40.83.6sb S 查表可知： 24故：13.5由表5-4 可得 = 0.735 柱截面面积A =0.370. 49 =0.1813m2l0时，取hw=l0，对连续墙梁和多跨框支墙梁，l0取各跨的 平均值；墙梁跨中截面计算高度H0，取H0=0.5hb+hw，hb为托梁截面高度；翼墙计算宽度bf， 取窗间墙宽度或横墙间距的2/3，且每边不大于3.5h和l0/6；框架柱计算高度Hc，取 Hc=Hcn+0.5hb，Hcn为框架柱的净高，取基础顶面住托梁底面的距离；第i跨洞口边至相邻支 座中心的距离ai应取相应跨门洞边缘至相邻一侧支座中心的最短距离

16、。当ai0.35l0i时， 取ai=0.35l0i 7.考虑墙梁组合作用，应如何确定墙梁上的竖向荷载？ 答：在使用阶段，对于自承重墙梁，仅考虑竖向均布荷载Q2作用在墙梁顶面，其值取托梁 自重以及托梁以上墙体自重。在施工阶段，考虑到材料强度尚未达到设计要求，墙梁组合 作用无法形成，故托梁在按普通受弯构件进行承载力验算时，应考虑下列荷载：托梁自重 及本层楼盖恒荷载；本层楼盖的施工荷载；墙体自重，按照过梁荷载取法，可取lomax/3的 墙体自重，开洞时，应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核。 8.挑梁有哪几种类型？挑梁设计中应考虑哪些问题？ 答：房屋雨棚、阳台和悬挑楼梯；抗倾覆验算、砌体局部受压承载力

17、验算、悬挑构件本身的承载力计算。 9.什么是挑梁的计算倾覆点？应如何确定挑梁的抗倾覆荷载？ 答：挑梁抗倾覆破坏时，其倾覆点并不在墙边，而是在距墙边x0处；抗倾覆荷载可偏安全地取挑梁尾端上不45o扩展角范围内本层的砌体和楼面恒载标准值， 并取起有利作用永久荷载分项系数0.8。 10. 在非抗震地区的混合结构房屋中，圈梁的作用是什么？应如何合理布置圈梁？ 答：防止地基不均匀沉降对房屋产生的不利影响； 对空旷的单层房屋：1）砖砌体房屋，当檐口标高为58m时，应设置圈梁一道；当檐口 标高大于8m时，宜适当增设。2）砌块及料石砌体房屋，当檐口标高为45m时，应设置圈梁 一道；当檐口标高大于5m时，宜适当

18、增设。3）对有电动桥式吊车或较大振动设备的单层工 业厂房，除在檐口或窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁外，尚宜在吊车梁标高处或其他 适当位置增设。 对多层砌体民用房屋，当房屋层数为34层时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当层数 超过4层时，应从底层开始在包括顶层在内的所有纵、横墙上隔层设置圈梁。 对多层砌体工业房屋，宜每层设置现浇混凝土圈梁，对有较大振动设备的多层房屋， 应每层设置现浇圈梁。对设置墙梁的多层砌体结构房屋，为保证使用安全，应在托梁和墙梁顶面、每层楼面 标高和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁。习题习题 7-17-1 过梁计算：过梁计算：解：（1）荷载计算mkNp16.148)8 . 0

19、2 . 42 . 024. 025(35. 1计算跨度：mmlln252005. 10mkNplM24.1182 0kNplVn99.162（2）承载力计算受弯承载力C20，HPB235，故2210,1 . 1,6 . 9mmNfMPafMPafytc保护层厚度 30，取，故mmas40mmh1600191. 02 01bhfMcs214. 02121s893. 05 . 01s206 .374mmhfMAssy配置，162226 .374402mmmmAs，满足最小配筋要求。%2 . 0%05. 10bhAs受剪承载力kNVkNbhft99.1657.297 . 00故只需按构造配筋，250

20、18（3）过梁梁端局部受压承载力验算mmfha1243 . 1 200101002 029760240124mmbaAl2 0115200240)240240()(mmhhaA，故上部荷载折减系数387. 30lAA0局压强度提高系数 ，取 1.2525. 133. 1135. 010bAAkNplNl84.17252. 216.14 20kNNkNfAll 84.1736.48297603 . 125. 10 . 1故局部受压承载力满足要求。习题习题 7-37-30.5ln0.5lnl045h1h2解：（1）计算倾覆点bhmml2 . 22401故 mmlx2 .3124013. 013. 010（2）计算倾覆力矩mkNxlMov186. 8)(217 . 242 0（3）计算抗倾覆力矩梁上墙高，其中21hhhmmlhn2220)24022700(21 2112)222. 027. 0(56. 4111. 0)111. 027. 0(56. 4hGr)2240(8 . 0)(8 . 0002xGxlGMrrr令解得：rovMMmmh42752故从雨篷梁顶算起的最小墙高。mmhhh53854275111021