刚性房屋的墙体设计

1、砌体结构砌体结构 4.1 结构布置和静力计算方案结构布置和静力计算方案 4.2 墙柱的高厚比验算墙柱的高厚比验算 （2学时） 4.8 墙体的构造要求墙体的构造要求 4.3 刚性房屋的墙体设计刚性房屋的墙体设计 （2学时） 4.9 刚性房屋的墙体设计实例刚性房屋的墙体设计实例 第四章 混合结构房屋的静力计算和结 构设计 设计步骤设计步骤 确定墙体的布置确定墙体的布置 确定房屋的静力方案确定房屋的静力方案 墙柱内力分析墙柱内力分析 验算墙柱承载力验算墙柱承载力 采取构造措施采取构造措施 墙柱的高厚比验算墙柱的高厚比验算 1.1.屋面恒载屋面恒载G G （kN/m2)kN/m2) （主要为（主要为屋

2、盖结构构件自重屋盖结构构件自重） 2.2.屋面活荷载屋面活荷载Q Q （kN/m2) kN/m2) （1 1）屋面活荷载）屋面活荷载Q1Q1 （2 2）雪荷载）雪荷载Q2Q2 （3 3）屋面积灰荷载）屋面积灰荷载Q3Q3 其大小可根据截面尺寸、砌体容重及其大小可根据截面尺寸、砌体容重及 墙柱高度计算墙柱高度计算 其大小可其大小可 查荷载规查荷载规 范范 ol lqgN）( 2 1 顺，右侧受拉） 顺，左侧受拉） 左柱： ( 2 1 ( l A l l B MM eNMM 向右） 向左） 左柱： ( 2 3 ( 2 3 H M R H M R l A l B 右侧受拉）时，当 逆时针，左侧受拉）

3、 左柱： ( 128 9 8 3 ( 8 1 0 2 1 max 2 1 HqMHy HqM M A B 向左） 向左） 左柱： ( 8 5 ( 8 3 1 1 HqR HqR A B 恒活恒活活载控制：活载控制：1.21.2+ 0.9+ 0.91.41.4 恒载控制：恒载控制：1.351.35+ 0.7+ 0.71.41.4 恒风恒风 1.2 1.2+ 1.4 + 1.4 恒活风恒活风活载控制：活载控制：1.21.2 + 0.9 + 0.91.41.4（）（） 恒载控制：恒载控制：1.351.35+ +（0.70.71.41.40.60.61.4 1.4 ） 单层房屋承重纵墙体计算方法汇总

4、1 p s 主讲教师：付慧琼 E-mail: 砌体结构砌体结构 l 底层为铰支座：底层为铰支座： 在底层砖墙与基础连接处，在底层砖墙与基础连接处， 墙体虽未减弱，但由于墙体虽未减弱，但由于 多屋房屋上部传来的轴向力多屋房屋上部传来的轴向力 与该处弯矩相比大很多，与该处弯矩相比大很多， 因此底端认为是铰支座。因此底端认为是铰支座。 l 底层支座位置：底层支座位置：底层，底层， 取基础大放脚顶取基础大放脚顶 至二层盖结构支承面之间高度至二层盖结构支承面之间高度 （下端支承点取地面下（下端支承点取地面下500mm500mm处）处） l危险截面取法： 墙厚相同时，每层墙墙厚相同时，每层墙 柱上端轴向力

5、柱上端轴向力 对截面形心对截面形心 产生的实际偏心距：产生的实际偏心距： liui i li NN eN e 每层墙柱上端轴向力：每层墙柱上端轴向力：+ + 每层墙柱上端弯矩：每层墙柱上端弯矩：MliMli 每层墙柱下端轴向力：每层墙柱下端轴向力：+ + 每层墙柱下端弯矩：每层墙柱下端弯矩：0 0 n根据上述最不利截面的竖向力N n和竖向力偏心距e之后， n可按受压构件进行墙体的竖向承载力计算。 2 12 1 i wHM （1）外墙上洞口水平截面面积不超过全截面面积的）外墙上洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3; （2）层高和总高不超过表的规定；）层高和总高不超过表的规定； （3）屋面自重

6、不小于）屋面自重不小于0.8kN/m2 实测和计算表明：对刚性方案多层房屋的外墙， 只要满足下列条件后就可不考虑风荷载的影响， 其条件为： 主讲教师：付慧琼 E-mail: 砌体结构砌体结构 l只计算竖向荷载作用下的承载力 内横墙计算单元面积： 取1m相邻洞口中心线间距（m） l按轴心受压构件计算按轴心受压构件计算 内横墙在对称竖向荷载作用下的承载力 当有楼面大梁支承于横墙时， 尚应进行梁端砌体局部受压验算； 主讲教师：付慧琼 E-mail: 砌体结构砌体结构 （1 1）墙厚）墙厚240mm240mm，满足刚性横墙的要求，满足刚性横墙的要求 （2 2）楼盖为钢筋混凝土无檩体系楼盖）楼盖为钢筋混

7、凝土无檩体系楼盖 （3 3）横墙最大间距）横墙最大间距s s32m32m （1 1）屋盖自重）屋盖自重0.8m20.8m2 （2 2）洞口水平截面积全截面面积的）洞口水平截面积全截面面积的2/32/3 （3 3）层高）层高3.4m3.4m4m4m，总高，总高13.6m13.6m28m28m 主讲教师：付慧琼 E-mail: 砌体结构砌体结构 AfN 一一 求承重纵墙求承重纵墙的的 偏心力设计偏心力设计值值N N： N NN0N0Nl Nl （2 2）求）求N0N0 承重横墙的控制截面：承重横墙的控制截面： 墙体顶部：偏心受压墙体顶部：偏心受压 墙体底部：轴心受压墙体底部：轴心受压 （1 1）求

8、）求NlNl （2 2）（）（e e15.215.2；ei0ei0；3 3）偏心偏心，长柱：，长柱： （1 1）求高厚比）求高厚比 2 0 ) 1 1 ( 12 1 121 1 Th e AfN 二二 求稳定系数求稳定系数 Th H 0 2 0 1 1 a 由由B B21002100， b b240 240 ， D D240240370370610 610 查附录查附录5 5得：得： hThT465mm465mm，y1y1166mm166mm 由由P24P24页页砂浆强度等级砂浆强度等级M5M5时，时，0.0015 0.0015 且且9.49.4时，时，时，时， 得到得到0.814 承重横墙的

9、控制截面：承重横墙的控制截面： 墙体顶部：偏心受压墙体顶部：偏心受压 （1 1）求截面面积）求截面面积A A AfN （2 2）无筋砌体构件，）无筋砌体构件， 其截面积小于其截面积小于0.3m0.3m2 2时，时， raraA+0.7A+0.7 截面积大于截面积大于0.3m0.3m2 2时时 rara1.01.0 三三 求砌体强度设计求砌体强度设计值的调整系数值的调整系数rara： 四四 墙体的偏心力墙体的偏心力承载力验算：承载力验算： 轴向力设计值满足承载力要求！轴向力设计值满足承载力要求！ 承重横墙的控制截面：承重横墙的控制截面： 墙体顶部：偏心受压墙体顶部：偏心受压 AfN 一一 求承重

10、纵墙求承重纵墙的的 轴心力设计轴心力设计值值N N： N NN0N0G G （1 1）求）求N0N0 承重横墙的控制截面：承重横墙的控制截面： 墙体顶部：偏心受压墙体顶部：偏心受压 墙体底部：轴心受压墙体底部：轴心受压 （2 2）求墙体自重）求墙体自重G G （2 2）（）（e e0 0；3 3）轴心，长柱：）轴心，长柱： （1 1）求高厚比）求高厚比 AfN 二二 求稳定系数求稳定系数 Th H 0 2 1 1 a 由由B B21002100， b b240 240 ， D D240240370370610 610 查附录查附录5 5得：得： hThT465mm465mm，y1y1166mm

11、166mm 由由P24P24页页砂浆强度等级砂浆强度等级M5M5时，时，0.0015 0.0015 且且9.49.4时，时，时，时， 得到得到0.822 承重横墙的控制截面：承重横墙的控制截面： 墙体底部：轴心受压墙体底部：轴心受压 （1 1）求截面面积）求截面面积A A AfN （2 2）无筋砌体构件，）无筋砌体构件， 其截面积小于其截面积小于0.3m0.3m2 2时，时， raraA+0.7A+0.7 截面积大于截面积大于0.3m0.3m2 2时时 rara1.01.0 三三 求砌体强度设计求砌体强度设计值的调整系数值的调整系数rara： 四四 墙体的轴心力墙体的轴心力承载力验算：承载力验

12、算： 轴向力设计值满足承载力要求！轴向力设计值满足承载力要求！ 承重横墙的控制截面：承重横墙的控制截面： 墙体底部：轴心受压墙体底部：轴心受压 主讲教师：付慧琼 E-mail: 砌体结构砌体结构 多屋砌体房屋墙、柱设计计算 1、计算简图 （一）刚性构造方案房屋承重纵墙计算（竖（一）刚性构造方案房屋承重纵墙计算（竖 向荷载）向荷载） 1、计算简图 底层为铰支座：在底层砖墙与基础连接处，墙体虽 未减弱，但由于多屋房屋上部传来的轴向力与该处 弯矩相比大很多，因此底端认为是铰支座。 因此，墙体在承受竖向荷载时，在每层高度范围内 就成了两端铰支的竖向构件，由每层楼（屋）盖通 过梁或板传至墙上的偏心荷载只

13、对本层墙体产生弯 矩，而以上各层传至该层墙体的荷载可认为是通过 上一层墙体截面形心作用于该层墙体顶面。 底层支座位置：底层，取基础大放脚顶至二层盖结构 支承面之间高度（当基础埋深较大时，下端支承点 取地面下500mm处） 2、最不利截面位置及内力计算 2、最不利截面位置及内力计算 本层楼盖底面I-I； 窗口上边缘II-II； 窗台下边缘III-III； 下层楼盖顶面IV-IV。 危险截面： 本层楼盖底面I-I； 211 eNeNM ul 01 4 . 0 2 a h e ul NNN 1 e1 :Nl 对该层墙体的偏心距， h为该层墙体厚度； e2 :上层墙体重心对该层墙体重心的偏心距； 若上

14、下层墙体厚度相同，则为0。 下层楼盖顶面IV-IV: 经简化后，该处墙体承受的弯 矩为零，其竖向力设计值为： 窗口上边缘II-II； 窗台下边缘III-III； h1IIIIV NNN 规范简化方法：墙的截面面积偏于安全地取 窗间墙的面积作为计算面积。因此危险截面为：上 端楼盖底面处截面比较不利，因为该处弯矩比较大， 但如果弯矩影响较小，有时下层楼盖顶面处截面可 能更不利。一般情况下，可仅取这两个截面作为控制 截面进行墙体的竖向承载力计算。 3、截面承载力计算 根据上述最不利截面的竖向力N和竖向力偏心距e之后， 可按受压构件进行墙体的竖向承载力计算。 （二）、外纵墙在水平荷载作用下的计算 2

15、12 1 i wHM （1）外墙上洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3; （2）层高和总高不超过表32-2的规定； （3）屋面自重不小于0.8kN/m2 实测和计算表明：对刚性方案多层房屋 的外墙，只要满足下列条件后就可不考 虑风荷载的影响，其条件为： 其方法：按梁两端固结求出梁端的弯矩，再将其乘以 修正系数后，按墙体线性刚度分到上层墙底和下层墙 顶对墙体承载力再验算一次。 注意： 对于梁跨度大于9m的墙承重的多屋房屋，除按上述方 法计算墙体承载力外，还应考虑梁部分嵌固于墙引起 的弯矩。宜考虑约束作用对墙体产生的不利影响。 h a 2 . 0 a:梁端实际支承长度； h:支承墙体的厚度，当

16、下下墙厚不同时取下部墙厚，当 有壁柱时取hT （三）、刚性构造方案房屋承重横墙计算 只计算竖向荷载作用下的承载力 计算单元取1m 按轴心受压构件计算 对于承重横墙，因按轴心受压构件计算， 则应取纵向力最大的截面进行计算，规 范规定沿层高各截面取用相同的纵向力 影响系数，因此可认为每层根部截面处为 最不利截面。 当横墙上设有门窗洞口时，则应取洞口中心线 之间的墙体作为计算单元； 当有楼面大梁支承于横墙时，应取大梁间距 作为计算单元，此外，尚应进行梁端砌体局 部受压验算； 对于支承楼板的墙体，则不需要进行局部受 压验算。 ； 窗口上边缘窗口上边缘 II-II； 窗台下边缘窗台下边缘 III-III

17、； 。 l危险截面取法之一： 因此，墙体在承受竖向荷载时，因此，墙体在承受竖向荷载时， 在每层高度范围内就成了在每层高度范围内就成了 两端铰支的竖向构件。两端铰支的竖向构件。 由每层楼（屋）盖通过梁或板由每层楼（屋）盖通过梁或板 传至墙上的偏心荷载传至墙上的偏心荷载Nli 只对本层墙体产生弯矩。只对本层墙体产生弯矩。 而以上各层传至该层墙体的荷载而以上各层传至该层墙体的荷载Nui 可认为是通过上一层墙体截面形心可认为是通过上一层墙体截面形心 作用于该层墙体顶面。作用于该层墙体顶面。 ； 211 eNeNM ul 01 4 . 0 2 a h e ul NNN 1 e1 : Nl 对该层墙体的偏

18、心距，对该层墙体的偏心距， h为该层墙体厚度；为该层墙体厚度； e2 :上层墙体重心对该层墙体重心的偏心距；上层墙体重心对该层墙体重心的偏心距； 若上下层墙体厚度相同，则为若上下层墙体厚度相同，则为0。 下层楼盖顶面IV-IV: 经简化后， 该处墙体承受的弯矩为零， 其竖向力设计值为： 窗口上边缘II-II； 窗台下边缘III-III； h1IIIIV NNN 规范规范简化方法：墙的截面面积偏于安全地取简化方法：墙的截面面积偏于安全地取 窗间墙的面积作为计算面积。窗间墙的面积作为计算面积。 因此危险截面为：因此危险截面为： 上端楼盖底面处截面上端楼盖底面处截面比较不利，因为该处弯矩比较大，比较

19、不利，因为该处弯矩比较大， 但如果弯矩影响较小，但如果弯矩影响较小， 有时有时下层楼盖顶面处截面下层楼盖顶面处截面可能更不利。可能更不利。 一般情况下，可仅取这两个截面作为控制一般情况下，可仅取这两个截面作为控制 截面进行墙体的竖向承载力计算。截面进行墙体的竖向承载力计算。 l对于承重横墙，因按轴心受压构件计算， 则应取纵向力最大的截面进行计算， 规范规定沿层高各截面取用 相同的纵向力影响系数， 因此可认为每层根部截面处为最不利截面。 4.1 结构布置和静力计算方案结构布置和静力计算方案 4.2 墙柱的高厚比验算墙柱的高厚比验算 （2学时） 4.8 墙体的构造要求墙体的构造要求 4.3 刚性房屋的墙体设计刚性房屋的墙体设计 （2学时） 4.9 刚性房屋的墙体设计实例刚性房屋的墙体设计实例 第四章 混合结构房屋的静力计算和结 构设计 顺，右侧受拉） 顺，左侧受拉） 左柱： ( 2 1 ( l A l l B MM eNMM 向右） 向左） 左柱： ( 2 3 ( 2 3 H M R H M R l A l B 恒活恒活活载控制：活载控制：1.21.2+ 0.9+ 0.91.41.4 恒载控制：恒载控制：1.351.35+ 0.7+ 0.71.41.4 恒风恒风 1.2 1.2+ 1.4 + 1.4 恒活风恒活风活载控制：活载控制：1.21.