武汉某大学建筑结构讲义下二

15混合结构房屋墙、柱设计

本章主要介绍混合结构房屋的空间性能及静力计算方案，墙、柱的高厚比验算方法以及单层和多层房屋的墙体承载力计算，过梁和圈梁的设计方法，砌体结构的构造要求等内容。要求了解和建立混合结构房屋空间作用的概念，掌握混合结构房屋静力计算方案，掌握墙柱的高厚比验算方法，能进行刚性方案房屋墙体的计算，了解过梁与圈梁的设计方法，领会砌体结构的一般构造要求。本章提要本章内容15.1

房屋的空间工作和静力计算方案15.2

墙、柱高厚比验算15.3

刚性方案房屋的计算15.4

弹性及刚弹性方案房屋的计算15.5

砌体结构中的过梁与圈梁15.6

砌体结构的构造要求15.1房屋的空间工作和静力计算方案在进行墙体的内力计算时，首先要确定计算简图。

如图15.1(a)所示的无山墙和横墙的单层房屋，其屋盖支承在外纵墙上。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。可以用这个单元的受力状态来代表整个房屋的受力状态，这个单元称为计算单元，见图15.1(a)、(b)。沿房屋纵向各个单元之间不存在相互制约的空间作用，这种房屋的计算简图为一单跨平面排架（图15.1（d））。15.1.1房屋的空间工作若在上述单层房屋的两端设置山墙（图15.2（a）），则屋盖不仅与纵墙相连，而且也与山墙（横墙）相连。当水平荷载作用于外纵墙面时，屋盖结构如同水平方向的梁而弯曲，其水平位移已不是平移，而是图15.2(b)中所示的曲线，水平位移的大小等于山墙的侧移uw和屋盖梁水平挠度的总和。根据试验研究，房屋的空间刚度主要取决于屋盖水平刚度和横墙间距的大小。图15.1无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况图15.2有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况

《规范》规定，在混合结构房屋内力计算中，根据房屋的空间工作性能，分为三种静力计算方案：（1）

刚性方案房屋横墙间距较小，屋（楼）盖水平刚度较大时，房屋的空间刚度较大，在荷载作用下，房屋的水平位移较小，在确定房屋的计算简图时，可以忽略房屋水平位移，而将屋盖或楼盖视作墙或柱的不动铰支承（图15.3（a）），这种房屋称为刚性方案房屋。一般多层住宅、办公楼、医院往往属于此类方案。15.1.2房屋的静力计算方案（2）

弹性方案房屋横墙间距较大，屋盖或楼盖的水平刚度较小时，房屋的空间工作性能较差，在荷载作用下，房屋的水平位移较大，在确定房屋的计算简图时，必须考虑水平位移，把屋盖或楼盖与墙、柱的连接处视为铰接，并按不考虑空间工作的平面排架计算（图15.3(c)），这种房屋称为弹性方案房屋。一般单层厂房、仓库、礼堂、食堂等多属于弹性方案房屋。（3）

刚弹性方案房屋的空间刚度介于刚性与弹性方案之间，在荷载作用下，房屋的水平位移较弹性方案小，但又不可忽略不计。这种房屋属于刚弹性方案房屋，其计算简图可用屋盖或楼盖与墙、柱连接处为具有弹性支撑的平面排架（图15.3(b)）。在计算刚弹性方案的墙、柱内力时，通常引入空间性能影响系数η来反映房屋的空间作用，η定义为:

η=us/up

在《规范》中，将房屋按屋盖或楼盖的刚度划分为三种类型，并按房屋的横墙间距S来确定其静力计算方案，见表15.1。作为刚性和刚弹性方案静力计算的房屋横墙，应具有足够的刚度，以保证房屋的空间作用，并符合下列要求：

①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%；

②横墙的厚度不宜小于180mm；

③单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于其总高度的1/2。图15.3混合结构房屋屋的计算简图图(a)刚性方案；(b)刚弹性方案；；(c)弹性方案图15.3混合结构房屋屋的计算简图图(a)刚性方案；(b)刚弹性方案；；(c)弹性方案图15.3混合结构房屋屋的计算简图图(a)刚性方案；(b)刚弹性方案；；(c)弹性方案表15.1房屋的静力计计算方案屋盖（楼盖）类别刚性方案刚弹性方案弹性方案整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋（楼）盖S＜3232≤S≤72S＞72装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖S＜2020≤S≤48S＞48瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖S＜1616≤S≤36S＞3615.2墙、柱高厚比比验算混合结构房屋屋中的墙体是是受压构件，，除满足强度度要求外，还还必须有足够够的稳定性。。高厚比的验算算是保证墙体稳稳定性的一项项重要构造措措施，以避免免墙、柱在施施工和使用阶阶段因偶然的的撞击或振动动等因素而出出现歪斜、膨膨肚以致倒塌塌等失稳现象象的发生。高厚比系指墙、柱柱的计算高高度H0与墙厚或柱柱截面边长长h的比值H0/h。高厚比验算算主要包括两两个问题：：一是允许高厚比比的限值；；二是墙、柱实际际高厚比的的确定。允许高厚比比限值是在综合考考虑了以往往的实践经经验和现阶阶段的材料料质量及施施工水平的的基础上确确定的。影响墙、柱柱容许高厚厚比的因素素很多，如砂砂浆的强度度等级、横横墙间距、、砌体类型型、支承条条件、截面面形状和承承重情况等等。矩形截面墙墙和柱的高高厚比应满满足下列条条件β=H0/h≤μ1μ2［β］其中，自承承重墙允许许高厚比的的修正系数数μ1，对承重墙墙,μ1=1.0；对自承重重墙，μ1值可按下列列规定采用用：当h=240mm时，μ1=1.2当h=90mm时，μ1=1.5240mm＞h＞90mm时，μ1可按插入法法取值;15.2.1一般墙、柱柱高厚比的的验算有门窗洞口口墙允许高高厚比的修修正系数μ2按下式确定定：μ2=1-0.4bs/Sbs——在宽度S范围内的门门窗洞口宽宽度(图15.4)；S——相邻窗间墙墙或壁柱间间距离（图15.4）；［β］——墙、柱的允允许高厚比比，见表15.2。图15.4洞口宽度表15.2墙、柱的允允许高厚比比［β］值砂浆强度等级墙柱M2.52215M5.02416≥M7.52617(1)整片墙的高高厚比验算算按下式进行行验算β=H0/hT≤μ1μ2［β］确定带壁柱柱墙的计算算高度H0时，墙长S取相邻横墙墙的距离。。确定截面回回转半径i时，带壁柱柱墙截面的的翼缘宽度度bf(图15.5（a）)应按下列规规定采用：：15.2.2带壁柱墙和和带构造柱柱墙的高厚厚比验算15.2.2.1带壁柱墙①对于多层房房屋，当有有门窗洞口口时，可取取窗间墙宽宽度；当无无门窗洞口口时，每侧侧翼墙宽度度可取壁柱柱高度的1/3。②对于单层房房屋，取bf=b+2H/3(b为壁柱宽度度，H为墙高)，但bf不大于相邻邻窗间墙宽宽度和相邻邻壁柱间的的距离。(2)壁柱间墙的的高厚比计算H时，S取相邻壁柱柱间的距离离。不论带带壁柱墙的的静力计算算采用何种种方案，带带壁柱墙H的计算可一一律按刚性性方案考虑虑。壁柱间墙的的高厚比可可按无壁柱柱墙公式（（15.1）进行验算算。对于设有钢钢筋混凝土土圈梁的带带壁柱墙，，当圈梁的的宽度b与相邻壁柱柱间的距离离S之比≥1/30时，由于圈圈梁的水平平刚度较大大，能限制制壁柱间墙墙体的侧向向变形，所所以圈梁可可视为壁柱柱间墙的不不动铰支座座(图15.5(b))。图15.5(1)带构造柱柱墙的高高厚比验验算①应按附表表2确定墙墙的计计算高高度H0。②按下列列公式式验算算带构构造柱柱墙体体的高高厚比比：β=H0/h≤≤μcμ1μ2［β］μc=1+γbc/l③构造柱柱作为为壁柱柱验算算构造造柱间间墙的的高厚厚比时时，构构造柱柱的截截面高高度应应不小小于1/30柱高，，并不不小于于墙厚厚，此此时柱柱间墙墙的允允许高高厚比比不应应再考考虑构构造柱柱的有有利影影响，，柱间间墙的的高厚厚比验验算同同壁柱柱间墙墙。15.2.2.2带构造造柱墙墙(2)带构造造柱墙墙应满满足下下列要要求①构造柱柱沿墙墙长方方向的的宽度度不小小于180mm，沿墙墙厚方方向的的边长长不小小于墙墙厚（（利用用构造造柱作作壁柱柱时应应当不不小于于1/30柱高）），主主筋不不少于于4φ12，混凝凝土等等级不不应低低于C15；②构造柱柱对墙墙体允允许高高厚比比的提提高仅仅适于于正常常使用用阶段段；③构造柱柱与墙墙应有有可靠靠的连连接。。【例15.1】】某办公公楼平平面如图15.6所示，采用用预制制钢筋筋混凝凝土空空心板板，外外墙厚厚370mm，内纵纵墙及及横墙墙厚240mm，砂浆浆为M5，底层层墙高高4.6m（下端端支点点取基基础顶顶面））；隔隔墙厚厚120mm，高3.6m，用M2.5砂浆；；纵墙墙上窗窗洞宽宽1800mm，门洞洞宽1000mm，试验验算各各墙的的高厚厚比。。【解】1.确定静静力计计算方方案及及求允允许高高厚比比最大横横墙间间距S=3.6×3=10.8m，由表表15.1,S＜32m，确定定为刚刚性方方案。。由表15.2，因承承重纵纵横墙墙砂浆浆为M5，得［［β］=24；非承承重墙墙砂浆浆为M2.5,［β］=22，非承承重墙墙h=120mm，用插插入法法得μ1=1.44，μ1［β］=1.44×22=31.68。2.确定计计算高高度承重墙墙H=4.6m,S=10.8m＞2H=2××4.6=9.2m，由附附表2查得计计算高高度H0=1.0H=4.6m。非承重重墙H=3.6m，一般般是后后砌在在地面面垫层层上，，上端端用斜斜放立立砖顶顶住楼楼面梁梁砌筑筑，两两侧与与纵墙墙拉结结不好好，故故按两两侧无无拉结结考虑虑，则则计算算高度度H0=1.0H=3.6m。3.纵墙高高厚比比验算算（1）外纵纵墙S=3.6m,bs=1.8mμ2=1-0.4bs/S=0.8外纵墙墙高厚厚比β=H0/h=12.4＜μ2［β］=0.8××24=19.2满足要要求（2）内内纵墙墙S=10.8m,bs=1.0mμ2=1-0.4bs/S=0.96内纵墙墙高厚厚比β=H0/h=19.2＜μ2［β］=0.96×24=23满足要要求4.横墙高高厚比比验算算由于横横墙的的厚度度、砌砌筑砂砂浆、、墙体体高度度均与与内纵纵墙相相同，，且横横墙上上无洞洞口，，又比比内纵纵墙短短，计计算高高度也也小，，故不不必进进行验验算。。5.隔墙高高厚比比验算算隔墙高高厚比比β=H0/h=30＜μ1［β］=31.68满足要要求【例15.2】】某单层层单跨跨无吊吊车的的厂房房，采采用装装配式式有檩檩体系系钢筋筋混凝凝土屋屋盖，，带壁壁柱砖砖墙承承重。。厂房房跨度度为15m，全长长6×4=24m，如图15.7所示。墙体体采用用MU10砖和M5砂浆砌砌筑。。试验验算带带壁柱柱纵墙墙和山山墙的的高厚厚比。。【解】该房屋的屋屋盖类别为为1类，两端山山墙（横墙墙）间的距距离S=24m，由表15.1，S＜32m，确定为刚刚性方案。。1.纵墙高厚比比验算（1）整片墙高厚厚比验算带壁柱截面面几何特征征（图15.8）截面面积A=8.125×105mm2形心位置y1=148mmy2=240+250-148=342mm惯性矩I=8.86×109mm4回转半径i≈104mm折算厚度hT=3.5i=364mm壁柱下端嵌嵌固于室内内地面以下下0.5m处，柱高H=4.2+0.5=4.7m，S=24m＞2H=9.4m，由附表2查得壁柱的的计算算高度H0=1.0H=4.7m由表15.2，当砂浆为为M5时，得［β］=24，承重墙μ1=1.0，洞口宽bs=3m，壁柱间距距S=6m，故［β］考虑洞洞口的修修正系数μ2为：μ2=0.8纵墙整片墙墙高厚比β=12.91＜μ1μ2［β］=1.0××0.8××24=19.2满足要求（2）壁柱间间墙的高厚厚比验算H=4.7m＜S=6m＜2H=9.4m，由附表2得壁柱间墙墙的计算高高度H0=0.4S+0.2H=3.34m纵墙柱间墙墙的高厚比比β=H0/h=13.92＜μ1μ2［β］=19.2满足要求2.开门洞山墙墙的高厚比比验算（1）整片墙墙的高厚比比验算带壁柱截面面的几何特特征（图15.9）截面面积A=9.325×105mm2形心位置y1=144mm,y2=346mm惯性矩I=9.503×109mm4回转半径i=101mm折算厚度hT=354mm计算高度H=6.37m(取山墙壁柱柱高度)S=15m＜32m，属刚性方方案S＞2H=12.7m,得H0=1.0H=6.37m［β］考虑洞口口的修正系系数μ2=0.88β=H0/hT=18＜μ1μ2［β］=1.0××0.88×24=21.22满足要求（2）壁柱间间墙的高厚厚比验算墙高取两壁壁柱间山墙墙平均高度度6.79m,S=5m＜H,由附表2查得壁柱间间墙的计算算高度H0=0.6S=0.6×5=3.0m［β］考虑洞口口的修正系系数μ2=0.76β=H0/h=12.5＜μ1μ2［β］=1.0××0.76×24=18.24满足要求图15.6例15.1办公楼平面面图图15.7例15.2单层厂房平平面、侧立立面图图15.8带壁柱墙截截面图15.9带壁柱开门门洞山墙的的计算截面面15.3刚性方案房房屋的计算算刚性方案的的单层房屋屋，纵墙顶顶端的水平平位移很小小，静力分分析时可以以认为水平平位移为零零，计算时时采用下列列假定（图15.10）：①纵墙、柱下下端在基础础顶面处固固结，上端端与屋架（（或屋面梁梁）铰接；；②屋盖结构可可作为纵墙墙上端的不不动铰支座座。按照上述假假定，每片片纵墙就可可以按上端端支承在不不动铰支座座和下端支支承在固定定支座上的的竖向构件件单独进行行计算。15.3.1单层刚性方方案房屋承承重纵墙的的计算（1）竖向荷载作作用下墙体体的内力计计算竖向荷载包包括屋面荷荷载和墙体体自重。屋屋面荷载包包括屋盖构构件自重和和屋面活荷荷载或雪荷荷载，这些些荷载通过过屋架或屋屋面梁作用用于墙体顶顶部。作用于纵墙墙顶端的屋屋面荷载常常用轴心压压力Nl和弯矩M=Nlel组成（图15.10(b)）。墙体自重作作用墙体轴轴线上。（2）风荷载作用用下墙体的的内力计算算风荷载包括括作用于屋屋面上和墙墙面上的风风荷载。屋屋面上（包包括女儿墙墙上）的风风荷载可简简化为作用用于墙、柱柱顶端的集集中力W，并通过屋屋盖直接传传给横墙经经基础传给给地基，在在纵墙中不不引起内力力。墙面上上的风荷载载为均布荷荷载，应考考虑两种风风向，迎风风面为压力力，背风面面为吸力。。在均布荷载载q作用下，墙墙体的内力力见图15.11。图15.10竖向荷载作用下下的计算简图图15.11水平荷载作用下下计算简图（1）计算单元的选取取混合结构房屋的的承重纵墙一般般比较长，设计计时可仅取其中中有代表性的一一段作为计算单单元。一般说来来，对有门窗的的内外纵墙，取取一个开间的门门间墙或窗间墙墙为计算单元，，如图15.12中的m-m和n-n间的窗间墙，其其宽度为(l1+l2)/2。（2）竖向荷载作用下下墙体的计算在竖向荷载作用用下，多层房屋屋的墙体如竖向向连续梁一样地地工作。这个连连续梁以各层楼楼盖为支承点，，在底部以基础础为支承点（图15.13(b)）。15.3.2多层刚性方案房房屋承重纵墙的的计算墙体在基础顶面面处可假定为铰铰接，这样墙、、柱在每层高度度范围内被简化化为两端铰支的的竖向构件（图15.13(c)），可单独进行行内力计算。计算简图中的构构件长度为：底层，取底层层层高加上室内地地面至基础顶面面的距离；以上上各层可取相应应的层高。现以图15.13所示第一层和第第二层墙体为例例，说明墙体内内力的计算方法法。第二层墙（图15.14(a)）：上端（Ⅰ-Ⅰ）截面Nu2=Nu3+Nl3+Nw3NⅠ=Nu2+Nl2MⅠ=Nl2e2下端（Ⅱ-Ⅱ）截面NⅡ=NⅠ+Nw2MⅡ=0第一层墙（图15.14(b)）:上端（Ⅰ-Ⅰ）截面Nu1=Nu2+Nl2+Nw2NⅠ=Nu1+Nl1MⅠ=Nl1e1-Nu1e1′下端（Ⅱ-Ⅱ）截面NⅡ=NⅠ+Nw1MⅡ=0(3)水平荷载作用下下墙体的计算在水平风荷载作作用下，墙体将将产生弯曲。这这时墙体可视为为一个竖向连续续梁（图15.16）。为了简化计算，，该连续梁的跨跨中和支座处的的弯矩可近似地地按下式计算M=±1/12qHi2《规范》规定，刚性方案案多层房屋只要要满足下列条件件，可不考虑风风荷载对外墙内内力的影响：《规范》规定，刚性方案案多层房屋只要要满足下列条件件，可不考虑风风荷载对外墙内内力的影响：①洞口水平截面面面积不超过全截截面面积的2/3。②层高和总高不超超过表15.3所规定的数值。。③屋面自重不小于于0.8kN/m2。(4)竖向荷载作用下下的控制截面在进行墙体承载载力验算时，必必须确定需要验验算的截面。一一般选用内力较较大，截面尺寸寸较小的截面作作为控制截面。。图15.12多层刚性方案房房屋承重纵墙的的计算单元图15.13竖向荷载作用下下的计算简图（a）外墙剖面；；(b)竖向连续梁计算算图；(c)简化后的计算图图图15.14图15.16水平荷载作用下下的计算简图表15.3外墙不考虑风荷荷载影响时的最最大高度基本风压值（kN/m2）层高（m）总高（m）0.40.50.60.74.04.04.03.528241818多层刚性方案房房屋中，横墙承承受两侧楼板直直接传来的均布布荷载，且很少少开设洞口，故故可取1m宽的墙体为计算算单元（图15.17）。中间横墙承受由由两边楼盖传来来的竖向荷载Nl、Nl′（图15.17(c)）。山墙的计算方法法和外纵墙计算算方法相同。15.3.3多层刚性方案房房屋承重横墙的的计算【例15.3】某三层试验楼，，采用装配式钢钢筋混凝土梁板板结构（图15.18），大梁截面尺尺寸为200mm×500mm，梁端伸入墙内内240mm，大梁间距3.6m。底层墙厚370mm，二、三层墙厚厚240mm，均双面抹灰，采采用MU10砖和M2.5混合砂浆砌筑。基基本风压为0.35kN/m2。试验算承重纵墙墙的承载力。【解】1.确定静力计算方案案根据表15.1规定，由于试验楼楼为装配式钢筋混混凝土楼盖，而横横墙间距S=7.2m＜24m，故为刚性方案房房屋。2.墙体的高厚比验算算（从略）3.荷载资料（1）屋面荷载油毡防水层（六层层作法）0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层层0.02×20=0.40kN/m250mm厚泡沫混凝土保温温层0.05×5=0.25kN/m2120mm厚空心板（包括灌灌缝）2.20kN/m220mm厚板底抹灰0.02×17=0.34kN/m2屋面恒载标准值3.54kN/m2屋面活载标准值0.50kN/m2（2）楼面荷载30mm厚细石混凝土面层层0.75kN/m2120mm厚空心板（包括灌灌缝）2.20kN/m220mm厚板底抹灰0.34kN/m2楼面恒载标准值3.29kN/m2楼面活载标准值2.00kN/m2(3)进深梁自重（包括括15mm粉刷）标准值0.2×0.5××25+0.015×(2×0.5+0.2)××17=2.81kN/m(4)墙体自重及木窗自自重双面粉刷的240mm厚砖墙自重（按墙墙面计）标准值5.24kN/m2双面粉刷的370mm厚砖墙自重（按墙墙面计）标准值7.62kN/m2木窗自重（按窗框框面积计）标准值值0.30kN/m24.纵墙承载力验算由于房屋的总高小小于28m，层高又小于4m，根据表15.3规定可不考虑风荷荷载作用。（1）计算单元取一个开间宽度的的外纵墙为计算单单元，其受荷面积积为3.6×2.85=10.26m2，如图中斜线部分分所示。纵墙的承承载力由外纵墙控控制，内纵墙不起起控制作用，可不不必计算。（2）控制截面每层纵墙取两个控控制截面。墙上部部取梁底下的砌体体截面；墙下部取取梁底稍上砌体截截面。其计算截面面均取窗间墙截面面。本例不必计算算三层墙体。第二层墙的计算截截面面积A2=1.8×0.24=0.432m2第一层墙的计算截截面面积A1=1.8×0.37=0.666m2(3)荷载计算按一个计算单元，，作用于纵墙上的的集中荷载计算如如下：屋面传来的集中荷荷载（包括外挑0.5m的屋檐和屋面梁））标准值Nkl3=59.14kN设计值Nl3=72.66kN由MU10砖和M2.5砂浆砌筑的砌体，，其抗压强度设计计值f=1.3N/mm2。已知梁高500mm，则梁的有效支承承长度为a0=190mm＜240mm，取a0=0.19m屋面荷载作用于墙墙顶的偏心距e3=0.044m楼盖传来的集中荷荷载（包括楼面梁梁）设计值Nl2=Nl1=78.84kN三层楼面荷载作用用于墙顶的偏心距距e2=0.044m二层楼面荷载作用用于墙顶的偏心距距e1=0.109m第三层Ⅰ－Ⅰ截面以上240mm厚墙体自重设计值ΔNw3=14.48kN第三层Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之间240mm厚墙体自重设计值Nw3=57.76kN第二层Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之间240mm厚墙体自重设计值Nw2=43.27kN第一层Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之间370mm厚墙体自重设计值Nw1=95.32kN第一层Ⅰ－Ⅰ截面至第二层Ⅱ－Ⅱ截面之之间370mm厚墙体体自重重设计值值ΔNw1=21.07kN各层纵纵墙的的计算算简图图如图15.19所示。（4）控控制截截面的的内力力计算算①第三层层第三层层Ⅰ－Ⅰ截面处处轴向力力设计计值NⅠ=Nl3+ΔNw3=87.14kN弯矩设设计值值（由由三层层屋面面荷载载偏心心作用用产生生）MⅠ=Nl3e3=3.19kN·m第三层层Ⅱ－Ⅱ截面处处轴向力力为上上述荷荷载与与本层层墙体体自重重之和和。轴向力力设计计值NⅡ=NⅠ+Nw3=144.9kN弯矩设设计值值MⅡ=0②第二层层第二层层Ⅰ－Ⅰ截面处处轴向力力为上上述荷荷载与与本层层楼盖盖荷载载之和和。轴向力力设计计值NⅠ=NⅡ+Nl2=223.74kN弯矩设设计值值（由由三层层楼面面荷载载偏心心作用用产生生）MⅠ=Nl2e2=3.46kN·m第二层层Ⅱ－Ⅱ截面处处轴向力力为上上述荷荷载与与本身身墙体体自重重之和和。轴向力力设计计值NⅡ=NⅠ+Nw2=267.01kN弯矩设设计值值MⅡ=0③第一层层第一层层Ⅰ－Ⅰ截面处处轴向力力为上上述荷荷载、、370墙增厚厚部分分墙体体及本本层楼楼盖荷荷载之之和。。轴向力力设计计值NⅠ=NⅡ+ΔNw1+Nl1=366.92kN因第一一层墙墙截面面形心心与第第二层层墙截截面形形心不不重合合，尚尚应考考虑NⅡ产生的的弯矩矩，得得MⅠ=-8.76kN··m第一层层Ⅱ－Ⅱ截面处处轴向力力为上上述荷荷载与与本层层墙体体自重重之和和。轴向力力设计计值NⅡ=NⅠ+Nw1=462.24kN弯矩设设计值值MⅡ=0（5）截截面承承载力力验算算①纵向墙墙体计计算高高度H0的确定定。第二、、三层层层高高H=3.4m，横墙墙间距距S=7.2m＞2H=2××3.4=6.8m，由附附表2查得H0=H=3.4m。第一一层层层高3.76m，3.76m＜S=7.2m＜2H=2××3.76=7.52m,H0=0.4S+0.2H=0.4××7.2+0.2××3.76=3.63m。②承载力力影响响系数数φ的确定定。系系数φ根据高高厚比比β及相对对偏心心距e/h由附表表1b查得，，并列列入表15.4。（6）纵纵墙承承载力力验算算纵墙承承载力力验算算在表15.4进行。。验算算结果果表明明，纵纵墙的的承载载力均均满足足要求求。图15.17多层刚刚性方方案房房屋承承重横横墙的的计算算单元元和计计算简简图图15.18例15.3图15.19各层墙墙体的的计算算简图图及弯弯矩图图表15.415.4弹性及及刚弹弹性方方案房房屋的的计算算当房屋屋横墙墙间距距超过过表15.1中刚弹弹性方方案房房屋横横墙间间距时时，即即为弹性方方案房房屋。弹性性方案案及刚刚弹性性方案案房屋屋一般般多为为单层层房屋屋。其计算算时采采用下下列假假定：：①屋架或或屋面面梁与与墙、、柱顶顶端为为铰接接，墙墙、柱柱下端端则嵌嵌固于于基础础顶面面；②把屋架架或屋屋面梁梁视作作一刚刚度无无限大大的水水平杆杆件，，在荷荷载作作用下下无轴轴向变变形，，所以以排架架柱受受力后后，所所有柱柱顶的的水平平位移移均相相等（（图15.20）。15.4.1弹性方方案房房屋的的计算算图15.20弹性方方案房房屋柱柱顶水水平位位移在水平平荷载载作用用下，，刚弹弹性方方案房房屋墙墙顶也也产生生水平平位移移，其其值比比弹性性方案案按平平面排排架计计算的的小，，但又又不能能忽略略，其其计算算简图图是在在弹性性方案案房屋屋计算算简图图的基基础上上在柱柱顶加加一弹弹性支支座（（图15.21），以以考虑虑房屋屋的空空间工工作。。设排架架柱顶顶作用用一集集中力力W,由于刚刚弹性性方案案房屋屋的空空间工工作的的影响响，其其柱顶顶水平平位移移为uk=ηup，较平平面排排架柱柱顶减减少了了（1-ηη）up，根据据位移移与内内力成成正比比的关关系，，可求求出弹弹性支支座的的水平平反力力X15.4.2刚弹性性方案案房屋屋的计计算则X=(1-η)W由上式式可见见，反反力X与水平平力的的大小小以及及房屋屋空间间工作作性能能影响响系数数η有关，，η可由表15.5得出。。根据以以上分分析，，单层层刚弹弹性方方案房房屋，，在水水平荷荷载作作用下下，墙墙、柱柱的内内力计计算步步骤如如下（（图15.22）：（1）先在排排架柱柱柱顶顶加一一个假假设的的不动动铰支支座，，计算算出此此不动动铰支支座反反力R，并求求出这这种情情况下下的内内力图图（图15.22(b)、(d)）。（2）把求出出的假假设支支座反反力R乘以η,将ηR反向作作用于于排架架柱柱柱顶，，再求求出这这种情情况下下的内内力图图（图15.22(c)、(e)）。（3）将上述述两种种情况况的计计算结结果相相叠加加，即即为刚刚弹性性方案案墙、、柱的的内力力。图15.21刚弹性性方案案房屋屋计算算原理理表15.5房屋的的空间间性能能影响响系数数η屋盖或楼盖类别横墙间距S(m)1620242832364044485256606468721－－－－0.330.390.450.500.550.600.640.680.710.740.772－0.350.450.540.610.680.730.780.82－－－－－－30.370.490.600.680.750.81－－－－－－－－－图15.22刚弹性性方案案房屋屋墙、、柱内内力分分析步步骤15.5砌体结结构中中的过过梁与与圈梁梁过梁是混合合结构构墙体体中门门窗洞洞上承承受上上部墙墙体和和楼（（屋））盖传传来的的荷载载的构构件，，主要要有钢筋混混凝土土过梁梁、砖砖砌平平拱、、砖砌砌弧拱拱、钢钢筋砖砖过梁梁等几种种形式式（图15.23）。（1）砖砌平平拱过过梁如图15.23(c)所示，采用用竖砖砖砌筑筑，竖竖砖砌砌筑部部分的的高度度不应应小于于240mm。15.5.1过梁15.5.1.1过梁的的种类类及构构造（2）砖砌弧弧拱过过梁如图15.23(d)所示，采用用竖砖砖砌筑筑，竖竖砖砌砌筑高高度不不应小小于120mm，其跨度与与矢高f有关，当f=(1/8~1/12)l时，最大跨跨度可达3.0m；当f=(1/6~1/5)l时，最大跨跨度可达4m。（3）钢筋砖过梁梁在这类过梁梁中，砖块块的砌法同同一般砖墙墙一样，仅仅在过梁底底部水平灰灰缝内配置置不小于φ5@120的纵向受力力钢筋，如图5.23(b)所示。钢筋伸入入支座砌体体内的长度度不宜小于于240mm，在过梁计计算高度内内的砌筑砂砂浆强度不不低于M2.5。（4）钢筋混凝土土过梁如图15.23(a)所示，同一般预预制钢筋混混凝土梁。。为满足门门、窗口过过梁的构造造需要，可可做矩形或或带挑口的的“L”形截面。这这种过梁具具有施工方方便、跨度度较大等优优点，因而而在实际砌砌体结构中中已大量采采用钢筋混混凝土过梁梁。图15.23过梁的类类型（a）钢筋筋混凝土土过梁；；(b)钢筋砖过过梁；(c)砖砌平拱拱；(d)砖砌弧拱拱15.5.1.2过梁上的的荷载过梁上的的荷载一一般包括括墙体荷载载和梁、、板荷载载。（1）墙体荷载载对砖砌体体，当过过梁上的的墙体高高度hw＜ln/3（ln为过梁的的净跨））时，应应按全部部墙体的的均布自自重采用用；当hw≥ln/3时，应按按高度为为ln/3墙体的均均布自重重采用（（图15.24(a)、(b)）。（2）梁、板荷荷载对砖砌体体，梁、、板下的的墙体高高度hw＜ln时，可按按梁、板板传来的的荷载采采用。当当梁、板板下的墙墙体高度度hw≥ln时，可不不考虑梁梁、板荷荷载（图15.24(c)）。图15.24（a）、(b)墙体荷载载；(c)梁板荷载载15.5.1.3过梁的计计算（1）砖砌过梁梁的破坏坏特征过梁受荷荷载后，，和受弯弯构件一一样，上上部受压压、下部部受拉。。随着荷载载的增大大，当跨跨中正截截面的拉拉应力或或支座斜斜截面上上的主拉拉应力超超过砌体体的抗拉拉强度时时，跨中中受拉区区将出现现垂直裂裂缝，支支座附近近出现45°的阶梯形形斜裂缝缝。对砖砌平平拱过梁梁下部的的拉力将将由两端端支座提提供的推推力来平平衡（图15.25(a)）；对钢钢筋砖过过梁下部部的拉力力将由钢钢筋承受受（图15.25(b)）。过梁像一一个三铰铰拱一样样地工作作，过梁梁可能发发生三种种破坏：：①过梁跨中中正截面面受弯承承载力不不足而破破坏；②过梁支座座附近斜斜截面受受剪承载载力不足足而破坏坏；③过梁支座座处水平平灰缝因因受剪不不足而发发生支座座滑动破破坏，可可按公式式（14.17）进行验验算。（2）砖砌平拱拱的计算算跨中正截截面受弯弯承载力力按式（（14.15）验算，，并采用用沿齿缝缝截面的的弯曲抗抗拉强度度设计值值。支座截面面受剪承承载力按按式（14.16）验算。。砖砌平拱拱的允许许均布荷荷载设计计值可查表15.6。（3）钢筋砖过过梁的计计算跨中正截截面受弯弯承载力力按下式式计算：：M≤0.85h0fyAs（4）钢筋混凝凝土过梁梁的计算算按钢筋混混凝土受受弯构件件计算，，同时需需要按式式（14.7）验算过过梁下砌砌体局部部受压承承载力。。【例15.4】已知钢筋筋砖过梁梁净跨ln=1.5m，墙厚为为240mm,双面粉刷刷，以墙墙面计的的墙体自自重标准准值为5.24kN/m,墙体采用用MU10烧结多孔孔砖，M10混合砂浆浆；在离离窗口顶顶面标高高600mm处有楼板板传来的的均布荷荷载标准准值gk1=7.5kN/m，均布活活荷载标标准值qk=4kN/m。试设计计该过梁梁。【解】1.内力计算算梁板荷载载位于高高度hw=600mm＜ln=1500mm处，故必必须考虑虑。则作作用在过过梁上的的均布荷荷载为（（gk2为过梁的的自重））p=17.74kN/mM=4.98kN··mV=13.31kN2.受弯承载载力计算算由于考虑虑梁板荷荷载，故故取h0=h-as=585mm；采用HPB235钢筋，fy=210N/mm2；由公式式(15.7)As=47.69mm2选用2φ6(As=57mm2)，满足要要求。3.受剪承载载力计算算查表得fV=0.17N/mm2,z=400mmV=13.31＜fVbz=16.32kN满足要求求。【例15.5】已知钢筋筋混凝土土过梁净净跨ln=3m，支承长长度0.24m，过梁上上的墙体体高度hw=1.5m，墙厚为为240mm；承受楼楼板传来来的均布布荷载设设计值15.5kN/m；墙体采采用MU10承重多孔孔砖，M5混合砂浆浆。试设设计该过过梁。【解】1.内力计算算根据跨度度、墙厚厚及荷载载情况初初步确定定过梁截截面为b×h=240mm××240mm。p=23.6kN/m过梁支座座反力接接近矩形形分布，，取1.1ln=3.3m，支座中中心的跨跨度l0＝3.24m，故取计计算跨度度=3.24m。M=30.97kN··mV=35.4kN2.受弯承载载力计算算过梁选用用C20混凝土，，fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2；纵向受受力钢筋筋采用HRB335级钢筋，，fy=300N/mm2；箍筋采采用HPB235级钢筋，，fy=210N/mm2。as=0.319γs=0.812As=628.68mm2选用3φ18（As=763mm2），满足足要求。。3.受剪承载载力计算算0.25fcbh0=118.08kN＞V=35.4kN受剪截面面满足要要求。0.7ftbh0=37.88kN＞V=35.4kN按构造配配置箍筋筋，选配配双肢箍箍φ6@200，满足要求。4.梁端支承处砌体体局部受压承载载力验算由表13.2查得,f=1.5N/mm2,取a0=a=240mm,η=1.0,γ=1.25,ψ=1.0A=a0b=240×240=57600mm2Nl=38.23kNηγfAl=108kN＞Nl=38.23kN满足要求图15.25砖砌过梁的破坏坏形式表15.6砖砌平拱的允许许均布荷载设计计值墙厚（mm）240370490混合砂浆强度等级M2.5M5M7.5≥M10M2.5M5M7.5≥M10M2.5M5M7.5≥M10［p］(kN/m)6.048.1810.3111.739.3212.6115.9018.0912.3416.7021.0523.96(1)空旷的单层房屋屋如车间、仓库、、食堂等，应按按下列规定设置置圈梁：①砖砌体房屋，檐檐口标高为5~8m时，应在檐口标标高处设置圈梁梁一道，檐口标标高大于8m时，宜适当增设设。②砌块及料石砌体体房屋，檐口标标高为4~5m时，应在檐口标标高处设置圈梁梁一道，檐口标标高大于5m时，宜适当增设设。15.5.2圈梁15.5.2.1圈梁的设置③对有吊车或较大大振动设备的单单层工业房屋，，除在檐口或窗窗顶标高处设置置现浇钢筋混凝凝土圈梁外，尚尚宜在吊车梁标标高处或其他适适当位置增设。。（2）多层房屋应按下列规定设设置圈梁：①多层砌体民用房房屋，如宿舍、、办公楼等，且且层数为3~4层时，应在檐口口标高处设置圈圈梁一道。当层层数超过4层时，应在所有有纵横墙上隔层层设置。②多层砌体工业房房屋，应每层设设置现浇钢筋混混凝土圈梁。③设置墙梁的多层层砌体房屋应在在托梁、墙梁顶顶面和檐口标高高处设置现浇钢钢筋混凝土圈梁梁，其他楼盖处处应在所有纵横横墙上每层设置置。④采用现浇钢筋混混凝土楼（屋））盖的多层砌体体结构房屋，当当层数超过5层时，除在檐口口标高处设置圈圈梁一道外，可可隔层设置圈梁梁，并与楼（屋屋）面板一起现现浇。（3）建筑在软弱地基基或不均匀地基基上的砌体房屋屋，除按本节规规定设置圈梁外外，尚应符合国国家现行《建筑地基基础设设计规范》的有关规定。（1）圈梁宜连续地设设在同一水平面面上，并形成封封闭状。当圈梁梁被门窗洞截断断时，应在洞口口上部增设相同同截面的附加圈圈梁。附加圈梁梁与圈梁的搭接接长度不应小于于其垂直间距H的2倍，且不小于1m（图15.26）。（2）纵横墙交接处的的圈梁应有可靠靠的连接，其配配筋构造如图15.27。（3）刚弹性和弹性方方案房屋，圈梁梁应与屋架、大大梁等构件可靠靠连接。15.5.2.2圈梁的构造要求求（4）钢筋混凝土圈梁梁的宽度一般与与墙厚相同，当当墙厚≥240mm时，其宽度不宜宜小于2h/3。圈梁的高度不应应小于120mm。（5）采用现浇钢筋混混凝土楼（屋））盖的多层砌体体结构房屋的未未设圈梁的楼层层，其楼面板嵌嵌入墙内的长度度不应小于120mm，并在楼板内沿沿墙的方向配置置不少于2φ10的纵向钢筋。（6）圈梁兼作过梁时时，过梁部分的的纵向受力钢筋筋应按计算配筋筋。图15.26圈梁被门窗洞口口截断时的构造造图15.27房屋转角处及丁丁字交叉处圈梁梁的构造15.6砌体结构的构造造要求（1）五层及五层以下下房屋的墙，以以及受振动或层层高大于6m的墙、柱所用材材料的最低强度度等级，应符合合下列要求：砖MU10；砌体MU7.5；石材MU30；砂浆M5。（2）地面以下或防潮潮层以下的砌体体，潮湿房间的的墙，所用材料料的最低强度等等级应符合表15.7的要求。（3）承重的独立砖柱柱，截面尺寸不不应小于240mm×370mm。15.6.1一般构造要求（4）跨度大于6m的屋架和跨度大大于下列数值的的梁：对砖砌体体为4.8m，对砌块和料石石砌体为4.2m，对毛石砌体为为3.9m，支承面下应设设置混凝土或钢钢筋混凝土垫块块，墙中设有圈圈梁时，垫块与与圈梁宜浇成整整体。（5）对240mm的砖砌体墙，大大梁跨度为6m，对180mm的砖砌体墙，大大梁跨度为4.8m,其支承处宜加壁壁柱，或采取其其他加强措施。。（6）预制钢筋混凝土土板的支承长度度，在墙上不宜宜小于100mm，在钢筋混凝土土圈梁上不宜小小于80mm；预制钢筋混凝凝土梁在墙上的的支承长度，不不宜小于240mm。（7）支承在墙、柱上上的吊车梁、屋屋架及跨度l≥9m（支承在砖砌体体），或l≥7.2m(支承在砌块和料料石砌体上)的预制梁的端部部，应采用锚固固件与墙、柱上上的垫块锚固（（图15.28）。（8）骨架房屋的填充充墙及维护墙，，宜用钢筋与骨骨架连接。一般般是在钢筋混凝凝土骨架中预埋埋拉结筋，砌砖砖时嵌入墙体的的水平灰缝内（（图15.29）。（9）山墙处的壁柱宜宜砌至山墙顶部部。风压较大的的地区，檩条与与山墙锚固（图15.30），屋盖不宜挑挑出山墙。（13）混凝土砌块墙体体的下列部位，，如未设圈梁或或混凝土垫块，，应采用不低于于Cb20的混凝土将孔洞洞灌实：①搁栅、檩条和钢钢筋混凝土楼板板的支承面下，，高度不应小于于200mm的砌体；②屋架、梁等构件件的支承面下，，高度不应小于于600mm，长度不应小于于600mm的砌体；③挑梁支承面下，，距墙中心线每每边不小于300mm，高度不应小于于600mm的砌体。（10）砌块砌体应分皮皮错缝搭砌。上上下皮搭砌长度度不得小于90mm。当搭砌长度不不满足上述要求求时，应在水平平灰缝内设置不不少于2φ4的焊接钢筋网片