混合结构房屋墙体设计.ppt

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1、砌体结构,Masonry Structure,第四章 混合结构房屋墙体设计,砌体结构,4.2 房屋的静力计算方案,4.3 墙柱高厚比验算,4.4 单层房屋墙体计算,第四章,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,4.5 多层房屋墙体计算,4.6 地下室墙,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋：是指屋盖、楼盖等水平构件采用钢筋混凝土、钢材或木材，而墙、柱、基础等竖向构件采用砌体材料的房屋。砖混凝土结构 砖钢结构 砖木结构 工程 实例：民用建筑住宅、宿舍、教学楼、办公楼、商店、酒店、食堂、小 高层住宅（配筋砌体）、小高层公寓（配筋砌体）等；工业建筑中小型厂房、车间、仓库等。一般

2、情况下，混合结构房屋中的墙、柱自重约占房屋总重的60%，其费用约占总造价的40%，作好墙、柱对满足使用要求及确保房屋的安全、可靠具有非常重要的意义。,混合结构房屋的组成,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋的优点：混合结构房屋的墙体既是承重结构又是围护结构；混合结构房屋的墙体材料具有地方性，造价较低。对混合结构房屋的要求：混合结构房屋应具有足够的承载力、刚度、稳定性和整体性；混合结构房屋在地震区还应有良好的抗震性；混合结构房屋还应有良好的抵抗收缩变形、温度和不均匀沉降的能力。,混合结构房屋的组成,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,基础（墙下刚性基础、条形基础，筏板基础

3、、桩基础）上部结构 竖向承重构件墙、柱 水平承重构件屋盖、楼盖（梁、板、过梁、墙梁、挑梁）楼梯、阳台、雨篷 圈梁、构造柱,混合结构房屋的组成,墙,承重墙非承重墙（自承重墙）分隔墙（隔墙）,墙,外纵墙山墙内纵墙内横墙,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋的结构布置方案是整个结构设计的关键。混合结构房屋的结构布置方案应满足：建筑功能及使用（房屋平面的划分、房间的大小）要求；结构合理（荷载的传递、房屋的空间刚度）；经济要求。,混合结构房屋的结构布置方案,混合结构房屋的墙体布置原则：承重墙均匀对称，平面内对齐，竖向连续；总高度、层数和高宽比限值；墙体间距及局部尺寸限值；圈梁、构造柱设

4、置。,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋的结构布置方案,混合结构房屋的结构布置方案：横墙承重方案竖向荷载的传递路线为：,砌 体 结 构,5.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,横墙承重方案的特点,（1）横墙是主要的承重墙，纵墙为围护、隔断和将横墙连成整体的作用。对设在纵墙上的门窗洞口大小和位置的限制较少。,（2）由于横墙的数量多，间距小，又有纵墙在纵向拉结，房屋的空间刚度大、整体性好，在抵抗风荷载、地震作用和调整地基的沉降不均匀方面比纵墙承重方案好。,（3）横墙承重方案结构跨度小、整体性好，但与纵墙承重方案相比墙体材料用量多。,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混

5、合结构房屋的结构布置方案,混合结构房屋的结构布置方案：纵墙承重方案竖向荷载的传递路线为：,砌 体 结 构,5.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,纵墙承重体系方案的特点,（1）纵墙是主要的承重墙，横墙虽然也承受荷载，但设置横墙的目的是为了满足房屋空间刚度和整体性的要求，因此，其间距可较大。这种方案房屋的空间较大，有利于使用上的灵活布置。,（2）由于纵墙承受的荷载较大，所以设在纵墙上门窗洞口的大小和位置受到一定限制。,（3）由于横墙数量较少，相对于横墙承重方案而言，房屋的横向刚度较小，整体性较差，楼盖材料用量多，墙体材料用料少。,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋的结构布置

6、方案：纵横墙承重方案竖向荷载的传递路线为：,混合结构房屋的结构布置方案,特点：1.纵横墙均作为承重构件，使得结构受力较为均匀，避免墙体局部承载过大；2.既可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性。,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋的结构布置方案：内框架承重方案竖向荷载的传递路线为：,混合结构房屋的结构布置方案,内框架承重方案的特点,（1）墙和柱都是承重构件，由于取消了内墙由柱代替，在使用上可以取得较大空间，而不需增加梁的跨度；,（2）由于竖向承重材料不同，钢筋混凝土柱和砖的压缩量不同，基础形式不同，容易产生基础不均匀沉降，若设计处理不当，会使构件产生较大附加应

7、力。,（3）横墙较少，房屋的空间刚度差，抗震性能差。,（4）对抗震设防地区，宜采用多排柱的内框架结构体系。,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋的结构布置方案：底层框架承重方案 一般临街的建筑，底层为大空间的商店，采用框架结构；上部则为小开间的由横墙或纵墙承重的住宅。底层刚度很小，往往是薄弱处，设计中需要特别注意。竖向荷载的传递路线为：,混合结构房屋的结构布置方案,优点：底层为大空间。缺点：施工较复杂；底层刚度很小。,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,混合结构房屋结构布置方案,横墙承重方案 纵墙承重方案 纵横墙承重方案 内框架承重方案 底层框架承重方案,根据结构的承重

8、体系及竖向荷载的传递路线，混合结构房屋结构布置方案可分为：,4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案,在实际工程中，一般情况下没有绝对的横墙承重体系或绝对的纵墙承重体系，当房屋的平面形状复杂时，在不同的区段可以采用不同的承重体系，如：在办公楼的门厅等较空旷部分采用内框架承重体系，而其他部分采用纵横墙承重体系。,根据不同的使用要求、以及地质、材料、施工等条件，按照安全可靠、技术先进、经济合理的原则，对几种可能的承重方案进行经济技术比较，正确选用比较合理的承重体系。,4.2 房屋的静力计算方案,混合结构房屋由屋盖、楼盖与墙体的连接以及纵、横墙的相互拉结而形成一个空间结构体系（能承受空间力系的结构体

9、系），此空间结构体系承受各种竖向荷载（结构自重、屋面和楼面的活荷载）和水平荷载（风荷载和地震荷载）。在荷载作用下房屋的抗变形能力称为房屋的空间刚度。,混合结构房屋的空间工作,墙体的计算是混合结构房屋结构设计的重要内容：,墙体的内力计算墙体的截面承载力计算,4.2 房屋的静力计算方案,混合结构房屋的空间工作,情况一：单层房屋，外纵墙承重，两端没有设置山墙，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖。竖向荷载的传递路线：水平荷载的传递路线：确定计算单元,4.2 房屋的静力计算方案,计算简图,纵墙顶的水平位移（up）主要取决于纵墙的刚度，而屋盖结构的水平刚度只是保证传递水平荷载时两边纵墙位移的相同。,计算单元的受力

10、单跨平面排架 平面受力体系,荷载是均匀分布，纵墙的刚度是相等的，则在水平荷载作用下整个房屋墙顶的水平位移（up）相同。,4.2 房屋的静力计算方案,混合结构房屋的空间工作,情况二：单层房屋，外纵墙承重，两端有山墙，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖。竖向荷载的传递路线：水平荷载的传递路线：确定计算单元,4.2 房屋的静力计算方案,有了山墙后风荷载不只是在纵墙和屋盖组成的平面排架内传递，而是在屋盖和山墙组成的空间结构中传递，结构存在空间作用。,u 山墙顶面水平位移，与山墙的刚度有关；u1 屋盖平面内产生的弯曲变形，与屋盖的刚度及横（山）墙间距有关。,4.2 房屋的静力计算方案,房屋的空间刚度取决于横（山

11、）墙的刚度、横（山）墙的间距及屋（楼）盖的水平刚度（与屋盖类型有关）。,4.2 房屋的静力计算方案,房屋各层的空间性能影响系数i,注：i=1n，n为房屋的层数。,屋盖或楼盖类别中，1类为：整体式，装配整体式和装配式无檩体系钢 筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖，2类为：装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖，轻钢屋 盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖，3类为：瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖。,4.2 房屋的静力计算方案,混合结构房屋静力计算方案的分类,确定静力计算方案的目的：确定混合结构房屋中墙、柱的计算简图（支承条件、计算长度、荷载）；混合结构房屋的静力计算方案的确定：如何考虑荷载作用下房屋的侧移？在荷载作用下，房

12、屋的水平位移很小，可以忽略不计刚性方案；在荷载作用下，房屋的水平位移较大，不能忽略不计弹性方案；在荷载作用下，房屋的水平位移介于上述二者之间刚弹性方案；,4.2 房屋的静力计算方案,混合结构房屋静力计算方案的分类,空间性能影响系数 在一定范围内即认为是某一种方案。例如：第一类屋盖0.77 属弹性方案；0.330.77 属刚弹性方案。,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,第一类屋盖k=0.03；第二类屋盖k0.05；第三类屋盖k0.065；,4.2 房屋的静力计算方案,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,静力计算方案,房屋空间刚度的大小,屋盖或楼盖的类别和房屋中横

13、墙的间距以及刚度的大小,刚性方案和刚弹性方案的横墙,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,规范：刚性方案或刚弹性方案的横墙应符合的要求：,（1）横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50；,（2）横墙的厚度不宜小于180mm；,（3）单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于H/2（H为横墙总高度）。,横墙应与纵墙同时砌筑，如不能同时砌筑时，应采取其他措施以保证房屋的整体性。,刚性方案和刚弹性方案的横墙,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,刚性方案和刚弹性方案的横墙,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,刚性方案

14、和刚弹性方案的横墙,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,悬臂横墙,刚性方案和刚弹性方案的横墙,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,刚性方案和刚弹性方案的横墙,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,刚性方案和刚弹性方案的横墙,砌 体 结 构,5.2 混合结构房屋的静力计算方案,多层房屋也可仿照上述方法计算：,刚性方案和刚弹性方案的横墙,4.3 墙柱高厚比验算,定义：高厚比 是指墙柱的计算高度H0与墙厚或柱截面边长h的比值。H0/h高厚比越大，构件越细长，其稳定性就越差，进行墙柱的高厚比验算，就是要求其实际高厚比小于允许高厚比。,允许高厚比是在考虑了以

15、往的实践经验和现阶段材料质量和施工水平的基础上确定的。,砌 体 结 构,墙柱的允许高厚比限值（表15-7）,4.3 墙柱高厚比验算,4.3 墙柱高厚比验算,将一块块的砖从地面往上叠砌，当砌到一定的高度时，即使不受外力作用这样的砖墩也将倾倒。若砖墩的截面尺寸加大，则其不致倾倒的高度显然也要加大。若砖墩上下或四周边的支承情况不同，则其不致倾倒的高度也将不同。混合结构房屋中，砌体结构及其构件必须满足承载力计算的要求外，还必须保证其稳定性。在砌体结构设计规范中规定，用验算墙、柱高厚比的方法来进行墙、柱稳定性的验算。,为什么要验算墙、柱的高厚比？,4.3 墙柱高厚比验算,墙柱的高厚比过大,虽然强度计算满

16、足要求,但可能在施工砌筑阶段因过度的偏差倾斜鼓肚等现象以及施工和使用过程中出现的偶然撞击、振动等因素造成丧失稳定。同时还考虑到使用阶段在荷载作用下墙柱应具有的刚度，不应发生影响正常使用的过大变形。验算墙、柱高厚比是保证墙、柱在使用阶段和施工阶段的稳定性必须采取的一项构造措施。,4.3 墙柱高厚比验算,高厚比验算主要包括三个问题:一是允许高厚比的限制；二是墙、柱实际高厚比的确定;三是哪些墙需要验算高厚比。,4.3 墙柱高厚比验算,4.3.1 允许高厚比及影响高厚比的因素,根据工程实践经验，经过大量调查研究及理论校核得到墙、柱允许高厚比值，墙、柱允许高厚比，应按砌体结构设计规范表 6.1.1采用,

17、表 6.1.1 墙、柱允许高厚比b值,这是在特定条件下规定的允许值，当实际的客观条件有所变化时，有时是有利一些，有时是不利一些，所以还应该从实际条件出发作适当的修正。,砌 体 结 构,4.3.1 允许高厚比及影响高厚比的主要因素,影响高厚比的因素：,5.3 墙柱高厚比验算,（1）砂浆强度等级,砂浆的强度直接影响砌体的弹性模量，而砌体弹性模量的大小又直接影响砌体的刚度。砂浆强度高，允许高厚比可以放大些。,（2）砌体类型,毛石墙比一般砌体墙的刚度差，允许高厚比应降低，组合砌体由于其中的钢筋混凝土刚性好，允许值可提高。,砌 体 结 构,影响高厚比的因素：,5.3 墙柱高厚比验算,（3）横墙间距,横墙

18、间距越小，墙体的稳定性和刚性越好，横墙的间距越大，则稳定性和刚性越差。用改变墙体的计算高度来考虑这一因素。,4.3.1 允许高厚比及影响高厚比的主要因素,砌 体 结 构,影响高厚比的因素：,5.3 墙柱高厚比验算,（4）支承条件,刚性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处水平位移小（假定为不动铰支座），刚性好，允许高厚比可以放大。弹性和刚弹性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处水平位移较大，允许值相对小些。验算时用改变计算高度考虑。,4.3.1 允许高厚比及影响高厚比的主要因素,砌 体 结 构,影响高厚比的因素：,5.3 墙柱高厚比验算,（5）墙体截面刚度,墙体截面惯性矩较大，稳定性好。当墙上门窗洞口削

19、弱较多时，允许高厚比应降低，可以通过有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数来考虑。,（6）构件重要性和房屋的使用情况,对次要构件，如非承重墙允许值可以增大；对于使用时有较大振动的房屋则应酌情降低。,4.3.1 允许高厚比及影响高厚比的主要因素,砌 体 结 构,影响高厚比的因素：,5.3 墙柱高厚比验算,（7）构造柱间距,墙中设有钢筋混凝土构造柱时可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度，高厚比验算时采用设构造柱墙允许值提高系数c来考虑。,4.3.1 允许高厚比及影响高厚比的主要因素,4.3.2 墙柱高厚比验算 目的：保证构件在荷载作用下的稳定，在满足强度要求的同时具 有足够的稳定性；通过高厚比控制，使墙、柱

20、有足够刚度，避免出现过大的 侧向变形；保证施工中安全。验算要求：H0/h121.影响墙柱允许高厚比的因素（1）砂浆强度等级：砂浆强度等级越高，墙柱的越大.,墙柱的允许高厚比 值,（2）砌体类型（墙、柱）；（3）构件重要性：非承重墙的修正系数11.0，1根据墙的厚度按下列规定采用：h=240mm;1=1.2；h=90mm;1=1.5；240mm h=90mm;1可按插入法取值；对于承重墙，11.0。（4）砌体截面型式：墙体上门窗洞口削弱越多，墙体越小；有门窗洞口的墙的修正系数210.4bs/s，且20.7时，取20.7；(见图)s相邻窗间墙或壁柱之间的距离；bss范围内的门窗洞口宽度）无门窗洞口

21、时21.0。,（5）横墙间距：横墙间距越大，墙柱的越小；（6）静力计算方案：刚性方案，相对大一些；弹性和刚弹 性方案，相对小一些。2.墙柱的计算高度H0 H0表中系数构件高度H 构件高度H的确定：对于底层，构件下端取基础顶面；当基础 埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地坪下500mm处。3.墙柱高厚比验算（1）矩形墙柱的高厚比验算：H0/h12（2）带壁柱墙的高厚比验算：作整片墙的高厚比验算和 壁柱间墙高厚比验算,整片墙的高厚比验算（整体）：H0/hT12 式中：hT带壁柱墙截面(T形截面)的折算厚度，3.5i，I、A为T形截面的惯性矩和截面面积；H0按相邻横墙间距s确定。“砌规”中单层房屋带壁

22、柱墙的计算宽度（考虑翼缘bf）：壁柱宽+2/3墙高(窗间墙宽度，壁柱间距离）壁柱间墙的高厚比验算（局部）：H0/h12 式中：h壁柱间墙厚（矩形截面）H0按刚性方案，且按相邻壁柱间距s确定。说明：对于有圈梁及构造柱时的高厚比验算，按“砌规”确 定。（不做要求）,4.3 墙柱高厚比验算,验算局部高厚比（构造柱间墙的高厚比验算）,设有构造柱墙,验算局部高厚比（壁柱间墙的高厚比验算）,带壁柱墙,验算整体高厚比（整片墙的高厚比验算）,矩形截面墙、柱的高厚比验算,墙柱高厚比验算,验算整体高厚比（整片墙的高厚比验算）,4.3 墙柱高厚比验算,应选取哪些墙体验算高厚比?最不利原则！层高高的一层墙体的高厚比；

23、同一层墙体中，墙厚一样时算承重墙的高厚比；有洞口的墙体的高厚比；拉接墙间距较大的墙体的高厚比；墙厚较薄的墙体的高厚比；材料强度有变化处。,本节小结 为什么要验算墙、柱的高厚比；墙、柱允许高厚比；影响墙、柱允许高厚比的因素；墙、柱高厚比验算；高厚比验算具体位置的选取。,4.3 墙柱高厚比验算,选择题:,1 砌体结构中对墙、柱高厚比验算是保证：（A）砌体构件不致丧失稳定；（B）砌体构件侧向不致刚度不足；（C）砌体截面不致承载不足；（D）砌体结构的刚性方案。2 混合结构房屋中，验算墙、柱高厚比是为了（）。（A）满足稳定性要求；（B）满足承载力要求；（C）节省材料。3 影响砌体结构墙、柱允许高厚比值的

24、主要因素是（）。（A）块材的强度等级；（B）砂浆的强度等级；（C）是否设置有壁柱；（D）房屋的静力计算方案。4 设计墙体时，当验算高厚比不满足要求时，可增加（）。（A）拉接墙间距；（B）墙体高度；（C）墙体厚度；（D）建筑面积。5 砌体结构中，墙体的高厚比验算与下列何项无关。（A）稳定性；（B）承载大小；（C）开洞及洞口大小；（D）是否承重墙。,4.3 墙柱高厚比验算,判断题:,1 下列何项论述是不正确的？（A）墙、柱的高厚比系指墙、柱的计算高度H0与墙厚或矩形 截面柱边长h的比值；（B）墙、柱的允许高厚比值与墙、柱的承载力计算有关；（C）墙、柱的高厚比验算是砌体结构设计的重要组成部分；（D）

25、高厚比验算是保证砌体结构构件稳定性的重要构造措施之一。2 砌体结构墙、柱允许高厚比值（）。（A）随砂浆的强度等级的提高而增大；（B）随砂浆的强度等级的提高而减小；（C）与砂浆的强度等级无关。,【例4.1】某三层办公楼平面布置如图所示，采用装配式钢筋混凝土楼盖，纵横向承重墙均为190mm，采用MU7.5混凝土小型空心砌块，双面粉刷，二三层用Mb5砂浆，层高均为3.6m，窗宽均为1800mm，门宽均为1000mm，试验算二层各墙的高厚比。,办公楼二层平面图,解（1）确定静力计算方案,最大横墙间距,查表4.2属于刚性方案,承重墙高 H=3.6m(2H=7.2m)，h=190mm,查表4.3，Mb5砂

26、浆，=24,（2）纵墙高厚比验算,外纵墙高厚比验算,查表4.4，H0=1.0H=3.6m,承重墙,满足要求,内纵墙高厚比验算,H0=1.0H=3.6m,承重墙,满足要求,承重横墙高厚比验算,s=6.3m,Hs2H,承重墙,横墙无门窗洞口,满足要求,【例4.2】某单层仓库，其纵横承重墙采用Mu10砖，M7.5混合砂浆，如图所示。全长6*6=36m，宽12m，层高4.5m，装配式无檩体系屋盖。验算外纵墙和山墙高厚比。,解确定静力计算方案,该仓库为1类房屋，查表4.2，横墙间距,属刚弹性方案,壁柱下端嵌固于室内地坪以下0.5m处，墙的高度 H=4.5+0.5=5m，查表4.3，M7.5砂浆，=26,

27、验算外纵墙高厚比,带壁柱墙截面几何特征计算,截面面积,形心位置,惯性矩,回转半径,折算厚度,纵墙整片墙高厚比验算,查表4.4，,承重墙,满足要求,壁柱间墙高厚比验算,承重墙,满足要求,验算山墙高厚比,山墙整片墙高厚比验算,纵墙间距s=12m32m，属刚性方案,承重墙,满足要求,验算山墙高厚比,构造柱间墙高厚比验算,构造柱间距,查表4.4，,承重墙,满足要求,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,4.4 刚性方案房屋计算,计算假定：在荷载作用下，墙、柱可视为上端不动铰支承于屋盖，下端嵌固于基础的竖向构件。,4.4.1 承重纵墙的计算,1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4

28、 刚性方案房屋计算,1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算,作用在结构上的荷载及内力计算如下：,（1）屋面荷载作用：屋盖自重、屋面活荷载（雪荷载）,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算,作用在结构上的荷载及内力计算如下：,（1）屋面荷载作用：屋盖自重、屋面活荷载（雪荷载）,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算,作用在结构上的荷载及内力计算如下：,（2）风荷载作用：墙面上和屋面上（女儿墙）,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,1.单

29、层刚性方案房屋承重纵墙的计算,作用在结构上的荷载及内力计算如下：,（2）风荷载作用：墙面上和屋面上（屋面上）,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算,作用在结构上的荷载及内力计算如下：,（3）墙体自重作用：砌体、内外粉刷及门窗自重,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算,作用在结构上的荷载及内力计算如下：,（4）控制截面及内力组合,墙面宽度一般取窗间墙宽度；控制截面：墙柱顶端11截面 按偏心受压验算承载力，并验算梁下砌体的局压 墙柱下端22截面 风荷载作用下最大弯

30、距Mmax对应的33截面 22、33截面按偏心受压验算承载力,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（1）选取计算单元,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（1）选取计算单元,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（2）竖向荷载作用下的计算,在竖向荷载作用下，多层房屋的墙、柱在每层高度范围内，可近似视为两端铰支的竖向构件。,多层房屋上下层墙体在楼盖支承处均为铰接。在计算某层墙体时，以上各层荷

31、载传至该层墙体顶端的弯距为零；而在所计算层墙体顶端截面处，由楼盖传来的竖向力则应考虑其偏心距。,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（2）竖向荷载作用下的计算,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（2）竖向荷载作用下的计算,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（2）竖向荷载作用下的计算,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计

32、算,（2）竖向荷载作用下的计算,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（2）竖向荷载作用下的计算,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（2）竖向荷载作用下的计算,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（3）水平荷载作用下的计算,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,（3）水平荷载作用下的计算,符合下列要求的刚性方案多层房屋，

33、静力计算可不考虑风荷载的影响：,（1）洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3；,（2）层高和总高不超过表5-5的规定；,（3）屋面自重不小于0.8,4.4.1 承重纵墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,4.4.2 承重横墙的计算,在以横墙承重的房屋中，纵墙长度较大，但其间距（一般为房间的进深）不大。符合表5-2中刚性方案房屋对横墙间距的要求（计算横墙时则为纵墙间距），属于刚性方案房屋。在计算这类房屋的横墙时，楼（屋）盖可作为墙体的不动铰支座。,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,承重横墙的计算简图和内力分析和刚性方案承重纵墙相同，但有以下区别：,1.计算单元和计算简图,

34、横墙一般承受屋盖、楼盖传来的均布荷载，通常取b=1m宽度作为计算单元，每层横墙视为两端不动铰接的竖向构件。,构件的高度H取值和纵墙相同，对于底层房屋，为楼板顶面到基础顶面的距离，当基础埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处；对于房屋其他层次，为楼板或其他水平支承点间的距离（即层高）；但当顶层为坡屋顶时，则取层高加上山墙高度的一半。,4.4.2 承重横墙的计算,砌 体 结 构,5.4 刚性方案房屋计算,承重横墙的计算简图和内力分析和刚性方案承重纵墙相同，但有以下区别：,2.承载力验算,横墙所受荷载也和纵墙一样计算，但对中间墙则承受两边楼盖传来的竖向力。当由横墙两边的恒载和活载引起的竖

35、向力相同时，沿整个墙体高度都承受轴心压力，这是控制截面应取墙体底部。如果横墙两边的楼板的构造不同或开间不等，则作用于墙顶上的荷载为偏心荷载，尚应按偏心受压构件来验算横墙上部截面的承载力；当活荷载很大时，也应考虑只有一边作用着活荷载的情况，按偏心受压构件来验算横墙上部截面的承载力。,4.4.2 承重横墙的计算,砌 体 结 构,5.5 弹性和刚弹性方案房屋的计算,4.5 弹性和刚弹性方案房屋计算,弹性方案单层房屋的静力计算，可按屋架或大梁与墙（柱）为铰接的、不考虑空间作用的平面排架计算。计算假定：,（1）纵墙、柱上端与屋架（或屋面梁）铰接，下端在基础顶面处固接；,（2）屋架（或屋面梁）可视作刚度无

36、限大的系杆，在荷载作用下不产生拉伸或压缩变形，因此柱顶水平位移值相等。,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,5.5 弹性和刚弹性方案房屋的计算,弹性方案单层房屋的计算简图：铰接平面排架。,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,5.5 弹性和刚弹性方案房屋的计算,弹性方案单层房屋的计算步骤：,1）先在排架上端加上一个假设的不动铰支座，成为无侧移的平面排架，计算出此时假设的不动铰支座的反力和相应的内力，其内力计算方法和刚性方案相同；,2）把已求出的假设柱顶支座反力反方向作用在排架顶端，求出这种受力情况下的内力；,3）将上述两种计算结果进行叠加，抵消了假设的柱顶支座反力

37、，仍为有侧移的平面排架，可得到按弹性方案的计算结果。,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,5.5 弹性和刚弹性方案房屋的计算,以两柱均为等截面，且柱高、截面尺寸和材料均相同的单层单跨弹性方案房屋为例：,1.屋盖荷载作用下,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,5.5 弹性和刚弹性方案房屋的计算,2.风荷载作用下,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,5.5 弹性和刚弹性方案房屋的计算,2.风荷载作用下,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,2.风荷载作用下,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,控制截面：,弹性方案房屋墙柱

38、控制截面为柱顶11截面及柱底22截面，其承载力验算与刚性方案相同。,4.5.1 弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,考虑房屋的空间作用，计算简图与弹性方案相似；不同点：在排架的柱顶加上一个弹性支座，支座刚度与房屋空间性能影响系数有关。,砌 体 结 构,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,刚弹性方案单层房屋的内力分析过程：,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,以两柱均为等截面，且柱高、截面尺寸和材料均相同的单层单

39、跨刚弹性方案房屋为例：,1.屋盖荷载作用下,屋盖荷载为对称荷载，排架顶端无位移，所以其计算方法和弹性方案相同。,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,2.风荷载作用下,计算方法类似于弹性方案，由图（b）和（c）两部分叠加：,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,多跨等高的刚弹性方案单层房屋，由于空间刚度比单跨房屋好，故其空间性能影响系数值仍可按单跨房屋采用。,刚弹性方案房屋墙柱的控制截面也为柱顶1-1截面和柱底22截面，其承载力验算和刚性方案相同。截面验算时，应根据使用过程中可能同时作用的荷载进行组合，并取其最不利者进行验算。,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计

40、算,砌 体 结 构,1.刚弹性方案多层房屋的静力计算方法,单层房屋：由于屋盖和纵、横墙的联系，在纵向各开间之间存在相互制约的空间作用。,多层房屋：除了在纵向各开间之间存在空间作用外，各层之间也存在互相联系、互相制约的空间作用。,4.5.2 刚弹性方案单层房屋的计算,砌 体 结 构,4.5.3 刚弹性方案多层房屋的计算,1.刚弹性方案多层房屋的静力计算方法,在水平荷载作用下，刚弹性方案多层房屋墙、柱的内力分析可仿照单层刚弹性方案房屋，考虑空间性能影响系数，取多层房屋一个开间为计算单元作为平面排架的计算简图。,砌 体 结 构,1.刚弹性方案多层房屋的静力计算方法,计算步骤：,刚弹性方案多层房屋在竖

41、向荷载作用下的内力计算方法和刚性方案多层房屋相同。,4.5.3 刚弹性方案多层房屋的计算,砌 体 结 构,2.上柔下刚多层房屋的计算,多层房屋，当下面各层作为办公室、宿舍、住宅时，横墙间距较小；而顶层作为会议室、俱乐部等用房时，横墙间距较大。房屋顶层横墙间距超过刚性方案的限值，而下面各层的横墙均符合刚性方案的要求。,计算上柔下刚多层房屋时，顶层可按单层房屋计算，其空间性能影响系数可根据屋盖类别按表5-1采用；下面各层按刚性方案计算。,4.5.3 刚弹性方案多层房屋的计算,砌 体 结 构,3.上刚下柔多层房屋,多层房屋中，当底层用作商店、食堂、娱乐室，而上面各层用作住宅、办公室等时，其底层横墙的

42、间距超过了刚性方案的限值，而上面各层的横墙均符合刚性方案的要求。,4.5.3 刚弹性方案多层房屋的计算,砌 体 结 构,4.6 地下室墙,4.6.1 概述,地下室顶板：现浇或装配式钢筋混凝土楼盖；,地下室地面：现浇素混凝土地面；,地下室墙体：砌体结构。,地下室外墙需承受土和地下水的侧压力，一般较首层墙体厚。为保证房屋上部结构有较好的空间刚度，要求地下室的横墙布置要密些，纵横墙之间要很好地结合。,砌 体 结 构,4.6.1 概述,地下室墙体计算的特点：,（1）地下室墙体计算一般为刚性方案；,（2）由于地下室墙体较厚，一般可不进行高厚比验算；,（3）进行地下室墙体计算时，作用于墙体上的荷载除上部墙

43、体传来的荷载、首层地面梁板传来的荷载和地下室墙体自重外，还有土的侧压力、地下水压力，有时还有室外地面荷载；,（4）当墙下大放脚材料强度较低时，还应验算大放脚顶部的局部受压。,砌 体 结 构,4.6.2 地下室墙体的荷载,砌 体 结 构,4.6.2 地下室墙体的荷载,砌 体 结 构,4.6.3 地下室墙体的计算简图和截面验算,1.计算简图,当地下室墙体基础的宽度较小时，其计算简图和楼层间的墙体一样，按两端铰支的竖向构件计算。上端铰支于地下室顶盖梁底或板底处，下端铰支于混凝土地面上皮水平处，计算高度取地下室层高。但当施工期间未浇捣混凝土地面，或混凝土地面尚未达到足够强度时就进行回填土，这时应取基础

44、底面处靠摩擦支承作为不动铰支点。,砌 体 结 构,4.6.3 地下室墙体的计算简图和截面验算,1.计算简图,砌 体 结 构,4.6.3 地下室墙体的计算简图和截面验算,1.计算简图,砌 体 结 构,4.6.3 地下室墙体的计算简图和截面验算,1.计算简图,砌 体 结 构,4.6.3 地下室墙体的计算简图和截面验算,2.内力计算及截面验算,砌 体 结 构,4.6.3 地下室墙体的计算简图和截面验算,2.内力计算及截面验算,砌 体 结 构,4.6.3 地下室墙体的计算简图和截面验算,3.施工阶段抗滑移验算,施工阶段在回填土时，土对地下室墙体将产生侧压力。如果这时上部结构产生的轴向力还较小，则应按下式验算基础底面的抗滑能力：,Thanks for Your Attention!,