第5章混合结构房屋墙、柱设计ppt课件

1、1.了解房屋空间任务性能的概念及影响要素； 2.了解房屋静力计算方案的种类及确定方法。3、掌握单、多层刚性方案房屋计算方法4、掌握墙柱高厚比验算第五章 混合构造房屋墙、柱设计 教学目的：.房屋静力计算方案的种类及确定方法、单层、多层刚性方案房屋计算方法墙柱高厚比验算。重 点难 点房屋空间任务性能的概念及影响要素。.第5章 混合构造房屋墙体设计 本章重点：房屋的静力计算方案、墙柱高厚比验算、多层房屋墙体计算 5.1 概述 砌体构造房屋的组成： 房屋中墙、柱等竖向承重构件用块体和砂浆砌筑而成的砌体资料，屋盖、楼盖等程度承重构件用钢筋混凝土、轻钢或其他资料建造的房屋称为砌体构造，也可称为混合构造。

2、.5-2、 混合构造房屋的构造布置1、纵墙承重方案 板梁或屋架纵墙根底地基 2、横墙承重方案 楼屋面板横墙根底地基 3、纵横墙承重方案 楼屋面板梁纵墙横墙根底地基纵墙承重方案纵横墙承重方案横墙承重方案.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置5. 2.1 墙体承重体系 1. 横墙承重体系 当房屋开间不大(普通为34.5m)，横墙间距较小，将楼(或屋面)板直接搁置在横墙上的构造布置称为横墙承重方案：房间的楼板支承在横墙上，纵墙仅接受本身自重。 横墙承重方案的荷载主要传送道路为：楼屋面板横墙根底地基。 纵墙门窗开洞受限较少、横向刚度大、抗震性能好。适用于多层宿舍等居住建筑以及由

3、小开间组成的办公楼。.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置5-1.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置 2. 纵墙承重体系 对于要求有较大空间的房屋(如厂房、仓库)或隔墙位置能够变化的房屋，通常无内横墙或横墙间距很大，因此由纵墙直接接受楼面、屋面荷载的构造布置方案即为纵墙承重方案：其屋盖为预制屋面大梁或屋架和屋面板。 这类房屋的屋面荷载(竖向)传送道路为：板梁(或屋架)纵墙根底地基。 纵墙门窗开洞受限、整体性差。 适用于单层厂房、仓库、食堂。.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合

4、构造房屋的构造布置 3. 纵、横墙承重体系 当建筑物的功能要求房间的大小变化较多时，为了构造布置的合理性，通常采用纵横墙布置方案，纵横墙承重方案，既可保证有灵敏布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性，所以适用于教学楼、办公楼、多层住宅等建筑。 此类房屋的荷载传送道路为：楼(屋)面板 根底地基。.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置.4、内框架纵墙承重方案外纵墙外纵墙根底楼(屋)面板梁柱 柱根底地基5、底部框架承重方案 梁板荷载在上部经过内外墙体向下传送，在构造转换层部位，经过钢筋混凝土梁传给柱，再传给根底 。.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布

5、置 4. 内框架承重体系 对于工业厂房的车间、仓库和商店等需求较大空间的建筑，可采用外墙与内柱同时承重的内框架承重方案，该构造布置为楼板铺设在梁上，梁两端支承在外纵墙上，中间支承在柱上 。 此类房屋的竖向荷载的传送道路为：楼(屋)面板梁 地基。 平面布置灵敏、抗震性能差。应充分留意两种不同构造资料所引起的不利影响。.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置 5. 底部框架承重体系 对于底层为商场、展览厅、食堂等需设置大空间，而上部各层为住宅、宿舍、办公室的建筑，可采用底部框架承重方案。该构造底部以柱替代内外墙，墙

6、和柱都为主要承重构件，上刚下柔，刚度在底层和第二层间发生突变。 此类房屋的竖向荷载的传送道路为： 上部几层梁板荷载内外墙体构造转化层钢筋混凝土梁柱根底地基。 底层平面布置灵敏、但刚度突变对抗震性不利，需思索上、下层抗侧移刚度比。 .第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.1 混合构造房屋的构造布置 2. 墙体布置普通原那么 1尽能够采用横墙承重体系，尽量减少横墙间的间隔，以添加房屋的整体刚度。 2承重墙布置力求简单、规那么，纵墙亦拉通，防止断开和转机，每隔一定间隔设一道横墙，将内外纵墙拉结在一同，构成空间受力体系，添加房屋的空间刚度和加强

7、调整地基不均匀沉降的才干。 3承重墙所接受的荷载力求明确，荷载传送的途径应简捷、直接。开洞时应使各层洞口上下对齐。 4结合楼盖、屋盖的布置，使墙体防止接受偏心距过大的荷载或过大的弯矩。.第5章 混合构造房屋墙体设计 5.3 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案5.3 混合构造房屋空间刚度分类5.3.1 房屋的受力分析与空间刚度 砌体构造房屋由屋盖、楼盖、墙、柱、根底等主要承重构件组成空间受力体系，共同承当作用在房屋上的各种竖向荷载(构造的自重、楼面和屋面的活荷载)、程度风荷载和地震作用。砌体构造房屋中仅墙、柱为砌体资料，因此墙、柱设计计算为本节的主要内容。墙体计算主要包括内力计算和截面承载力计算

8、。 计算墙体内力首先要确定其计算简图。计算简图既要尽量符合构造实践受力情况，又要使计算尽能够简单，现以受风作用的单层房屋为例分析其受力特点。.第5章 混合构造房屋墙体设计 风荷载纵墙纵墙根底地基。 计算单元单跨平面排架 第一种情况： 图5-7是一单层房屋，外纵墙承重，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖，两端没有设置山墙。 房屋的程度风荷载传送道路： 5.3 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.第5章 混合构造房屋墙体设计第二种情况： 如图5-8所示两端有山墙的单层房屋，因山墙的约束，其传力途径发生了变化。整个房屋墙顶的程度位移不再一样。距山墙间隔愈远的墙顶程度位移愈大，距山墙间隔愈近的墙顶程度位移愈小

9、。 房屋的程度风荷载传送道路：风荷载纵墙 地基。 5.3 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.第5章 混合构造房屋墙体设计图5-8 两端有山墙的单层房屋 5.3 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.第5章 混合构造房屋墙体设计墙顶程度最大侧移可表示为 ：式中 山墙顶面程度位移 ，取决于山墙的 刚度，山墙刚度大， 小： 屋盖平面内产生的弯曲变形，取决 于屋盖刚度及横(山)墙间距，屋盖 刚度愈大，横(山)墙间距愈小， 愈小。 思索空间任务时，外荷载作用下房 屋排架程度位移的最大值； 在外荷载作用下，平面排架的程度 位移； 6.2 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.第5章 混合构造房屋墙体设计 房

10、屋空间作用的大小可以用空间性能影响系数 表示。普统统过实测确定。 值愈大，表示整体房屋的程度侧移与平面排架的侧移愈接近，即房屋空间作用愈小。反之愈小，房屋的程度侧移愈小，房屋的空间作用愈大。因此， 又称为思索空间任务后的侧移折减系数，可以用弹性地基上的剪切深梁模型来计算。 横墙间距s是影响房屋刚度或侧移大小的重要要素。不同横墙间距的房屋各层的空间性能影响系数可按表5-3查用(屋盖类别见表5-1)。 5.3 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.第5章 混合构造房屋墙体设计 6.2 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.第5章 混合构造房屋墙体设计 6.2 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.第5章

11、 混合构造房屋墙体设计 6.2 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案5.3.2 房屋的静力计算方案 思索屋盖刚度和横墙间距两个主要要素的影响，按房屋空间刚度(作用)大小，将混合构造房屋静力计算方案分为三种(见表5-1)： 1. 刚性方案 房屋的空间刚度大。在荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移很小，可视墙、柱顶端程度位移等于零。这类房屋称为刚性方案房屋，其静力计算简图将承重墙视为一根竖向构件，屋盖或桂盖作为墙体的不动铰支座。 0.77时可按弹性方案计算。 3. 刚弹性方案 房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在荷载作用下，纵墙顶端程度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。静力

12、计算时，可根据房屋空间刚度的大小，将其程度荷载作用下的反力进展折减，然后按平面排架或框架进展计算，即计算简图相当于在屋(楼)盖处加一弹性支座。 .第5章 混合构造房屋墙体设计 6.2 混合构造房屋空间刚度和静力计算方案.3、刚性方案和刚弹性方案的横墙1、2、3、4、横墙中开有洞口时，洞口的程度截面面积不应超越横墙截面面积的50%；横墙厚度不宜小于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H/2H为横墙总高度；当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙刚度进展验算，如其最大程度位移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

13、度要求的一段横墙或其他构造构件如框架等，也可视为刚性或刚弹性方案房屋的横墙。.第5章 混合构造房屋的墙、柱设计程度承重构件竖向承重构件屋盖楼盖钢筋混凝土、木材墙、柱、根底砌体资料砌体构造混合构造1、构造构造布置承重墙体的布置确定墙体承重体系2、确定房屋静力计算方案确定墙、柱的计算模型3、强度计算内力分析截面设计构造处置4、变形侧移和稳定计算5、施工图截面尺寸资料选择承载力计算墙、柱设计步骤5-4 砌体房屋墙体、柱设计计算.5-4、 多层刚性方案房屋墙、柱承载力的计算一、计算单元 二、荷载计算 有门窗洞口如纵墙：左右开间各一半无门窗洞口如受均布荷载的横墙和山墙：取1m长的墙体竖向荷载程度荷载恒载

14、活载风载.三、计算简图1、在竖向荷载作用下，多层房屋的墙体好像一竖向延续梁，屋盖、楼盖及根底顶面均作为延续梁的支点。 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 4) 当梁支承于墙上时，梁端支承压力N1到墙内边间隔，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。 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心传至下层；2) 在计算某层墙体弯矩时，要思索本层梁、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，尚应思索上部传来的竖向荷载对本层墙体产生的弯矩；3) 每层墙体的弯矩图按三角形变化，上端弯矩最大

15、，下端为零：计算原那么：.M=qHi2/12风荷载引起的弯矩按下式计算：q Hi 第i层墙体的高度，即第i层层高。风荷载可不思索三个条件P302 计算单元上沿每米墙高分布的风荷载设计值，kN/m；2、程度荷载作用下，墙体计算简图可简化为一竖向多跨延续梁。.四、内力计算 1、纵墙内力 轴力NI=Nl +NuI-I截面楼盖大梁底面处N=NI+Nh3 -截面 窗口上边缘处截面窗口下边缘处N=N+Nh2 -截面下层楼盖大梁底面处N= N+Nh1 NuNl本层梁端支承反力Nh3 高为h3宽为b的墙体自重Nh2 高为h2宽为b1的墙体自重Nh1 高为h1宽为b1的墙体自重上部各层传来的竖向荷载。其中包括截

16、面I-I以上全部墙重和上面各层楼面和屋面上的恒载和活载.弯矩MI= Nl e1 + Nu e2I-I截面楼盖大梁底面处M=MI (h1+h2)/H -截面 窗口上边缘处截面窗口下边缘处M=M h1/H -截面下层楼盖大梁底面处M= 0 e1 Nl对该层墙的偏心距 e1=h/2-0.4a0 h 本层墙体厚度a0 梁端有效支承长度 e2 上层墙体重心对该层墙体重心的偏心距。假设上下层墙体厚度一样，那么 e2 =0.2、横墙内力验算横墙两侧楼盖传来的荷载一样轴心受压横墙两侧楼盖传来的荷载不同偏心受压验算横墙的底部截面横墙的底部截面 横墙的上部截面五、强度计算全截面受压承载力验算部分受压承载力验算六、高厚比验算 .五、单层刚性方案房屋墙、柱承载力的验算过程纵墙:左右开间各一半横墙：取1m长的墙体一、计算单元 二、计算简图墙的上端为不动铰支承于屋盖，下端嵌固于根底顶面的竖向构件 三、荷载计算 1、屋面荷载 屋面恒载屋面活载或雪荷载 集中力N1作用于墙柱顶面 2、风荷载 集中力W作用于纵墙柱顶面沿高度均匀分布的线荷载q1q2 作用于迎背风墙面3、墙体自重 .四、内力计算竖向荷载作用下： 风荷载作用下：RA=RB=3M/2H VA=VB=-3M/2H MAB=-M/2 MBA=M My=(2-3y/H)M/2 恣意截面处 RA=5qH/8 VB =-3qH/8 VA=5qH