25 模块11 砌体结构构件计算能力训练.docx

第1页：模块11 砌体结构构件

模块11 砌体结构构件：计算能力训练1、简答题1在压力作用下，砌体内单砖的应力状态有哪些特点？

答：在压力作用下，砌体内单砖的应力状态有以下特点：1单块砖在砌体内并非均匀受压，而是处于受弯和受剪状态。2单块砖在砌体中处于压、弯、剪及拉的复合应力状态，其抗压强度降低；相反砂浆的横向变形由于砖的约束而减小，砂浆处于三向受压状态，其抗压强度提高。3每块砖可视为作用在弹性地基上的梁，其下面的砌体即可视为“弹性地基”。

4竖向灰缝上的应力集中。2砌体受压短柱随着偏心距的增大截面应力分布是如何变化的？答：短构件在轴心压力下，直到破坏前，截面上的应力都是均匀分布的。当压力作用线与构件轴线不重合时，即为偏心受压构件。当偏心距较小时，构件全截面受压；当偏心距较大时，截面上出现拉应力；当偏心距继续增大时，截面应力分布变为如图4-3(d)所示情况。

3梁端支承在砌体上，梁端压力将使砌体局部受压，此时梁端的支承长度将如何变化？答：梁端支承在砌体上，梁端压力将使砌体局部受压。梁的弯曲变形及梁端下砌体的压缩变形，使梁端转动，造成梁端下部砌体局部受压的应力和应变为非均匀分布。同时梁端的支承长度将由a减少为a0。砌体受压后梁端与砌体的实际支承长度a0，称为梁端的有效支承长度。

4网状配筋砖砌体构件为什么能提高其承载能力？答：由于钢筋、砂浆层与块体之间存在着摩擦力和粘结力，钢筋被完全嵌固在灰缝内与砖砌体共同工作；当砖砌体纵向受压时，钢筋横向受拉，因钢筋的弹性模量比砌体大，变形相对小，可阻止砌体的横向变形发展，防止砌体因纵向裂缝的延伸而过早失稳破坏，从而间接地提高网状配筋砖砌体构件的承载能力。

5《砌体结构设计规范》里砌体结构静力计算方案有哪些？确定房屋静力计算方案的考虑因素有哪些？答：1刚性方案房屋的空间刚度很大，在水平风荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移us/H≈0(H为纵墙高度)。此时屋盖可看成纵向墙体上端的不动铰支座，墙柱内力可按上端有不动铰支承的竖向构件进行计算，这类房屋称为刚性方案房屋。

2弹性方案

第2页：3）刚弹性方案房屋的空间刚度

3）刚弹性方案房屋的空间刚度：房屋的空间刚度很小，即在水平风荷载作用下，墙顶的最大水平位移接近于平面结构体系，其墙柱内力计算应按不考虑空间作用的平面排架或框架计算，这类房屋称为弹性方案房屋。3）刚弹性方案房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在水平风荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性方案要小、但又不可忽略不计，其受力状态介于刚性方案和弹性方案之间，这时墙柱内力计算应按考虑空间作用的平面排架或框架计算，这类房屋称为刚弹性方案房屋。影响房屋空间性能的因素：除屋盖刚度和横墙间距外，还有屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型及多层房屋层与层之间的相互作用等

• （6）作为刚性和刚弹性方案房屋的横墙，《规范》规定做了哪些要求？答：1）横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平全截面面积的50%。2）横墙的厚度不宜小于180mm。3）单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于H/2(H为横墙总高度)
• （7）画出单层以及多层刚性方案房屋的计算简图，简述刚性方案房屋的计算要点。答：
• （8）常见的小型砌体构件有哪些，其构造要求分别有哪些？

第3页：（9）砌体房屋结构施工图

（9）砌体房屋结构施工图：答：1）过梁：过梁是砌体结构中门窗洞口上承受上部墙体自重和上层楼盖传来的荷载的梁，常用的过梁有四种类型。2墙梁：由钢筋混凝土托梁及其以上计算高度范围内的墙体共同工作，一起承受荷载的组合结构称为墙梁。墙梁按支承情况分为简支墙梁、连续墙梁、框支墙梁；按承受荷载情况可分为承重墙梁和自承重墙梁。除了承受托梁和托梁以上的墙体自重外，还承受由屋盖或楼盖传来的荷载的墙梁为承重墙梁，如底层为大空间、上层为小空间时所设置的墙梁，只承受托梁以及托梁以上墙体自重的墙梁为自承重墙梁，如基础梁、连系梁。3挑梁：挑梁的构造要求挑梁设计除应满足现行国家规范《混凝土规范》的有关规定外，尚应满足下列要求

• ①纵向受力钢筋至少应有1／2的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于2Φ12。其余钢筋伸入支座的长度不应小于2l1/3
• ②挑梁埋入砌体长度l1与挑出长度之比l宜大于1.2；当挑梁上无砌体时，l1与l之比宜大于2。4雨蓬：雨篷的构造特点11
• ①雨篷板端部厚he60mm，根部厚度h(:)l（l为挑出长度）且≥80mm，当1012其悬臂长度小于500mm时，根部最小厚度为60mm
• ②雨篷板受力钢筋按计算求得，但不得小于Φ6@200(As=141mm2/m)；；且深入墙内的锚固长度取la（la为受拉钢筋锚固长度），分布钢筋不少于Φ6@200。11
• ③雨篷梁宽度b一般与墙厚相同，高度h(:)l8100数，梁的搁置长度a≥70mm
• （9）砌体房屋结构施工图一般由哪些部分组成？(l0为计算高度)，且为砖厚的倍答：砌体房屋结构施工图一般由结构设计说明、结构平面图（基础平面图、地下室结构平面图、标准层结构平面图、屋顶结构平面图）和结构详图（楼梯及其他构件详图）组成
• （10）砌体结构施工图的图示特点有哪些？答：1）砌体结构基础施工图的图示特点基础施工图一般由基础平面和剖面组成；基础平面图上主要表示每道墙或基础梁的平面位置，根据图示需要增加剖面图，表示基础部位各种构件的详细做法。2结构平面图的图示特点结构平面图主要表示本层楼各种构件的平面位置、平面形状、数量，结合剖面，表示本层各种构件的标高和截面情况。对于同一类构件但尺寸或配筋不同时常以不同编号的形式加以区别，当图示的内容较多时，常采用构件编号的方法将其在详图上表示或选用标准图。3构件详图的图示特点砌体结构的构件，一般包括现浇梁或预制梁、过梁、预制板或现浇板、雨篷、楼梯

第4页：2、计算题

2、计算题：现浇板一般在结构平面上表示；预制板和过梁一般选用标准图；雨篷和阳台采用现浇的形式较多，也可以在结构平面图上增加剖面或断面图进行表示；楼梯详图同钢筋混凝土房屋

• 2、计算题
• （1）某砖柱的截面尺寸为370×490mm，柱计算高度H0＝H＝3.2m，采用强度等级为MU10的烧结普通砖及M7.5的混合砂浆砌筑，柱底承受轴向压力设计值为N＝120kN，结构安全等级为二级，施工质量控制等级为B级。试验算该柱底截面是否安全。【解】查表得MU10的烧结普通砖与M5的混合砂浆砌筑的砖砌体的抗压强度设计值f=1.69MPa。由于截面面积A＝0.37×0.49m2＝0.18m2＜0.3m2，因此砌体抗压强度设计值应乘以调整aa0H32008.65代入公式得h370系数,＝A＋0.7=0.18+0.7=0.88；将0110.8991210.00158.652则柱底截面的承载力为afA＝0.899×0.88×1.69×490×370×10-3kN＝242kN＞150kN。故柱底截面安全
• （2）某单层单跨仓库的窗间墙尺寸如图4-43所示。采用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑。柱的计算高度H0=5.0m。当承受轴向压力设计值N=195kN，弯矩设计值M=13kN.m时，试验算其截面承载力。1图11-47习题2图【解】：1）计算截面几何参数截面面积A＝（1000×240＋240×250）mm2＝300000mm2截面形心至截面边缘的距离y1000240120240250365169mm300000

第5页：y2490y1＝

y2490y1＝：(490－169)mm＝321mm截面惯性矩221000240324025031212I1000240(169120)240250(321125)＝43.5×108mm回转半径I43.5108A300000120mmmmiT型截面的折算厚度hT3.5i3.5120420mmN195偏心距eM13＝0.066m=66mm＜0.6y＝192.6mm故满足规范要求2）承载力验算MU10烧结粘土砖与M5混合砂浆砌筑，查表10－1得＝1.0；将50.42ThH01.0Th42011.9及e660.157，代入公式得0110.821210.001511.92将0=0.82代入公式得10.4932111112eh120查表得，MU10烧结粘土砖与M5混合砂浆砌筑的砖砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa。

窗间墙承载力为afA＝0.493×1.5×300000×10-3kN＝222kN>195kN。

第6页：表2-12得，f=1.5MPa，0f1

表2-12得，f=1.5MPa，0f1：本页为表格内容，源文件表格文字提取后行列粘连，暂以文字呈现，建议对照原课件图片还原真表格。

故承载力满足要求。（3）如图11.48所示为钢筋混凝土梁在窗间墙上的支承情况，梁的截面尺寸b×h＝250×550mm，在窗间墙上的支承长度a＝240mm。窗间墙的截面尺寸为1200×240mm，采用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑。梁端支承压力设计值Nl=130kN，梁底墙体截面由上部荷载设计值产生的轴向力Ns=45kN，试验算梁端支承处砌体局部受压承载力。若不满足要求，设置刚性垫块，并进行验算。图11.48习题3图【解】MU10烧结普通砖，M5混合砂浆，查表2-12得，f=1.5MPa，0f1.5梁端有效支承长度a10hc10550191.5mml0局部受压面积Aab191.525047875mm2；A(2hb)h(2240250)240175200mm20A0/Al175200/478753.663，故取0；10.35A0110.353.66012，Al取2,0.7，fAl0.721.547850100.49KN,由式N0NlfAl得：N0Nl0130130KNffAl100.49KN，故局部抗压强度不能满足要求，需设梁垫。（4）某圆形水池的池壁采用MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑，池壁厚490mm，承受轴向拉力设计值Nt=50kN/m，试验算池壁的受拉承载力。【解】查表2-16得ft=0.13MPa，其强度设计值调整系数a=0.8。A=1×0.49=0.49m2

第7页：表2-16得ftm=

表2-16得ftm=：本页为表格内容，源文件表格文字提取后行列粘连，暂以文字呈现，建议对照原课件图片还原真表格。

aftA=0.8×0.13×0.49×103=50.9kN>Nt=50kN故承载力满足要求。（5）某矩形浅水池的池壁底部厚740mm，采用MU15烧结普通砖和M7.5水泥砂浆砌筑。池壁水平截面承受的弯矩设计值M=9.6kN·m，剪力设计值V=16.8kN/m，试验算截面承载力是否满足要求。【解】查表2-16得ftm=0.14MPa，fv=0.14MPa，其值应乘以调整系数a=0.8。即：ftm=0.8×0.14=0.112MPa，fv=0.8×0.14=0.112MPa。截面抵抗距W及内力臂为：6116W=bh=×1.0×0.74=0.091m223Z=2h=20.74=0.493m33受弯承载力：Wftm=0.091×0.112×103=10.19KNm>M=9.6KNm受剪承载力：fvbz=0.112×1.0×0.493×103=55.21kN>V=16.8kN故承载力满足要求。（6）某拱支座截面厚度370mm，采用MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑。支座截面承受剪力设计值V=33kN/m，永久荷载产生的纵向力设计值N=45kN/m(G=1.2)。试验算拱支座截面的抗剪承载力是否满足要求。【解】查表2－16得f=1.5MPa，fv=0.11MPa，因为是水泥砂浆，故f=0.9×1.5=1.35MPa，fv=0.8×0.11=0.088MPa。水平截面积：A=1000×370=370000mm20A370000水平截面平均压应力：N45103s0.12MPa轴压比：00.12=0.1f1.35剪压复合受力影响系数：fμ=0.23－0.0650=0.23－0.065×0.1=0.22fG修正系数：=0.60(或由0=0.1，=1.2，查表10-2得=0.15)，于是得(fv0)A=(0.088+0.60×0.22×0.12)×370000×10-3=38.4kN>V=33kN故拱支座截面抗剪承载力满足要求。

第8页：表10-6得H1.0H0＝4500＋500m

表10-6得H1.0H0＝4500＋500m：本页为表格内容，源文件表格文字提取后行列粘连，暂以文字呈现，建议对照原课件图片还原真表格。

1884500（7）某房屋砖柱截面为490mm×370mm，用MU15和M7.5水泥砂浆砌筑，层高4.5m，假定为刚性方案，试验算该柱的高厚比。【解】查表10-6得H1.0H0＝4500＋500mm＝5000mm（500mm为单层砖柱从室内地坪到基础顶面的距离），查表10-7得＝17，H0/h＝5000/370=13.5<=17高厚比满足要求。（8）某带壁柱墙，柱距6m，窗宽2.7m，横墙间距30m，纵墙厚240mm，包括纵墙在内的壁柱截面为370mm×490mm，砂浆为M5混合砂浆，1类屋盖体系，试验算其高厚比。【解】1）求壁柱截面的几何特征A=240×3300+370×250mm2=884500mm22403300120250370(240250)y2=145.62mmy2=(240+250－145.62)mm=344.38mmI=(1/12)×3300×2403+3300×240×(145.62-120)2+(1/12)×370×2503+370×250×(344.38-125)2=7.74×109mm4I7.74109A88450093.55mmihT3.5i=3.5×93.55mm=327.43mm2确定计算高度H＝5000＋500＝5500mm（式中500mm为壁柱下端嵌固处至室内地坪的距离）查表10-6，得H0=1.2H＝1.2×5500mm=6600mm3整片墙高厚比验算采用M5混合砂浆时，查表10-7得＝24。开有门窗洞口时，的修正系数为

第9页：表10-6得H0=

表10-6得H0=：本页为表格内容，源文件表格文字提取后行列粘连，暂以文字呈现，建议对照原课件图片还原真表格。

2sbs10.4＝1－0.4×(2700/6000)=0.82自承重墙允许高厚比修正系数=1.21220.161.20.822423.626600h327.43H04）壁柱之间墙体高厚比的验算2H=11000＞s＝6000＞H=5500mm查表10-6得H0=0.4s﹢0.2H＝0.4×6000＋0.2×5500mm=3500mm012H350014.581.20.822423.616h240（9）某6层砖混结构教学楼，其平面和剖面图如图11.49所示。外墙厚490mm，内墙厚均为240mm，墙体拟采用MU10实心砖，1～3层采用M7.5混合砂浆砌筑，4～6层采用M5混合砂浆砌筑，墙面及梁侧抹灰均为20mm，试验算外纵墙的强度。(提示：楼面活荷载标准值为2kN/m2，屋面活荷载为0.5kN/m2，基本风压0.45kN/m2)图11.49习题9图

第10页：表10-8本工程外纵墙

表10-8本工程外纵墙：本页为表格内容，源文件表格文字提取后行列粘连，暂以文字呈现，建议对照原课件图片还原真表格。

【解】1）荷载的确定①屋面荷载屋面恒载标准值（包括防水层、水泥砂浆找平层、焦渣混凝土找坡层、空心板及灌缝重、天棚抹灰、吊顶）：gk1＝7.5kN/m2屋面活载标准值：qk1＝0.5kN/m2②楼面荷载楼面恒载标准值（包括细石混凝土面层、空心板及灌缝重、天棚抹灰、吊顶）：gk2＝3.5kN/m2楼面活荷载标准值：qk2＝2.0kN/m2③构件自重楼面梁自重标准值（含15mm厚粉刷面层）：25×0.25×0.5+20×0.015×(2×0.5+0.25)kN/m=3.5kN/m墙体标准值：240mm墙（双面粉刷）标准值为5.24kN/m2；370mm墙（双面粉刷）标准值为7.62kN/m2；钢框玻璃窗自重（按窗框面积计算）标准值为0.45kN/m2。由于梁的从属面积为6.6×3.0m2＝19.8m2＜50m2，故活荷载不折减。同时，依据表10-8，本工程外纵墙不考虑风荷载影响。2）纵墙承载力验算①计算单元取一个开间宽度的纵墙为计算单元，其受荷面积为3.0×3.3＝9.9m2，由于内纵墙的受力情况较外纵墙好，所以，只需验算外纵墙的承载力。②选择计算截面1～3层采用M7.5混合砂浆砌筑，4～6层采用M5混合砂浆砌筑。选择第一层的窗洞口上下截面、第二层的窗洞口上下截面以及第四层的窗洞口上下截面分别进行承载力验算。具体计算参见课本例题里的承载力验算方法。