混凝土结构与砌体结构设计部分思考题答案.doc

5章 材料的不同分为：砖砌体；砌块砌体和石砌体三类。15.2 砌体结构有哪些优缺点？P314 答：1）砌体结构的主要优点：1.就地取材，造价低；2.运输和施工 简便3.耐久性和耐火性好；4.保温思考题 15.1 什么是砌体结构？砌体按所采用材料的不同可以分为哪几类 答：由块体和砂浆砌筑而成的受力结构，称为砌体结构，是砖砌体、 砌块砌体和石砌体结构的统称。 砌体按、隔热、隔声性能好。 2）砌体结构的主要缺点：1.强度低，特别是抗拉、抗剪和抗弯强 度很低；2.自重大；3.整体性差；4.抗震性能差；5.手工操作；6. 采用黏土砖会侵占大量农田 3）砌体结构正在向轻质高强、约束砌体、利用工业废料和工业化 生产等方向发展。 15.3 怎样确定块体材料和砂浆的等级？ P317 答：块体和砂浆的选择主要应满足强度和耐久性的要求，同时也要考 虑因地制宜和就地取材，对建筑物的要求以及工作环境(是否处于水 下或地下潮湿环境中，有无侵蚀性的液体或气体的作用)等因素：对 强度砌体规范规定：5 层或以上的房屋建筑的墙，以及受振动或 高层大于 6m 的墙、柱所用的最低强度等级：1）砖采用 MU10；2)砌 体采用MU7.5；石材采用MU30；6）砂浆强度采用M5。 15.4 选用的材料应注意哪些问题？ 块体和砂浆的选择主要应满足强度和耐久性的要求 15.5 简述砌体受压过程及其破坏特征？P320 答：1）砌体受压的过程：1.未裂阶段 当荷载小于50%-70%破坏荷载 时，压应力与压应变近似为线性关系，砌体没有裂缝；2.裂缝阶段 当荷载达到了50%-70%破坏荷载时，在单个块体内出现竖向裂缝，试 件就进入了裂缝阶段，这时停止加载，裂缝就停止发展。继续加载， 单块的裂缝增多，并且开始贯穿。这时如果停止加载，裂缝仍将继续 发展；3.破坏阶段 当荷载增大到 80%-90%破坏荷载时，砌体上已形 成几条上下连续贯通的裂缝，试件就进入破坏阶段，这时的裂缝已把 砌体分成1/2 块体的小立柱，砌体外鼓，最后由于个别块体被压碎或 小立柱失稳而破坏。 15.6 为什么砌体的抗压强度远小于单块块体的抗压强度？P321-P322 答：1）块体在砌体中处于压、弯、剪的复杂受力状态，由于块体表 面不平整，加上砂浆铺的厚度不匀，密实性也不均匀，致使单个块体 在砌体中不是均匀受压，且还无序地受到弯曲和剪切作用，由于块体 的抗弯、抗剪强度远低于抗压强度，因而较早地使单个块体出现裂缝， 导致块体的抗压能力不能充分发挥，这是块体抗压强度远低于块体抗 压强度的主要原因2）砂浆使得块体在横向受拉，从而降低了块体的 抗压强度；3）竖向灰缝中存在应力集中，因为竖向灰缝不可能饱满， 使得块体受力不利。 15.7 简述影响砌体抗压强度的主要因素。砌体抗压强度计算公式考 虑了哪些主要参数？P322 答：凡是影响块体在砌体中充分发挥作用的各种主要因素，也就是影 响砌体抗压强度的主要因素。 1) 块体的种类、强度等级和形状。（砌体的抗压强度主要取决于块体 的抗压强度） 2) 砂浆性能。砂浆强度等级高，砌体的抗压强度也高；砂浆的变形 率小，流动性、保水性好都是对提高砌体的抗压强度有利 3) 灰缝厚度（1012mm）； 4) 砌筑质量，主要保证灰缝的均匀性、密实性和饱满程度等 砌体抗压强度平均值错误 m=k1061 a (1+0.07062)k2 考虑的是块 体的抗压强度平均值，砂浆抗压强度平均值；砌体种类的参数； 同时各种情况下的各类砌体，其砌体强度的设计值应该乘以调整 系数ra 15.8 怎么确定砌体的弹性模量？简述其主要的影响因素？ 在砌体的压应力应变曲线上，取应力A=0.43fu 点的割线模量作 为弹性模量。与砌体种类，砂浆强度等级有关。砌体抗压强度极限值 fu 为主要影响因素 。15.9 为什么砂浆强度等级高的砌体抗压强度比砂浆的强度低？而对 砂浆强度等级低的砌体，当块体强度高时，抗压强度有比砂浆强度 高？P322 答：砂浆强度等级高，砌体的抗压强度也高，低强度等级的砂浆将是 块体横向手拉，反过来，块体就使砂浆在横向受压，使得砂浆处于三 向受压状态，所以砌体的抗压强度可能高于砂浆强度；当砂浆强度等 级较高时，块体与砂浆间的交互作用减弱，砌体的抗压强度就不再高 于砂浆的强度。 15.10 混合结构的房屋的结构布置方案有哪几种？其特点是什么？ P351 答：房屋的主要承重结构式由不同的结构材料所组成的，称为混合结 构房屋。学习的是混凝土-砌体混凝土结构房屋，其楼、屋盖采用混 凝土结构，而竖向承重结构和基础则采用砌体结构，多用于多层。 承重墙的结构布置方案有：1）横墙承重方案：是指横墙直接承受 楼（屋）盖荷载的结构布置方案；特点：1.纵墙的处理比较灵活；2. 侧向刚度大，整体性好；3.楼（屋）盖经济，施工方便。主要适用于： 房屋大小固定、横墙间距较小的多层住宅、宿舍和旅馆等。 2）纵墙承重方案：是指纵墙直接承受 楼（屋）盖荷载的结构布置方案。 特点：1.横墙布置比较灵活；2. 纵墙上的门窗洞口受到限制；房屋的侧向刚度较差。 主要适用于： 有较大空间的房屋，如单层厂房的车间、仓库等 3）纵横墙承重方案：是指有一部分纵 墙和一部分横墙直接承受楼（屋）盖荷载的结构布置方案。 特点： 纵横墙承重方案兼有纵墙和横墙承重的优点，同时有利于建筑平面的 灵活布置，其侧向刚度和抗震性能也比纵墙承重的好。 4）内框架承重方案：是指设置在房屋 内部的钢筋混凝土框架和外部的砌体墙、柱共同承受楼（屋）盖荷载 的结构布置方案。 特点：1.内部空间大，平面布置灵活，但因横墙 少，侧向刚度差；2.承重结构由钢筋混凝土和砌体两种性能不同的结 构材料组成，在荷载作用下会产生不一致的变形，在结构中会引起较 大的附加应力，基础底面的应力分布也不易一致，所以抵抗低级的不 均匀沉降的能力和抗震能力都比较弱。 15.11 根据什么来区分房屋的静力计算方案？有哪几种静力计算方 案？设计时怎么判断？P353-355 答：砌体结构设计规范中，按屋（楼）盖刚度（屋盖类别）和横 墙间距（包括横墙刚度）两个主要因素将混合结构房屋静力计算方案 分为三类：刚性方案：近似认为房屋是没有侧移的；刚弹性方案：可 以近似认为楼盖或屋盖是外纵墙的弹性支座；弹性方案：可近似认为 不考虑房屋的空间受力性质，计算简图为铰接排架。 、刚性方案 us0 、弹性方案 us up 、刚性方案 us 0.3 0 h 的，N 小的不利；M/N0.3 0 h 的，N 大的不利。 12.6 什么是厂房的整体空间作用? 答：厂房的各个排架与排架或排架与山墙之间不能单独变化，而是互相制约的成一整体的作 用。 12.7 设计矩形截面单层厂房柱时，应着重考虑哪些问题? 答： 12.8 柱下扩展基础的设计步骤和要点是什么? 答：确定基础底面尺寸；基础高度确定；基础底板配筋； 构造要求： （i） 底面形状：轴压为正方形，偏压为矩形，a/b3 （ii） 材料 砼C15，钢筋I 级或级， d8mm, 200 （iii） 垫层 C10，厚100mm，两边挑出100mm （iv）杯口形式和柱的插入长度,见课本P162 表12-5 12.9 吊车梁的受力特点是什么? 答：吊车荷载具有移动性、吊车荷载具有重复性、吊车荷载具有动力性、吊车荷载是偏心荷 载13 13.1 钢筋混凝土框架结构按施工方法的不同有哪些形式?各有何优缺点? 答：钢筋混凝土框架结构按施工方法的不同有如下形式： 1）现浇框架 其做法为-每层柱与其上层的梁板同时支模、绑扎钢筋，然后一次浇 混凝土，是目前最 常用的形式 优点：整体性，抗震性好;缺点：施工周期长，费料、费力 2）装配式框架 其做法为-梁、柱、楼板均为预制，通过预埋件焊接形成整体的框架结构 优点：工业化，速度化，成本低;缺点：整体性，抗震性差 3）装配整体式 其做法为-梁、柱、板均为预制，在构件吊装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，浇 节点区混凝土，从而将梁、柱、楼板连成整体框架。 其性能介于现浇和全装配框架之间。 13.2 试分析框架结构在水平荷载作用下，框架柱反弯点高度的影响因素有哪些? 答：框架柱反弯点高度的影响因素有:结构总层数、该层所在位置、梁柱线刚度比、上 下两层梁的线刚度比以及上下层层高的变化 13.3 D 值法中D 值的物理意义是什么? 答：反弯点位置修正后的侧向刚度值。 13.4 试分析单层单跨框架结构承受水平荷载作用，当梁柱的线刚度比由零变到 无穷大时，柱反弯点高度是如何变化的? 答：当梁柱的线刚度比由零变到无穷大时，柱反弯点高度的变化：反弯点高度逐渐降低。 13.5 某多层多跨框架结构，层高、跨度、各层的梁、柱截面尺寸都相同，试分 析该框架底层、顶层柱的反弯点高度与中间层的柱反弯点高度分别有何 区别? 答： 13.6 试画出多层多跨框架在水平风荷载作用下的弹性变形曲线。 13.7 框架结构设计时一般可对梁端负弯矩进行调幅，现浇框架梁与装配整体式 框架梁的负弯矩调幅系数取值是否一致?哪个大?为什么? 答：现浇框架梁与装配整体式框架梁的负弯矩调幅系数取值是不一致的，整浇式框架弯矩 调幅系数大。 对于整浇式框架，弯矩调幅系数=0.80.9；对于装配式框架，弯矩调幅系数=0.70.8。 13.8 钢筋混凝土框架柱计算长度的取值与框架结构的整体侧向刚度有何联系? 答： 13.9 框架梁、柱纵向钢筋在节点内的锚固有何要求? 答：1）、边柱节点处钢筋锚固，当截面高度较大时，采用直线式，当截面高度较小时， 采用弯筋式。 2）、框架柱的搭接宜在施工缝处，但接头应错开。 3）、顶层端节点应将柱外侧纵向钢筋弯入梁内作为梁上部纵向受力钢筋使用或将梁钢 筋 弯入柱内