砌体结构第6章
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第六章习题参考答案6—1 某刚性方案衡宇砖柱截面为490mm ×370mm ,用MU10烧结一般砖和M2.5混合砂浆砌筑,计算高度为4.5m 。
实验算该柱的高厚比。
〖解〗已知:[β]=15,H o =4500mm ,h = 370 mm15][16.12mm370mm 4500h H 0=<===ββ 该柱知足高厚比要求。
6—2 某刚性方案衡宇带壁柱,用MU10烧结一般砖和M5混合砂浆砌筑,计算高度6.7m 。
壁柱间距3.6m ,窗间墙宽1.8m 。
带壁柱墙截面面积5.726×105mm 2,惯性矩1.396×1010mm 4。
实验算墙的高厚比。
〖解〗已知:[β]=24,H o =6700mm 带壁柱墙折算厚度mm mmmm A I h T 5.54610726.510396.15.35.325410=⨯⨯== 繁重墙 μ1=1; 有窗洞 μ2=1-0.4b s /s =1-0.4×1.8/3.6=0.8β= H o / h T = 6700/546.5 = 12.26<μ1μ2 [β]=1.0×0.8×24 = 19.2该窗间墙知足高厚比要求。
6—3 某办公楼门厅砖柱计算高度5.1m ,柱顶处由荷载设计值产生的轴心压力为215kN 。
可能供给MU10烧结一般砖,试设计该柱截面(要考虑砖柱自重。
提示:要设定截面尺寸和砂浆强度品级后验算,但承载力不宜过大)。
〖解〗假定采纳MU10烧结一般砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱, a = 0.0015那么砖柱自重设计值为 G=1.2×0.49×0.49×5.1×19=27.9kN该柱所经受轴心压力设计值为 N=215+27.9 = 242.9 kN由于柱截面面积A=0.49×0.49=0.2401m 2<0.3m 2,则γa =0.7+A=0.94该柱高厚比为24240.10.1][4.104905100H 210=⨯⨯=<===βμμβmmmm h 阻碍系数为86.04.100015.01111220=⨯+=+==αβϕϕ 故N u = γa φf A =0.94×0.86×1.5×4902=291145N=291.1kN >N=242.9kN因此,采纳MU10烧结一般砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱能够知足承载力要求。
第六章思考题答案:1.过梁有哪几种类型?各自应用范围如何?常见的过梁按其构成的材料不同分为砖砌过梁和钢筋混凝土过梁。
钢筋混凝土过梁具有施工方便、跨度较大、抗震性能好等优点,在地震区得以广泛采用。
砖砌过梁具有节约钢材水泥、造价低廉、砌筑方便等优点,但对振动荷载和地基不均匀沉降较敏感,在受有较大振动或在软弱地基条件下,均不宜采用砖砌过梁。
2.砖过梁有哪儿种?它们的适用范围如何?砖砌过梁可分为砖砌平拱过梁、砖砌弧拱过梁和钢筋砖过梁三种:砖砌平拱过梁是将砖竖立和侧立砌筑而成,其竖砌部分的高度不应小于240mm,砖强度等级不应低于MU7.5;砖砌弧拱过梁也是将砖竖立和侧立砌筑而成。
用砖竖砌部分的高度不应小于120mm (即半砖长);钢筋砖过梁是在过梁底部水平灰缝内配置纵向受力钢筋而形成的过梁,钢筋砖过梁净跨%不宜超过1.5米。
3.如何计算砖砌平拱过梁的承载力?如何验算钢筋砖过梁的承载力?如何验算钢筋混凝土过梁的承载力?砖砌平拱过梁的承载力计算:(1)正截面受弯承载力验算,M < f lm W ;(2)斜截而受剪承载力验算,V W f v bz o钢筋砖过梁的承载力验算:(1)正截面受弯承载力验算,MW0.85&Ash。
:(2)斜截面受剪承载力验算,V W f v bzo钢筋混凝土过梁的承载力验算:(1)正截面受弯承载力验算,(2)斜截面受剪承载力验算,4.如何确定过梁上的荷载?通常将过梁按简支梁计算,但考虑到过梁上面的砌体能帮助过契受弯的冇利因素,在确定荷载时可按下列采用:(1)墙体重塑:当过梁上墙体(无洞口)高度H小于L/3 (L为过梁净跨度,下同)时, 按全部墙体均布重量采用;当过梁上墙体(无洞口)高度H大于或等于L/3时,按高度为L/3的墙体均布重量采用。
(2)梁板荷载:当梁板底下的墙体高度H小于L时按梁板传来的荷载采用;当梁板底下的墙体高度H大于或等于L时,梁板荷载不予考虑。
5.根据支撑条件的不同,墙梁有哪几种类型?根据支撑情况不同,墙梁可分为简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。
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=0.1813m 2<0.3 m 2砌体强度设计值应乘以调整系数γa γa =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=1.613Mpa7.1037.06.31.10=⨯==h H βγβ 查表3.1得:ϕ= 0.8525 kN N kN N fA 1403.249103.249101813.0613.18525.036=>=⨯=⨯⨯⨯=ϕ满足要求。
3.2(1)沿截面长边方向按偏心受压验算 偏心距mm y mm N M e 1863106.06.03210350102.1136=⨯=<=⨯⨯== 0516.062032==h e 548.1362070002.10=⨯==h H βγβ 查表3.1得:ϕ= 0.6681 柱截面面积A=0.49×0.62=0.3038m 2>0.3 m 2 γa =1.0查表2-9得砌体抗压强度设计值为2.07Mpa , f =1.0×2.07=2.07 MpakN N kN N fA 35015.4201015.420103038.007.26681.036=>=⨯=⨯⨯⨯=ϕ满足要求。
(2)沿截面短边方向按轴心受压验算14.1749070002.10=⨯==h H βγβ 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=0.725m 2>0.3m 2,取γa =1.0 截面重心位置m y 245.0725.025.024.05.049.012.024.021=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯+⨯⨯= y 2=0.74-0.245=0.495m截面惯性矩()()232325.0495.05.049.0125.049.012.0245.024.021224.02-⨯⨯+⨯+-⨯⨯+⨯=I =0.02961m 4截面回转半径 m A I i 202.0725.002961.0=== T 形截面折算厚度h T =3.5i=3.5×0.202=0.707m(2)承载力m y m N M e 147.0245.06.06.01159.0630731=⨯=<=== 164.0707.01159.0==T h e 22.12707.02.72.10=⨯==T h H βγβ 查表3-1得:ϕ= 0.4832 查表2-7得砌体抗压强度设计值f =2.07Mpa则承载力为 kN kN N fA 63016.7251016.72510725.007.24832.036>=⨯=⨯⨯⨯=ϕ3.4(1)查表2-8得砌体抗压强度设计值f =1.83 Mpa砌体的局部受压面积A l =0.2×0.24=0.048m 2影响砌体抗压强度的计算面积A 0=(0.2+2×0.24)×0.24=0.1632m 2(2)砌体局部抗压强度提高系数 5.1542.11048.01632.035.01135.010>=-+=-+=l A A γ 取5.1=γ (3)砌体局部受压承载力kNN kN N fA l 13576.1311076.13110048.083.15.136=≈=⨯=⨯⨯⨯=γ%5%46.2%10076.13176.131135<=⨯- 承载力基本满足要求。
第六章砖、石及混凝土砌体结构第一节砌体结构的基本概念及设计原则公路桥涵的基础、墩台、拱圈,隧道的衬砌,重力式挡土墙及涵洞的边墙等,一般采用素混凝土或砌石结构,可以充分利用材料的抗压能力强和就地取材的优点。
混凝土与石结构通常称为圬工结构。
6.1.1 材料1 混凝土混凝土一般采用整体灌注的形式形成结构,也可以采用混凝土预制块砌体结构。
在结构尺寸较大的大体积混凝土中,可掺入不超过混凝土结构体积25%的片石,而成为片石混凝土。
混凝土预制块砌体形状、尺寸应统一,其规格应与粗料石相同,砌体表面应整齐美观。
2 石料石砌体的石料,依其凿切和加工程度的不同,有片石、块石、粗料石及拱石。
石料的抗压极限强度,是以边长为200mm的立方体试件,在浸水饱和状态下进行试验确定。
片石:一般由爆破或楔劈法开采的石块,使用时形状不受限制,但中部的厚度一般不小于150mm,石料的抗压极限强度宜大于30MPa。
块石:形状应大致方正,顶、底面大致平整,厚度为200mm~300mm,宽度约为厚度的1~1.5倍,长度约为厚度的1.5—3倍。
块石一般不经修凿加工,但应敲去其尖角突出的部分。
粗料石:它由岩层或大块石料开劈,并经粗略加工修凿而成,外形应方正,成六面体,厚度为200mm~300mm,宽度约为厚度的1~1.5倍,长度约为厚度的2.5~4倍,表面凹陷深度不大于20mm。
石料的极限抗压强度宜大于40MPa。
拱石:可根据设计设计要求采用粗料石、块石或片石。
拱石应立纹破料,岩石面应与拱轴垂直,各排拱石沿拱圈内弧的厚度应一致。
拱石高度应为最小厚度的1.2~2倍,长度应为最小厚度的2.5~4倍。
3 砂浆砌体结构是用水泥砂浆或小石子混凝土作为胶结料进行砌筑。
水泥砂浆强度等级用Mxx表示,为边长为70.7mm的立方体试件,在标准条件下养护28d的抗压强度。
常用的砂浆强度等级分别为M20,M15,M10,M7.5,M5,M2.5六个等级。
砂浆必须具有良好的和易性,其稠度以标准圆锥体沉入度表示,用于石砌体时宜为50~70mm,气温较高时可适当增大。
第二节多层建筑结构体系9层及9层以下为多层建筑,10层及10层以上或高度超过28m的住宅建筑和高度大于24m的其他高层民用建筑为高层建筑。
一、多层砌体结构(一)概述1.混合结构房屋是指同一房屋结构体系中,采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构体系。
2.砖砌体结构是指由钢筋混凝土楼(屋)盖和砖墙承重的结构体系(亦称砖混结构)。
3.砌体结构一般是指采用钢筋混凝土楼(屋)盖和用砖或其他块体(如混凝土砌块)砌筑的承重墙组成的结构体系。
4.过去曾有过用木楼(屋)盖与砖墙承重组成的结构体系,称为砖木结构。
目前已很少采用。
(二)砌体结构的优缺点和应用范围1.主要优点(1)主要承重结构(承重墙)是用砖(或其他块体)砌筑而成的,这种材料任何地区都有,便于就地取材。
常用的墙体材料有:a.烧结普通砖:黏土砖、煤矸石砖、页岩砖、煤矸石页岩砖;b.烧结多孔砖:黏土多孔砖(P型、M型)、煤矸石多孔砖、页岩多孔砖;c.蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖;d.混凝土小型空心砌块。
(2)墙体既是围护和分隔的需要,又可作为承重结构,一举两得。
(3)多层房屋的纵横墙体布置一般很容易达到刚性方案的构造要求,故砌体结构的刚度较大。
(4)施工比较简单,进度快,技术要求低,施工设备简单。
2.主要缺点(1)砌体强度比混凝土强度低得多,故建造房屋的层数有限,一般不超过7层。
(2)砌体是脆性材料,抗压能力尚可,抗拉、抗剪强度都很低,因此抗震性能较差。
(3)多层砌体房屋一般宜采用刚性方案,故其横墙间距受到限制,因此不可能获得较大的空间,故一般只能用于住宅、普通办公楼、学校、小型医院等民用建筑以及中小型工业建筑。
(三)砖砌体房屋的墙体布置方案1.横墙承重方案楼层的荷载通过板梁传至横墙,横墙作为主要承重竖向构件,纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成整体作用。
优点:横墙较密,房屋横向刚度较大,整体刚度好。
外纵墙不是承重墙,因此立面处理比较方便,可以开设较大的门窗洞口。