【文章內(nèi)容簡介】 墻體的用料較多。 （ 3）外縱墻不承重 , 便于設(shè)置較大的門窗。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 橫墻承重方案砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 (longitudinal wall bearing system) 縱墻承重體系是由縱墻直接承受屋（樓）面荷載的結(jié)構(gòu)承重體系。 其傳力過程：荷載 → 板 → 梁（屋架） → 縱墻 → 地基。 縱墻承重體系的特點是 : （１）橫墻較少 , 建筑平面布置較靈活 , 但縱墻承受的荷載較大 , 往往要設(shè)扶壁柱 , 且門窗尺寸和布置受到一定的限制。 （２）房屋的橫向剛度較橫墻承重體系差。 （３）樓蓋跨度較大、用料較多 , 但墻體用料較少 , 且房屋的有效空間也較少。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 圖72 縱墻承重體系第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 (longitudinal transverse wall hybrid bearing system) 縱橫墻承重體系是由縱墻和橫墻混合承受屋（樓）面荷載的結(jié)構(gòu)體系。 這種體系兼有前述兩種承重體系的特點 , 能適應(yīng)房屋平面布置的多種變化 , 更為滿足建筑功能要求。如點式住宅樓通常采用這種承重體系。 (inner frame bearing system) 它是由房屋內(nèi)部的鋼筋混凝土框架和外部磚墻、磚柱構(gòu)成的承重體系。 其特點是 : （１）房屋開間大 , 平面布置較為靈活 , 但橫墻較少 , 房屋空間剛度較差。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 （２）與全框架房屋相比 , 可利用外墻承重 , 節(jié)約鋼材和水泥。 （３）房屋由兩種性能不同的材料組成 , 在荷載作用下將產(chǎn)生不的壓縮變形 , 從而引起較大的附加內(nèi)力。 注：從結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計時應(yīng)選用橫墻承重體系和縱橫墻混合承重體系 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 縱橫墻混合承重體系圖74 內(nèi)框架承重體系第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 第二節(jié) 房屋的靜力計算方案 （ static analysis scheme of building） 在房屋的內(nèi)力計算時 , 根據(jù)房屋的空間剛度大小分為剛性方案 、 剛彈性方案和彈性方案三種靜力計算方案 ， 各方案的內(nèi)力計算方法不同。 (rigid analysis scheme) ： 房屋的空間剛度比較大，在水平荷在作用下，房屋的位移比較小，在內(nèi)力計算時，可將墻體視為一豎向的梁，樓蓋和屋蓋為該梁的不動鉸支座。 (elastic analysis scheme) ： 房屋的空間剛度比較小，在荷載作用下位移比較大，內(nèi)力計算時，按屋架與墻柱鉸接的排架或框架計算內(nèi)力。 (rigidelastic analysis scheme) ： 房屋的空間剛度介于上述兩者之間，在荷載作用下，房屋的位移不能忽略不計，在內(nèi)力計算時按排架或框架計算，但要增加彈性支座。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 設(shè) ?p—— 沒有橫墻時房屋在水平荷載作用下的位移； ?s—— 該房屋在水平荷載作用下的真正位移。 ps??? ?令： 表 32 房屋的靜力計算方案屋蓋或樓蓋類別 剛性方案 剛彈性方案 彈性方案1 整體式、裝配整體或裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋 s32 32 ≤ s ≤ 72 s722 裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋 s20 20 ≤ s ≤ 48 s483 冷攤瓦木屋蓋和石棉水泥輕鋼屋蓋 s16 16 ≤ s ≤ 36 s36砌體結(jié)構(gòu) ?—— 考慮空間工作后的側(cè)移折減系數(shù)，也稱為空間性能影響系數(shù)，可查表。 理論分析 ,? ＜ ~ ,為剛性方案 ,? ＞ ~為彈性方案， ≤ ? ≤ 為剛彈性方案。 房屋的空間剛度主要與橫墻間距及樓（屋） 的形式有關(guān) ， 還可以根據(jù)房屋橫墻的間距及樓蓋和屋蓋的形式判斷房屋的靜力計算方案 ， 如表 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 作為判斷方案的橫墻應(yīng)滿足如下條件 ： 1 墻厚不宜小于 180mm。 2 有洞口時，洞口水平截面積，不超過總截面積的 50%。 3 單層房屋橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋橫墻長度不宜小于其總高度的 1/2。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 應(yīng)該注意 : ① 當(dāng)橫墻不能同時符合上述要求時 , 應(yīng)對橫墻的剛度進(jìn)行驗算 ,如其最大水平位移值 ?max≤H/4000 （Ｈ為橫墻總高度）時，仍可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。 ②凡符合第①條剛度要求的一段橫墻或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如框架等） , 也可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。 裝配式有檁體系樓蓋砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 第三節(jié) 墻、柱高厚比驗算及構(gòu)造要求 墻體除了要滿足強(qiáng)度要求外， 還要滿足穩(wěn)定性要求，即要滿足高厚比的要求。 一、矩形截面墻、柱高厚比驗算 矩形截面墻、柱高厚比應(yīng)按下式驗算： ? ????? 210 ?? hH砌體結(jié)構(gòu) 式中 :H0—— 墻柱的計算高度，可查規(guī)范 ，或按下表取值； h—— 墻厚或與矩形柱較小邊長； ?1—— 墻厚小于等于 240mm的非承重墻允許高厚比修正系數(shù) 。 當(dāng) h=240mm時， ?1?； 當(dāng) h=90mm時， ?1?。中間數(shù)值按內(nèi)插取值。 ? ? ?—— 墻柱的允許高厚比可查下表。 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 。 表 墻柱的允許高厚比砂漿強(qiáng)度等級 墻 柱M 2 . 5 22 15M 5 . 0 24 16≥ M 7 . 5 26 17 表 31 受壓構(gòu)件的計算高度 房 屋 類 別 柱 帶壁柱 墻 或 周 邊拉 結(jié)的墻排架方向 垂直排架方向 S ＞ 2H 2H ≥ S ＞ H S ≤ H有吊車的 變截面 彈性方案 柱上段 剛性、剛彈性方案 單層房屋 變截面 柱下段 無吊車的 單跨 彈性方案 剛彈性方案 單層和 兩跨或兩 彈性方案 跨以上 剛彈性方案 多層房屋 剛性方案 ＋ 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 注：表中Ｓ為相鄰橫墻間的距離；Ｈ為構(gòu)件的實際高度；為變截面柱的上段高度；為變截面柱的下段高度。 表中受壓構(gòu)件的高度按下列規(guī)定取值： (1) 在房屋的底層，為樓板頂面到構(gòu)件下端的支點的距離。下端支點的位置，可取在基礎(chǔ)頂面。當(dāng)基礎(chǔ)埋深比較深且有剛性地坪時，可取室外地面下 500mm處； (2） 在房屋其他層次，為樓板或其他水平支點間的距離； (3)對于無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的 1/2；對于帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 山墻第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 ?2—— 有門窗洞口墻允許高厚比修正系數(shù)；按下式計算： ? ????? 210 ?? hHSb s / ???砌體結(jié)構(gòu) bs—— 在寬度為 S范圍內(nèi)的門窗洞口寬度； S—— 相鄰窗間墻或壁柱之間的距離（或驗算墻片的總長度）。 當(dāng)洞口高度小于等于墻高的1/5時，取 ?2 =，當(dāng)算得的小于 ，取 。 圖7 7 門 窗洞口寬度示意圖第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 二、帶壁柱墻的高厚比驗算 帶壁柱墻除了要驗算整片墻的高厚比外，還要驗算壁柱間墻的高厚比。 由于帶壁柱墻的計算截面為Ｔ形截面，故其高厚比驗算公式為： ? ????? 210 ??ThHihT ?AIi ?砌體結(jié)構(gòu) I,A—— 分別為帶壁柱墻截面的慣性矩和面積。 確定帶壁柱墻的計算高度時，墻長 S取相鄰橫墻的距離 式中 :hT—— 帶壁柱墻截面的折算厚度 。 i—— 帶壁柱墻截面的回轉(zhuǎn)半徑 。 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 計算截面回轉(zhuǎn)半徑 i時，帶壁柱墻截面的翼緣寬度（包括承載力驗算中確定截面面積 A時），應(yīng)按下列規(guī)定取用： 對于多層房屋，當(dāng)有門窗洞口時，取窗間墻寬度；當(dāng)無門窗洞口時，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的 1/3，但不大于取相鄰壁柱間的距離； 對于單層房屋，壁柱翼緣寬度可取 bf =b+2H/3 （ b為壁柱寬度， H為墻高），但不大于相鄰窗間墻的寬度或相鄰壁柱間的距離。 Hbb f 32??砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 驗算壁柱間墻的高厚比時，按矩形截面墻驗算。 ? ????? 210 ?? hH砌體結(jié)構(gòu) 計算 H0時，墻長 S取壁柱間的距離。而且，不倫帶壁柱墻體的房屋靜力計算屬何種計算方案， H0的值一律按表 31中剛性方案一欄選用。 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 三 .設(shè)置構(gòu)造柱墻的高厚比驗算 當(dāng)構(gòu)造柱截面寬度不小于墻厚時，可按下式驗算： ? ?????? chH 210 ??lbcc ?? ?? 1砌體結(jié)構(gòu) 式中： h為墻體厚，在確定墻體高度時， S取橫墻之間的距離； ?c—— 墻體允許高厚比修整系數(shù) 。 式中 :?—— 系數(shù)，對于細(xì)料石、半細(xì)料石砌體 ? =0；對于混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛石砌體 ,?=；其他砌體 ?=。 bc—— 構(gòu)造柱沿墻長方向的寬度； l—— 構(gòu)造柱的間距。 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 當(dāng) bc/l＞ ，取 bc/l=，當(dāng) bc/l＜ ，取 bc/l=0。 注：考慮構(gòu)造柱有利作用的高厚比驗算不適用于施工階段。 同壁柱間墻的高厚比驗算，在確定墻體計算高度時，取構(gòu)造柱之間的距離。 設(shè)置鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻或帶構(gòu)造柱墻，當(dāng) b/s≥1/30 時，圈梁可視為壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻的不動鉸支座（ b為圈梁的寬度）。如不允許增加圈梁的寬度，可按墻體平面外等剛度的原則增加圈梁的高度，以滿足壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻不動鉸支座的要求。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 第四節(jié) 剛性方案房屋的墻、柱計算 一、剛性方案房屋承重縱墻計算 (1)計算單元： 計算時取一段計算 (取一個開間），計算這一段的內(nèi)力，然后驗算其強(qiáng)度，如果該段滿足，則認(rèn)為整個墻體滿足，這一段墻則為計算單元。 砌體結(jié)構(gòu) 第三章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計 （ 2）計算簡圖： 在荷載作用下，墻、柱可視為上端不動鉸支承于屋蓋，下端嵌固于基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件，則得到計算簡圖。 所受荷載包括屋面荷載、風(fēng)荷載和墻體自重。 砌體結(jié)構(gòu) 計算簡圖 作用荷載 (3)荷載作用下內(nèi)力計算： 屋面荷載：包括恒載和活荷載。設(shè)傳給縱墻的荷載為 Nl，其偏心距為 e，則在墻體內(nèi)所產(chǎn)生的內(nèi)力為： 風(fēng)荷載：同工業(yè)廠房一樣，風(fēng)載可看做由兩部分組成，一部分是屋面上的風(fēng)荷載簡化為集中荷載，另一部分為墻面上的風(fēng)載簡化為均布荷載，集中荷載在墻體內(nèi)不產(chǎn)生內(nèi)力，均布荷載產(chǎn)生的內(nèi)力可按下式計算： llA eNMM ??2AB MM ??HMRRBA 23????83qHRA ?qHRB 85?281 qHM B ?砌體結(jié)構(gòu) 墻體自重：按實際情況考慮。 (3)控制截面及內(nèi)力組合 控制截面即最危險的截面： 控制截面有三個即頂部（ Ⅰ —Ⅰ ），在風(fēng)荷載作用下彎矩最大的截面（ Ⅱ — Ⅱ ），下端（ Ⅲ — Ⅲ ）。 內(nèi)力組合按下列三種方式進(jìn)行： 恒載 +風(fēng)荷載 恒載 +活荷載 恒載 +（風(fēng)荷載 +活載） (4)計算單元截面寬度 開有洞口則取窗間墻的截面積。 無洞口時，取計算單元的寬度，當(dāng)設(shè)計壁柱時，對于單層房屋，壁柱翼緣寬度可取bf=b+2h/3（ b為壁柱寬度， H為墻高），但不大于相鄰窗間墻的寬度或相鄰壁柱間的距離。 砌體結(jié)構(gòu) (1)計算單元 ：同單層房屋。般取一個開間為計算單元。 (2)確定計算簡圖 ： 在豎向荷載作用下，假定墻體為以樓蓋作為水平不動鉸支座的豎向連續(xù)構(gòu)件，如圖所示。原因是樓板深入到墻體內(nèi)，使墻體受到削弱，不能承擔(dān)彎矩，所以簡化為鉸，下端軸向力較大，彎矩小，也可簡化為鉸。 砌體結(jié)構(gòu) 圖7 18 多層剛性方案房屋水平荷載作用