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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1计算原理计 算 原 理1.设计方法回顾2.静力计算方案1.设计方法回顾结构的功能结构的极限状态作用、作用效用、抗力实用表达式第4.1.2条 砌体结构应按承载能力极限状态设计，并满足正常使用极限状态的要求。注：根据砌体结构的特点，砌体结构正常使用极限状态的要求，一般情况下可由相应的构造措施保证2.静力计算方案2.12.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径砌体房屋结构布置2.3静力计算方案2.4高厚比验算2.1砌体房屋结构布置基本概念： 1.“混合结构”房屋： 由砌体墙、柱、基础和其他材料楼屋盖组成的房屋常称为“混合结构”房屋。（砖混结构房屋、砖
2、木结构房屋） 2.房屋构件： 墙 砌体 柱 砌体、钢筋混凝土 楼盖、屋盖 钢筋混凝土楼板、木楼盖A.横墙承重体系B.纵墙承重体系C.纵横墙承重体系 D.内框架承重体系 E.底层框架承重体系F.混合承重体系沿房屋平面较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。2.1砌体房屋结构布置A.横墙承重体系竖向荷载传力路线： 屋（楼）面荷载 横墙 基础 地基横墙承重体系（宿舍楼）墙体基础地基1-12.1砌体房屋结构布置A.横墙承重体系优点：1.横墙为承重墙，间距较小（34.5m），结构整体性好，空间刚度大，有利于抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降。2.纵墙为围护、隔断墙，门窗洞口限制少，纵墙
3、立面处理灵活。3.楼盖的材料用量较少。缺点：4.墙体的用料较多 ，施工方便。适用范围：适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办公楼等2.1砌体房屋结构布置B.纵墙承重体系竖向荷载传力路线：屋（楼）面荷载 屋架（梁） 纵墙 基础 地基纵墙承重体系（单层工业厂房）墙体基础地基1-12.1砌体房屋结构布置B.纵墙承重体系优点：1.横墙为自承重墙，房屋划分灵活，同时保证纵墙的侧向稳定和房屋的整体刚度。缺点：2.纵墙为承重墙，承重墙间距一般较大，房屋的空间刚度比横墙承重体系小；纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制。3.楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较少。适用范围：4.适用于教学楼、图书馆、食
4、堂、俱乐部、中小型工业厂房等单层和多层空旷房屋。 2.1砌体房屋结构布置C.纵横墙承重体系 纵横墙承重体系（综合楼）竖向荷载传力路线：屋（楼）面荷载屋架（梁） 纵墙 横墙基础 地基2.1砌体房屋结构布置C.纵横墙承重体系 优点：兼有横墙和纵横墙承重体系的特点，房屋平面布置比较灵活，空间刚度较好。适用范围：适用于住宅、教学楼、办公楼及医院等建筑。2.1砌体房屋结构布置D.内框架承重体系 内框架承重体系 竖向荷载传力路线：框架柱梁地基基础 外墙梁屋（楼）面荷载2.1砌体房屋结构布置D.内框架承重体系 优点：1.室内空间较大，梁的跨度并不相应增大缺点： 2.由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性较差3.
5、钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，结构易产生不均匀竖向变形4.框架和墙的变形性能相差较大，在地震时易由于变形不协调而破坏适用范围：食堂，旅馆，商店等建筑2.1砌体房屋结构布置E.底层框架承重体系屋（楼）面荷载 上层墙体 墙梁 框架柱 基础 地基底层框架承重体系（商店住宅楼） 竖向荷载传力路线：2.1砌体房屋结构布置E.底层框架承重体系优点：1.底层使用空间较大，梁的尺度并不相应增大缺点：2.由于底层墙体较少，沿房屋高度方向，结构空间刚度将变化较大；3. 抗震性较差，需要经过采用相对较复杂的设计才能满足抗震要求。适用范围：适用于上部住宅底层商店或车库类房屋。2.1砌体房屋结构布置F.混合承重体系
6、混合承重体系2.1砌体房屋结构布置2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径墙体的计算墙体的计算是混合结构房屋是混合结构房屋结构设计结构设计的重要内容：的重要内容：墙体的内力计算墙体的内力计算墙体的截面承载力计算墙体的截面承载力计算混合结构为混合结构为空间受力体系空间受力体系，承担，承担竖向竖向和和水平向水平向各种荷载。各种荷载。假定：假定：作用于房屋的荷载是均作用于房屋的荷载是均匀分布的，外纵墙的窗口也是匀分布的，外纵墙的窗口也是有规律均匀排列的。有规律均匀排列的。2.2.12.2.1两端无山墙两端无山墙力传递路线分析如下：力传递路线分析如下：风荷载纵墙纵墙基础地基屋面板纵墙基础地基屋面大梁2.
7、2砌体房屋的空间工作性能及传力路径计算简图，计算简图，分析如下分析如下：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 2.2.12.2.1两端无山墙两端无山墙2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径计算简图，计算简图，分析如下：分析如下：此类房屋，荷载作用下的此类房屋，荷载作用下的水平侧移水平侧移取决于取决于纵墙刚度纵墙刚度，而，而屋盖结屋盖结构的刚度构的刚度只是只是保证保证传递水平荷载时两边纵墙的传递水平荷载时两边纵墙的位移相等位移相等。假定：假定：横梁横梁为绝对为绝对刚性刚性，把计，把计算单元的算单元的纵墙纵墙比拟为比拟为排架柱排架柱、
8、屋盖结构屋盖结构比拟为比拟为横梁横梁，把，把基础基础看作看作柱的固定端支座柱的固定端支座，屋盖结，屋盖结构和墙的连接点看作构和墙的连接点看作铰接点铰接点，计算单元为计算单元为单跨平面排架单跨平面排架，属，属于平面受力体系。分析如同结于平面受力体系。分析如同结构力学构力学平面排架平面排架。2.2.12.2.1两端无山墙两端无山墙2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径由于两端山墙的约束，由于两端山墙的约束，传力途径发生了改变。传力途径发生了改变。风荷载纵墙纵墙基础地基屋盖结构山墙山墙基础2.2.2 2.2.2 两端有山墙两端有山墙2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径在均匀的水平荷载作用下，整个房
9、屋墙顶的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水平位移中间大两端小两端小。原因：原因：水平荷载不水平荷载不仅在仅在纵墙纵墙和和屋盖屋盖组组成的平面排架内传成的平面排架内传递，也通过屋盖平递，也通过屋盖平面和山墙进行传递面和山墙进行传递。2.2.22.2.2两端有山墙两端有山墙2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径屋盖结构：水平方向的屋盖结构：水平方向的梁梁；其跨度等于其跨度等于两山墙之间两山墙之间的距离，支承在两端的山的距离，支承在两端的山墙上；墙上；山墙：竖向的山墙：竖向的悬臂梁悬臂梁，嵌嵌固于基础固于基础上；上；2.2.22.2.2两端有山墙两端有山墙2.2砌体房屋的空间工作
10、性能及传力路径 空间受力体系：风荷载不只是在空间受力体系：风荷载不只是在纵纵墙和屋盖组成的平面排架内传递墙和屋盖组成的平面排架内传递，而且通过而且通过屋盖平面和山墙平面进行屋盖平面和山墙平面进行传递传递。 纵墙顶部的水平位移纵墙顶部的水平位移不仅与不仅与纵墙本纵墙本身刚度身刚度有关，而且与有关，而且与屋盖结构水平屋盖结构水平刚度刚度和和山墙顶部水平方向的位移山墙顶部水平方向的位移有有很大关系。很大关系。2.2.22.2.2两端有山墙两端有山墙2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径砌体房屋的空间工作性能及传力路径 山墙的距离很远：山墙的距离很远：也即屋盖水平梁的跨度很大时，跨中水也即屋盖水平梁的
11、跨度很大时，跨中水平位移大。平位移大。 山墙刚度差山墙刚度差：山墙顶的水平位移大，也即屋盖水平梁的支：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。座位移大，因而屋盖水平梁的跨中水平位移也大。 屋盖本身刚度差屋盖本身刚度差：加大了屋盖水平梁的跨中水平位移。：加大了屋盖水平梁的跨中水平位移。2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径2.2砌体房屋的空间工作性能及传力路径2.2根据空间工作性能分为刚性方案、弹性方案、和刚弹性方案砌体房屋的空间工作性能及传力路径2.2横墙间距横墙间距s s是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素；是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素；多层房屋
12、不仅存在多层房屋不仅存在沿房屋纵向各开间的相互作用沿房屋纵向各开间的相互作用，而且还存在，而且还存在各层之间的相互作用各层之间的相互作用，计算结果表明，计算结果表明，多层房屋的空间性能影多层房屋的空间性能影响系数响系数较表中数值较表中数值偏小偏小，规范规范取表中数值。取表中数值。砌体房屋的空间工作性能及传力路径2.2 第4.2.2条 刚性和刚弹性方案房屋的横墙应符合下列要求：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H/2(H为横墙总高度)。注：1 当横墙不能同时符合上
13、述要求时，应对横墙的刚度进行验算。如其最大水平位移值umaxH/4000时，仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙；2 凡符合注1刚度要求的一段横墙或其他结构构件(如框架等)，也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。砌体房屋的空间工作性能及传力路径2.2刚性方案刚性方案2.3静力计算方案2.3静力计算方案弹性方案弹性方案2.3静力计算方案刚弹性方案刚弹性方案2.3静力计算方案n n在设计在设计多层混合结构房屋多层混合结构房屋时，时，不宜采用弹性方案不宜采用弹性方案，因为弹性方案房屋因为弹性方案房屋水平位移水平位移较较大大，当房屋高度增加，当房屋高度增加时，会因过大位移导致房屋的倒塌，或需要过度增时，会
14、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。加纵墙截面面积。2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案 第4.2.5条 刚性方案房屋的静力计算，可按下列规定进行：1 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；2.3静力计算方案EI=2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案2.3静力计算方案（1 1）屋面荷载作用：）屋面荷载作用：屋盖自重、屋面活荷载（雪荷载）屋盖自重、屋面活荷载（雪荷载）2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案2.3静力计算方案（1 1）屋面荷载作用：）屋面荷载作用：屋盖自重、屋面活荷载（雪荷载）屋盖自重、屋面活荷载（
15、雪荷载）2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案2.3静力计算方案（2 2）风荷载作用：）风荷载作用：墙面上和屋面上（女儿墙）墙面上和屋面上（女儿墙）2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案2.3静力计算方案（2 2）风荷载作用：）风荷载作用：墙面上和屋面上（女儿墙）墙面上和屋面上（女儿墙）2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案2.3静力计算方案（3 3）墙体自重作用：）墙体自重作用：砌体、内外粉刷及门窗自重砌体、内外粉刷及门窗自重墙面宽度一般取墙面宽度一般取窗间墙宽度窗间墙宽度；控制截面：墙柱顶端控制截面：墙柱顶端1 11 1截面截面 按偏心受压验算承载力，并按偏心受压验算承载
16、力，并验算梁下砌体的局压验算梁下砌体的局压 墙柱下端墙柱下端2 22 2截面截面 风荷载作用下最大弯距风荷载作用下最大弯距MmaxMmax对应对应的的3 33 3截面截面2 22 2、3 33 3截面按偏心受压验算承载力截面按偏心受压验算承载力2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案2.3静力计算方案（4 4）控制截面及内力组合）控制截面及内力组合2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案2.3静力计算方案2 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；在水平荷载作用下，墙、柱可视作竖向连续梁；2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案-多层房屋多层房屋2.3静力计算方案（1 1）选取计算单元）选取计算单元2.3.1. 2.3.1. 刚性方案刚性方案-多层房屋多层房屋2.3静力计算方案（2 2）竖向荷载作用下的计算）竖向荷载作用下的计算 在在竖向荷载竖向荷载作用下，多层房屋的作用下，多层房屋的墙、柱墙、柱在在每层高度范围内每层高度范围内，可近似视为，可近似视为两端铰支两端铰支的的竖向构件竖向构件。 多层房屋多层房屋上下层上下层墙体墙体在在
