六混合结构PPT课件.ppt

第六章混合结构房屋设计 6 1砌体结构布置混合结构房屋 砌体结构房屋中 水平构件 梁 楼板等 采用钢筋混凝土结构 钢结构 或木结构 而墙体 柱等竖向构件采用砌体结构 这类房屋称为混合结构房屋 6 1 1砌体结构的种类 1 按块体的类型 2 竖向荷载作用下的承重结构类型1 横墙承重体系 2 纵墙承重体系 3 纵横墙承重体系 4 内框架承重体系 6 1 2砌体结构的结构组成和结构布置 1 结构组成砌体墙 砌体独立柱圈梁 构造柱过梁 挑梁 墙梁基础 刚性基础 墙下条形基础 筏板基础 桩基础 2 抗震设计时结构布置的基本要求砌体结构房屋的层高和层数的限制 表4 1 房屋的最大高宽比 表4 2 房屋抗震墙的最大间距 表4 3 房屋的局部尺寸限值 表4 4 圈梁的设置要求 增大房屋的整体性和刚度 防止地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响 圈梁可兼作过梁 钢筋应按过梁的计算 构造柱和芯柱的设置要求钢筋混凝土构造柱 墙体刚度增大不多 抗剪能力提高10 20 变形能力大大提高 延性提高3 4倍 b h 240 180 纵筋 412 箍筋 6 250 先砌墙后浇柱 芯柱 在砌块砌体结构中 纵横墙交接处 在砌块孔洞中设钢筋 浇混凝土形成柱子 混凝土小型空心砌块 芯柱尺寸 120 120MM 混凝土强度等级 C20 每柱钢筋 1根12 7度5层 8度4层 9度 1根14 6 2 1房屋的静力计算方案1 平面计算模形计算单元结构某一部分受力状态和整个房屋受力状态相同 便可用这一部分代替整个房屋作为计算对象 这一部分称为计算单元 无山墙房屋荷载传递路径竖向荷载下 屋面板 屋面大梁 纵墙 基础 地基水平荷载下 风载 纵墙 纵墙基础 地基钢筋混凝土屋盖刚度佷大 屋面梁课在墙体上 无法传递弯矩 因而可用平面排架作为该单元的计算简图 6 2砌体结构的静力分析 有山墙房屋房屋空间作用 房屋两端屋盖处水平位移 山墙顶部侧移房屋中部屋盖处水平位移是山墙顶部侧移与屋盖水平绕度之和 空间性能影响系数一类屋盖 K 0 03二类屋盖 K 0 05三类屋盖 K 0 065 2 单层房屋三种静力计算方案的计算简图 刚性方案 弹性方案 刚弹性方案 影响房屋静力计算方案的主要因素 屋 楼 盖类别 横墙间距 3 刚性和刚弹性方案房屋对横墙的要求 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 横墙厚度不宜小于180mm 单层房屋的横墙长度不宜小于其高度 多层房屋横墙长度 不宜小于H 2 H为横墙总高度 如不满足上述要求 则应验算横墙的刚度 6 2 2单层混合结构房屋的计算 承重纵墙的计算 一 荷载及计算简图1 计算单元对于有门窗洞口的外纵墙 取一个开间的墙体对于无门窗洞口的纵墙 取1m长的墙体 2 荷载 屋面恒荷载 屋面活荷载 风荷载及墙柱自重等 2 基本假定纵墙或柱下端固结于基础顶面 上端与屋架横梁铰接 屋面横梁为没有轴向变形的刚杆 EI 3 计算简图 二 内力分析1 刚性方案房屋竖向荷载下的内力 风载作用下的内力 2 刚弹性方案 三 截面承载力验算 控制截面 内力组合 承载力验算1 1 1截面 进行偏压和局压强度验算 2 2 2截面 偏压承载能力验算 对应于风载下最大弯矩截面 3 3 3截面 偏压承载力计算 6 2 3多层刚性方案房屋的纵墙计算 一 计算单元 有门窗洞口时 无门窗洞口时 二 计算简图 三 竖向荷载作用下墙体的受力分析 一般层 墙体厚度改变处 截面之内力 截面之内力 四 水平荷载作用下墙体的受力分析当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洞口水平截面面积不超过全截面面积的2 3 层高和总高不超过下表的规定 屋面自重不小于0 8kN m2 6 2 4承重横墙的计算 计算简图和内力分析 横墙计算单元 横墙的受力情况活载的布置特点承载力验算要求直接承受风载的山墙 思考题 确定刚性方案房屋的计算简图时 为何单层房屋柱底端简化为固接 而多层房屋底层柱底端简化为铰接 6 3砌体房屋墙 柱高厚比验算高厚比 墙 柱的计算高度H0与墙厚或柱截面边长h的比值 验算高厚比的目的 保证墙体稳定和房屋空间刚度的重要构造措施 避免墙 柱在施工和使用阶段因偶然撞击或振动等因素出现歪斜 臌肚以至倒塌等失稳现象 1 影响墙柱稳定性的因素砌体类型砂浆的强度等级横墙间距及纵横墙之间的拉结支承条件自承重墙或承重墙砌体截面形式 墙上门窗洞口的开设情况 2 高厚比验算公式90mm h 240mm直线内插 3 验算内容1 整片墙的高厚比墙截面的翼缘宽度确定计算高度时 S的取值2 壁柱间墙的高厚比按刚性方案3 带构造柱墙的高厚比可再乘提高系数 思考题何谓高厚比 验算高厚比的目的是什么 墙 柱的容许高厚比和哪些因素有关 墙体的高厚比验算包括哪些内容 如高厚比不满足要求 可采取哪些构造措施 作业某单层单跨无吊车房屋 屋盖为轻钢屋盖 全长40m 柱距4m 每开间有1 5m宽的窗 窗间墙截面尺寸如图 用MU10砖及M5砂浆砌筑 屋架下弦标高为5 8m 室内地坪至基础顶面距离为0 5m 1 确定计算方案 2 验算带壁柱墙的高厚比是否满足要求 6 4过梁 墙梁和挑梁设计 一 过梁1 过梁种类四种过梁 砂浆层的厚度不宜小于30mm 2 过梁的破坏形态 跨中截面受弯承载力不足 支座附近斜截面受剪承载力不足 支座处水平灰缝受剪承载力不足 梁板荷载 3 过梁上的荷载梁板荷载 墙体荷载 砖砌体ln 3 砌块砌体ln 2 4 过梁的设计要求砖砌平拱过梁 受弯构件正截面抗弯和斜截面抗剪承载力计算钢筋砖过梁 正截面和斜截面承载力计算正截面计算 斜截面计算 钢筋混凝土过梁梁的正 斜截面承载力计算和砌体局部受压承载力验算砖砌弧拱过梁 按两铰拱计算内力 二 墙梁 1 墙梁的分类自承重墙梁和承重墙梁 简支墙梁 框支墙梁 连续墙梁 2 墙梁的受力特点和破坏形态1 应力分布 垂直截面的应力 水平截面的应力 主应力迹线 2 破坏过程 3 破坏形态 弯曲破坏 斜拉破坏 劈裂破坏 斜压破坏 局压破坏 3 墙梁的计算要点 1 计算简图 计算跨度l0 墙体计算高度hw l0 墙梁跨中截面的计算高度H0 hw 0 5hb 翼墙计算宽度 2 计算荷载a使用阶段墙梁上的荷载承重墙梁托梁顶面的荷载设计值Q1 F1托梁自重及本层楼盖的恒荷载和活荷载墙梁顶面的荷载设计值Q2托梁以上各层墙体自重 以及墙梁顶面以上各层楼 屋 盖的恒荷载和活荷载自承重墙梁墙梁顶面的荷载设计值Q2 托梁自重及托梁以上墙体自重 施工阶段托梁上的荷载托梁自重及本层楼盖的恒荷载本层楼盖的施工荷载墙体自重 3 使用阶段承载力计算要点托梁跨中截面应按钢筋混凝土偏心受拉构件计算托梁支座截面应按钢筋混凝土受弯构件计算托梁的斜截面受剪承载力应按钢筋混凝土受弯构件计算墙体受剪承载力按下式计算 托梁支座上部砌体局部受压承载力应按下列公式计算 4 托梁在施工阶段的验算施工阶段砌体中砂浆尚未恩化 不考虑墙梁共同工作 托梁按受弯构件进行正截面 斜截面承载力计算 计算荷载 托梁自重及本层楼盖自重 本层楼盖的施工荷载 墙体自重 可取高度为1 3跨度的墙体重量 三 挑梁挑梁 指一端嵌入墙内 一端挑出墙外的钢筋混凝土悬挑构件 1 挑梁的受力特点和破坏特征 倾覆破坏砌体局部受压破坏挑梁本身的正截面或斜截面破坏 2 计算内容1 挑梁的抗倾覆验算 计算倾覆点位置 l3 l1 挑梁尾端上部45 扩散角的阴影范围内本层的砌体与楼层恒荷载标准值之和 抗倾覆荷载的取值范围 抗倾覆荷载的取值范围 2 挑梁下墙体的局部承压验算 3 挑梁自身的承载力验算正截面和斜截面的承载力计算 挑梁构造要求1 纵向受力钢筋至少应有1 2AS伸入挑梁尾端 且不小于两根直径12 其他钢筋伸入支座的长度不小于2 3 2 挑梁埋入砌体之长度与挑出长度之比 当挑梁上无砌体时时 6 5防止或减轻墙体开裂的主要措施 1 砌体伸缩缝的最大间距和哪些因素有关 2 哪些措施可以减轻和防止顶层墙体的裂缝 减小温度的影响减轻屋面构造层的约束加强顶层墙体薄弱处的抗拉能力 加筋 提高砂浆强度等级 加强女儿墙和顶