中南大学砌体结构复习题及答案有简答题答案.docx

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中南大学砌体结构复习题及答案有简答题答案

《砌体结构》课程复习资料

一、填空题：

（填空题答案见第7页，简答题附答案）

1.《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）为了适当提高砌体结构的安全可靠指标，将B级施工质量等级的砌体材料的分项系数由______提高到______。

2.如果砌体结构的弹性模量为

，剪变模量为

，则

和

的关系近似为______。

3.砌体结构最基本的力学性能指标是______。

4.砌体的轴心抗拉强度、弯曲抗拉强度以及剪切强度主要与砂浆或块体的强度等级有关。

当砂浆强度等级较低，发生沿齿缝或通缝截面破坏时，它们主要与______有关；当块体强度等级较低，常发生沿块体截面破坏时，它们主要与______有关。

5.我国《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）将烧结普通砖、烧结多孔砖分为五个强度等级，其中最低和最高强度等级分别为______和______。

6.结构的可靠性包括______、______和______。

7.在我国结构的极限状态分为______和______，均规定有明显的极限状态标志或极限。

8.砌体结构应按______设计，并满足正常使用极限状态的要求。

根据砌体结构的特点，砌体结构的正常使用极限状态的要求，一般通过相应的______来保证。

9.我国《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）采用了定值分项系数的极限状态设计表达式，砌体结构在多数情况下是以承受自重为主的结构，除考虑一般的荷载组合以外，还应考虑以______为主的荷载组合，这种组合的恒载分项系数

为______，可变荷载分项系数

为______乘以组合系数。

10.假设砌体结构的强度平均值为

，变异系数为

，则其具有95％保证率的强度标准值

为______。

11.《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）中所列砌体强度设计值是按照施工质量等级为B级确定的，当施工质量等级不为B级时，应对砌体强度设计值进行调整。

具体调整的方法就是，按《砌体结构设计规范》所查砌体强度设计值乘以调整系数

，对于施工质量控制等级为C级的，其取值为______；当施工质量控制等级为A级时，其取值为______。

12.砌体构件受压承载力计算公式中的系数

是考虑高厚比

和偏心距

综合影响的系数，在《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）偏心距按内力的______（填“设计值”或“标准值”）计算确定，并注意使偏心距

与截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离

的比值不超过______。

13.砌体结构的局部受压强度将比一般砌体抗压强度有不同程度的提高，其提高的主要原因是由于______和______的作用。

14.混合结构房屋根据空间作用大小的不同，可以分为三种静力计算方案，包括______、______、和______。

15.《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）仅考虑______和______两个主要因素的影响，按房屋空间作用大小，将房屋静力计算方案分为三种。

16.砌体结构设计规范规定，砌体结构墙柱稳定性通过验算墙柱的______来保证。

17.墙柱高厚比验算影响因素很多，包括______、砌体截面刚度、砌体类型、构件重要性和房屋使用情况、构造柱间距及截面、横墙间距、支承条件等。

18.钢筋砖过梁的跨度不应超过_____m；砖砌平拱过梁的跨度不应超过_____m，否则应采用钢筋混凝土过梁。

19.根据钢筋混凝土过梁的工作特点和破坏形态，其应进行______计算、______计算和______计算。

20.墙梁按支承条件可以分为______、______和______。

21.墙梁的破坏形态主要有______、______和______等几种。

22.墙梁应分别进行托梁使用阶段______和______计算、墙体受剪承载力和托梁支座上部砌体局部受压承载力计算，以及施工阶段托梁承载力验算。

自承重墙梁可以不验算墙体受剪承载力和砌体局部受压承载力。

23.针对挑梁的受力特点和破坏形态，挑梁应进行______、______和挑梁下局部受压承载力验算。

24.多层砌体结构房屋的抗震计算，一般只考虑水平地震作用的影响，不考虑竖向地震作用的影响，根据多层砌体结构的特点，一般采用______等简化计算方法计算水平地震作用。

25预制钢筋混凝土板的支承长度，在墙上不宜小于______mm；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于______mm；当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度可以为40mm，但板端缝宽不小于80mm，灌缝混凝土不宜低于C20。

26.为了防止或减轻房屋正常使用条件下，由于温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置______。

其位置应设置在因温度和收缩变形可能引起的应力几种、砌体产生裂缝可能性最大的地方。

27.网状配筋砖砌体的体积配筋率不应小于______％，也不应大于______％。

二、简答题：

1砌体结构有哪些优缺点？

主要应用在哪里？

答：

（1）优点：

①材料来源广泛，易于就地取材；②很好的耐久性和较好的耐久性；③保温隔热性能好，节能效果明显；④节约水泥和钢材，不需要模板；⑤施工简便，不需要特殊设备，可以连续施工。

（2）缺点：

①自重大；②抗拉、抗弯、抗剪性能差，因而抗震、抗裂性能差；③施工工作繁重，劳动量大，效率低；④用砖量大，占用农田，影响环境。

2砌体局部受压有哪些破坏形态？

为什么砌体局部受压的抗压强度会有所提高？

答：

砌体结构局部受压主要有三种破坏形态：

因纵向裂缝发展而引起的破坏、劈裂破坏、与垫板直接接触的砌体局部破坏。

其中因纵向裂缝发展而引起的破坏是最基本的破坏形态。

局部受压时，直接受压的局部范围内的砌体抗压强度有较大程度的提高，这是由于存在“套箍强化”和“应力扩散”的作用。

在局部压应力的作用下，局部受压的砌体在产生纵向变形的同时还产生横向变形，当局部受压部分的砌体四周或对边有砌体包围时，未直接承受压力的部分像套箍一样约束其横向变形，使与加载板接触的砌体处于三向受压或双向受压的应力状态，抗压能力大大提高。

此外，只要在砌体内存在未直接承受压力的面积，就有应力扩散的现象，就可以在一定程度上提高砌体的抗压强度。

3如何采用底部剪力法计算多层砌体房屋的水平地震作用？

水平地震作用是如何在墙体中进行分配的？

答：

（1）地震时，多层砌体结构的破坏主要是由于水平地震作用引起，由于多层砌体结构的高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，水平振动以剪切变形为主，因此在进行结构抗震计算时可以采用底部剪力法计算。

在计算时，多层砌体房屋可视为嵌固于基础顶面竖立的悬臂梁，将各层质量集中于各层楼盖处。

计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。

结构总水平地震作用标准值为水平地震影响系数和结构等效重力荷载的乘积。

对于多层砌体结构结构等效重力荷载的乘积为总重力荷载代表值的85%。

然后将结构总水平地震作用标准值在各个质点上按照该质点的重力荷载代表值和其计算高度的乘积的比例进行分配。

（2）水平地震剪力在墙体中的分配：

对于横向水平地震剪力来说，如为刚性楼盖，按抗侧力构件等效刚度的比例进行分配；对于柔性楼盖，按抗侧力构件两侧相邻的抗侧力构件之间一半面积上上的重力荷载代表值的比例分配，对于半刚性楼盖，取上述两种分配结果的平均值进行分配。

4过梁上的荷载是如何计算的？

答：

（1）梁板上的荷载。

对于砖和小型砌块砌体，当梁板下的墙体高度

时（

为过梁的净跨），应计入梁板传来的荷载。

当梁板下的墙体高度

时，可不考虑梁板传来的荷载，认为它们通过过梁上的墙体的拱作用传递给过梁两侧的墙体。

（2）墙体荷载。

①对于砖砌体，当过梁上的墙体高度

时，应按墙体的均布自重采用。

当过梁上的墙体高度

时，应按高度为

墙体的均布自重采用；②对于混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度

时，应按墙体的均布自重采用。

当过梁上的墙体高度

时，应按高度为

墙体的均布自重采用。

5砌体结构中块体和砂浆的作用是什么？

对其基本要求有哪些？

答：

砌体是由块体和砂浆砌筑而成的，砂浆的作用是将砌体中的块体连成一个整体，并因抹平块体表面而促使应力的分布较为均匀。

同时砂浆填满块体间的缝隙，减少了砌体的透气性，提高砌体的保温性能与抗冻性能。

对于块体其主要的要求是块体的强度等级，对于砂浆主要有耐久性、可塑性、保水性及强度等方面的要求。

6为什么要调整砌体强度设计值？

答：

调整砌体抗压强度设计值主要考虑两个方面的因素：

第一，考虑施工质量的影响因素。

施工质量控制等级分别为A、B、C级时，砌体强度设计值应按规范规定的砌体抗压强度设计值乘以1.05，1.00，0.89。

第二，考虑一些不利的因素对砌体抗压强度设计值进行调整，主要有：

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，

；②对于无筋砌体构件，其砌体面积

小于0.3m2时，

。

对于配筋砌体构件，其砌体面积

小于0.2m2时，

。

构件截面面积以m2计算；③当砌体用水泥砂浆砌筑时，对于砌体抗压强度设计值

，对于轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度设计值

，对于配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅仅对砌体的强度设计值乘以调整系数

；

7什么是梁端有效支承长度？

如何计算？

答：

当梁端支承在砌体上时，由于梁的挠曲变形和支座处砌体压缩变形的影响，梁端的实际支承长度将由实际支承长度

变为有效支承长度

。

有效支承长度按

计算，其中

为梁的截面高度（mm），

为砌体的抗压强度设计值（N/mm2）。

8设计砌体结构房屋时，为什么除进行承载力计算和验算外，还要满足构造要求？

答：

设计砌体结构房屋时，除进行承载力计算和验算外，还要满足构造要求。

这是因为砌体结构墙体开裂主要是由于温度收缩变形、地基不均匀沉降等因素引起，而不仅仅是由于受力引起。

而这些问题不是仅仅通过承载力计算能够解决的。

因此为了防治和减轻墙体开裂，可以根据房屋的实际情况采取一些经过工程实践证明行之有效饿构造措施。

9如何计算砌体的局部抗压强度提高系数？

答：

砌体局部均匀受压时的抗压强度

，

为砌体抗压强度设计值，

称为砌体局部抗压强度提高系数。

试验研究结果表明，

的大小与周边约束局部受压面积的砌体截面面积的大小有针对工程中常遇到的墙段中部、端部或角部局部受压情况所做的系统试验的结果，规范规定砌体的局部抗压强度提高系数

统一按下式计算：

，其中

为影响砌体局部抗压强度的计算面积，

为局部受压面积。

10划分混合结构房屋静力计算方案的依据是什么？

怎样确定房屋的静力计算方案？

答：

划分混合结构房屋静力计算方案的依据是房屋空间工作性能，可以分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案。

而影响房屋空间工作性能的因素包括屋盖或楼盖的类别以及房屋横墙的间距，屋架的跨度、排架的刚度、荷载的类型以及多层房屋中层与层之间的相互作用，我国《砌体结构设计规范》GB50003-2001主要是依据影响房屋空间工作性能的主要因素屋盖或楼盖的类别以及房屋横墙的间距来确定房屋静力计算方案的。

11引起墙体开裂的主要原因是什么？

可采取哪些措施防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝？

答：

引起墙体开裂的主要原因有温度变形、收缩变形、地基过大的不均匀沉降。

为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，除了在房屋的适当部位设置了沉降缝和伸缩缝外，还可以根据房屋的实际情况采取一些经过工程实践证明行之有效的方法，包括在屋面设置有效的保温隔热层，采用装配式有懔体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖，在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面设置水平滑动层，顶层端部墙体内增设构造柱，控制房屋的长高比，设置沉降缝、设置圈梁等（具体措施可以概略写一些，不必全部写出）。

12轴心受压砌体的受压应力状态有哪些特点？

影响砌体抗压强度的因素有哪些？

答：

轴心抗压强度是砌体最基本的力学指标。

砌体轴心抗压的破坏大致经历单砖先裂、裂缝贯穿若干皮砖、形成独立小柱体等三个特征阶段。

从单块砖的盈利状态分析可知，单块砖处于压、弯、剪及拉等复杂应力状态，抗压强度降低。

砂浆则处于三向受压状态，抗压强度有所提高。

影响砌体抗压强度的因素主要包括块体和砂浆的强度、块体的尺寸和形状、砂浆的流动性、保水性及弹性模量、砌筑质量和灰缝的厚度等因素。

13砌体受压弹性模量有几种表达方式？

与哪些因素有关？

答：

在《砌体结构设计规范》GB50003-2001中，砌体弹性模量有两种表达方式。

对于砖砌体，按砂浆强度等级的不同，取弹性模量与砌体的抗压强度设计值成正比；对于石砌体，由于石材的抗压强度设计值与弹性模量远高于砂浆的相应值，砌体的受压变形主要取决于水平灰缝内砂浆的变形，因此对于石砌体的弹性模量可仅由砂浆的强度等级来确定。

14为什么在砖砌体的水平灰缝中设置水平钢筋网片可以提高砌体构件的受压承载力？

答：

网状配筋砌体是在砌筑时，将事先制作好的钢筋网片按照一定的间距设置在砖砌体的水平灰缝内。

在竖向荷载作用下，由于摩擦力和砂浆的粘结作用，钢筋网片被完全嵌固在灰缝内与砌体共同工作。

这时，砖砌体纵向受压时将发生纵向压缩，同时也产生横向膨胀变形，于是钢筋横向受拉，因钢筋的弹性模量很大，变形很小，可以阻止砌体在受压时横向变形的发展，防止了砌体因纵向裂缝的延伸过早失稳而破坏，从而间接地提高了受压承载力。

15墙梁上的荷载如何计算？

答：

（1）使用阶段墙梁上的荷载：

①承重墙梁：

托梁顶面的荷载设计值

和

，取托梁的自重及本层楼盖的恒载和活载；墙梁顶面的荷载设计值

，取托梁以上各层墙体的自重及墙梁顶面以上各层楼盖的恒载和活载，集中荷载可沿作用的跨度近似化为均布荷载；②自承重墙梁：

墙梁顶面的荷载设计值

，取托梁自重以及托梁以上墙体的自重。

（2）施工阶段托梁上的荷载：

①托梁自重及本层楼盖的恒载；②本层楼盖的施工荷载；③墙体自重，可以取高度为

的墙体自重，开洞时尚应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核，

为各计算跨度的最大值。

16如何验算多层砌体房屋墙体的截面抗震承载力？

答：

根据《抗震设计规范》GB50011的规定，墙体截面抗震承载力验算的设计表达式为

，其中

为结构构件承载力设计值，

为结构构件内力组合设计值，包括弯矩、轴力和剪力设计值等，

为承载力抗震调整系数。

针对具体的受力形式和不同的砌体结构，具有不同的具体设计表达式。

17什么是砌体结构？

砌体结构按所采用的材料的不同分为哪几类？

答：

砌体结构是指用砖、石或砌块为块材，用砂浆砌筑的结构。

因此按照所采用块材的不同，砌体结构可以分为砖砌体、石砌体和砌块砌体。

18设置柔性垫梁时砌体局部受压承载力计算公式是如何得来的？

答：

梁底设置长度很大的垫块，其下砌体局部受压应力不再按照刚性垫块的规律分布，称为柔性垫梁，如在屋面或楼面大梁底面沿砖墙设置的圈梁或连系梁。

柔性垫梁下砌体局部受压承载力计算公式是采用集中力作用在半无限弹性地基上，将垫梁视为弹性地基梁，经分析得到的。

19房屋空间工作性能影响系数的物理含义是什么？

答：

混合结构房屋由屋盖、楼盖、墙、柱、基础等主要承重构件组成空间受力体系，共同承担作用在房屋上的各种竖向荷载（结构的自重、楼面和屋面的活荷载）、水平风荷载和地震作用。

房屋空间工作性能影响系数表征房屋中各种构件共同工作能力的。

房屋空间工作性能影响系数越大表示房屋空间作用越小，影响因素主要包括屋盖刚度、横墙间距、屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型及多层房屋层与层之间的相互作用等。

20墙梁有几种破坏形态？

其影响因素有哪些？

答：

墙梁可以分为简支墙梁、框支墙梁和连续墙梁。

影响简支墙梁破坏形态的因素众多，包括墙体高跨比、托梁高跨比、砌体强度、混凝土强度、托梁纵筋配筋率、加载方式、集中力剪跨比、墙体开洞情况以及有无翼墙等。

破坏形态：

弯曲破坏、剪切破坏（又分为斜拉破坏和斜压破坏）、劈裂破坏和局部受压破坏等。

影响框支墙梁破坏形态的主要因素包括托梁高跨比、墙体高跨比、梁柱线刚度比、托梁下纵筋配筋率以及材料强度等。

破坏形态有弯曲破坏、剪切破坏（又分为斜拉破坏和斜压破坏）弯剪破坏和局压破坏。

影响连续墙梁破坏形态的主要因素包括托梁高跨比、墙体高跨比、托梁下纵筋配筋率以及材料强度等。

主要破坏形态分为斜拉破坏、斜压破坏和剪切－局压破坏。

21为什么对房屋的总高度、层数和高宽比进行限制？

答：

砌体结构房屋的地震作用随着房屋高度的增加而增大，随着层数的增多，震害也越严重。

因此，《砌体结构设计规范》GB50003-2001对不同烈度地区采用不同的砌体的房屋高度和层数做出了明确的规定。

此外随着房屋高宽比的增大，地震作用效应也增大，由整体弯曲在墙体中产生的附加应力也将增大，房屋破坏也将越严重，因此《砌体结构设计规范》GB50003-2001对房屋最大高宽比的限值做出了规定。

22在一般砌体结构房屋中圈梁的作用是什么？

对圈梁的设置有什么要求？

答：

在砌体房屋中，在墙体中设置水平方向封闭的钢筋混凝土梁称为圈梁。

圈梁的主要作用是增加房屋整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载对房屋的不利影响。

对于圈梁的设置要求包括圈梁设置的位置、数量、截面大小、配筋，具体设置方法应符合《砌体结构设计规范》GB50003-2001中有关圈梁的设置要求（可以具体写出来，也可这样总括来描述）。

23房屋平立面布置应注意什么问题？

在什么情况下需要设置防震缝？

答：

房屋平立面布置应尽量简单、规则、均匀、对称，尽量避免平面上凸凹曲折，立面高低错落，因为这样往往造成变形集中和应力集中、房屋刚度中心和质量中心不重合。

房屋有下列情形之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可以采用50~100mm：

①房屋立面高差在6m以上；②房屋有错层，且楼板高差较大；③各部分结构刚度、质量截然不同。

三、计算题：

1.截面为b×h=490mm×620mm的砖柱，采用MUl0砖及M5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，柱的计算长度H0=7m；柱顶截面承受轴向压力设计值N＝270kN，沿截面长边方向的弯矩设计值M＝8.4kNm；柱底截面按轴心受压计算。

试验算该砖柱的承载力是否满足要求?

2.验算梁端砌体局部受压承载力。

已知梁截面尺寸b×h=200mm×400mm，梁支承长度240mm，荷载设计值产生的支座反力Nl=60kN，墙体上部的荷载Nu=260kN，窗间墙截面1200mm×370mm，采用MU10砖和M2.5混合砂浆砌筑。

3.某食堂带壁柱的窗间墙，截面尺寸如图所示，壁柱高5.4m，计算高度6.48m，用MU10粘土砖及M2.5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级。

竖向力设计值

，弯矩设计值M=41kNm（弯矩方向墙体外侧受压，壁柱受拉），验算该墙体承载力。

4.某单层单跨无吊车的仓库，壁柱间距4m，中开宽度1.8m的窗口，车间长40m，屋架下弦标高5m，壁柱为370×490mm，墙厚240mm，M2.5混合砂浆砌筑，根据车间的构造去定为刚弹性方案，试验算带壁柱墙的高厚比。

5.某仓库外墙240mm厚，由红砖、M5砂浆砌筑而成，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，试算该墙体的的高厚比。

参考答案

一、填空题：

1.1.5，1.62.

3.轴心抗压强度4.砂浆的强度等级，块体的强度等级

5.MU30，MU106.安全性，适用性，耐久性

7.承载力极限状态，正常使用极限状态8.承载力极限状态，构造措施

9.承受自重，1.35，1.410.

11.0.89，1.0512.设计值，

13.套箍强化，应力扩散14.刚性方案，弹性方案，刚弹性方案

15.屋（楼）盖刚度，横墙间距16.高厚比

17.砂浆的强度等级18.1.5，1.2

19.跨中正截面受弯承载力，支座斜截面受剪承载力，过梁下砌体局部受压承载力

20.简支墙梁，连续墙梁，框支墙梁21.弯曲破坏，剪切破坏，局压破坏

22.正截面承载力，斜截面受剪承载力23.抗倾覆验算，挑梁本身承载力计算

24.底部剪力法25.100，80

26.伸缩缝27.0.1，1

二、简答题：

（略）

三、计算题：

1.解：

（1）柱顶截面验算:

查表得到

，

，

沿截面长边方向按偏心受压验算：

，查表得到

，满足要求。

沿截面短边方向按轴心受压验算：

，查表得到

，满足要求。

（2）柱底截面验算:

设砖砌体的密度

，则柱底的轴压设计值

，查表得到

，满足要求。

2.解：

查表得到砌体抗压强度设计值为

，

，取

，

，故取

（这样实际上

的计算就没有什么意义了）

局部受压承载力满足要求。

3.解：

（1）截面几何特征计算:

截面面积

截面重心位置

截面惯性矩计算

回转半径

截面的折算厚度

（2）内力计算:

荷载偏心矩

（3）偏心受压承载力验算:

查表得到

，

，

，满足要求。

4.解：

（1）求带壁柱墙截面的几何性质:

，

（2）确定计算高度

（3）整片墙高厚比验算

M2.5混合砂浆砌筑查表得到

，开门窗的墙，修正系数

满足要求。

（4）壁柱间墙的高厚比:

（略）

5.解：

，

M5砂浆

，不满足要求

考虑每4m设置构造柱，

，

，

满足要求。

构造柱间墙高厚比验算:

（略）

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