同济大学砌体结构课后习题答案

1、精品文档2- 1.极限状态设计法引入了统计数学的概念， 考虑了材料强度和荷载的变异性， 将单一的安 全系数转化成多个系数，分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定向影响， 并且引入了 概率和统计数学的方法；而容许应力设计法和破坏阶段设计法均采用单一的、经验的安全系数 K,不一定能适用于不 同的材料和荷载组合。2- 2砌体结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性，三者统称为可靠性。极限状态的种类和意义：（1）承载能力极限状态，对应于结构或结构构件达到最大承载力或 不适合于继续承载的变形；（2）正常使用极限状态，结构或结构构件达到正常使用或耐久性 能的某项限值。2- 3现行规范中承载力设计公式中如何

2、体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的 影响？用结构重要性系数来体现，取值为：对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件=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，=1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为 1-5年的结构构件，=0.92- 4现行气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？通过砌体结构材料性能分项系数体现。通过现场质量管理，砂浆、混凝土强度，砂浆拌合方式，砌筑工人等讲施工质量控制等级划分为ABC三个等级。等级为 A时，分项系数取1.6，等级为C级时，取为1.8.2- 5结构功能函数的含义是什么？结构功能

3、函数Z=g（X1,X2,X3,Xn）,当Z0,结构处于可靠状态；当Z0时，结构处于失效状态；当Z=0时，结构处于极限状态。2- 6极限状态的种类有哪些？其意义如何？（同 2-2）2- 7失效概率、可靠指标的意义是什么？两者的关系如何？B是衡量结构可靠性的定量失效概率Pf指结构或构件不能完成预定功能的概率。可靠指标指标。B越大，P f越小，反之，P f越大。2- 8砌体承载能力极限状态设计公式中个分项系数是按什么原则确定的？为确定各分项系数，对给定的荷载和材料强度，以及相应的任何一组分项系数，可计算出以该分项系数表示的极限状态设计公式所反映的可靠度。定义一测度函数，以此来衡量不同分项系数的设计公

4、式所反映的可靠度和结构构件承载力极限状态的目标可靠指标的接近度。其中，最接近的一组分项系数就是所要求的规范设计公式中的分项系数。2-9荷载的标准值、设计值是什么？两者的关系如何？荷载标准值相当于在基准使用期内、正常使用情况下作用在结构上的最大荷载。设计值指进行结构设计时采用的荷载值。荷载标准值经分项系数放大后即为荷载设计值。2-10砌体材料的标准值、设计值是什么？两者关系如何？标准值f k,设计值f, f=f k / y f (材料性能分项系数)2-11何为设计使用期？设计规定的结构或构件不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。2-12在确定砌体材料强度设计知识，如果构件的界面尺寸过小，如何

5、取值?考虑到截面较小的砌体构件局部碰损或缺陷对强度造成影响，强度设计值应乘以调整系数.丫 a。对无筋砌体构件，截面积小雨0.3m时，丫 a为其截面面积加 0.7；对配筋砌体构件，2当其中砌体截面面积小于0.2m时，丫a为其截面面积加0.8 。3- 1砌体有哪些种类？对块体与砂浆有何基本要求？可分为无筋砌体、配筋砌体、预应力砌体。块体与砂浆的强度等级见P19表3-2，其中砌筑用砂浆除强度要求外，还应具有流动性和保水性。3- 2轴心受压砌体破坏的特征如何？影响砌体抗压强度的因素有哪些？轴心受压砌体从加载到破坏大致经历三个阶段，当砌体加载到极限荷载的|50%70%时，单块砖内产生细小裂缝，此时若停止

6、加载，裂缝也停止扩展。当加载达极限荷载的 80%- 90%时，砖内的有些裂缝连通起来，沿竖向贯通若干皮砖，即使不再加载，裂缝仍会继续发展，砌体实际上已接近破坏。当压力接近极限荷载时，砌体中裂缝迅速扩展和贯通， 将砌体分成若干个小柱体，砌体被压碎或丧失稳定而破坏。影响抗压强度的主要因素有：块体的物理力学性能砂浆的物理力学性能砌筑质量其 他因素，如块体的搭砌方式、砂浆和砖的粘结力、竖向灰缝饱满程度以及构造方式等。3- 3如何解释砌体抗压强度远小于块体的强度等级而又大于砂浆强度等级较小时的砂浆强 度等级？ 可从受压砌体复杂的应力状态予以解释(1) 砌体的砖处于复合应力状态，单块砖在砌体内并不是均匀受

7、压，而是处于同时受压、受弯、受剪甚至受扭的复合应力状态，砖的抗拉强度低，一旦拉应力超过砖的抗拉强度，就会引起砖的开裂(2) 砌体中的砖受有附加水平力，砖和砂浆的弹性模量及横向变形系数不同，当砂浆强度 较低时，砖的横向变形比砂浆小，在砂浆粘着力与摩擦力的影响下，砖将阻止砂浆的横向 变形，从而使砂浆受到横向压力，砖就受到了横向拉力，加快了砖裂缝的出现(3) 竖向灰缝处存在应力集中，在位于竖向灰缝上、下端的砖内产生横向拉应力和剪应力 的集中，加快砖的开裂3- 4砌体受压、受拉、受弯和受剪时，破坏形态如何？ 受压：轴心受压砌体从加载到破坏大致经历三个阶段，当砌体加载到极限荷载的50%70%时，单块砖内

8、产生细小裂缝，此时若停止加载，裂缝也停止扩展。当加载达极限荷载的 80%- 90%时，砖内的有些裂缝连通起来，沿竖向贯通若干皮砖，即使不再加载，裂缝仍会继续发展，砌体实际上已接近破坏。当压力接近极限荷载时，砌体中裂缝迅速扩展和贯通， 将砌体分成若干个小柱体，砌体被压碎或丧失稳定而破坏。受拉：当轴向拉力与砌体的水平灰缝平行时，块体强度等级高而砂浆的强度等级较低时 砌体发生沿竖向及水平向灰缝的齿缝截面破坏；当块体强度等级较低而砂浆的强度等级较 高时沿块体和竖向灰缝截面破坏当轴向拉力与砌体的水平灰缝垂直时，砌体可能沿通缝截面破坏受弯：与轴心受拉相似，沿齿缝截面破坏，沿块体和竖向灰缝截面破坏，沿通缝截

9、面破坏。 受剪：有两种破坏形态，一是沿通缝截面破坏，二是沿阶梯形截面破坏。其中有三种剪切 破坏状态：(1 )剪摩破坏，当b y/ t较小时，通缝方向与作用力方向的夹角BW450时，砌体将沿通缝受剪且在摩擦力作用下产生滑移而破坏(2)剪压破坏，当b y/ t较大45ovBW 60o,将沿阶梯形裂缝破坏(3)斜压破坏，当b y/ t更大时，砌体沿压应力作用方向产生裂缝而破坏。3- 5水平灰缝和竖向灰缝对砌体的设计强度影响如何？在竖向灰缝内，由于砂浆未能很好地填满及砂浆硬化时的收缩，大大地削弱甚至完全破 坏两者的粘结，在计算中不考虑竖向灰缝的粘结强度在水平灰缝中，当砂浆在其硬化过程中收缩时，砌体不断

10、发生沉降，因此，灰缝中砂浆 和砖石的粘结不断地提高，在计算中仅考虑水平灰缝的粘结强度。3- 6在哪些情况下，需对砌体强度设计值进行调整？为什么？(1) 有吊车房屋砌体， 跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体及跨度不小于7.5m梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体和混凝土砌块砌体，其丫a (调整系数)为 0.9。这是考虑厂房受吊车动力影响而且柱的受力情况较为复杂而采取的降低抗力、保证安全的第四章4- 1混合结构房屋有哪几种承重体系？各有何优缺点？横墙承重体系：纵墙的作用主要是围护、隔断以及与横墙拉结在一起，保证横墙的侧向稳 定；对纵墙上设置门窗洞口的限制较少，外纵墙的立面处理比较灵活。 横

11、墙间距较小，一般为34.5m，纵、横墙及楼屋盖一起形成刚度很大的空间受力体系，整体性好。对抵抗沿横墙方向的水平作用（风、地震）较为 有利，也有利于调整地基的不均匀沉降。 结构简单，施工方便，楼盖的材料用量较少，但墙体的用料较多。纵墙承重体系：横墙的设置主要是满足房间的使用要求，保证纵墙侧向的稳定和房屋的整体刚度。这使得房屋的划分比较灵活。 由于纵墙承受的荷载较大， 在纵墙上设置的门窗洞口的大小和位置都受到 一定的限制。 纵墙间距一般较大， 横墙数量相对较少，房屋的空间刚度比横墙承重体系 小。 与横墙承重体系相比，楼盖的材料用料较多，墙体的材料用量较少。纵横墙承重体系：纵横墙承重体系的平面布置比

12、较灵活，既可是房间有较大的空间，也可有较好的空间刚度。内框架承重体系：可以有较大的空间，且梁的跨度并不相应增大。 由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性较差。 由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，且柱基础和墙基础的沉降量也不易一致，故结构易产生不均匀的竖向变形。 框架和墙的变形性能相差较大，在地震时易由于变形不协调而破坏。4- 2刚性、刚弹性、弹性三中静力计算方案有哪些不同点？刚性方案：认为房屋的空间刚度很大，在水平荷载（包括竖向偏心荷载产生的水平力）作用下，由于结构的空间作用，墙、柱处于空间受力状态，顶点位移很小，屋盖和层间楼盖可以视作墙、柱的刚性支座。对于单层房屋，在荷载作用下，墙、柱可按上

13、端不动铰支于屋盖，下端嵌固于基础的竖向构件计算。对于多层房屋，在竖向荷载作用下，墙、柱在每层高度范围内，可近似地按两端铰支的竖向构件计算； 在水平荷载作用下，墙、柱可按竖向连续梁计算。民用建筑和大多数公共建筑均 属于这种方案。此时，横墙间的水平荷载由纵墙承受 ，并通过屋盖或楼盖传给横 墙，横墙可以视作嵌固于基础的竖向悬臂梁，考虑轴向压力的作用按偏心受压和剪切计算，并应满足一定的刚度要求。弹性方案：认为房屋的空间刚度很小， 在水平荷载作用下，结构的空间作用很弱，墙、柱处于 平面受力状态。单层厂房和仓库等建筑常属于这种方案。此时，在荷载作用下， 墙、柱内力应按有侧移的平面排架或框架计算。刚弹性方案

14、：认为房屋的空间刚度介于刚性方案与弹性方案之间，在水平荷载作用下，屋盖对墙、柱顶点的侧移有一定约束，可以视作墙、柱的弹性支座。单层房屋也常属 于这种方案。此时，在荷载作用下，墙、柱内力可按考虑空间工作的侧移折减 后的平面排架或框架计算。4- 3房屋空间性能影响系数的物理意义是什么？4- 4刚性方案单层和多层房屋墙、柱的计算简图有何异同?4- 5什么情况下不考虑风荷载的影响？当刚性方案多层房屋的外墙符合下列要求时，在静力计算中可不考虑风荷载的影响： 洞口水平截面积不超过全截面积的2/3 ； 层高和总高不超过表 4-3（ p52）的规定； 屋面自重不小于 0.8kN/m2。4- 6如何选取墙和柱的

15、承载力验算控制截面？每层墙取两个控制截面：该层墙体顶部大梁或板地面：按偏心受压验算承载力， 并验算梁底砌体的局部受压承载力；该层墙体下部大梁或板底边稍上的截面，对于底层取基础顶面处的截面：按轴心受压验算承载力。4- 7弹性方案和刚性方案单层房屋在水平风荷载的作用下的内力计算步骤各式怎样的？有何异同？弹性方案：首先，在顶部加一水平连杆约束，算出其约束反力R及相应的结构内力。然后，取出约束把反力 R反向作用在顶部，算出相应的内力。最终的内力为上述两步内 力的叠加。刚性方案：受力图如图4-26 （ p49）,。先求出各种何在单独作用下的内力，然后按照可能同时作用的荷载进行内力组合。4- 8在水平风荷

16、载作用下，刚弹性方案多层房屋墙、柱内力计算步骤是怎样的？考虑空间性能影响系数n,采用与单层相同的处理方法，即“两步叠加法”，取一个开间作为计算单元，作为平面排架的计算简图。步骤如下： 在计算简图的各层横梁与柱连接点处，加上一个水平不动铰支座，形成以相应的刚性方案，求出支座反力 Ri及其内力； 将n Ri反向施加于各节点上形成以相应的弹性方案，计算其内力； 将上述两项内力叠加，即为原多层刚弹性方案房屋的内力第五章1、为什么要控制墙柱的高厚比B?在什么情况下B值还要乘以修正系数？因为无论墙柱是否承重，首先需确保其自身的稳定性。而高厚比的验算正是保 证墙柱构件在施工阶段和使用时期稳定性的一项重要构造

17、措施。 当墙自承重或开 有门窗洞口时，B需乘以修正系数。2、带壁柱墙的高厚比验算应包括哪些内容？计算方法如何？验算包括整片墙高厚比验算和壁柱间墙高厚比验算。整片墙高厚比验算：依据题中所给设计方案求出H）和hT=3.5i，验算高厚比。壁柱间墙高厚比验算： 依据刚性方案求出H,根据H）和题中已知条件h验算高厚比。3、无筋受压砌体的偏心影响系数a、 构件稳定系数书o、单向偏心受压影响系数书分别与哪些因素有关？三者之间有何内在联系？（这个找不到答案。）偏心影响系数a和轴向力偏心距 e,以及回转半径i有关；构件稳定系数书0和砂浆等级、高厚比B有关；单向偏心受压影响系数书和轴向力偏心距e、附加偏心距ei、

18、回转半径i有关。4、为什么要限制单向偏心受压距 e?如何限制？因为偏心距相当大时，承载能力值很离散且较低，可靠度难以保证。e <=0.6y（y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。）5、局部受压下砌体强度能够提高，为什么？砌体的受压只要存在未直接受压面积， 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。&为什么计算梁端砌体局部受压时要计算有效支撑长度？从受力机理上讲它 与梁端的什么变形有关？由于梁的挠曲变形，梁的端部可能会翘起，故需按有效支撑长度进行计算。从受力机理上讲它与梁端的受弯变形有关。（这个自己写的，好像不太对）7、在梁

19、端支撑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？因为内拱卸荷作用：即上部荷载会通过梁两侧的砌体向下传递。从而减小由梁顶面直接传递的压应力，故需对上部荷载进行折减。折减值与Ao/Ai有关。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 受压力完整性系数n?因为在刚性垫块的局部受压的情况下， 梁端底面受压力完整性系数n =1,故 可不写入计算公式中。（这个自己写的，有待考证）9、砌体受剪承载力计算中，为什么应考虑系数卩？当构件水平截面作用有压应力时，由于灰缝粘结强度和摩擦力的共同作用，砌体结构的抗剪承载力有明显的提高，故需考虑减压复合影

20、响因素卩。10、砌体结构设计中，为什么要满足许多构造要求？满足构造要求是为了保证房屋的空间刚度、整体性以及结构可靠性。11、引起砌体结构裂缝的主要因素有哪些？应从哪些方面采取措施防止或减轻 墙体开裂？主要因素有设计质量、施工质量、材料质量、地基不均匀沉降等等。P97-99第一：配筋砌体是：在砌体中配置钢筋的砌体，以及砌体和钢筋砂浆或钢筋混凝土组合成的整体， 可统称为配筋砌体砌体主要的形式：在钢筋砌体中，又可分为配纵筋的、直接提高砌体抗压、抗弯强度的砌体和配横向钢筋网片 的、间接提高砌体抗压强度的砌体。第二：网状配筋在砂浆中能约束砂浆和砖的横向变形，延缓砖柱的开裂及其裂缝的发展，阻止竖向裂缝的上

21、下贯通，从而可避免砖砌体被分裂成若干小柱导致的失稳破坏。网片间的小段无筋砌体在一定程度上处于三相受力状态，因而能较大程度提高承载力，且可使砖的抗压强度得到充分的发挥。第三：影响系数 考虑高厚比B 和初始偏心距e对承载力的影响第四：四川省建筑科学研究院的组合柱试验表明：用混凝土的组合砌体，砌体的强度只能发挥 80%第五：(1)构造柱的截面尺寸不应小于240x240m m其厚度不应小于墙厚；边柱、角柱的截面宽度宜适当加大。柱内竖向受力钢筋，对于中柱，不宜少于4 $ 12;对于边柱、角柱，不宜少于4 $ 14。其箍筋，一般部位宜采用$ 6200楼层上下500mm范围内宜采用 $ 6100构 造柱的竖

22、向受力钢筋应在基础梁和楼层圈梁中锚固，并应符合受拉钢筋的锚固要求。(2 )组合砖墙砌体结构房屋，应在纵横交接处、墙端部和较大洞口的洞边设置构造柱，其间距不宜大于4叶各层洞口宜设置在相同的位置，并宜上下对齐。(3 )组合砖墙砌体结构房屋应在基础顶面、有组合墙的楼层处设置现浇钢筋混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜少于 240m纵向钢筋不宜小于 4 $ 12 ,纵向钢筋应伸入构造柱内，并应符合受拉钢筋的锚固要求；圈梁的箍筋宜采用$6200(4) 砖砌体与构造柱的连接处应砌成马牙，并应沿墙高每隔500mm设2 $ 16拉结钢筋，且 每边伸入墙内不宜小于 600mm(5) 组合砖墙的施工程序应为先砌墙后浇混

23、凝土构造柱。第六： 截面应变保持平面 竖向钢筋与其毗邻的砌体，灌孔混凝土的应变相同 不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度 根据材料选择砌体和灌孔混凝土的极限压应变，且不应大于0.003 根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于0.01.7-1常用过梁的种类及适用范围有哪些？ 答：有钢筋混凝土过梁和砖砌过梁两类。门窗洞口宽度较大时，应采用混凝土过梁，支承长度240mm钢筋砖过梁跨度w 1.5m，底面砂浆层处的钢筋直径 5mm间距w 120mm根数2根，末端带弯钩的钢筋伸入支座的长 度240mm砂浆厚度30mm砖砌平拱跨度w 1.2m，计算高度内砂浆强度 M5,用竖砖砌筑 部分高度240mm7-2如何

24、计算过梁上的荷载？答：一，对于梁、荷载，当梁、板下的墙体高度hw<Ln时，才考虑梁、板传来的荷载。二，对于砖砌体的墙体荷载，当过梁上的墙体高度hw<3时，应按墙体的均布自重计算；3>匕就按匕计算。33三，对于砌块砌体的墙体荷载，当过梁上的墙体高度 hw<Ln时，应按墙体的均布自重计算；2>匕就按J计算。2 27-3墙梁有哪几种类型？设计时，承重墙必须满足那些基本条件？答：根据承担荷载类型，分为承重墙梁和自承重墙梁；根据结构形式，分为简支墙梁、连续 墙梁和框支墙梁；还可以分为有洞口墙梁和无洞口墙梁。墙梁类别墙体总咼跨度m墙咼hw / Loi托梁高hb / Loi洞宽

25、bh / Loi洞咼hh承重墙梁w 18w 19> 0.4> 1/10w 0.3w 5hw/6且hw_hh> 0.4非承重墙梁w 18w 12> 1/3> 1/15w 0.87-4墙梁有哪些破坏形态？答：弯曲破坏、剪切破坏、局压破坏7-8挑梁有哪几种类型？挑梁设计中应考虑哪些问题？ 答：分为刚性挑梁和柔性挑梁。设计要求：纵向受力钢筋至少有1/2的钢筋面积伸入梁尾部，且不少于212;其他钢筋2伸入支座的长度 2|1 。311挑梁埋入砌体长度|1与挑出长度I的比值W 1.2 ;当挑梁上无砌体时，L .2。17-9什么是挑梁的计算倾覆点？应如何确定挑梁的抗倾覆荷载？1答：当墙体无洞口时，对丨3二|1和|3 |1的情况，取面积为 A = l1hI 3h范围的本层砌2体和楼盖恒载标准值。 当轻体有洞口时， 若洞口内边至挑梁埋入端 >370mm面积范围为 A减洞口面积；否则只考 虑墙外边至洞口外边范围的本层砌体和楼盖恒载标准值； 对雨篷等垂直于墙段悬挑的构件，所算范围如图7 25.7-10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？