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1、 砌体结构blockmasonrystructure 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 15 3 3静力计算方案 1砌体房屋的结构布置 混合结构房屋 主要承重构件由不同的材料组成的房屋 如房屋的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构 或木结构 墙 柱 基础等竖向承重构件采用砌体材料 应用范围 一般民用建筑 如住宅 宿舍 办公楼 学校 商店 食堂 仓库等 以及中小工业建筑 墙体既是混合结构房屋的承重构件 又是围护结构 设计时同时考虑结构和建筑两方面的要求 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 按荷载传递路线 横墙承重方案纵墙承重方案纵横墙混合承重方案内框架承重方案 沿房屋平面较
2、短方向布置的墙称为横墙 沿房屋较长方向布置的墙称为纵墙 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 1 横墙承重方案 竖向荷载主要传递路线 板 横墙 基础 地基 适用范围 房屋的开间不大 3 4 5m 将楼面 或屋面 板直接搁置在横墙上 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 横墙承重方案的特点 1 横墙是主要的承重墙 纵墙为围护 隔断和将横墙连成整体的作用 对设在纵墙上的门窗洞口大小和位置的限制较少 2 由于横墙的数量多 间距小 又有纵墙在纵向拉结 房屋的空间刚度大 整体性好 在抵抗风荷载 地震作用和调整地基的沉降不均匀方面比纵墙承重方案好 3 横墙承重方案结构跨度小 整体性
3、好 但与纵墙承重方案相比墙体材料用量多 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 2 纵墙承重方案 竖向荷载主要传递路线 板 纵墙 基础 地基 板 梁 纵墙 基础 地基 适用范围 要求有较大空间的房屋 食堂 单厂 仓库等 或隔墙位置可能变化的房屋 通常无内横墙或横墙间距很大 因而由纵墙直接承受楼面 屋面荷载 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 纵墙承重体系方案的特点 1 纵墙是主要的承重墙 横墙虽然也承受荷载 但设置横墙的目的是为了满足房屋空间刚度和整体性的要求 因此 其间距可较大 这种方案房屋的空间较大 有利于使用上的灵活布置 2 由于纵墙承受的荷载较大 所以设在纵墙上
4、门窗洞口的大小和位置受到一定限制 3 由于横墙数量较少 相对于横墙承重方案而言 房屋的横向刚度较小 整体性较差 楼盖材料用量多 墙体材料用料少 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 3 纵横墙混合承重方案 应用范围 建筑物的功能要求房间的大小多变 如教学楼 办公楼 医院 图书馆等 砌体结构 5 1混合结构房屋的组成及结构布置方案 特点 1 纵横墙均作为承重构件 使得结构受力较为均匀 避免墙体局部承载过大 2 既可保证有灵活布置的房间 又具有较大的空间刚度和整体性 4 内框架承重方案 梁板的荷载一部分经由外纵墙传给墙基础 一部分经由柱子传给柱基础 既不是全框架承重 也不是全墙承重 故
5、称内框架承重方案 4 内框架承重方案 内框架承重方案的特点 1 墙和柱都是承重构件 由于取消了内墙由柱代替 在使用上可以取得较大空间 而不需增加梁的跨度 2 由于竖向承重材料不同 钢筋混凝土柱和砖的压缩量不同 基础形式不同 容易产生基础不均匀沉降 若设计处理不当 会使构件产生较大附加应力 3 横墙较少 房屋的空间刚度差 抗震性能差 4 对抗震设防地区 宜采用多排柱的内框架结构体系 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 2砌体房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 墙体的计算是混合结构房屋结构设计的重要内容 墙体的内力计算墙体的截面承载力计算 混合结构为空间受力体系 承担竖向
6、和水平向各种荷载 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 内力计算首先要确定计算简图 分析如下 风荷载 纵墙 纵墙基础 地基 屋面板 屋面大梁 纵墙 基础 地基 假定 作用于房屋的荷载是均匀分布的 外纵墙的窗口也是有规律均匀排列的 一 两端无山墙 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 内力计算首先要确定计算简图 分析如下 一 两端无山墙 水平荷载作用下 墙顶横向位移相等 屋盖内水平梁只有平移 没有变形 平面计算单元代表了房屋整体受力性能 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 此
7、类房屋 荷载作用下的水平侧移取决于纵墙刚度 而屋盖结构的刚度只是保证传递水平荷载时两边纵墙的位移相等 一 两端无山墙 假定 横梁为绝对刚性 把计算单元的纵墙比拟为排架柱 屋盖结构比拟为横梁 把基础看作柱的固定端支座 屋盖结构和墙的连接点看作铰接点 计算单元为单跨平面排架 属于平面受力体系 分析如同结构力学平面排架 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 二 两端设有山墙 风荷载 纵墙 纵墙基础 地基 屋盖结构 山墙 山墙基础 由于两端山墙的约束 传力途径发生了改变 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 二 两端设有山
8、墙 在均匀的水平荷载作用下 整个房屋墙顶的水平位移中间大两端小 原因 水平荷载不仅在纵墙和屋盖组成的平面排架内传递 也通过屋盖平面和山墙进行传递 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 二 两端设有山墙 在均匀的水平荷载作用下 整个房屋墙顶的水平位移中间大两端小 屋盖结构 水平方向的梁 其跨度等于两山墙之间的距离 支承在两端的山墙上 山墙 竖向的悬臂梁 嵌固于基础上 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 二 两端设有山墙 空间受力体系 风荷载不只是在纵墙和屋盖组成的平面排架内传递 而且通过屋盖平面和山墙平面进行传递
9、纵墙顶部的水平位移不仅与纵墙本身刚度有关 而且与屋盖结构水平刚度和山墙顶部水平方向的位移有很大关系 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 山墙的距离很远 也即屋盖水平梁的跨度很大时 跨中水平位移大 山墙刚度差 山墙顶的水平位移大 也即屋盖水平梁的支座位移大 因而屋盖水平梁的跨中水平位移也大 屋盖本身刚度差 加大了屋盖水平梁的跨中水平位移 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 第一类屋盖k 0 03 第二类屋盖k 0 05 第三类屋盖k 0
10、 065 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 1混合结构房屋的空间工作 横墙间距s是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素 多层房屋不仅存在沿房屋纵向各开间的相互作用 而且还存在各层之间的相互作用 计算结果表明 多层房屋的空间性能影响系数较表中数值偏小 规范 取表中数值 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 2房屋静力计算方案的分类 作用于屋盖平面内的水平力R分为两部分传递 一部分R1通过前后纵墙与屋盖楼盖形成的平面排架作用传至基础 R1的传力途径属平面传力体系 另一部分R2通过屋盖以横墙为支座的水平梁作用传至横墙 再由横墙的竖向悬臂梁作用传至基础 R2的传力途径属空间
11、传力体系 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 2房屋静力计算方案的分类 按房屋空间作用大小 混合结构房屋静力计算方案分为 1 刚性方案 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 2房屋静力计算方案的分类 按房屋空间作用大小 混合结构房屋静力计算方案分为 2 弹性方案 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 2房屋静力计算方案的分类 按房屋空间作用大小 混合结构房屋静力计算方案分为 3 刚弹性方案 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 2房屋静力计算方案的分类 在设计多层混合结构房屋时 不宜采用弹性方案 因为弹性方案房屋水平位移较大 当房屋高度
12、增加时 会因过大位移导致房屋的倒塌 或需要过度增加纵墙截面面积 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 静力计算方案 房屋空间刚度的大小 屋盖或楼盖的类别和房屋中横墙的间距以及刚度的大小 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 规范 刚性方案或刚弹性方案的横墙应符合的要求 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H 2 H为横墙总高度 横墙应与纵墙同时砌筑 如不能同时砌筑时 应采取其他措
13、施以保证房屋的整体性 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 悬臂横墙 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 砌体结构 5 2混合结构房屋的静力计算方案 5 2 3刚性方案或刚弹性方案的横墙 多层房屋也可仿照上述方法计算 砌体结构 5 3墙柱高厚比验算 第5章混合结构
14、房屋墙体设计 5 3墙柱高厚比验算 墙柱为受压构件 必须满足 承载力要求 稳定性 通过高厚比验算保证施工和使用阶段的墙 柱不出现过大的挠曲 轴线偏差和丧失稳定 这是从构造上保证受压构件稳定的重要措施 也是确保墙 柱应具有足够刚度的前提 砌体结构 5 3墙柱高厚比验算 第5章混合结构房屋墙体设计 5 3墙柱高厚比验算 定义 高厚比 是指墙柱的计算高度H0与墙厚或柱截面边长h的比值 H0 h高厚比越大 构件越细长 其稳定性就越差 进行墙柱的高厚比验算 就是要求其实际高厚比小于允许高厚比 允许高厚比 是在考虑了以往的实践经验和现阶段材料质量和施工水平的基础上确定的 砌体结构 5 3 1允许高厚比及影
15、响高厚比的主要因素 墙柱的允许高厚比限值 表15 7 5 3墙柱高厚比验算 砌体结构 5 3 1允许高厚比及影响高厚比的主要因素 影响高厚比的因素 5 3墙柱高厚比验算 1 砂浆强度等级 砂浆的强度直接影响砌体的弹性模量 而砌体弹性模量的大小又直接影响砌体的刚度 砂浆强度高 允许高厚比可以放大些 2 砌体类型 毛石墙比一般砌体墙的刚度差 允许高厚比应降低 组合砌体由于其中的钢筋混凝土刚性好 允许值可提高 砌体结构 5 3 1允许高厚比及影响高厚比的主要因素 影响高厚比的因素 5 3墙柱高厚比验算 3 横墙间距 横墙间距越小 墙体的稳定性和刚性越好 横墙的间距越大 则稳定性和刚性越差 用改变墙体
16、的计算高度来考虑这一因素 砌体结构 5 3 1允许高厚比及影响高厚比的主要因素 影响高厚比的因素 5 3墙柱高厚比验算 4 支承条件 刚性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处水平位移小 假定为不动铰支座 刚性好 允许高厚比可以放大 弹性和刚弹性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处水平位移较大 允许值相对小些 验算时用改变计算高度考虑 砌体结构 5 3 1允许高厚比及影响高厚比的主要因素 影响高厚比的因素 5 3墙柱高厚比验算 5 墙体截面刚度 墙体截面惯性矩较大 稳定性好 当墙上门窗洞口削弱较多时 允许高厚比应降低 可以通过有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数来考虑 6 构件重要性和房屋的使用情况 对次要构件 如非承重墙允许值可以增大 对于使用时有较大振动的房屋则应酌情降低 砌体结构 5 3 1允许高厚比及影响高厚比的主要因素 影响高厚比的因素 5 3墙柱高厚比验算 7 构造柱间距 墙中设有钢筋混凝土构造柱时可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度 高厚比验算时采用设构造柱墙允许值提高系数 c来考虑 砌体结构 5 3 2高厚比验算 1 一般墙 柱的高厚比验算 5 3墙柱高厚比验算 上端为自由端的墙的允许高
