砌體結(jié)構(gòu)課后習題答案1~~3

1、-作者xxxx-日期xxxx砌體結(jié)構(gòu)課后習題答案13【精品文檔】第一章 緒論1. 砌體、塊體、砂漿這三者之間有何關(guān)系？答：由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。它是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。2. 哪項措施使砌體結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的應用得以復興？答：1950年以來，各工業(yè)發(fā)達國家對砌體結(jié)構(gòu)進行了研究與改進，塊體向高強、多孔、薄壁、大塊等方向發(fā)展，最重要的是發(fā)展了配筋砌體，才使砌體結(jié)構(gòu)能用于地震區(qū)，使砌體結(jié)構(gòu)得到了復興。3. 砌體的基本力學特征是什么？答：抗壓強度很高，抗拉強度卻很低。因此，砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要承受軸心壓力或小偏心壓力，而很少受拉或受彎。4. 砌體結(jié)

2、構(gòu)的優(yōu)缺點對于其應用有何意義？答：砌體結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是：1）容易就地取材。磚主要用粘土燒制；石材的原料是天然石；砌塊可以用工業(yè)廢料礦渣制作，來源方便，價格低廉。2）磚、石或砌塊砌體具有良好的耐火性和較好的耐久性。3）砌體砌筑時，不需要模板和特殊的施工設(shè)備。在寒冷地區(qū)，冬季可用凍結(jié)法砌筑，不需要特殊的保溫措施。4）磚墻和砌塊墻體有良好的隔聲、隔熱和保溫性能。并有良好的耐火性和耐久性，所以既是較好的承重結(jié)構(gòu)，也是較好的維護結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)的缺點是：1）與鋼和混凝土相比，砌體的強度較低，因而構(gòu)件的截面尺寸較大，材料用量多，自重大。2）砌體的砌筑基本上是手工方式，施工勞動量大。3）砌體的抗拉強度和抗剪強

3、度都很低，因而抗震性能較差，在使用上受到一定的限制；磚、石的抗拉強度也不能充分發(fā)揮。4）粘土磚需要用粘土制造，在某些地區(qū)過多占用農(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。5. 與其他結(jié)構(gòu)形式相比，砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展有何特點？答：相對于其他結(jié)構(gòu)形式，砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論發(fā)展得較晚，還有不少問題有待進一步研究。隨著社會和科學技術(shù)的進步，砌體結(jié)構(gòu)也需要不斷發(fā)展才能適應社會的要求。砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向如下：1）使砌體結(jié)構(gòu)適應可持續(xù)性發(fā)展的要求2）發(fā)展高強、輕質(zhì)、高性能的材料3）采用新技術(shù)、新的結(jié)構(gòu)體系和新的設(shè)計理論第二章 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則1. 極限狀態(tài)設(shè)計法與破壞階段設(shè)計法、容許應力設(shè)計法的主要區(qū)別是什么？答：極限狀態(tài)設(shè)計法考慮

4、荷載的不確定性以及材料強度的變異性，將概率論引入結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以定量估計所設(shè)計結(jié)構(gòu)的可靠水平。2. 砌體結(jié)構(gòu)的功能要求是什么？試述極限狀態(tài)的種類和意義？答：砌體結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計使用年限內(nèi)應滿足以下功能要求：安全性、適用性、耐久性；建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準（GB50068-2001）將結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩大類：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。前者對應于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載能力或不適合于繼續(xù)承載的變形。后者對應于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項限值。3. 現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的承載力設(shè)計公式中如何體現(xiàn)房屋安全等級不同或房屋的設(shè)計使用期不同的影響？答：在計算公式中引入了結(jié)構(gòu)重要

5、性系數(shù)，對安全等級為一級或設(shè)計使用年限為50年以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應小于1.1；對安全等級為二級或設(shè)計使用年限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應小于1.0；對安全等級為三級或設(shè)計使用年限為15年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應小于0.9。4. 現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的承載力設(shè)計公式中如何體現(xiàn)施工技術(shù)、施工管理水平等對結(jié)構(gòu)可靠度的影響？答：在計算公式中引入了砌體結(jié)構(gòu)材料性能分項系數(shù)，在確定該項系數(shù)時，引入了施工質(zhì)量控制等級的概念。一般情況下，宜按施工控制等級為B級考慮，取用1.6；當為C級時，取為1.8。5. 結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的含義是什么？答：結(jié)構(gòu)的狀態(tài)方程可描述為Z=g（X1，X2，X3，Xn），當Z>0時，結(jié)構(gòu)處于可靠

6、狀態(tài)；當Z<0時，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；當Z=0時，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。6. 極限狀態(tài)的種類有哪些？其意義如何？答：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。前者對應于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載能力或不適合于繼續(xù)承載的變形。后者對應于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項限值。7. 失效概率、可靠指標的意義是什么？兩者的關(guān)系如何？答：可靠指標失效概率越大，越??；反之，越大。8. 砌體承載能力極限狀態(tài)設(shè)計公式中分項系數(shù)是按什么原則確定的？答：為確定各分項系數(shù)，對給定的荷載和材料強度，以及相應的任何一組分項系數(shù)，按照前一節(jié)介紹的理論，可以計算出以該分項系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計公式所反映的可靠度。定義一

7、測度函數(shù)，以此來衡量不同分項系數(shù)的設(shè)計公式所反映的可靠度和結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的目標可靠指標的接近度。其中，最接近的一組分項系數(shù)就是所要求的規(guī)范設(shè)計公式中的分項系數(shù)。9. 荷載的標準值、設(shè)計值是什么？兩者的關(guān)系如何？答：標準值：荷載的基本代表值，為設(shè)計基準期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計分布的特征值設(shè)計值：荷載代表值與荷載分項系數(shù)的乘積10. 砌體材料的標準值、設(shè)計值是什么？兩者的關(guān)系如何？答：砌體的強度標準值：；砌體材料的設(shè)計值：11. 何為設(shè)計使用期？答：設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需要進行大修即可按預定目的使用的年限12. 在確定砌體材料強度的設(shè)計值時，如果構(gòu)件的截面尺寸過小，如何取值？答：2時，2時，

8、為其截面面積加0.8.這是考慮截面較小的砌體構(gòu)件，局部碰損或缺陷對強度影響較大而采取的調(diào)整系數(shù)，此時，構(gòu)件截面面積以m2計。第三章 砌體材料及其力學性能1. 砌體有哪些種類？對塊體與砂漿有何基本要求？答：無筋砌體，配筋砌體，預應力砌體；為了保證砌體的受力性能和整體性，塊體應相互搭接，砌體中的豎向灰縫應上、下錯開；為保證配筋砌塊砌體的工程質(zhì)量、整體受力性能，應采用高粘結(jié)、工作性能好和強度高的專用砂漿及高流態(tài)、低收縮和高強度的專用灌孔混凝土。2. 軸心受壓砌體破壞的特征如何？影響砌體抗壓強度的因素有哪些？答：砌體軸心受壓從加荷開始到破壞，大致經(jīng)歷三個階段：1）當砌體加載達極限荷載的50%70%時，

9、單塊磚內(nèi)產(chǎn)生細小裂縫。此時若停止加載，裂縫亦停止擴展。2）當加載達極限荷載的80%90%時，磚內(nèi)的有些裂縫連通起來，沿豎向貫通若干皮磚。此時，即使不再加載，裂縫仍會繼續(xù)擴展，砌體實際上已接近破壞。3）當壓力接近極限荷載時，砌體中裂縫迅速擴展和貫通，將砌體分成若干個小柱體，砌體最終因被壓碎或喪失穩(wěn)定而破壞；影響砌體抗壓強度的因素：1）塊體的物理力學性能2）砂漿的物理力學性能3）砌筑質(zhì)量4）試件的尺寸和形狀、試件的齡期、加載方式、塊體的搭砌方式等3. 如何解釋砌體抗壓強度遠小于塊體的強度等級而又大于砂漿強度等級較小時的砂漿強度等級？答：1）砌體中的磚處于復合受力狀態(tài)。由于磚的表面本身不平整，再加之

10、鋪設(shè)砂漿的厚度很不均勻，水平灰縫也不很飽滿，造成單塊磚在砌體內(nèi)并不是均勻受壓，而是處于同時受壓、受彎、受剪甚至受扭的復合受力狀態(tài)。由于磚的抗拉強度很低，一旦拉應力超過磚的抗拉強度，就會引起磚的開裂。2）砌體中的磚受有附加水平拉應力。由于磚和砂漿的彈性模量及橫向變形系數(shù)的不同，砌體受壓時要產(chǎn)生橫向變形，當砂漿強度較低時，裝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，磚就受到橫向拉力。由于磚內(nèi)出現(xiàn)了附加拉應力，便加快了磚裂縫的出現(xiàn)。3）豎向灰縫處存在應力集中。由于豎向灰縫往往不飽滿以及砂漿收縮等原因，豎向灰縫內(nèi)砂漿和磚的粘結(jié)力減弱，使砌體的整體

11、性受到影響。因此，在位于豎向灰縫上、下端的磚內(nèi)產(chǎn)生橫向拉應力和剪應力的集中，加快磚的開裂。4. 砌體受壓、受拉、受彎和受剪時，破壞形態(tài)如何？答：受壓破壞：砌體分成若干個小柱體，最終因被壓碎或喪失穩(wěn)定而破壞受拉破壞：1）沿豎向及水平灰縫的齒縫截面破壞2）沿塊體和豎向灰縫截面破壞3）沿通縫截面破壞受彎破壞：1）沿齒縫截面破壞2）沿塊體和豎向灰縫截面破壞3）沿通縫截面破壞受剪破壞：1）沿通縫截面破壞2）沿階梯形截面破壞5. 水平灰縫和豎向灰縫對砌體的設(shè)計強度影響如何？答：由于豎向灰縫往往不飽和以及砂漿收縮等原因，豎向灰縫內(nèi)砂漿和磚的粘結(jié)力減弱，使砌體的整體性受到影響；當水平灰縫的砂漿飽滿度為73%時

12、，砌體強度即可達到規(guī)定的強度指標；水平灰縫的厚度愈高，砌體強度愈低。6. 在哪些情況下，需對砌體強度設(shè)計值進行調(diào)整？為什么？答：GB50003規(guī)范規(guī)定，對下列情況的各類砌體，其砌體強度設(shè)計值應乘以調(diào)整系數(shù)：1） 有吊車房屋砌體，跨度不小于9m的梁下燒結(jié)普通磚砌體及跨度不小于7.5m的梁下燒結(jié)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復雜而采取的降低抗力、保證安全的措施。2） 2時，2時，為其截面面積加0.8.這是考慮截面較小的砌體構(gòu)件，局部碰損或缺陷對強度影響較大而采取的調(diào)整系數(shù)，此時，構(gòu)件截面面積以m2計。3） 當砌體用水

13、泥砂漿砌筑時，對燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強度設(shè)計值，為0.9；對蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚砌體的抗壓強度設(shè)計值，為0.8；對配筋砌體構(gòu)件，當其中的砌體采用水泥砂漿砌筑時，僅對砌體的強度設(shè)計值乘以調(diào)整系數(shù).4） 當施工質(zhì)量控制等級為C級時，的比值。施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體的強度和穩(wěn)定性，可按砂漿強度為零進行驗算。對于冬期施工采用摻鹽砂漿法施工的砌體，砂漿強度等級按常溫施工的強度等級提高一級時，砌體強度和穩(wěn)定性可不驗算。配筋砌體不得用摻鹽砂漿法施工。7. 砌體的受壓彈性模量是如何確定的？它有哪些影響因素？答：砌體的彈性模量E，是根據(jù)砌體受壓時的應力-應變圖確定的。根據(jù)對砌體變形的測量結(jié)

14、果，砌體彈性特征值隨砌塊強度的增高和灰縫厚度的加大而降低，隨料石厚度的增大和砂漿強度的提高而增大。8. 在確定砌體材料強度的設(shè)計值時，如果構(gòu)件的截面尺寸過小將如何取值？答：2時，2時，為其截面面積加0.8.這是考慮截面較小的砌體構(gòu)件，局部碰損或缺陷對強度影響較大而采取的調(diào)整系數(shù)，此時，構(gòu)件截面面積以m2計。第四章砌體房屋結(jié)構(gòu)的形式和內(nèi)力分析1. 混合結(jié)構(gòu)房屋有哪幾種承載體系？各有何優(yōu)缺點？答：橫墻承重體系，縱墻承重體系，縱、橫墻承重體系，底層框架或內(nèi)框架承重體系橫墻承重體系：1）縱墻的作用主要是維護、隔斷以及與橫墻拉結(jié)在一起，保證橫墻的側(cè)向穩(wěn)定；對縱墻上設(shè)置門窗洞口的限制較少，外縱墻的立面處理

15、比較靈活。2）橫墻間距較小，一般為34.5m，縱、橫墻及樓屋蓋一起形成剛度很大的空間受力體系，整體性好。對抵抗沿橫墻方向的水平作用（風、地震）較為有利，也有利于調(diào)整地基的不均勻沉降3）結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，樓蓋的材料用量較少，但墻體的用料較多?？v墻承重體系：1）橫墻的設(shè)置主要是滿足房間的使用要求，保證縱墻的側(cè)向穩(wěn)定和房屋的整體剛度。這使得房屋的劃分比較靈活。2）由于縱墻承受的荷載較大，在縱墻上設(shè)置的門窗洞口的大小和位置都受到一定的限制。3）縱墻間距一般較大，橫墻數(shù)量相對較小，房屋的空間剛度比橫墻承重體系小。4）與橫墻承重體系相比，樓蓋的材料用量較多，墻體的材料用量較小?？v橫墻承重體系：縱、橫墻承

16、重體系的平面布置比較靈活，既可使房間有較大的空間，也可有較好的空間剛度，適用于教學樓、辦公樓及醫(yī)院等建筑。內(nèi)框架承重體系：1）可以有大的空間，且梁的跨度并不相應增大。2）由于橫墻少，房屋的空間剛度和整體性較差。3）由于鋼筋混凝土柱和磚墻的壓縮性能不同，且柱基礎(chǔ)和墻基礎(chǔ)的沉降量也不易一致，故結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生不均勻的豎向變形。4）框架和墻的變形性能相差較大，在地震時易由于變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生破壞。底層框架承重體系：底層剛度很小，往往是薄弱處，設(shè)計中需特別注意。2. 剛性、剛彈性、彈性三種靜力計算方案有哪些不同點？答:剛性方案：相鄰單元對計算單元的約束為無線剛性，剛性方案的樓、屋蓋在水平方向可視為剛度很大的深

17、梁，橫墻的尺寸和構(gòu)造可視為一剛度很大的懸臂深梁，則縱墻與樓屋蓋相交處的水平位移是小到可以忽略不計的。在這種情況下，可認為樓、屋蓋是此單元中縱墻的水平不動鉸支承。彈性方案：相鄰單元對計算單元的約束為零。在計算簡圖中，其中的水平軸力桿件為屋架或屋面大梁，其剛度可取為無窮大。剛彈性方案：整個房屋通過相鄰單元對計算單元施加了一個彈性約束反力，計算簡圖如下3. 房屋空間性能影響系數(shù)的物理意義是什么？答：空間性能影響系數(shù)，其中為計算單元頂部的水平位移，為該單元在無彈簧時的水平位移。4. 剛性方案單層和多層房屋墻、柱的計算簡圖有何異同？答：單層剛性房屋墻體計算簡圖 多層剛性方案在豎向荷載作用下計算簡圖剛性方

18、案單層房屋結(jié)構(gòu)墻和柱的計算簡圖如上所示，對等截面的墻和柱，其自重只產(chǎn)生軸力。但對變截面階形的墻和柱，上階墻自重G1對下階各截面產(chǎn)生彎矩M=G1e1。由于墻體自重在上部鉸支撐的形成以前就已存在，故應按上端自由、底端固定的懸臂構(gòu)件進行承載力驗算；剛性方案多層房屋墻體：計算單元的選取與單層房屋相似，對于縱墻，在平面圖上取有代表性的一段；對有門窗洞口的縱墻，其計算截面取窗間墻截面，即取最小截面處按等截面桿件計算。對于橫墻，通常在平面圖上取單位寬的一段。但在豎向荷載作用下，縱墻的計算簡圖還可以進一步簡化，可近似認為，某一樓（屋）蓋的偏心荷載傳至下層時，都已成為均勻分布。另一方面，由于樓蓋的梁或板擱置在墻

19、內(nèi)，使墻體的連續(xù)性和承受彎矩的能力受到削弱。因此，墻體在每層高度范圍內(nèi)，可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件。橫墻的計算與縱墻相似。5.什么情況下不考慮風荷載的影響？答:1)洞口水平截面積不超過全截面面積的2/3；2）層高和總高不超過表4-32。6. 如何選取墻和柱的承載力驗算控制截面？答：每層墻取和兩個控制截面，截面位于該層墻體頂部大梁（或板）底面；截面位于該層墻體下部大梁（或板）底面稍上的截面，對于底層墻截面取基礎(chǔ)頂面處的截面。構(gòu)件的截面一般取窗間墻的截面并按等截面考慮，即在控制界面處均取窗間墻的截面。7. 彈性方案和剛性方案單層房屋在水平風荷載的作用下的內(nèi)力計算步驟各是怎樣的？有何異同？答：彈

20、性方案：在水平荷載作用下，運用疊加原理，可按下圖所示的方法計算。首先，在頂部加一水平連桿約束，算出其約束反力R及相應的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。然后，去除約束并把反力R反向作用在頂部，算出相應的內(nèi)力。最終的內(nèi)力為上述兩步內(nèi)力的疊加。剛性方案：將風荷載簡化為均布荷載q1和作用在頂部的集中荷載Fw。8. 在水平風荷載作用下，剛彈性方案多層房屋墻、柱內(nèi)力計算步驟是怎樣的？答：1）在各橫梁處加水平連桿約束，求出相應的內(nèi)力和各層的約束反力Ri，i=1，n，其中n為層數(shù)；2）把第i層的約束反力Ri反向后再乘以該層的空間性能影響系數(shù)后作用于結(jié)構(gòu)（i=1，n），求出相應的內(nèi)力；3）把上兩步所求出的內(nèi)力哦相疊加，就得到原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。習題4-1 某三層教學試驗樓平面及外縱墻剖面見圖4-49，采用裝配式梁、板，梁L1 截面尺寸為b ×h = 200mm×500mm。頂層及二層墻厚為240mm，二層梁伸入墻內(nèi)370mm。試計算頂層外縱墻控制截面處的最不利內(nèi)力。已知荷載資料：1. 屋面荷載屋面恒載標準值（防水層、找平層、隔熱層、空心板、抹灰等）：2屋面活載標準值：0.7 kN/m22. 樓面荷載樓面恒載標準值：2.94 kN/m2樓面活載標準值：2.0 kN/m2鋼筋混凝土的容重取25kN/m2，雙面粉刷的240 厚磚墻重為5.24 kN/m2，雙面粉刷的370厚磚墻重為7.56 kN