砌体习题含答案.docx

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砌体习题含答案

第4章砌体结构基本知识

思考题

1．砌体材料中的块材和砂浆都有哪些种类？

答：

块体材料分为人工砖石和天然石材两大类。

人工砖石又分为烧结类砖和非烧结类砖两类，烧结类砖包括烧结普通砖、烧结多孔砖；非烧结类砖常用的有蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、混凝土小型空心砌块等。

天然石材根据其外形和加工程度可分为料石和毛石两种，料石又分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。

砂浆按其组成材料的不同，分为水泥砂浆、混合砂浆和石灰砂浆。

2．砌体的种类有哪些？

配筋砌体有几种形式？

答：

分为无筋砌体和配筋砌体两大类。

配筋砖砌体又可分为网状配筋砖砌体、组合砖砌体、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙、配筋砌块砌体。

3．为什么砌体的抗压强度远小于块体的抗压强度？

答：

⑴由于砖本身的形状不完全规则、灰缝处砂浆厚度铺砌不均匀，使得单砖在砌体内并不是均匀受压，而是处于受弯和受剪状态。

⑵砌体在受压横向变形时，砂浆的横向变形比块体大，导致块体受拉，使块体处于竖向受压、横向受拉的状态。

⑶由于块体间的竖向灰缝不饱满、不密实，不能保证砌体的整体性，造成块体间的竖向灰缝处存在应力集中现象，加快了块体的开裂。

块体是脆性材料，其本身的抗弯、抗剪、抗拉强度很低，在压、弯、剪、拉的复杂应力状态下，使块体的抗压能力不能充分发挥，所以砌体的抗压强度总低于块材的抗压强度。

4．影响砌体抗压强度的主要因素有哪些？

答：

⑴块材和砂浆强度

⑵砂浆的性能

⑶块材的形状、尺寸及灰缝厚度

⑷砌筑质量

5．砌体的强度设计值在什么情况下应乘以调整系数？

答：

（1）有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，γa＝0.9。

（2）对无筋砌体构件，其截面面积A＜0.3m2时，γa＝A+0.7；对配筋砌体构件，A＜0.2m2时，γa＝A+0.8；构件截面面积A以m2计。

（3）当砌体用水泥砂浆砌筑时，对抗压强度设计值，γa＝0.9；对抗拉、抗弯及抗剪强度设计值，γa＝0.8；对配筋砌体构件，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数γa。

（4）当施工质量控制等级为C级（配筋砌体不允许采用C级）时，γa＝0.89；

（5）当验算施工中房屋的构件时，γa＝1.1；但由于施工阶段砂浆尚未硬化，砂浆强度可取为零。

6．无筋砌体局压计算时为什么要考虑局压强度提高系数？

如何确定？

答：

（1）由于位于局压面积下砌体的横向应变受到周围砌体的约束，使局部受压砌体处于三向受压的应力状态，从而提高了砌体局部抗压强度。

（2）局部受压面上砌体的压应力迅速向周围砌体扩散传递，也是砌体局部抗压强度提高的另一原因。

γ＝1＋0.35

（10-4）

其中A0为影响砌体局部抗压强度的计算面积，按图10-10确定。

按式10-4计算得出的砌体局部抗压强度提高系数γ还应符合下列规定：

⑴在图10-10a的情况下，γ≤2.5；

⑵在图10-10b的情况下，γ≤2.0；

⑶在图10-10c的情况下，γ≤1.5；

⑷在图10-10d的情况下，γ≤1.25；

⑸多孔砖和按规范要求灌实的砌块砌体，γ≤1.5；

⑹未灌孔混凝土砌块砌体，γ＝1.0。

图10-10影响局部抗压强度的计算

7．混合结构房屋按结构承重体系及竖向荷载传递路线可分为哪几种结构布置方案？

各有何特点？

答：

（1）纵墙承重方案

（2）横墙承重方案

（3）纵横墙承重方案

（4）内框架承重方案

纵墙承重方案的特点是：

①纵墙是主要的承重墙，横墙的间距可以相当大。

此类方案房屋空间较大，使用灵活；

②由于纵墙承重，所以在纵墙上门窗洞口开设的位置和大小受到一定限制；

③由于横墙数量较少，相对于横墙承重方案而言，房屋的横向刚度较小、整体性较差。

横墙承重方案的特点是：

①横墙是主要的承重墙，纵墙为非承重墙，因此在纵墙上开设门窗洞口的限制较少；

②由于横墙数量较多、间距较小，且又与纵墙拉结，因此房屋的空间刚度大、整体性好，在抵抗风荷载、地震作用和调整地基不均匀沉降方面比纵墙承重方案较为有利；

③楼（屋）盖结构比较简单，施工方便，但与纵墙承重方案相比，墙体材料用量较多。

纵横墙承重方案的特点是：

1所有墙体都承受重，房屋在纵横方向上的刚度均较大，有较强的抗风和抗震能力；

②平面布置比较灵活，能更好地满足建筑物使用功能上的要求；

③由于纵横墙均承受荷载作用，砌体内的应力分布较均匀，可充分利用材料的承载能力，

同时建筑物基础底面土层的应力分布也比较均匀。

内框架承重方案的特点是：

①房屋内部使用空间较大，平面布置比较灵活；

②由于钢筋混凝土柱和砌体的压缩量不同，以及外墙和柱的基础形式也可能不同，因此结构易产生不均匀竖向变形，从而使结构产生较大的附加内力，并产生开裂；

③由于横墙较小，房屋的空间刚度较小，抗震能力较差。

8．砌体结构房屋静力计算方案有哪几种？

根据什么条件确定房屋属于哪种方案？

答：

结构房屋静力计算方案分成三种，即刚性方案、刚弹性方案和弹性方案。

考虑楼（屋）盖刚度和横墙间距两个主要因素的影响。

9．为什么要验算墙柱的高厚比？

写出其公式。

答：

就是防止墙、柱在施工和使用阶段因侧向挠曲和倾斜而产生过大变形，以保证其稳定性的一项重要构造措施。

β＝

≤μ1μ2［β］

10．简述刚性方案房屋内力分析的要点。

答：

多层房屋承重纵墙的计算

对于多层刚性方案房屋，常取房屋中有代表性的一段作为计算单元，一般取宽度等于一个开间的墙体作为计算单元，承受荷载范围的宽度取相邻两开间的1/2，

多层刚性方案房屋承重纵墙，在竖向荷载的作用下，就可简化为在每层高度范围内两端铰支的竖向构件。

在水平荷载的作用下，多层房屋的墙体仍可视为一竖向连续梁。

11．何谓过梁？

如何确定过梁上的荷载？

答：

过梁是设置在墙体门窗洞口上的构件，其作用是承受洞口上部墙体自重及楼盖梁、

板传来的荷载。

⑴梁、板荷载

对于砖和小型砌块砌体，当梁、板下的墙体高度hw＜ln（为过梁的净跨度）时，应考虑梁、板传来的荷载全部作用在过梁上。

当梁、板下的墙体高度hw≥ln时，可不考虑梁、板荷载，认为其全部由墙体内拱作用直接传至过梁支座。

⑵墙体荷载

对砖砌体，当过梁上的墙体高度hw＜ln/3时，应按全部墙体的均布自重采用；当hw≥ln/3时，应按高度为ln/3墙体的均布自重采用。

对混凝土砌块砌体，当hw＜ln/2时，应按全部墙体的均布自重采用；当hw≥ln/2时，应按高度为ln/2墙体的均布自重采用。

12．何谓圈梁？

如何设置？

有何构造要求？

答：

在房屋的檐口、窗顶、楼层、吊车梁顶等标高处，沿砌体墙水平方向设置按构造配筋的混凝土梁式构件，通常称为钢筋混凝土圈梁，简称圈梁。

圈梁设置的位置和数量通常按房屋的类型、层数、荷载特点以及地基情况等因素来决定。

宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋，层数为3～4层时，应在檐口标高处设置一道圈梁。

当层数超过4层时，应在所有纵横墙上隔层设置。

多层砌体工业房屋，应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁。

设置墙梁的多层砌体房屋应在托梁、墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁，其他楼层处在所有纵横墙上每层设置。

圈梁的构造要求:

⑴圈梁应连续闭合，当圈梁遇有洞口被截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁，且附加圈梁与圈梁的搭接应长度满足图10-31所示要求。

⑵纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。

在房屋转角和丁字交叉处的常用连接构造如图10-32所示。

在刚弹性和弹性方案房屋中，圈梁应与屋架、大梁等构件可靠连接。

图10-32现浇圈梁的连接构造

⑶圈梁的宽度宜与墙厚相同，当墙厚h≥240mm时，其宽度不宜小于2h/3。

圈梁截面高度不应小于120mm，纵向钢筋不应小于4Φ10，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300mm。

⑷当圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。

13．简述非抗震要求时多层砌体结构墙柱的构造要求。

答：

（1）最低强度等级要求：

略

（2）截面尺寸要求：

承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240×370mm；毛石墙厚度不宜小于350mm；毛料石柱较小边长不宜小于400mm。

（3）支承与连接锚固要求：

略

（4）砌体中留槽洞及埋设管道的要求：

不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线；不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。

（5）设置垫块的条件：

跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁，应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块；当墙中设有圈梁时，垫块与圈梁宜浇成整体。

砖砌体为4.8m；砌块和料石砌体为4.2m；毛石砌体为3.9m。

（6）设置壁柱或构造柱的条件：

当梁跨度大于或等于下列数值时，其支承处宜加设壁柱或采取其他加强措施：

240mm厚砖墙为6m；180mm厚砖墙为4.8m；砌块、料石墙为4.8m。

（7）砌块砌体的构造：

略

14．简述防止和减轻墙体由于温度和收缩变形开裂的主要措施。

答：

（1）防止或减轻地基不均匀沉降引起裂缝的主要措施有：

1）合理设置沉降缝。

沉降缝应从基础以上全部断开，并保持足够的宽度，施工中应保持缝内清洁，防止碎砖、砂浆等杂物落入缝内。

2）设置钢筋混凝土圈梁。

圈梁设置在基础顶面和檐口部位的效果最好。

3）加强地基验槽工作，如发现有不良地基应急时妥善处理，然后才可进行基础施工。

（2）防止或减轻墙体由温度和收缩变形引起墙体开裂的主要措施：

1）防止墙体因温度变化及砌体收缩变形引起裂缝的主要措施：

为了防止或减轻房屋因温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。

伸缩缝的最大间距可按表10-12采用。

砌体房屋伸缩缝的最大间距（m）表10-12

屋盖或楼盖类别

间距

整体式或装配整体式钢筋混凝土结构

有保温层或隔热层的屋盖、楼盖

50

无保温层或隔热层的屋盖

40

装配式无檩体系钢筋混凝土结构

有保温层或隔热层的屋盖、楼盖

60

无保温层或隔热层的屋盖

50

装配式有檩体系钢筋混凝土结构

有保温层或隔热层的屋盖

75

无保温层或隔热层的屋盖

60

瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖

100

注：

①对烧结普通砖、多孔砖、配筋砌块砌体房屋取表中数值；对石砌体、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖和混凝土砌块房屋取表中数值乘以0.8的系数。

②在钢筋混凝土屋面上挂瓦的屋盖应按钢筋混凝土屋盖采用；

③按本表设置的墙体伸缩缝，一般不能同时防止由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝；

④层高大于5m的烧结普通砖、多孔砖、配筋砌块砌体结构单层房屋，其伸缩缝间距可按表中数值乘以1.3。

2）防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，可根据情况采取下列措施：

①在屋盖结构上设置保温、隔热层，并合理安排屋面保温层施工。

②屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于6m，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于30mm；

③采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖；

④加强顶层墙体的抗拉能力。

在顶层屋盖下设置沿外墙闭合但不外露的钢筋混凝土圈梁，在房屋两端圈梁下的墙体内宜设置适量的转角水平拉结钢筋，以约束墙体裂缝的形成和发展。

⑤顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片（纵向钢筋不宜少于2Φ4，横筋间距不宜大于200mm）或2Φ6钢筋，钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于1m；

⑥顶层墙体有门窗等洞口时，应在过梁上的水平灰缝内设置2～3道焊接钢筋网片或2Φ6钢筋，并应伸入过梁两端墙内不小于600mm；

⑦顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M5；

⑧女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起；

⑨房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱。

3）防止或减轻房屋底层墙体裂缝，可根据情况采取下列措施：

①增大基础圈梁的刚度；

②在底层的窗台下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片或2Φ6钢筋，并伸入两边窗间墙内不小于600mm；

③采用钢筋混凝土窗台板，窗台板嵌入窗间墙内不小于600mm。

4）为防止或减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层第一、第二开间门窗洞处的裂缝，可采取以下措施：

①在门窗洞口两边墙体的水平灰缝中，设置长度不小于900mm、竖向间距为400mm的2Φ4焊接钢筋网片；

②在顶层和底层设置通长钢筋混凝土窗台梁，窗台梁的高度宜为块高的模数，纵筋不少于4Φ10、箍筋Φ6＠200，Cb20混凝土。

15．简述有抗震要求时多层砌体结构房屋对于总高度、层数、高宽比的要求。

答：

《抗震规范》规定，多层砌体房屋的总高度与层数不应超过表10-13的规定。

对医院、教学楼等横墙较少的房屋，总高度应比表10-13的规定相应降低3m，层数应相应减少一层；对各层横墙很少的房屋，应根据具体情况再适当降低总高度与减少层数。

普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高不应超过3.6m，底部框架-抗震墙房屋的底部和内框架房屋的层高，不应超过4.5m。

房屋的层数和高度限制（m）表10-13

房屋类别

最小墙厚度（mm）

烈度

6

7

8

9

高度

层数

高度

层数

高度

层数

高度

层数

多层砌体

普通砖

240

24

8

21

7

18

6

12

4

多孔砖

240

21

7

21

7

18

6

12

4

多孔砖

190

21

7

18

6

15

5

小砌块

190

21

7

21

7

18

6

底部框架-抗震墙

240

22

7

22

7

19

6

多排柱内框架

240

16

5

16

5

13

4

《抗震规范》规定，房屋总高度和总宽度的最大比值应符合表10-14的要求。

房屋最大高宽比表10-14

烈度

6度

7度

8度

9度

最大高宽比

2.5

2.5

2.0

1.5

16．有抗震要求时多层砌体结构房屋如何合理布置房屋的结构体系？

答：

⑴应优先采用空间刚度大、整体性较好的横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

⑵纵横墙的布置应对称均匀，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；窗间墙宽度宜均匀。

⑶设置防震缝。

防震缝是减轻地震对房屋破坏的有效措施之一，防震缝应沿房屋全高设置（基础处可不设），缝两侧均应设置墙体，缝宽一般采用50～100mm。

⑷楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。

⑸烟道、风道、垃圾道等不应削弱承重墙体，否则应对被削弱的墙体采取加强措施。

如必须做出屋面或附墙烟囱时，宜采用竖向配筋砌体。

⑹不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

17．简述多层砌体结构的抗震构造要求。

答：

（1）加强结构的连接

1）纵横墙的连接

2）楼、屋盖与墙体的连接

（2）设置钢筋混凝土构造柱

（3）合理布置圈梁

（4）重视楼梯间的设计

习题

1．某砖柱截面尺寸为490mm×490mm，柱的计算高度为4.5m，采用烧结普通砖MU10、混合砂浆M5砌筑，施工质量控制等级为B级，作用于柱顶的轴向力设计值为180kN，试核算该柱的受压承载力。

【解】施工质量控制等级为B级

⑴砌体抗压强度设计值f

柱截面面积A＝0.49×0.49＝0.24m2＜0.3m2，故应考虑调整系数γa＝A＋0.7＝0.94

由烧结普通砖MU10和混合砂浆M5.0，查附表10得f＝1.5×0.94＝1.41N/mm2

⑵求柱底截面的轴向力设计值

考虑砖柱自重后，柱底截面轴向压力最大，则柱底截面轴向压力为：

N＝180＋γGGk＝180＋1.2（0.49×0.49×4.5×19）＝204.6kN

⑶求柱的承载力

由β＝γβ

＝1.0×

＝9.2，

＝0查表10-3得，φ＝0.888

则柱承载力为：

φfA＝0.888×1.41×490×490＝300624.4N＝300.6kN＞204.6kN，满足要求。

2.已知梁截面200mm×550mm，梁端实际支承长度a＝240mm，荷载设计值产生的梁端支承反力Nl＝60kN，墙体的上部荷载Nu＝240kN，窗间墙截面尺寸为1500mm×240mm，采用烧结砖MU10、混合砂浆M2.5砌筑，试验算该外墙上梁端砌体局部受压承载力。

【解】由MU10烧结砖和M2.5混合砂浆，查附表10得f＝1.3N/mm2

梁端底面压应力图形完整系数：

η=0.7

梁有效支承长度：

a0＝

＝

＝205.7mm＜a＝240mm

梁端局部受压面积：

Al＝a0b＝205.7×200＝41140mm2

局部抗压强度计算面积：

A0＝（b+2h）h＝（200+2×240）×240＝163200mm2

＝

＝3.97＞3，不考虑上部荷载的影响，取ψ=0

砌体局部抗压强度提高系数：

γ＝1＋0.35

＝1＋0.35

＝1.603＜2.0

则ηγfAl＝0.7×1.603×1.3×41140＝60012.2N＝60.01kN＞Nl＝60kN

局部受压满足要求。

3.某仓库外墙墙厚240mm，采用烧结普通砖MU10、混合砂浆M5.0砌筑，墙高5.4m，每4m长设有1.2m宽的窗洞，同时墙长每4m设有钢筋混凝土构造柱（240mm×240mm），横墙间距24m，试验算该墙体的高厚比。

【解】略

；