砌体6王秀芬学生课件

1、6 砌体结构房屋静力计算砌体结构房屋静力计算q 墙体的布置必须根据建筑设计方案选择合理的承重结构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。体系，承担作用在房屋上的各种荷载。q 承重墙体的布置不仅影响房屋平面的划分和空间的大小，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。还影响到荷载的传递路径及房屋的空间刚度。q 多层砖房墙体所承受的荷载分为竖向荷载和水平荷载。多层砖房墙体所承受的荷载分为竖向荷载和水平荷载。v竖向荷载：建筑物的自重和使用阶段所承受的楼屋面竖向荷载：建筑物的自重和使用阶段所承受的楼屋面活荷载。活

2、荷载。v水平荷载：风荷载，地震作用、地下室墙体上的侧向水平荷载：风荷载，地震作用、地下室墙体上的侧向土压力和水压力土压力和水压力6.1 结构体系结构体系q按荷载的传递路径，砌体结构体系分为三种按荷载的传递路径，砌体结构体系分为三种结构布置。结构布置。q纵墙承重体系纵墙承重体系v使用上要求有较大空间的房屋，如教室、实验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。室、阅览室、会议室等。v将大梁或大跨度屋面板支撑在内外纵墙上；将大梁或大跨度屋面板支撑在内外纵墙上；v楼、屋盖的自重及活荷载通过梁或直接传给纵楼、屋盖的自重及活荷载通过梁或直接传给纵墙；墙；v再由纵墙将这些荷载连同自重传

3、给基础和地基。再由纵墙将这些荷载连同自重传给基础和地基。6.1 结构体系结构体系q横墙承重体系横墙承重体系v使用上要求房间的开间不大，而且各层横墙的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。位置比较固定，如住宅、宿舍、旅馆等。v按照房屋的开间布置横墙。按照房屋的开间布置横墙。v楼、屋盖支承在横墙上，其荷载直接传给横墙，楼、屋盖支承在横墙上，其荷载直接传给横墙，v再由横墙将这些荷载连同自重传给基础和地基。再由横墙将这些荷载连同自重传给基础和地基。6.1 结构体系结构体系q纵横墙混合承重体系纵横墙混合承重体系v由于建筑功能的需要以及结构受力的合理性要由于建筑功能的

4、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。即纵横墙求，较多采用纵横墙混合承重体系。即纵横墙均为承重墙，均为承重墙，v楼、屋盖多为现浇钢筋混凝土梁板结构。楼、屋盖多为现浇钢筋混凝土梁板结构。v楼、屋盖布置灵活，空间刚度大。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静力计算方案q砌体结构房屋中，各种主要承重构件如屋盖、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，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荷载。房屋中

5、是否设置横墙(山墙山墙)以及横墙以及横墙(山山墙墙)的间距，屋盖、楼盖的水平刚度，都对房屋的间距，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的空间刚度及结构内力产生影响q根据横墙根据横墙(山墙山墙)的间距，屋盖、楼盖的水平刚度的间距，屋盖、楼盖的水平刚度的大小，静力计算时可划分为的大小，静力计算时可划分为v弹性方案；弹性方案；v刚性方案；刚性方案；v刚弹性方案。刚弹性方案。静力计算方案的划分静力计算方案的划分q静力计算方案的划分静力计算方案的划分vs为横墙为横墙(山墙山墙)的间距的间距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 弹性方案弹性方案整体式、装

6、配整体式和装配式整体式、装配整体式和装配式无檁体系钢筋砼楼盖或屋盖无檁体系钢筋砼楼盖或屋盖s3232 s 72s72装配式有檁体系钢筋砼楼盖或装配式有檁体系钢筋砼楼盖或屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木楼盖或木屋盖的木楼盖或木屋盖s2020 s 48s48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s1616 s 36s366.2.1 弹性方案弹性方案q房屋的空间刚度很差，在水平荷载或不对称竖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，房屋的最大位移向荷载作用下，房屋的最大位移umax已经接近平已经接近平面排架或框架的水平位移面排架或框架的水平位移up。

7、q静力计算静力计算v单层房屋单层房屋 可按屋架或大梁与墙（柱）铰接、不考虑空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。间工作的平面排架或框架进行分析。v多层房屋多层房屋 当房屋的横墙间距较大，屋盖和楼盖平面内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，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。其墙、柱内力可按多层平面框排架来计算。6.2.2 刚性方案刚性方案q房屋的空间刚度很大。在水平荷载或不对称竖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，房屋的最大侧移向荷载作用下，房屋的最大侧移umax

8、很小，可以很小，可以忽略房屋水平位移的影响，称为刚性房屋。忽略房屋水平位移的影响，称为刚性房屋。q不是平面受力体系，属于空间受力体系。不是平面受力体系，属于空间受力体系。q静力计算静力计算v单层房屋：单层房屋： 墙、柱可视为上端将屋盖、楼盖看成是不动铰支座，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。下端嵌固于基础的竖向构件。v多层房屋多层房屋竖向荷载下：墙、柱在每层高度范围内，可近似竖向荷载下：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水平荷载下：墙、柱可视为竖向连续梁6.2.3 刚弹性方案刚弹性方

9、案q房屋的空间刚度在刚性方案与弹性方案房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，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。这类房屋称为刚弹性方案房屋。q静力计算静力计算v可按屋架或大梁与墙（柱）铰接、并考虑空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。间工作的平面排架或框架进行分析。v其计算方法是将楼盖或屋盖视为平面排架或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框架的弹性水平支承，将其水平荷载作用下的反力进行

10、折减，然后按平面排架或框架进的反力进行折减，然后按平面排架或框架进行计算。行计算。6.2.4 对横墙的要求对横墙的要求q刚性及刚弹性方案房屋的横墙应符合要求刚性及刚弹性方案房屋的横墙应符合要求v横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平截面面积的应超过横墙水平截面面积的50%；v横墙的厚度不宜小于横墙的厚度不宜小于180mm；v单层房屋的横墙长度不宜小于其高度；单层房屋的横墙长度不宜小于其高度；v多层房屋的横墙长度不宜小于其总高度的多层房屋的横墙长度不宜小于其总高度的1/2v不同时满足上述要求时，应验算横墙刚度：不同时满足上述要求时，应验算横墙刚

11、度： 若若 umax H/4000仍可视作刚性及刚弹性方案房屋的横墙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、柱的高厚比验算 q墙体（柱）是受压构件。墙体（柱）是受压构件。q高厚比验算是保证墙体稳定和房屋空间刚度的重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。塌等失稳现象。q墙、柱高厚比系指墙、柱的计算高度墙、柱高厚比系指墙、柱的计算高度H0与墙厚或与墙厚或柱截面边长柱截面边长h比值。比值。v墙

12、、柱的高厚比越大则构件越细长，其稳定性就越差。墙、柱的高厚比越大则构件越细长，其稳定性就越差。q高厚比验算高厚比验算v允许高厚比的限值；允许高厚比的限值；v墙、柱实际高厚比的确定。墙、柱实际高厚比的确定。6.3 墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算 q允许高厚比的限值允许高厚比的限值v综合考虑了以往的实践经验和现阶段的材料质量及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施工水平的基础上确定q影响墙、柱高厚比的因素影响墙、柱高厚比的因素v砂浆的强度等级砂浆的强度等级v横墙的间距横墙的间距v砌体的类型砌体的类型v截面形式截面形式v支撑条件支撑条件v承重情况承重情况q这些因素在

13、计算中通过修正允许高厚比的限值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。或修正计算高度来体现。6.3.1 墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算h 墙厚或矩形柱与墙厚或矩形柱与H0相对应的边长；相对应的边长；H0 墙、柱的计算高度；墙、柱的计算高度；q 1. 当与墙连接的相邻两横墙间的距离当与墙连接的相邻两横墙间的距离s12h时，墙时，墙的高度可不受上式限制；的高度可不受上式限制；q 2. 变截面柱的高厚比可按上、下截面分别验算，其计算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、柱高度可按规范规定采用；验算上柱的高厚比时，墙、柱

14、的允许高厚比可按表内的数值乘以的允许高厚比可按表内的数值乘以1.3后采用。后采用。 210hH6.3.1 墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算墙、柱的允许高厚比；墙、柱的允许高厚比；砂浆强度等级墙柱M2.52215M5.0 2416M7.5 2617 210hH6.3.1 墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算 1自承重墙并允许高厚比的修正系数；自承重墙并允许高厚比的修正系数；v当当h=240mm时，时，1=1.2；v当当h=90mm时，时， 1=1.5；v当当240mmh90mm时，时， 1可按插入法取值。可按插入法取值。v上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高上端为自由端墙的允许高厚比

15、，除按上述规定提高外，尚可提高外，尚可提高30%；v对厚度小于对厚度小于90 mm墙，当双面用不低于墙，当双面用不低于M10的水泥砂的水泥砂浆抹灰，包括抹面的厚度不小于浆抹灰，包括抹面的厚度不小于90 mm时，可按墙厚时，可按墙厚等于等于90 mm墙验算高厚比。墙验算高厚比。 210hH6.3.1 墙、柱的高厚比验算墙、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有门窗洞口的墙，允许高厚比的修正系数vbs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；vs 相邻窗间墙或壁柱之间的距离。相邻窗间墙或壁柱之间的距离。 210hHsbs4 . 0126.3.2 带壁柱或构造柱墙的

16、高厚比验算带壁柱或构造柱墙的高厚比验算q对于带壁柱墙，既要保证墙和柱作为一个对于带壁柱墙，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整体的稳定性，又要保证壁柱之间墙体本身的稳定性。身的稳定性。q因此，需分两步验算高厚比。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带壁柱或构造柱墙的高厚比验算q1带壁柱整片墙的高厚比验算带壁柱整片墙的高厚比验算 210ThHq hT带壁柱墙的折算厚度，带壁柱墙的折算厚度，hT=3.5i；q i 带壁柱墙截面的回转半径；带壁柱墙截面的回转半径；q I,A 分别为带壁柱墙截面的惯性矩和面积；分别为带壁柱墙截面的惯性矩和面积；q

17、确定带壁柱墙计算高度确定带壁柱墙计算高度H0时，时，s应取相邻横墙间的距离应取相邻横墙间的距离 q 在确定带壁柱墙截面回转半径时，墙截面的翼缘宽度在确定带壁柱墙截面回转半径时，墙截面的翼缘宽度bf：v多层：有门窗洞口时，取窗间墙宽度；无门窗洞口时，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每侧翼墙的宽度可取壁柱高度的1/3，v单层：可取壁柱宽加单层：可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻横墙间的距离。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带壁柱或构造柱墙的高厚比验算q2带构造柱整片墙的高厚比验算带构造柱整

18、片墙的高厚比验算 chH210q h带构造柱墙的厚度；带构造柱墙的厚度；q 确定带壁柱墙计算高度确定带壁柱墙计算高度H0时，时，s应取相邻横墙间的距离应取相邻横墙间的距离 q c 考虑构造柱影响时墙的允许高厚比的提高系数：考虑构造柱影响时墙的允许高厚比的提高系数：q 由于在施工过程中先砌墙后浇注构造柱，因此应采取措施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。保证带构造柱墙在施工阶段的稳定性。q 施工阶段验算时，按无构造柱情况考虑施工阶段验算时，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带壁柱或构造柱墙的高厚比验算q2带构造柱整片墙的高厚

19、比验算带构造柱整片墙的高厚比验算 chH210q c 考虑构造柱影响时墙的允许高厚比的提高系数：考虑构造柱影响时墙的允许高厚比的提高系数：lbcc1系数；系数；bc构造柱沿墙长方向的宽度；构造柱沿墙长方向的宽度；l 构造柱的间距。构造柱的间距。当当bc / l0.25时取时取bc / l=0.25，当，当bc / l0.05时取时取bc / l=0 构造柱的间距过大时，对构造柱的间距过大时，对提高墙体稳定性和刚度作提高墙体稳定性和刚度作用已很小，构造柱的间距用已很小，构造柱的间距较小时，也不应过高估计较小时，也不应过高估计构造柱的作用构造柱的作用 6.3.2 带壁柱或构造柱墙的高厚比验算带壁柱

20、或构造柱墙的高厚比验算q3壁柱或构造柱间墙的高厚比验算壁柱或构造柱间墙的高厚比验算 210hHqs应取相邻壁柱或构造柱间的距离。应取相邻壁柱或构造柱间的距离。q设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当圈梁宽度当圈梁宽度b和壁柱间的距离和壁柱间的距离s的比值的比值 b/s1/30时，时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点。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，以满则（墙体平面外刚度相等）增加圈梁高度，以满足壁柱间墙或

21、构造柱间墙不动铰支点的要求。足壁柱间墙或构造柱间墙不动铰支点的要求。6.4 墙体内力计算墙体内力计算q单层房屋单层房屋v根据静力计算方案确定计算方法根据静力计算方案确定计算方法q多层房屋多层房屋v横墙数量多、间距小，它与楼盖、屋盖、纵横墙数量多、间距小，它与楼盖、屋盖、纵墙等构件组成空间受力体系。墙等构件组成空间受力体系。v房屋的空间刚度较大，一般属于刚性方案。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单层房屋墙体内力计算q1 刚性方案刚性方案v单层刚性方案房屋的纵墙的水平变位很小，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。静力分析时可认为

22、水平变位为零。v计算假定计算假定纵墙（柱）下端嵌固于基础，上端与屋面大梁或纵墙（柱）下端嵌固于基础，上端与屋面大梁或屋架铰接屋架铰接屋面结构可作为纵墙（柱）上端的不动铰支座。屋面结构可作为纵墙（柱）上端的不动铰支座。v计算简图计算简图v上端铰支、下端固定的竖向构件上端铰支、下端固定的竖向构件6.4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q1 刚性方案刚性方案q竖向荷载下墙体内力计算竖向荷载下墙体内力计算v屋面荷载屋面荷载荷载作用于墙体顶部，荷载作用于墙体顶部，N0和和M1v墙体自重墙体自重等截面：作用于墙体轴线上，等截面：作用于墙体轴线上，G；变截面：作用于墙体轴线上，变截面：作用于墙体

23、轴线上，G和和M；6.4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q1 刚性方案刚性方案q水平风荷载下墙体内力计算水平风荷载下墙体内力计算v屋面风荷载屋面风荷载简化为集中力，作用于墙体顶部，简化为集中力，作用于墙体顶部，Wv墙面风荷载墙面风荷载按均布荷载；按均布荷载；两种风向；两种风向；6.4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q2 弹性方案弹性方案v可按有侧移的平面排架进行分析，不考虑空可按有侧移的平面排架进行分析，不考虑空间工作。间工作。v计算假定计算假定屋架或屋面梁与墙（柱）顶铰接，屋架或屋面梁与墙（柱）顶铰接，纵墙（柱）下端嵌固于基础，纵墙（柱）下端嵌固于基础，屋架或屋面

24、梁刚度无限大，无轴向变形。屋架或屋面梁刚度无限大，无轴向变形。v计算简图计算简图铰接平面排架铰接平面排架6.4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q2 弹性方案弹性方案q竖向荷载下墙体内力计算竖向荷载下墙体内力计算v屋面荷载屋面荷载荷载作用于墙体顶部，荷载作用于墙体顶部，N0和和M1v墙体自重墙体自重等截面：作用于墙体轴线上，等截面：作用于墙体轴线上，G；变截面：作用于墙体轴线上，变截面：作用于墙体轴线上，G和和M；v单层等高时，其墙、柱刚度相等，若荷载对单层等高时，其墙、柱刚度相等，若荷载对称，则内力也对称，故排架无侧移，同刚性称，则内力也对称，故排架无侧移，同刚性方案。方案。6.

25、4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q2 弹性方案弹性方案q水平风荷载下墙体内力计算水平风荷载下墙体内力计算v按有侧移的平面排架进行分析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计算不动铰支座处的反力R，相应内力图；，相应内力图；将不动铰支座处的反力将不动铰支座处的反力R反向作用于排架上端，反向作用于排架上端，计算相应内力图；计算相应内力图；叠加。叠加。v不能按单个竖向构件分析不能按单个竖向构件分析6.4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q3 刚弹性方案刚弹性方案v单层刚弹性方案房

26、屋的纵墙的水平变位比弹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。性方案为小，但不能忽略。考虑空间工作。v计算假定计算假定屋架或屋面梁与墙（柱）顶铰接，屋架或屋面梁与墙（柱）顶铰接，纵墙（柱）下端嵌固于基础，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。屋架或屋面梁刚度无限大，无轴向变形。v计算简图计算简图带弹性支座的铰接平面排架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单层房屋墙体内力计算q3 刚弹性方案刚弹性方案q竖向荷载下墙体内力计算竖向荷载下墙体内力计算同弹性方案同弹性方案q水平风荷载下墙体内力计算水平风荷载下墙体内力计算v

27、按有侧移的平面排架进行分析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计算不动铰支座处的反力R，相应内力图；，相应内力图；将不动铰支座处的反力将不动铰支座处的反力R乘以空间性能影响系数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；反向作用于排架上端，计算相应内力图；叠加。叠加。v不能按单个竖向构件分析不能按单个竖向构件分析6.4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q4 纵墙承载力验算纵墙承载力验算q单层刚性方案房屋单层刚性方案房屋v按构造或保温按构造或保温v条件条件每个开间均设有横墙

28、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，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。进深及高度均不大。6.4.1 单层房屋墙体内力计算单层房屋墙体内力计算q4 纵墙承载力验算纵墙承载力验算q单层刚弹性方案及弹性方案房屋单层刚弹性方案及弹性方案房屋v计算单元计算单元取一个开间取一个开间开敞式：独立砖柱开敞式：独立砖柱封闭式：封闭式：T型截面，规范型截面，规范4.2.8条。条。v计算截面：计算截面：柱底截面柱底截面变截面处变截面处6.4.2 多层房屋墙体内力计算多层房屋墙体内力计算q计算方案计算方案v横墙多、间距小，空间受力，空间刚度大。横墙多、间距小，空间受力，空间刚度大。v刚性方案刚性方案q计算假定计算假定v竖向荷载下：墙、柱在每层高度范围内，可竖向荷载下：墙、柱在每层高度范围内，可近似看作两端铰支的竖向构件近似看作两端铰支的竖