2012結構工程師考試:基礎科目輔導講義

更新時間：2012-03-07 10:50:03 來源：|0

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　　砌體結構$lesson$

　　一、塊體

　　塊體是砌體的主要部分，目前我國常用的塊體可以分為以下幾類。

　　(一)燒結普通磚、燒結多孔磚

　　I.燒結普通磚

　　將粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰等原料調水塑壓成磚坯，干燥后送人焙燒窯經過高溫燒結而成燒結粘土磚、燒結頁巖磚、燒結煤矸石磚、燒結粉煤灰磚等。這種磚是一種保溫、隔熱、耐久性能良好的建筑材料，可用于各種房屋的地上及地下結構。燒結普通磚的外形尺寸應符合規(guī)定，目前我國生產的標準燒結普通磚規(guī)格為240mm×ll5mm×53mm.燒結普通磚一般是實心的，也可以留有均勻的孔洞，不過孔洞率不得超過規(guī)定的限值。但是，我國小塊粘土磚墻體的傳統(tǒng)首先勢必改革，以邁向現代砌體結構發(fā)展的道路。

　　2.燒結多孔磚

　　燒結多孔磚的原料與燒結普通磚的相同，也是經過高溫燒結制成。

　　在磚中豎向設置較多小孔或若干個大孔，孔洞率不小于25%，主要用于承重部位的磚，稱為燒結多孔磚，簡稱多孔磚。多孔磚具有許多優(yōu)點：可減輕結構自重;由于磚厚度較大，可節(jié)約砌筑砂漿或減少工時;此外，材料用量和電力及燃料亦可相應減少。

　　我國燒結多孔磚類型很多，這里介紹三種規(guī)格：KMl、KPl及KP2.KMl的規(guī)格為 190nmX190mmX90mm，KPl的規(guī)格為240rnmXll5mmX90mrn，K P2的規(guī)格為240mmX 180mmXll5rrm.編號中的字母K表示孔洞，M表示模數，P表示普通。即前者為模數多孔磚，后二者為普通多孔磚。以上三種規(guī)格多孔磚的生產量占全國燒結多孔磚的總產量很大的份額。

　　有水平孔洞的粘土空心磚空心率可達40%――60%，一般用于填充墻、分隔墻等非承重部位，稱為燒結空心磚。

　　塊體的強度等級符號以“MU”表示，單位為MPa(N/m┫)。燒結普通磚、燒結多孔磚的強度等級劃分為：MU30、MU25、MU15和MUl0.

　　(二)蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚

　　將硅質材料壓制成坯型，并經高壓釜蒸養(yǎng)而成的實心磚均屑此類。

　　蒸壓灰砂磚以石英砂為主要用料，拌以10%――20%的石灰。這種磚不用于溫度長期超過200℃、驟冷驟熱和受酸性介質侵蝕的部位。

　　蒸壓粉煤灰磚以電廠粉煤灰為主要用料，摻配一定比例的石灰、石膏和集料或一些堿性激發(fā)劑等。這種磚的抗凍性、長期強度穩(wěn)定性和防水性能等稍差，可用于一般建筑。

　　這類磚的強度等級劃分為：MU25、MU20、MUl5和MUl0.

　　(三)砌塊

　　塊體尺寸較大時，稱為砌塊。高度在180――350mm的塊體，一般稱為小型砌塊;高度在360――900mm的塊體，一般稱為中型砌塊……。中型砌塊尺寸大、重量重，由于生產、運輸、砌筑等等方面的原因，近年來我國已很少采用中型砌塊的房屋建筑，現行規(guī)范也取消了中型砌塊的內容，規(guī)范中的砌塊即指的是小型砌塊。

　　我國目前應用的砌塊按材料分有兩種：

　　1.混凝土空心砌塊：由普通混凝土制成，有單排孔的和多排孔的，空心率在25%～50%，主規(guī)格尺寸為390rnm~190mm~190mm. 2.輕骨料混凝土空心砌塊：有單排孔的和多排孔的，用于承重的單排孔砌塊材料多為水泥煤渣混凝土和煤矸石混凝土，用于承重的多排孔砌塊(空心率不大于35%)材料多為陶?；炷?、火山灰混凝土和浮石混凝土。

　　以上兩種砌塊簡稱混凝土砌塊或砌塊。

　　砌塊的長度應滿足建筑模數的要求，在豎向尺寸上結合層高與門窗來考慮，力求型號少，組裝靈活，便于生產、運輸和安裝。砌塊的厚度及空心率應根據結構的承載力、穩(wěn)定性、構造與熱工要求決定。

　　砌塊的強度等級劃分為：M20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5.

　　(四)石材

　　在建筑中，常用的有重質天然石(花崗石、石灰石、砂巖)及輕質天然石。重質天然石強度高，耐久，但導熱系數大，開采困難，一般用于基礎砌體和重要建筑物的貼面，不宜作采暖房屋的墻壁，因其厚度大。石砌體中的石材應選用無明顯風化的天然石材。

　　石材按其加工后的外形規(guī)則程度，可分為料石和毛石。

　　1.料石

　　(1)細料石：通過細加工，外形規(guī)則，疊砌面凹人深度不應大于10mm，截面的寬度、高度不宜小于200mm，且不宜小于長度的1/4.(2)半細料石：規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應大于15mm.(3)粗料石：規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應大于20mm.(4)毛料石：外形大致方正，一般不加工或僅稍加修整，高度不應小于200mm，疊砌面凹人深度不應大于25mm.

　　2.毛石

　　形狀不規(guī)則，中部厚度不應小于200mm.石材的強度等級，可用邊長為70mm的立方體試塊的抗壓強度表示?？箟簭姸热∪齻€試件破壞強度的平均值。石材的強度等級劃分為MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20.當采用其他邊長的立方體試塊時，其強度等級應乘以相應的換算系數。

　　二、砂漿

　　砂漿是由膠結材料(石灰、水泥)和細骨料(砂)加水攪拌而成的混合材料。其作用是將砌體中的磚石連接成整體而共同工作。同時，因砂漿抹平磚石表面使砌體受力均勻，此外，砂漿填滿磚石間縫隙，提高了砌體的保溫性與抗凍性。

　　砂漿按其配合成分可分為：

　　(1)水泥砂漿：按一定的重量比或體積比由水泥與砂加水拌和而成，它是無塑性摻和料的純水泥砂漿。

　　(2)混合砂漿：按一定重量比由水泥、摻和料(石灰膏、粘土)與砂加水拌和而成，它是有摻和料的水泥砂漿，如石灰水泥砂漿、粘土水泥砂漿。

　　(3)非水泥砂漿：按一定重量比由膠結材料石灰與砂加水拌和而成，它是不含水泥的砂漿，如石灰砂漿、石灰粘土砂漿。

　　砂漿的強度是由28天齡期的每邊長為70.7mm的立方體試件的抗壓強度指標為依據，其強度等級符號以“M”表示，劃分為M15、M10、M7.5、M5和M2.5.驗算施工階段新砌筑的砌體強度，因為砂漿尚未硬化，可按砂漿強度為零確定其砌體強度。

　　砌筑用砂漿除強度和耐久性等要求外，還應具有以下的特性。

　　(1)流動性(或可塑性)

　　在砌筑砌體的過程中，要求塊材與砂漿之間有較好的密實度，應使砂漿容易而且能夠均勻地鋪開，也就是有合適的稠度，以保證它有一定的流動性。砂漿的可塑性，采用重 (力)3N、頂角300的標準錐體沉人砂漿中的深度來測定，錐體的沉人深度根據砂漿的用途規(guī)定為：用于磚砌體的為70――lOOmm;用于砌塊砌體的為50――70mm;用于石砌體的為30――50mm.(2)保水性砂漿能保持水分的能力叫做保水性;砂漿的質量在很大程度上決定于其保水性。在砌筑時，磚將吸收一部分水分，如果砂漿的保水性很差，新鋪在磚面上的砂漿的水分很快被吸去，則使砂漿難于鋪平，而使砌體強度有所下降。

　　砂漿的保水性以分層度表示，即將砂漿靜止30min，上下層沉人量之差宜在10～20mm.在砂漿中摻人適量的摻和料，可提高砂漿的流動性和保水性，既能節(jié)約水泥，又可提高砌筑質量。純水泥砂漿的流動性與保水性比混合砂漿差，因此，混合砂漿砌筑的砌體比同等級的水泥砂漿砌筑的砌體強度要高。

　　為了提高砌塊砌體的砌筑質量，根據需要在水泥砂漿中摻人一定比例的摻和料和外加劑，采用機械攪拌制成，專門用于砌筑餛凝土砌塊的砌筑砂漿，簡稱砌塊專用砂漿，使砂漿具有更好的和易性和粘結力，其強度等級用Mb表示。同理，由水泥、集料、水以及根據需要摻入的摻和料和外加劑等組分，按一定比例混合，采用機械攪拌后，用于澆注混凝土砌塊砌體芯柱或其他需要填實的孔洞部位的混凝土，簡稱砌塊灌孔混凝土，其強度等級用Mb表示。

　　三、砌體

　　由塊體和砂漿砌筑而成的整體結構稱為砌體。

　　(一)無筋砌體

　　1.磚砌體在房屋建筑中，磚砌體用作內外承重墻或圍護墻及隔墻。其厚度是根據承載力及高厚比的要求確定的，但外墻厚度往往還需考慮到保暖及隔熱的要求。磚砌體一般多砌成實砌的，有時也可砌成空斗的，磚柱則應實砌。

　　按照磚的搭砌方式，實砌砌體通常采用一順一頂、梅花頂和三順一頂砌合法。對上下兩層頂磚間的順磚愈多，則寬為240mm的兩片半磚墻之間的聯(lián)系愈弱，其承載能力有所下降。

　　實砌標準磚墻的厚度為120mm (半磚)、240mm(1磚)、370mm(1.5專磚)、490mm(2磚)、620mm(2專磚)、740mm(3磚)等。如果墻厚度不按半磚而按0.25磚進位，則需加砌一塊側磚而使厚度為180mm、300mm、420mm等。

　　2.砌塊砌體目前采用的砌塊砌體有普通混凝土小型空心砌塊砌體、輕骨料混凝土小型空心砌塊砌體。用小型砌塊可砌成190mm、90mm等不同厚度的墻體。

　　3;石砌體由石材和砂漿或石材和混凝土砌筑而成的整體結構稱為石砌體，石砌體分為料石砌體、毛石砌體和毛石混凝土砌體。

　　(二)配筋砌體

　　1.網狀配筋磚砌體在磚柱或墻體的水平灰縫內配置網狀鋼筋或水平鋼筋，則構成網狀配筋砌體。

　　2.組合砌體由磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成的砌體稱為組合砌體。這種砌體用于承受偏心壓力較大的墻和柱。

　　3.配筋砌塊砌體

　　在對孔砌筑的混凝土砌塊的豎向孔洞中設置豎向鋼筋，并配以水平分布鋼筋和箍筋，然后灌注灌孔混凝土形成配筋砌塊砌體。

　　巖土工程勘察

　　各項工程建設在設計和施工之前，必須按基本建設程序進行巖土工程勘察。巖土工程勘察應按工程建設各勘察階段的要求，正確反映工程地質條件，查明不良地質作用和地質災害，提出資料完整，評價正確的勘察報告。

　　一、巖土工程勘察分級

　　巖土工程勘察首先應根據工程的重要性、工程場地以及建筑物地基的復雜程度確定勘察的級別。

　　(一)工程重要性等級

　　根據工程的規(guī)模和特征，以及由于巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用后果，可分成以下三個等級(1)一級工程：重要工程，造成后果很嚴重;

　　(2)二級工程：一般工程，造成后果嚴重;

　　(3)三級工程：次要工程，造成后果不嚴重。

　　(二)場地的復雜等級

　　根據建設場地工程地質復雜程度可分成：一級(復雜)場地、二級(中等復雜)場地和三級(簡單)場地。

　　場地的復雜程度主要是指具有下列條件之一者

　　(1)對建筑抗震危險、不利、有利(或抗震設防烈度等于或小于6度)的地段;

　　(2)不良地質作用強烈發(fā)育、一般發(fā)育、不發(fā)育地段;

　　(3)地質環(huán)境已經或可能受到強烈破壞、一般破壞、基本未受破壞;

　　(4)地形地貌復雜、較復雜、不復雜;

　　(5)有影響工程的多層地下水、巖溶裂隙水或其他水文地質條件復雜，需專門研究的場地為復雜場地;基礎位于地下水位以下的場地為中等復雜場地;地下水對工程無影響的為簡單場地。

　　在確定場地復雜等級時，從一級開始向二級三級推定，以先滿足為準。

　　(三)地基的復雜等級

　　地基的復雜程度主要是根據兩方面地質情況進行分級。

　　第一，巖土種類多少、分布均勻程度、性質變化大小是否需特殊處理;第二是否存在特殊性的巖土。按照其嚴重的程度分成一級(復雜)、二級(中等復雜)和三級(簡單)地基。

　　根據工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級，劃分巖土工程勘察等級。

　　甲級在工程重要性、場地和地基復雜等級中，有一項或多項為一級;

　　乙級除甲級和丙級以外;

　　丙級在上述三項等級中，均為三級。

　　如果建筑在巖質地基上的一級工程，但場地和地基復雜等級均為三級時，巖土工程勘察可定為乙級。

　　多層及高層房屋

　　一、《考試大綱》的規(guī)定

　　結構體系及布置、框架近似計算、迭合梁、剪力墻結構、框-剪結構、框一剪結構設計要點、基礎

　　二、重點內容

　　1.結構體系和布置多層及高層房屋常用的結構體系包括框架體系、剪力墻體系、框架一剪力墻體系、筒體體系。

　　(1)框架體系框架體系

　　是指豎向承重結構全部由框架所組成的多(高)層房屋結構體系。按照框架布置方向的不同，框架體系可分為橫向布置，縱向布置及縱橫雙向布置等三種。框架結構用以承受豎向荷載是合理的，在非地震區(qū)框架結構一般可建至15層，最高可達20層左右。框架結構在水平荷載作用下，房屋的抗側移剛度小，水平位移大，故一般稱它為柔性結構體系。

　　(2)剪力墻體系

　　剪力墻是一片高大的鋼筋混凝土墻體。剪力墻既承受豎向荷載又承受水平荷載，因剪力墻在其自身平面內有很大的側向剛度，在水平面方向有剛性樓孟的支承，一般稱此種結構體系為剛性結構體系。

　　板式(條式)體型的剪力墻一般均按橫向布置。通常剪力墻的問距為3. 3～8m.當剪力墻開有門窗洞口時，宜上下各層對齊，避免出現錯洞墻，門窗洞口宜均勻布置。

　　(3)框架-剪力墻體系

　　框架-剪力墻體系是指由框架和剪力墻共同承受豎向荷載和側向力的承重結構體系。在框架-剪力墻結構中，豎向荷載主要由框架承受，水平荷載則主要由剪力承受。在一般情況下，剪力墻約可承受70 %～90 %的水平荷載。

　　剪力墻的布置除應滿足使用要求外，宜放在恒載較大處，并宜盡量均勻對稱，以免整個房屋在水平力作用下發(fā)生扭轉。為了增加房屋的抗扭能力，剪力墻宜布置在房屋各區(qū)段的兩端。在平面形狀或剛度有變化處，宜設置剪力墻，以加強薄弱環(huán)節(jié)。

　　(4)筒體體系簡體體系

　　是指由單個或幾個簡體作為豎向承重結構的高層房屋結構體系。筒體可由實心鋼筋混凝土或密集柱(稱框筒)構成。在實際工程中，簡體常和框架、剪力墻等結構同時應用。

　　結構布置時，一般應考慮以下原則：

　　(1)應滿足建筑使用要求，在布置結構時，應考慮施工上技術先進，提高工業(yè)化程度等因素。

　　(2)應使房屋平面盡可能規(guī)則整齊、均勻對稱，體型力求簡單，以盡可能減小房屋的扭轉效應。

　　(3)提高結構的總體剛度減小側移。除選擇合理的結構體系外，還應從平面形狀和立面變化等方面考慮減小結構的側移;應避免結構豎向剛度的突變而形成結構薄弱層。