砌體結構例題

2022-03-09 11:31:49 字數 4844 閱讀 8445

1.砌體結構定義

由磚、石或各種砌塊用砂漿砌築而成的結構。由於過去大量應用的是磚砌體和石砌體,所以習慣上稱為磚石結構

2.砌體結構的特點

優點:易就地取材,造價低,耐火性好,且具有良好的保溫、隔熱性能,操作簡單快捷,使得它有廣泛的應用範圍。

缺點:自重大,抗彎、抗拉效能差,強度較低,因此限制了它在某些場合下的應用與農田爭地。

3.砌體結構的主要發展方向是積極發展新材料,研究具有輕質、高強、低耗的塊體材料;研究具有高強度,特別是高粘結強度的砂漿;充分利用工業廢料,發展節能牆體

3-1 砌體有哪些種類?對塊體與砂漿有何基本要求?

可分為無筋砌體、配筋砌體、預應力砌體。塊體與砂漿的強度等級見p19表3-2,其中砌築用砂漿除強度要求外,還應具有流動性和保水性。

3-2軸心受壓砌體破壞的特徵如何?影響砌體抗壓強度的因素有哪些?

軸心受壓砌體從載入到破壞大致經歷三個階段,①當砌體載入到極限荷載的50%~70%時,單塊磚內產生細小裂縫,此時若停止載入,裂縫也停止擴充套件。②當載入達極限荷載的80%~90%時,磚內的有些裂縫連通起來,沿豎向貫通若干皮磚,即使不再載入,裂縫仍會繼續發展,砌體實際上已接近破壞。③當壓力接近極限荷載時,砌體中裂縫迅速擴充套件和貫通,將砌體分成若干個小柱體,砌體被壓碎或喪失穩定而破壞。

影響抗壓強度的主要因素有:1、塊體的強度及外形尺寸2、砂漿的強度3、砂漿的變形效能4、砂漿的保水性和流動性5、施工砌築質量

3-3 如何解釋砌體抗壓強度遠小於塊體的強度等級而又大於砂漿強度等級較小時的砂漿強度等級?

可從受壓砌體複雜的應力狀態予以解釋

(1)砌體中的單磚處於拉、彎、剪、復合應力狀態,單塊磚在砌體內並不是均勻受壓,而是處於同時受壓、受彎、受剪甚至受扭的復合應力狀態,磚的抗拉強度低,一旦拉應力超過磚的抗拉強度,就會引起磚的開裂

(2)砌體中磚與砂漿的互相作用使磚承受水平拉應力。

砌體中的磚受有附加水平力,磚和砂漿的彈性模量及橫向變形係數不同,當砂漿強度較低時,磚的橫向變形比砂漿小,在砂漿粘著力與摩擦力的影響下,磚將阻止砂漿的橫向變形,從而使砂漿受到橫向壓力,磚就受到了橫向拉力,加快了磚裂縫的出現

(3)豎向灰縫處應力集中使磚處於不利受力狀態。

豎向灰縫處存在應力集中,在位於豎向灰縫上、下端的磚內產生橫向拉應力和剪應力的集中,加快磚的開裂

3-5 水平灰縫和豎向灰縫對砌體的設計強度影響如何?

在豎向灰縫內,由於砂漿未能很好地填滿及砂漿硬化時的收縮,大大地削弱甚至完全破壞兩者的粘結,在計算中不考慮豎向灰縫的粘結強度

在水平灰縫中,當砂漿在其硬化過程中收縮時,砌體不斷發生沉降,因此,灰縫中砂漿和磚石的粘結不斷地提高,在計算中僅考慮水平灰縫的粘結強度。

了解3-6 在哪些情況下,需對砌體強度設計值進行調整?為什麼?

(1)有吊車房屋砌體,跨度不小於9m的梁下燒結普通磚砌體及跨度不小於7.5m梁下燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體和混凝土砌塊砌體,其γa(調整係數)為0.9。

這是考慮廠房受吊車動力影響而且柱的受力情況較為複雜而採取的降低抗力、保證安全的措施。

(2)對無筋砌體構件,其截面面積小於0.3㎡時,γa為其截面面積加0.7.

對配筋砌體構件,截面面積小於0.2㎡時,γa為其截面面積加0.8.

這是考慮截面較小的砌體構件,區域性碰損或缺陷對強度影響較大而採用的調整係數,截面面積以㎡計算。

(3)當砌體用水泥砂漿時,對附錄3-1中各表的數值,γa為0.9,對附錄3-2表3-7的數值γa為0.8;對配筋砌體,當其中的砌體採用水泥砂漿砌築時,僅對砌體的強度設計值乘以γa。

(4)當施工質量控制等級為c級時,γa為0.89。0.89為b級和c級γf的比值。

砂漿的作用

使塊體和砂漿表面產生粘結力和摩擦力,從而把散放的塊體材料凝結成整體以承受荷載。

墊平塊體上、下表面,使塊體應力分布較均勻,提高砌體強度。

砂漿填滿塊體間縫隙,減少了砌體的透氣性,從而提高了砌體的隔熱性能和抗凍效能。

. 砂漿的基本要求

關於強度及抵抗風雨侵蝕方面,砂漿應符合砌體強度及建築物耐久性的要求。

砂漿的可塑性,應在砌築時能將砂漿很容易且較均勻的鋪開,以提高砌體強度和砌築工人的勞動生產率。

砂漿應具有足夠的保水性。

砂漿的強度等級

等級分為5級:

m15、 m10、 m7.5、 m5和m2.5

. 砂漿的分類

水泥砂漿 、混合砂漿、非水泥砂漿

第一階段,由開始加荷起,到個別單磚出現細微可見裂縫止,稱為第一階段,此時荷載約為破壞荷載的50~70%。(與砌築砌體所用的砂漿有關)

特點:裂縫細小,如果停止載入,單磚裂縫不會發展。

第二階段,繼續載入,單塊磚內的個別裂縫將連線起來而形成連續的裂縫,垂直通過若干皮砌體,同時發生新的裂縫,此時荷載達到破壞荷載的80~90%。

特點:如果荷載不再增加,裂縫仍不斷發展。因為房屋是處在長期荷載作用下工作,應認為砌體已臨近破壞,在工程中視構件處於危險狀態。

其第三階段,當荷載繼續增加,則裂縫隨荷載的增加而迅速發展,加大、加寬,形成幾條貫通的豎向裂縫,將砌體分割成幾個寬度為半磚左右的小柱體,整個砌體明顯向外突出。因為各小立柱受力極不均勻,最後將會由於某些小柱的失穩或壓碎而導致整個砌體的破壞。

破壞形態有三種可能;沿齒縫截面破壞、沿磚和豎向灰縫截面破壞或沿通縫截面彎曲受拉而破壞。

\\砌體受壓破壞的兩個重要特點:

破壞總是從單磚出現裂縫開始;

砌體的強度低於磚(塊材)的強度。

為什麼磚砌體抗壓強度低於單磚?

從軸心受壓的破壞過程看,砌體抗壓強度遠低於所用磚的抗壓強度,磚的抗壓強度在砌體中得不到充分發揮的主要原因在於:

當砌體壓應力還遠遠小於磚的抗壓強度時,磚已在砌體中過早開裂,並最終導致整個砌體破壞。

磚本身的外形尺寸不可能十分平整;

※ 鋪砌砂漿的厚度不可能非常均勻;

※ 水平灰縫的砂漿飽滿度往往不太高。

1、為什麼要限制單向偏心受壓距e?如何限制?

因為偏心距相當大時,承載能力值很離散且較低,可靠度難以保證。

e <=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。)

區域性受壓可能發生三種破壞:豎向裂縫發展引起的破壞、劈裂破壞和直接與墊板接觸的砌體的局壓破壞。其中,豎向裂縫發展引起的破壞是區域性受壓的基本破壞形態;劈裂破壞由於發生突然,在設計中應避免發生這種破壞;第三種破壞僅在砌體材料強度過低時發生,一般通過限制材料的最低強度等級,可避免發生這種破壞。

1、混合結構房屋的承重體系有哪幾種?各有什麼特點?

縱牆承重方案

建築平面布置靈活;

縱牆門窗洞口的大小和位置受限;

房屋橫向剛度較小,整體性較差。

適用於使用上要求有較大空間的房屋,如食堂、倉庫或中小型工業廠房等

橫牆承重方案

縱牆門窗開洞靈活;

空間剛度大,整體性好;

施工方便,但牆體材料用量較多。

適用於宿舍、住宅、旅館等居住建築和由小房間組成的辦公樓。

縱橫牆承重方案

平面布置靈活,可以有較大的空間;

有較大的空間剛度;

結構受力較為均勻。

適用於教學樓、辦公樓、醫院、圖書館等建築。

內框架承重方案

可獲得較大空間;

橫牆較少,空間剛度較差;

牆、柱材料不同,其基礎沉降量不一致,結構易出現不均勻變形。

2、什麼叫房屋的空間剛度?什麼叫房屋的空間效能影響係數?有哪些主要影響因素?

空間剛度:與空間工作對應的房屋整體剛度稱為空間剛度,其取決於屋蓋或樓蓋的類別和房屋中橫牆的間距以及剛度的大小

h是指所取單元在水平荷載作用下,考慮空間作用求得的位移us與不考慮空間作用求得的位移up的比值

h 越小,房屋的空間作用越大;

h 越大,房屋的空間作用越小;

故h又稱為考慮空間工作後的側移折減係數

橫牆間距s是影響房屋剛度或側移大小的重要因素,不同橫牆間距的各類單層房屋的屋蓋空間效能影響係數h 可按公式計算或查表得知。

多層房屋的空間效能影響係數比單層的數

值偏小,但為簡便或偏於安全,《規範》

取多層房屋與單層房屋相同的系數值。

3、混合結構房屋有哪三種靜力計算方案?各有什麼特點?試以單層房屋為例,繪出相應的三種計算簡圖。

剛性方案

當房屋的空間剛度很大時,在水平荷載作用下us≈0,這時屋蓋可視為縱向牆體上端的不動鉸支座,牆柱內力可按上端有不動鉸支座支承的豎向構件進行計算,這類房屋稱為剛性方案房屋。

彈性方案

若房屋的空間剛度很小,在水平荷載作用下us≈ up ,這時牆柱內力可按不考慮空間作用的平面排架或框架計算,這類房屋稱為彈性方案房屋。

剛彈性方案

若房屋的空間剛度介於上述兩種方案之間,在水平荷載作用下04牆、柱高厚比驗算的目的是什麼?

、《規範》中規定用驗算牆、柱高厚比的方法進行牆、柱穩定性的驗算。這是保證砌體結構在施工階段和使用階段穩定性的一項重要構造措施。

5、如何進行帶壁柱牆的高厚比驗算?

高厚比係指砌體牆、柱的計算高度h0和牆厚或邊長h的比值,其驗算包括兩方面:

允許高厚比的限值

牆、柱實際高厚比的確定

6、多層剛性方案承重牆的計算簡圖有哪些假定?為什麼?

7、影響牆、柱高厚比的主要因素

1) 砂漿強度等級

2) 砌體型別

3) 橫牆間距

4) 支承條件

5) 牆體截面剛度

6) 構件重要性和房屋的使用情況

7) 構造柱間距

承載力計算

規範公式:

適用範圍構造要求:

鋼筋間距直徑等

適用範圍:

(1)當磚砌體受壓構件的截面尺寸受限制時可採用網狀配筋砌體。

(2)偏心距不超過截面核心範圍,對矩形截面。

(3)構件高厚比β≤16。

網狀配筋磚設計注意事項:

對矩形截面構件,當軸向力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。

砌體結構補充例題

1.鋼筋混凝土大樑,支承於帶壁柱的窗間牆上,如圖所示。牆體採用mu10燒結普通磚,m2.5混合砂漿。梁墊尺寸,驗算區域性受壓承載力。解 1 驗算是否滿足剛性墊塊的構造要求 墊塊挑出長度為 墊塊伸入翼牆內的長度為370mm 250mm 120mm滿足要求。2 區域性承載力驗算 只考慮壁柱面積,見教材5...

2019註冊結構工程師考試砌體結構例題彙總

例1 某軸心受壓磚柱,截面尺寸為370mmx490mm,計算高度h0 3.7m,採用燒結磚mu10,混合砂漿m5,查表可知fc 1.5mpa,試確定在軸心受壓時,其最大承載力為 kn。a.208.5 b.236.2 c.257.95 d289.5 又 a 0.37 0.49 0.1813m2 0.3...

砌體結構總結

1 砌體結構是指由塊體和砂漿砌築而成的牆 柱作為建築物主要受力構件的結構。是磚砌體 砌塊砌體和石砌體結構的統稱。2 砌體結構的優點 1可就地取材,造價低廉。2有很好的耐火性和較好的耐久性。較好的化學穩定性和大氣穩定性,使用年限長。3保溫,隔熱性能好,節能效果明顯。4施工裝置簡單,施工技術上無特殊要求...