砌体结构混合结构房屋墙体设计PPT课件

1、4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 是指屋盖、楼盖等水平构件采用钢筋混凝土、钢材或木材，而墙、柱、基础等竖向构件采用砌体材料的房屋。 砖混凝土结构 砖钢结构 砖木结构 民用建筑住宅、宿舍、教学楼、办公楼、商店、酒店、食堂、小 高层住宅（配筋砌体） 、小高层公寓（配筋砌体）等；工业建筑中小型厂房、车间、仓库等。 一般情况下，混合结构房屋中的墙、柱自重约占房屋总重的60%，其费用约占总造价的40%，作好墙、柱对满足使用要求及确保房屋的安全、可靠具有非常重要的意义。 混合结构房屋的组成第1页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋的墙体既是承重结构又是围护结构； 混合结

2、构房屋的墙体材料具有地方性，造价较低。 混合结构房屋应具有足够的承载力、刚度、稳定性和整体性； 混合结构房屋在地震区还应有良好的抗震性； 混合结构房屋还应有良好的抵抗收缩变形、温度和不均匀沉降的能力。 混合结构房屋的组成第2页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 基础（墙下刚性基础、条形基础，筏板基础、桩基础）上部结构 竖向承重构件墙、柱 水平承重构件屋盖、楼盖（梁、板、过梁、墙梁、挑梁） 楼梯、阳台、雨篷 圈梁、构造柱 混合结构房屋的组成第3页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋的结构布置方案是整个结构设计的关键。混合结构房屋的结构布置方案应满足：

3、建筑功能及使用（房屋平面的划分、房间的大小）要求； 结构合理（荷载的传递、房屋的空间刚度）； 经济要求。 混合结构房屋的结构布置方案混合结构房屋的墙体布置原则：承重墙均匀对称，平面内对齐，竖向连续；总高度、层数和高宽比限值；墙体间距及局部尺寸限值；圈梁、构造柱设置。第4页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋的结构布置方案混合结构房屋的结构布置方案： 横墙承重方案竖向荷载的传递路线为：地基基础横墙屋（楼）盖荷载山墙内纵墙横墙板外纵墙优点：纵墙上开设洞口较灵活；房屋的横向空间刚度大；结构简单、施工方便。缺点：房间大小受限制；墙体材料用量多。第5页/共73页4.1 混合结

4、构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋的结构布置方案混合结构房屋的结构布置方案： 纵墙承重方案竖向荷载的传递路线为：山墙外纵墙板梁地基基础纵墙梁屋（楼）盖荷载纵墙优点：大房间；建筑平面布置较灵活。缺点：纵墙上的洞口大小受限制；纵墙上洞口位置受限制；房屋的横向刚度小。第6页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋的结构布置方案： 纵横墙承重方案竖向荷载的传递路线为： 混合结构房屋的结构布置方案内纵墙山墙横墙梁外纵墙基础横墙纵墙梁屋（楼盖）荷载地基优点：房间布置灵活；房屋有较大的空间刚度；结构简单、施工方便。第7页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结

5、构房屋的结构布置方案： 内框架承重方案竖向荷载的传递路线为： 混合结构房屋的结构布置方案砼柱砼梁山墙砼板外纵墙地基柱基础柱纵墙基础外纵墙梁屋（楼盖）荷载优点：大空间；房间平面布置灵活；缺点：施工较复杂；易引起地基不均匀沉降；房屋的空间刚度较差。第8页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋的结构布置方案： 底层框架承重方案 一般临街的建筑，底层为大空间的商店，采用框架结构；上部则为小开间的由横墙或纵墙承重的住宅。 底层刚度很小，往往是薄弱处，设计中需要特别注意。竖向荷载的传递路线为： 混合结构房屋的结构布置方案横墙纵墙梁屋（楼盖）荷载上层：转换层：框架梁框架柱基础地基横

6、墙纵墙二层梁、柱布置二层墙体布置优点：底层为大空间。缺点：施工较复杂；底层刚度很小。第9页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 混合结构房屋结构布置方案 横墙承重方案 纵墙承重方案 纵横墙承重方案 内框架承重方案 底层框架承重方案 根据及，混合结构房屋结构布置方案可分为：第10页/共73页4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案 在实际工程中，一般情况下没有绝对的横墙承重体系或绝对的纵墙承重体系，当房屋的平面形状复杂时，在不同的区段可以采用不同的承重体系，如：在办公楼的门厅等较空旷部分采用内框架承重体系，而其他部分采用纵横墙承重体系。 根据不同的使用要求、以及地质、材料、施工等条

7、件，按照安全可靠、技术先进、经济合理的原则，对几种可能的承重方案进行经济技术比较，正确选用比较合理的承重体系。第11页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 混合结构房屋由屋盖、楼盖与墙体的连接以及纵、横墙的相互拉结而形成一个空间结构体系（能承受空间力系的结构体系），此空间结构体系承受各种（结构自重、屋面和楼面的活荷载）和（风荷载和地震荷载）。 在荷载作用下房屋的抗变形能力称为。 混合结构房屋的空间工作第12页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 混合结构房屋的空间工作单层房屋，外纵墙承重， 屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖。竖向荷载的传递路线：水平荷载的传递路线：确定地基基础纵墙风荷载屋盖结构地基地

8、基基础屋面大梁屋盖荷载纵墙第13页/共73页4.2 房屋的静力计算方案upupupup第14页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 混合结构房屋的空间工作单层房屋，外纵墙承重， 屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖。竖向荷载的传递路线：水平荷载的传递路线：确定地基基础屋面大梁屋盖荷载纵墙地基纵墙基础纵墙风荷载屋盖结构地基第15页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 有了山墙后风荷载不只是在纵墙和屋盖组成的平面排架内传递，而是在屋盖和山墙组成的空间结构中传递，结构存在。山墙顶面水平位移， 与山墙的刚度有关；， 与屋盖的刚度及横（山）墙间距有关。第16页/共73页4.2 房屋的静力计算方案按平面计算模型算出

9、的水平位移； 实际结构中的水平位移； 则由于存在空间作用， ， 两者的差异反映了空间作用的程度。1ps第17页/共73页4.2 房屋的静力计算方案第18页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 混合结构房屋静力计算方案的分类 确定混合结构房屋中墙、柱的计算简图（支承条件、计算长度、荷载）；在荷载作用下，房屋的水平位移很小，可以忽略不计在荷载作用下，房屋的水平位移较大，不能忽略不计在荷载作用下，房屋的水平位移介于上述二者之间第19页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 混合结构房屋静力计算方案的分类在一定范围内即认为是某一种方案。例如：第一类屋盖0.77 属弹性方案； 0.330.77 属刚弹性方

10、案。0ps0su10Psuu 01Psuu 第20页/共73页注： 表中 当多层房屋屋盖，楼盖类别不同或横墙间距不同时，可按本 表的规定分别确定各层(底层或顶部各层)房屋的静力计算方案； 对无山墙或伸缩逢处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。4.2 房屋的静力计算方案第21页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 刚性方案和刚弹性方案的横墙 横墙中洞口的水平截面积不超过全截面的50%； 横墙厚度不宜小于180mm； 横墙长度不宜小于高度（单层）或总高度的一半（多层）； 纵横墙应同时砌筑，如不满足应采取其他措施。第22页/共73页4.2 房屋的静力计算方案 刚性方案和刚弹性方案的横墙331max2.5

11、364000PHHnPHnPHHEIGEIEA3max112.564000mmiiiiiinnHPHPHEIEA第23页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 将一块块的砖从地面往上叠砌，当砌到一定的高度时，即使不受外力作用这样的砖墩也将倾倒。若砖墩的截面尺寸加大，则其不致倾倒的高度显然也要加大。若砖墩上下或四周边的支承情况不同，则其不致倾倒的高度也将不同。 混合结构房屋中，砌体结构及其构件必须满足承载力计算的要求外，还必须保证其稳定性。在砌体结构设计规范中规定，用验算墙、柱高厚比的方法来进行墙、柱稳定性的验算。 第24页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 墙柱的高厚比过大,虽然强度计算满足要求,但可

12、能在施工砌筑阶段因过度的偏差倾斜鼓肚等现象以及施工和使用过程中出现的偶然撞击、振动等因素造成丧失稳定。同时还考虑到使用阶段在荷载作用下墙柱应具有的刚度，不应发生影响正常使用的过大变形。 验算墙、柱高厚比是保证墙、柱在使用阶段和施工阶段的稳定性必须采取的一项构造措施。第25页/共73页4.3 墙柱高厚比验算第26页/共73页4.3 墙柱高厚比验算允许高厚比及影响高厚比的因素 表 墙、柱允许高厚比b值 第27页/共73页4.3 墙柱高厚比验算允许高厚比及影响高厚比的因素第28页/共73页4.3 墙柱高厚比验算表 墙、柱允许高厚比b值 根据弹性稳定理论，对用同一材料制成的等高、等截面杆件，当两端支承

13、条件相同，且仅承受自重作用时失稳的临界荷载比上端受有集中荷载的要大，所以非承重墙的允许高厚比的限值可适当放宽。 自承重墙允许高厚比的修正系数1：第29页/共73页4.3 墙柱高厚比验算自承重墙允许高厚比的修正系数1： h240mm 的非承重墙，允许高厚修正系数应按下列规定采用： 当h=240mm时，取1=1.2； 当h=90mm时， 取1=1.5； 240mmh90mm时可按插入法取值。11.20.002(240)h当 h=120mm时， 1 =1.44；当 h=180mm时， 1=1.32。 第30页/共73页当h240mm时，1=？当承重墙时， 1=？4.3 墙柱高厚比验算第31页/共73

14、页4.3 墙柱高厚比验算 应按下式计算：21 0.40.7sbs 注：当按上式算出的值小于0.7时，取2 =0.7； 当洞口高度等于或小于墙高的1/5时， 取2=1.0 。 第32页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 bs： 在宽度s 范围内的门窗洞口总宽度； s： 相邻窗间墙或壁柱之间的距离。21 0.40.7sbs 第33页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 注意： 上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，尚可提高30%； 对厚度小于90mm的墙，当双面用不低于M10的水泥砂浆抹面，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（工程实践表明，用厚度小于90mm的砖或

15、块材砌筑的隔墙，当双面采用较高强度的砂浆粉刷时，其稳定性满足使用要求）。第34页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 在砌体结构设计中，将墙、柱计算高度H0与墙厚或矩形柱截面的边长（应取与H0相对应的边长）的比值，称为墙、柱的高厚比，用 b 表示。 0/Hhb 0T/Hhb第35页/共73页4.3 墙柱高厚比验算H0： 墙、柱的计算高度，按砌体结构设计规范中的表 确定； h： 墙厚或矩形截面柱与H0相对应的边长，当轴心受压时为 截面较小边长；012/ Hhb b第36页/共73页4.3 墙柱高厚比验算第37页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 H0： 墙、柱的计算高度，按砌体结构设计规范中的表 确定

16、； hT： 带壁柱墙截面折算厚度，可近似按 3.5i 计算； i ： 截面回转半径； I： 带壁柱墙截面惯性矩； A： 带壁柱墙截面面积。0T12/ Hhb b（二）带壁柱墙的高厚比验算第38页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 确定带壁墙的计算高度H0时，s取相邻横墙的距离。 s第39页/共73页4.3 墙柱高厚比验算f23bbHsf23bH第40页/共73页4.3 墙柱高厚比验算012/ Hhb b 确定计算高度时墙长取壁柱间间距s，且一律按刚性方案。 h：墙厚度；s第41页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 墙中设有钢筋砼构造柱时可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度，由于施工过程中大多是先砌筑墙

17、体后浇注构造柱，应注意采取措施保证设构造柱墙在施工阶段的稳定性。 当构造柱截面宽度不小于墙厚时，墙的允许高厚比可乘以提高系数。注：考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段。当构造柱截面宽度不小于墙厚时，墙的允许高厚比可乘以提高系数c第42页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 h：墙厚度；012/ cHhb b 确定墙的计算高度H0时， 取相邻横墙的距离。 cc1/bl 对细料石、半细料石砌体，=0；对砼砌块、粗料石、毛料石及毛石砌体，=1.0；对其他砌体，=1.5。第43页/共73页4.3 墙柱高厚比验算012/ Hhb b 确定计算高度时墙长取构造柱间间距s，且一律按刚性方案。 h：墙厚

18、度；第44页/共73页4.3 墙柱高厚比验算012/ Hhb b012/ cHhb b012/ Hhb b0T12/ Hhb b带壁柱墙012/ Hhb b墙柱高厚比验算第45页/共73页4.3 墙柱高厚比验算图 5 . 2 . 2 楼 梯 平 面 图上1下栏 杆 1图 5.2.3 1-1剖面图栏杆0/?Hhb第46页/共73页4.3 墙柱高厚比验算 当与墙连接的相邻两横墙间的距离s太小时，墙体的高厚比可不受允许高厚比的限制，墙厚按承载力计算需要加以确定。这时横墙间距规定为：12 sh b第47页/共73页4.3 墙柱高厚比验算012/ Hhb b第48页/共73页4.3 墙柱高厚比验算问答题

19、: 1砌体结构房屋为何要提出墙、柱的高厚比要求？怎样验算墙、 柱的高厚比？怎样有代表性的验算混合结构房屋墙体的高厚比？ 2 如何确保砌体结构房屋墙、柱的稳定性？第49页/共73页4.3 墙柱高厚比验算选择题:1 砌体结构中对墙、柱高厚比验算是保证： （A）砌体构件不致丧失稳定； （B）砌体构件侧向不致刚度不足； （C）砌体截面不致承载不足； （D）砌体结构的刚性方案。 2 混合结构房屋中，验算墙、柱高厚比是为了（ ）。 （A）满足稳定性要求； （B）满足承载力要求； （C）节省材料。3 影响砌体结构墙、柱允许高厚比值的主要因素是（ ）。 （A）块材的强度等级； （B）砂浆的强度等级； （C）是

20、否设置有壁柱； （D）房屋的静力计算方案。4 设计墙体时，当验算高厚比不满足要求时，可增加（ ）。 （A）拉接墙间距； （B）墙体高度； （C）墙体厚度； （D）建筑面积。5 砌体结构中，墙体的高厚比验算与下列何项无关。 （A）稳定性； （B）承载大小； （C）开洞及洞口大小； （D）是否承重墙。第50页/共73页4.3 墙柱高厚比验算判断题:1 下列何项论述是不正确的？ （A）墙、柱的高厚比系指墙、柱的计算高度H0与墙厚或矩形 截面柱边长h的比值； （B）墙、柱的允许高厚比值与墙、柱的承载力计算有关； （C）墙、柱的高厚比验算是砌体结构设计的重要组成部分； （D）高厚比验算是保证砌体结构构件

21、稳定性的重要构造措施之一。2 砌体结构墙、柱允许高厚比值（ ）。 （A）随砂浆的强度等级的提高而增大； （B）随砂浆的强度等级的提高而减小； （C）与砂浆的强度等级无关。第51页/共73页4.4 单层房屋墙体计算第52页/共73页4.4 单层房屋墙体计算第53页/共73页4.4 单层房屋墙体计算第54页/共73页4.4 单层房屋墙体计算第55页/共73页4.4 单层房屋墙体计算1ps第56页/共73页4.5 多层房屋墙体计算第57页/共73页第58页/共73页4.5 多层房屋墙体计算第59页/共73页4.5 多层房屋墙体计算h1NuNleua0elNw0.4a0h2uuuuw0llllNNNM

22、N eN eNNNNMNl+NuMlNw第60页/共73页4.5 多层房屋墙体计算0.2ah第61页/共73页4.5 多层房屋墙体计算n 满足以下条件时可以不考虑风荷载的作用：n 外墙上洞口水平截面积不超过全截面积的2/3；n 层高和总高不超过表中的要求；n 屋面自重不小于0.8kN/m2。 墙体简化为竖向连续梁计算，支座及跨中弯矩为：式中 计算单元沿墙体高度的风荷载设计值； Hi第i层层高。2/12iMH 2/12iH第62页/共73页4.5 多层房屋墙体计算第63页/共73页4.6 地下室墙u 地下室墙体较厚，并且横墙布置较密，因此地下室墙体静力计算一般为刚性方案；u由于墙体较厚，并层高较低，一般可不进行高厚比验算；u地下室墙体计算时，作用于外墙上的荷载，顶板传来的荷载和地下室墙自重以外，还有，有时还有第64页/共73页4.6 地下室墙地下室墙体荷载2ptan452qBH22s