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砌体结构课后习题答案精品资料第一章 绪论1. 砌体、块体、砂浆这三者之间有何关系？答：由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。它是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。2. 哪项措施使砌体结构在地震区的应用得以复兴？答：1950年以来，各工业发达国家对砌体结构进行了研究与改进，块体向高强、多孔、薄壁、大块等方向发展，最重要的是发展了配筋砌体，才使砌体结构能用于地震区，使砌体结构得到了复兴。3. 砌体的基本力学特征是什么？答：抗压强度很高，抗拉强度却很低。因此，砌体结构构件主要承受轴心压力或小偏心压力，而很少受拉或受弯。4. 砌体结构的优缺点对于其应用有何意义？答：砌体结构的主要优点是：1）容易就地取材。砖主要用粘土烧制；石材的原料是天然石；砌块可以用工业废料矿渣制作，来源方便，价格低廉。2）砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。3）砌体砌筑时，不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需要特殊的保温措施。4）砖墙和砌块墙体有良好的隔声、隔热和保温性能。并有良好的耐火性和耐久性，所以既是较好的承重结构，也是较好的维护结构。 砌体结构的缺点是：1）与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大。2）砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大。3）砌体的抗拉强度和抗剪强度都很低，因而抗震性能较差，在使用上受到一定的限制；砖、石的抗拉强度也不能充分发挥。4）粘土砖需要用粘土制造，在某些地区过多占用农田，影响农业生产。5. 与其他结构形式相比，砌体结构的发展有何特点？答：相对于其他结构形式，砌体结构的设计理论发展得较晚，还有不少问题有待进一步研究。随着社会和科学技术的进步，砌体结构也需要不断发展才能适应社会的要求。砌体结构的发展方向如下：1）使砌体结构适应可持续性发展的要求2）发展高强、轻质、高性能的材料3）采用新技术、新的结构体系和新的设计理论第二章 砌体结构的设计原则1. 极限状态设计法与破坏阶段设计法、容许应力设计法的主要区别是什么？答：极限状态设计法考虑荷载的不确定性以及材料强度的变异性，将概率论引入结构的设计，可以定量估计所设计结构的可靠水平。2. 砌体结构的功能要求是什么？试述极限状态的种类和意义？答：砌体结构在规定的设计使用年限内应满足以下功能要求：安全性、适用性、耐久性；建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）将结构的极限状态分为两大类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。前者对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适合于继续承载的变形。后者对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值。3. 现行砌体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的影响？答：在计算公式中引入了结构重要性系数，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，不应小于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，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为15年的结构构件，不应小于0.9。4. 现行砌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？答：在计算公式中引入了砌体结构材料性能分项系数，在确定该项系数时，引入了施工质量控制等级的概念。一般情况下，宜按施工控制等级为B级考虑，取用1.6；当为C级时，取为1.8。5. 结构功能函数的含义是什么？答：结构的状态方程可描述为Z=g（X1，X2，X3，Xn），当Z0时，结构处于可靠状态；当Z2H = 8000mm，H0=1.0H ，根据表4-2 可知该房屋属于刚性方案(2) 计算简图取两个控制截面，I-I 截面为墙上部梁下截面，II-II 截面为墙下部梁底上截面，取窗间墙截面进行承载力验算。A =1400240 = 336000mm2图略(3) 荷载设计值计算风荷载可忽略不计屋面传来集中荷载：1.2(3.543.23.0+0.20.5253)+1.40.73.23.0=59.19kN1.35(3.543.23.0+0.20.5253)+1.40.70.73.23.0=62.59kN屋面传来集中荷载=62.59kN楼面传来集中荷载：1.2(2.943.23.0+0.20.5253)+1.423.23.0=69.75kN1.35(2.943.23.0+0.20.5253)+1.40.723.23.0=67.04kN楼面传来集中荷载=69.75kN顶层砖墙自重=1.35(43.21.82.1)5.24+1.82.10.3= 65.34kN女儿墙自重=1.351.03.25.24= 22.64kN楼板面至梁底砖墙自重可算可不算(4) 内力计算顶层MI=(62.59+22.64)59.61=5.08kNmNI=62.59+22.64=85.23kNM=0N=62.59+65.34+22.64=150.57kN第五章 无筋砌体结构构件的承载力和构造1 为什么要控制墙柱的高厚比？在什么情况下值还要乘以修正系数？答：保证墙柱构件在施工阶段和使用期间的稳定性；厚度的自承重墙允许高厚比修正系数按下列规定采用：时，=1.2；时，=1.5；时，可按线性插入法取值。上端为自由端时，值还可提高30%。有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数应按下式计算：当计算结果值小于0.7时，应取=0.7；当洞口高度小于墙高的1/5时，可取 =1.0在墙中设钢筋混凝土构造柱可以提高墙体在使用阶段的稳定性和刚度，因此，验算构造柱墙的高厚比时，其允许高厚比可以乘以提高系数。2 带壁柱墙的高厚比验算应包括那些内容？计算方法如何？答：横墙之间整片墙的高厚比验算和壁柱间墙的高厚比验算； 整片墙的高厚比仍可按式验算，但其中墙厚应采用折算高度，墙的长度S应取相邻横墙间距离； 壁柱间墙的高厚比验算可按无壁柱墙验算。墙的长度S取壁柱间距离。由于此时的墙体四周支承条件对墙体稳定较为有利，故规定无论此时房屋结构属于何种静力计算方案，壁柱间墙计算高度一律按刚性方案取值。3 无筋受压砌体的偏心影响系数、构件稳定系数、单向偏心受压影响系数分别与哪些因素有关？三者之间有何内在联系？答：偏心影响系数：轴力偏心距、截面形状构件稳定系数：砂浆强度等级、高厚比单向偏心受压影响系数：轴力偏心距、截面形状、砂浆强度等级综合反映单向偏心受压对短柱的不利影响；构件稳定系数反映偶然偏心导致的长柱受压承载力降低；单向偏心受压影响系数考虑长柱单向偏心受压时产生的附加弯矩。当e=0时，影响系数等于稳定系数，于是4 为什么要限制单向受压偏心距e？如何限制？答：试验表明，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。因此计算时要求控制偏心距；规范规定。5 局部受压下砌体抗压强度为什么能提高？答：砌体的受压只要存在为直接受压面积，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。6 为什么计算梁端支承处砌体局部受压时要计算有效支承长度？从受力机理上讲它与梁端的什么变形有关？答：计算局部受压面积内的上部轴向力设计值；由于梁的挠曲变形，梁的端部可能会翘起，故实际的梁端有效支承长度小于梁支承在砌体墙上的长度。7 在梁端支承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？答：在砌体受到均匀压应力的情况下，若增加梁端荷载，梁底砌体局部压应力以及局部应变都应增大，但梁顶面附近的却有所下降。这一结构的内力重分布现象，对局部受压无疑是一种卸载作用，于砌体局压承载力是有利的；内拱卸荷作用的程度与A0/Al比值有关，上部荷载的效应随A0/Al值的增大而逐渐减弱，时已很小。因而规范规定，时，可以不考虑上部荷载的作用。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应力图形完整性系数？答：由于砌体的塑性性能，产生的压应力图形一般在矩形和三角形之间呈曲线分布，为了可按三角形分布的情况进行分析，采用了完整性系数，而当梁端下设有刚性垫块时，梁下荷载几乎呈矩形分布。9 砌体受剪承载力计算中，为什么应考虑系数？答：试验研究表明，当构件水平截面上作用有压应力时，由于灰缝粘结强度和摩擦力的共同作用，砌体抗剪承载力有明显的提高，因此计算时应考虑剪、压的复合作用。10.砌体结构设计中，为什么要满足许多构造要求？答：为保证房屋的空间刚度和整体性以及结构的可靠性。11. 引起砌体结构裂缝的主要原因有哪些？应从哪些方面采取措施防止或减轻墙体的开裂？答:温度变化、材料干燥收缩、设计不合理、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、砌体强度达不到设计要求、地基不均匀沉降；1） 防止和减轻由地基不均匀沉降引起墙体裂缝的主要措施2） 设置伸缩缝3） 防止或减轻房屋顶层墙体开裂的措施4） 防止或减轻房屋底层轻体裂缝的措施5） 墙体转角处、纵、横墙交接处的构造措施6） 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖混凝土砌块或其他非烧结砖砌体的构造措施7） 防止或减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层第一、二开间洞口处的开裂的构造措施8） 设置控制缝9） 其他专门措施习题1. 某房屋带壁柱墙用MU5单排孔混凝土小型空心砌块和Mb5.0砌块砌筑砂浆砌筑，计算高度为6.6m。壁柱间距为3.6m，窗间墙宽为1.8m。带壁柱墙截面积为4.2105mm2，惯性矩为3.243109mm4.试验算墙的高厚比。答：查表可知：故：13.5由表5-4 可得 = 0.735柱截面面积A =0.370. 49 =0.1813m20.3m2强度调整系数由附表3-1 可知采用MU10烧结多孔砖和M2.5砂浆，f = 1.30 1.17N /mm2满足要求。3. 截面为490mm490mm的砖柱，用MU10烧结多孔砖和M5混合砂浆砌筑，柱的计算高度H0=6.0m(截面两个方向的H0相同)，该柱柱底截面承受内力设计值N=125kN，M=9.36kNm。试验算砖柱极限承载力是否满足要求？答:查表5-2可得：查表5-4可得：，应考虑强度调整系数，满足要求4. 某办公楼门厅砖柱，柱实际高度和计算高度均为5.1m，柱顶处由荷载设计值产生的轴心压力为195kN，只能供应MU10烧结多孔砖，试设计该柱截面（考虑柱自重）。答：采用M2.5混合砂浆砌筑，截面尺寸初步设计为490mm490mm 自重： 查表5-4可得：，应考虑强度调整系数，满足要求5. 某住宅外廊砖柱，截面尺寸为370mm490mm，计算高度H0=4m，采用MU10烧结多孔砖和M2.5混合砂浆砌筑，承受轴向压力设计值N=130kN。已知荷载沿长边方向产生的偏心距为60mm。试验算该柱承载力。答：（1）长边方向承载力验算查表5-2得：（由于是普通砖，高厚比修正系数为）据故需对砌体强度进行调整 查表3-1得：f=1.3MPa但是相差：故长边偏心承载力满足要求。（2）短边方向轴心受压计算由e=0查表5-4得：故满足要求。6. 带壁柱砖砌体的截面尺寸如图5-33所示，纵向力偏向翼缘，用MU10烧结多孔砖、M5混合砂浆砌筑，N=205kN，M=13.2kNm，计算高度H0=4m。试验算截面承载能力是否满足。答：（1）几何参数的确定重心坐标：截面惯性矩I:(2)受压承载力验算，由及ehT查表得: 承载力验算：故承载力满足要求。7. 某带壁柱窗间墙，截面如图5-33 所示，用MU10 烧结多孔砖和M2.5 混合砂浆砌筑，计算高度H0=5.2m。试计算当轴向压力分别作用在该墙截面中心（O 点）、A 点及B 点时的承载力，并对计算结果加以分析。答：（1）重心坐标及折算厚度hT计算：，(2) 承载力计算，（此处高厚比允许值需修正，但是题目没有告诉bs）根据作用于O、A、B三点的偏心距，计算结果见下表OABe=00.422(查表5-4)0.8750.468按公式求得=0.228承载力539.4288.5140.68. 同习题5-1。已知截面形心O 点至翼缘外侧边的距离为131mm。砌块孔洞率=30%，墙体用Cb20 混凝土灌孔(fc=9.6N/mm2),灌孔率=33%。轴向压力偏心距70mm，作用点偏翼缘一侧(y=131.2mm)。试求该带壁柱墙的极限受压承载力。答：高厚比不满足要求，墙体稳定性难以保证。若忽略此问题继续计算9. 已知窗间墙，截面尺寸为800mm200mm，用MU10 烧结多孔砖和M5 混合砂浆砌筑。墙上支承截面尺寸为200mm500mm 的钢筋混凝土梁，梁端支承长度240mm，支承压力设计值120kN，上部荷载产生的轴向力设计值为120kN。试验算梁端支承处砌体的局部受压承载力。答：不满足要求。10.已知大梁截面尺寸为bh=200mm550mm，梁在墙上的支承长度a=240mm，支座反力设计值N=10kN，由上部传来的轴力设计值82kN，窗间墙截面为1200mm370mm（图5-34）。用MU10烧结多孔砖和M2.5混合砂浆砌筑。试验算房屋外纵墙上大梁端下部砌体局部非均匀受压的承载能力。如不满足局部受压要求，则在梁底设置预制刚性垫板（预制垫块尺寸可取bbhb=240mm500mm，厚度tb=180mm），此时是否满足要求？答：（1）未设置刚性垫块故不考虑上部荷载的作用，故不设置刚性垫块时，大梁下部砌体不满足受压承载力要求。(2) 设置的刚性垫块（窗间墙截面长度）, （h应为垫块的长度）查表得：局部受压承载力不满足要求。11. 某窗间墙截面尺寸为1200mm370mm，采用MU10烧结多孔砖和M2.5混合砂浆砌筑，墙上支承截面尺寸为200mm600mm的钢筋混凝土梁，支承长度为370mm。梁端荷载设计值产生的支承压力120kN，上部荷载产生的轴向力设计值为150kN。试验算梁端支承处砌体的局部受压承载力（应计算到最终符合承载力要求为止）。答：有效支承长度局部受压面积故上部折减系数局部抗压强度提高系数，取不满足要求，故应在梁端下设刚性垫板设梁端刚性垫板的尺寸为：查表5-6可得：根据平衡条件：查表5-4可得：，满足要求第六章 配筋砌体构件的承载力和构造1.什么是配筋砌体？配筋砌体有哪几种主要形式？答：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。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、间接提高砌体强度的砌体。2. 网状配筋砌体为什么能提高砌体的抗压强度？答：网状配筋在砂浆中能约束砂浆和砖的横向变形，延缓砖块的开裂及其裂缝的发展，阻止竖向裂缝的上下贯通，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向受力状态，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发挥。3. 网状配筋砌体构件计算中影响系数n主要是考虑了哪些因素对抗压强度的影响？答：高厚比和初始偏心距e4. 在混凝土组合砌体计算中，为什么砌体强度要乘上系数0.8？答：用混凝土的组合砌体，砌体的强度只能发挥80%。5. 钢筋混凝土构造柱组合砖墙有哪些构造措施？答：1）砂浆的强度等级不应低于M5，构造柱的混凝土强度不宜低于C202）柱内竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，应符合表6-3的规定3）构造柱的截面尺寸不宜小于240mm240mm，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，不宜小于412；对于边柱、角柱、不宜小于414.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。4）组合砖墙砌体结构房屋，应在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边设置构造柱，其间距不宜大于4m。各层洞口宜设置在相同的位置，并宜上下对齐。5）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小于240mm；纵向钢筋不宜小于412，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。6）砖砌体与构造柱的连接处应砌成马牙搓，并应沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，且每边伸入墙体内不宜小于600mm。7）组合砖墙的施工程序应先砌墙后浇筑混凝土构造柱。6配筋砌块砌体在正截面承载力计算时有哪些基本假定？答：1）截面应保持平面2）竖向钢筋与其毗邻的砌体，灌孔混凝土的应变相同3）不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度4）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；5）根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于0.01。习题6-2某混凝土面层组合砖柱，截面尺寸如图6-10所示，柱计算高度H0=6.2m，采用MU10砖和M10混合砂浆砌筑，面层混凝土为C20。该柱承受轴向压应力设计值N=910kN（Nk=700kN）沿柱长边方向的弯矩M=90kNm（Mk=70kNm），已知，试验算其承载力。解：砖砌体截面积 混凝土截面积 偏心距 高厚比 附加偏心距假定受压区高度，且为小偏心受压将以上代入公式得，此时，与原假设相符，不满足要求6-3一承重横墙，墙厚240mm，计算高度H0=4.5m，采用MU10砖和M7.5混合砂浆砌筑，双面采用钢筋水泥砂浆层面，每边厚30mm，砂浆等级为M10，钢筋为级钢，竖向钢筋8200，水平钢筋6200，求每米横墙所能承受的轴心压力设计值。解：6-4.某承重横墙厚240mm，采用砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙形式，采用MU10砖和M7.5混合砂浆砌筑，计算高度H0=3.6m。构造柱截面为240mm240mm，间距为1m；柱内配有纵筋412，混凝土等级为C15，求每米横墙所能承受的轴心压力设计值。解：配筋率高厚比查表可得由可得把上述值代入组合砖墙受压承载力计算公式第七章 砌体结构中的特殊构件1. 常用过梁的种类及适用范围有哪些？答：钢筋混凝土过梁和砖砌过梁，其中砖砌过梁又有钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁；由于砖砌过梁对地基不均匀沉降和振动作用比较敏感，因此跨度不宜过大，并且当门窗洞口宽度较大时，应采用钢筋混凝土过梁。砖砌过梁的跨度，对钢筋砖过梁不应超过1.5m，对砖砌平拱不应大于1.2m。砖砌过梁截面计算高度内砂浆不宜低于M5；砖砌平拱用竖砖砌筑部分高度不应小于240mm；钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋直径不应小于5mm，间距不宜大于120mm，根数不应少于2根，末端带弯钩的钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm，砂浆层的厚度不宜小于30mm。砖砌弧拱由于施工比较复杂，目前较少采用。2. 如何计算过梁上的荷载？答：1）梁、板荷载对砖和砌块砌体，当梁、板下面的墙体高度hwln时，应计入梁、板传来的荷载；当梁、板下的墙体高度hwln时，可不考虑梁、板荷载。2）墙体荷载对砖砌体，当过梁上的墙体高度hwln/3时，应按墙体的均布自重计算；当hwln/3时，应按高度为ln/3墙体的均布自重计算；对砌块砌体，当过梁上的墙体高度hwln/2时，应按墙体的均布自重计算；当hwln/2时，应按高度为ln/2墙体的均布自重计算。3. 墙梁有哪几种类型？设计时，承重墙梁必须满足哪些基本条件？答：根据所承担的荷载性质，墙梁分为承重墙梁和自承重墙梁；根据其结构形式，墙梁分为简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁；根据其托梁上墙体是否开洞，又可将墙梁分为无洞口墙梁和有洞墙梁；为确保墙梁组合作用的发挥，采用烧结普通砖、烧结多孔砖和配筋砌体的墙梁设计应符合表7-2的规定。同时，墙梁在计算高度范围内一般每跨仅允许设置一个洞口。对多层房屋的墙梁，各层洞口宜设置在相同的位置，上、下层宜对齐；洞口边至最近支座中心的距离ai，对边支座，不应小于0.15倍的墙梁计算跨度loi，对中支座，不应小于0.07倍的墙梁计算跨度loi，为保证使用安全，应采取必要措施严禁对托梁上墙体随意开洞或变动其设置位置。4. 墙梁有哪些破坏形式？答：无洞口简支墙梁：弯曲破坏、剪切破坏、局压破坏有洞口简支墙梁：弯曲破坏、剪切破坏、局压破坏框支墙梁：弯曲破坏、剪切破坏、弯剪破坏、局压破坏5. 墙梁中简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁结构中混凝土托梁的受力特点是什么？答：无洞简支墙梁：托梁处于偏心受拉状态，主压应力在托梁的支座部分集中，端部呈现十分复杂的应力状态；有洞口简支墙梁：托梁剪力值在洞口两侧直至相邻支座区段始终维持在较高水平；连续墙梁：托梁大部分区段处于偏心受拉状态，仅在中间支座附近很小区段