2012結(jié)構(gòu)工程師考試:基礎(chǔ)科目輔導(dǎo)講義

　　砌 體 結(jié) 構(gòu)$lesson$

　　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(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚

　　I.燒結(jié)普通磚

　　將粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰等原料調(diào)水塑壓成磚坯，干燥后送人焙燒窯經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成燒結(jié)粘土磚、燒結(jié)頁巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)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(jié)構(gòu)。燒結(jié)普通磚的外形尺寸應(yīng)符合規(guī)定，目前我國生產(chǎn)的標準燒結(jié)普通磚規(guī)格為240mm×ll5mm×53mm.燒結(jié)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(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展的道路。

　　2.燒結(jié)多孔磚

　　燒結(jié)多孔磚的原料與燒結(jié)普通磚的相同，也是經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)制成。

　　在磚中豎向設(shè)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(jié)多孔磚，簡稱多孔磚。多孔磚具有許多優(yōu)點：可減輕結(jié)構(gòu)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(yīng)減少。

　　我國燒結(jié)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(shù)，P表示普通。即前者為模數(shù)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(chǎn)量占全國燒結(jié)多孔磚的總產(chǎn)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(jié)空心磚。

　　塊體的強度等級符號以“MU”表示，單位為MPa(N/m┫)。燒結(jié)普通磚、燒結(jié)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(zhì)材料壓制成坯型，并經(jīng)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(zhì)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(chǎn)、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(xiàn)行規(guī)范也取消了中型砌塊的內(nèi)容，規(guī)范中的砌塊即指的是小型砌塊。

　　我國目前應(yīng)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(yīng)滿足建筑模數(shù)的要求，在豎向尺寸上結(jié)合層高與門窗來考慮，力求型號少，組裝靈活，便于生產(chǎn)、運輸和安裝。砌塊的厚度及空心率應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性、構(gòu)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(zhì)天然石(花崗石、石灰石、砂巖)及輕質(zhì)天然石。重質(zhì)天然石強度高，耐久，但導(dǎo)熱系數(shù)大，開采困難，一般用于基礎(chǔ)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(yīng)選用無明顯風(fēng)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(yīng)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(yīng)大于15mm.(3)粗料石：規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應(yīng)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(yīng)小于200mm，疊砌面凹人深度不應(yīng)大于25mm.

　　2.毛石

　　形狀不規(guī)則，中部厚度不應(yīng)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(yīng)乘以相應(yīng)的換算系數(shù)。

　　二、砂漿

　　砂漿是由膠結(jié)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(jié)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(jù)，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(yīng)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(yīng)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(jù)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量，根據(jù)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(jié)力，其強度等級用Mb表示。同理，由水泥、集料、水以及根據(jù)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(jié)構(gòu)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(nèi)外承重墻或圍護墻及隔墻。其厚度是根據(jù)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(yīng)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(cè)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(jié)構(gòu)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(wǎng)狀配筋磚砌體在磚柱或墻體的水平灰縫內(nèi)配置網(wǎng)狀鋼筋或水平鋼筋，則構(gòu)成網(wǎng)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(shè)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(shè)在設(shè)計和施工之前，必須按基本建設(shè)程序進行巖土工程勘察。巖土工程勘察應(yīng)按工程建設(shè)各勘察階段的要求，正確反映工程地質(zhì)條件，查明不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)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(yīng)根據(jù)工程的重要性、工程場地以及建筑物地基的復(fù)雜程度確定勘察的級別。

　　(一)工程重要性等級

　　根據(jù)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(fù)雜等級

　　根據(jù)建設(shè)場地工程地質(zhì)復(fù)雜程度可分成：一級(復(fù)雜)場地、二級(中等復(fù)雜)場地 和三級(簡單)場地。

　　場地的復(fù)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(shè)防烈度等于或小于6度)的地段;

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

　　(3)地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)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(fù)雜、較復(fù)雜、不復(fù)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(zhì)條件復(fù)雜，需專門研究的場地為復(fù)雜場地;基礎(chǔ)位于地下水位以下的場地為中等復(fù)雜場地;地下水對工程無影響的為簡單場地。

　　在確定場地復(fù)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(fù)雜等級

　　地基的復(fù)雜程度主要是根據(jù)兩方面地質(zhì)情況進行分級。

　　第一，巖土種類多少、分布均 勻程度、性質(zhì)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(fù)雜)、二級(中等復(fù)雜)和三級(簡單)地基。

　　根據(jù)工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)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(fù)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(zhì)地基上的一級工程，但場地和地基復(fù)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(jié)構(gòu)體系及布置、框架近似計算、迭合梁、剪力墻結(jié)構(gòu)、框-剪結(jié)構(gòu)、框一剪結(jié)構(gòu)設(shè)計 要點、基礎(chǔ)

　　二、重點內(nèi)容

　　1.結(jié)構(gòu)體系和布置多層及高層房屋常用的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)全部由框架所組成的多(高)層房屋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)用以承受豎向荷載是合理的，在非地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)一般可建至15層，最高 可達20層左右?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，房屋的抗側(cè)移剛度小，水平位移大，故一般稱它為柔性結(jié)構(gòu)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(nèi)有很大的側(cè)向剛度，在水平面方向有剛性樓孟的支承，一般稱此種結(jié)構(gòu)體系為剛性結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(cè)向力的承重結(jié)構(gòu)體系。 在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)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(yīng)滿足使用要求外，宜放在恒載較大處，并宜盡量均勻?qū)ΨQ，以免整個房屋在水平力作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)。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(shè)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(jié)構(gòu)的高層房屋結(jié)構(gòu)體系。筒體可由實心鋼筋混凝土或密集柱(稱框筒)構(gòu)成。在實際工程中，簡體常和框架、剪力墻等結(jié)構(gòu)同 時應(yīng)用。

　　結(jié)構(gòu)布置時，一般應(yīng)考慮以下原則：

　　(1)應(yīng)滿足建筑使用要求，在布置結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮施工上技術(shù)先進，提高工業(yè)化程度等因素。

　　(2)應(yīng)使房屋平面盡可能規(guī)則整齊、均勻?qū)ΨQ，體型力求簡單，以盡可能減小房屋的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

　　(3)提高結(jié)構(gòu)的總體剛度減小側(cè)移。除選擇合理的結(jié)構(gòu)體系外，還應(yīng)從平面形狀和立面變化等方面考慮減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移;應(yīng)避免結(jié)構(gòu)豎向剛度的突變而形成結(jié)構(gòu)薄弱層。

　　(4)考慮沉降、溫度收縮，以及抗震縫等因素對建筑的影響。

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