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2013年结构工程师考试:基础科目辅导讲义
砌 体 结 构
一、块体
块体是砌体的主要部分，目前我国常用的块体可以分为以下几类。
(一)烧结普通砖、烧结多孔砖
I.烧结普通砖
将粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等原料调水塑压成砖坯，干燥后送人焙烧窑经过高温烧结而成烧结粘土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。这种砖是一种保温、隔热、耐久性能良好的建筑材料，可用于各种房屋的地上及地下结构。烧结普通砖的外形尺寸应符合规定，目前我国生产的标准烧结普通砖规格为240mm×ll5mm×53mm.烧结普通砖一般是实心的，也可以留有均匀的孔洞，不过孔洞率不得超过规定的限值。但是，我国小块粘土砖墙体的传统首先势必改革，以迈向现代砌体结构发展的道路。
2.烧结多孔砖
烧结多孔砖的原料与烧结普通砖的相同，也是经过高温烧结制成。
在砖中竖向设置较多小孔或若干个大孔，孔洞率不小于25%，主要用于承重部位的 砖，称为烧结多孔砖，简称多孔砖。多孔砖具有许多优点：可减轻结构自重;由于砖厚度较大，可节约砌筑砂浆或减少工时;此外，材料用量和电力及燃料亦可相应减少。
我国烧结多孔砖类型很多，这里介绍三种规格：KMl、KPl及KP2.KMl的规格为 190nmX190mmX90mm，KPl的规格为240rnmXll5mmX90mrn，K P2的规格为240mmX 180mmXll5rrm.编号中的字母K表示孔洞，M表示模数，P表示普通。即前者为模数多孔砖，后二者为普通多孔砖。以上三种规格多孔砖的生产量占全国烧结多孔砖的总产量很大的份额。
有水平孔洞的粘土空心砖空心率可达40%——60%，一般用于填充墙、分隔墙等非承重部位，称为烧结空心砖。
块体的强度等级符号以“MU”表示，单位为MPa(N/m㎡)。烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级划分为：MU30、MU25、MU15和MUl0.
(二)蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖
将硅质材料压制成坯型，并经高压釜蒸养而成的实心砖均屑此类。
蒸压灰砂砖以石英砂为主要用料，拌以10%——20%的石灰。这种砖不用于温度长期超过200℃、骤冷骤热和受酸性介质侵蚀的部位。
蒸压粉煤灰砖以电厂粉煤灰为主要用料，掺配一定比例的石灰、石膏和集料或一些碱性激发剂等。这种砖的抗冻性、长期强度稳定性和防水性能等稍差，可用于一般建筑。
这类砖的强度等级划分为：MU25、MU20、MUl5和MUl0.
(三)砌块
块体尺寸较大时，称为砌块。高度在180——350mm的块体，一般称为小型砌块;高度在360——900mm的块体，一般称为中型砌块……。中型砌块尺寸大、重量重，由于生产、运输、砌筑等等方面的原因，近年来我国已很少采用中型砌块的房屋建筑，现行规范也取消了中型砌块的内容，规范中的砌块即指的是小型砌块。
我国目前应用的砌块按材料分有两种：
1.混凝土空心砌块：由普通混凝土制成，有单排孔的和多排孔的，空心率在25%～50%，主规格尺寸为390rnm~190mm~190mm. 2.轻骨料混凝土空心砌块：有单排孔的和多排孔的，用于承重的单排孔砌块材料多为水泥煤渣混凝土和煤矸石混凝土，用于承重的多排孔砌块(空心率不大于35%)材料多为陶粒混凝土、火山灰混凝土和浮石混凝土。
以上两种砌块简称混凝土砌块或砌块。
砌块的长度应满足建筑模数的要求，在竖向尺寸上结合层高与门窗来考虑，力求型号少，组装灵活，便于生产、运输和安装。砌块的厚度及空心率应根据结构的承载力、稳定性、构造与热工要求决定。
砌块的强度等级划分为：M20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5.
(四)石材
在建筑中，常用的有重质天然石(花岗石、石灰石、砂岩)及轻质天然石。重质天然石强度高，耐久，但导热系数大，开采困难，一般用于基础砌体和重要建筑物的贴面，不宜作采暖房屋的墙壁，因其厚度大。石砌体中的石材应选用无明显风化的天然石材。
石材按其加工后的外形规则程度，可分为料石和毛石。
1.料石
(1)细料石：通过细加工，外形规则，叠砌面凹人深度不应大于10mm，截面的宽度、高度不宜小于200mm，且不宜小于长度的1/4.(2)半细料石：规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于15mm.(3)粗料石：规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于20mm.(4)毛料石：外形大致方正，一般不加工或仅稍加修整，高度不应小于200mm，叠砌面凹人深度不应大于25mm.
2.毛石
形状不规则，中部厚度不应小于200mm.石材的强度等级，可用边长为70mm的立方体试块的抗压强度表示。抗压强度取三个试件破坏强度的平均值。石材的强度等级划分为MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20.当采用其他边长的立方体试块时，其强度等级应乘以相应的换算系数。
二、砂浆
砂浆是由胶结材料(石灰、水泥)和细骨料(砂)加水搅拌而成的混合材料。其作用是将砌体中的砖石连接成整体而共同工作。同时，因砂浆抹平砖石表面使砌体受力均匀，此外，砂浆填满砖石间缝隙，提高了砌体的保温性与抗冻性。
砂浆按其配合成分可分为：
(1)水泥砂浆：按一定的重量比或体积比由水泥与砂加水拌和而成，它是无塑性掺和料的纯水泥砂浆。
(2)混合砂浆：按一定重量比由水泥、掺和料(石灰膏、粘土)与砂加水拌和而成，它是有掺和料的水泥砂浆，如石灰水泥砂浆、粘土水泥砂浆。
(3)非水泥砂浆：按一定重量比由胶结材料石灰与砂加水拌和而成，它是不含水泥的砂浆，如石灰砂浆、石灰粘土砂浆。
砂浆的强度是由28天龄期的每边长为70.7mm的立方体试件的抗压强度指标为依据，其强度等级符号以“M”表示，划分为M15、M10、M7.5、M5和M2.5.验算施工阶段新砌筑的砌体强度，因为砂浆尚未硬化，可按砂浆强度为零确定其砌体强度。
砌筑用砂浆除强度和耐久性等要求外，还应具有以下的特性。
(1)流动性(或可塑性)
在砌筑砌体的过程中，要求块材与砂浆之间有较好的密实度，应使砂浆容易而且能够 均匀地铺开，也就是有合适的稠度，以保证它有一定的流动性。砂浆的可塑性，采用重 (力)3N、顶角300的标准锥体沉人砂浆中的深度来测定，锥体的沉人深度根据砂浆的用途规定为：用于砖砌体的为70——lOOmm;用于砌块砌体的为50——70mm;用于石砌体的为30——50mm.(2)保水性砂浆能保持水分的能力叫做保水性;砂浆的质量在很大程度上决定于其保水性。在砌 筑时，砖将吸收一部分水分，如果砂浆的保水性很差，新铺在砖面上的砂浆的水分很快被吸去，则使砂浆难于铺平，而使砌体强度有所下降。
砂浆的保水性以分层度表示，即将砂浆静止30min，上下层沉人量之差宜在10～20mm.在砂浆中掺人适量的掺和料，可提高砂浆的流动性和保水性，既能节约水泥，又可提高砌筑质量。纯水泥砂浆的流动性与保水性比混合砂浆差，因此，混合砂浆砌筑的砌体比同等级的水泥砂浆砌筑的砌体强度要高。
为了提高砌块砌体的砌筑质量，根据需要在水泥砂浆中掺人一定比例的掺和料和外加剂，采用机械搅拌制成，专门用于砌筑馄凝土砌块的砌筑砂浆，简称砌块专用砂浆，使砂浆具有更好的和易性和粘结力，其强度等级用Mb表示。同理，由水泥、集料、水以及根据需要掺入的掺和料和外加剂等组分，按一定比例混合，采用机械搅拌后，用于浇注混凝土砌块砌体芯柱或其他需要填实的孔洞部位的混凝土，简称砌块灌孔混凝土，其强度等级用Mb表示。
三、砌体
由块体和砂浆砌筑而成的整体结构称为砌体。
(一)无筋砌体
1.砖砌体在房屋建筑中，砖砌体用作内外承重墙或围护墙及隔墙。其厚度是根据承载力及高厚 比的要求确定的，但外墙厚度往往还需考虑到保暖及隔热的要求。砖砌体一般多砌成实砌的，有时也可砌成空斗的，砖柱则应实砌。
按照砖的搭砌方式，实砌砌体通常采用一顺一顶、梅花顶和三顺一顶砌合法。对上下两层顶砖间的顺砖愈多，则宽为240mm的两片半砖墙之间的联系愈弱，其承载能力有所下降。
实砌标准砖墙的厚度为120mm (半砖)、240mm(1砖)、370mm(1.5专砖)、490mm(2砖)、620mm(2专砖)、740mm(3砖)等。如果墙厚度不按半砖而按0.25砖进位，则需加砌一块侧砖而使厚度为180mm、300mm、420mm等。
2.砌块砌体目前采用的砌块砌体有普通混凝土小型空心砌块砌体、轻骨料混凝土小型空心砌块砌 体。用小型砌块可砌成190mm、90mm等不同厚度的墙体。
3;石砌体由石材和砂浆或石材和混凝土砌筑而成的整体结构称为石砌体，石砌体分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。
(二)配筋砌体
1.网状配筋砖砌体在砖柱或墙体的水平灰缝内配置网状钢筋或水平钢筋，则构成网状配筋砌体。
2.组合砌体由砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的砌体称为组合砌体。这种砌体用于承受偏心压力较大的墙和柱。
3.配筋砌块砌体
在对孔砌筑的混凝土砌块的竖向孔洞中设置竖向钢筋，并配以水平分布钢筋和箍筋，然后灌注灌孔混凝土形成配筋砌块砌体。
岩土工程勘察
各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求，正确反映工程地质条件，查明不良地质作用和地质灾害，提出资料完整，评价正确的勘察报告。
一、岩土工程勘察分级
岩土工程勘察首先应根据工程的重要性、工程场地以及建筑物地基的复杂程度确定勘察的级别。
(一)工程重要性等级
根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用后果， 可分成以下三个等级(1)一级工程：重要工程，造成后果很严重;
(2)二级工程：一般工程，造成后果严重;
(3)三级工程：次要工程，造成后果不严重。
(二)场地的复杂等级
根据建设场地工程地质复杂程度可分成：一级(复杂)场地、二级(中等复杂)场地 和三级(简单)场地。
场地的复杂程度主要是指具有下列条件之一者
(1)对建筑抗震危险、不利、有利(或抗震设防烈度等于或小于6度)的地段;
(2)不良地质作用强烈发育、一般发育、不发育地段;
(3)地质环境已经或可能受到强烈破坏、一般破坏、基本未受破坏;
(4)地形地貌复杂、较复杂、不复杂;
(5)有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地为复杂场地;基础位于地下水位以下的场地为中等复杂场地;地下水对工程无影响的为简单场地。
在确定场地复杂等级时，从一级开始向二级三级推定，以先满足为准。
(三)地基的复杂等级
地基的复杂程度主要是根据两方面地质情况进行分级。
第一，岩土种类多少、分布均 匀程度、性质变化大小是否需特殊处理;第二是否存在特殊性的岩土。按照其严重的程度分成一级(复杂)、二级(中等复杂)和三级(简单)地基。
根据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级，划分岩土工程勘察等级。
甲级在工程重要性、场地和地基复杂等级中，有一项或多项为一级;
乙级除甲级和丙级以外;
丙级在上述三项等级中，均为三级。
如果建筑在岩质地基上的一级工程，但场地和地基复杂等级均为三级时，岩土工程勘察可定为乙级。
多层及高层房屋
一、《考试大纲》的规定
结构体系及布置、框架近似计算、迭合梁、剪力墙结构、框-剪结构、框一剪结构设计 要点、基础
二、重点内容
1.结构体系和布置多层及高层房屋常用的结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架一剪力墙体系、筒 体体系。
(1)框架体系框架体系
是指竖向承重结构全部由框架所组成的多(高)层房屋结构体系。按照框架 布置方向的不同，框架体系可分为横向布置，纵向布置及纵横双向布置等三种。 框架结构用以承受竖向荷载是合理的，在非地震区框架结构一般可建至15层，最高 可达20层左右。框架结构在水平荷载作用下，房屋的抗侧移刚度小，水平位移大，故一般称它为柔性结构体系。
(2)剪力墙体系
剪力墙是一片高大的钢筋混凝土墙体。剪力墙既承受竖向荷载又承受水平荷载，因剪 力墙在其自身平面内有很大的侧向刚度，在水平面方向有刚性楼孟的支承，一般称此种结构体系为刚性结构体系。
板式(条式)体型的剪力墙一般均按横向布置。通常剪力墙的问距为3. 3～8m.当剪 力墙开有门窗洞口时，宜上下各层对齐，避免出现错洞墙，门窗洞口宜均匀布置。
(3)框架-剪力墙体系
框架-剪力墙体系是指由框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向力的承重结构体系。 在框架-剪力墙结构中，竖向荷载主要由框架承受，水平荷载则主要由剪力承受。在一般 情况下，剪力墙约可承受70 %～90 %的水平荷载。
剪力墙的布置除应满足使用要求外，宜放在恒载较大处，并宜尽量均匀对称，以免整个房屋在水平力作用下发生扭转。为了增加房屋的抗扭能力，剪力墙宜布置在房屋各区段 的两端。在平面形状或刚度有变化处，宜设置剪力墙，以加强薄弱环节。
(4)筒体体系简体体系
是指由单个或几个简体作为竖向承重结构的高层房屋结构体系。筒体可由实心钢筋混凝土或密集柱(称框筒)构成。在实际工程中，简体常和框架、剪力墙等结构同 时应用。
结构布置时，一般应考虑以下原则：
(1)应满足建筑使用要求，在布置结构时，应考虑施工上技术先进，提高工业化程度等因素。
(2)应使房屋平面尽可能规则整齐、均匀对称，体型力求简单，以尽可能减小房屋的扭转效应。
(3)提高结构的总体刚度减小侧移。除选择合理的结构体系外，还应从平面形状和立面变化等方面考虑减小结构的侧移;应避免结构竖向刚度的突变而形成结构薄弱层。
(4)考虑沉降、温度收缩，以及抗震缝等因素对建筑的影响。
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