混凝土結構與砌體結構設計部分思考題答案

2021-03-03 23:53:59 字數 4748 閱讀 8698

5章材料的不同分為:磚砌體;砌塊砌體和石砌體三類。

15.2 砌體結構有哪些優缺點?p314

答:1)砌體結構的主要優點:1.

就地取材,造價低;2.運輸和施工簡便3.耐久性和耐火性好;4.

保溫思考題 15.1 什麼是砌體結構?砌體按所採用材料的不同可以分為哪幾類答:

由塊體和砂漿砌築而成的受力結構,稱為砌體結構,是磚砌體、 砌塊砌體和石砌體結構的統稱。 砌體按、隔熱、隔聲效能好。 2)砌體結構的主要缺點:

1.強度低,特別是抗拉、抗剪和抗彎強度很低;2.自重大;3.

整體性差;4.抗震效能差;5.手工操作;6.

採用黏土磚會侵占大量農田 3)砌體結構正在向輕質高強、約束砌體、利用工業廢料和工業化生產等方向發展。 15.3 怎樣確定塊體材料和砂漿的等級?

p317

答:塊體和砂漿的選擇主要應滿足強度和耐久性的要求,同時也要考慮因地制宜和就地取材,對建築物的要求以及工作環境(是否處於水下或地下潮濕環境中,有無侵蝕性的液體或氣體的作用)等因素:對強度《砌體規範》規定:

5 層或以上的房屋建築的牆,以及受振動或高層大於 6m 的牆、柱所用的最低強度等級:1)磚採用 mu10;2)砌體採用mu7.5;石材採用mu30;6)砂漿強度採用m5。

15.4 選用的材料應注意哪些問題? 塊體和砂漿的選擇主要應滿足強度和耐久性的要求 15.5 簡述砌體受壓過程及其破壞特徵?p320

答:1)砌體受壓的過程:1.

未裂階段當荷載小於50%-70%破壞荷載時,壓應力與壓應變近似為線性關係,砌體沒有裂縫;2.裂縫階段當荷載達到了50%-70%破壞荷載時,在單個塊體內出現豎向裂縫,試件就進入了裂縫階段,這時停止載入,裂縫就停止發展。繼續載入, 單塊的裂縫增多,並且開始貫穿。

這時如果停止載入,裂縫仍將繼續發展;3.破壞階段當荷載增大到 80%-90%破壞荷載時,砌體上已形成幾條上下連續貫通的裂縫,試件就進入破壞階段,這時的裂縫已把砌體分成1/2 塊體的小立柱,砌體外鼓,最後由於個別塊體被壓碎或小立柱失穩而破壞。

15.6 為什麼砌體的抗壓強度遠小於單塊塊體的抗壓強度?p321-p322

答:1)塊體在砌體中處於壓、彎、剪的複雜受力狀態,由於塊體表面不平整,加上砂漿鋪的厚度不勻,密實性也不均勻,致使單個塊體在砌體中不是均勻受壓,且還無序地受到彎曲和剪下作用,由於塊體的抗彎、抗剪強度遠低於抗壓強度,因而較早地使單個塊體出現裂縫, 導致塊體的抗壓能力不能充分發揮,這是塊體抗壓強度遠低於塊體抗壓強度的主要原因2)砂漿使得塊體在橫向受拉,從而降低了塊體的抗壓強度;3)豎向灰縫中存在應力集中,因為豎向灰縫不可能飽滿, 使得塊體受力不利。

15.7 簡述影響砌體抗壓強度的主要因素。砌體抗壓強度計算公式考慮了哪些主要引數?p322

答:凡是影響塊體在砌體中充分發揮作用的各種主要因素,也就是影響砌體抗壓強度的主要因素。 1) 塊體的種類、強度等級和形狀。

(砌體的抗壓強度主要取決於塊體的抗壓強度) 2) 砂漿效能。砂漿強度等級高,砌體的抗壓強度也高;砂漿的變形率小,流動性、保水性好都是對提高砌體的抗壓強度有利 3) 灰縫厚度(10~12mm); 4) 砌築質量,主要保證灰縫的均勻性、密實性和飽滿程度等砌體抗壓強度平均值錯誤 m=k1061 a (1+0.07062)k2 考慮的是塊體的抗壓強度平均值,砂漿抗壓強度平均值;砌體種類的引數; 同時各種情況下的各類砌體,其砌體強度的設計值應該乘以調整係數ra

15.8 怎麼確定砌體的彈性模量?簡述其主要的影響因素?

在砌體的壓應力—應變曲線上,取應力σa=0.43fu 點的割線模量作為彈性模量。與砌體種類,砂漿強度等級有關。砌體抗壓強度極限值 fu 為主要影響因素 。

15.9 為什麼砂漿強度等級高的砌體抗壓強度比砂漿的強度低?而對砂漿強度等級低的砌體,當塊體強度高時,抗壓強度有比砂漿強度高?p322

答:砂漿強度等級高,砌體的抗壓強度也高,低強度等級的砂漿將是塊體橫向手拉,反過來,塊體就使砂漿在橫向受壓,使得砂漿處於三向受壓狀態,所以砌體的抗壓強度可能高於砂漿強度;當砂漿強度等級較高時,塊體與砂漿間的互動作用減弱,砌體的抗壓強度就不再高於砂漿的強度。

15.10 混合結構的房屋的結構布置方案有哪幾種?其特點是什麼? p351

答:房屋的主要承重結構式由不同的結構材料所組成的,稱為混合結構房屋。學習的是混凝土-砌體混凝土結構房屋,其樓、屋蓋採用混凝土結構,而豎向承重結構和基礎則採用砌體結構,多用於多層。

承重牆的結構布置方案有:1)橫牆承重方案:是指橫牆直接承受樓(屋)蓋荷載的結構布置方案;特點:

1.縱牆的處理比較靈活;2. 側向剛度大,整體性好;3.

樓(屋)蓋經濟,施工方便。主要適用於: 房屋大小固定、橫牆間距較小的多層住宅、宿舍和旅館等。

2)縱牆承重方案:是指縱牆直接承受樓(屋)蓋荷載的結構布置方案。 特點:

1.橫牆布置比較靈活;2. 縱牆上的門窗洞口受到限制;房屋的側向剛度較差。

主要適用於: 有較大空間的房屋,如單層廠房的車間、倉庫等 3)縱橫牆承重方案:是指有一部分縱牆和一部分橫牆直接承受樓(屋)蓋荷載的結構布置方案。

特點: 縱橫牆承重方案兼有縱牆和橫牆承重的優點,同時有利於建築平面的靈活布置,其側向剛度和抗震效能也比縱牆承重的好。 4)內框架承重方案:

是指設定在房屋內部的鋼筋混凝土框架和外部的砌體牆、柱共同承受樓(屋)蓋荷載的結構布置方案。 特點:1.

內部空間大,平面布置靈活,但因橫牆少,側向剛度差;2.承重結構由鋼筋混凝土和砌體兩種效能不同的結構材料組成,在荷載作用下會產生不一致的變形,在結構中會引起較大的附加應力,基礎底面的應力分布也不易一致,所以抵抗低階的不均勻沉降的能力和抗震能力都比較弱。

15.11 根據什麼來區分房屋的靜力計算方案?有哪幾種靜力計算方案?設計時怎麼判斷?p353-355

答:《砌體結構設計規範》中,按屋(樓)蓋剛度(屋蓋類別)和橫牆間距(包括橫牆剛度)兩個主要因素將混合結構房屋靜力計算方案分為三類:剛性方案:

近似認為房屋是沒有側移的;剛彈性方案:可以近似認為樓蓋或屋蓋是外縱牆的彈性支座;彈性方案:可近似認為不考慮房屋的空間受力性質,計算簡圖為鉸接排架。

①、剛性方案 us≈0 ②、彈性方案 us= up ③、剛性方案 σ< us < up 設計時根據樓蓋或屋蓋的類別和橫牆間距 s,查設計用表選擇方案。

15.12 為什麼要驗算牆、柱高厚比?高厚比驗算考慮哪些因素?不滿足時怎樣處理?p355-356

答:1)因為砌體結構中的牆、柱是受壓構件,除要滿足截面承載能力外,還必須保證其穩定性,牆和柱高厚比驗算是保證砌體結構在施工階段和使用階段穩定性和房屋空間剛度的重要措施。(高厚比是指計算高度h0 與截面邊長h 的比值) 2)高厚比驗算考慮的因素有如砂漿的強度等級、橫牆的間距、砌體的型別及截面的形式、支撐條件和承重情況等。

3)處理方法:1.增大砂漿強度等級;2.

增大截面的尺寸;3.減小牆或柱的高度;4.可以在牆體上加設構造柱或壁柱

15.13 簡述影響受壓構件承載力的主要因素?p326-328

答:影響受壓構件的承載力的主要因素:1.

受壓構件的高厚比有關, 高厚比越大,構件的穩定性越低,從而影響構件的承載能力;2.受壓構件的偏心距,偏心距越大,受壓面積相應的減小,構件的剛度和穩定性也隨之削弱,最終導致構件的承載能力進一步降低。(偏心距 e 的計算值不應超過0.

6y,y 是截面重心道軸向力所在的偏心方向的截面邊緣距離,超過時,應採取減小軸向力的偏心距的措施),3.與砌體的材料類別有關,引入高厚比修正係數rb。

15.14 軸心受壓和偏心受壓構件承載能力計算公式有何差別?偏心受壓時,為什麼要按軸心受壓驗算另一方向的承載力?p327

答:軸心受壓和偏心受壓構件的承載能力計算公式沒有差別。都是採用(15-7)公式。

nu=φfa 對於矩形截面受壓構件,當軸向力的偏心方向的截面邊長大於另一方向的邊長時,除按偏心受壓計算外,還應對較小邊長方向按軸心受壓進行驗算,因為此時可能對較小邊長方向按軸心受壓承載力小於偏心受壓的承載力,此時應該取兩者中較小值作為承載力。

15.15 穩定係數 o 的影響因素是什麼?確定 o 時的依據與鋼筋混凝土軸心受力構件是否相同?試比較兩者表示式的異同點?p328

答:穩定係數 o 的影響因素:從(15-17)的公式可以看出軸心受壓構件的穩定係數與砂漿的強度以及構件的高厚比有關。

對於鋼筋混凝土軸心受壓穩定性係數是與構件的長細比 l0/i 有關。 兩者表示式的異同點

15.16 無筋砌體受壓構件對偏心距 o e 有何限制?當超過限值時,如何處理?p326

答:《砌體規範》規定,偏心距 e 的計算值不應超過0.6y,y 為截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離;當超過 0.

6y 時,則應採用減小軸向力偏心距的措施,如修改截面尺寸等,甚至改變結構方案。

15.17 樑端區域性受壓分哪幾種情況?試比較其異同點。影印書p86-90

答:樑端區域性受壓分為:1.樑端支承處砌體區域性受壓;2.樑端下設有剛性墊塊的砌體區域性受壓:

15.18 什麼是砌體區域性抗壓強度提高係數 γ?為什麼砌體區域性受壓時抗壓強度有明顯提高?影印書p84

答:γ 砌體區域性抗壓強度提高係數:由於區域性受壓砌體有套箍作用存在,所以砌體抵抗壓力的能力有所提高,在計算砌體區域性抗壓承載力時,就用區域性抗壓提高係數γ來修正。

砌體區域性抗壓強度提高係數 γ 考慮由於「套箍作用」和部分擴散作用所引起的強度提高係數; 砌體區域性受壓時抗壓強度的提高一般認為這是由「套箍強化」作用引起的記過,即由於四面未直接承受荷載的砌體,對中間區域性荷載下的砌體的橫向變形起著箍束作用,使產生三向應力狀態,因而大大提高了其抗壓強度,除了套箍作用外,還可能部分由擴散作用所引起的強度提高。

15.19 當梁端支承處區域性受壓承載力不滿足時,可採取哪些措施? p333-335

答:當梁端支承處區域性受壓承載力不滿足時,可採取:1.

可通過在樑端下設定混凝土或鋼筋混凝土剛性墊塊,以增加梁對牆體的區域性受壓面積,同時設定剛性墊塊又可以保證樑端支承壓力有效傳遞。 2.梁下設定墊梁(要求墊梁長度大於3.

14h0)

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