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1、建筑结构混合结构房屋墙、柱设计11.4混合结构房屋墙和柱的设计混合结构房屋墙和柱的设计本节主要介绍混合结构房屋的空间性能及静力计算本节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。要求了解和建立混合结构房屋空间作墙体承载力计算。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。的高厚比验算方法,能进行刚性方案房屋墙体的计算。本节提要本节提要本本 节节 内内 容容11
2、.4.1 承重墙体的布置承重墙体的布置11.4.2 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案11.4.3 墙、柱高厚比验算墙、柱高厚比验算11.4.4 刚性方案房屋墙柱的计算刚性方案房屋墙柱的计算11.4.1 承重墙体的布置承重墙体的布置 混混合合结结构构的的房房屋屋:指指主主要要承承重重构构件件由由不不同同材材料料所所组组成成的的房房屋屋,如如楼楼(屋屋)盖盖等等水水平平承承重重结结构构用用钢钢筋筋混混凝凝土土、木木材材或或钢钢材材),而而墙墙、柱柱与与基基础础等等竖竖向向承承重重结结构采用砌体材料。构采用砌体材料。 房屋的结构布置方案:房屋的结构布置方案: 纵墙承重体系纵墙承重体系 横墙承重体
3、系横墙承重体系 纵横墙承重体系纵横墙承重体系 内框架结构承重体系内框架结构承重体系 四种方案可供选择。四种方案可供选择。(1)纵墙承重体系)纵墙承重体系特点:特点:1.纵墙为主要承重墙纵墙为主要承重墙2.纵墙上的门窗设置要受到限纵墙上的门窗设置要受到限制制3.空间刚度相对横墙承重体系空间刚度相对横墙承重体系差差4.楼(屋)盖用材较多、墙体楼(屋)盖用材较多、墙体用材较少。用材较少。5.房间空间较大房间空间较大适用于:适用于:仓库、食堂、俱乐部、厂房等仓库、食堂、俱乐部、厂房等传力路线:传力路线:楼(屋)盖荷载楼(屋)盖荷载 板板 横向梁横向梁 纵墙纵墙 基础基础 地基地基传力路线:传力路线:楼
4、(屋)盖荷载楼(屋)盖荷载 板板 横墙横墙 基础基础 地基地基(2)横墙承重体系)横墙承重体系特点:特点:1.横墙为主要承重墙横墙为主要承重墙2.横墙间距小横墙间距小3.结构简单,施工方便结构简单,施工方便4.横横向向刚刚度度大大,抵抵抗抗风风、地地震震等等水水平荷载的能力较纵墙承重体系好。平荷载的能力较纵墙承重体系好。适用于:适用于: 住住宅宅、宿宿舍舍、宾宾馆馆、办办公公室室等等小小开开间房屋。间房屋。(3)纵横墙承重体系)纵横墙承重体系特点:特点:1.纵横墙均为主要承重墙纵横墙均为主要承重墙2.空间刚度较好空间刚度较好3.房间布置较为灵活房间布置较为灵活4.有上述两种承重墙的优点有上述两
5、种承重墙的优点适用于:适用于:住宅楼和教学楼住宅楼和教学楼传力路线:传力路线:楼(屋)楼(屋)盖盖荷载荷载梁梁 纵墙纵墙基础基础地基地基横墙横墙板板(4)内框架结构承重体系)内框架结构承重体系特点:特点:1.1.内墙较少,可获得较大空间内墙较少,可获得较大空间2.2.空间刚度差,对抗震不利空间刚度差,对抗震不利3.3.由由于于采采用用了了不不同同的的材材料料,因因而而容易引起地基的不均匀沉降容易引起地基的不均匀沉降4.4.施工不便施工不便适用于:适用于: 仓库等有较大空间要求的房屋。仓库等有较大空间要求的房屋。传力路线:传力路线:楼(屋)楼(屋)盖盖荷载荷载梁梁柱基础柱基础地基地基外墙外墙板板
6、墙基础墙基础柱柱11.4.2 房屋的空间工作和静力计算方案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。在进行墙体的内力计算时,首先要确定计算简图。如如图图11.1(a)所所示示的的无无山山墙墙和和横横墙墙的的单单层层房房屋屋,其其屋屋盖盖支支承承在在外外纵纵墙墙上上。如如果果从从两两个个窗窗口口中中间间截截取取一一个个单单元元,则则这这个个单单元元的的受受力力状状态态与与整整个个房房屋屋的的受受力力状状态态是是一一样样的的。可可以以用用这这个个单单元元的的受受力力状状态态来来代代表表整整个个房房屋屋的的受受力力状状态态,这这个个单单元元称称为为计计算算单单元元,见见
7、图图11.1(a)、(b)。沿沿房房屋屋纵纵向向各各个个单单元元之之间间不不存存在在相相互互制制约约的的空空间间作作用用,这这种种房房屋屋的的计计算算简简图为一单跨平面排架(图为一单跨平面排架(图图11.1(d)。11.4.2.1 房屋的空间工作房屋的空间工作若若在在上上述述单单层层房房屋屋的的两两端端设设置置山山墙墙(图图11.2(a),则则屋屋盖盖不不仅仅与与纵纵墙墙相相连连,而而且且也也与与山山墙墙(横横墙墙)相相连连。当当水水平平荷荷载载作作用用于于外外纵纵墙墙面面时时,屋屋盖盖结结构构如如同同水水平平方方向向的的梁梁而而弯弯曲曲,其其水水平平位位移移已已不不是是平平移移,而而是是图图
8、11.2(b)中中所所示示的的曲曲线线,水水平平位位移移的的大大小小等等于于山山墙墙的的侧侧移移uw和屋盖梁水平挠度和屋盖梁水平挠度u1的总和。的总和。 根根据据试试验验研研究究,房房屋屋的的空空间间刚刚度度主主要要取取决决于于屋屋盖盖水平刚度和横墙间距的大小。水平刚度和横墙间距的大小。 图图11.1无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况 图图11.2有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况 规规范范规规定定,在在混混合合结结构构房房屋屋内内力力计计算算中中,根根据据房屋的空间工作性能,分为三种静力计算方案:房屋的空间工
9、作性能,分为三种静力计算方案:(1) 刚性方案刚性方案房房屋屋横横墙墙间间距距较较小小,楼楼(屋屋)盖盖水水平平刚刚度度较较大大时时,房房屋屋的的空空间间刚刚度度较较大大,在在荷荷载载作作用用下下,房房屋屋的的水水平平位位移移较较小小,在在确确定定房房屋屋的的计计算算简简图图时时,可可以以忽忽略略房房屋屋水水平平位位移移,而而将将屋屋盖盖或或楼楼盖盖视视作作墙墙或或柱柱的的不不动动铰铰支支承承(图图11.3(a),),这种房屋称为刚性方案房屋。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。一般多层住宅、办公楼、医院往往属于此类方案。 11.4.2.2 房屋的静力计算方案
10、房屋的静力计算方案(2) 弹性方案弹性方案 房房屋屋横横墙墙间间距距较较大大,屋屋盖盖或或楼楼盖盖的的水水平平刚刚度度较较小小时时,房房屋屋的的空空间间工工作作性性能能较较差差,在在荷荷载载作作用用下下,房房屋屋的的水水平平位位移移较较大大,在在确确定定房房屋屋的的计计算算简简图图时时,必必须须考考虑虑水水平平位位移移,把把屋屋盖盖或或楼楼盖盖与与墙墙、柱柱的的连连接接处处视视为为铰铰接接,并并按按不不考考虑虑空空间间工工作作的的平平面面排排架架计计算算(图图11.3(c)),这这种种房房屋屋称称为为弹弹性性方案房屋。方案房屋。一一般般单单层层厂厂房房、仓仓库库、礼礼堂堂、食食堂堂等等多多属属
11、于于弹弹性性方方案案房屋。房屋。 (3) 刚弹性方案刚弹性方案房房屋屋的的空空间间刚刚度度介介于于刚刚性性与与弹弹性性方方案案之之间间,在在荷荷载载作作用用下下,房房屋屋的的水水平平位位移移较较弹弹性性方方案案小小,但但又又不不可可忽忽略略不不计计。这这种种房房屋屋属属于于刚刚弹弹性性方方案案房房屋屋,其其计计算算简简图图可可用用屋屋盖盖或或楼楼盖盖与与墙墙、柱柱连连接接处处为为具具有有弹弹性性支支撑撑的的平平面面排排架架(图图11.3(b))。)。在在计计算算刚刚弹弹性性方方案案的的墙墙、柱柱内内力力时时,通通常常引引入入空空间间性能影响系数性能影响系数来反映房屋的空间作用,来反映房屋的空间
12、作用,定义为定义为: 可查表,可查表, 越大房屋刚性越差越大房屋刚性越差房屋各层空间性能影响系数房屋各层空间性能影响系数i在在规规范范中中,将将房房屋屋按按屋屋盖盖或或楼楼盖盖的的刚刚度度划划分分为为三三种种类类型,并按房屋的横墙间距型,并按房屋的横墙间距S来确定其静力计算方案,来确定其静力计算方案,见表见表11.1。 作作为为刚刚性性和和刚刚弹弹性性方方案案静静力力计计算算的的房房屋屋横横墙墙,应应具具有有足足够够的刚度,以保证房屋的空间作用,并符合下列要求:的刚度,以保证房屋的空间作用,并符合下列要求: 横横墙墙中中开开有有洞洞口口时时,洞洞口口的的水水平平截截面面面面积积不不应应超超过过
13、横横墙墙截截面面面积的面积的50%; 横墙的厚度不宜小于横墙的厚度不宜小于180mm; 单单层层房房屋屋的的横横墙墙长长度度不不宜宜小小于于其其高高度度,多多层层房房屋屋的的横横墙墙长长度度不宜小于其总高度的不宜小于其总高度的1/2。 H图图11.3混合结构房屋的计算简图混合结构房屋的计算简图 (a) 刚性方案;刚性方案;(b) 刚弹性方案;刚弹性方案;(c) 弹性方案弹性方案 表表11.1 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案 屋盖(楼盖)类别屋盖(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(楼)盖
14、檩体系钢筋混凝土屋(楼)盖 S3232S72S72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 S2020S48S48瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖 S1616S36S36注意:注意:1. S为房屋横墙间距,单位为为房屋横墙间距,单位为m; 2.对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋,应按弹性方案房屋考虑。对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋,应按弹性方案房屋考虑。11.4.3 墙、柱高厚比验算墙、柱高厚比验算混混合合结结构构房房屋屋中中的的墙墙体体是是受受压压构构件件,除除满满足足承承载载力力要要
15、求外,还必须有足够的稳定性。求外,还必须有足够的稳定性。高高厚厚比比的的验验算算是是保保证证墙墙体体稳稳定定性性的的一一项项重重要要构构造造措措施施,可可以以防防止止墙墙、柱柱在在施施工工和和使使用用阶阶段段因因砌砌筑筑质质量量、轴轴线线偏偏差差、意意外外横横向向冲冲撞撞和和振振动动等等因因素素而而出出现现歪歪斜斜、膨膨肚肚以以致致倒倒塌塌等等失稳现象的发生。失稳现象的发生。高高厚厚比比是是指指墙墙、柱柱的的计计算算高高度度H0与与墙墙厚厚或或柱柱截截面面边边长长h的比值。即的比值。即H0/h。 墙柱计算高度墙柱计算高度H0的确定的确定 承载力计算及高厚比验算所采用的高度叫计算高度,承载力计算
16、及高厚比验算所采用的高度叫计算高度,按下表查得。按下表查得。受压构件的计算高度受压构件的计算高度H0高高厚厚比比验验算算主主要要包包括括两两个个问问题题:一一是是允允许许高高厚厚比比的的限值限值;二是墙、柱实际高厚比;二是墙、柱实际高厚比的确定。的确定。允允许许高高厚厚比比限限值值是是在在综综合合考考虑虑了了以以往往的的实实践践经经验验和和现阶段的材料质量及施工水平的基础上确定的。现阶段的材料质量及施工水平的基础上确定的。影影响响墙墙、柱柱允允许许高高厚厚比比的的因因素素很很多多,如如砂砂浆浆的的强强度度等等级级、横横墙墙间间距距、砌砌体体类类型型、支支承承条条件件、截截面面形形状状和和承承重
17、情况等。重情况等。 矩形截面墙和柱的高厚比应满足下列条件矩形截面墙和柱的高厚比应满足下列条件 式中,式中,墙和柱的高厚比;墙和柱的高厚比; H0墙和柱的计算高度;墙和柱的计算高度; h墙厚或柱与墙厚或柱与H0相对应的边长;相对应的边长; 墙和柱的允许高厚比;见表墙和柱的允许高厚比;见表11.2。 11.4.3.1 一般墙、柱高厚比的验算一般墙、柱高厚比的验算砂浆强度等级砂浆强度等级墙墙柱柱M2.52215M5.02416M7.5 2617表表11.2 墙、柱的允许高厚比墙、柱的允许高厚比值值 1非非承承重重墙墙允允许许高高厚厚比比的的修修正正系系数数,对对承承重重墙墙,1=1.0;对对厚厚度度
18、240mm的的非非承承重重墙墙,1值值可可按按下下列列规规定定采用:采用: 当当h=240mm时,时,1=1.2当当h=90mm时,时, 1=1.5240mmh90mm时,时,1可按插入法取值可按插入法取值; 2有有门门、窗窗洞洞口口墙墙允允许许高高厚厚比比的的修修正正系系数数,可可按按下下式确定:式确定: 2=1-0.4bs/S bs在宽度在宽度S范围内的门窗洞口宽度范围内的门窗洞口宽度(图图11.4); S相邻窗间墙或壁柱间距离(相邻窗间墙或壁柱间距离(图图11.4););图图11.4 洞口宽度洞口宽度 (1) 整片墙的高厚比验算整片墙的高厚比验算按下式进行验算按下式进行验算 确确定定带带
19、壁壁柱柱墙墙的的计计算算高高度度H0时时,墙墙长长S取取相相邻邻横横墙墙的的距离。距离。确确定定截截面面回回转转半半径径i时时,带带壁壁柱柱墙墙截截面面的的翼翼缘缘宽宽度度bf应应按下列规定采用按下列规定采用(图图11.5(a)) :11.4.3.2 带壁柱墙和带构造柱墙的高厚比验算带壁柱墙和带构造柱墙的高厚比验算11.4.3.1 带壁柱墙带壁柱墙 对对于于多多层层房房屋屋,当当有有门门、窗窗洞洞口口时时,可可取取窗窗间间墙墙宽宽度度;当当左左、右右壁壁柱间距不等时,可取柱间距不等时,可取bf=(S1+S2)/2,S1、S2分别为左、右壁柱间的距离。分别为左、右壁柱间的距离。 对对于于单单层层
20、房房屋屋,取取bf=b+2H/3 (b为为壁壁柱柱宽宽度度,H为为墙墙高高),且且bf不不大大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。图图11.5 s1s2(S1+S2)/2(2) 壁柱间墙的高厚比壁柱间墙的高厚比计计算算H0时时,S取取相相邻邻壁壁柱柱间间的的距距离离。不不论论带带壁壁柱柱墙墙的的静静力力计计算算采采用用何何种种方方案案,带带壁壁柱柱墙墙H0的的计计算算可可一一律律按按刚刚性性方案考虑。方案考虑。壁柱间墙的高厚比可按无壁柱墙公式壁柱间墙的高厚比可按无壁柱墙公式 进行验算。进行验算。对对于于设设有有钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁的的带带壁壁柱柱墙墙,当当圈圈梁
21、梁的的宽宽度度b与与相相邻邻壁壁柱柱间间的的距距离离S之之比比1/30时时,由由于于圈圈梁梁的的水水平平刚刚度度较较大大,能能限限制制壁壁柱柱间间墙墙体体的的侧侧向向变变形形,所所以以圈圈梁梁可可视视为为壁柱间墙的不动铰支座壁柱间墙的不动铰支座(如图如图11.5(b)。【例例11.1】某某办办公公楼楼平平面面如如图图11.6所所示示,采采用用预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土空空心心板板,外外墙墙厚厚370mm,内内纵纵墙墙及及横横墙墙厚厚240mm,砂砂浆浆为为M5,底底层层墙墙高高4.6m(下下端端支支点点取取基基础础顶顶面面);隔隔墙墙厚厚120mm,高高3.6m,用用M2.5砂砂浆浆;纵纵墙
22、墙上上窗窗洞洞宽宽1800mm,门洞宽门洞宽1000mm,试验算各墙的高厚比。,试验算各墙的高厚比。 【解解】1.确定静力计算方案及求允许高厚比确定静力计算方案及求允许高厚比最最大大横横墙墙间间距距S=3.63=10.8m,由由表表11.1, S32m,确确定为刚性方案。定为刚性方案。由由表表11.2,因因承承重重纵纵横横墙墙砂砂浆浆为为M5,得得=24;非非承承重重墙墙砂砂浆浆为为M2.5,=22,非非承承重重墙墙h=120mm,用用插插入法得入法得1=1.44,1=1.4422=31.68。 2.确定计算高度确定计算高度承承重重墙墙H=4.6m,S=10.8m2H=24.6=9.2m,由由
23、附附表表查查得计算高度得计算高度H0=1.0H=4.6m。非非承承重重墙墙H=3.6m,一一般般是是后后砌砌在在地地面面垫垫层层上上,上上端端用用斜斜放放立立砖砖顶顶住住楼楼面面梁梁砌砌筑筑,两两侧侧与与纵纵墙墙拉拉结结不不好好,故故按按两侧无拉结考虑,则计算高度两侧无拉结考虑,则计算高度H0=1.0H=3.6m。3.纵墙高厚比验算纵墙高厚比验算(1)外纵墙)外纵墙S=3.6m,bs=1.8m2=1-0.4bs/S=0.8外纵墙高厚比外纵墙高厚比=H0/h=12.42=0.824=19.2满足要求满足要求(2) 内纵墙内纵墙S=10.8m,bs=1.0m2=1-0.4bs/S=0.96内纵墙高
24、厚比内纵墙高厚比=H0/h=19.22=0.9624=23满足要求满足要求4.横墙高厚比验算横墙高厚比验算由由于于横横墙墙的的厚厚度度、砌砌筑筑砂砂浆浆、墙墙体体高高度度均均与与内内纵纵墙墙相相同同,且且横横墙墙上上无无洞洞口口,又又比比内内纵纵墙墙短短,计计算算高高度度也也小小,故不必进行验算。故不必进行验算。5.隔墙高厚比验算隔墙高厚比验算隔墙高厚比隔墙高厚比=H0/h=301=31.68 满足要求满足要求【例例11.2】某单层单跨无吊车的厂房,采用装配式有檩体某单层单跨无吊车的厂房,采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖,带壁柱砖墙承重。厂房跨度为系钢筋混凝土屋盖,带壁柱砖墙承重。厂房跨度为1
25、5m,全长全长64=24m,如图如图11.7所示所示。墙体采用。墙体采用MU10砖和砖和M5砂浆砌筑。试验算带壁柱纵墙和山墙的高厚比。砂浆砌筑。试验算带壁柱纵墙和山墙的高厚比。 【解解】该房屋的屋盖类别为该房屋的屋盖类别为1类,两端山墙(横墙)间的类,两端山墙(横墙)间的距离距离S=24m,由表,由表11.1,S32m,确定为刚性方案。,确定为刚性方案。 1.纵墙高厚比验算纵墙高厚比验算(1) 整片墙高厚比验算整片墙高厚比验算带壁柱截面几何特征(带壁柱截面几何特征(图图11.8)截面面积截面面积 A=8.125105mm2形心位置形心位置y1=148mmy2=240+250-148=342mm
26、惯性矩惯性矩I=8.86109mm4回转半径回转半径i104mm折算厚度折算厚度hT=3.5i=364mm壁柱下端嵌固于室内地面以下壁柱下端嵌固于室内地面以下0.5m处,柱高处,柱高H=4.2+0.5=4.7m,S=24m2H=9.4m,由附表查得壁柱的,由附表查得壁柱的计算高度计算高度H0=1.0H=4.7m由表由表11.2,当砂浆为,当砂浆为M5时,得时,得=24,承重墙,承重墙1=1.0,洞口宽,洞口宽bs=3m,壁柱间距,壁柱间距S=6m,故,故考虑考虑洞口的修正系数洞口的修正系数2为:为:2=0.8纵墙整片墙高厚比纵墙整片墙高厚比=12.9112=1.00.824=19.2满足要求满
27、足要求(2) 壁柱间墙的高厚比验算壁柱间墙的高厚比验算H=4.7mS=6m2H=9.4m,由附表,由附表2得壁柱间墙的得壁柱间墙的计算高度计算高度H0=0.4S+0.2H=3.34m纵墙柱间墙的高厚比纵墙柱间墙的高厚比=H0/h=13.9212=19.2满足要求满足要求2.开门洞山墙的高厚比验算开门洞山墙的高厚比验算(1) 整片墙的高厚比验算整片墙的高厚比验算带壁柱截面的几何特征(带壁柱截面的几何特征(图图11.9)截面面积截面面积A=9.325105mm2 形心位置形心位置y1=144mm,y2=346mm惯性矩惯性矩I=9.503109mm4回转半径回转半径i=101mm折算厚度折算厚度h
28、T=354mm计算高度计算高度H=6.37m(取山墙壁柱高度取山墙壁柱高度)S=15m32m,属刚性方案,属刚性方案S2H=12.7m,得得H0=1.0H=6.37m考虑洞口的修正系数考虑洞口的修正系数2=0.88=H0/hT=1812=1.00.8824=21.22满足要求满足要求(2) 壁柱间墙的高厚比验算壁柱间墙的高厚比验算墙高取两壁柱间山墙平均高度墙高取两壁柱间山墙平均高度6.79m,S=5mH,由附由附表表2查得壁柱间墙的计算高度查得壁柱间墙的计算高度H0=0.6S=0.65=3.0m考虑洞口的修正系数考虑洞口的修正系数2=0.76=H0/h=12.512=1.00.7624=18.
29、24满足要满足要求求图图11.6 例例11.1办公楼平面图办公楼平面图 图图11.7例例11.2单层厂房平面、侧立面图单层厂房平面、侧立面图 图图11.8 带壁柱墙截面带壁柱墙截面 图图11.9 带壁柱开门洞山墙的计算截面带壁柱开门洞山墙的计算截面 11.4.4 刚性方案房屋的计算刚性方案房屋的计算刚刚性性方方案案的的单单层层房房屋屋,纵纵墙墙顶顶端端的的水水平平位位移移很很小小,静静力力分分析析时时可可以以认认为为水水平平位位移移为为零零,计计算算时,采用下列假定(时,采用下列假定(图图11.10):): 纵纵墙墙、柱柱下下端端在在基基础础顶顶面面处处固固结结,上上端端与与屋屋架架(或或屋屋
30、面面梁梁)铰接;铰接; 屋屋盖盖结结构构可可作作为为纵纵墙墙上上端端的不动铰支座。的不动铰支座。按按照照上上述述假假定定,每每片片纵纵墙墙就就可可以以按按上上端端支支承承在在不不动动铰铰支支座座和和下下端端支支承承在在固固定定支支座座上上的的竖竖向向构构件单独进行计算。件单独进行计算。 11.4.4.1 单层刚性方案房屋承重纵墙的计算单层刚性方案房屋承重纵墙的计算图图11.10 竖向荷载作用下的计算简图竖向荷载作用下的计算简图 竖竖向向荷荷载载包包括括屋屋面面荷荷载载和和墙墙体体自自重重。屋屋面面荷荷载载包包括括屋屋盖盖构构件件自自重重和和屋屋面面活活荷荷载载或或雪雪荷荷载载,这这些些荷荷载载
31、通通过过屋屋架架或或屋面梁作用于墙体顶部。屋面梁作用于墙体顶部。作作用用于于纵纵墙墙顶顶端端的的屋屋面面荷荷载载常常用用轴轴心心压压力力Nl和和弯弯矩矩M=Nlel组成(图组成(图11.10(b))。)。 墙体自重作用墙体轴线上。墙体自重作用墙体轴线上。 (1) 竖向荷载作用下墙体的内力计算竖向荷载作用下墙体的内力计算图图11.10 竖向荷载作用下的计算简图竖向荷载作用下的计算简图 风风荷荷载载包包括括作作用用于于屋屋面面上上的的风风荷荷载载和和墙墙面面上上的的风风荷荷载载。屋屋面面上上(包包括括女女儿儿墙墙上上)的的风风荷荷载载可可简简化化为为作作用用于于墙墙、柱柱顶顶端端的的集集中中力力F
32、w,并并通通过过屋屋盖盖直直接接传传给给横横墙墙经经基基础础传传给给地地基,在纵墙中不引起内力。基,在纵墙中不引起内力。墙墙面面上上的的风风荷荷载载为为均均布布荷荷载载,应应考考虑虑两两种种风风向向,迎迎风风面面为为压压力力,背背风风面面为为吸吸力力。在在均均布布荷荷载载q作作用用下下,墙墙体体的的内内力力(见图(见图11.11)。)。图图11.11 水平荷载作用下计算简图水平荷载作用下计算简图 (2) 风荷载作用下墙体的内力计算风荷载作用下墙体的内力计算(1) 计算单元的选取计算单元的选取 混混合合结结构构房房屋屋的的承承重重纵纵墙墙一一般般比比较较长长,设设计计时时可可仅仅取取其其中中有有
33、代代表表性性的的一一段段作作为为计计算算单单元元。一一般般说说来来,对对有有门门窗窗的的内内外外纵纵墙墙,取取一一个个开开间间的的门门间间墙墙或或窗窗间间墙墙为为计计算算单单元元,下图中的下图中的m-m和和n-n间的窗间墙,其宽度为间的窗间墙,其宽度为(l1+l2)/2。11.4.4.2 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图图11.12 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算单元多层刚性方案房屋承重纵墙的计算单元 在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下,多多层层房房屋屋的的墙墙体体如如竖竖向向连连续续梁梁一一样样地地工工作作。这这个个连连续续梁梁以以各各层层楼楼盖盖为为支支承承点点
34、,在在底底部部以以基基础础为为支支承承点点(图(图11.13(b))。)。 墙墙体体在在基基础础顶顶面面处处可可假假定定为为铰铰接接,这这样样墙墙、柱柱在在每每层层高高度度范范围围内内被被简简化化为为两两端端铰铰支支的的竖竖向向构构件件(图图11.13(c)),可可单单独独进进行内力计算。行内力计算。 (2) 竖向荷载作用下墙体的计算竖向荷载作用下墙体的计算图图11.13 竖向荷载作用下的计算简图竖向荷载作用下的计算简图 (a) 外墙剖面;外墙剖面;(b) 竖向连续梁计算图;竖向连续梁计算图;(c) 简化后的计算图简化后的计算图 计计算算简简图图中中的的构构件件长长度度为为:底底层层取取底底层
35、层层层高高加加上上室室内内地面至基础顶面的距离;以上各层可取相应的层高。地面至基础顶面的距离;以上各层可取相应的层高。 现现以以图图11.13所所示示第第一一层层和和第第二二层层墙墙体体为为例例,说说明明墙墙体体内力的计算方法。内力的计算方法。第二层墙(图第二层墙(图11.14):):上端(上端(-)截面)截面Nu2=Nu3+Nl3+Nw3N=Nu2+Nl2M=Nl2e2下端(下端(-)截面)截面N=N+Nw2M=0图图11.14 第一层墙(图第一层墙(图11.15):上端(上端(-)截面)截面Nu1=Nu2+Nl2+Nw2 N=Nu1+Nl1M=Nl1e1-Nu1e1下端(下端(-)截面)截
36、面N=N+Nw1M=0图图11.15Nu1Nl1在在水水平平风风荷荷载载作作用用下下,墙墙体体将将产产生生弯弯曲曲。这这时时墙墙体体可可视视为为一一个个竖竖向向连连续续梁梁(图图11.16)。)。为为了了简简化化计计算算,该该连连续续梁梁的的跨跨中中和和支支座座处处的的弯弯矩矩可可近似地按下式计算近似地按下式计算Mi=qHi2/12(3) 水平荷载作用下墙体的计算水平荷载作用下墙体的计算图图11.16 水平荷载作用下的计算简图水平荷载作用下的计算简图 规规范范规规定定,刚刚性性方方案案多多层层房房屋屋只只要要满满足足下下列列条条件件,可可不不考考虑虑风风荷荷载载对外墙内力的影响:对外墙内力的影
37、响: 洞洞口口水水平平截截面面面面积积不不超超过过全全截截面面面面积积的的2/3。 层层高高和和总总高高不不超超过过表表11.3所所规规定定的的数数值值。 屋屋面面自自重重不不小小于于0.8kN/m2。基本风压基本风压值值(kN/m2)层高层高(m)总高总高(m)0.40.50.60.74.04.04.03.528241818表表11.3 外墙不考虑风荷载外墙不考虑风荷载影响时的最大高度影响时的最大高度 (4) 竖向荷载作用下的控制截面竖向荷载作用下的控制截面在在进进行行墙墙体体承承载载力力验验算算时时,必必须须确确定定需需要要验验算算的的截截面面。一一般般选选用用内内力力较较大大,截截面面尺
38、尺寸寸较较小小的的截截面面作作为为控控制制截面。截面。 多多层层刚刚性性方方案案房房屋屋中中,横横墙墙承承受受两两侧侧楼楼板板直直接接传传来来的的均均布布荷荷载,且很少开设洞口,故可取载,且很少开设洞口,故可取1m宽的墙体为计算单元(图宽的墙体为计算单元(图11.17)。)。 中中间间横横墙墙承承受受由由两两边边楼楼盖盖传传来来的的竖竖向向荷荷载载Nl、Nl(图图11.17(c))。)。 山墙的计算方法和外纵墙计算方法相同。山墙的计算方法和外纵墙计算方法相同。11.4.4.3 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图图11.17多层刚性方案房屋承重横墙的计算单元和计算简图
39、多层刚性方案房屋承重横墙的计算单元和计算简图 【例例11.3】某某三三层层试试验验楼楼,采采用用装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁板板结结构构(图图11.18),大大梁梁截截面面尺尺寸寸为为200mm500mm,梁梁端端伸伸入入墙墙内内240mm,大大梁梁间间距距3.6m。底底层层墙墙厚厚370mm,二二、三三层层墙墙厚厚240mm,均均双双面面抹抹灰灰,采采用用MU10砖砖和和M2.5混混合合砂砂浆砌筑。基本风压为浆砌筑。基本风压为0.35kN/m2。试验算承重纵墙的承载力。试验算承重纵墙的承载力。 【解解】1.确定静力计算方案确定静力计算方案根根据据表表15.1规规定定,由由于于试试验验
40、楼楼为为装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土楼楼盖,而横墙间距盖,而横墙间距S=7.2m24m,故为刚性方案房屋。,故为刚性方案房屋。2.墙体的高厚比验算(从略)墙体的高厚比验算(从略) 3.荷载资料荷载资料(1) 屋面荷载屋面荷载油毡防水层(六层作法)油毡防水层(六层作法)0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层厚水泥砂浆找平层0.0220=0.40kN/m250mm厚泡沫混凝土保温层厚泡沫混凝土保温层0.055=0.25kN/m2120mm厚空心板(包括灌缝)厚空心板(包括灌缝)2.20kN/m220mm厚板底抹灰厚板底抹灰 0.0217=0.34kN/m2屋面恒载标准值屋面恒载标准值3.5
41、4kN/m2屋面活载标准值屋面活载标准值0.50kN/m2(2) 楼面荷载楼面荷载30mm厚细石混凝土面层厚细石混凝土面层0.75kN/m2120mm厚空心板(包括灌缝)厚空心板(包括灌缝)2.20kN/m220mm厚板底抹灰厚板底抹灰0.34kN/m2楼面恒载标准值楼面恒载标准值3.29kN/m2楼面活载标准值楼面活载标准值2.00kN/m2(3) 进深梁自重(包括进深梁自重(包括15mm粉刷)粉刷)标准值标准值0.20.525+0.015(20.5+0.2)17=2.81kN/m(4) 墙体自重及木窗自重墙体自重及木窗自重双双面面粉粉刷刷的的240mm厚厚砖砖墙墙自自重重(按按墙墙面面计计
42、)标标准准值值5.24kN/m2双双面面粉粉刷刷的的370mm厚厚砖砖墙墙自自重重(按按墙墙面面计计)标标准准值值7.62kN/m2木窗自重(按窗框面积计)标准值木窗自重(按窗框面积计)标准值0.30kN/m24.纵墙承载力验算纵墙承载力验算由由于于房房屋屋的的总总高高小小于于28m,层层高高又又小小于于4m,根根据据表表11.3规定可不考虑风荷载作用。规定可不考虑风荷载作用。(1) 计算单元计算单元取取一一个个开开间间宽宽度度的的外外纵纵墙墙为为计计算算单单元元,其其受受荷荷面面积积为为3.62.85=10.26m2,如如图图中中斜斜线线部部分分所所示示。纵纵墙墙的的承承载载力力由由外纵墙控
43、制,内纵墙不起控制作用,可不必计算。外纵墙控制,内纵墙不起控制作用,可不必计算。(2) 控制截面控制截面每每层层纵纵墙墙取取两两个个控控制制截截面面。墙墙上上部部取取梁梁底底下下的的砌砌体体截截面面;墙墙下下部部取取梁梁底底稍稍上上砌砌体体截截面面。其其计计算算截截面面均均取取窗窗间间墙墙截面。本例不必计算三层墙体。截面。本例不必计算三层墙体。第二层墙的计算截面面积第二层墙的计算截面面积A2=1.80.24=0.432m2第一层墙的计算截面面积第一层墙的计算截面面积A1=1.80.37=0.666m2(3) 荷载计算荷载计算按按一一个个计计算算单单元元,作作用用于于纵纵墙墙上上的的集集中中荷荷
44、载载计计算算如如下下:屋屋面面传传来来的的集集中中荷荷载载(包包括括外外挑挑0.5m的的屋屋檐檐和和屋屋面面梁梁)标准值标准值Nkl3=59.14kN设计值设计值Nl3=72.66kN由由MU10砖砖和和M2.5砂砂浆浆砌砌筑筑的的砌砌体体,其其抗抗压压强强度度设设计计值值f=1.3N/mm2。已知梁高已知梁高500mm,则梁的有效支承长度为,则梁的有效支承长度为a0=190mm240mm,取,取a0=0.19m屋面荷载作用于墙顶的偏心距屋面荷载作用于墙顶的偏心距e3=0.044m楼盖传来的集中荷载(包括楼面梁)楼盖传来的集中荷载(包括楼面梁)设计值设计值Nl2=Nl1=78.84kN三层楼面
45、荷载作用于墙顶的偏心距三层楼面荷载作用于墙顶的偏心距e2=0.044m二层楼面荷载作用于墙顶的偏心距二层楼面荷载作用于墙顶的偏心距e1=0.109m第三层第三层截面以上截面以上240mm厚墙体自重厚墙体自重设计值设计值Nw3=14.48kN第第三三层层截截面面至至截截面面之之间间240mm厚厚墙墙体体自自重重设计值设计值Nw3=57.76kN第第二二层层截截面面至至截截面面之之间间240mm厚厚墙墙体体自自重重设计值设计值Nw2=43.27kN 第一层第一层截面至截面至截面之间截面之间370mm厚墙体自重厚墙体自重设计值设计值Nw1=95.32kN第一层第一层截面至第二层截面至第二层截面之间截
46、面之间370mm厚墙厚墙体自重设计值体自重设计值Nw1=21.07kN各层纵墙的计算简图各层纵墙的计算简图如图如图11.19所示所示。(4) 控制截面的内力计算控制截面的内力计算 第三层第三层第三层第三层截面处截面处轴向力设计值轴向力设计值N=Nl3+Nw3=87.14kN弯矩设计值(由三层屋面荷载偏心作用产生)弯矩设计值(由三层屋面荷载偏心作用产生)M=Nl3e3=3.19kNm第三层第三层截面处截面处轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw3=144.9kN弯矩设计值弯矩设计值M=0 第二层第二层第二层第二层截面处截面处轴
47、向力为上述荷载与本层楼盖荷载之和。轴向力为上述荷载与本层楼盖荷载之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nl2=223.74kN弯矩设计值(由三层楼面荷载偏心作用产生)弯矩设计值(由三层楼面荷载偏心作用产生)M=Nl2e2=3.46kNm第二层第二层截面处截面处轴向力为上述荷载与本身墙体自重之和。轴向力为上述荷载与本身墙体自重之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw2=267.01kN弯矩设计值弯矩设计值M=0 第一层第一层第一层第一层截面处截面处轴向力为上述荷载、轴向力为上述荷载、370墙增厚部分墙体及本层楼盖墙增厚部分墙体及本层楼盖荷载之和。荷载之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw1
48、+Nl1=366.92kN 因第一层墙截面形心与第二层墙截面形心不重合,因第一层墙截面形心与第二层墙截面形心不重合,尚应考虑尚应考虑N产生的弯矩,得产生的弯矩,得M=-8.76kNm第一层第一层截面处截面处轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw1=462.24kN弯矩设计值弯矩设计值M=0(5) 截面承载力验算截面承载力验算 纵向墙体计算高度纵向墙体计算高度H0的确定。的确定。第二、三层层高第二、三层层高H=3.4m,横墙间距,横墙间距S=7.2m2H=23.4=6.8m,由附表,由附表2查得查得H0=H=3.4m。第一层层
49、高。第一层层高3.76m,3.76mS=7.2m2H=23.76=7.52m,H0=0.4S+0.2H=0.47.2+0.23.76=3.63m。 承载力影响系数承载力影响系数的确定。系数的确定。系数根据高厚比根据高厚比及及相对偏心距相对偏心距e/h由附表由附表1b查得,并列入查得,并列入表表11.4。(6) 纵墙承载力验算纵墙承载力验算纵墙承载力验算在纵墙承载力验算在表表11.4进行。验算结果表明,纵墙进行。验算结果表明,纵墙的承载力均满足要求。的承载力均满足要求。 图图11.18例例11.3 图图11.19各层墙体的计算简图及弯矩图各层墙体的计算简图及弯矩图 表表11.4 11.5 砌体结
50、构中的过梁与圈梁砌体结构中的过梁与圈梁过过梁梁是是混混合合结结构构墙墙体体中中门门窗窗洞洞上上承承受受上上部部墙墙体体和和楼楼(屋屋)盖盖传传来来的的荷荷载载的的构构件件,主主要要有有钢钢筋筋混混凝凝土土过过梁梁、钢钢筋筋砖砖过过梁梁、砖砖砌砌平平拱拱过过梁梁、砖砖砌砌弧弧拱拱过过梁梁等等几几种种形形式式(图图11.23)。)。(1) 钢筋混凝土过梁钢筋混凝土过梁如如图图11.23(a)所所示示,同同一一般般预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁。为为满满足足门门、窗窗口口过过梁梁的的构构造造需需要要,可可做做矩矩形形或或带带挑挑口口的的“L”形形截截面面。这这种种过过梁梁具具有有施施工工方方便便、
51、跨跨度度较较大大等等优优点点,因因而而在在实实际砌体结构中已大量采用钢筋混凝土过梁。际砌体结构中已大量采用钢筋混凝土过梁。 11.5.1 过梁过梁11.5.1.1 过梁的种类及构造要求过梁的种类及构造要求(2) 钢筋砖过梁钢筋砖过梁在在这这类类过过梁梁中中,砖砖块块的的砌砌法法同同一一般般砖砖墙墙一一样样,仅仅在在过过梁梁底底部部水水平平灰灰缝缝内内配配置置不不小小于于5120的的纵纵向向受受力力钢钢筋筋,如如图图11.23(b)所所示示。钢钢筋筋伸伸入入支支座座砌砌体体内内的的长长度度不不宜宜小小于于240mm,在在过过梁梁计计算算高高度度内内的的砌砌筑筑砂砂浆浆强强度度不不低低于于M2.5
52、。(3) 砖砌平拱过梁砖砌平拱过梁如如图图11.23(c)所所示示,采采用用竖竖砖砖砌砌筑筑,竖竖砖砖砌砌筑筑部部分分的的高高度不应小于度不应小于240mm。 (4) 砖砌弧拱过梁砖砌弧拱过梁如如图图11.23(d)所所示示,采采用用竖竖砖砖砌砌筑筑,竖竖砖砖砌砌筑筑高高度度不不应应小于小于120mm。图图11.23 过梁的类型过梁的类型 (a) 钢筋混凝土过梁;钢筋混凝土过梁;(b) 钢筋砖过梁;钢筋砖过梁;(c) 砖砌平拱;砖砌平拱;(d) 砖砌弧拱砖砌弧拱 11.5.1.2 过梁上的荷载过梁上的荷载过梁上的荷载一般包括墙体荷载和梁、板荷载。过梁上的荷载一般包括墙体荷载和梁、板荷载。 (1
53、) 墙体荷载墙体荷载对对砖砖砌砌体体,当当过过梁梁上上的的墙墙体体高高度度hwln/3(ln为为过过梁梁的的净净跨跨)时时,应应按按实实际际墙墙体体的的均均布布自自重重采采用用;当当hwln/3时时,应应按按高高度度为为ln/3墙墙体体的的均均布布自自重重采采用用 ( 图图 11.24(a)、(b))。)。图图11.24 墙体荷载墙体荷载11.5.1.2 过梁上的荷载过梁上的荷载(2) 梁、板荷载梁、板荷载对对砖砖砌砌体体,梁梁、板板下下的的墙墙体体高高度度hwln时时,可可按按梁梁、板板传传来来的的荷荷载载全全部部作作用用在在过过梁梁上上。当当梁梁、板板下下的的墙墙体体高高度度hwln时时,
54、可可不不考考虑虑梁梁、板板荷荷载载,认认为为其其全全部部由由墙墙体体内内拱拱作作用用直直接接传传 至至 过过 梁梁 支支 座座 ( 图图11.24(c))。)。图图11.24 梁板荷载梁板荷载11.5.1.3 过梁的计算过梁的计算(1) 砖砌过梁的破坏特征砖砌过梁的破坏特征过梁受荷载后,和受弯构件一样,上部受压、下部受拉。过梁受荷载后,和受弯构件一样,上部受压、下部受拉。随随着着荷荷载载的的增增大大,当当跨跨中中正正截截面面的的拉拉应应力力或或支支座座斜斜截截面面上上的的主主拉拉应应力力超超过过砌砌体体的的抗抗拉拉强强度度时时,跨跨中中受受拉拉区区将将出出现现垂垂直直裂裂缝,支座附近出现缝,支
55、座附近出现45的阶梯形斜裂缝。的阶梯形斜裂缝。对对砖砖砌砌平平拱拱过过梁梁下下部部的的拉拉力力将将由由两两端端支支座座提提供供的的推推力力来来平平衡衡(图图11.25(a));对对钢钢筋筋砖砖过过梁梁下下部部的的拉拉力力将将由由钢钢筋筋承承受受(图图11.25(b))。)。图图11.25 砖砌过梁的破坏形式砖砌过梁的破坏形式 过过梁梁像像一一个个三三铰铰拱拱一一样样地地工工作作,过过梁梁可可能能发发生生三三种种破破坏:坏: 过梁跨中正截面受弯承载力不足而破坏;过梁跨中正截面受弯承载力不足而破坏; 过梁支座附近斜截面受剪承载力不足而破坏;过梁支座附近斜截面受剪承载力不足而破坏; 过过梁梁支支座座
56、处处水水平平灰灰缝缝因因受受剪剪不不足足而而发发生生支支座座滑滑动动破坏。破坏。 (2) 砖砌平拱的计算砖砌平拱的计算跨跨中中正正截截面面受受弯弯承承载载力力按按下下式式验验算算,并并采采用用沿沿齿齿缝缝截截面的弯曲抗拉强度设计值。面的弯曲抗拉强度设计值。MftmW支座截面受剪承载力按下式验算。支座截面受剪承载力按下式验算。砖砌平拱的允许均布荷载设计值可查表砖砌平拱的允许均布荷载设计值可查表11.6。表表11.6 砖砌平拱的允许均布荷载设计值砖砌平拱的允许均布荷载设计值 墙厚墙厚(mm) 240370490混合砂浆强混合砂浆强度等级度等级 M2.5 M5 M7.5M10M2.5 M5 M7.5
57、M10M2.5 M5 M7.5M10p(kN/m) 6.04 8.18 10.31 11.73 9.32 12.61 15.90 18.09 12.34 16.70 21.05 23.96Vfvbz (3) 钢筋砖过梁的计算钢筋砖过梁的计算跨中正截面受弯承载力按下式计算:跨中正截面受弯承载力按下式计算:M0.85h0fyAs (4) 钢筋混凝土过梁的计算钢筋混凝土过梁的计算按按钢钢筋筋混混凝凝土土受受弯弯构构件件计计算算,同同时时需需要要验验算算过过梁梁下下砌砌体局部受压承载力。体局部受压承载力。 【例例11.4】已已知知钢钢筋筋砖砖过过梁梁净净跨跨ln=1.5m,墙墙厚厚为为240mm,双双
58、面面粉粉刷刷,以以墙墙面面计计的的墙墙体体自自重重标标准准值值为为5.24kN/m,墙墙体体采采用用MU10烧烧结结多多孔孔砖砖,M10混混合合砂砂浆浆;在在离离窗窗口口顶顶面面标标高高600mm处处有有楼楼板板传传来来的的均均布布荷荷载载标标准准值值gk1=7.5kN/m,均布活荷载标准值均布活荷载标准值qk=4kN/m。试设计该过梁。试设计该过梁。【解解】1.内力计算内力计算梁梁板板荷荷载载位位于于高高度度hw=600mmln=1500mm处处,故故必必须须考考虑虑。则则作作用用在在过过梁梁上上的的均均布布荷荷载载为为(gk2为为过过梁梁的的自自重)重)p= 17.74kN/mM=4.98
59、kNm V=13.31kN2.受弯承载力计算受弯承载力计算由由于于考考虑虑梁梁板板荷荷载载,故故取取h0=h-as=585mm;采采用用HPB235钢筋,钢筋,fy=210N/mm2;As=47.69mm2选用选用26(As=57mm2),满足要求。,满足要求。3.受剪承载力计算受剪承载力计算查表得查表得fV=0.17N/mm2,z=400mmV=13.31fVbz=16.32kN满足要求。满足要求。 【例例11.5】已已知知钢钢筋筋混混凝凝土土过过梁梁净净跨跨ln=3m,支支承承长长度度0.24m,过过梁梁上上的的墙墙体体高高度度hw=1.5m,墙墙厚厚为为240mm;承承受受楼楼板板传传来
60、来的的均均布布荷荷载载设设计计值值15.5kN/m;墙墙体体采采用用MU10承重多孔砖,承重多孔砖,M5混合砂浆。试设计该过梁。混合砂浆。试设计该过梁。【解解】1.内力计算内力计算根根据据跨跨度度、墙墙厚厚及及荷荷载载情情况况初初步步确确定定过过梁梁截截面面为为bh=240mm240mm。p=23.6kN/m过过梁梁支支座座反反力力接接近近矩矩形形分分布布,取取1.1ln=3.3m,支支座座中中心的跨度心的跨度l03.24m,故取计算跨度,故取计算跨度=3.24m。M=30.97kNmV=35.4kN2.受弯承载力计算受弯承载力计算过过梁梁选选用用C20混混凝凝土土,fc=9.6N/mm2,f
61、t=1.1N/mm2;纵纵向向受受力力钢钢筋筋采采用用HRB335级级钢钢筋筋,fy=300N/mm2;箍箍筋筋采用采用HPB235级钢筋,级钢筋,fy=210N/mm2。as=0.319s=0.812As=628.68mm2选用选用318(As=763mm2),满足要求。),满足要求。3.受剪承载力计算受剪承载力计算0.25fcbh0=118.08kNV=35.4kN受剪截面满足要求。受剪截面满足要求。0.7ftbh0=37.88kNV=35.4kN按构造配置箍筋,选配双肢箍按构造配置箍筋,选配双肢箍6200,满足要求。,满足要求。 4.梁端支承处砌体局部受压承载力验算梁端支承处砌体局部受压
62、承载力验算由表由表13.2查得查得,f=1.5N/mm2,取取a0=a=240mm,=1.0,=1.25,=1.0A=a0b=240240=57600mm2Nl=38.23kNfAl=108kNNl=38.23kN满足要求满足要求(1) 空旷的单层房屋空旷的单层房屋如如车车间间、仓仓库库、食食堂堂等等,应应按按下下列列规规定定设设置置圈圈梁梁: 砖砖砌砌体体房房屋屋,檐檐口口标标高高为为58m时时,应应在在檐檐口口标标高高处设置圈梁一道,檐口标高大于处设置圈梁一道,檐口标高大于8m时,宜适当增设。时,宜适当增设。 砌砌块块及及料料石石砌砌体体房房屋屋,檐檐口口标标高高为为45m时时,应应在在檐
63、檐口口标标高高处处设设置置圈圈梁梁一一道道,檐檐口口标标高高大大于于5m时时,宜宜适适当当增设。增设。 对对有有吊吊车车或或较较大大振振动动设设备备的的单单层层工工业业房房屋屋,除除在在檐檐口口或或窗窗顶顶标标高高处处设设置置现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁外外,尚尚宜宜在在吊吊车梁标高处或其他适当位置增设。车梁标高处或其他适当位置增设。11.5.2 圈梁圈梁11.5.2.1 圈梁的设置圈梁的设置(2) 多层房屋多层房屋应按下列规定设置圈梁:应按下列规定设置圈梁: 多多层层砌砌体体民民用用房房屋屋,如如宿宿舍舍、办办公公楼楼等等,且且层层数数为为34层层时时,应应在在檐檐口口标标高高处处设
64、设置置圈圈梁梁一一道道。当当层层数数超超过过4层层时,应在所有纵横墙上隔层设置。时,应在所有纵横墙上隔层设置。 多多层层砌砌体体工工业业房房屋屋,应应每每层层设设置置现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁。梁。 设设置置墙墙梁梁的的多多层层砌砌体体房房屋屋应应在在托托梁梁、墙墙梁梁顶顶面面和和檐檐口口标标高高处处设设置置现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁,其其他他楼楼盖盖处处应应在在所所有有纵横墙上每层设置。纵横墙上每层设置。 采采用用现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土楼楼(屋屋)盖盖的的多多层层砌砌体体结结构构房房屋屋,当当层层数数超超过过5层层时时,除除在在檐檐口口标标高高处处设设置置圈圈梁梁一一
65、道道外外,可隔层设置圈梁,并与楼(屋)面板一起现浇。可隔层设置圈梁,并与楼(屋)面板一起现浇。(3) 建建筑筑在在软软弱弱地地基基或或不不均均匀匀地地基基上上的的砌砌体体房房屋屋,除除按按本本节节规规定定设设置置圈圈梁梁外外,尚尚应应符符合合国国家家现现行行建建筑筑地地基基基基础础设计规范设计规范的有关规定。的有关规定。 (1) 圈圈梁梁宜宜连连续续地地设设在在同同一一水水平平面面上上,并并形形成成封封闭闭状状。当当圈圈梁梁被被门门窗窗洞洞截截断断时时,应应在在洞洞口口上上部部增增设设相相同同截截面面的的附附加加圈圈梁梁。附附加加圈圈梁梁与与圈圈梁梁的的搭搭接接长长度度不不应应小小于于其垂直间
66、距其垂直间距H的的2倍,且不小于倍,且不小于1m(图(图11.26)。)。15.5.2.2 圈梁的构造要求圈梁的构造要求图图11.26 圈梁被门窗洞口截断时的构造圈梁被门窗洞口截断时的构造 (2) 纵纵横横墙墙交交接接处处的的圈圈梁梁应应有有可可靠靠的的连连接接,其其配配筋筋构造如图构造如图11.27。(3) 刚刚弹弹性性和和弹弹性性方方案案房房屋屋,圈圈梁梁应应与与屋屋架架、大大梁梁等构件可靠连接。等构件可靠连接。 15.5.2.2 圈梁的构造要求圈梁的构造要求图图11.27 房屋转角处及丁字交叉处圈梁的构造房屋转角处及丁字交叉处圈梁的构造 (4) 钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁的的宽宽度度一
67、一般般与与墙墙厚厚相相同同,当当墙墙厚厚240mm时时,其其宽宽度度不不宜宜小小于于2h/3。圈圈梁梁的的高高度度不不应应小小于于120mm。 (5) 采采用用现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土楼楼(屋屋)盖盖的的多多层层砌砌体体结结构构房房屋屋的的未未设设圈圈梁梁的的楼楼层层,其其楼楼面面板板嵌嵌入入墙墙内内的的长长度度不不应应小小于于120mm,并并在在楼楼板板内内沿沿墙墙的的方方向向配配置置不不少少于于210的纵向钢筋。的纵向钢筋。(6) 圈圈梁梁兼兼作作过过梁梁时时,过过梁梁部部分分的的纵纵向向受受力力钢钢筋筋应应按计算配筋。按计算配筋。 11.5.3 砌体结构的构造要求砌体结构的构造要求(
68、1)五五层层及及五五层层以以下下房房屋屋的的墙墙,以以及及受受振振动动或或层层高高大大于于6m的的墙墙、柱柱所所用用材材料料的的最最低低强强度度等等级级,应应符符合合下下列列要求砖要求砖MU10;砌体;砌体MU7.5;石材;石材MU30;砂浆;砂浆M5。(2)地地面面以以下下或或防防潮潮层层以以下下的的砌砌体体,潮潮湿湿房房间间的的墙墙,所用材料的最低强度等级应符合所用材料的最低强度等级应符合表表11.7的要求。的要求。( 3) 承承 重重 的的 独独 立立 砖砖 柱柱 , 截截 面面 尺尺 寸寸 不不 应应 小小 于于240mm370mm。 11.5.3.1 一般构造要求一般构造要求(4)
69、跨跨度度大大于于6m的的屋屋架架和和跨跨度度大大于于下下列列数数值值的的梁梁:对对砖砖砌砌体体为为4.8m,对对砌砌块块和和料料石石砌砌体体为为4.2m,对对毛毛石石砌砌体体为为3.9m,支支承承面面下下应应设设置置混混凝凝土土或或钢钢筋筋混混凝凝土土垫垫块块,墙墙中中设有圈梁时,垫块与圈梁宜浇成整体。设有圈梁时,垫块与圈梁宜浇成整体。(5) 对对240mm的的砖砖砌砌体体墙墙,大大梁梁跨跨度度为为6m,对对180mm的的砖砖砌砌体体墙墙,大大梁梁跨跨度度为为4.8m,其其支支承承处处宜宜加加壁壁柱柱,或采取其他加强措施。或采取其他加强措施。(6) 预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土板板的的支支承承
70、长长度度,在在墙墙上上不不宜宜小小于于100mm,在在钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁上上不不宜宜小小于于80mm;预预制制钢钢筋混凝土梁在墙上的支承长度,不宜小于筋混凝土梁在墙上的支承长度,不宜小于240mm。 (7) 支支承承在在墙墙、柱柱上上的的吊吊车车梁梁、屋屋架架及及跨跨度度l9m(支支承承在在砖砖砌砌体体),或或l7.2m(支支承承在在砌砌块块和和料料石石砌砌体体上上)的的预预制制梁梁的的端端部部,应应采采用用锚锚固固件件与与墙墙、柱柱上上的的垫垫块块锚锚固固(图图11.28)。)。图图11.28 屋架、吊车梁与墙连接屋架、吊车梁与墙连接 (8) 骨骨架架房房屋屋的的填填充充墙墙及及维
71、维护护墙墙,宜宜用用钢钢筋筋与与骨骨架架连连接接。一一般般是是在在钢钢筋筋混混凝凝土土骨骨架架中中预预埋埋拉拉结结筋筋,砌砌砖砖时时嵌嵌入入墙墙体的水平灰缝内(图体的水平灰缝内(图11.29)。)。(9) 山山墙墙处处的的壁壁柱柱宜宜砌砌至至山山墙墙顶顶部部。风风压压较较大大的的地地区区,檩檩条条与与山山墙墙锚锚固固(图图11.30),屋盖不宜挑出山墙。屋盖不宜挑出山墙。 图图11.29 墙与骨架拉结墙与骨架拉结 图图11.30 山墙与檩条连接山墙与檩条连接 (10) 砌砌块块砌砌体体应应分分皮皮错错缝缝搭搭砌砌。上上下下皮皮搭搭砌砌长长度度不不得得小小于于90mm。当当搭搭砌砌长长度度不不满
72、满足足上上述述要要求求时时,应应在在水水平平灰灰缝缝内内设设置置不不少少于于24的的焊焊接接钢钢筋筋网网片片,网网片片每每端端均均应应超超过过该垂直缝,其长度不得小于该垂直缝,其长度不得小于300mm。(11) 砌砌块块墙墙与与后后砌砌隔隔墙墙交交接接处处,应应沿沿墙墙高高每每400mm在水平灰缝内设置不少于在水平灰缝内设置不少于24的焊接钢筋网片(图的焊接钢筋网片(图11.31)。)。图图11.31 砌块墙与后砌隔墙交接处钢筋网片砌块墙与后砌隔墙交接处钢筋网片 (12) 混混凝凝土土砌砌块块房房屋屋,宜宜在在纵纵横横墙墙交交接接处处、距距墙墙中中心心线线每每边边不不小小于于300mm范范围围
73、内内的的孔孔洞洞,采采用用不不低低于于Cb20的混凝土灌实,灌实高度应为墙身全高。的混凝土灌实,灌实高度应为墙身全高。 (13) 混混凝凝土土砌砌块块墙墙体体的的下下列列部部位位,如如未未设设圈圈梁梁或或混凝土垫块,应采用不低于混凝土垫块,应采用不低于Cb20的混凝土将孔洞灌实:的混凝土将孔洞灌实: 搁搁栅栅、檩檩条条和和钢钢筋筋混混凝凝土土楼楼板板的的支支承承面面下下,高高度度不不应小于应小于200mm的砌体;的砌体; 屋屋架架、梁梁等等构构件件的的支支承承面面下下,高高度度不不应应小小于于600mm,长度不应小于长度不应小于600mm的砌体;的砌体; 挑挑梁梁支支承承面面下下,距距墙墙中中
74、心心线线每每边边不不小小于于300mm,高高度度不应小于不应小于600mm的砌体。的砌体。 表表11.7 地面以下或防潮层以下的砌体、地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙所用材料的最低强度等级潮湿房间的墙所用材料的最低强度等级 基土的潮基土的潮湿程度湿程度 烧结普通砖、蒸压灰烧结普通砖、蒸压灰砂砖砂砖 混凝土砌混凝土砌块块石材石材水泥砂浆水泥砂浆严寒地区严寒地区一般地区一般地区稍潮湿的稍潮湿的 MU10MU10MU7.5MU30M5很潮湿的很潮湿的 MU15MU10MU7.5MU30M7.5含水饱和含水饱和的的 MU20MU15MU10MU40M10(1) 根根据据砌砌体体材材料料和和结结
75、构构形形式式、屋屋面面构构造造选选择择适适合合的的温温度区段(度区段(表表11.8)(2) 屋面应设置保温、隔热层;屋面应设置保温、隔热层;(3) 屋屋面面保保温温(隔隔热热)层层或或屋屋面面刚刚性性面面层层及及砂砂浆浆找找平平层层设设置置分分隔隔缝缝,分分隔隔缝缝间间距距不不宜宜大大于于6m,并并与与女女儿儿墙墙隔隔开开,其缝宽不小于其缝宽不小于30mm;(4) 采采用用装装配配式式有有檩檩体体系系钢钢筋筋混混凝凝土土屋屋盖盖和和瓦瓦材材屋屋盖盖; (5) 在在钢钢筋筋混混凝凝土土屋屋面面板板与与墙墙体体圈圈梁梁的的接接触触面面处处设设置置水水平平滑滑动动层层,滑滑动动层层可可采采用用两两层
76、层油油毡毡夹夹滑滑石石粉粉或或橡橡胶胶片片等等;对对于于长长纵纵墙墙,可可只只在在其其两两端端的的23个个开开间间内内设设置置,对对于于横横墙墙可只在其两端各可只在其两端各l/4(l为横墙长度为横墙长度)处设置;处设置; 11.5.3.2 防止温度变化和砌体干缩变形引起防止温度变化和砌体干缩变形引起的砌体房屋顶层墙体开裂的措施的砌体房屋顶层墙体开裂的措施(6) 顶顶层层屋屋面面板板下下设设置置现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁,并并沿沿内内外外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋;墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋;(7) 顶顶层层挑挑梁梁末末端端下下墙墙体体灰灰缝
77、缝内内设设置置3道道焊焊接接钢钢筋筋网网片片,或或26钢钢筋筋,钢钢筋筋网网片片或或钢钢筋筋应应自自挑挑梁梁末末端端伸伸入入两两边边墙墙体体不不小于小于1m(图图11.32)。)。 图图11.32 挑梁末端下墙体内设置挑梁末端下墙体内设置3道焊接钢筋网片道焊接钢筋网片 (8)顶顶层层墙墙体体有有门门窗窗等等洞洞口口时时,在在过过梁梁上上的的水水平平灰灰缝缝内内设设置置23道道焊焊接接钢钢筋筋网网片片或或26钢钢筋筋,并并伸伸入入过过梁梁两两端端墙墙内内不不小于小于600mm;(9) 顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M5;(10)女女儿儿墙墙应应设设置置构构造造柱柱,
78、构构造造柱柱间间距距不不宜宜大大于于4m,构构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起;造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起;(11) 房屋顶层端部墙内适当增设构造柱。房屋顶层端部墙内适当增设构造柱。表表11.8 砌体房屋伸缩缝的最大间距(砌体房屋伸缩缝的最大间距(m) 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整体式或装配整体式钢筋混凝土结构式钢筋混凝土结构 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装配式无檩体系钢装配式无檩体系钢筋混凝土结构筋混凝土结构 有保温层或隔热层的屋盖、楼盖有保
79、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装配式有檩体系钢装配式有檩体系钢筋混凝土结构筋混凝土结构 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、轻钢屋盖瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖 100(1) 增大基础圈梁的刚度。增大基础圈梁的刚度。(2) 在在底底层层的的窗窗台台下下墙墙体体灰灰缝缝内内设设置置3道道焊焊接接钢钢筋筋网网片片或或26钢筋,并伸入两边窗间墙内不小于钢筋,并伸入两边窗间墙内不小于600mm。(3) 在在墙墙体体转转角角和和纵纵横横墙墙交交接接处处沿沿竖竖向向
80、设设置置拉拉结结钢钢筋筋或或钢筋网片。钢筋网片。(4) 对对灰灰砂砂砖砖、粉粉煤煤灰灰砖砖砌砌体体房房屋屋尚尚宜宜在在下下列列部部位位加加强强: 在在各各层层门门、窗窗过过梁梁上上方方的的水水平平灰灰缝缝内内及及窗窗台台下下第第一一和和第第二二道道水水平平灰灰缝缝内内设设置置焊焊接接钢钢筋筋网网片片或或26钢钢筋筋,其其伸伸入入两边窗间墙内不小于两边窗间墙内不小于600mm。 实实体体墙墙的的长长度度大大于于5m,在在每每层层墙墙中中设设置置23道道焊焊接接钢钢筋筋网网片片或或36的的通通长长水水平平钢钢筋筋,其其竖竖向向间间距距为为500mm。11.5.3.3 防止或减轻房屋其他有关部位墙体
81、防止或减轻房屋其他有关部位墙体开裂的措施开裂的措施(5) 对混凝土砌块砌体房屋尚宜在下列部位加强:对混凝土砌块砌体房屋尚宜在下列部位加强: 在在门门窗窗洞洞口口两两侧侧设设置置不不小小于于112钢钢筋筋,钢钢筋筋应应与与楼楼层层圈圈梁梁或基础锚固,并采用不低于或基础锚固,并采用不低于Cb20灌孔混凝土灌实。灌孔混凝土灌实。 顶顶层层和和底底层层设设置置通通长长钢钢筋筋混混凝凝土土窗窗台台梁梁,窗窗台台梁梁的的高高度度宜宜为为块块高高的的模模数数,纵纵筋筋不不少少于于410,箍箍筋筋6200,Cb20混混凝凝土土。 对对实实体体墙墙的的长长度度大大于于5m的的砌砌块块,沿沿墙墙高高400mm配配置置不不小小于于24通通长长焊焊接接钢钢筋筋网网片片,网网片片横横向向钢钢筋筋的的间间距距为为200mm,直直径径同主筋。同主筋。 窗窗洞洞口口两两边边墙墙体体的的水水平平灰灰缝缝中中,设设置置长长度度不不小小于于900mm,竖竖向间距为向间距为400mm的的24焊接钢筋网片。焊接钢筋网片。(6) 灰灰砂砂砖砖、粉粉煤煤灰灰砖砖砌砌体体宜宜采采用用粘粘结结性性好好的的砂砂浆浆,混混凝土应采用专用砂浆,其强度等级不宜低于凝土应采用专用砂浆,其强度等级不宜低于Mb10。