建筑结构混合结构房屋建筑结构钢结构设计建筑精品课程

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1、建筑结构混合结构房屋建筑结构钢结构设计建筑精品课程Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望p混合结构房屋通常是指房屋的混合结构房屋通常是指房屋的竖向承重构件竖向承重构件（墙、（墙、柱、基础）采用砌体结构，而柱、基础）采用砌体结构，而水平承重构件水平承重构件（屋盖、（屋盖、楼盖）采用钢筋混凝土结构（或钢结构、木结构）。楼盖）采用钢筋混凝土结构（或钢结构、木结构）。这种结构造价低、抗震性能好，有足够的承载力和这种结构造价低、抗震性能好，有足够的承载力和刚度，在低层和多层民用建筑中

2、，应用十分广泛。刚度，在低层和多层民用建筑中，应用十分广泛。 23 名词解释p外墙外墙p内墙内墙p横墙横墙p纵墙纵墙p山墙山墙p承重墙承重墙 p非承重墙非承重墙4位于房屋外围的墙位于房屋外围的墙位于房屋内部的墙位于房屋内部的墙沿建筑物短轴方向布置的墙沿建筑物短轴方向布置的墙 沿建筑物长轴方向布置的墙沿建筑物长轴方向布置的墙 房屋两端的横墙，横向外墙一般称山墙房屋两端的横墙，横向外墙一般称山墙 除承受墙体自重外还承受屋盖和楼盖除承受墙体自重外还承受屋盖和楼盖 传来荷载的墙传来荷载的墙 仅仅承受自身重量的墙仅仅承受自身重量的墙5第一节第一节 房屋的结构布置房屋的结构布置 和静力计算方案和静力计算方

3、案6 一、房屋的结构布置方案一、房屋的结构布置方案 根据墙体布置，按根据墙体布置，按竖向荷载竖向荷载传递路线的不同，墙体承重体系可分为四传递路线的不同，墙体承重体系可分为四种类型：种类型： p 横墙承重体系横墙承重体系：由横墙承受竖向荷载，纵墙仅为维护墙：由横墙承受竖向荷载，纵墙仅为维护墙 p 纵墙承重体系纵墙承重体系：由纵墙承受竖向荷载：由纵墙承受竖向荷载 p 纵、横墙混合承重体系纵、横墙混合承重体系：共同承受竖向荷载：共同承受竖向荷载 p 内框架承重体系内框架承重体系：荷载由内框架柱和外承重墙共同承受（由钢筋混凝土：荷载由内框架柱和外承重墙共同承受（由钢筋混凝土柱与梁组成钢筋混凝土内框架，

4、梁在外墙处仍然支承在砌体上）柱与梁组成钢筋混凝土内框架，梁在外墙处仍然支承在砌体上） 7屋面（楼面）荷载屋面（楼面）荷载 板板 横墙横墙 基础基础 地基地基 8特点：特点： p空间刚度大、整体性好（横墙间距小）；空间刚度大、整体性好（横墙间距小）； p纵墙开洞灵活（横墙承重，纵墙仅起维护作用）；纵墙开洞灵活（横墙承重，纵墙仅起维护作用）； p由于在横墙上放置预制板，屋（楼）盖结构简单，材由于在横墙上放置预制板，屋（楼）盖结构简单，材料用量少；料用量少； p施工方便。施工方便。 9 横墙承重体系在每个开间均设置横墙，适用于宿舍、横墙承重体系在每个开间均设置横墙，适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和

5、由小房间组成的办公楼。住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办公楼。 10 房间的进深相对较小而宽度相对较大时，将楼板房间的进深相对较小而宽度相对较大时，将楼板 沿横向布置，直接搁置在纵向承重墙上沿横向布置，直接搁置在纵向承重墙上 荷载荷载 板板 纵墙纵墙 基础基础 地基地基 将楼板沿纵向铺设在大梁上，而大梁搁置在纵向将楼板沿纵向铺设在大梁上，而大梁搁置在纵向 承重墙上承重墙上 荷载荷载 板板 大梁大梁 纵墙纵墙 基础基础 地基地基 11特点：特点： p建筑平面布置灵活（横墙间距可以较大，形成室内较建筑平面布置灵活（横墙间距可以较大，形成室内较大空间）；大空间）； p纵墙开洞面积受限（纵墙承受荷

6、载较大）；纵墙开洞面积受限（纵墙承受荷载较大）； p房屋抗侧刚度较小（横墙数量少）；房屋抗侧刚度较小（横墙数量少）； p与横墙承重体系相比，屋（楼）盖材料用量较多；墙与横墙承重体系相比，屋（楼）盖材料用量较多；墙体用量较少。体用量较少。 12纵墙承重体系适用于使用上要求有较大空间的房屋（纵墙承重体系适用于使用上要求有较大空间的房屋（如教学楼、如教学楼、图书馆图书馆）以及常见的单层及多层空旷混合结构房屋）以及常见的单层及多层空旷混合结构房屋（如食堂、（如食堂、俱乐部、中小型工业厂房俱乐部、中小型工业厂房）等。）等。纵墙承重的多层房屋，层数不宜过多，因为纵墙承受的竖向荷纵墙承重的多层房屋，层数不宜

7、过多，因为纵墙承受的竖向荷载较大，若层数较多，需增加纵墙厚度，这从经济上或适用性载较大，若层数较多，需增加纵墙厚度，这从经济上或适用性上都不合理。上都不合理。 1311 梁梁 纵墙纵墙屋面（楼面）荷载屋面（楼面）荷载 板板 横墙横墙 基础基础 地基地基 纵墙纵墙1412特点：特点： p平面布置灵活，可以有较大的空间；平面布置灵活，可以有较大的空间；p有较大的空间刚度有较大的空间刚度；p结构受力较为均匀。结构受力较为均匀。15根据房屋开间和进深的要求，以及结构布置的根据房屋开间和进深的要求，以及结构布置的合理性，有时需要采用纵横墙混合承重体系。合理性，有时需要采用纵横墙混合承重体系。适用于教学楼

8、、办公楼及医院等建筑。适用于教学楼、办公楼及医院等建筑。 13屋面（楼面）荷载屋面（楼面）荷载 板板 梁梁 地基地基 16柱柱 柱基础柱基础外纵墙外纵墙 墙基础墙基础14特点：特点： p可获得较大空间（柱取代了内承重墙）；可获得较大空间（柱取代了内承重墙）；p横墙较少，空间刚度较差，抗震性能较差，地震区不横墙较少，空间刚度较差，抗震性能较差，地震区不宜采用；宜采用；p由于墙和柱的材料不同，施工方法不同，给施工带来由于墙和柱的材料不同，施工方法不同，给施工带来一定的复杂性；一定的复杂性；p砖墙和钢筋混凝土柱的基础沉降量不一致，结构可能砖墙和钢筋混凝土柱的基础沉降量不一致，结构可能出现不均匀变形。

9、出现不均匀变形。1715二、二、 房屋静力计算方案房屋静力计算方案 根据房屋的空间工作性能确定的墙体根据房屋的空间工作性能确定的墙体 静力计算简图静力计算简图 18 竖竖向向荷荷载载作作用用 通通过过墙墙体体承承重重体体系系反映反映 水水平平荷荷载载作作用用 通通过过静静力力计计算算方方案反映案反映16一、房屋的空间刚度一、房屋的空间刚度 混合结构房屋由于屋盖、楼盖与墙体的连接以及纵横混合结构房屋由于屋盖、楼盖与墙体的连接以及纵横墙相互拉结，从而形成一个空间整体，承受各种墙相互拉结，从而形成一个空间整体，承受各种竖向荷载竖向荷载和水平荷载和水平荷载的作用。房屋的空间刚度就是指这些构件参加的作用

10、。房屋的空间刚度就是指这些构件参加共同工作的程度。共同工作的程度。 19171.1.房屋空间性能影响系数房屋空间性能影响系数 p空间工作：空间工作：作用在房屋上的水平荷载（或不对称荷载）不作用在房屋上的水平荷载（或不对称荷载）不仅沿着屋盖纵墙传力系统传递，而且沿屋盖横墙传力系统仅沿着屋盖纵墙传力系统传递，而且沿屋盖横墙传力系统传递，受这种直接受荷构件与非直接荷构件间，相互支承传递，受这种直接受荷构件与非直接荷构件间，相互支承且共同承担荷载的协同工作，即房屋的空间工作性能。且共同承担荷载的协同工作，即房屋的空间工作性能。p空间空间刚度：刚度：与空间工作对应的房屋整体刚度称为空间刚度。与空间工作对

11、应的房屋整体刚度称为空间刚度。 与与 有有关关 20山（横）墙间距及平面刚度山（横）墙间距及平面刚度屋（楼）盖类型及平面刚度屋（楼）盖类型及平面刚度21两边无山墙的单层房屋两边无山墙的单层房屋 通常用通常用空间性能影响系数空间性能影响系数 来反映房屋空间刚度的大小。来反映房屋空间刚度的大小。 即：即： （01） 物物理理意意义义：以以单单层层房房屋屋为为例例， 是是指指所所取取单单元元在在水水平平荷荷载载作作用用下下，考考虑虑空空间间作作用用求求得得的的位位移移 与与不不考考虑虑空空间间作作用用求求得得的位移的位移 的比值的比值。 22 越小，空间刚度越大；（越小，空间刚度越大；（ 时最大）时

12、最大） 山墙间距山墙间距s小，小， 小小 越大，空间刚度越小；（越大，空间刚度越小；（ 时最小）时最小） 山墙间距山墙间距s大，大， 大大 ，处于平面工作。，处于平面工作。 23242225两边有山墙的单层房屋两边有山墙的单层房屋26两边有山墙的单层房屋两边有山墙的单层房屋二、房屋的静力计算方案二、房屋的静力计算方案 p 刚性方案刚性方案：空间刚度很大，即：空间刚度很大，即 当房屋的空间刚度很大时，在水平荷载作用下，房屋的最大位当房屋的空间刚度很大时，在水平荷载作用下，房屋的最大位移移 很小，因而可以忽略房屋水平位移的影响，将屋盖、楼盖看很小，因而可以忽略房屋水平位移的影响，将屋盖、楼盖看作是

13、墙体的作是墙体的不动铰支座不动铰支座，墙、柱内力按支座无侧移的竖向构件进行，墙、柱内力按支座无侧移的竖向构件进行计算，具有这种受力与变形的房屋，称为刚性方案房屋。计算，具有这种受力与变形的房屋，称为刚性方案房屋。 多层住宅、办公楼、宿舍、医院等一般属于刚性方案房屋。多层住宅、办公楼、宿舍、医院等一般属于刚性方案房屋。272822p弹性方案弹性方案：空间刚度很小或无空间作用，即：空间刚度很小或无空间作用，即 墙、柱内力按不考虑空间作用的墙、柱内力按不考虑空间作用的平面排架平面排架进行（偏于安全）。进行（偏于安全）。 当当房房屋屋的的横横墙墙间间距距较较大大，楼楼盖盖和和屋屋盖盖的的水水平平刚刚度

14、度较较小小，房房屋屋的的最最大大位位移很大，房屋的空间性能影响系数大于（移很大，房屋的空间性能影响系数大于（0.77-0.820.77-0.82）。）。单层厂房、仓库、礼堂、食堂等一般属于弹性方案房屋。单层厂房、仓库、礼堂、食堂等一般属于弹性方案房屋。29p刚弹性方案刚弹性方案： 介于两者之间，按刚性方案计算或按弹性方案计算墙、介于两者之间，按刚性方案计算或按弹性方案计算墙、柱内力都会与房屋的实际受力情况有较大的出入，而使墙、柱的设计偏柱内力都会与房屋的实际受力情况有较大的出入，而使墙、柱的设计偏于不安全或过于保守。这时，应将楼盖或屋盖视为于不安全或过于保守。这时，应将楼盖或屋盖视为弹性铰支座

15、弹性铰支座，按考虑，按考虑空间工作的排架来计算空间工作的排架来计算 。p房屋的空间性能影响系数在（房屋的空间性能影响系数在（0.33-0.820.33-0.82）之间。）之间。30p比较上述三种方案，刚性方案最好，不但能充分比较上述三种方案，刚性方案最好，不但能充分发挥构件潜力，而且能取得较好的房屋刚性。一发挥构件潜力，而且能取得较好的房屋刚性。一般来说，砌体房屋应尽量设计成刚性方案。对无般来说，砌体房屋应尽量设计成刚性方案。对无山墙或伸缩缝无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。山墙或伸缩缝无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。31房屋各层的空间性能影响系数房屋各层的空间性能影响系数屋屋 盖盖 或或楼盖类

16、别楼盖类别 横横 墙墙 间间 距距 s (m)16202428323640444852566064687210.330.390.450.500.550.600.640.680.710.740.7720.350.450.540.610.680.730.780.8230.370.490.600.680.750.8132注：注：i i取取1 1n n，n n为房屋的层数。为房屋的层数。 静力计算方案的确定方法：静力计算方案的确定方法： 根据根据33屋盖或楼盖类别屋盖或楼盖类别横墙间距横墙间距房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案屋盖或楼盖类别屋盖或楼盖类别刚性方案刚性方案刚弹性方案刚弹性方案弹性方案弹

17、性方案1整体式、装配整体式和装配整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖或钢筋混凝土楼盖2装配式有檩体系钢筋混凝土装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖板的木屋盖或木楼盖3瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖盖34 可以看出，对同一种静力计算方案，屋盖或楼盖的刚度越差，可以看出，对同一种静力计算方案，屋盖或楼盖的刚度越差， 横墙间距横墙间距 s s 的限值越小。的限值越小。 二二 墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算35保证砌体结构稳定性的保证砌体结构稳定性的重要构造措施重要构造措

18、施之一之一工程中为什么要对墙体进行高厚比验算？工程中为什么要对墙体进行高厚比验算？ p为保证不因长细比太大而产生失稳破坏；为保证不因长细比太大而产生失稳破坏； p为保证在施工过程中的稳定性；为保证在施工过程中的稳定性；p为保证在使用过程中有足够的刚度，不发生影响正常为保证在使用过程中有足够的刚度，不发生影响正常使用的过大变形。使用的过大变形。p因为控制高厚比能满足稳定性和变形要求，所以设计因为控制高厚比能满足稳定性和变形要求，所以设计前应先验算高厚比。前应先验算高厚比。 36偶然撞击、施工偏差等弯腰鼓肚矩形截面墙体高厚矩形截面墙体高厚比验算比验算 37关键关键允许高厚比的确定（包括修正系数）允

19、许高厚比的确定（包括修正系数）实际高厚比的计算实际高厚比的计算（一）墙、柱的高厚比验算（一）墙、柱的高厚比验算 38受压构件的计算高度受压构件的计算高度不同砌体材料的不同砌体材料的高厚比修正系数高厚比修正系数墙体厚度、矩形柱与墙体厚度、矩形柱与H0相对应的边长相对应的边长受压构件的计算高度受压构件的计算高度房房 屋屋 类类 别别柱柱带壁柱墙或周边拉结的墙带壁柱墙或周边拉结的墙排架排架方向方向垂直排垂直排架方向架方向有吊有吊车的车的单层单层厂房厂房变截变截面柱面柱上段上段弹性方案弹性方案刚性、刚弹性方案刚性、刚弹性方案变截面柱下段变截面柱下段无吊无吊车的车的单层单层和多和多层房层房屋屋单跨单跨弹

20、性方案弹性方案刚弹性方案刚弹性方案多跨多跨弹性方案弹性方案刚弹性方案刚弹性方案刚性方案刚性方案39受压构件的计算高度受压构件的计算高度房房 屋屋 类类 别别柱柱带壁柱墙或周边拉结的墙带壁柱墙或周边拉结的墙排架排架方向方向垂直排垂直排架方向架方向无吊无吊车的车的单层单层和多和多层房层房屋屋单跨单跨弹性方案弹性方案刚弹性方案刚弹性方案多跨多跨弹性方案弹性方案刚弹性方案刚弹性方案刚性方案刚性方案40p为了考虑不同类型砌体在受压性能上的差异，对为了考虑不同类型砌体在受压性能上的差异，对 乘乘以系数以系数 ： 对砖砌体，取对砖砌体，取 ； 对混凝土小型空心砌块砌体，取对混凝土小型空心砌块砌体，取 ； 对

21、蒸压砖，取对蒸压砖，取 ； 对毛石，取对毛石，取 。41 墙、柱允许高厚比的最大允许限值墙、柱允许高厚比的最大允许限值 砂浆强度等级砂浆强度等级墙墙柱柱M2.52215M5.02416M7.5261742墙柱的允许高厚比墙柱的允许高厚比 值值 柱子因为没有横墙联柱子因为没有横墙联系，其系，其 比墙的小比墙的小墙柱允许高厚比的确定与承载力计算无关，它取决墙柱允许高厚比的确定与承载力计算无关，它取决于砂浆强度等级、墙上是否开洞、及洞口尺寸、是于砂浆强度等级、墙上是否开洞、及洞口尺寸、是否承载、施工条件以及施工质量等方面因素。否承载、施工条件以及施工质量等方面因素。矩形截面墙体高厚矩形截面墙体高厚比

22、验算比验算 式中：式中： 非（自）承重墙允许高厚比的修正系数非（自）承重墙允许高厚比的修正系数, ,与墙厚与墙厚 有关有关 43线性内插 提高系数提高系数 有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数 44降低系数降低系数三、防止或减轻墙体开裂的主要措施三、防止或减轻墙体开裂的主要措施4546由于砌体抗拉强度很低，如果在设计上处理不当，由这由于砌体抗拉强度很低，如果在设计上处理不当，由这些复杂因素引起的内力很可能使墙体产生各种裂缝，影些复杂因素引起的内力很可能使墙体产生各种裂缝，影响墙体的承载力和房屋的刚度。在砌体结构设计中，很响墙体的承载力和房屋的刚度。在砌体结构设计中，

23、很难定量算出这些复杂因素引起的内力，必须通过构造措难定量算出这些复杂因素引起的内力，必须通过构造措施解决。施解决。受力裂缝受力裂缝非受力裂缝非受力裂缝各种荷载直接作用下墙体产生的裂缝。各种荷载直接作用下墙体产生的裂缝。砌体因材料收缩、温湿度变化、地砌体因材料收缩、温湿度变化、地 基不均匀沉降、墙体和门窗洞口布基不均匀沉降、墙体和门窗洞口布 置不当等复杂因素引起的裂缝，又置不当等复杂因素引起的裂缝，又 称称变形裂缝变形裂缝（占裂缝的（占裂缝的80%80%，其中温度，其中温度 裂缝较多）裂缝较多）。 一、由温度变形和收缩变形引起的墙体裂缝一、由温度变形和收缩变形引起的墙体裂缝 房屋地下和地上温差房

24、屋地下和地上温差温度变形温度变形 室内外温差室内外温差 产生温度应力产生温度应力 墙体温度变形受到约束墙体温度变形受到约束 钢钢筋筋混混凝凝土土和和砌砌体体材材料料的的线线膨膨胀胀系系数数、收收缩缩系系数数不不同同，产产生生温温度度变变形形和和收收缩缩变变形形，从从而而产产生生附附加加应应力力，这这些些附附加加应应力力过过大时会形成裂缝（砌体受拉）。大时会形成裂缝（砌体受拉）。 47A. A. 由于钢筋混凝土屋盖和墙体温度变形的差异由于钢筋混凝土屋盖和墙体温度变形的差异 p屋盖与顶层墙体连接的部位，产生纵向水平裂缝或包角水平屋盖与顶层墙体连接的部位，产生纵向水平裂缝或包角水平裂缝。裂缝。 p在

25、顶层墙体上产生沿窗洞口的八字形裂缝。在顶层墙体上产生沿窗洞口的八字形裂缝。 p当横墙间距很大时，沿外纵墙两侧产生通长水平裂缝。当横墙间距很大时，沿外纵墙两侧产生通长水平裂缝。 p在女儿墙上产生裂缝（女儿墙与屋面板交界处）。在女儿墙上产生裂缝（女儿墙与屋面板交界处）。 4849包角水平裂缝纵向水平裂缝50顶层两端受力最大顶层两端受力最大5152屋面找平层一直铺到女儿墙根部，未留空隙B. B. 由于房屋过长、室内外温度差异过大，有可能使由于房屋过长、室内外温度差异过大，有可能使 外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间的薄弱部位发生外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间的薄弱部位发生 竖向贯通墙体全高的裂缝。竖向贯通墙

26、体全高的裂缝。53C. C. 由于房屋楼盖错层、钢筋混凝土圈梁未封闭等原因，由于房屋楼盖错层、钢筋混凝土圈梁未封闭等原因，有可能使钢筋混凝土构件不连续处的墙体产生局部竖有可能使钢筋混凝土构件不连续处的墙体产生局部竖向裂缝。向裂缝。54p设置温度伸缩缝（伸缩缝两侧均宜设置承重墙体，设置温度伸缩缝（伸缩缝两侧均宜设置承重墙体，墙体的基础可共用一个）墙体的基础可共用一个）. . 55解决办法解决办法p设置温度伸缩缝（伸缩缝两侧均宜设置承重墙体，设置温度伸缩缝（伸缩缝两侧均宜设置承重墙体，墙体的基础可共用一个）墙体的基础可共用一个）. . 屋盖或楼盖类别屋盖或楼盖类别间距间距整体式或装配整体式整体式或

27、装配整体式钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖、楼盖有保温层或隔热层的屋盖、楼盖50无保温层或隔热层的屋盖无保温层或隔热层的屋盖40装配式无檩体系装配式无檩体系钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖、楼盖有保温层或隔热层的屋盖、楼盖60无保温层或隔热层的屋盖无保温层或隔热层的屋盖50装配式有檩体系装配式有檩体系钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖有保温层或隔热层的屋盖75无保温层或隔热层的屋盖无保温层或隔热层的屋盖60瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、砖石屋盖或楼盖瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、砖石屋盖或楼盖10056砌体房屋伸缩缝的最大间距（砌体房屋伸缩缝的最大间距（

28、m）解决办法解决办法p屋面设保温、隔热层，能减少屋盖与顶层墙体的温屋面设保温、隔热层，能减少屋盖与顶层墙体的温差，是差，是“防防”裂的最直接措施。裂的最直接措施。p屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分格缝，并与女屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分格缝，并与女儿墙隔开。儿墙隔开。p屋面板与墙体或圈梁的支承处可设置水平滑动层。屋面板与墙体或圈梁的支承处可设置水平滑动层。57二、由地基不均匀沉降引起的墙体裂缝二、由地基不均匀沉降引起的墙体裂缝 A. A. 地基土层虽然分布均匀，但却由软弱土层组成，可能在纵地基土层虽然分布均匀，但却由软弱土层组成，可能在纵墙上形成八字形裂缝。墙上形成八字形裂缝。585960

29、B. B. 地基土层分布不均匀，且土的压缩性有显著差异地基土层分布不均匀，且土的压缩性有显著差异时，有可能在房屋沉降曲线发生显著变化处的相时，有可能在房屋沉降曲线发生显著变化处的相应墙体上形成斜向裂缝应墙体上形成斜向裂缝。C. C. 在房屋的高低变化部位容易产生较大的沉降差，导致在刚在房屋的高低变化部位容易产生较大的沉降差，导致在刚性相对较小的房屋墙体上产生斜裂缝。性相对较小的房屋墙体上产生斜裂缝。61控制房屋的长高比控制房屋的长高比通常通常合理布置承重墙体合理布置承重墙体调整不均匀沉降调整不均匀沉降 设置圈梁，加强基础圈梁的刚度设置圈梁，加强基础圈梁的刚度 设沉降缝设沉降缝对承重墙体的布置和

30、构造有重要对承重墙体的布置和构造有重要 影响，在设计初期就要认真对待影响，在设计初期就要认真对待 （基础需断开）（基础需断开） 62解决办法解决办法第三节第三节 刚性方案房屋的墙体计算刚性方案房屋的墙体计算63房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案屋盖或楼盖类别屋盖或楼盖类别刚性方案刚性方案刚弹性方案刚弹性方案弹性方案弹性方案1整体式、装配整体式和装配式无整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖凝土楼盖2装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、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轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖或木楼盖3瓦材屋面

31、的木屋盖和轻钢屋盖瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖64在设计时，除验算墙、柱的高厚比外，还在设计时，除验算墙、柱的高厚比外，还应对墙、柱的控制截面进行承载力计算。应对墙、柱的控制截面进行承载力计算。一、刚性多层房屋承重纵墙一、刚性多层房屋承重纵墙（一）计算单元（一）计算单元 计算纵墙承重体系的纵墙以及横墙承重体计算纵墙承重体系的纵墙以及横墙承重体系的横墙时，通常应根据房屋的平面和剖面布系的横墙时，通常应根据房屋的平面和剖面布置，置，选择荷载较大及截面削弱较多的墙段进行选择荷载较大及截面削弱较多的墙段进行计算。计算。计算单元的宽度与墙面有无洞口和受荷计算单元的宽度与墙面有无洞口和受荷情况有关。情况有关

32、。 65p当纵墙上有门窗洞口，且布置比较规则时，选有代表性的开间当纵墙上有门窗洞口，且布置比较规则时，选有代表性的开间中线到中线作为计算单元，取窗间墙作为计算截面，承受竖向中线到中线作为计算单元，取窗间墙作为计算截面，承受竖向单元内的竖向荷载和水平荷载。单元内的竖向荷载和水平荷载。66p当门窗洞口布置不规则时，经分析判断，找出一个或几个当门窗洞口布置不规则时，经分析判断，找出一个或几个受力较不利墙段受力较不利墙段（荷载较大而计算截面较小）作为计算单（荷载较大而计算截面较小）作为计算单元。元。 p当承重纵墙或横墙承受均布荷载且无门窗洞口时，由于沿当承重纵墙或横墙承受均布荷载且无门窗洞口时，由于沿

33、墙长的受力状态相同，取墙长的受力状态相同，取1 1m m墙长作为计算单元。墙长作为计算单元。 p当墙体无洞口，但承受大梁传来的集中荷载时，仍取一个当墙体无洞口，但承受大梁传来的集中荷载时，仍取一个开间的梁下墙体作为计算单元，并取该开间的墙体截面作开间的梁下墙体作为计算单元，并取该开间的墙体截面作为计算截面。为计算截面。 67（二）垂直荷载下的计算（二）垂直荷载下的计算1.1.计算简图计算简图 墙体：墙体：竖向多跨连续梁简化为多跨简支梁（假定墙体在楼盖处竖向多跨连续梁简化为多跨简支梁（假定墙体在楼盖处为铰接）为铰接） 考虑到楼盖的梁板伸入考虑到楼盖的梁板伸入墙内，削弱了墙体截面的连墙内，削弱了墙

34、体截面的连续性。这一简化引起的误差续性。这一简化引起的误差不大。不大。68基础顶面基础顶面：固端铰接（轴向力为主固端铰接（轴向力为主要控制内力，而弯矩对承载能力的要控制内力，而弯矩对承载能力的影响很小，因而忽略弯矩影响）影响很小，因而忽略弯矩影响）. . 69计算简图中，底层计算简图中，底层构件长度取基础顶构件长度取基础顶面（或室内、室外面（或室内、室外地面以下地面以下300500mm300500mm处）到楼板的距离，处）到楼板的距离，其余各层取层高。其余各层取层高。计算某层墙体时计算某层墙体时 70上部墙体竖向荷载合力上部墙体竖向荷载合力 作用于上一层墙体截面形心处作用于上一层墙体截面形心处

35、本层楼面荷载本层楼面荷载 一般对本层墙体产生偏心压力一般对本层墙体产生偏心压力.上端截面（上端截面（1-11-1截面）：截面）： 下端截面（下端截面（2-22-2截面）：截面）：71计算层墙体自重计算层墙体自重按偏心受压验算承载力按偏心受压验算承载力验算砌体局部受压验算砌体局部受压按轴心受压验算承载力按轴心受压验算承载力 该层楼面（梁端或板端）传到墙体上的荷载；该层楼面（梁端或板端）传到墙体上的荷载； i i层以下各层传下的荷载，作用在上层墙体截面形心；层以下各层传下的荷载，作用在上层墙体截面形心； 第第i i层墙体自重，作用于本层墙体截面形心。层墙体自重，作用于本层墙体截面形心。仅按竖向荷载

36、验算墙体承载力的条件仅按竖向荷载验算墙体承载力的条件 规范规定：当符合下列条件时，认为风荷载产生规范规定：当符合下列条件时，认为风荷载产生的弯矩很小，不考虑风荷载的影响。的弯矩很小，不考虑风荷载的影响。 p 洞口水平截面面积洞口水平截面面积 / 全截面面积全截面面积 2 / 3； p 房屋的层高和总高不超过相应规定；房屋的层高和总高不超过相应规定； p 屋面自重不小于屋面自重不小于 。 72（三）水平风荷载（风荷载）作用下的计算（三）水平风荷载（风荷载）作用下的计算（三）水平风荷载（风荷载）作用下的计算（三）水平风荷载（风荷载）作用下的计算 为简化计算，由风荷载引为简化计算，由风荷载引起的各层

37、纵墙上下端的弯矩可起的各层纵墙上下端的弯矩可按两端固定梁计算，即：按两端固定梁计算，即：（W W为风压力或风吸力）为风压力或风吸力） 73竖向多跨连续梁（四）承载力验算（四）承载力验算p截面相同、材料相同的墙体，只需验算最下一截面相同、材料相同的墙体，只需验算最下一层；层；p当截面和材料变化时，应对变化前后的墙体分当截面和材料变化时，应对变化前后的墙体分别进行验算，并应考虑上部荷载对下部墙体的别进行验算，并应考虑上部荷载对下部墙体的偏心影响；偏心影响；p当考虑风荷载时，应进行荷载组合。当考虑风荷载时，应进行荷载组合。74二、刚性多层房屋承重横墙二、刚性多层房屋承重横墙p计算简图和内力分析与承重

38、纵墙基本相同；计算简图和内力分析与承重纵墙基本相同；p荷载：横墙一般受均布荷载（墙体自重和楼板传下的荷载）荷载：横墙一般受均布荷载（墙体自重和楼板传下的荷载），故取，故取1m1m宽度进行计算；宽度进行计算；p构件高度：顶层为坡屋顶时，该层应取层高加上山尖高度构件高度：顶层为坡屋顶时，该层应取层高加上山尖高度的一半；的一半；p受压承载力：中间墙体往往只受轴心受压荷载，其控制截受压承载力：中间墙体往往只受轴心受压荷载，其控制截面可只取墙体底部；直接承重的山墙或开间不等、活荷载面可只取墙体底部；直接承重的山墙或开间不等、活荷载很大的中间墙体，计算原则与纵墙相同。很大的中间墙体，计算原则与纵墙相同。7

39、5第四节第四节 圈梁、过梁和挑梁圈梁、过梁和挑梁 在混合结构房屋中除了主要承重构件之外，还要用在混合结构房屋中除了主要承重构件之外，还要用到一些附属的结构构件或部件，如门窗过梁、圈梁、墙梁到一些附属的结构构件或部件，如门窗过梁、圈梁、墙梁和挑梁（阳台、雨篷等）。这些构件是钢筋混凝土梁式构和挑梁（阳台、雨篷等）。这些构件是钢筋混凝土梁式构件和砌体墙形成组合受力的整体而工作的。其受力分析和件和砌体墙形成组合受力的整体而工作的。其受力分析和承载力计算各具有其不同的特点。承载力计算各具有其不同的特点。76 一、圈梁一、圈梁 在房屋的檐口、窗顶标高、楼层、吊车梁在房屋的檐口、窗顶标高、楼层、吊车梁标高或

40、基础顶面处，沿建筑物外墙四周及纵横标高或基础顶面处，沿建筑物外墙四周及纵横内墙设置的内墙设置的封闭封闭的钢筋混凝土梁式构件的钢筋混凝土梁式构件。 777879二、作用二、作用 圈梁的作用是加强房屋的整体刚度和提高墙体的稳圈梁的作用是加强房屋的整体刚度和提高墙体的稳定性。定性。p增强房屋的空间刚度；增强房屋的空间刚度； p防止由于地基不均匀沉降对房屋引起的不利影响；防止由于地基不均匀沉降对房屋引起的不利影响； p防止由于较大振动荷载对房屋引起的不利影响。防止由于较大振动荷载对房屋引起的不利影响。 80三、设置三、设置 p圈梁布置的位置和道数，应根据地基的强弱、房屋的圈梁布置的位置和道数，应根据地

41、基的强弱、房屋的整体刚度和墙体稳定性、荷载的性质等因素确定。整体刚度和墙体稳定性、荷载的性质等因素确定。 p设置在设置在基础顶面和檐口基础顶面和檐口部位的圈梁对抵抗不均匀沉降部位的圈梁对抵抗不均匀沉降最有效；最有效； 当房屋中部沉降比两端大时，基础顶面圈梁作用大；当房屋中部沉降比两端大时，基础顶面圈梁作用大；当房屋两端沉降比中部大时，檐口圈梁作用大。当房屋两端沉降比中部大时，檐口圈梁作用大。81三、设置三、设置 p在一般情况下，混合结构房屋可参照下列规定设置圈梁：在一般情况下，混合结构房屋可参照下列规定设置圈梁：空旷的单层房屋空旷的单层房屋：砖砌体房屋砖砌体房屋，檐口标高为，檐口标高为5 58

42、m8m时，应在时，应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于8m时，应增加设时，应增加设置数量；置数量； 砌块或料石砌体房屋砌块或料石砌体房屋，檐口标高为，檐口标高为4 45m时，应在檐口标时，应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于高处设置圈梁一道，檐口标高大于5m时，应增加设置数量；时，应增加设置数量；对有吊车或较大振动设备的单层工业房屋除在檐口或窗顶对有吊车或较大振动设备的单层工业房屋除在檐口或窗顶标高处外，尚应增加设置数量。标高处外，尚应增加设置数量。82三、设置三、设置 p在一般情况下，混合结构房屋可参照下列规定设置圈梁：在一般情况下，混合结构房屋可

43、参照下列规定设置圈梁：宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋：层数为宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋：层数为3 34层时，层时，应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过4层时，应在层时，应在所有纵横墙上所有纵横墙上隔层隔层设置。设置。多层砌体工业房屋多层砌体工业房屋，应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁。，应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁。83四、构造要求四、构造要求 p圈梁应连续设置在墙的同一水平面上，并形成封圈梁应连续设置在墙的同一水平面上，并形成封闭状。闭状。84当圈梁被门窗洞口截断当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。相同截面的附

44、加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其垂直间长度不应小于其垂直间距的距的2 2倍，且不小于倍，且不小于1m1m。p纵横墙交接处的圈梁应有可靠连接。刚弹性或弹性方案房纵横墙交接处的圈梁应有可靠连接。刚弹性或弹性方案房屋，圈梁应与屋架、大梁等构件有可靠连接。屋，圈梁应与屋架、大梁等构件有可靠连接。p钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同。钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同。 当墙厚当墙厚 ，其宽度不宜小于，其宽度不宜小于 ， 圈梁高度应为砖厚的整数倍，且不应小于圈梁高度应为砖厚的整数倍，且不应小于120mm120mm。钢筋混。钢筋混凝土圈梁的配筋一般根据实践经验确定，纵向钢筋不少于

45、凝土圈梁的配筋一般根据实践经验确定，纵向钢筋不少于4 4 1010，箍筋直径，箍筋直径 4 46 6，间距不大于，间距不大于300mm300mm。85p圈梁兼作过梁时，过梁圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用部分的钢筋应按计算用量单独配置。量单独配置。 p圈梁在房屋转角及丁字圈梁在房屋转角及丁字交叉处应设置附加钢筋。交叉处应设置附加钢筋。 8687二、二、 过梁过梁 过过梁梁是是设设置置在在墙墙体体门门窗窗洞洞口口上上部部的的梁梁，以以承承受受洞洞口口以以上上墙墙体体和和楼楼（屋屋）盖盖传传来来的的荷荷载载并并将将此此荷荷载载传传给给洞洞口口两两侧侧的窗间墙。的窗间墙。 88过梁门窗洞口墙

46、体一、过梁的分类及构造一、过梁的分类及构造 p 砖砌平拱过梁砖砌平拱过梁 跨跨 度度 不不 宜宜 超超 过过 ， 高高 度度 ，楔楔形形砌砌体体的的两两侧侧应应伸伸入入两两侧侧墙墙中中202030mm30mm，砖砖的的强强度度等等级级不不应应低低于于MU10MU10，砂浆强度等级一般不低于，砂浆强度等级一般不低于M5M5。 适用于无振动、地基的土质较适用于无振动、地基的土质较好，不需作抗震设防的地区。好，不需作抗震设防的地区。 89p 砖砌弧拱过梁砖砌弧拱过梁 跨度跨度 与矢高与矢高 相关，相关， 。 适用于对建筑外形有适用于对建筑外形有一定艺术要求的建筑物。一定艺术要求的建筑物。 90p 钢

47、筋砖过梁钢筋砖过梁 砌法与普通墙体相同，只不过砌砌法与普通墙体相同，只不过砌筑砂浆强度等级较高，不低于筑砂浆强度等级较高，不低于M5M5。在。在梁底部放置纵向受力钢筋，并铺设厚梁底部放置纵向受力钢筋，并铺设厚度不小于度不小于3030mmmm的砂浆层，每半砖厚墙的砂浆层，每半砖厚墙中至少有一根（中至少有一根（5 56 6）mmmm的钢筋的钢筋。钢。钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240240mmmm，并且上弯一皮砖的高度。过梁并且上弯一皮砖的高度。过梁跨度不宜超过跨度不宜超过1.51.5m m。 91p 钢筋混凝土过梁钢筋混凝土过梁 对有较大振动荷载或有可能产对有较

48、大振动荷载或有可能产生不均匀沉降的房屋，应采用钢筋生不均匀沉降的房屋，应采用钢筋混凝土过梁。它施工方便，几乎代混凝土过梁。它施工方便，几乎代替了前三种类型。替了前三种类型。 92二、过梁上的荷载取值二、过梁上的荷载取值 p过梁既是过梁既是“梁梁”，又是墙体的组成部分，过梁上，又是墙体的组成部分，过梁上的墙体在砂浆硬结后具有一定刚度，可以将过梁的墙体在砂浆硬结后具有一定刚度，可以将过梁以上的部分荷载直接传递给过梁两侧的墙体（以上的部分荷载直接传递给过梁两侧的墙体（起起拱卸荷作用拱卸荷作用），从而减轻了过梁的负担。所以在），从而减轻了过梁的负担。所以在设计过梁时，恰当地确定过梁所承受的荷载十分设计

49、过梁时，恰当地确定过梁所承受的荷载十分必要。必要。931. 1. 墙体荷载墙体荷载 p过梁以上的墙体高度过梁以上的墙体高度 （ 为过梁的净跨）为过梁的净跨）时，全部墙体自重作为均布荷载。时，全部墙体自重作为均布荷载。 p过梁以上的墙体高度过梁以上的墙体高度 时，按时，按 墙高自重墙高自重考虑，其余部分起拱卸荷传到两侧墙。考虑，其余部分起拱卸荷传到两侧墙。 94952. 2. 梁板荷载梁板荷载 p梁板下墙体高度梁板下墙体高度 时，按梁、板传来的荷载时，按梁、板传来的荷载采用。采用。 p梁板下墙体高度梁板下墙体高度 时，不考虑梁板荷载，认时，不考虑梁板荷载，认为拱作用卸载。为拱作用卸载。 9697

50、u 由于跨中正截面受弯承载力不足而发生截面受弯破坏；由于跨中正截面受弯承载力不足而发生截面受弯破坏；u 支座截面受剪承载力不足而发生斜截面受剪破坏；支座截面受剪承载力不足而发生斜截面受剪破坏；u 过梁支座端部墙体宽度不够，引起水平灰缝的受剪承载力不足而过梁支座端部墙体宽度不够，引起水平灰缝的受剪承载力不足而发生支座滑移破坏。发生支座滑移破坏。98三、三、 挑梁挑梁 挑梁挑梁是嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁，承受挑出于墙是嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁，承受挑出于墙体的阳台等各种荷载，通过自身受弯、受剪、受扭将荷载安全可体的阳台等各种荷载，通过自身受弯、受剪、受扭将荷载安全可靠地传递给承重墙

51、体。靠地传递给承重墙体。 挑梁的一般嵌固方式是埋入墙体内一定长度，该长度内的墙挑梁的一般嵌固方式是埋入墙体内一定长度，该长度内的墙体竖向压力作用可以平衡挑梁挑出端承受的荷载，使挑梁不致于体竖向压力作用可以平衡挑梁挑出端承受的荷载，使挑梁不致于在挑出荷载作用下发生倾覆破坏。在挑出荷载作用下发生倾覆破坏。99阳台挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁等阳台挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁等受力特征及破坏形态：受力特征及破坏形态： p弹性工作阶段弹性工作阶段 （裂缝出现之前）（裂缝出现之前）100倾覆破坏荷载的倾覆破坏荷载的202030%30%。p裂缝发生阶段裂缝发生阶段 101出现斜向阶梯形裂缝时的荷载约为破坏荷载的出

52、现斜向阶梯形裂缝时的荷载约为破坏荷载的80%80%左右，使用阶段不允许出现斜向裂缝。左右，使用阶段不允许出现斜向裂缝。 p破坏阶段破坏阶段102 倾覆破坏（埋入长度小，砌体抗压倾覆破坏（埋入长度小，砌体抗压 承载力够，但倾覆力矩远承载力够，但倾覆力矩远 大于抗倾覆力矩大于抗倾覆力矩 失稳破坏）失稳破坏） 局压破坏（埋入长度大，但砌体抗压局压破坏（埋入长度大，但砌体抗压 承载力不够）承载力不够） 挑梁本身破坏（强度、刚度不足挑梁本身破坏（强度、刚度不足) ) 103倾覆点的位置并不在墙体倾覆点的位置并不在墙体最外边缘处，而是在挑梁最外边缘处，而是在挑梁下砌体压应力作用点处下砌体压应力作用点处.与

53、破坏方式相对应的三种计算分别为与破坏方式相对应的三种计算分别为： p挑梁抗倾覆验算（倾覆点位置、抗倾覆力矩及倾挑梁抗倾覆验算（倾覆点位置、抗倾覆力矩及倾覆力矩）覆力矩） p挑梁下砌体局压验算挑梁下砌体局压验算 p挑梁自身承载力计算挑梁自身承载力计算 104 第九章作业（复习，不用交）p9-1； 作业（复习，不用交）p1.某单跨无吊车的厂房，柱距6m，每开间有2.8m宽的空洞，带砖壁柱窗间墙的墙厚240mm，壁柱370490mm（490mm已包括墙厚），窗间墙长3200mm，室内净高H5.5m，砌体采用MU10、M2.5，车间确定为刚弹性方案房屋，试验算带砖壁柱墙的高度比。（已知截面惯性矩I9.12109mm2，e108mm）提示：H0的选择参见表9-5； 高度比包括整片墙的验算和壁柱间墙的验算；105