建筑结构墙体设计.ppt

9.3房屋结构布置方案,房屋的结构布置方案：,内框架结构承重体系,横墙承重体系,纵墙承重体系,纵横墙承重体系,混合结构的房屋：主要承重构件由不同材料所组成的房屋，如楼（屋）盖等水平承重结构用钢筋混凝土（或钢木），而墙、柱与基础等竖向承重结构采用砌体材料 。,9.3房屋结构布置方案,一、横墙承重体系,当房屋开间不大(一般为34.5m)，横墙间距较小，将楼(或屋面)板直接搁置在横墙上的结构布置称为横墙承重方案。 房间的楼板支承在横墙上，纵墙仅承受本身自重。,9.3房屋结构布置方案,一、横墙承重体系,传力路线： 屋（楼）面荷载 横墙 基础 地基,特点： 1.横墙为主要承重墙 2.横向刚度大、整体性好 3.结构简单施工方便 4.门窗设置要受限较少，抗震性能好,适用于： 宿舍、住宅、宾馆、办公室等小开间房屋,二、纵墙承重体系,9.3房屋结构布置方案,传力路线： 屋（楼）面荷载 纵墙 基础 地基,二、纵墙承重体系,9.3房屋结构布置方案,特点： 1.纵墙为主要承重墙 2.纵墙上的门窗设置要受到限制 3.空间刚度相对横墙承重体系差 4.楼（屋）盖用材较多、墙体用材较少。 5.房间空间较大,适用于： 食堂、俱乐部、厂房等,三、纵横墙承重体系,9.3房屋结构布置方案,特点： 1.纵横墙均为主要承重墙 2.空间刚度较好 3.房间布置较为灵活 4.有上述两种承重墙的优点 适用于： 多层房屋 传力路线：,三、纵横墙承重体系,9.3房屋结构布置方案,四、内框架结构承重体系,9.3房屋结构布置方案,特点： 1.内墙较少，可获得较大空间 2.空间刚度差，对抗震不利 3.由于采用了不同的材料，因而容易引起地基的不均匀沉降 4.施工不便 适用于： 仓库等有较大空间要求的房屋 传力路线：,四、内框架结构承重体系,9.3房屋结构布置方案,五、墙体布置一般原则： 1）尽可能采用横墙承重体系，尽量减少横墙间的距离，以增加房屋的整体刚度。 2）承重墙布置力求简单、规则，纵墙亦拉通，避免断开和转折，每隔一定距离设一道横墙，将内外纵墙拉结在一起，形成空间受力体系，增加房屋的空间刚度和增强调整地基不均匀沉降的能力。 3）承重墙所承受的荷载力求明确，荷载传递的途径应简捷、直接。开洞时应使各层洞口上下对齐。 4）结合楼盖、屋盖的布置，使墙体避免承受偏心距过大的荷载或过大的弯矩。,9.3房屋结构布置方案,9.4房屋静力计算方案,根据楼盖的类别及横墙间距分为： 刚性方案 弹性方案 刚弹性方案,9.4房屋静力计算方案,9.4房屋静力计算方案,混合结构中的纵墙、横墙、楼盖、屋盖和基础组成了一个空间受力体系，同时承受垂直荷载和水平荷载的作用，受力十分复杂，为了方便计算，一般要简化成平面受力简图，对于空间性能的影响可用空间性能影响系数来反映。,计算简图,9.5砌体房屋的构造要求,一、墙柱高厚比验算 为何要验算墙和柱的高厚比？ 1.为了保证砌体的稳定性； 2.避免受力后产生过大的横向变形； 3.防止施工中出现过大的轴线偏差。,高厚比：墙柱计算高度（H0）与墙厚（h）的比值。,计算高度：承载力计算及高厚比验算所采用的高度,受压构件的计算高度H0,9.5砌体房屋的构造要求,1、矩形截面高厚比验算公式,2、带壁柱墙的高厚比验算 为了满足构造要求和稳定的要求，墙上通常加设构造柱或壁柱。带构造柱或壁柱墙可能整片墙失稳，也可能沿构造柱或壁柱间的墙失去稳定性。 所以带构造柱和壁柱的墙体高厚比验算应包括整片墙的验算和壁柱间墙体的验算。,9.5砌体房屋的构造要求,（2）壁柱间墙的高厚比验算 壁柱间墙和构造柱间墙的高厚比验算，此时s应取相邻壁柱间或相邻构造柱间的距离。设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱间墙和构造柱墙，当时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点（ 为圈梁的宽度）。,9.5砌体房屋的构造要求,（1）整片墙的高厚比验算 此时截面为T形，墙厚应改为折算厚度。,（1）整片墙的高厚比验算 此时截面为T形，墙厚应改为折算厚度。,（2）壁柱间墙的高厚比验算 壁柱间墙和构造柱间墙的高厚比验算，此时s应取相邻壁柱间或相邻构造柱间的距离。设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱间墙和构造柱墙，当时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点（ 为圈梁的宽度）。,二、砌体房屋的构造要求 1、一般构造要求 （1）最小截面规定 承重墙的独立砖柱截面尺寸不应小于240mm370mm。毛石墙的厚度，不宜小于350mm。毛料石柱截面较小边长不宜小于400mm。当有振动荷载时，墙柱不宜采用毛石砌筑。,9.5砌体房屋的构造要求,（2）墙柱连接构造 1) 填充墙隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接。 2) 山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部，屋面构件应与山墙可靠拉结 3) 砌块砌体应分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不得小于90mm 。当搭砌长度不满足上述要求时，应在水平灰缝内设置不少于 2 根直径 4mm的焊接钢筋网片。（横向钢筋的间距不宜大于200mm), 网片每端均应超过该垂直缝，其长度不得小于300mm。,9.5砌体房屋的构造要求,4 ）砌块墙与后砌隔墙交接处，应沿墙高每隔400mm 在水平灰缝内设置不少于2根直径4mm，横向间距不大于200mm的焊接钢筋网，如下图,9.5砌体房屋的构造要求,5）混凝土砌块房屋，宜将纵横墙交接处、距墙中心处每边不小于300mm范围内的孔洞，采用 不低于Cb20灌孔混凝土灌实，灌实高度应为墙身全高。 6) 在砌体中留槽洞及埋设管道时，应遵守下列规定： 不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线。 不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时，应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。对受力较小或未灌孔的砌块砌体，允许在墙体的竖向孔洞中 设置管线。,9.5砌体房屋的构造要求,2、防止墙体开裂的主要措施 （1）开裂部位 经常发生在房屋的高度、重量、刚度有较大变化处；地质条件剧变处；基础底面或埋深变化处；房屋平面形状复杂的转角处；整体式屋盖或装配式屋盖房屋顶层的墙体，见图；其中尤以纵墙的两端和楼梯间为甚。,9.5砌体房屋的构造要求,（2）开裂原因 一是由于温度变化引起的，钢筋混凝土线膨胀系数=1.0105，砖墙线膨胀系数=0.5 105 二是由于地基不均匀沉降引起的。,9.5砌体房屋的构造要求,（3）防止墙体开裂的主要措施 1)为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。伸缩缝的间距可按表采用。,9.5砌体房屋的构造要求,砌体房屋伸缩缝的最大间距,9.5砌体房屋的构造要求,2)为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，可根据情况采取下列措施。 屋面应设置保温层、隔热层。 屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于6m, 并与女儿墙隔开，其缝宽不小于30mm。 采用装配式有模体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖。 在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层，滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等；对于长纵墙，可只在其两端23 个开间内设置，对于横墙可只在其两端各L/4 范围内设置 (L为横墙长度 ) 。,9.5砌体房屋的构造要求,顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋。 顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置 3 道焊接钢筋网片 ( 纵向钢筋不宜少于24 横筋间距不宜大于200mm)或 26 钢筋，钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于1m,9.5砌体房屋的构造要求,顶层墙体有门窗洞口时，在 过梁上的水平灰缝内设置 23道焊接钢筋网片或 26钢筋，并应伸入过梁两端墙内不小于600mm。 顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于 M5。 女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。 房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱。,9.5砌体房屋的构造要求,3) 为防止或减轻房屋底层墙体裂缝，可根据情况采取下列措施。 增大基础圈梁的刚度。 在底层的窗台下墙体灰缝内设置 3 道焊接钢筋网片或 26钢筋，并伸入两边窗间墙内不小于600mm。 采用钢筋混凝土窗台板，窗台板嵌入窗间墙内不小于600mm。,9.5砌体房屋的构造要求,4) 墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向每隔400500mm设拉结钢筋，其数量为每120mm墙厚不少于16 或焊接钢筋网片，埋入长度从墙的转角或交接处算起，每边不小于600mm，见图。 5) 对灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块或其他非烧结砖，宜在各层门、窗过梁上方的水 平灰缝内及窗台下第一和第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或 2 6钢筋；焊接钢筋网片或 钢筋应伸入两边窗间墙内不小于600mm。当灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块或其他非烧结砖实体墙长大于5m 时，宜在每层墙高度中部设置23 道焊接钢筋网片或36的通长水平钢筋，竖向间距宜为500mm。,9.5砌体房屋的构造要求,6) 为防止或减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层第一、第二开间门窗洞处的裂缝，可采取下列措施。 在门窗洞口两侧不少于一个孔洞中设置不小于时112 钢筋，钢筋应在楼层圈梁或基础锚固，并采用不低于 Cb20 灌孔混凝土灌实。 在门窗洞口两边的墙体的水平灰缝中，设置长度不小于900mm、竖向间距为400mm的24焊接钢筋网片。 在顶层和底层设置通长钢筋混凝土窗台梁，窗台梁的高度宜为块高的模数，纵筋不少于410、箍筋6200，Cb20 混凝土。,9.5砌体房屋的构造要求,7) 当房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙 体内设置竖向控制缝，在墙体高度或厚度突然变化处也宜设置竖向控制缝，或采取其他可靠的防裂措施。竖向控制缝的构造和嵌缝材料应能满足墙体平面外传力和防护的要求。 8)灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结性好的砂浆砌筑 ，混凝土砌块砌体应采用砌块专用砂浆砌柱。,9.5砌体房屋的构造要求,三、过梁,混合结构房屋中门窗洞口上部所设置的梁称为过梁。 它的作用是承受门窗洞口顶面以上砌体自重以及上层楼面梁板传来的均布荷载或集中荷载。 根据所用材料的不同，过梁分为砖砌过梁和钢筋混凝土过梁两大类。砖砌过梁按其构造不同，又分为砖砌平拱过梁、砖砌弧拱过梁和钢筋砖过梁等几种形式。,9.5砌体房屋的构造要求,（一）砖砌平拱过梁 将砖竖立和侧立成跨越门窗洞口的过梁称为砖砌平拱过梁。 其厚度等于墙厚，高度一般为240mm和370mm，净跨度Ln不宜超过1.8m，砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm。在计算高度范围内砖不应低于Mu7.5，砂浆不宜低于M10。,9.5砌体房屋的构造要求,（二）砖砌弧拱 将砖竖立和侧立砌成弧形的拱式过梁称砖砌弧拱。砖砌弧拱的净跨度Ln与矢高f（拱顶至拱脚边线的垂直距离）有关: 当f/Ln=1/81/12时，Ln=2.53.0m f/Ln=1/51/6时，Ln=3.04.0m。 砖砌弧拱竖砖砌筑高度不小于120mm，砂浆不宜低于M10计算高度范围内砖不应低于Mu7.5。弧拱过梁建筑立面较美观，但由于其施工复杂，一般仅在对建筑外形有特殊要求的房屋中采用。,9.5砌体房屋的构造要求,（三）钢筋砖过梁 在过梁底部水平灰缝内配置58，根数不少于2根，间距不宜大于120的纵向受力钢筋而形成的过梁称为钢筋砖过梁。钢筋砖过梁净跨Ln不宜超过2.0m。过梁底面一般采用1:3水泥砂浆铺平，砂浆层厚度不小于30mm，钢筋伸入支座内长度每边不少于240mm，并在末端弯钩。过梁的计算高度一般取Hw=Ln/3，在过梁计算高度范围内砌筑砂浆不低于M2.5，且应与两侧墙体同时砌筑。,9.5砌体房屋的构造要求,（四）过梁上的荷载 试验表明，当过梁上墙体达到一定高度后，过梁上的墙体形成的内拱将产生卸载作用，使一部分荷载直接传给支座，过梁上的荷载包括砌体自重和过梁计算高度范围内的梁、板荷载。根据试验结果及分析，规范规定过梁上的荷载取值按下表规定采用。,9.5砌体房屋的构造要求,1.挑梁的受力特点及破坏特征 a.弹性工作阶段挑梁在未受外荷载前，墙体自重及其上部荷载在挑梁埋入墙体部分的上、下界面产生初始压应力。当在挑梁端部施加外荷载F后，挑梁与墙体上、下界面的竖向正应力分布，随着F的增加，应力也逐渐增大，挑梁与墙体上界面墙边处的竖向拉应力将首先达到墙体沿通缝截面的抗拉强度而出现水平裂缝。,9.5砌体房屋的构造要求,四、挑梁,b挑梁埋入端斜裂缝出现前阶段随着外荷载的增加，原已出现的水平裂缝将不断向内发展。同时，挑梁埋入端下界面出现了水平裂缝并向前发展。随着上、下界面水平裂缝不断分别向后向前发展，挑梁埋入端上界面受压区和墙边下界面受压区也不断减小，从而在挑梁埋入端上角砌体处产生裂缝。随着外荷载的继续增加，此裂缝将沿砌体灰缝向后上方发展成阶梯裂缝 ，其与垂线的夹角平均为57，此时外荷载约为倾覆时外荷载的80%。斜裂缝的出现预示挑梁将进入倾覆破坏阶段。在上述过程中，斜裂缝以上墙体、挑梁上墙体及其上部荷载将共同抵抗倾覆荷载，而不是象以往认为的只有挑梁上墙体及其上部荷载才能抵抗倾覆荷载。,9