多层房屋墙体计算

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1、五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算Bb(L1+L2)/2(1)计算单元的选取 计算截面宽度B：受荷宽度可取具有代表 性的一段墙柱作为计算单元，如荷载大、截面 弱处的一个开间 a)有洞：窗间墙；b)无洞：B=(L1+L2)/2 c)壁柱间距较大且层高较小时：五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续1)1)(2)水平荷载作用下的计算简图与内力计算 a)荷载：沿高度取为均布荷载，同时考虑迎风面和背风 面两个方向的风荷载并取左右风，组合Mmax值 b)计算高度H0：底层取基顶至上层楼盖

2、梁底的距离，其 余各层取上下层梁底之间的距离 (P90表4.3) c)支承：水平荷载作用下，承重纵墙为一连续的四边支 承板体系，横墙为侧向支承，楼屋盖及基顶为上下支承纵 墙在竖向上受到楼盖的较强约束，是一以楼屋盖及基顶为为 不动铰支承的竖向连续板 d)纵墙墙体：为方便起见，沿墙体高度的层间墙体可看 成是上下固定的板，上下端的固定弯距在一般情况下按等截 面计算，取：MqH2/12五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续2)2)(2)水平荷载作用下的计算简图与内力计算 e)当多层刚性方案房屋的外墙符合下列要求时，静力计

3、算可不考虑风荷载的影响： i) 洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3; ii) 层高和总高不超过规定要求(P71表4.6)； iii)屋面自重不小于0.8KN/m2 当必须考虑风荷载时，风荷载引起的弯距M，可按下式 计算：五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续3)3)M=qH2/12水平荷载作用 下墙、柱可视 作竖向连续梁层间墙体 可看成是 上下固定 的板水平荷载作用下纵墙的内力(以楼屋盖支承的竖向连续梁)风荷载沿高度 取为均匀分布M=qH2/12M=qH2/12M=qH2/12五、多层房屋墙体计算五、多层房屋

4、墙体计算1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续4)4)(3)竖向荷载作用下的计算简图与内力计算1)计算简图的两种确定方法 a)规范： 在竖向荷载作用下，墙、柱在每层高度范围内，可近 似地视作两端铰支的竖向构件。即：墙、柱在楼屋盖和基顶处都为不动铰支座支承。 规范确定方法认为：由于楼屋盖梁板需要一定的 搁置长度，墙体在支承处的截面受到削弱，同时也削弱了 墙体在楼盖处的连续性。被削弱后的截面只能承受较小的 弯距。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续5)5)关于基顶与墙、柱底部的

5、连接： i)单层房屋：单层房屋在荷载作用下，墙柱可视为 上端不动铰支承于屋盖，下端嵌固于基础的竖向构件。 下端固接：单层房屋一般层高较大，计算时需考虑 水平风荷载的作用，墙底部截面的弯距和轴向内力都较 大，弯距作用不可忽略。若假定为铰接则与实际不符。ab q1q2WHNL MNL M0.33AaRaRANL MMAMaAaRaRAqMAMa五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续6)6)关于基顶与墙、柱底部的连接： ii)多层房屋：在竖向荷载作用下，墙、柱在每层高度 范围内，可近似地视作两端铰支的竖向构件。 轴向力是

6、主要内力，而且数值较大。当墙体有门窗洞 口削弱及层高不大时，可不计风荷载。并且在墙体与基础 连接的截面上，轴向力是决定性因素，弯距值相对较小， 是可以忽略的。即使不予忽略，弯距引起的轴向力偏心距 也很小，墙、柱按偏压构件与按轴压构件计算的承载力， 计算结果相差无几。 假定墙体与基础铰接后，一个多次超静定问题就可变 为静定问题，很大程度上简化了计算。 规范方法长期使用，较为普遍，实践证明是偏于 安全的。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算 1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续7)7)两端铰支的 竖向构件墙顶与屋面梁或屋 架为铰接的框架梁端弯距 修正系

7、数具框架作用 存在反弯点 (取1/2) 梁端对墙体 有嵌固作用五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算 1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续8)8)b)按框架分析内力 这种方法认为，许多多层砌体房屋中，钢筋混凝土楼盖 梁伸过墙截面中心线，甚至伸到外墙面。另外为了加强房屋 整体性、抗震、抗不均匀沉降等，常常加设钢筋混凝土圈梁 与构造柱。故楼盖梁在荷载作用下发生转动时，受到砌体墙 的约束较为显著，工作性能类似于框架节点，故应按框架分 析内力，但不考虑纵墙顶对屋面梁或屋架的约束作用(仍假 定为铰接)。纵墙内力按分层法计算。c)两种方法的区别在于对梁端的约束程

8、度。 工程设计中应注意结构布置、构造与所采用的计算简图 相符。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算 1.1.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算( (续续9)9)(3)竖向荷载作用下的计算简图与内力计算2)内力分析与控制截面的承载力验算HiNGNuNL eLNLeLNuNLeLh/2h/2-截面：偏压、局压u+LLeeL=h/2-0.4a0 -截面：轴压。考虑风载时为 偏压，取qH2/12。u+L +G0NG五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算2.多层刚性方案房屋承重横墙的计算 (1)计算单元的选取和计算简图 横墙一般直接承受板上均布荷载，故通常取截面宽度 B=

9、1m的横墙作为计算单元。 在竖向荷载作用下，墙、柱在每层高度范围内，可近 似地视作两端铰支的竖向构件。构件的高度取为层高(顶层 为坡屋顶时，取层高加山尖高度的一半)。 注意建筑层高与结构层高的取值： 建筑层高：底层基顶至梁顶，其余层梁顶至 梁顶。 结构层高：底层基顶至梁底，其余层梁底至 梁底。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算2.2.多层刚性方案房屋承重横墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算( (续续1)1)H1H2H3H40.4a0eL eLh/2 h/21m 0.4a0NuNL1NL2横墙计算简图横墙 计算 单元五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算2.2.多层刚性方案房屋承重横

10、墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算( (续续2)2)(2)横墙竖向荷载作用及控制截面承载力验算 1)竖向荷载：Nu、NL1、NL2、G 2)控制截面承载力 当NL1NL2时，控制截面为墙底截面轴压。 当NL1NL2时，控制截面为墙顶截面偏压， 墙体支承梁时局压；墙底截面轴压。 当活载很大时，考虑最不利荷载作用位置(只有一边作用 活载)，也为偏压。 当横墙有洞口时应考虑洞口削弱的影响。 山墙的计算方法同纵墙。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算3.3.多层刚弹性方案房屋的静力计算多层刚弹性方案房屋的静力计算(1)多层刚弹性方案房屋的静力计算方法1)计算的简化 多层刚弹性方案房屋具有同层空

11、间作用与层间空间 作用。为了便于工程应用及偏于安全，作了两个简化： a)不考虑层间空间作用； b)本层的 i与单层的相同。 2)竖向荷载作用下的墙柱内力 一般房屋结构及其荷载均对称，其内力分析方法同 刚性方案五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算3.3.多层刚弹性方案房屋的静力计算多层刚弹性方案房屋的静力计算( (续续1)1) (1)多层刚弹性方案房屋的静力计算方法 3)水平风荷载作用下的墙柱内力 考虑空间性能影响系数，采用与单层相同的处理方 法，即“两步迭加法”，取一个开间为计算单元，作为平面 排架的计算简图。步骤如下： a)在计算简图的各层横梁与柱连接点处，加上一个水 平不动铰支座，形成

12、一相应的刚性方案，求出支座反力Ri 及其内力； b)将Ri反向施加于各节点上，形成一相应的弹性方 案，计算其内力； c)将上述两项内力叠加，即为原多层刚弹性方案房屋 的内力。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算3.3.多层刚弹性方案房屋的静力计算多层刚弹性方案房屋的静力计算( (续续2)2)=+RnRiR1nRniRi1R1多层刚弹性方案房屋静力计算简图五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算(2)上柔下刚多层房屋的静力计算方法顶层s32m，其它层s32m，称为上柔下刚房屋。实测表明，当在各层施加水平荷载时，顶层产生的位 移值很小。 对上柔下刚房屋的内力分析，顶层近似按单层房屋计 算， 取

13、单层房屋的空间性能影响系数；其余各层按多层 刚性方案房屋计算。顶层墙底弯距和轴力将认为作用于下 一层。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算3.3.多层刚弹性方案房屋的静力计算多层刚弹性方案房屋的静力计算( (续续2)2)=+RnRiR1nRniRi1R1上柔下刚方案房屋静力计算简图五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算(3)上刚下柔房屋的静力计算方法底层s32m，其它层s32m，称为上柔下刚房屋。底层以上各层空间工作性能较强，但为了计算简化与偏 于安全，可不考虑。上刚下柔房屋的内力分析方法是科学的,在非抗震设防 地区的应用也是没有问题的。但是，在抗震设防地区很难满 足层间刚度比的要求。如

14、果底部设框架剪力墙，则成为底部 框剪结构上部砖混结构的底框房屋，其内力就不能按上刚下 柔房屋来计算。另外，上刚下柔房屋的底部抗侧刚度偏小， 故新规范不再推荐采用这类房屋。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算3.3.上刚下柔方案房屋的静力计算上刚下柔方案房屋的静力计算( (续续1)1)水平风荷载作用下的墙柱内力计算也采用 “两步迭加法”： a)在计算简图的各层横梁与柱连接点处，加一水平不动铰 支座，形成一相应的刚性方案，求出支座反力Ri及其内力； b)将上部刚性方案房屋简化为一刚度为无穷大的刚性连杆 ，并铰支于下层的柱顶，取1类屋盖房屋的空间性能影响系数i，乘以上面各层反力的总和 ，反向施加于一层柱顶，同时 附加力矩：c)将上述两项内力叠加，即为原上刚下柔房屋的内力。五、多层房屋墙体计算五、多层房屋墙体计算3.3.上刚下柔方案房屋的静力计算上刚下柔方案房屋的静力计算( (续续2)2)RnRiR1=+BN=M/BN=M/BHn HiH1上刚下柔方案多层房屋的静力计算qqEI=