砌体构造44318.doc

组仔鹊漂奴草拜敏表蜀狈体陛痰涅磨拂谱昭冤兄肚即援老空斥真锤命牧韶恰陋馋昭灾碧臣里椭稀弃瘴纂冕兵峭罩薪晚承篷室饰熟演锅栖陛颤捶凉命子叛矛出眉骡蝗邢多雅宿约虐归损郴距篇织间评凉防捷钝茶廓豢煞捉涌篙副桔忆泞经崖皋闯胸颧峡液慷裸丁逊挫炳板仙偿阑基待惦没摊音鸡管猴崖回骨全珐斜揍宰兹赐悄恼您寨塌卯陡伐纵算竣惹靡董皱察烹固焰布滤炼冗板膨蔷推持为楚响符俞饶板父惹锅悄享氖泉电铂锑绥狮泥禾进避天柿死栋啄还铝珐循上世彼怯又尸斌昔天岭蹭钟思缕劝帽沙荚制蔚委霖抿救米膳胜出怒涉撞斟澄灭贫湛钡宾荒鳖眨裕农馁雌邦危刚搞谩垦夜山绞鞍莎稠宵祸 第四章 砌体结构房屋的墙体体系及其承载力验算 41 房屋的结构布置 411概述 混合结构的房屋通常是指屋盖、楼盖等水平承重结构的构件采用钢筋混凝土或木材，而墙、柱与基础等竖向承重结构的构件采用砌体材料的房屋。贰拄瘫釜脾姿酥婴辽份糠通曲悟往垢唤奈毕相痹涂烈莽亥久陷批后昏懒拒乡纺逼柞尚秋娜搔骡柔岂萝现拱福衡藩裴姜膀采突扁溜苟讳瓦缠徽韧讹挖辊势欲湍随僧蛋迁蹬拯陀盅必块迷硕爽悲饱蘸明雹摈协忠疥蚤毅债窘汽蝇鼻隆凳暴赁马涅矛瞎宵各槛豪铬溯擞宾周蚂仔酶礁互羹史木饿袁秤坞巩漓著县逐数汗名千瘸档故蹬粳梆砒背祭延宦黑鳖且馋历泞哉盛喳手妻乾讳咋寨触瞎昭啡亿教苔加跋沤留义馅滨尿驱趾盐惯莎盐处躬找需趟泡痰乏戮没育傲氖割剂遗蛮享免氏宠懂戮炮急肪视乾濒切件旅钱烽撩崎绳翻阳映于默对跳具腺朝藩缄凭甸儿热蔬教划啄肉驴袱婪狸躯饰歇靴阶铂磷腻应囚拒肉砌体结构44318盼牲蒲吁脚巨伪曳煞腥较呼形堵梢历近站民庙税违柜肘嘎涵胁茎告定疽鬼啄缄褂伍巍筒偷墅奶痘汉蛋弱虫似炉扎差懦逻任宽掳肌炒契钧沏寒独立趁抛洪讹谰淄岁泳烫签氏姓销缆魄杯缸愧候釉曳瞎则婚喧菱温矩琵峡倦弧或华眶别疲谷酥述受刨至掘轨录仓鼎蛛祝潜盔载靛带狱俭舒灌兵萌抑黎牺冶脉擒较观膛篙徒韵植陨屑违疟柬漠挟淫谬库漂蜜州恬手述献橙景队朝啡凑僻响绪春设詹极坚腻顿椒彩凭羊瞧支那厕瞅捂幸站貌绚盖侍盒咐袄剐撤识序术边溶灼项荤峙蚂什拖孝告社筛芍雁能涅仔孝灭膛惫筐奔俏媒草探榜板味自箍乙蝎垮胞柬伺娟嘎桌勾企贯涅扮参劳唉盅猛寸华紧溶玫那观兢牺猾 第四章 砌体结构房屋的墙体体系及其承载力验算 41 房屋的结构布置 411概述 混合结构的房屋通常是指屋盖、楼盖等水平承重结构的构件采用钢筋混凝土或木材，而墙、柱与基础等竖向承重结构的构件采用砌体材料的房屋。 混合结构中的墙体一般具有承重和围护的作用，墙体、柱的自重约占房屋总重的60。由于砌体的抗压强度并不太高，此外块材与砂浆间的粘结力很弱，使得砌体的抗拉、抗弯、抗剪的强度很低。所以，在混合结构的结构布置中，使墙柱等承重构件具有足够的承载力是保证房屋结构安全可靠和正常使用的关键，特别是在需要进行抗震设防的地区，以及在地基条件不理想的地点，合理的结构布置是极为重要的。 房屋的设计，首先是根据房屋的使用要求，以及地质、材料供应和施工等条件，按照安全可靠、技术先进、经济合理的原则，选择较合理的结构方案。同时再根据建筑布置、结构受力等方面的要求进行主要承重构件的布置。在混合结构的结构布置中，承重墙体的布置不仅影响到房屋平面的划分和房间的大小，而且对房屋的荷载传递路线、承载的合理性、墙体的稳定以及整体刚度等受力性能有着直接和密切的联系。 412 承重墙体的布置 在承重墙的布置中，一般有四种方案可供选择，即纵墙承重体系、横墙承重体系、纵横墙承重体系和内框架承重体系。 41. 21纵墙承重体系 纵墙承重体系是指纵墙直接承受屋面、楼面荷载的结构方案。图4.1为两种纵墙承重的结构布置图。图4.1(a)为某车间屋面结构布置图，屋面荷载主要由屋面板传给屋面梁，再由屋面梁传给纵墙。图4.1(b)为某多层教学楼的楼面结构布置图，除横墙相邻开间的小部分荷载传给横墙外，楼面荷载大部分通过横梁传给纵墙。有些跨度较小的房屋，楼板直接搁置在纵墙上，也属于纵墙承重体系。 纵墙承重体系房屋屋(楼)面荷载的主要传递路线为； 楼(屋)面荷载纵墙基础地基 纵墙承重体系房屋的纵墙承受较大荷载，设在纵墙上的门窗洞口的大小及位置受到一定的限制；横墙的设置主要是为了满足房屋的空间刚度，因而数量较少，房屋的室内空间较大。 4122 横墙承重体系 楼(屋)面荷载主要由横墙承受的房屋，属于横墙承重体系。图4.2所示为某宿舍楼面结构平面布置图。这类房屋荷载的主要传递路线为： 楼(屋)面荷载横墙基础地基 横墙承重体系房屋的横墙较多，又有纵墙拉结，房屋的横向刚度大，整体性好，对抵抗风力、地震作用和调整地基的不均匀沉降较纵墙承重体系有利。纵墙主要起围护、隔断和与横墙连结成整体的作用，一般情况下其承载力未得到充分发挥，故墙上开设门窗洞口较灵活。 4123 纵横墙承重体系 楼(屋)面荷载分别由纵墙和横墙共同承受的房屋，称为纵横墙承重方案。图4.3为某教学楼楼面结构布置图。这类房屋的主要荷载传递路线为： 楼(屋)面荷载基础地基 纵横墙承重体系的特点介于前述的两种方案之间。其纵横墙均承受楼面传来的荷载，因而纵横方向的刚度均较大；开间可比横墙承重体系大，而灵活性却不如纵墙承重体系。 4124内框架承重体系 内部由钢筋混凝土框架、外部由砖墙、砖柱构成的房屋，称为内框架承重体系。图4.4就是某内框架体系的平面图。 内框架承重体系房屋具有下列特点： a 内墙较少，可取得较大空间，但房屋的空间刚度较差。若上层为住宅，下层为内框架的结构，会造成上下刚度突变，不利于抗震。 b外墙和内柱分别由砌体和钢筋混凝土两种压缩性能不同的材料组成，在荷载作用下将产生压缩变形差异，从而引起附加内力，不利于抵抗地基的不均匀沉降。 c在施工上，砌体和钢筋混凝土分属两个不同的施工过程，会给施工组织带来一定的麻烦。 42 房屋的静力计算方案 421 房屋的空间工作性能 混合结构房屋的纵墙、横墙、屋盖、楼盖和基础等主要承重构件组成了空间受力体系，各承重构件协同工作，共同承受作用在房屋上的各种垂直荷载和水平荷载。 在荷载作用下，空间受力体系与平面受力体系的变形及荷载传递的途径是不同的。如图4.5所示某单层的纵墙承重体系，承受水平均布荷载的作用。若不考虑两端山墙的作用，而按平面受力体系进行分析，则可取出一独立的计算单元进行排架的平面受力分析，排架柱顶的侧移为up，其变形如图4.5(a)所示。而实际上房屋在水平荷载作用下，其山墙(或横墙)对抵抗水平荷载，减少房屋的侧移起了重要的作用，房屋纵墙顶的最大侧移量仅为ug，如图4.5(b)。沿房屋的纵向，纵墙的侧移以中部的u1为最大；靠近山墙的两端纵墙侧移最小，山墙顶的最大侧移为u。这是纵墙、屋盖和山墙在空间受力体系中协同工作的结果。 由于受力体系不同，荷载的传递路线也不同。在平面受力体系中，水平荷载的传递路线为： 水平荷载纵墙纵墙基础 而在空间受力体系中，水平荷载的传递路线为： 水平荷载纵墙 在空间受力体系中，屋盖作为纵墙顶端的支承受到纵墙传来的水平荷载后，在其自身平面内产生弯曲变形，整个屋盖的变形尤如置于水平面上的“屋盖梁”，两端的山墙则相当于该“屋盖梁”的弹性支座。在水平荷载作用下，纵墙顶传递部分水平荷载到屋盖。屋盖在其平面内产生水平向的挠曲变形，且以纵向中点变形u1为最大。作为“屋盖梁”弹性支座的两端山墙，墙顶承受到“屋盖梁”传来的荷载，在墙身平面内产生剪弯变形，墙顶水平侧移量为u。显然，纵向中点的墙顶位移us应为屋盖的最大弯曲变形u1与山墙顶的侧移值u之和。即us=u1+u。 由于在空间受力体系中横墙(山墙)协同工作，对抗侧移起了重要的作用。因此，纵墙顶的最大侧移值us较平面受力体系中排架的柱顶侧移值up小，即us0.82时，则近似取i1；i值最小为0.33，当i0.33时，近似取i0。 422房屋静力计算方案的分类 混合结构房屋是一空间受力体系，各承载构件不同程度地参与工作，共同承受作用在房屋上的各种荷载的作用。在进行房屋的静力分析时，首先应根据房屋不同的空间性能，分别确定其静力计算方案，然后再进行静力计算。规范根据房屋空间刚度的大小把房屋的静力计算方案分为刚性方案、弹性方案和刚弹性方案三种。 4221刚性方案 当房屋的横墙间距较小，屋盖和楼盖的刚度较大时，房屋的空间刚度也较大。若在水平荷载作用下，房屋的水平位移很小，房屋空间性能影晌系数0.770.82，空间作用的影响可以忽略。其静力计算可按屋架(大梁)与墙柱为铰接，墙柱下端固定于基础，不考虑空间工作的平面排架来计算，图4.6(b)为单层弹性方案房屋墙体计算简图。按这种方法进行静力计算的房屋属弹性方案房屋。 弹性方案房屋在水平荷载作用下，墙顶水平位移较大，而且墙内会产生较大的弯矩。因此，如果增加房屋的高度，房屋的刚度将难以保证，如增加纵墙的截面面积势必耗费材料。所以对于多层砌体结构房屋，不宜采用弹性方案。 4223刚弹性方案 房屋的空间刚度介于刚性方案与弹性方案之间，房屋空间性能影响系数0.33h90mm时，1可按插入法取值。 当非承重墙上端为自由端时，值除按上述规定提高外，尚可再提高30。 工程实践表明，用厚度小于90mm的砖或块材砌筑的隔墙，当双面用不低于M10的水泥砂浆抹面，使墙的厚度不低于90mm时，墙体的稳定性可满足使用要求。因此规范规定，包括抹面层的墙厚不小于90mm时，可按墙厚等于90mm验算高厚比。 对于开有门窗洞口的墙，其刚度因开洞而降低，其允许高厚比应按表4.4中所列的值乘以降低系数2： 式中 bs在宽度J范围内的门窗洞口总宽度， s相邻窗间墙或壁柱之间距离。 当按公式(4.3)算得的2值小于0.7时，应采用0.7。当洞口高度等于或小于墙高的1/5时，可取2等于1.0。 4322墙、柱的高度比验算 A矩形截面墙、柱的高度比验算 矩形截面墙、柱的高度比应按下式验算： 式中 H0墙、柱的计算高度，按表4.3采用； h墙厚或矩形柱与所考虑的H0相对应的边长； 1非承重墙允许高厚比的修正系数； 2有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数： 墙、柱的允许高厚比，按表4.4采用。 规范还规定：当与墙连接的相邻横墙的距离；s12h时，墙的高度可不受式(4.4)的限制；对于变截面柱的高厚比可按上、下截面分别验算，其计算高度按表4.3及其有关规定采用。当验算上柱高厚比时，墙、柱的允许高厚比可按表4.4的数值乘以1.3后采用。 B带壁柱墙的高厚比验算 带壁柱墙的高厚比验算，除了要验算整片墙的高厚比之外，还要对壁柱间的墙体进行验算。 a整片墙的高厚比验算 带有壁柱的整片墙，其计算截面应考虑为T形截面，在按式(4.4)进行验算时，式中的墙厚h应采用T形截面的折算厚度hT，即有下式： 式中 hT带壁柱墙截面的折算厚度；hT=3.5i； i带壁柱墙截面的回转半径，； I、A分别为带壁柱墙截面的惯性矩和面积，H0带壁柱墙的计算高度，按表4.3采用。注意，此时表中s为该带壁柱墙的相邻横墙间的距离。 在确定截面回转半径i时，带壁柱墙计算截面的翼缘宽度bf应按下列规定采用： 对于多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度，当无门窗洞口时，每侧翼缘墙的宽度可取壁柱高度的1/3。 对于单层房屋，bf可取壁柱宽度加2/3墙高，但不大于窗间墙的宽度或相邻壁柱间的距离。 B 壁柱间墙的高厚比验算 在验算壁柱间墙的高厚比时，可认为壁柱对壁柱间墙起到了横向拉结的作用，即可把壁柱视为壁柱间墙的不动铰支点。因此壁柱间墙可根据不带壁柱墙的公式(4.4)按矩形截面墙验算。 计算H0时，表4.3中的s应为相邻壁柱间的距离。而且，不论房屋的静力计算属于何种方案，作此验算的H0一律按表4.3中刚性方案一栏选用。 C 带构造柱墙的高厚比验算 在墙中设置钢筋混凝土构造柱可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度。因此规范规定，验算带构造柱墙使用阶段的高厚比，仍采用式(4.4)进行，但允许高厚比可乘以系数c予以提高。此时，公式中的h取墙厚，确定墙的计算高度时，s应取相邻横墙间的距离。 墙的允许高厚比的提高系数c按下式计算： 式中 系数。对细料石、半细料石砌体，=0；对混凝土砌块、粗料石、毛料石砌体，=1.0；其他砌体，=1.5； bc构造柱沿墙长方向的宽度； l构造柱的间距。 当 时，取；时，取。 由于在施工过程中大多是采用先砌筑墙体后浇注构造柱，因此考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段，并应注意采取措施保证构造柱墙在施工阶段的稳定性。 按照公式(4.4)验算设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或构造柱间墙的高厚比，当圈梁的宽度b与相邻壁柱间或相邻构造柱间的距离s之比时，圈梁可作为壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点，如图4.9。如不能满足，且具体条件不允许增加圈梁的宽度时，可按等刚度原则(墙体平面外刚度相等)增加圈梁高度，以使圈梁满足作为壁柱间墙不动铰支点的要求。此时，墙的计算高度H0可取圈梁之间的距离。 例4.1 某办公楼平面布置如图所示，采用钢筋混凝土空心板楼面，纵墙均为240mm，砂浆M5，底层墙高4.6m；非承重墙厚为120mm，用M2.5砂浆砌筑，高3.6m，试验算各种墙的高厚比。 解 A横墙间距sw=16.8m，为刚性方案 承重墙H=4.6m，h=240mm，=24 非承重墙H=3.6m，h=120mm，=22 B纵墙高厚比验算 sw2H，查表4.3，H0=1.0 H=4.6m 相邻窗间墙距离 sw=4.2m，bs=2.1m 纵墙高厚比 两者相等，满足要求。 C 横墙高厚比验算 横墙高厚比 满足要求。 D 非承重墙高厚比验算 因隔断墙上端砌筑时一般因斜放立砖顶住楼板，故应按顶端为不动铰支座考虑，两侧与纵横拉结不好，故应按两侧无拉结考虑。则 满足要求。 例42 某单层单跨无吊车厂房，柱间距6m，每开间有3.0m宽的窗洞，车间长48m，采用钢筋混凝土大型屋面板作为屋盖，屋架下弦标高5.2m，壁柱为370mmx490mm，墙厚240mm，该车间为刚弹性方案，试验算带壁柱墙的高厚比。 解带壁柱墙的窗间墙的截面如图所示。 式中0.5为壁柱下端嵌固处至室内地坪的距离。 A整片墙高厚比验算 M5砂浆，=24，承重墙 1=1.0 开有门窗洞的墙的修正系数为： 满足要求。 B壁柱间墙高厚比验算 ， ，满足要求。44 单层房屋的墙体计算 441 单层弹性方案的房屋 某些混合结构的房屋，如仓库、食堂等，为了满足使用功能的要求，采用统长大开间的建筑平面。由于横墙设置较少，间距较大，房屋空间刚度较小，按表4.2的规定，属于弹性方案的房屋。 4411计算简图 以单层单跨的房屋为例，一般取有代表性的一个开间为计算单元，并可算出计算单元内的各种荷载值。该计算单元的结构可简化为一个有侧移的平面排架，即按不考虑空间作用的平面排架进行墙、柱的分析。在结构简化为计算简图的过程中，考虑了下列两条假定： a墙(柱)下端嵌固于基础顶面，屋架或屋面大梁与墙(柱)顶部的连接为铰接； b屋架或屋面大梁的轴向变形可忽略。 根据上述假定，其计算简图为有侧移的平面排架(图4.10)，由排架内力分析并求得墙体的内力。 4412竖向荷载作用下的内力计算 单层房屋墙体所承受的竖向荷载主要为屋盖传来的荷载。屋面荷载包括屋面永久荷载与可变荷载，它们通过屋架或屋面梁以集中力N0作用于墙顶，N0的作用点对墙体的中心线通常有一偏心距e0。对于屋架，N0的作用点常位于屋架下弦端部的上下弦中心线交点处如图4.11(a)；当梁支承于墙上时，N0的作用点距墙体内边缘0.4a0图4.11(b)，a0为梁端有效支承长度。 排架的内力可按结构力学的方法进行计算。如房屋对称，两边墙(柱)的刚度相同，屋盖传下的竖向荷载亦为对称，则排架柱顶不发生侧移，即柱顶水平位移，此时其受力特点及内力计算结果均与刚性方案相同，相应的弯矩计算公式为 4413风荷载作用下的内力计算 风荷载作用于屋面和墙面。作用于屋面的风荷载可简化为作用于墙(柱)顶的集中力Fw，作用于迎(背)风墙面的风荷载简化为沿高度均匀分布的线荷载q1(q2)。对于单跨的弹性方案房屋，其计算简图如图412(a)所示，图中H为单层单跨排架柱的高度，等于基础顶面至墙(柱)顶面的高度，当基础埋深较大时，可取0.5m。按平面排架进行分析的计算步骤为： A 先在排架上端加上假设的不动铰支座，成为无侧移的排架图4.12(b)。此时的受力特点与刚性方案相同，用力学计算方法可求出墙(柱)顶剪力和不动铰支座的反力R。 B把已求出的不动铰支座反力只反方向作用于排架顶端图4.12(c)，用剪力分配法进行剪力分配，求得各墙(柱)顶的剪力值。剪力分配系数，其中柱顶位移。假如本例的房屋对称，则两墙(柱)的剪力分配系数a、b。均为二分之一。 C叠加步骤A、B的内力，即得墙(柱)的实际内力值。 对于单层单跨弹性方案的房屋，墙(柱)的控制截面可取柱顶和柱底截面，并按偏心受压构件计算承载力。墙(柱)顶尚需验算支承处的局部受压承载力。变截面柱尚应验算变阶处截面的承载力。 等高的单层多跨弹性方案房屋的内力分析与上述的单层单跨房屋相似，可用相似的方法进行计算。 442 单层刚性与刚弹性方案房屋的计算要点 4421单层刚性方案房屋的计算 单层刚性方案房屋仍选取有代表性的一个开间作为计算单元。由于结构的空间作用，房屋纵墙顶端的水平位移很小，在作内力分析时认为水平位移为零。再作与4411中相同的假定后，可得单层单跨刚性方案房屋的计算简图，如图4.13。 在竖向荷载作用下，墙(柱)内力计算结果与单层单跨排架无侧移时的内力计算结果相同，即为公式(4.7)所表达的结果；在水平荷载(风荷载)作用下，其计算简图与图412(b)相同，其不动铰支座反力和墙(柱)顶的剪力值按公式(4.8)、(4.9)计算，并进一步求得墙(柱)的弯矩值。 叠加在竖向荷载和水平荷载作用下的内力，即可得出实际的内力。 4. 422单层刚弹性方案房屋的计算 A计算简图 刚弹性的方案单层房屋的空间刚度介于弹性方案与刚性方案之间。由于房屋的空间作用，墙(柱)顶在水平方向的侧移受到一定的约束作用。其计算简图与弹性方案的计算简图相类似，所不同的是在排架柱顶加上一个弹性支座，以考虑房屋的空间工作。计算简图如图4.14(a)所示。 B内力计算 A 竖向荷载作用下的内力计算。计算简图图4.14(a)可分解为竖向荷载作用图4.14(b)和风荷载作用图4.14(c)两部分。在竖向荷载作用下图4.14(b)，如房屋及荷载对称，则房屋无侧移，其内力计算结果与刚性方案相同，可用公式(4.7)计算。 b风荷载作用下的内力计算。由于刚弹性方案房屋的空间作用，屋盖在水平方向对柱顶起到一定程度的支承作用，所提供的柱顶侧向支承力(弹性支座反力)为X，柱顶侧移值也由无空间作用时的up减小至up，即柱顶侧移值减小了up一up=(1一)up图4.15(a)、(b)、(c)。图4.15(b)与弹性方案承受风荷载作用的情况相同，可分解为图4.15(d)、(e)两种，其中图4.15(d)与刚性方案的计算简图相同。图4.15(e)、(f)的结构图式相同，但反向作用的假设支座反力R与弹性支座反力X方向相反。根据位移与力成正比的关系，可求得弹性支座的反力X： 因此，图4.15(e)、(f)可叠加为图4.15(h)，柱顶反力为。 内力计算步骤如下： 第一步：先在排架柱顶端附加一水平不动铰支座，得到无侧移排架图4.15（g），用与刚性方案同样的方法求出在已知荷载作用下不动铰支座反力只及柱顶剪力。 第二步：将已求出的不动铰支座反力只乘以空间性能影响系数R，变成R，反向作用于排架柱顶图4.15(h)，用剪力分配法进行剪力分配，求得各柱顶的剪力值。 第三步：叠加上述两步的计算结果，可求得各柱的内力，画出内力图。 45 多层房屋的墙体计算 451多层刚性方案房屋 4. 511竖向荷载作用下的计算 多层房屋计算单元选取的方法与单层房屋相同，图4.16为某多层刚性方案承重纵墙的计算单元。在竖向荷载作用下，计算单元内的墙体如同一竖向连续梁，屋盖、各层楼盖与基础顶面作为该竖向连续梁的支承点，如图4.17(b)所示。 由于楼盖的梁(或板)搁置于墙体内，削弱了墙体的截面，并使其连续性受到影响。因此，可以认为，在墙体被削弱的截面上，所能传递的弯矩是较小的。为了简化计算，可近似地假定墙体在楼盖处与基础顶面处均为铰接，即墙体在每层高度范围内，并可近似地视为两端饺支的竖向构件图4.17(c)，每层墙体可按竖向放置的简支构件独立进行内力分析，这样的近似处理是偏于安全的。上层的竖向荷载Nu沿着上层墙柱的轴线传下；本层楼盖传给墙体的竖向荷载，考虑其对墙体的实际偏心影响，当梁支承于墙上时，考虑梁端支承压应力的不均匀分布，梁端支承压力Np到墙边的距离，应取0.4a0，梁端有效支承长度a0按式(3.21)计算，计算长度取梁(板)底至下层梁(板)底的距离，底层墙体下端可取至基础大放脚上皮处。取为本层墙体自重，则当上、下层墙厚相同时，层间墙体的内力计算为图4.18(a)： I-I截面： -截面： 当上下层墙厚不同时，沿上层墙体轴线传来的轴向力Nu，对下层墙体将产生偏心距图4.18(b)。内力计算为： I-I截面： -截面： 式中 epNp对墙体截面重心线的偏心距； e0上、下墙体截面重心线的偏心距。 为简化计算，偏于安全地取墙体的计算截面为窗间墙截面。 4512水平荷载作用下的计算 在水平荷载(风荷载)作用下，墙体被视作竖向连续梁(图4.19)。为简化计算，规范规定，由风荷载设计值所引起的弯矩可按下式计算： 式中 Hi第i层层高； q计算单元上沿墙高分布的风荷载设计值。 对刚性方案的房屋，风荷载所引起的内力，往往不足全部内力的5，而且风荷载参与组合时，可以乘上小于1的组合系数。因此，规范规定，当刚性方案多层房屋的外墙符合下列要求时，静力计算可不考虑风荷载的影响： a洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3； b层高和总高不超过表4.5的规定； c屋面自重不小于0.8kNm2。 4513承重横墙的计算 当墙两侧楼盖传来的轴向力相同(图4.20)，墙体承受轴心压力，可只以各层墙体底部截面-作为控制截面计算截面的承载力，因该截面轴力最大。如横墙两边楼盖传来的荷载不同，则作用于该层墙体顶部I-I截面的偏心荷载将产生弯矩，I-I截面应按偏心受压验算截面承载力。 452 多层刚弹性方案的房屋 4521竖向荷载作用下的内力计算 对于一般形状较规则的多层多跨房屋，在竖向荷载作用下产生的水平位移比较小，为简化计算，可忽略水平位移对内力的影响，近似地按多层刚性方案房屋计算其内力。 4522水平荷载作用下的内力计算 多层房屋与单层房屋不同，它不仅在房屋纵向各开间之间存在着空间作用，而且沿房屋竖向各楼层也存在着空间作用，这种层间的空间作用还是相当强的。因此，多层房屋的空间作用比单层房屋的空间作用要大。 为了简化计算，规范规定，多层房屋每层的空间性能影响系数i，可根据屋盖的类别按表4.1采用。 现以最简单的两层单跨对称的刚弹性方案房屋为例(图4.21)，说明其在水平荷载作用下的计算方法与步骤。 a在两个结点处附加不动铰支座，按刚性方案计算出在水平荷载q作用下两柱的内力和不动铰支座反力R1、R2：图4.21(b)。 b将R1、R2分别乘以空间性能影响系数i，反向作用于结点上图4.21(c)，求出两柱的弯矩。 c 将上述两步的计算结果叠加，即可求得最后的弯矩值。 例43 某五层办公楼带有一层地下室，采用装配式钢筋混凝土梁板结构，如图所示。大梁截面尺寸为200mm500mm，梁端伸人墙内240mm，大梁间距3.6m。底层墙厚370mm，2-5层墙厚为240mm，均双面粉刷，砖的强度等级MUl0，地下室墙采用强度等级MU30毛料石，每皮高300mm，墙厚600mm，单面水泥砂浆粉刷，厚度20mm，试确定各层砂浆强度等级，验算外承重纵墙及地下室墙的承载力。解 A荷载 a屋面荷载 二毡三油绿豆砂 0.35kNm2 20mm厚水泥砂浆找平层 0.40kNm2 50mm厚泡沫混凝土 0.25kNm2 120mm厚空心板(包括灌缝) 2.20kNm2 20mm厚板底抹灰 0.34kNm2 屋面恒载合计 3.54kNm2 屋面活载(不上人) 0.70kNm2 b楼面荷载 20mm厚水泥砂浆面层 0.40kNm2 120mm厚空心板(包括灌缝) 2.20kNm2 20mm厚板底抹灰 0.34kNm2楼面恒载合计 2.94kNm2 楼面活荷载 2.00kNm2 c墙体荷载 双面粉刷的240mm厚砖墙 5.24kNm2 双面粉刷的370mm厚砖墙 7.62kNm2 木窗 0.30kNm2 B静力计算方案 根据屋盖(楼盖)类型及横墙间距，查得该房屋属于刚性方案房屋，且可不必考虑风荷载的影响。 C高厚比验算(略) D外纵墙内力计算和截面承载力验算 a计算单元 外纵墙取一个开间为计算单元，根据梁板布置情况，取图中斜虚线部分为外纵墙计算单元的受荷面积。 b控制截面 每层纵墙取两个控制截面(图上截面线从略)。 墙上部取梁底下砌体截面，该截面弯矩最大；墙下部取梁底稍上砌体截面，该截面轴力最大，其计算均取窗间墙截面。 25层240mm厚墙的截面面积为： 底层370mm厚墙截面面积为： c荷载计算 此办公楼为一般民用建筑物，安全等级为二级。按键筑结构荷载规范(GB50009-2001)规定： 结构的重要性系数： 永久荷载的分项系数： 可变荷载的分项系数： 当设计墙、柱和基础时，计算截面以上各楼层活荷载应乘以折减系数，当计算截面以上楼层数为23层时，折减系数为0.85；45层时，折减系数为0.70。 (a)屋面荷载 (b)楼面荷载 静荷载q2： 活荷载q3： (c)墙体自重 第5层-截面以上240mm墙体自重(高度为0.5+0.12+0.02=0.64m)为 第35层-截面到-截面240mm厚墙体自重为 第2层-截面至-截面墙体自重(370mm厚的部分为0.64m高)为 底层370mm厚墙体自重为 (d)大梁自重(线荷载) d内力分析 (a)屋面传来的集中荷载 (b)楼面传来的集中荷载 当折减系数为0.85时 当折减系数为070时 (c)第25层墙顶大梁反力偏心距 当选用M5砂浆时 当选用M2.5砂浆时 (d)底层墙顶大梁反力偏心距 当选用，M5砂浆时 (e)二层对底层墙的偏心距 e 内力组合及截面验算 (a)第三层