混凝土砌体结构考试重点.doc

排架结构的定义屋架或屋面梁与柱（称排架柱）为铰接，而柱与基础为刚结的结构体系。屋盖支撑组成：屋架上弦横向水平支撑、屋架下弦横向及纵向水平支撑、屋架垂直支撑及水平系杆和天窗架支撑。作用：承受、传递屋架平面外的水平荷载，保证屋架杆件在平面外的稳定，增加屋盖结构的整体刚度. 屋盖支撑作用：保证上弦压杆的稳定。增加屋盖在纵向平面的钢度。将山墙水平风载传至两侧纵向柱列。抗风柱支于上弦时，若屋架重，产生弯曲变形，则不会传给柱列。屋架下弦横向（水平支撑）作用：将屋架下弦受到的纵向水平荷载传给纵向排架柱顶;防止下弦杆产生振动。纵向水平支撑作用:提高厂房刚度;把局部的横向水平荷载分布到相邻的横向排架上去，增强排架间的空间工作。垂直支撑的作用：保证屋架及天窗架在承受荷载后的平面外稳定，并传递上弦平面水平荷载纵向水平力。柱间支撑的作用承受山墙传来的纵向风荷载和吊车纵向水平荷载，并传至基础。提高厂房的纵向刚度和稳定性。上柱柱间支撑：设置在温度区段的两端与屋盖横向水平支撑相对应的柱间以及温度区段中部的柱间。下柱柱间支撑：设置在温度区段的中部，且与上柱柱间支撑相对应的柱间。单层厂房中排架的计算简图是怎样确定的？计算假设：（1）排架柱下端固接于基础顶面。（2）排架柱上端与横梁（屋架或屋面梁的统称）铰接。（3）横梁为轴向变形可忽略不计的刚性连杆。内力分析单跨等高横向排架在荷载作用下的内力采用实用方法计算时，计算简图为柱顶不动铰支排架和柱顶有侧移铰接排架柱总高H=柱顶标高+基础底面的-初步拟定的基础高度，上部柱高Hu=柱顶标高-轨顶标高+轨道构造高度+吊车梁支撑处的吊车梁高。上下柱截面弯曲刚度ECIU ECIl 由混凝土强度等级以及预先设定的柱截面和尺寸确定，IU Il分别为上下部柱的截面惯性矩。简述单层厂房承受的主要荷载及荷载传递路线。恒荷载、屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载、吊车荷载。路线：单层厂房承受的竖向荷载和水平荷载剧本上都是传递给排架柱，再由柱传至基础及地基的，因此屋架（或屋面梁）柱、基础是单层厂房的主要承重构件，在有吊车的厂房中，吊车也是主要承重构件。恒荷载：屋盖自重G1、上柱自重G2、下柱自重G3、吊车梁与轨道联结件自重G4等。活荷载：屋面活荷载Q1、吊车竖向荷载Dmax、吊车横向水平荷载Tmax、横向均布风荷载q及作用于排架柱顶的集中风荷载Fw等。剪力分配计算等高排架1上部惯性矩Iu=1/12bh3下部惯性矩 Il1/12bh3（全部-空）n=Iu/Il =Hu/H（上/下部柱高）2在柱顶虚加不动铰支座Ra=MmaxC3/H Rb=MminC3/H C3=1.5（1-2）/1+3（1/n -1）C3的值应该给。得出柱顶剪力VA1=RaVA2=Rb方向左向右为正3撤销附加的不动铰支座由于两柱子相同剪力分配系数a=b=0.5 VA2=VB2=0.5*（-Ra-Rb）4叠加23VA=VA1+VA2 VB=VB1+VB2由内力决定牛腿的尺寸，由受弯承载力确定牛腿纵筋厂房整体空间作用：排架与排架、排架与山墙之间的相互联系的整体作用。柱下扩展基础1确定基础底面尺寸：轴心受压基础Pk=（Nk+Gk）/Afa ANk/（fa-md）m=20偏心受压基础：Pkmax（min）=（Nbk+Gk）/bl *)(+6e/b) 又应符合PK= （Pkmax+PKmin）/2fa Pkmax小于等于1.2fa。提高20%是因为PKmax只在基础边缘的局部范围内出现，而PKmax中大部分是由活荷载而不是恒荷载产生的。2确定基础高度：1构造要求2满足柱与基础交接处混凝土受冲切承载力的要求FL0.7hftamh0 fl=psAl am=（at+ab）/2hh800取12000取0.9内插法ft混凝土抗拉强度h0基础高度 ps净反力Al阴影面积 am上下边长平均值at：计算交接处时取柱宽计算变截面处取上截面宽 ab下边长at+2h0时取l3计算底板受力钢筋轴心荷载下的基础：M1=【Ps*（b-bt）2（2l+at）】/24 As1=M1/0.9fyho1 h01=h-as as=40、70（有无垫层）As2=M2/0.9fy（ho1-d）偏心荷载作用下偏心距大于1/6时基地土不受拉力，确定基础底面尺寸时确定基础高度和配筋时按基础自身承载能力极限状态采取内力设计值，不应计入基础自身重力及其上方土的重力采用基础净反力Ps。吊车梁荷载特征1吊车荷载是移动荷载2是重复荷载3具有动力特征4是偏心荷载Pmin，k=(m1+m2+Q)*g/2-Pmax,k Dmax=QPmaxyi （Q=1.4 yi=各反力影响线纵坐标相加）Dmin=Dmax（Pmin/Pmax）Tk=1/4（m2+Q）g =1.2 m2是小车质量Q是吊车 Tmax=Dmax*（Tk/Pmax，k）通过排架的内力分析，分别求出了排架柱在各种荷载单独作用下的内力（M、N、V）。由于排架在使用中可能会受到两种或多种荷载同时作用，所以应根据各种荷载同时作用的可能性，进行柱控制截面的最不利内力组合，为柱子和基础的截面设计提供依据。1、柱子控制截面选择控制截面就是对柱子配筋量起控制作用的某些截面。对于上柱，其底部截面的内力通常比其它截面大。对于下柱，其牛腿顶面IIII和柱底截面的内力一般比其它截面大。所以在柱子设计中，通常选-、-及-截面为控制截面，如图2-4-19所示，并组合其最不利内力分别作为上柱、下柱及基础配筋的依据。、内力组合类型单层厂房柱属于偏心受压构件，纵向配筋决定于M与N，故对柱的控制截面只需对M、N进行最不利组合。同时由于在柱的截面上存在着正负弯矩,排架柱一般采用对称配筋。对于-截面,即是柱底也是基础顶面,由于基础设计需要,应进行M、N和V的组合。由偏压构件的破坏特征可知,对大偏压构件,当N基本不变时,M越大越危险，而当M不变时，N越小越危险，所需AS越多。小偏压是受压破坏，当一个不变时，另一个越大越危险，用钢量AS越大。根据上述讨论，在未确定偏心类型时，一般应考虑以下四种内力组合类型：（1）+Mmax及相应的N、V（2）-Mmax及相应的N、V（3）Nmax及相应的M、V（4）Nmin及相应的M、V设计经验表明，按上述四种模式确定的最不利内力组合，一般能保证结构的安全。3、荷载效应组合对排架进行内力分析，只求出了各种荷载单独作用下柱控制截面上的内力，设计时还必须根据各种荷载同时作用的可能性而进行荷载组合，然后再把这些荷载产生的内力进行组合。考虑到多种可变荷载同时达到其最大值的可能性很小，所以在进行组合时，除恒载外，多种可变荷载组合时，予以适当降低，即乘以荷载组合系数（1）。排架结构常见的荷载效应组合有以下几种情况。（1）恒载风载（2）恒载屋面活载（3）恒载吊车荷载（4）恒载屋面活载吊车荷载（5）恒载0.85（风载屋面活载）（6）恒载0.85（风载吊车荷载）（7）恒载0.85（风载屋面活载吊车荷载）其中(1)、(5)、(7)为主要组合形式4、内力组合注意事项（1）每次组合，只能以一种内力+Mmax-MmaxNmaxNmin或为目标,决定活荷载的取舍，并按这些荷载求得相应的其余两种内力。（2）恒载产生的内力在任一种组合中，都必须考虑。（3）风荷载有左风与右风两种情况，但对一种组合只能取二者之一。（4）吊车竖向荷载有Dmax和Dmin，组合时也只能取二者之一。（5）吊车水平荷载Tmax有左右两个方向，组合时取二者之一。（6）在同一跨内，Dmax和Dmin与Tmax不一定同时发生，故在组合中有Dmax或Dmin时，不一定要有Tmax。但在组合中有Tmax时，则必有Dmax或Dmin，因为吊车水平荷载不可能脱离其竖向荷载而单独存在。（7）在每一种组合中，M、N、V都是相对应的，即是在相同荷载作用下产生的。此外，在组合Nmax或Nmin时，对于N = 0的内力，虽然将其组合并不改变N值，但只要增大了M，也是截面的不利组合。（8）对于有多台吊车的厂房,荷载规范规定：吊车竖向荷载，对单跨厂房，最多只考虑2台吊车；多跨厂房最多考虑4台。吊车水平荷载，无论单跨或多跨厂房，最多只考虑2台。同时又规定：多台吊车引起的内力参与组合时，对其内力要按表2-4-2的规定进行折减。风荷载计算：WK=W1k+W2k( W1k按柱顶至檐口顶部距离h1计算W2k作用在坡屋面上风荷载水平标准值合理，按檐口顶部至屋脊的距离h2计算) W2k=（s2-s1）z0h2*B（s2s1为迎风面和背风面风载体型系数取绝对值0为基本风压给 B为排架宽度）例题解：计算柱顶距离室外地坪高度（柱顶标高+室内外高差）查表内插法求z=？ q1k=sz0*B q2k=s*z*0*B q1=q * q1k q2=q* q2k 求W 风压高度变化系数按檐口离室外地坪的高度（算至斜屋面下）查表得z Wk=【（左右系数相加就是s2+s1 两个都是绝对值）*h1+（屋脊系数背风面取反值 迎风面取真实值）*h2】* z*0*B W=q* Wk （以上所有有W的上面都有-）a砌体强度调整原则：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，a为0.9；2 对无筋砌体构件，其截面面积小于0.3m2时，a为其截面面积加0.7。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于0.2m2时，a为其截面面积加0.8。构件截面面积以m2计； 3 当砌体用水泥砂浆砌筑时，对第3.2.1条各表中的数值，a为0.9；对第3.2.2条表3.2.2中数值，a为0.8；对配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数a；4 当施工质量控制等级为C级时，a为0.89； 5 当验算施工中房屋的构件时，a为1.1。计算题：砖柱轴心受压：分项系数1.2 砖自重：18*长*宽*高*分项系数柱底轴向设计值N=+轴心压力 砖柱高厚比=*H0/b（=1根据材料）轴心受压e=0 施工阶段砂浆强度0 查表 A=长*宽 考虑施工阶段a=1.1 f=查表*1.1fA=？墙段偏心受压求A a修正（例题A小于0.3）沿截面长边方向偏心计算=*H0/b （=1.1根据材料）e/he3不考虑上部荷载的影响=1+根号下【（A0/Al）-1】 取0.35 计算结果应荷载产生的支承压力A0取值：1矩形内矩形（a+c+h）*h 2梁在墙中（b+2h）*h 3转角位置（a+h）*h+（b+h1-h）*h （h1为沿墙方向长度 h为墙厚a为局压长度b为局宽度）4墙端头（a+h）*h（a为局压长度） 施工质量控制等级分为A、B、C三级。A级时，砌体强度设计值提高5%； B级时，砌体强度设计值按规范直接取用； C级时，砌体强度设计值降低11%。房屋的静力计算，根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案。设计时，可按房屋横墙间距确定静力计算方案。横墙承重方案刚度大整体好 横墙间距不宜过大 比较经济 缺点是横墙太多建筑布置受限制适用于住宅。纵墙承重方案可以灵活布置 相对于横墙方案楼盖材料用量较多墙体材料用量较少 适用于教学楼实验楼办公楼医院。纵横墙混合承重方案整体性好 受力均匀 适用于综合楼。内框架承重方案空间刚度差 施工复杂 用于食堂旅馆商店。底部框架承重方案墙柱都是承重构件 以柱代墙可取得较大使用空间 抗侧刚度明显变化的上刚下柔结构 用于建筑功能底部与上部不同的房屋试述砖砌体偏心受压的几种破坏形式砖砌体偏心受压构件的破坏可分三种类型：1.破坏发生在截面压应力较大一侧（另一侧可能受压，也可能受拉，但拉应力小于弯曲拉应力）；2.破坏前截面一侧先出现裂缝，而后另一侧受压破坏；3.截面一出现裂缝后构件就破坏。类型2的截面一侧出现裂缝后，未开裂截面上的压应力仍可与外荷相平衡，构件不会立即破坏。而类型3因偏心距过大，构件破坏由砌体弯曲抗拉强度控制，故一出现裂缝后构件就破坏。简要说明影响砖砌体抗压强度的主要因素？影响砌体抗压强度的因素：1、砖的强度等级，等级越高，抗压、抗弯强度都提高。Mu提高一级，抗压强度提高40%。砖的强度越高、厚度越大，其抗折强度就越高，因而可提高砌体的抗压强度；块体规整程度和尺寸2、砖的外观形状。越平整，附加内力越小。（但太平整，粘接力下降）3、块材高度：厚度增加，则砌体强度增加。因为，高度增加（小梁高度增加），M、V在块材中引起的拉应力减小，抗弯能力增加。砂浆、灰缝少，其不利影响减弱。4、块材含水量：块材干燥，则从砂浆中吸收过多水分，使砂浆硬化受影响。随着块体砌筑时的含水率的提高砌体抗压强度提高但抗剪强度不同5、砂浆等级：等级高，横向变形越小，由于砖和砂浆变形差异产生的砖的横向拉应力越小，因而可提高砌体的抗压强度。6、砂浆和易性及保水性：和易性好，易于砌出平整、饱满的灰缝。保水性好，游离水少，使被砖吸去的水少。7、砌筑质量：砂浆层铺的密实、均匀、饱满，可以减小附加应力。8、灰缝厚度；厚度大，易于铺的均匀，但使砖受的横向拉力增加，一般t=812mm。砌体局部受压有哪几种破坏形式局部受压破坏形态可分三种：1.一裂就坏-劈裂；2.先裂后坏（设计要求的）；3.未裂就坏（局部压碎）。它们与（影响砌体局部抗压强度的计算面积）,（局部受压面积）i以及i在(构件全截面面积)面积上的位置等因素有关。混合结构房屋墙体承重主要有哪几种？简述各自的荷载传递途径墙体承重体系有三种：1.横墙承重。竖向荷载由短向板或横墙间小梁传至横墙，再由横墙基础传到地基；2.纵墙承重。竖向荷载由长向板或进深梁传给纵墙，再由纵墙基础传到地基；3.内框架承重。竖向荷载一部分通过板、梁传至四周的纵墙、横墙再由墙基础传到地基，另一部分荷载则通过板、梁传至柱子，经柱基础传到地基。为什么要对房屋的总高度,层数和高宽比进行限制?它们对砌体房屋的抗震性能有什么影响？根据建筑抗震设计规范GB50011-2010第7.1.2条条文说明：历次地震的宏观调查资料表明：“二、三层砖房在不同烈度区的震害，比四、五层的震害轻的多，六层及六层以上的砖房在地震时震害明显加重。海城和唐山地震中，相邻的砖房，四、五层的比二、三层的破坏严重，倒塌的百分比亦高得多。”2、高宽比的问题：主要是为了保证房屋的稳定性。根据建筑抗震设计规范GB50011-2010第7.1.4条条文说明：若砌体房屋考虑整体弯曲进行验算，目前的方法即使在7度时，超过三层就不满足要求，与大量的地震宏观调查结果不符。实际上，多层砌体房屋一般可以不做整体弯曲验算，但为了保证房屋的稳定性，限值了高宽比。为什么砖砌体的抗压强度低于砖块的抗压强度，而可能高于砂浆的抗压强度？砖砌体受压时，由于砂浆层的非均匀性（厚度和密实性）和砖与砂浆横向变形的差异，砖处于受压、受拉、受弯、受剪的复杂应力状态。而砖的抗拉、抗折强度很低，故砌体的破坏不是由于砖到达其抗压强度，而是由于砖块上出现裂缝，与竖向灰缝连通将砌体分裂成若干半砖小柱的压屈破坏。这时砖的抗压强度还没能充分发挥，故砌体的抗压强度低于砖的抗压强度。砂浆在砌体中处于三向受压状态。它在砌体中的抗压强度要高于单向受压时的砂浆抗压强度，故当砂浆强度较低时，砌体的抗压强度有可能超过砂浆的抗压强度。什么是墙,柱的高厚比?为什么混合结构房屋的墙体必须验算高厚比?答: 墙,柱的高厚比：墙,柱的计算高度HO与墙厚或柱截面边长h的比值。墙,柱的高厚比验算的目的：(1)保证构件的稳定性 (2)保证构件具有足够的刚度 (3)保证构件施工中的安全简述带壁柱墙体高厚比的验算要点？答: 1、带壁柱墙体高厚比的验算:(1)带壁柱墙的高厚比验算 要点:当确定墙的计算高度HO时,S取相邻横墙间的距离。(2)带构造柱墙的高厚比验算要点:当确定墙的计算高度HO时,S取相邻横墙间的距离。 墙的允许高厚比可以乘以提高系数C 2、壁柱间墙或构造柱间墙的高厚比验算 要点: 1）当确定墙的计算高度HO时，S应取相邻壁柱间或想领构造柱间的距离。2）当确定墙的计算高度HO时，一律按刚性方案考虑。 3）设有钢筋混凝土圈梁时带壁柱墙或带构造柱墙，当b/s1/30时（b为圈梁宽度），圈梁可视作为壁柱间墙或构造柱间的墙的不动铰支点。在砌体房屋墙，柱承载力验算时，选择哪些部位和截面能减少计算工作量又能保证安全可靠？答：墙体承载力验算必须确定验算的截面。一般选择内力较大截面尺寸较小的截面作为控制截面。从弯矩看：应取每层墙体的顶部截面；从轴力看：应取每层墙体的底部截面；从墙体截面面积看：应去窗门间墙处的截面。通常每层墙体的控制截面为1-1（位于墙体顶部梁或板底面，承受梁传来的支座反力，此截面弯矩最大，应按偏心受压验算，并验算梁底砌体局部受压承载力）和2-2截面位于墙底截面，其M=0，但轴向力最大，应按轴心受压验算承载力。验算高厚比的目的、步骤：使墙柱具有足够的稳定性，防止失稳。使墙柱具有足够的刚度，避免过大挠曲变形。使墙柱在施工中可能出现的轴线偏差，不至于过大。防止墙、柱在偶然的震动与撞击作用下，产生纵向挠曲、倾覆。二、影响高厚比的主要因素：砂浆强度等级：砂浆等级，砌体的E，得出 砌体类型：空斗墙、中型砌块、毛石墙比实心墙刚度较差，得出 。组合砖砌体构件的刚读好，允许高厚比，可按表中数值提高20%。横墙间距：间距房屋整刚墙体的刚度及稳定性H0小（实际使 ），用H0的大小考虑此影响墙、柱的支承条件：刚性方案房屋的墙、柱在屋盖支承处的水平位移很小，刚度小，可以高，而弹性、刚弹性时应小些。此影响在H0中反映，砌体稳定性好，则H0小，即大。砌体构件的截面刚度。惯性矩I稳定性。墙体上开洞稳定性，则 ，通过引入修正系数反映洞口影响。构件的重要性及房屋的使用情况。对西药墙体非承重墙的可以高。受振动的房屋 。构造柱间距。由于抗震设计的要求，砌体结构房屋设钢筋混凝土构造柱，并靠拉结筋马牙槎等措施与墙体形成整体，是墙体刚度增加、承载力提高。验算是采用设构造柱墙允许高厚比提高系数来考虑。墙体的高厚比不满足时，可采取哪些措施？提高砂浆强度、加壁柱、增加墙厚、减小开洞面积，减小所验算墙体两端拉结墙的距离。水平地震的破坏形态：墙内出现X裂缝；外墙外闪；楼梯间、房屋墙角破坏。构造柱的作用为提高多层建筑砌体结构的抗震性能,规范要求应在房屋的砌体内适宜部位设置钢筋混凝土柱并与圈梁连接,共同加强建筑物的稳定性。这种钢筋混凝土柱通常就被称为构造柱。 （2）在多层砌体房屋,底层框架及内框架砖砌体中,它的作用一般为:加强纵墙间的连接,是由于构造柱与其相邻的纵横墙以及牙搓相连接并沿墙高每隔500mm 设置2 (6 拉结筋,钢筋每边伸入墙内大于100mm。一般施工时先砌砖墙后浇筑混凝土柱,这样能增加横墙的结合,可以提高砌体的抗剪承载能力10 % 30 % ,提高的比例幅度虽然不高但能明显约束墙体开裂,限制出现裂缝。构造柱与圈梁的共同工作,可以把砖砌体分割包围,当砌体开裂时能迫使裂缝在所包围的范围之内,而不至于进一步扩展。砌体虽然出现裂缝,但能限制它的错位,使其维持承载能力并能抵消振动能量而不易较早倒塌。砌体结构作为垂直承载构件,地震时最怕出现四散错落倒地,从而使水平楼板和屋盖坠落,而构造柱则可以阻止或延缓倒塌时间、以减少损失。构造柱与圈梁连接又可以起到类