2017 西南大学 大作业考试答案(0740)《钢筋混凝土结构与砌体结构》 - 图文

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷 一、简述钢筋和混凝土这两种物理力学性能很不相同的材料之所以能有效地结合在一起工作的原因。 （1）硬化后的混凝土与钢筋表面有很强的粘结力，使二者在荷载作用下能够协调变形。 （2）钢筋和混凝土之间有较接近的温度膨胀系数，不会因温度变化产生变形不同步，从而使钢筋与混凝土之间产生错动； （3）混凝土包裹在钢筋表面，能防止钢筋锈蚀，起保护作用。混凝土本身对类别：网教 专业：土木工程 2017年6月 课程名称【编号】 钢筋混凝土结构与砌体结构【0740】 A卷 大作业 满分：100 分 答案必须做在答题卷上，做在试题卷上不予记分。 以下共6道大题，每题20分，选做5道题，共100分。 一、简述钢筋和混凝土这两种物理力学性能很不相同的材料之所以能有效地结合在一起工作的原因。（20分） 二、钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的，那么钢筋混凝土结构的优缺点分别是钢筋无腐蚀作用，从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。 什么？请并简要描述。（20分） 三、砌体结构系指其主要承重构件的材料是由块体和砂浆砌筑而成的结构，砌体结构区别于钢筋混凝土有其自身的特点，请结合它们的异同简述砌体结构的特点。（20分） 四、影响砖砌体抗压强度的主要因素是什么？请简要叙述原因。（20分） 五、已知轴心受压短柱试件Ac=300mm×300mm，配筋率ρ=As/Ac=0.01。实测混凝土柱体抗压强度fc=14N/mm2，设εcu二、钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的，那么钢筋混凝土结构的优缺点分别是什么？请并简要描述。 钢筋混凝土结构的优点很多，除了能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的=ε0=0.002。钢筋屈服强度fy=340N/mm2，弹性模量Es=2×105N/mm2。特性外还有如下优点： 要求计算：（1）当构件压应变ε=0.001时的混凝土应力σc、钢筋应力σs及轴力N；（2）钢筋到达屈服强度时的σc及N；（3）极限轴力Nu。（20分） (1)可模性好：新拌和的混凝土是可塑的，可根据需要设计制成各种形六、某轴心受压砖柱，截面尺寸370mm×390mm，两端为不动铰支承，H0=H=3m，材料强度状和尺寸的结构或构件。 等级：砖MU10、混合砂浆M5，砖砌体自重19kN/m3。若在柱顶截面上作用有由恒载和活载 (2)整体性好：现浇钢筋混凝土结构的整体性较好，设计合理时具有良产生的轴向力各80kN（标准值），试验算其承载力，若不满足请提出改进措施并验算。（提示：砂浆强度为M5时，柱的允许高厚比［β］=16）（20分） 好的抗震、抗爆和抗振动的性能。 (3)耐久性好：钢筋混凝土结构具有很好的耐久性。正常使用条件下不需要经常性的保养和维修。 - 1 -

(4)耐火性好：钢筋混凝土结构与钢结构相比具有较好的耐火性。

(5)易于就地取材：钢筋混凝土结构所用比重较大的砂、石材料易于就地取材，且可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废渣有利于保护环境。 钢筋混凝土结构具有下述主要缺点：

①容易就地取材.砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石 砌体结构;砌块可以用工业废料──矿渣制作,来源方便,价格低廉. ②砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性.

③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备，可以节省木材。新砌筑的砌体

(1)自重大。钢筋混凝土的重力密度约为25kN/m^3，比砌体和木材的重

上即可承受一定荷载，因而可以连续施工。在寒冷地区，冬季可用冻结法砌

度都大。尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸较大，因而其自重远远

筑，不需特殊的保温措施。

超过相同跨度或高度的钢结构的重量。

(2)抗裂性差，开裂过早。混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构的耐久性和美观。当裂缝数量较多和开展较宽时，还将给人造成一种不安全感。

（3）施工复杂，工序多，浇注混凝土时需要模板支撑，户外施工受到季节条件限制

（4）补强修复比较困难

③砌体的抗拉和抗剪强度都很低,因而抗震性能较差,在使用上受到一定限

（5）性质脆。混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。 三、砌体结构系指其主要承重构件的材料是由块体和砂浆砌筑而成的结构，砌体结构区别于钢筋混凝土有其自身的特点，请结合它们的异同简述砌体结构的特点。

砌体结构的主要优点是：

四、影响砖砌体抗压强度的主要因素是什么？请简要叙述原因。 1.砖和砂浆的强度

制；砖、石的抗压强度也不能充分发挥.

④粘土砖需用粘土制造,在某些地区过多占用农田,影响农业生产. ④砖墙和砌块墙体能够隔热和保温,所以既是较好的承重结构,也是较好的围护结构. 砌体结构的缺点是：

①与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大.

②砌体的砌筑基本上是手工方式,施工劳动量大.

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砖和砂浆的强度指标是确定砌体强度最主要的因素。砖和砂浆的强度高，砌体的抗压强度亦高。试验证明，提高砖的强度等级比提高砂浆强度等级对

砌体砌筑时水平灰缝的饱满度，水平灰缝的厚度，砖的含水率以及砌合方法等关系着砌体质量的优劣。由砌体的受压应力状态分析可知，砌筑质量

增大砌体抗压强度的效果好，一般情况下的砖砌体，当砖强度等级提高一级，对砌体抗压强度的影响，实质上是反映它对砌体内复杂应力作用的不利影响砌体抗压强度只提高约15%，而当砂浆强度不变，砖强度等级提高一级，砌体程度。实验表明，水平灰缝砂浆愈饱满，砌体抗压强度愈高。当水平灰缝砂抗压强度可提高约20%。由于砂浆强度等级提高后，水泥用量增多，因此，在浆饱满度为73％时，砌体抗压强度可达到规定的强度指标。因此，砌体施工砖的强度等级一定时，过高的提高砂浆强度等级并不适宜。但在毛石砌体中，及验收规范中，要求水平灰缝砂浆饱满度大于80％。砌筑黏土砖砌体时，砖提高砂浆强度等级对砌体抗压强度的影响较大。 2.砂浆的弹塑性性质

砂浆具有较明显的弹塑性性质，在砌体内采用变形率大的砂浆，单块砖

含水率对砌体抗剪强度的影响与此不同，在上述含水率时砌体抗剪强度均降

内受到的弯、剪应力和横向拉应力增大，对砌体抗压强度产生不利影响。

低。此外，施工中黏土砖浇水过湿，在操作上有一定困难，墙面也会因流浆

3.砂浆铺砌时的流动性

砂浆的流动性大，容易铺成厚度和密实性较均匀的灰缝，因而可以减少

而不能保持清洁。因此，作为正常施工质量的标准，要求控制黏土砖的含水率为10％~15％。砌体内水平灰缝愈厚，砂浆横向变形愈大，砖内横向拉应力应提前浇水湿润。研究表明，砌体的抗压强度随黏土砖砌筑时的含水率的增大而提高，采用干砖和饱和砖砌筑的黏土砖砌体与采用一般含水率的黏土砖砌筑的砌体相比较，抗压强度分别降低15％和提高10％。但黏土砖砌筑时的

在砖内产生的弯、剪应力，亦即可以在某种程度上提高砌体的抗拉抗压强度。亦愈大，砌体内的复杂应力状态亦随之加剧，砌体的抗压强度亦降低。通常采用混合砂浆代替水泥砂浆就是为了提高砂浆的流动性。纯水泥砂浆的流动

要求砖砌体的水平灰缝厚度为8~12mm。砌体的砌合方法对砌体的强度和整体

性较差，所以纯水泥砂浆砌体强度约降低5%~15%。但是，也不能过高地估计性的影响也很明显。通常采用的一顺一顶，梅花顶和三顺一顶法砌筑的砌体砂浆流动性对砌体强度的有利影响，因为砂浆的流动性大，一般在硬化后的变形率亦大，所以在某些情况下，可能砌体的强度反而会有降低。因此，最好的砂浆应当具有好的流动性，同时也有高的密实性。 4.砌筑质量

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整体性好，砌体抗压强度可得到保证，但若采用包心砌法，由于砌体的整体性差，其抗压强度将大大降低。 5.砖的形状

砖形状的规则程度显著地影响砌体强度。当表面歪曲时将砌成不同厚度的灰缝，因而增加了砂浆层的不均匀性，引起较大的附加弯曲应力并使砖过早断裂。在一批砖中某些砖块的厚度不同时，将使灰缝的厚度不同而起很坏（3）γaφfA=166KN （4）柱自重 N1=1.2×3×19×A=9.8KN 的影响，这种因素可使砌体强度降低25％。当砖的强度相同时，用灰砂砖和（5）N=N1+N2=169.8KN 干压砖砌成的砌体，其抗压强度高于一般用塑压砖砌成的砌体。原因是前者的形状较后者整齐。所以，改善砖的这方面指标，也是制砖工业的重要任务之一。砖体的尺寸，尤其是砖块高度（厚度）对砌体抗压强度的影响较大。高度大的块体的抗弯、抗剪和抗拉能力增大，砌体抗压强度有明显的提高。但应注意，块体高度增大后，砌体受压时的脆性亦有增大。 六、某轴心受压砖柱，截面尺寸370mm×390mm，两端为不动铰支承，H0=H=3m，材料强度等级：砖MU10、混合砂浆M5，砖砌体自重19kN/m3。若在柱顶截面上作用有由恒载和活载产生的轴向力各80kN（标准值），试验算其承载力，若不满足请提出改进措施并验算。（提示：砂浆强度为M5时，柱的允许高厚比［β］=16） 解： （5）N=N1+N2=172.4KN (1)A=0.37×0.39=0.144m2﹤0.3m2 f=1.5mpa N=172.4KN＜γaφfA=242.4KN γa=0.7+0.144=0.844 则柱的承载力满足要求。 (2)β=H0/h=3000/370=8.1 e/h=0 据β=8.1，e/h=0 查φ=0.91 N=169.8KN ＞γaφfA=166KN 则柱的承载力不满足要求。 加大截面为370x490 解： (1)A=370×490=0.181m2﹤0.3m2 f=1.5mpa γa=0.8+0.181=0.981 (2)β=H0/h=3000/370=8.1 e/h=0 据β=8.1，e/h=0查φ=0.91 （3）γaφfA=242.4KN （4）柱自重 N1=1.2×3×19×A=12.4KN - 4 -

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