砌体结构混合结构房屋的静力计算和结构设计

1、砌体结构 混合结构房屋的 静力计算和结构设计五 混合结构房屋的静力计算和结构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、基础砌体材料混合结构1、结构结构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理4、变形（侧移）和稳定计算5、施工图截面尺寸材料选择承载力计算墙、柱设计步骤5.1.1 混合结构的结构布置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计纵墙承重体系 板梁（或屋架）纵墙基础地基 5.1.1 混合结构的结构布置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计纵墙承重体系 特点：(1) 横墙较少，开间布置灵活;(2) 房屋的横

2、向刚度较差(3) 楼盖用料较多，墙体用料少(4) 适用房屋开间大、横墙少的办公室，医院、单层厂房等5.1.1 混合结构的结构布置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计横墙承重体系 楼（屋）面板横墙基础地基 5.1.1 混合结构的结构布置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计横墙承重体系 特点：(1) 横墙主承重，间距较小;(2) 横向刚度大，抗震性能好；(3) 楼盖结构简单，造价经济；(4) 外纵墙不承重，开洞方便。(5) 房间布置不灵活5.1.1 混合结构的结构布置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计纵、横墙承重体系 楼（屋）面板梁纵墙横墙基础地基5.1.1 混合结构的结构布置五 混合结构房屋的

3、静力计算和结构设计纵、横墙承重体系 特点：(1)两条传力路径无主次之分;(2)特点介于上述两种承重体系之间，(3)适用于平面布置灵活的房屋，如实验楼，教学楼五 混合结构房屋的静力计算和结构设计内框架承重体系 内框架承重体系外纵、横墙基础地基楼(屋)面板梁内砼柱 柱基础地基地基五 混合结构房屋的静力计算和结构设计内框架承重体系 特点：(1) 内框架承重，房屋空间刚度差;(2) 较全框架节省钢筋、水泥；(3) 钢筋混凝土柱和砌体的压缩性能不同 易引起不均匀的竖向变形；(4) 适用于空间要求大的商店、仓库、厂房五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.1.1 混合结构的结构布置方案类型材料用量横向刚度

4、平面布置施工繁简纵墙承重墙体用料少楼（屋）盖用料多差灵活较繁横墙承重墙体用料多楼（屋）盖用料少好不灵活简单混合承重墙体和楼（屋）盖用料均较多较好较灵活较繁内框架承重墙体用料少楼（屋）盖用料多较差灵活麻烦表5.1 混合结构房屋结构布置方案的比较五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.1.2 房屋的静力计算方案房屋的空间受力性能 风荷载纵墙纵墙基础地基风荷载纵墙纵墙基础屋盖结构山墙山墙基础地基两端无山墙两端有山墙（平面受力体系）（空间受力体系）us=u1+u2五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.1.2 房屋的静力计算方案房屋的空间受力性能 房屋的空间刚度即房屋在水平荷载作用下抵抗侧移的能力取决

5、于：(1) 横墙间距S;(2) 屋（楼）盖刚度五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.1.2 房屋的静力计算方案房屋的空间受力性能 s 横墙间距us 考虑了空间工作时，外荷载作用下房屋排架 水平位移的最大值up 在外荷载作用下，平面排架的水平位移k 弹性系数，取决于屋盖刚度房屋的空间性能影响系数（）五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.1.2 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案 刚性方案（） 弹性方案() 楼(屋)盖墙、柱的不动铰支座 墙、柱的滚动铰支座 墙、柱的弹性支座 刚性方案 弹性方案 刚弹性方案 刚弹性方案() 楼(屋)盖楼(屋)盖五 混合结构房屋的静力计算和结构设计表 房屋的静力

6、计算方案5.1.2 房屋的静力计算方案五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.2 墙、柱的高厚比验算5.2.1 高厚比和允许高厚比目的：保证墙柱在施工和使用阶段的稳定性高厚比验算墙、柱实际高厚比的确定允许高厚比的限值五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.2.2 高厚比验算矩形截面墙柱的高厚比验算H0 墙、柱的计算高度，按表取值 h 墙厚或矩形柱与H0相对应的边长 1非承重墙允许高厚比修正系数 2有门窗洞口墙允许高厚比修正系数，按式计算墙、柱的允许高厚比五 混合结构房屋的静力计算和结构设计墙、柱的计算高度表 受压构件的计算高度H0五 混合结构房屋的静力计算和结构设计应用表 的注意事项(1)关于

7、构件高度H的取值在房屋底层，H为楼板顶面到构件下端支点的距离。下端支点的位置，可取在基础顶面。当埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处。在房屋其他层次，为楼板或其他水平支点间的距离。山墙处，对于无壁柱的山墙，山墙的H可取层高加山墙尖高度的1/2；对于带壁柱的山墙，可取壁柱处的山墙高度。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.2.1 高厚比和允许高厚比允许高厚比 高厚比的影响因素砌筑砂浆的强度等级横墙间距砌筑质量和施工水平支承条件墙上洞口大小使用情况五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.2.1 高厚比和允许高厚比无筋承重墙柱的允许高厚比墙、柱允许高厚比 值砂浆强度等级墙柱M7.52

8、617M5.02416M2.52215五 混合结构房屋的静力计算和结构设计允许高厚比的修正上端为自由端墙的允许高厚比，按上述规定提高后，尚可提高30%。厚度小于90mm的墙，双面用不低于M10的水泥砂浆抹面，包括抹面层的墙厚不小于90mm时，可以按墙厚等于90mm验算高厚比。h(mm)2409090h2Hm由表，H0Hm(2) 1= ，2bs/s=承重外纵墙，查表得 =24；高厚比满足要求五 混合结构房屋的静力计算和结构设计带壁柱墙柱的高厚比验算需要分别进行整片墙与壁柱间墙的验算五 混合结构房屋的静力计算和结构设计带壁柱墙柱的高厚比验算hT带壁柱墙截面的折算厚度， hT =i确定墙的计算高度H

9、0时，s应取相邻横墙间的距离。整片墙的验算五 混合结构房屋的静力计算和结构设计计算回转半径 i 时，墙截面翼缘宽度bf多层房屋：当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗 洞口时，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的一半 单层厂房：可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和 相邻壁柱间距离； 五 混合结构房屋的静力计算和结构设计壁柱间墙的高厚比验算H0一律按刚性方案考虑， s取相邻壁柱间的距离。将壁柱视为壁柱间墙的侧向不动铰支座，按矩形截面墙的公式计算。圈梁宽度b/s 1/30 时，可视作壁柱间墙的不动铰支。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计壁柱间墙的高厚比验算H0 壁柱间墙的计算高度，按刚性方案选取

10、 h 墙厚 1非承重墙允许高厚比修正系数 2有门窗洞口墙允许高厚比修正系数，按式计算墙、柱的允许高厚比五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 无吊车的小型单层厂房，全长56m，宽15m，屋面梁下弦高m，平面及壁柱尺寸如图所示。采用MU10砖和混合砂浆砌筑，装配式无檁体系钢筋混凝土屋盖，试验算各墙体的高厚比。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计计算回转半径 i 时，墙截面翼缘宽度bf多层房屋：当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗 洞口时，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的一半 单层厂房：可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和 相邻壁柱间距离； 五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 (1) 计

11、算方案的选择 该屋盖属于第一类屋盖，s=30m3000(窗间墙长)故取窗间墙宽度， bf =3000mm 由附录5查得，(b=370,D=490):hT=365mm五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 取Hms=302Hm查表得 H0Hm，1= ，2bs/s查表，得 =22高厚比满足要求五 混合结构房屋的静力计算和结构设计壁柱间墙的高厚比验算H0一律按刚性方案考虑， s取相邻壁柱间的距离。将壁柱视为壁柱间墙的侧向不动铰支座，按矩形截面墙的公式计算。圈梁宽度b/s 1/30 时，可视作壁柱间墙的不动铰支。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 (3) 纵墙的壁柱间墙验算Hms=6m2Hm 则

12、H0Hm1 ，2bs/s满足要求五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 (5) 山墙壁柱间墙(开洞处)验算墙高近似取山墙平均高度Hms=5mH0s0=0.65=3m1 ，2bs/s满足要求五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.3 刚性方案房屋的墙体设计设计内容荷载设计计算内力分析控制截面的荷载效应组合截面承载力设计五 混合结构房屋的静力计算和结构设计计算假定(1) 纵墙、柱下端在基础顶面处固接，上端与屋面大梁(或屋架)铰接。 (2) 屋盖结构可视为纵墙上端的不动铰支座。 单层房屋承重纵墙的设计计算五 混合结构房屋的静力计算和结构设计荷载和内力计算竖向荷载竖向荷载屋面荷载墙体自重恒荷载活荷载雪

13、荷载积灰荷载荷载组合时活荷载与雪荷载不同时组合，仅取其中较大值五 混合结构房屋的静力计算和结构设计荷载和内力计算屋面荷载向墙体轴线简化为轴力N和弯矩M，轴力沿墙体均匀分布。在弯矩作用下，支座反力为任一截面处的弯矩值为五 混合结构房屋的静力计算和结构设计荷载和内力计算风荷载在沿墙体高度均匀分布的风荷载q作用下迎风面q=q1，背风面q=q2五 混合结构房屋的静力计算和结构设计计算假定多层房屋承重纵墙的设计计算(1)在竖向荷载作用下，墙、柱在每层高度范围内，可近似视为两端铰支的竖向静定构件。 (2)在水平荷载作用下，墙、柱可视为竖向连续梁。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计计算简图（a）竖向荷载作

14、用下的计算简图（b）水平荷载作用下的计算简图五 混合结构房屋的静力计算和结构设计计算单元有门窗洞口纵墙计算单元无门窗洞口纵墙计算单元多层房屋承重纵墙的设计计算五 混合结构房屋的静力计算和结构设计计算截面面积有门窗墙体单元内门（窗）间墙截面无门窗墙体单元内实际墙体截面多层房屋承重纵墙的设计计算控制截面下截面取该层纵墙底部截面，按轴压构件验算上截面取该层纵墙顶部截面，按偏压构件验算并 验算梁底砌体局压承载力五 混合结构房屋的静力计算和结构设计墙体上的荷载上部各楼层传来的Nt本层竖向荷载Nl本层墙体自重Gi竖向荷载下的内力计算构件所受轴向压力为：Ni=Nt,i+1+Nli+Gi五 混合结构房屋的静力

15、计算和结构设计风荷载作用下的计算风荷载引起的弯矩：沿楼层高均布风荷载设计值Hi 第i层层高风荷载可不考虑三个条件风荷载计算简图五 混合结构房屋的静力计算和结构设计风荷载作用下的计算不考虑风荷载的情况：屋面自重：不小于kN/m2 ；洞口水平截面面积：不超过全截面面积的2/3层高和总高：不超过表的规定。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.3 刚性方案房屋的墙体设计5.3.2 承重横墙的设计计算在以横墙承重的房屋中，横墙间距较小，纵墙间距(房间的进深)亦不大，一般情况均属于刚性方案房屋。楼盖和屋盖可作为横墙不动铰支点。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.3.2 承重横墙的设计计算计算单元刚性

16、方案房屋的横墙承受屋盖和楼盖传来的均布线荷载，通常取单位宽度(b =1000mm)的横墙作为计算单元；五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.3.2 承重横墙的设计计算横墙承载力计算验算横墙两侧楼盖传来的荷载相同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 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.3.2 承重横墙的设计计算横墙承载力计算验算横墙两侧楼盖传来的荷载相同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 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.3 墙体的构造要求5.3.2 一般构造要求材料选用块体和砂

17、浆的选用最小截面尺寸要求例 某单位办公楼为4层，标准层平面如图所示。房屋共4层，每层层高m，底层室内外高差m ；楼盖为装配式钢筋混凝土无檁体系楼盖（预制预应力混凝土圆孔板直接支承在墙体上或梁上）。楼面荷载标准值kN/m2，活荷载标准值为kN/m2；屋面为钢筋混凝土现浇梁板，屋面恒荷载标准值kN/m2；非上人屋面，活荷载标准值为kN/m2；各层墙体为240厚烧结普通砖砖墙（厕所墙厚为120mm），双面粉刷（恒荷载标准值为kN/m2），门窗自重标准值为kN/m2。轴AB跨横墙有宽m洞口。房屋所在地为南方某城市，雪压标准值为kN/m2；基本风压为kN/m2，B类粗糙度。墙体采用MU10砖、M5混合砂

18、浆砌筑例 1 静力计算方案的确定本房屋的240mm横墙满足刚性横墙的要求，其最大间距：sm；楼盖、屋盖类型为1类，查表，房屋的静力计算方案为刚性方案风荷载计算判定该房屋符合以下要求：屋面自重2，洞口水平截面面积未超过全截面面积的2/3，层高和总高未超过表的规定。故静力计算时可不考虑风荷载的影响。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 2 高厚比验算选择具有代表性的墙段进行验算。由于各层墙体洞口相同，墙厚度及砂浆强度均相同，而底层墙高H较24层较高，故验算底层墙体即可。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 2 高厚比验算(1) 外纵墙验算：为带壁柱墙整片墙验算H=ms=10.82Hm，且静力计

19、算方案为刚性方案故 H0Hm1= ，2bs/s查表，得 =24五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 整片墙验算取窗间墙截面尺寸，则有m2五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 整片墙验算五 混合结构房屋的静力计算和结构设计满足要求例 2 高厚比验算(1) 外纵墙验算：为带壁柱墙壁柱间墙验算s=m2Hm，故 H0Hm1 ，2bs/b五 混合结构房屋的静力计算和结构设计满足要求例 (3) 横墙高厚比验算选择轴墙体，H=m，Hs=5.72Hm，故 H0sHm1 ，2bs/s五 混合结构房屋的静力计算和结构设计满足要求例 3 墙体承载力验算验算底层墙体(1) 承重横墙计算墙体底部荷载(内力)计算取单

20、位长度b=1m，墙厚hm，fMPaH0=H=m，作用于墙体底部荷载为：墙体自重 g1kkN/m楼盖及屋盖自重 g2kkN/m五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 (1) 承重横墙计算墙体底部荷载(内力)计算取单位长度b=1m，墙厚hm，fMPaH0=H=m，作用于墙体底部荷载为：墙体自重 g1kkN/m楼盖及屋盖自重 g2kkN/m屋面活载标准值qkkN/m五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 (1) 承重横墙计算墙体底部荷载(内力)计算Ngk+ qk=kN/m承载力验算e=0，则A=m23，故=0五 混合结构房屋的静力计算和结构设计例 局部受压承载力验算五 混合结构房屋的静力计算和结构设

21、计故不满足要求，可在梁下设置刚性垫块第三章 无筋砌体构件的设计计算例 梁下设置刚性垫块,取tb =200mm ,刚性垫块长bb=2200+220=640mm，宽ab= 240mm ,按Ab=abbb=240640=mm2的短柱计算a=A0=240(2240+640)=268800mm2，1=例 五 混合结构房屋的静力计算和结构设计故=五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求5.8.1 一般构造要求墙、柱的最小截面尺寸独立砖柱: 240mm370mm。毛石墙的厚度 350mm。毛料石柱截面较小边长 400mm。当有振动荷载时，墙、柱不宜采用毛石砌体。五 混合结构房屋的静力计算和

22、结构设计5.8 墙体的构造要求墙体的加强跨度6m的屋架和跨度4.8m(砖砌体)或跨度4.2m(砌块和料石砌体)，跨度3.9m (毛石砌体) 的梁，应在支承处砌体设置混凝土或钢筋混凝土垫块；当墙中设有圈梁时，垫块与圈梁宜浇成整体。垫块设置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求墙体的加强梁的跨度 6m (240砖墙) ，跨度 4.8m (180砖墙、砌块和料石墙)，支承处宜加设壁柱或采取其他加强措施；山墙处壁柱应砌至山墙顶部。壁柱设置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求墙体的加强填充墙、隔墙应分别采取措施于周边构件可靠连接。骨架房屋的填充墙，应分别采用拉结

23、条或其他措施与骨架连接，一般是在钢筋混凝土骨架中预埋拉结筋，砌墙时嵌入水平灰缝内。填充墙、隔墙五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求支撑与锚固预制砼板的支撑长度：在墙上 100mm；在钢筋混凝土圈梁上 80mm；当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌注时，其支承长度可为40mm，但板端缝宽不小于80mm，灌缝混凝土不宜低于C20。预制板的支撑长度五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求支撑与锚固支承在墙、柱上的吊车梁、屋架以及跨度 9m(砖砌体)下7.2m(砌块和料石砌体)的预制梁的端部，应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固： 吊车梁、屋架及大跨度预制梁的锚固五 混

24、合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求砌块砌体墙的要求砌块砌体应分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不得小于90mm。当搭砌长度不满足上述要求时，应在水平灰缝内设置不少于24的焊接钢筋网片（横向钢筋间距不宜小于200mm），网片每段均应超过该垂直缝，其长度不得小于300mm。砌筑方法五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求砌块墙与后砌隔墙交界处，应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于24、横筋间距不大于200mm的焊接钢筋网片。墙体交接处加强五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求混凝土砌块房屋，宜将纵横墙交接处、距墙中心线每边不小于300mm范围

25、内的孔洞，采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实,灌实高度应为墙身全高。墙体交接处加强砌块砌体墙的要求五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求混凝土砌块墙体的下列部位，如未设圈梁或混凝土垫块，应采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实: (1)搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下，高度不应小于200mm的砌体； (2) 屋架、梁等构件的支承面下，高度不应小于600mm，长度不应小于600mm的砌体； (3) 挑梁支承面下，距墙中心线每边不应小于300mm，高度不应小于600mm的砌体。支承处的加强五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求5.8.1 防止或减轻墙

26、体开裂的主要措施墙体开裂的原因(1) 因温度变化和砌体干缩变形引起的墙体裂缝五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8 墙体的构造要求5.8.1 防止或减轻墙体开裂的主要措施墙体开裂的原因(2) 因地基发生过大的不均匀沉降而产生的裂缝。五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8.1 防止或减轻墙体开裂的主要措施防止墙体开裂的措施(1) 伸缩缝伸缩缝应设置在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。变形缝的设置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计砌体房屋伸缩缝的最大间距(m)变形缝的设置屋盖或楼盖类别间距整体式或装配整体式钢筋混凝土楼盖有保温层或隔热层的屋盖、楼盖50无保温层或隔热层的屋盖40装配式无檩体系钢筋混凝土楼盖有保温层或隔热层的屋盖、楼盖60无保温层或隔热层的屋盖50装配式有檩体系钢筋混凝土楼盖有保温层或隔热层的屋盖75无保温层或隔热层的屋盖60瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖100五 混合结构房屋的静力计算和结构设计(2) 沉降缝沉降缝的设置位置：房屋高度和荷载差异较大处；建筑平面的转折部位；地基土有明显差异处；上部结构和基础类型不同处分期建造房屋的交界处变形缝的设置五 混合结构房屋的静力计算和结构设计5.8.1 防止或减轻墙体开裂的主要措施防止墙体开裂的措施(1) 屋面设置保温、隔热层；(2)