《砌体结构》课后参考答案

第三章无筋砌体构件承载力的计算3.1柱截面面积A=0.37×0.49=0.1813m2<0.3m2砌体强度设计值应乘以调整系数γaγa=0.7+0.1813=0.8813查表2-8得砌体抗压强度设计值1.83Mpa，f=0.8813×1.83=1.613Mpa查表3.1得：=0.8525满足要求。3.2（1）沿截面长边方向按偏心受压验算偏心距查表3.1得：=0.6681柱截面面积A=0.49×0.62=0.3038m2＞0.3m2γa=1.0查表2-9得砌体抗压强度设计值为2.07Mpa，f=1.0×2.07=2.07Mpa满足要求。（2）沿截面短边方向按轴心受压验算查表3-1得：φ0=0.6915因为φ0>φ，故轴心受压满足要求。3.3（1）截面几何特征值计算截面面积A=2×0.24+0.49×0.5=0.725m2＞0.3m2，取γa=1.0截面重心位置y2=0.74－0.245=0.495m截面惯性矩=0.02961m4截面回转半径T形截面折算厚度hT=3.5i=3.5×0.202=0.707m（2）承载力查表3-1得：=0.4832查表2-7得砌体抗压强度设计值f=2.07Mpa则承载力为3.4（1）查表2-8得砌体抗压强度设计值f=1.83Mpa砌体的局部受压面积Al=0.2×0.24=0.048m2影响砌体抗压强度的计算面积A0=（0.2+2×0.24）×0.24=0.1632m2（2）砌体局部抗压强度提高系数取（3）砌体局部受压承载力承载力基本满足要求。3.5（1）查表2-7得砌体抗压强度设计值f=1.5Mpa梁端底面压应力图形的完整系数η=0.7（2）梁端有效支承长度，取a0=182.6mm（3）局部受压面积Al=a0b=182.6×200=36520mm2影响砌体局部抗压强度的计算面积A0=(b+2h)h=(200+2×240)×240=163200mm2(4)影响砌体局部抗压强度提高系数，故不考虑上部荷载的影响，取ψ=0（5）局部受压承载力验算满足要求。3.6（1）查表2-7得砌体抗压强度设计值f=1.5Mpa梁端底面压应力图形的完整系数η=0.7（2）梁端有效支承长度，取a0=182.6mm（3）局部受压面积Al=a0b=182.6×250=45650mm2影响砌体局部抗压强度的计算面积A0=(b+2h)h=(250+2×370)×370=366300mm2(4)影响砌体局部抗压强度提高系数，故不考虑上部荷载的影响，取ψ=0（5）局部受压承载力验算不满足要求。3.7查表2-14，ft=0.16Mpa取1m宽构件进行计算A=1000×240=240000mm2ftA=0.16×240000=38400N=38.4kN>Nt=36kN满足要求。3.8（1）内力计算因属于浅池，故可沿池壁竖向切取单位宽度的池壁，即b=1m，按上端自由、下端固定的悬臂构件承受三角形水压力计算内力（取水的重力密度ρ=10kN/m3）：（2）受弯承载力查表2.14，ftm=0.17Mpa池壁受弯承载力Mu=ftmW=0.17×4×107=6.8×106N·mm=6.8kN·m第四章配筋砌体构件承载力的计算4.1（1）沿截面长边方向的承载力验算fy=430Mpa>320Mpa，取fy==320Mpa，查表2-7得f=1.5MPaA=0.37×0.74=0.2738m2＞0.2m2，γa=1.0，，查表4-1得φn=0.59满足要求。（2）沿短边方向按轴心受压验算承载力，查表4.1得φn=0.67满足要求。4.2查表2-9得f=2.07MPa，查表4.2得=0.658×（2.07×1000×240+3.4×1000×60+0.9×270×402.4）=525.47×103N=525.47kN4.3查表2-8得f=2.07Mpa砖砌体净截面面积An=240×(1600-240)=326400mm2构造柱截面面积Ac=240×240=57600mm2全部受压钢筋截面面积取l=1600mm，强度系数，查表4.2得=802.52×103N=802.52kN折算成每米长的承载力第五章混合结构房屋墙体设计5.1查表5-4[β]=165.2（1）确定静力计算方案最大横墙间距s=7.2+3.6=10.8m<32m，查表5-2属刚性方案。（2）外纵墙高厚比验算s=10.8m>2H=2×4.8=9.6m，查表5-3，计算高度H0=1.0H=4.8m砂浆强度等级M5，查表5-4得，允许高厚比[β]=24。外墙为承重墙，故μ1=1.0<，满足要求。（3）内纵墙高厚比验算内纵墙为承重墙，故μ1=1.0<，满足要求。（4）内横墙高厚比验算纵墙间距s=6.6m，H=4.8m，所以H<s<2H查表5.3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.4×6.6+0.2×4.8=3.6m内纵墙为承重墙且无洞口，故μ1=1.0，μ2=1.0<，满足要求。（5）隔墙高厚比验算隔墙一般后砌在地面垫层上，上端用斜放立砖顶住楼板，故应按顶端为不动铰支承点考虑。如隔墙与纵墙同时砌筑，则s=6.6m，H=3.6m，H<s<2H1）隔墙与纵墙同时砌筑，查表5.3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.4×6.6+0.2×3.6=3.36m隔墙为非承重墙，厚h=120mm，内插得μ1=1.44，隔墙上未开洞μ2=1.0砂浆强度等级M2.5，查表5-4得，允许高厚比[β]=22<，满足要求。2）如隔墙为后砌墙，与两端纵墙无拉结作用，可按可按s>2h查表5-3求计算高度，此时H0=1.0H=3.6m，故<，满足要求。5.3（1）确定静力计算方案属1类屋盖，两端山墙（横墙）间距s=30m，查表5-2，s<32m，属刚性方案。墙的高度H=4.8+0.7=5.5m砂浆强度等级M5，查表5-4得，允许高厚比[β]=24。（2）带壁柱外纵墙高厚比验算①带壁柱墙截面几何特征的计算截面面积A=240×2800+370×250=7.645×105mm2形心位置惯性矩回转半径折算厚度hT=3.5i=3.5×85.04=297.64mm②整片纵墙的高厚比验算查表5-3，计算高度H0=1.0H=1.0×5.5=5.5m承重墙，故μ1=1.0<，满足要求。③壁柱间墙的高厚比验算s=6m，H=5.5m，H<s<2H查表5-3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.4×6+0.2×5.5=3.5m<，满足要求。（3）山墙高厚比验算①整片墙的高厚比验算纵墙间距s=4×3=12m<32m，查表5-2属刚性方案。山墙截面为厚240mm的矩形截面，但设置了钢筋混凝土构造柱，bc/l=240/4000=0.06>0.05，s=12m>2H=2×5.5=11m，查表5-3，计算高度H0=1.0H=5.5m<，不满足要求。②构造柱间墙的高厚比验算构造柱间距s=4m<H=5.5m，查表5-3，计算高度H0=0.6s=0.6×4=2.4m<，满足要求。(4)纵墙弯矩①计算单元外纵墙取一个开间为计算单元。②控制截面外纵墙顶端Ⅰ-Ⅰ截面、下端Ⅲ-Ⅲ截面和风荷载作用下的最大弯矩Mmax对应的Ⅱ-Ⅱ截面。外纵墙顶端Ⅰ-Ⅰ截面Mc=0外纵墙下端Ⅲ-Ⅲ截面风荷载作用下的最大弯矩Mmax对应的Ⅱ-Ⅱ截面5.4(1)高厚比验算①确定静力计算方案最大纵墙间距s=6m<32m，查表5-2属刚性方案。②横墙高厚比验算底层高度H=3.1+0.95=4.05m，2H=8.1m＞s=6m＞H=4.05m，查表5-3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.4×6+0.2×4.05=3.21m砂浆强度等级Mb5，查表5-3得，允许高厚比[β]=24。横墙为承重墙，并且无开洞，故μ1=1.0μ2=1.0<，满足要求。③外纵墙高厚比验算纵墙厚190mm，高度H=4.05ms=3m＜H=4.05m，查表5-3，计算高度H0=0.6s=0.6×3=1.8m外墙为非承重墙，故μ1=1.3<，满足要求。④内纵墙高厚比验算<，满足要求。（2）横墙承载力验算取1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取3m为受荷宽度，计算截面面积A=0.19×1=0.19m2，由于房屋开间、荷载均相同，因此近似按轴心受压验算。基础顶部Ⅱ-Ⅱ截面当设计墙、柱和基础时，计算截面以上各楼层活荷载应乘以折减系数，当计算截面以上楼层数为2～3层时，折减系数为0.85。第一种组合N=1.2×（1×3.1×4.93×3+1×4.05×4.93+1×3×4.6+1×3×2.5×3）+1.4×（1×3×0.5+0.85×1×3×2×3）=146.06kN第二种组合N=1.35×（1×3.1×4.93×3+1×4.05×4.93+1×3×4.6+1×3×2.5×3）+1.4×0.7×（1×3×0.5+0.85×1×3×2×3）=154.32kN所以，取N=154.32kNe=0，底层H=4.05m，纵墙间距s=6m，所以H<s<2H，查表5-3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.4×6+0.2×4.05=3.21m，β=γβH0/h=1.1×3.21/0.19=18.58，查表3-1得φ=0.6555φfA=0.6555×2.22×0.19×106=276.49×103N=276.49kN>N=154.32kN，满足要求。第六章过梁、圈梁、挑梁和墙梁6.1查表2.14得ftm=0.23N/mm2，fv=0.11N/mm2平拱过梁计算高度受弯承载力为＞M内力臂受剪承载力为＞V承载力满足要求。6.2查表2-14得fv=0.11N/mm2；钢筋的抗拉强度设计值fy=270N/mm2（1）受弯承载力过梁计算高度h0=h-as=500-15=485mm（2）受剪承载力V=fvbz=0.11×240×333.33=8800N=8.8kN取q1和q2中的较小值，则q=11.73kN/m6.3考虑过梁跨度及荷载等情况，过梁截面取b×hb=240mm×300mm（1）荷载计算过梁上的墙体高度hw=1.0＜ln=3.6m，故要考虑梁板传来的均布荷载，因hw=1.0＜ln/3=1.2m所以应考虑1m高的墙体自重，从而得到作用在过梁上的荷载为：取（2）钢筋混凝土过梁的计算过梁的计算跨度取受压区高度纵筋面积纵筋选用216+114（As=556mm2）箍筋按构造配置，通长采用6@150（3）过梁梁端支承处局部抗压承载力验算查表2-9f=1.83Mpa取压应力图形完整系数η=1.0过梁的有效支承长度a0=a=240mm承压面积Al=a0b=240×240=57600mm2影响面积A0=（a0+h）h=（240+240）×240=115200mm2不考虑上部荷载的影响则局部压力为Nl=qln/2=24.618×3.3/2=44.31kN过梁支座处砌体局部受压安全。6.4（1）抗倾覆验算l1=1700mm>2.2hb=2.2×240=528mm故，x0=0.3hb=0.3×240=72mm<0.13l1=221mm由可变荷载效应控制的组合Mov=1.2×[8.4×（1.3+0.0.072）+（12.84+1.2）×（1.3+0.072）2/2]+1.4×11.42×（1.3+0.072）2/2=44.734kN·m由永久荷载效应控制的组合Mov=1.35×[8.4×（1.3+0.0.072）+（12.84+1.2）×（1.3+0.072）2/2]+1.4×0.7×11.42×（1.3+0.072）2/2=43.931kN·m取Mov=44.734kN·m抗倾覆力矩Mr=0.8Gr（l2－x0）=0.8×[（12.21+1.44）×1.7×（1.7/2－0.073）+5.24×1.7×（2.86－0.24）×（1.7/2－0.073）+5.24×1.7×（2.86－1.7）×（1.7+1.7/2－0.073）+5.24×1.72/2×(1.7/3+1.7－0.073)]=59.54kN·mMr>Mov，故挑梁抗倾覆满足要求。（2）挑梁下砌体局部受压验算Nl=2R=2×｛1.2×[8.4+(12.84+1.2)×(1.3+0.072)]+1.4×11.42×(1.3+0.072)｝=110.26kN取梁端底面压应力图形的完整系数η=0.7，砌体局部抗压强度提高系数γ=1.5查表2-7得砌体抗压强度设计值f=1.5N/mm2。局部受压面积Al=1.2bhb=1.2×240×240=69120mm2ηγfAl=0.7×1.5×1.5×69120=108864N=108.864kN≈N=110.26kN故挑梁下砌体局部抗压强度基本满足要求。（3）挑梁承载力计算挑梁最大弯矩Mmax=Mov=44.734kN·m挑梁最大剪力由可变荷载效应控制的组合Vmax=Vo=1.2×[8.4+(12.84+1.2)×1.3]+1.4×11.42×1.3=52.7668kN由永久荷载效应控制的组合Vmax=Vo=1.35×[8.4+(12.84+1.2)×1.3]+1.4×0.7×11.42×1.3=50.529kN取Vmax=52.7668kN受压区高度纵筋面积选用318纵筋（763mm2）箍筋按构造配置6@200双肢箍筋。6.5（1）确定x0l1=0.37m＜2.2hb=2.2×0.24=0.528mm故，x0=0.13l1=0.13×0.37=0.0481m（2）倾覆力矩由可变荷载效应控制的组合Mov=1.2×[2.88×3×（1.2+0.0481）2/2]+1.4×[1.0×（1.2+0.0481）+0.96×3×（1.2+0.0481）2/2]=12.96kN·m由永久荷载效应控制的组合Mov=1.35×[2.88×3×（1.2+0.0481）2/2]+1.4×0.7×[1.0×（1.2+0.0481）+0.96×3×（1.2+0.0481）2/2]=12.505kN·m取Mov=12.96kN·m（3）抗倾覆验算Mr=0.8Gr（l2－x0）=0.8×[(3.6×4.8-2×0.92/2-1.2×1.2)×7.37+0.37×0.24×3×25]×(0.37/2-0.0481)=13.59kN·m＞12.96kN·m抗倾覆满足要求。（4）承载力计算Mmax=Mov=12.96kN·m受压区高度纵筋面积选用214纵筋（307mm2）箍筋按构造配置6@200双肢箍筋。6.6（1）确定墙梁的基本尺寸墙梁支座中心线距离lc=6300mm墙梁净跨ln=6300－370=5930mm，1.1ln=1.1×5930=6523mm取lc和1.1ln两者中较小值为计算跨度，故l0=6300mm由表6-1，托梁高hb≥l0/10=630mm，取hb=800mm。取托梁宽度bb=250mm，则托梁的截面有效高度为h0=800－40=760mm墙体计算高度hw，因二层层高2900mm，楼板厚120mm，故hw=2900－120=2780mm墙梁跨中截面计算高度H0=hw+0.5hb=2780+0.5×800=3180mmhw/l0=2780/6300=0.441>0.4满足要求。使用阶段荷载设计值计算荷载分项系数：取永久荷载为1.2、活荷载为1.4和永久荷载为1.35、活荷载为1.4、组合值系数0.7两种组合。①托梁自重标准值0.25×0.8×25+（0.25+0.8×2）×0.015×17=5.47kN/m②托梁顶面的荷载设计值永久荷载标准值5.47+4.0×3=17.47kN/m活荷载标准值2×3=6kN/m第一种组合Q1=1.2×17.47+1.4×6=29.36kN/m第二种组合Q1=1.35×17.47+1.4×0.7×6=29.46kN/m取Q1=29.46kN/m③墙梁顶面的荷载设计值永久荷载标准值墙重+楼屋盖重=5.24×4×2.78+（4.5+3×3.5）×3=103.27kN/m活荷载标准值（0.5+0.85×2×3）×3=16.8kN/m第一种组合Q2=1.2×103.27+1.4×16.8=147.44kN/m第二种组合Q2=1.35×103.27+1.4×0.7×16.8=155.88kN/m取Q2=155.88kN/m（3）使用阶段托梁正截面承载力计算因为是无洞口墙梁，所以=1.0为大偏心受拉构件。由大偏心构件的承载力计算公式得取，，，解得选用222+224（1664mm2）选用316（603mm2）（4）使用阶段墙梁的斜截面受剪承载力计算①墙体受剪承载力计算翼墙计算宽度bf计算取窗间墙宽度bf=1500mm去横墙间距的2/33000×2/3=2000mm取每边不大于3.5倍的墙体厚度2×