混合结构房屋设计.ppt

建筑结构 项目五 混合结构房屋设计 混合结构房屋墙 柱设计 由钢筋混凝土作屋 楼 盖 用砌体材料作墙 柱所组成的房屋 工程上称为混合结构房屋 1混合结构房屋的结构布置方案 墙体的布置是整个房屋结构布置的重要环节 墙体布置与房屋的使用功能和房间面积有关 且影响建筑物整体刚度 房屋的结构布置可分为四种方案 由于横墙的数量较多且间距小 同时横墙与纵墙间有可靠的拉结 因此房屋的整体性好 空间刚度大 对抵抗作用在房屋上的风荷载及地震力等水平荷载十分有利 1 1横墙承重体系 横墙承重体系的特点 1 横墙是主要承重墙 此种体系对纵墙上门窗位置 大小等的限制较少 2 横墙间距很小 一般在2 7 4 5m之间 房屋的空间刚度大 整体性好 这种体系对抵抗风 地震等水平作用和调整地基不均匀沉降等方面 较纵墙承重体系有利得多 3 这种体系房屋的楼盖 或屋盖 结构比较简单 施工方便 材料用量较少 但墙体的材料用量较多 1 2纵墙承重体系 纵墙承重体系的特点 1 纵墙是房屋的主要承重墙 横墙间距可相当大 这种体系室内空间较大 有利于使用上灵活隔断和布置 2 由于纵墙承受荷载较大 故纵墙上门窗位置和大小受到一定限制 3 纵墙承重体系楼盖 屋盖 的材料用量较多 而墙体材料用量较少 1 3横纵墙承重体系 当建筑物功能要求房间的大小变化较多时 为了结构布置的合理性 采用纵横墙布置方案 纵横墙承重方案 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 纵 横两个方向的空间刚度均比较好 便于施工 所以适用于教学楼 办公楼 多层住宅等建筑 1 4内框架承重体系 这种体系房屋内部的钢筋混凝土柱与楼盖 或屋盖 梁组成内框架 与外墙共同承重 因此称为内框架承重体系 内框架承重体系的特点 1 外墙和柱都是主要承重构件 以柱代替承重内墙 取得较大的室内空间而不增加梁的跨度 2 由于主要承重构件材料性质不同 墙和柱的压缩性不同 基础形式不同易产生不均匀沉降 若设计处理不当 会使构件产生较大的附加内力 3 由于横墙较少 房屋的空间刚度较差 因而抗震性能也较差 1 5墙体布置一般原则 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 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 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 砌体房屋的结构计算包括两部分内容 内力计算和截面承载力计算 进行墙 柱内力计算要确定计算简图 因此首先要确定房屋的静力计算方案 即根据房屋的空间工作性能确定结构的静力计算简图 2房屋的空间刚度及静力计算方案 A 如果从两个窗口中间截取一个单元 则这个单元的受力状态与整个房屋的受力状态是一样的 B 两端加设山墙的单层房屋 由于山墙的约束 使得在均布水平荷载下 整个房屋墙顶的水平位移不再相同 距离山墙越近的墙顶受到山墙的约束越大 水平位移越小 a 刚性方案 b 弹性方案 c 刚弹性方案 2 2房屋的静力计算方案 以上分析 房屋空间刚度不同 其静力计算方案也不相同 而房屋的空间刚度主要取决于横墙的刚度和间距 同时也与屋盖 楼盖的水平刚度有关 因此 在横墙满足了强度及稳定要求时 可根据屋盖及楼盖的类别 横墙间距 按表确定房屋的静力计算方案 3墙 柱的高厚比 作为受压构件的墙 柱除满足承载力要求外 还须满足高厚比的要求 高厚比验算是保证房屋施工阶段和使用阶段稳定性与刚度的重要构造措施 高厚比 墙 柱计算高度H0与墙厚h 或与距形柱的计算高度相对应的柱边长 的比值 即 3 1墙 柱高厚比验算 墙柱高厚比应按下式验算 h 墙厚或矩形柱与相对应的边长 式中 墙 柱的允许高厚比 按表13 2采用 H0 墙 柱的计算高度 应按表13 3采用 自承重墙允许高厚比的修正系数 按规定采用 3 2带壁柱墙的高厚比验算 3 2 1带壁柱整片墙体高厚比的验算 视壁柱为墙体一部分 整片墙截面为T型截面 将T形截面墙按惯性矩和面积相等的原则换算成矩形截面 折算厚度 其高厚比验算公式为 3 2 2壁柱之间墙局部高厚比验算 验算壁柱之间墙体的局部高厚比时 壁柱视为墙体的侧向不动支点 计算H0时 s取壁柱之间的距离 且不管房屋静力计算方案采用何种方案 在确定计算高度H0时 都按刚性方案考虑 如果壁柱之间墙体的高厚比超过限制时 可在墙高范围内设置钢筋混凝土圈梁 设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙 当时 圈梁可视为墙的壁柱之间墙或构造柱墙的不动铰支点 b为圈梁宽度 如果不允许增加圈梁宽度 可按墙体平面外等刚度原则增加圈梁高度 以满足壁柱之间墙体或构造柱之间墙体不动铰支点的要求 这样墙高就降低为基础顶面 或楼层标高 到圈梁底面的高度 3 2 2带构造柱墙的高厚比验算 带构造柱墙的高厚比验算包括两部分 整片墙高厚比的验算和构造柱之间墙体局部高厚比的验算 考虑设置构造柱对墙体刚度的有利作用 墙体允许高厚比 可以乘以提高系数 c 13 3 3 1整片墙体高厚比的验算 构造柱间墙体的高厚比仍按公式 13 1 验算 验算时视构造柱为柱间墙的不动铰支点 计算时H0取构造柱间距 并按刚性方案考虑 3 3 2构造柱间墙体高厚比的验算 4墙 柱的一般构造要求 为了保证砌体房屋的耐久性和整体性 砌体