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第4章混合结构房屋墙体设计 混合结构房屋的组成及结构布置方案房屋的静力计算方案墙柱高厚比验算单层房屋墙体计算多层房屋墙体计算地下室墙体 4 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋的组成定义 砌体墙 柱和其他材料楼屋盖组成的房屋常称为 混合结构 房屋 砖混结构房屋 砖木结构房屋 房屋的构件 屋盖 楼盖 纵墙 横墙 柱 基础 楼梯 结构布置方案纵墙承重方案横墙承重方案纵横墙承重方案内框架承重方案 混合结构房屋的组成及结构布置方案 纵墙承重方案 竖向荷载传递方式 屋 楼 面荷载 屋架 梁 纵墙 基础 地基 纵墙承重方案 特点纵墙为承重墙 横墙数量相对较少 承重墙间距一般较大 房屋的空间刚度比横墙承重体系小 纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制 横墙为自承重墙 房屋的划分比较灵活 楼盖的材料用量较多 墙体的材料用量较少 横墙承重方案 竖向荷载传力路线 屋 楼 面荷载 横墙 基础 地基 横墙承重方案 特点横墙为承重墙 间距较小 3 4 5m 结构整体性好 空间刚度大 有利于抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降纵墙作为围护 隔断墙 其设置门窗洞口的限制较少 纵墙立面处理比较灵活 楼盖的材料用量较少 但墙体的用料较多 施工方便 纵横墙承重方案 竖向荷载传力路线 双向板引起的纵横墙承重 纵横墙承重方案 特点 兼有横墙和纵墙承重体系的特点 房屋平面布置比较灵活 空间刚度较好 内框架承重方案 竖向荷载传力路线 内框架承重方案 特点室内空间较大 平面布置灵活由于横墙少 房屋的空间刚度和整体性较差由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同 结构易产生不均匀的竖向变形框架和墙的变形性能相差较大 在地震时易由于变形不协调而破坏 4 2房屋的静力计算方案 混合结构房屋的空间工作空间受力体系墙 柱设计墙 柱内力计算墙 柱承载力计算计算简图的确定 水平荷载传递路径 两端无山墙的单层房屋 水平荷载纵墙纵墙基础地基两端有山墙的单层房屋 水平荷载纵墙 纵墙基础 屋盖结构山墙山墙基础 地基 计算简图的确定 两端无山墙的单层房屋 平面排架 计算简图的确定 两端有山墙的单层房屋 山墙顶水平位移 屋盖平面内产生的弯曲变形 混合结构房屋的空间工作 空间性能影响系数通过试验并结合经验得出不同屋盖形式 不同横墙间距下的空间性能影响系数 见P59表4 1 房屋静力计算方案的分类 刚性方案弹性方案刚弹性方案 实际上 房屋静力计算方案的划分可依据屋盖 楼盖类型 按横墙间距来划分P60表4 2 刚性方案房屋 刚弹性方案房屋对于横墙的要求 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 横墙的厚度不宜小于180mm单层房层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横墙总高度的一半 当横墙不能同时符合上述要求时 应对横墙的刚度进行验算 要求横墙保证墙顶最大水平位移 横墙顶部位移计算示意图 每个开间内作用于柱顶的水平力 4 3墙柱高厚比验算 一 墙柱高厚比验算的目的 保证墙柱的稳定性 二 影响受压砌体稳定性的因素砂浆强度等级砌体截面刚度砌体类型构件的重要性及房屋的使用情况构造柱间距及截面横墙间距支承条件 三 允许高厚比 墙柱高厚比验算 四 墙 柱的计算高厚比 墙柱高厚比验算 表4 4受压构件的计算高度H0 五 一般墙柱高厚比验算 墙 柱的计算高厚比 自承重墙允许高厚比修正系数 有门窗洞口墙允许高厚比修正系数 墙柱高厚比验算 注意几个问题 1 当洞口高度小于墙高1 5时 不考虑洞口作用 即 2 当横墙间距较小时 高厚比不受限制 墙柱高厚比验算 3 变截面柱的高厚比可按上下截面分别验算 有吊车作用房屋 当荷载作用组合不考虑吊车作用时 变截面柱上段的计算高度可按表4 4的规定采用 变截面柱下段的计算高度依照下列三种情况取不同的值P63 墙柱高厚比验算 六 带壁柱墙的高厚比验算1 整片墙体高厚比验算 A 多层房屋 有洞和无洞 B 单层房屋 C 带壁柱墙的条形基础 计算截面翼缘宽度确定P63 墙柱高厚比验算 2 壁柱间墙体高厚比验算 无论房屋属何种方案 确定H0时一律按刚性方案考虑 墙柱高厚比验算 七 带构造柱墙高厚比验算 构造柱允许高厚比提高系数 注意的取值P64 1 整片墙高厚比验算 墙柱高厚比验算 2 构造柱间墙高厚比验算 同壁柱间墙体高厚比验算 刚性方案 以构造柱距离作为s 墙柱高厚比验算 s 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 H s 2H 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 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 12m 32m 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 4 4单层房屋墙体的计算 单层刚性方案房屋承重纵墙计算单层弹性方案房屋承重纵墙计算单层刚弹性房屋承重纵墙计算 单层刚性方案房屋承重纵墙计算 单层刚性方案房屋承重纵墙计算 1 屋面荷载产生的内力 单层刚性方案房屋承重纵墙计算 2 风荷载产生内力 单层刚性方案房屋承重纵墙计算 3 墙体自重 不等厚墙体尚应考虑上阶柱自重对下阶柱产生的弯矩M1 G1e1 且在施工阶段应按悬臂构件计算 单层刚性方案房屋承重纵墙计算 内力组合 按 荷载规范 规定考虑多种组合 并取最不利组合进行验算 单层刚性方案房屋承重纵墙计算 控制截面 柱顶I I 风荷载产生最大弯矩对应的截面II II 柱底截面III III 单层弹性方案房屋承重纵墙计算 0 77 单层弹性方案房屋承重纵墙计算 1 屋面荷载产生的内力 2 风荷载产生内力 单层弹性方案房屋承重纵墙计算 单层刚弹性方案房屋承重纵墙计算 033 0 77 4 5多层房屋墙体计算 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 计算单元选取 取有代表性的一段 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 1计算单元选取 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 2竖向荷载作用下计算简图 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 3 竖向荷载下的内力计算示例 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 4 水平荷载下计算简图及内力计算不考虑风荷载的条件 同时满足 洞口水平面积不超过全截面面积的2 3层高和总高不超限P73表4 5屋盖自重不小于0 8kN m2 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 5 控制截面选取每层取两个截面进行验算 I I II II n层墙体截面和材料均相同 取底层的两个截面进行验算 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算 注意 对于跨度大于9m的房屋 尚应考虑砌体的嵌固作用产生的梁端弯矩 按下式计算 多层刚性方案房屋承重横墙的计算 计算单元和计算简图 多层刚性方案房屋承重横墙的计算 计算单元和计算简图 多层刚性方案房屋承重横墙的计算 控制截面选取及承载力计算 横墙受力特点 轴心受压或偏心受压 4 6地下室墙体 地下室墙体的计算特点静