考点14 砌体力学性能与承载力计算《建筑结构》吉林省（对口招生）建筑工程类（土木建筑类） 知识点讲解

吉林省建筑工程类（土木建筑类）对口招生复习讲义 《建筑结构》 考点14 砌体力学性能与承载力计算 ■考纲要求 1．理解砌体轴心受压破坏特点及应力状态分析，掌握影响砌体抗压强度的主要因素； 2.掌握墙、柱高厚比的概念及一般验算方法，了解影响墙柱稳定性的因素； 3.理解无筋砌体受压构件承载力计算公式，掌握影响其承载力的因素；了解砌体局部受压的概念及常见情况。 ■知识网络 一、知识树 图1-14-1砌体轴心受压破坏相关知识点 图1-14-2墙、柱相关知识点 图1-14-3无筋砌体受压构件承载力相关知识点 二、重点知识梳理 一、砌体轴心受压破坏特点及应力状态 1.破坏三个阶段 第Ⅰ阶段：从加载到出现第一条裂缝，荷载卸除裂缝可闭合，弹性工作为主。 第Ⅱ阶段：裂缝继续开展、贯通单块砖，形成连续裂缝，不再闭合，裂缝与荷载大致同步增长。 第Ⅲ阶段：裂缝贯通形成贯通竖向裂缝，砌体分裂成小柱，被压碎或失稳，宣告破坏。 2.应力状态特点 砖处于不均匀受压、受弯、受剪复合应力状态。 砂浆横向变形大于砖，约束砖，砖横向受拉；砖限制砂浆，砂浆横向受压。 砌体实际抗压强度远低于单块砖抗压强度。 二、影响砌体抗压强度的主要因素 1.块体与砂浆强度：强度越高，砌体抗压强度越高。 2.砂浆性能：和易性、保水性好，砌体强度高。 3.砌筑质量：灰缝厚度均匀、饱满度、砌筑方式。 4.块体尺寸、形状、表面状态。 5.施工养护条件。 三、墙、柱高厚比 1.概念 墙、柱计算高度 H₀ 与相应边长 h 的比值：β=H0/h，用于保证稳定性，防止失稳、倾斜、过大变形。 2.验算公式 β=H₀/h≤μ₁μ₂[β] β：允许高厚比。 μ1：自承重墙修正系数。 μ2：有门窗洞口修正系数。 3.影响稳定性因素 砂浆强度等级。 构件高度、支承条件。 截面尺寸、洞口大小。 房屋静力计算方案、圈梁设置。 四、无筋砌体受压构件承载力 1.计算公式 N：轴向力设计值。 高厚比及偏心影响系数。 f：砌体抗压强度设计值。 A：截面面积。 2.影响承载力因素 砌体强度 f。 高厚比 β（越大，越小）。 偏心距 e（越大，越小）。 截面尺寸与形状。 五、砌体局部受压 1.概念 压力仅作用在砌体部分截面上的受力状态（如梁端支承处、柱下垫块）。 2.特点 局部受压面积小，但周围未直接受压砌体形成套箍作用，局部抗压强度高于全截面抗压强度。 3.常见情况 梁端支承处砌体局部受压。 柱下垫块局部受压。 拱脚、屋架支座等。 ■练习题 一、单选题（下面选项中只有一个答案是正确的，每题2分，共20分） 1.砌体轴心受压破坏过程中，单块砖内产生的主要应力是（） A. 单向压应力 B. 拉剪应力 C. 弯剪应力 D. 三向压应力 2.砌体抗压强度远低于单块砖抗压强度的核心原因是（） A. 砖的材质不均匀 B. 砂浆强度不足 C. 砖内存在弯剪应力 D. 砌筑砂浆不饱满 3.墙、柱高厚比验算的核心目的是保证结构的（） A. 抗压强度 B. 稳定性 C. 抗裂性能 D. 刚度要求 4.无筋砌体受压构件承载力计算公式中，影响系数φ的主要影响因素不包括（） A. 构件高厚比 B. 轴向力偏心距 C. 砌体抗压强度 D. 构件截面形状 5.砌体局部受压时，局部受压强度与轴心抗压强度的关系是（） A. 局部受压强度更高 B. 局部受压强度更低 C. 两者相等 D. 无固定关系 6.下列因素中，对砌体抗压强度影响最小的是（） A. 块体强度等级 B. 砂浆强度等级 C. 构件的长细比 D. 砌筑灰缝厚度 7.无筋砌体受压构件，当轴向力偏心距增大时，其承载力会（） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小 8.墙体作为受压构件，其高厚比与墙体厚度的关系是（） A. 厚度越大，高厚比越大 B. 厚度越大，高厚比越小 C. 厚度与高厚比成正比 D. 无直接关系 9.砌体局部受压破坏的主要形式是（） A. 整体失稳 B. 砌体压碎 C. 竖向裂缝贯通 D. 水平裂缝展开 10.影响墙、柱稳定性的最主要因素是（） A. 砌体强度 B. 高厚比 C. 砂浆性能 D. 砌筑质量 二、多选题（每题3分，共10道，共计30分） 1.砌体轴心受压破坏的阶段包括（） A. 裂缝出现阶段 B. 裂缝扩展阶段 C. 破坏阶段 D. 稳定阶段 2.影响砌体抗压强度的主要因素有（） A. 块体的强度等级 B. 砂浆的强度等级及性能 C. 砌筑质量 D. 构件的高厚比 3.墙、柱高厚比验算的内容包括（） A. 整片墙的高厚比 B. 壁柱间墙的高厚比 C. 构造柱间墙的高厚比 D. 独立柱的高厚比 4.无筋砌体受压构件承载力的影响因素有（） A. 砌体抗压强度设计值 B. 构件截面面积 C. 高厚比 D. 轴向力偏心距 5.砌体局部受压的分类包括（） A. 局部均匀受压 B. 局部非均匀受压 C. 局部集中受压 D. 局部周边受压 6.下列关于砌体应力状态的说法，正确的有（） A. 轴心受压时，砌体处于三向受压状态 B. 偏心受压时，砌体一侧受拉一侧受压 C. 局部受压时，砌体内部应力分布不均匀 D. 砌体抗拉强度远低于抗压强度 7.降低墙、柱高厚比的有效措施有（） A. 增加墙体厚度 B. 设置构造柱 C. 设置壁柱 D. 减少墙体高度 8.无筋砌体受压构件，当高厚比增大时，其承载力变化的特点有（） A. 承载力逐渐降低 B. 降低幅度随偏心距增大而增大 C. 与砌体强度无关 D. 与截面面积成正比 9.砌体局部受压承载力的影响因素有（） A. 局部受压面积 B. 砌体抗压强度 C. 周围砌体的约束作用 D. 局部受压面积的形状 10.下列属于砌体结构常见受力状态的有（） A. 轴心受压 B. 偏心受压 C. 局部受压 D. 受弯受剪 三、判断题（10道，共20分） 1.砌体轴心受压破坏时，裂缝首先出现在单块砖内。（） 2.砂浆的流动性越好，砌体的抗压强度越高。（） 3.墙、柱高厚比越大，结构的稳定性越好。（） 4.无筋砌体受压构件的承载力计算公式中，截面面积越大，承载力越高。（） 5.砌体局部受压时，局部受压强度高于砌体轴心抗压强度。（） 6.轴向力偏心距越大，无筋砌体受压构件的承载力越大。（） 7.砌筑质量对砌体抗压强度的影响仅次于块体和砂浆的强度。（） 8.壁柱的设置可以有效减小墙体的有效高厚比。（） 9.砌体的抗拉强度主要取决于砂浆的抗拉强度。（） 10.局部受压时，周围未直接受压的砌体对局部受压砌体有约束作用。（） 四、简答题（1道，共10分） 1.简述砌体轴心受压破坏的全过程及各阶段的主要特点，并说明砌体抗压强度低于单块砖抗压强度的原因。 五、计算题（共1题，10分） 某教学楼承重砖柱，截面尺寸为490mm×620mm，采用MU25烧结普通砖、M10水泥砂浆砌筑，砌体抗压强度设计值。柱高，两端铰支，轴向力设计值N=550kN，轴向力偏心距e=0.05m（沿截面短边方向）。 已知：影响系数可查规范得，构件截面面积 要求： 1.计算该砖柱的高厚比，并判断其是否满足高厚比限值要求（已知砌体高厚比限值 2.验算该砖柱的受压承载力是否满足要求。 ■真题练习 六、真题练习单选（每题2分，总共10分） 1.（22年真题单选题）某砌体结构房屋，外墙厚度240mm，墙高3.6m，采用M5水泥砂浆砌筑，无门窗洞口，其高厚比与下列数值最接近的是（） A. 12 B. 15 C. 18 D. 21 2.（20年真题单选题）下列关于砌体局部受压的说法，符合高考考点的是（） A. 局部受压面积越大，局部受压强度越高 B. 局部受压时，砌体的应力分布均匀 C. 梁端支承处砌体属于局部受压，需进行承载力验算 D. 局部受压强度与砌体轴心抗压强度相等 3.（18年真题单选题）无筋砌体受压构件，当轴向力偏心距e=0.2h（h为截面短边尺寸）时，其承载力影响系数的主要影响因素是（） A. 仅砌体强度 B. 仅高厚比 C. 高厚比和偏心距 D. 仅截面面积 4.（22年真题单选题）下列措施中，可提高砌体抗压强度的有（） A. 提高块体的强度等级 B. 采用高强度等级砂浆 C. 改善砌筑质量，保证灰缝饱满 D. 增加构件的高厚比 5.（20年真题单选题）关于墙、柱稳定性的高考考点，下列说法正确的有（） A. 墙、柱的稳定性主要通过高厚比验算保证 B. 门窗洞口会削弱墙体稳定性，需降低高厚比限值 C. 构造柱的设置可提高墙、柱的稳定性 D. 砌体强度越高，墙、柱的高厚比限值越大 ■参考答案 一、单选题答案 1.C 2.C 3.B 4.C 5.A 6.C 7.B 8.B 9.C 10.B 二、多项选择题 1.ABC 2.ABC 3.ABCD 4.ABCD 5.AB 6.ABCD 7.ABCD 8.AB 9.ABCD 10.ABCD 三、判断题 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.√ 8.√ 9.× 10.√ 四、简答题 砌体轴心受压破坏全过程及特点 砌体轴心受压破坏分为三个阶段： 1.裂缝出现阶段：当荷载较小时，砌体处于弹性阶段，单块砖内无明显裂缝；荷载增大至极限荷载的50%~70%时，单块砖内出现第一批竖向裂缝，此时裂缝仅在单块砖内，不贯通。 2.裂缝扩展阶段：荷载继续增大，单块砖内的竖向裂缝逐渐扩展、贯通，形成若干竖向小柱体；此时砌体变形发展加快，刚度降低，裂缝数量增多。 3.破坏阶段：荷载接近极限荷载时，竖向小柱体被压碎或砌体失稳，结构丧失承载能力，破坏前裂缝发展迅速，有一定预兆。 砌体抗压强度低于单块砖抗压强度的原因 1.单块砖在砌体中处于三向受压（或弯剪受压）状态，而非单纯的轴心受压，砖内存在弯剪应力，易导致砖提前开裂； 2.砌体中砂浆层不均匀、厚度不一致，使单块砖的受力不均匀，部分砖提前承受较大应力； 3.砌筑灰缝不饱满，导致砖与砂浆的粘结面存在空隙，应力传递不均匀，降低砌体整体承载能力。 五、计算题 1. 高厚比计算与验算 高厚比计算公式： 已知：柱高H=4.8m=4800mm，截面短边尺寸h=490mm 则β=4800/490≈9.80高厚比限值 因为9.80<28.8，所以满足高厚比限值要求。 2. 受压承载力验算 无筋砌体受压承载力计算公式： 已知： 代入计算右侧承载力： 左侧轴向力设计值N=550kN 因为，所以该砖柱的受压承载力不满足要求。 六、高考真题 1.B 2.C 3.C 4.ABC 5.ABC 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $