[教学]砌构混杂结构房屋墙柱设计

1、第五章 混合结构房屋墙柱设计第5章混合结构墙柱设计1.混合结构房屋的结构布置2.房屋静力计算方案3.墙、柱设计计算4.混合结构房屋的构造措施5.1 概述第5章混合结构墙柱设计水平承重构件竖向承重构件屋盖楼盖钢筋混凝土、木材墙、柱、基础砌体材料砌体结构（混合结构）楼（屋）盖的作用：1.承受竖向荷载2. 与墙体形成空间结构，共同承受水平荷载墙体的作用：1.承受楼（屋）盖传来的竖向荷载2. 承受各种水平荷载5.2 混合结构房屋的结构布置第5章混合结构墙柱设计墙体的分类：按作用分：按作用分：承重墙承受自重及竖向荷载承重墙承受自重及竖向荷载自承重墙承受自重自承重墙承受自重隔墙为建筑平面分割而每层单独设置

2、的墙体隔墙为建筑平面分割而每层单独设置的墙体按位置分：按位置分：纵墙沿房屋纵向（长方向）布置的墙体纵墙沿房屋纵向（长方向）布置的墙体横墙沿房屋横向（短方向）布置的墙体横墙沿房屋横向（短方向）布置的墙体第5章混合结构墙柱设计一、横墙承重方案 传力途径：楼（屋）面板横墙基础地基 将楼板沿纵向仅放置于横墙上，纵墙为自承重墙体5.2 混合结构房屋的结构布置5.2 混合结构房屋的结构布置第5章混合结构墙柱设计二、纵墙承重方案 传力途径：楼（屋）面板（梁） 纵墙基础地基 将楼板沿横向仅放置于纵墙上，或将楼板支承于横向布置的钢筋混凝土梁上，而梁支承于纵墙上。5.2 混合结构房屋的结构布置第5章混合结构墙柱设

3、计三、纵横墙承重方案 传力途径：楼（屋）面板横墙或纵墙基础地基 楼板既可以放置于横墙上，也可以放置于纵墙上5.2 混合结构房屋的结构布置第5章混合结构墙柱设计四、内框架承重方案 利用钢筋混凝土柱代替内承重墙外纵墙外纵墙外纵墙基础外纵墙基础楼楼(屋屋)面板面板梁梁柱柱 柱基础柱基础地基地基5.2 混合结构房屋的结构布置第5章混合结构墙柱设计五、底部框架承重方案 传力途径：梁板荷载在上部通过内外墙体向下传递，在结构转换层部位，通过钢筋混凝土梁传给柱，再传给基础 。将底层用钢筋混凝土梁、柱同时取代内外承重墙体5.3 混合结构的静力计算第5章混合结构墙柱设计问题的提出：5.3 混合结构的静力计算第5章

4、混合结构墙柱设计单个构件的承载力计算整个房屋的分析计算？整个房屋的分析计算？结构计算的步骤：结构布置结构布置确定计算单元确定计算单元简化计算简图简化计算简图内力分析内力分析承载力计算承载力计算构造要求构造要求需要解决的问题：不同类型的砌体房屋中计算单元的选取和计算简图的确定5.3 混合结构的静力计算第5章混合结构墙柱设计5.3.1 结构静力计算方案5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计表中的刚性方案、弹性方案以及刚弹性方案表示什么意思？5.3.1 结构静力计算方案风荷载纵墙纵墙基础地基风荷载风荷载纵墙纵墙纵墙基础纵墙基础屋盖结构屋盖结构山墙山墙山墙基础山墙基础地基地基两端无山墙（

5、平面受力体系）两端有山墙（空间受力体系）us=u1+u2up 1.房屋的空间工作性能5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计 由于横墙的存在，改变了水平荷载的传递路线，使房屋有了空间作用，而且，横墙的距离越近，或屋盖的水平刚度越大，房屋的空间作用越大，则水平侧移us越小。 结论5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计2.房屋静力计算方案(1)弹性方案 当房屋的刚性横墙间距很大时，或屋面当房屋的刚性横墙间距很大时，或屋面的水平刚度很小时，的水平刚度很小时，其屋盖位移与其屋盖位移与无山墙时的位移接近，即无山墙时的位移接近，即usup，此时此时房屋中各计算单元的计算简图可简化

6、房屋中各计算单元的计算简图可简化为为平面排架。平面排架。 弹性方案 楼楼( (屋屋) )盖（排架梁）盖（排架梁）墙、柱（排架柱）墙、柱（排架柱） 铰支座5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计刚性方案 楼楼( (屋屋) )盖盖墙、柱墙、柱不动铰支座(2)刚性方案 当房屋的刚性横墙间距很小时，或屋当房屋的刚性横墙间距很小时，或屋面的水平刚度很大时，面的水平刚度很大时，房屋的空间作用房屋的空间作用很强，可以认为屋盖受水平荷载后没有很强，可以认为屋盖受水平荷载后没有水平位移，即水平位移，即us0，此时屋面结构可以此时屋面结构可以看作是外纵墙的不动铰支座。看作是外纵墙的不动铰支座。 5.3

7、 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计(3)刚弹性方案 当房屋的刚性横墙间距较大时，或屋当房屋的刚性横墙间距较大时，或屋面的水平刚度很大时，面的水平刚度很大时，屋盖的水平位屋盖的水平位移移0usup, , 此时可按屋面与外纵墙铰此时可按屋面与外纵墙铰接并考虑空间工作性能的排架计算。接并考虑空间工作性能的排架计算。 刚弹性方案 楼楼( (屋屋) )盖盖墙、柱墙、柱弹性支座5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计(4)各方案的分类标准 屋盖类型刚性方案刚弹性方案弹性方案整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或楼盖 s32 s72 s72装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻

8、钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或楼盖 s20 s48 s48瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖 s16 s36 s365.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计(5).刚性方案和刚弹性方案的横墙1)横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%；2)横墙厚度不宜小于180mm；3)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h/2（h为横墙总高度）；4)当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙刚度进行验算，如其最大水平位移umaxh/4000( h为横墙总高度)时，仍可视为刚性或刚弹性方案房屋的横墙。符合此刚度要求的一段横墙或其他结构构件（如框架等），也可视为刚

9、性或刚弹性方案房屋的横墙。5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计5.3.2 刚性方案多层房屋的静力计算1）计算单元 1.纵墙内力计算 有门窗洞口有门窗洞口门窗中心线间墙宽度门窗中心线间墙宽度无门窗洞口无门窗洞口左右开间各一半左右开间各一半或相邻壁柱间距离或相邻壁柱间距离5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计5.3.2 刚性方案多层房屋的静力计算2）荷载计算 恒载活载竖向荷载水平荷载风载5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计按荷载类别 按荷载来源 本层楼(屋)盖传来nl上部墙体传来 nu(1)上部各层的荷载（包括墙体重、屋面及楼板重等）沿上一层墙的截面形

10、心传至下层；5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计(3)当梁支承于墙上时，梁端支承压力n1到墙内边距离，对屋盖梁应取梁端有效支承长度a0的0.33倍；对楼盖梁应取梁端有效支承长度a0的0.4倍。 (2)在计算某层墙体弯矩时，要考虑本层梁、板支承压力对本层墙体产生的弯矩，当本层墙与上一层墙形心不重合时，尚应考虑上部传来的竖向荷载对本层墙体产生的弯矩；3）竖向荷载作用下的计算图形墙、柱在每层层高范围内被简化为两端铰支的竖向偏心受压构件 在竖向荷载作用下，多层房屋的墙体如同一竖向连续梁，屋盖、楼盖及基础顶面均作为连续梁的支点。 5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计4）竖

11、向荷载作用下的最不利位置及内力计算i-i截面（楼盖大梁底面处）-截面 （窗口上边缘处）截面（窗口下边缘处）-截面（下层楼盖大梁底面处）ni=nl +numi= nl e1 + nu e2n=ni+nh3 m=mi (h1+h2)/h n=n+nh2 m=mi h1/h n= n+nh1 m= 0 5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计5）水平荷载作用下的内力计算m=hi2/12风荷载引起的弯矩按下式计算：hi 第i层墙体的高度，即第i层层高。计算单元上沿每米墙高分布的风荷载设计值，kn/m；墙体计算简图可简化为一竖向多跨连续梁。5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计

12、洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3；可不考虑风荷载的情况屋面自重不小于0.8kn/m2；层高和总高不超过下表规定： 基本风压值( kn/m( kn/m2 2) ) 层高（m) 总高（m) 0.4 4.0 28 0.5 4.0 24 0.6 4.0 18 0.7 3.5 185.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计2.横墙内力计算横墙两侧楼盖传来的荷载相同横墙两侧楼盖传来的荷载相同轴心受压轴心受压验算横墙的底部截面验算横墙的底部截面验算验算横墙两侧楼盖传来的荷载不同横墙两侧楼盖传来的荷载不同偏心受压偏心受压横墙的底部截面横墙的底部截面 横墙的上部截面横墙的上部截面承重横墙内力计

13、算的计算简图、内力分析、承载力计算等均与承重纵墙相同，但应注意以下几点不同之处：1.计算单元：由于横墙多数情况承受均布荷载，此时取1m宽墙段作为计算单元；2.山墙高度：对于坡屋顶建筑的山墙高度取层高加山墙尖的平均高度；3.中间横墙荷载计算：5.3 混合结构的静力计算方案第5章混合结构墙柱设计第5章混合结构墙柱设计 5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计 本节内容： 墙、柱的高厚比验算 圈梁与过梁 防止砌体开裂的的措施 一般构造措施5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求5.4.1.墙柱的高厚比验算(1)允许高厚比1)砂浆强度等级 2)横墙间距 3)砌体截面形式 4)构件重要

14、性和房屋使用情况 5)支承条件 表表6.4第5章混合结构墙柱设计构造要求： (2)一般墙、柱的高厚比验算=h0/h12 1 1 自承重墙允许高厚比的修正系数自承重墙允许高厚比的修正系数h=240mm 1=1.2 h=90mm 1=1.5 90mmh0.25时，取时，取bc/l=0.25，当，当bc/l0.05，时取，时取bc/l0 例6.1某三层办公楼平面布置如下图，采用装配式钢筋混凝土楼盖，纵横向承重墙均为190mm，采用mu7.5混凝土小型空心砌块，双面粉刷，二三层用m5砂浆，层高均为3.6m，窗宽均为1800mm，门宽均为1000mm。试验算二层各墙的高厚比。 5.4 多层砌体结构房屋的

15、基本构造要求第5章混合结构墙柱设计5.4.2.圈梁的设置与构造3 分类 屋盖圈梁 = 檐口圈梁（屋面梁及板下）楼盖圈梁 = 腰箍（楼面梁及板下）基础圈梁 = 地圈梁（0.000以下基础顶面处）2 作用：增强房屋的整体性和空间刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。 1 定义：砌体结构房屋中，在墙体内沿水平方向设置封闭的钢筋混凝土梁。5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计4 构造要求 5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计(1)同一水平面，封闭 (2）纵横墙交接处应可靠连接 (3）宽度宜与墙同宽，高度不小于120 (4）圈梁代

16、过梁时，过梁部分要计算(5)设置原则（非抗震）5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计(1)单层空旷房屋，高度小于8m，檐口设一道，否则两道有吊车时，檐口一道，吊车梁处设一道(2）多层厂房每层均设(3）多层民用建筑，层数小于4层时檐口设一道，否则隔层设一道（所有纵横墙） (5)设置原则(抗震)5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计（一）定义：混合结构房屋中门窗洞口上部所设置的梁。 承受门窗洞口顶面以上砌体自重以及上层楼面梁板传来的均布荷载或集中荷载。 5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计5.4.3、过梁（二）作用:5.4 多层砌

17、体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计（三）分类砖砌过梁钢筋砖过梁钢筋混凝土过梁砖砌平拱砖砌弧拱根据所用材料的不同按其构造不同过梁5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计（四）计算1、过梁受力特征 5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计（四）计算2、钢筋混凝土过梁计算=？过梁上的荷载包括过梁上部墙体的自重和梁板的荷载5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计（1）、过梁上部墙体自重计算5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计（2）、过梁上部梁板荷载计算5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱

18、设计（3）、过梁承载力计算按钢筋混凝土简支梁计算其承载力（一）温度变化引起的墙体开裂5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计5.4.4 防止和减轻墙体开裂的措施 （1）开裂原因屋面和墙体存在温差混凝土和砌体线膨胀系数不同(2)开裂表现 平屋顶下外墙的水平裂缝和包角裂缝5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计(2)开裂表现 5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计顶层墙体的八字形裂缝(2)开裂表现 5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计房屋错层处局部垂直裂缝5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设

19、计5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计(3)防止干缩和温度变化引起墙体开裂的措施 设温度缝5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计顶层设圈梁屋盖设保温层和隔热层屋面面层设分隔缝顶层和女儿墙砂浆强度不低于m5顶层和女儿墙设构造柱(二)地基不均匀沉降引起的裂缝（1）开裂部位5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计地基条件差的部位房屋相邻部分高度、荷载或基础形式有较大差异处施工时间不同(2)防止地基不均匀沉降引起墙体开裂的措施 设沉降缝设地圈梁（3）开裂表现5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计房屋中间部分沉降过大，呈现正八字形裂缝房屋一端或两端沉降过大，呈现倒八字形裂缝(3)防止地基不均匀沉降引起墙体开裂的措施 设沉降缝5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求第5章混合结构墙柱设计设地圈梁屋盖设保温层和隔热层屋面面层设分隔缝顶层和女儿墙砂浆强度不低于m5顶层和女儿墙设构造柱3.砌体房屋结构的其他基本构造要求(1)砌体材料的要求 砂浆m5砖mu10砌块mu7.5石材mu30五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级应符合下列要求：(2)墙、柱最小尺寸的要求 承重独立砖柱的截