砌体结构复习题一
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一、 一轴心受压砖柱,截面尺寸为370mmX490mm,材料强度等级为砖MU10,求砌体的抗压强度设计值。 条件(1)采用混合砂浆M7.5,施工质量控制等级为B级; (2) 采用M5水泥砂浆砌筑,施工质量控制等级为C级; (3)处于施工阶段,采用M5混合砂浆砌筑,施工质量控制等级为B级。 答案: 1、A=0.37X0.49=0.181m2<0.3 m2,调整系数ra=0.7+0.181=0.881 2 、在条件(1)得砌体的抗压强度设计值f=1.69N/㎜2 在条件(2)得砌体的抗压强度设计值f=1.5N/㎜2 在条件(3)得砌体的抗压强度设计值f=0.67N/㎜2 3、采用的砌体抗压强度设计值: 在条件(1) raf=0.881×1.69=1.489N/mm2
在条件(1) raf=0.881×0.9×0.89×1.5=1.06N/mm2 在条件(1) raf=0.881×0.67=0.59N/mm2
二、 某柱采用MU10烧结普通砖及M2.5水泥砂浆砌筑,截面为490mmX620mm,柱计算高度H0=5.6,为偏心受压,偏心距及柱顶轴向力设计值如图,求该砖柱的承载力。例题(6.2.17)
答:(1)砌体的抗压强度设计值f=1.30N/mm2, A=0.49m×0.62m=0.303㎡>0.3 m2,ra=1 采用水泥砂浆,取ra =0.9 砌体的抗压强度设计值 经过调整后得到 f‘=ra f=0.9×1.3=1.17N/mm2 (2)高厚比β
由于是烧结普通砖,高厚比修正系数=1.0
β==1.0=9.03 ; = =0.145 ; 验算偏心距大小:==0.29<0.6满足GB50003-2001第5.1.5条规定 (3)查查表4-1b(β=9.03;;砂浆强度等级=2.5)φ=0.554 0.125 0.145 0.15 8 0.62 0.57 9.03 0.589 0.553 0.544
10 0.56 0.52 (红色的字是查表得出的,其他值由插值法算出) (4)应用《规范》式(5.1.1)得N=φfA=0.554×1.17X303000=196917N≈196.9KN (5)对短边方向作轴心受压验算 β=ra
,故承载力高于偏心受压。 (6)根据上述计算,该柱的承载力N=196.9KN =1.55%,基本满足要求 三、 已知一矩形截面偏心受压柱,截面尺寸为370mmX620mm,计算高度H0=6000mm,承受永久荷载产生的轴向力设计值=80kN,可变荷载产生的轴向设计值=40kN,沿长边方向作用的弯矩设计值M=15kN.M,所用烧结普通砖的强度为MU10,混合砂浆为M5。验算该柱的承载能力。例题(6.2.18) 答: (1)验算柱长边方向的承载力 偏心距: e=M/N=15000000÷(80000+40000)=125mm Y=h/2=620/2=310mm; 偏心距验算 0.6y=0.6×310=186mm>e=125mm 相对偏心距: e/h=125/620=0.2016
高厚比 β=ra
由(β,e/h,M5)查表4-1a得到:得轴向力影响系数φ=0.466, A=370×620=229400mm2=0.2294m2<0.3m2, ra =0.7+A=0.7+0.2294=0.9294 轴向力设计值N=NG+NQ=80=40=120KN 查表3-2 得砌体强度设计值f=1.50N/mm2(MPa) 得受压承载力:
φ(f)A=0.466×0.9294×1.50×229400=149KN>N=120KN 满足要求。 (2)验算垂直弯矩作用平面的承载力 构件高厚比β=ra 得轴向力影响系数φ=0.715 受压承载力φ(f)A=0.715×0.9294×1.50×229400=229KN>N=120KN 满足要求。 四、 如图带壁柱砖墙,采用烧结普通砖MU15、水泥混合砂浆M10砌筑,施工质量控制等级为B级,计算高度为5m。试计算该砖墙的承载力。例题(6.2.19)
答:(1)截面几何特征计算 截面面积 A=1×0.24+0.24×0.25=0.3m2
截面重心位置: y1= y2=0.49-0.169=0.321m 截面惯性矩 I=1/3×1×0.1693+1/3(1-0.24)(0.24-0.169)3+1/3×0.24×0.3213=0.0043m4
截面回转半径i= = =0.12m T形截面的折算厚度hT=3.5×0.12=0.42m (2)轴向力作用在截面重心O点时的承载力计算 此时属轴心受压柱。
β=ra=1×=11.9 φ=φ0=0.825 ra =1.0,取f=2.31MPa, 此时墙的承载力为N=φ0fA=0.825×2.31×0.3×106=571.7KN (3)轴心力作用在截面A点时的承载力计算 e=y1-0.1=0.169-0.1=0.069m, 属偏心受压,且轴向力作用于墙的翼缘。 偏心距验算 e/y1=0.069/0.169=0.408<0.6, e/hT=0.069/0.42=0.164 查表得到 φ=0.486 此时墙的承载力为N=φfA=0.486×2.31×0.3×106=336.8KN. (4)轴向力作用在截面B点时的承载力计算 e=y2-0.15=0.321-0.15=0.171 属偏心受压,但轴向力作用于墙的肋部。 偏心距验算e/y2=0.171/0.321=0.53<0.6 , e/hT=0.171/0.42=0.407 此时表4-1a中查不到φ值,可按(4-6式)和(4-7式)计算 φ0=1/(1+αβ2 )=1/(1+0.0015×11.92)=0.825,
φ==0.22,
此时墙的承载力为N=φfA=0.22×2.31×0.3×106=152.5KN 五、一双向偏心受压柱,截面尺寸为490mmX620mm,用MU10烧结普通砖和M7.5混合砂浆砌筑。柱的计算高度为4.8m,作用
于柱子上的轴向力设计值为200kN,,沿b方向作用的弯矩设计值为20kN.M,沿h方向作用的弯矩值为24kN.m。(例题6.2.21) 答:(1)求偏心距eb和eh
eb=Mb/N=20/200=0.1m=100mm<0.25b=122.5mm
eh=Mh/N=24/200=0.12m=120mm<0.25h=155mm (2)求eih和eib
β=H0/b=4.8/0.49=9.8,φ0=1/(1+αβ2)=1/(1+0.0015×9.82)=0.874
eih=[]=33.01mm
eib=[]=27.6mm (3)求φ φ=0.393 (4)承载力验算 查表4-1a得砌体抗压强度设计值1.69N/mm2
φfA=0.393×1.69×490×620=201.8KN>200KN,满足要求。 六、某截面为490mmX490mm的轴心受压砖柱MU10,水泥砂浆砌筑,支承在顶面尺寸为620mmX620mm的单独砖基础上,已知
轴向压力设计值=300kN,该基础采用水泥砂浆,试确定该基础应采用的砂浆强度。例题(6.2.22)
答: (1)求, A0=620×620=384400mm2,Al=490×490=240100mm2, =1+0.35=1.27<2.5 (2)求f F≥Nl/(Al)=300×103/1.27×240100=0.984N/mm2(混合砂浆)
(3)当采用水泥砂浆式应考虑调整系数=0.90,故选用水泥砂浆要求的f值,应为f≥0.984/ =1.093N/mm2。因为应选用强度等级为M2.5的水泥砂浆。MU10,M2.5,f=1.30N/mm2>1.093N/ mm2。 七、一钢筋混凝土柱截面尺寸为250mmX250mm,支撑在370mm的条形砖基础上,作用位置如图,砖基础用MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑,柱传至基础上的荷载设计值为150kN。试确定柱下基础砌体的局部受压承载力。例题(6.2.23)
答:局部受压面积Al=250×250=62500mm2 局部受压计算面积A0=(b+2h)h=(250+2×370)370=366300mm2 局部受压强度提高系数
=1+0.35= 1+0.35=1.77<2.0 查表得砌体抗压强度设计值 f=1.5MPa,采用水泥砂浆应乘以=0.9
砌体局部受压承载力fAl=1.77×0.9×1.5×62500=149.3KN Nl=150KN,(150-149.3)/150=0.47%,基本满足要求。 八、某钢筋混凝土柱bXh=200mmX200mm,支撑于砖砌带形基础转角处,该基础由MU25蒸压灰砂砖和M15水泥砂浆砌筑,柱
底轴力设计值=300kN,试验算基础顶面局部抗压承载力。例题(6.2.25) 答:Al=200×200=40000mm2 A0=(370+200+85)2-(370+200+85-370)2=347800mm2
=1+0.35=1.971<2.5 查表得f=3.60MPa,水泥砂浆ra =0.9,f‘=ra f =3.60×0.9=3.24 f‘Al=1.971×3.24×40000=255442N<300000N(不满足)
九、已知大梁截面尺寸bXh=200mmX550mm,梁在墙上的支撑长度a=240mm,由荷载设计值产生的支座反力=102kN,上部传来作用在梁底窗间墙截面上的荷载设计值为82kN,窗间墙截面为1200mmX370mm,用MU10砖和M2.5混合砂浆砌筑。验算梁端局部受压承载力。例题(6.2.28)