砌体6王秀芬--学生.ppt

6 砌体结构房屋静力计算,墙体的布置必须根据建筑设计方案选择合理的承重结构体系，承担作用在房屋上的各种荷载。 承重墙体的布置不仅影响房屋平面的划分和空间的大小，还影响到荷载的传递路径及房屋的空间刚度。 多层砖房墙体所承受的荷载分为竖向荷载和水平荷载。 竖向荷载：建筑物的自重和使用阶段所承受的楼屋面活荷载。 水平荷载：风荷载，地震作用、地下室墙体上的侧向土压力和水压力,6.1 结构体系,按荷载的传递路径，砌体结构体系分为三种结构布置。 纵墙承重体系 使用上要求有较大空间的房屋，如教室、实验室、阅览室、会议室等。 将大梁或大跨度屋面板支撑在内外纵墙上； 楼、屋盖的自重及活荷载通过梁或直接传给纵墙； 再由纵墙将这些荷载连同自重传给基础和地基。,6.1 结构体系,横墙承重体系 使用上要求房间的开间不大，而且各层横墙的位置比较固定，如住宅、宿舍、旅馆等。 按照房屋的开间布置横墙。 楼、屋盖支承在横墙上，其荷载直接传给横墙， 再由横墙将这些荷载连同自重传给基础和地基。,6.1 结构体系,纵横墙混合承重体系 由于建筑功能的需要以及结构受力的合理性要求，较多采用纵横墙混合承重体系。即纵横墙均为承重墙， 楼、屋盖多为现浇钢筋混凝土梁板结构。 楼、屋盖布置灵活，空间刚度大。,6.2 砌体结构房屋静力计算方案,砌体结构房屋中，各种主要承重构件如屋盖、楼盖、墙、柱及基础等是一个空间受力体系，共同承受作用在房屋上的各种垂直荷载和水平荷载。房屋中是否设置横墙(山墙)以及横墙(山墙)的间距，屋盖、楼盖的水平刚度，都对房屋的空间刚度及结构内力产生影响 根据横墙(山墙)的间距，屋盖、楼盖的水平刚度的大小，静力计算时可划分为 弹性方案； 刚性方案； 刚弹性方案。,静力计算方案的划分,静力计算方案的划分 s为横墙(山墙)的间距,6.2.1 弹性方案,房屋的空间刚度很差，在水平荷载或不对称竖向荷载作用下，房屋的最大位移umax已经接近平面排架或框架的水平位移up。 静力计算 单层房屋 可按屋架或大梁与墙（柱）铰接、不考虑空间工作的平面排架或框架进行分析。 多层房屋 当房屋的横墙间距较大，屋盖和楼盖平面内的刚度较小时，其受力状态与单层相类似，其墙、柱内力可按多层平面框排架来计算。,6.2.2 刚性方案,房屋的空间刚度很大。在水平荷载或不对称竖向荷载作用下，房屋的最大侧移umax很小，可以忽略房屋水平位移的影响，称为刚性房屋。 不是平面受力体系，属于空间受力体系。 静力计算 单层房屋： 墙、柱可视为上端将屋盖、楼盖看成是不动铰支座，下端嵌固于基础的竖向构件。 多层房屋 竖向荷载下：墙、柱在每层高度范围内，可近似看作两端铰支的竖向构件 水平荷载下：墙、柱可视为竖向连续梁,6.2.3 刚弹性方案,房屋的空间刚度在刚性方案与弹性方案房屋之间，在荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性方案要小，但又不可忽略不计，这类房屋称为刚弹性方案房屋。 静力计算 可按屋架或大梁与墙（柱）铰接、并考虑空间工作的平面排架或框架进行分析。 其计算方法是将楼盖或屋盖视为平面排架或框架的弹性水平支承，将其水平荷载作用下的反力进行折减，然后按平面排架或框架进行计算。,6.2.4 对横墙的要求,刚性及刚弹性方案房屋的横墙应符合要求 横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平截面面积的50%； 横墙的厚度不宜小于180mm； 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其总高度的1/2 不同时满足上述要求时，应验算横墙刚度： 若 umax H/4000 仍可视作刚性及刚弹性方案房屋的横墙,6.3 墙、柱的高厚比验算,墙体（柱）是受压构件。 高厚比验算是保证墙体稳定和房屋空间刚度的重要构造措施，以避免墙、柱在施工和使用阶段因偶然的撞击或振动等因素出现歪斜、鼓肚以至倒塌等失稳现象。 墙、柱高厚比系指墙、柱的计算高度H0与墙厚或柱截面边长h比值。 墙、柱的高厚比越大则构件越细长，其稳定性就越差。 高厚比验算 允许高厚比的限值； 墙、柱实际高厚比的确定。,6.3 墙、柱的高厚比验算,允许高厚比的限值 综合考虑了以往的实践经验和现阶段的材料质量及施工水平的基础上确定 影响墙、柱高厚比的因素 砂浆的强度等级 横墙的间距 砌体的类型 截面形式 支撑条件 承重情况 这些因素在计算中通过修正允许高厚比的限值或修正计算高度来体现。,6.3.1 墙、柱的高厚比验算,h 墙厚或矩形柱与H0相对应的边长； H0 墙、柱的计算高度； 1. 当与墙连接的相邻两横墙间的距离s12h时，墙的高度可不受上式限制； 2. 变截面柱的高厚比可按上、下截面分别验算，其计算高度可按规范规定采用；验算上柱的高厚比时，墙、柱的允许高厚比可按表内的数值乘以1.3后采用。,6.3.1 墙、柱的高厚比验算,墙、柱的允许高厚比； 1. 毛石墙柱的允许高厚比应降低20%； 2. 组合砌体的允许高厚比，可提高20%，但不得大于28； 3. 验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时，允许高厚比对墙取14，对柱取11。,6.3.1 墙、柱的高厚比验算,1自承重墙并允许高厚比的修正系数； 当h=240mm时，1=1.2； 当h=90mm时， 1=1.5； 当240mmh90mm时， 1可按插入法取值。 上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，尚可提高30%； 对厚度小于90 mm墙，当双面用不低于M10的水泥砂浆抹灰，包括抹面的厚度不小于90 mm时，可按墙厚等于90 mm墙验算高厚比。,6.3.1 墙、柱的高厚比验算,2有门窗洞口的墙，允许高厚比的修正系数 bs在宽度s范围内的门窗洞口宽度； s 相邻窗间墙或壁柱之间的距离。 当按上式算得的2值小于0.7时，应取2=0.7； 当洞口高度等于或小于墙高的1/5时，取2=1.0。,6.3.2 带壁柱或构造柱墙的高厚比验算,对于带壁柱墙，既要保证墙和柱作为一个整体的稳定性，又要保证壁柱之间墙体本身的稳定性。 因此，需分两步验算高厚比。,6.3.2 带壁柱或构造柱墙的高厚比验算,1带壁柱整片墙的高厚比验算,hT带壁柱墙的折算厚度，hT=3.5i； i 带壁柱墙截面的回转半径； I,A 分别为带壁柱墙截面的惯性矩和面积； 确定带壁柱墙计算高度H0时，s应取相邻横墙间的距离 在确定带壁柱墙截面回转半径时，墙截面的翼缘宽度bf： 多层：有门窗洞口时，取窗间墙宽度；无门窗洞口时，每侧翼墙的宽度可取壁柱高度的1/3， 单层：可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻横墙间的距离。,6.3.2 带壁柱或构造柱墙的高厚比验算,2带构造柱整片墙的高厚比验算,h带构造柱墙的厚度； 确定带壁柱墙计算高度H0时，s应取相邻横墙间的距离 c 考虑构造柱影响时墙的允许高厚比的提高系数：,由于在施工过程中先砌墙后浇注构造柱，因此应采取措施保证带构造柱墙在施工阶段的稳定性。 施工阶段验算时，按无构造柱情况考虑,6.3.2 带壁柱或构造柱墙的高厚比验算,2带构造柱整片墙的高厚比验算,c 考虑构造柱影响时墙的允许高厚比的提高系数：,系数； bc构造柱沿墙长方向的宽度； l 构造柱的间距。 当bc / l0.25时取bc / l=0.25，当bc / l0.05时取bc / l=0,构造柱的间距过大时，对提高墙体稳定性和刚度作用已很小，构造柱的间距较小时，也不应过高估计构造柱的作用,6.3.2 带壁柱或构造柱墙的高厚比验算,3壁柱或构造柱间墙的高厚比验算,s应取相邻壁柱或构造柱间的距离。 设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当圈梁宽度b和壁柱间的距离s的比值 b/s1/30时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点。如具体条件不允许增加圈梁宽度，可按等刚度原则（墙体平面外刚度相等）增加圈梁高度，以满足壁柱间墙或构造柱间墙不动铰支点的要求。,6.4 墙体内力计算,单层房屋 根据静力计算方案确定计算方法 多层房屋 横墙数量多、间距小，它与楼盖、屋盖、纵墙等构件组成空间受力体系。 房屋的空间刚度较大，一般属于刚性方案。,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,1 刚性方案 单层刚性方案房屋的纵墙的水平变位很小，静力分析时可认为水平变位为零。 计算假定 纵墙（柱）下端嵌固于基础，上端与屋面大梁或屋架铰接 屋面结构可作为纵墙（柱）上端的不动铰支座。 计算简图 上端铰支、下端固定的竖向构件,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,1 刚性方案 竖向荷载下墙体内力计算 屋面荷载 荷载作用于墙体顶部，N0和M1 墙体自重 等截面：作用于墙体轴线上，G； 变截面：作用于墙体轴线上，G和M；,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,1 刚性方案 水平风荷载下墙体内力计算 屋面风荷载 简化为集中力，作用于墙体顶部，W 墙面风荷载 按均布荷载； 两种风向；,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,2 弹性方案 可按有侧移的平面排架进行分析，不考虑空间工作。 计算假定 屋架或屋面梁与墙（柱）顶铰接， 纵墙（柱）下端嵌固于基础， 屋架或屋面梁刚度无限大，无轴向变形。 计算简图 铰接平面排架,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,2 弹性方案 竖向荷载下墙体内力计算 屋面荷载 荷载作用于墙体顶部，N0和M1 墙体自重 等截面：作用于墙体轴线上，G； 变截面：作用于墙体轴线上，G和M； 单层等高时，其墙、柱刚度相等，若荷载对称，则内力也对称，故排架无侧移，同刚性方案。,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,2 弹性方案 水平风荷载下墙体内力计算 按有侧移的平面排架进行分析 在排架上端加不动铰支座，按无侧移的平面排架计算不动铰支座处的反力R，相应内力图； 将不动铰支座处的反力R反向作用于排架上端，计算相应内力图； 叠加。 不能按单个竖向构件分析,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,3 刚弹性方案 单层刚弹性方案房屋的纵墙的水平变位比弹性方案为小，但不能忽略。考虑空间工作。 计算假定 屋架或屋面梁与墙（柱）顶铰接， 纵墙（柱）下端嵌固于基础， 屋架或屋面梁刚度无限大，无轴向变形。 计算简图 带弹性支座的铰接平面排架,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,3 刚弹性方案 竖向荷载下墙体内力计算同弹性方案 水平风荷载下墙体内力计算 按有侧移的平面排架进行分析 在排架上端加不动铰支座，按无侧移的平面排架计算不动铰支座处的反力R，相应内力图； 将不动铰支座处的反力R乘以空间性能影响系数i，反向作用于排架上端，计算相应内力图； 叠加。 不能按单个竖向构件分析,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,4 纵墙承载力验算 单层刚性方案房屋 按构造或保温 条件 每个开间均设有横墙 不一定每个开间均设有横墙，但横墙间距较小，进深及高度均不大。,6.4.1 单层房屋墙体内力计算,4 纵墙承载力验算 单层刚弹性方案及弹性方案房屋 计算单元 取一个开间 开敞式：独立砖柱 封闭式：T型截面，规范4.2.8条。 计算截面： 柱底截面 变截面处,6.4.2 多层房屋墙体内力计算,计算方案 横墙多、间距小，空间受力，空间刚度大。 刚性方案 计算假定 竖向荷载下：墙、柱在每层高度范围内，可近似看作两端铰支的竖向构件 水平荷载下：墙、柱可视为竖向连续梁,6.4.2 多层房屋墙体内力计算,承重纵墙 计算单元 开间一致：取一个开间的窗间墙或门间墙。 开间不一致：取荷载较大、墙截面较小的一个开间。 计算简图 竖向连续、楼盖处铰接，基础固结。,6.4.2 多层房屋墙体内力计算,承重纵墙 荷载 上层墙体：轴力作用于墙中心 本层梁：梁端支承压力Nl轴力间的窗间墙或门间墙， Nl偏心 矩形截面e=h/2-0.4a0；T形截面e=y0-0.4a0 。 内力计算 偏心弯矩仅作用于本层节点，不向下传递。 墙体对梁端约束的修正 规范第4.2.5条第4款,6.4.2 多层房屋墙体内力计算,承