砌体结构：房屋墙体

一、砌体结构房屋的结构布置横墙承重体系纵墙承重体系纵横墙承重体系内框架承重体系按荷载传递路线的不同分为砌体结构房屋墙体4.1房屋墙柱的内力分析方法

其楼面竖向荷载传递路线：

楼（屋）盖荷载横墙基础地基。

1.横墙承重方案：

横墙直接承受楼（屋）面荷载的结构承重方案。

横墙承重方案的特点:

（1）房屋横向刚度较大,整体性较好。

（2）楼盖结构较简单,便于施工,楼盖的材料用量较少,但墙体的用料较多。

（3）外纵墙不承重,便于设置较大的门窗。

其楼面竖向荷载传递路线：

楼（屋）盖荷载梁（屋架）纵墙基础地基。

2.纵墙承重方案

纵墙直接承受屋（楼）面荷载的结构承重方案。用于建筑内部要求有大空间的房屋。纵墙承重方案的特点:

（１）横墙较少,建筑平面布置较灵活,但纵墙承受的荷载较大,往往要设扶壁柱,且门窗尺寸和布置受到一定的限制。（２）房屋的横向刚度较横墙承重方案差。

（３）楼盖跨度较大，楼盖的用料较多,但墙体用料较少。

3.纵横墙混合承重方案

纵墙和横墙混合承受屋（楼）面荷载的结构布置方案。

这种方案兼有前述两种承重方案的特点,能适应房屋平面布置的多种变化,更为满足建筑功能要求。如教学楼、办公楼、图书馆等。其楼面竖向荷载传递路线：

楼（屋）盖荷载纵墙(横墙）基础地基。纵横墙混合承重的特点:

兼有横墙承重和纵墙承重的优点。

从结构的整体性和抗震的角度看，设计时应选用横墙承重体系和纵横墙混合承重体系。

需要掌握：各类布置方案，楼（屋）面竖向荷载向地基传递的路线。9二、

房屋的空间受力性能砌体结构房屋的结构体系由墙、柱、楼盖、屋盖、基础等构件互相联系组成的一个空间整体。back10back当房屋结构受到局部水平荷载作用时，不仅直接承受荷载的构件承担外力，非直接受荷构件也将不同程度地参与工作，从而使直接受荷构件的内力和侧移减小。这种直接受荷构件与非直接受荷构件间，相互支承且共同承担荷载的协同工作，即房屋的空间工作性能。11back影响房屋空间工作性能的主要因素:楼盖（屋盖）的水平刚度和横墙间距的大小。混合结构设计混合结构设计方案

三、房屋静力计算方案的划分

在混合结构房屋的墙体内力计算时,根据房屋的空间刚度大小分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案三种静力计算方案。

把楼屋盖做为“平躺的梁”，传递水平荷载到“支座”——横墙。有无“支座”位移和位移的大小，就是静力各方案的判别标准。

各方案的内力计算方法（或计算简图）不同。1.刚性方案(rigidanalysisscheme)

：房屋的空间刚度比较大，在水平荷载作用下，房屋的位移比较小，可视墙、柱顶端水平位移为0，在内力计算时，可将墙体视为一竖向的梁，楼盖和屋盖为该梁的不动铰支座，下端嵌固于基础。刚性方案一般多层砌体房屋属此种方案。2.弹性方案(elasticanalysisscheme)：房屋的空间刚度比较小，在荷载作用下位移比较大，内力计算时，按屋架与墙柱铰接的、不考虑空间工作的排架或框架计算内力。弹性方案一般单层厂房、仓库、礼堂、食堂多属此种方案。3.刚弹性方案(rigid-elasticanalysisscheme)：房屋的空间刚度介于上述两者之间，在荷载作用下，房屋的位移不能忽略不计，在内力计算时按屋架、大梁与墙（柱）铰接并考虑空间工作的排架或框架计算（增加弹性支座）。弹性支座混合结构设计混合结构设计方案

屋盖或楼盖类别刚性方案刚弹性方案弹性方案1整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖s＜3232≤s≤72s＞722装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖s＜2020≤s≤48s＞483瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖s＜1616≤s≤36s＞36房屋的静力计算方案 注：①表中s为房屋横墙间距，其长度单位为m；②对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。混合结构设计混合结构设计方案

四、刚性和刚弹性方案房屋的横墙：1、横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不超过横墙截面面积的50%；2、横墙高厚度不宜小于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）。注意:

①当横墙不能同时符合上述要求时,应对横墙的刚度进行验算,如其最大水平位移值

max≤H/4000（Ｈ为横墙总高度）时，仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。

②凡符合第①条刚度要求的一段横墙或其它结构构件（如框架等）,也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。

4.2墙、柱的计算高度及计算截面

自看4.3房屋墙柱的构造要求

砌体结构除了要有足够的承载力外，还应有良好的工作性能和耐久性。

砌体结构构造要求：1、墙柱的高厚比要求；2、墙柱的一般构造要求；3、防止和减轻墙体开裂的措施。19一、墙柱高厚比验算1．高厚比的概念所谓高厚比β是指墙、柱计算高度H0与墙厚h（柱边长h）的比值，即β=H0/h。2．验算高厚比的目的墻、柱的高厚比验算是保证砌体房屋施工阶段和使用阶段稳定性与刚度的一项重要构造措施。墙柱的高厚比过大，虽然强度满足要求，但是可能在施工阶段因过度的偏差倾斜以及施工和使用过程中的偶然撞击、振动等因素而导致丧失稳定；过大的高厚比，还可能使墙体发生过大的变形而影响使用。back203．砌体墙、柱的允许高厚比[β]

砌体墙、柱的允许高厚比[β]系指墙、柱高厚比的允许限值，它与承载力无关，而是根据实践经验和现阶段的材料质量以及施工技术水平综合研究而确定的。back214、影响高厚比的因素1、砂浆强度等级：墙、柱的稳定性与刚度有关，刚度与弹性模量E有关，而砂浆的强度直接影响砌体的弹性模量，砂浆强度高允许高厚比大，砂浆强度低，则允许高厚比小。2、横墙间距：横墙间距小，墙体的稳定性和刚度好；反之，横墙间距大则稳定性和刚度小。在验算高厚比是，用改变墙体计算高度H0的办法来考虑这一因素。3、支承条件：刚性方案房屋的墙、柱在楼屋盖处假定为不动铰支座，支承处变形小，故允许高厚比值可以提高；而弹性和刚弹性方案，墙、柱的允许高厚比值应减少。back224、砌体截面形式：有门窗洞口的墙，即变截面墙，墙体的稳定性较无洞口的墙要差，墙、柱允许高厚比要乘以一个折减系数。5、构件重要性和房屋使用情况：非承重墙属于次要构件，且荷载为墙体的自重，允许高厚比值可以提高；使用时有振动的房屋，允许高厚比值应减少。6、砌体的类型：毛石墙砌体较实心砖墙刚度差，允许高厚比值应降低，组合砖砌体刚度好，允许高厚比值相应提高。

back一、墙、柱高厚比验算

矩形截面墙、柱高厚比应按下式验算：式中:H0——墙柱的计算高度，可查规范5.1.3条，或按下表取值；

h——墙厚或矩形柱与H0相对应的边长；

1——墙厚小于等于240mm的自承重墙允许高厚比修正系数;

当h=240mm时，

1

1.2；

当h=90mm时，

1

1.50。中间数值按内插取值。

——墙柱的允许高厚比可查下表。受压构件的高度H按下列规定取值：

(1)在房屋的底层，为楼板顶面到构件下端的支点的距离。下端支点的位置，可取在基础顶面。当基础埋深比较深且有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处；

(2）在房屋其他层次，为楼板或其他水平支点间的距离；

(3)对于无壁柱的山墙，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。

2——有门窗洞口墙允许高厚比修正系数；按下式计算：

bs——在宽度为s范围内的门窗洞口宽度；

s——相邻横墙或壁柱之间的距离（或验算墙片的总长度）。

当洞口高度小于等于墙高的1/5时，取

2=1.0，当算得的值小于0.7时，取0.7。高厚比例题某整体式楼盖楼房如图，240墙高4.6m,砂浆采用M5，120墙高3.6m,砂浆采用M2.5，

验算各墙的高厚比。解：取纵墙、横墙、横隔墙各一道计算即可。1）纵墙高厚比验算：2）横墙高厚比验算：3）非承重墙高厚比验算：二、带壁柱墙的高厚比验算

带壁柱墙除了要验算整片墙的高厚比外，还要验算壁柱间墙的高厚比。I,A——分别为带壁柱墙截面的惯性矩和面积。

确定带壁柱墙的计算高度时，墙长s取相邻横墙的距离式中:hT——带壁柱墙截面的折算厚度;

i——带壁柱墙截面的回转半径;1.整片墙的高厚比验算

由于带壁柱墙的计算截面为Ｔ形截面，故其高厚比验算公式为：砌体结构带壁柱截面翼缘宽度bf的取值：1、多层房屋中，由门窗洞口时，bf取窗间强宽度；无门窗洞口时，取壁柱宽加壁柱高度的2/3。2、单层房屋中，bf可取壁柱宽加2/3墙高，同时不应大于窗间墙宽度和相邻壁柱间的距离。3、计算带壁柱墙的条形基础时，bf取相邻壁柱间的距离。

2.壁柱间墙的高厚比验算

验算壁柱间墙的高厚比时，按矩形截面墙验算。

计算H0时，相邻横墙或壁柱之间的距离s取壁柱间的距离。而且，不论带壁柱墙体的房屋静力计算属何种计算方案，壁柱间墙H0的值一律按表中刚性方案一栏选用。三.设置构造柱墙的高厚比验算

1.整片墙验算

当构造柱截面宽度不小于墙厚时，可按下式验算：式中：h为墙体厚，在确定墙体高度时，s取横墙之间的距离；

c——墙体允许高厚比修正系数;式中:

——系数，对于细料石砌体

=0；对于混凝土砌块、混凝土多孔砖、粗料石、毛料石及毛石砌体,

=1.0；其他砌体

=1.5。

bc——构造柱沿墙长方向的宽度；

l——构造柱的间距。

当bc/l＞0.25时，取bc/l=0.25，当bc/l＜0.05时，取bc/l=0。

注：考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段。

2.构造柱间墙的高厚比验算

同壁柱间墙的高厚比验算，在确定墙体计算高度时，S取构造柱之间的距离。

设置钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当

b/s≥1/30时，圈梁可视为壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支座（b为圈梁的宽度）。如不允许增加圈梁的宽度，可按墙体平面外等刚度的原则增加圈梁的高度，以满足壁柱间墙或构造柱间墙不动铰支座的要求。当壁柱间的墙较薄、较高以致高厚比超过限值时，可在墙高范围内设置钢筋混凝土圈梁。s为相邻壁柱间或相邻构造柱间的距离。【例】某单层单跨无吊车的仓库，柱间距离为4m，中间开宽为1.8m的窗，车间长40m，屋架下弦标高为5m，壁柱为370mm×490mm，墙厚为240mm，采用M5混合砂浆砌筑，房屋的静力计算方案为刚弹性方案，试验算带壁柱墙的高厚比。【解】带壁柱墙采用窗间墙截面,如图所示.1．求壁柱截面的几何特征

A=240×2200+370×250=620500mm2y2=240+250－156.5=333.5mmI=(1/12)×2200×2403+2200×240×(156.5-120)2+(1/12)×370×2503+370×250×(333.5-125)2=7.74×109mm42．确定计算高度H＝5000＋500＝5500mm（式中500mm为壁柱下端嵌固处至室内地坪的距离）查表得＝1.2×5500=6600mm3．整片墙高厚比验算采用M5混合砂浆时，查表13-4得＝24开有门窗洞口时，的修正系数为＝1－0.4×(1800/4000)=0.82承重墙允许高厚比修正系数=1

＝0.82×24＝19.684．壁柱之间墙体高厚比的验算

s＝4000<H=5500mm查表

得＝0.6×4000=2400mm

＝0.82×24＝19.68高厚比满足规范要求。二、墙柱的一般构造要求

1.板的支承、连接构造

2.墙体转角处和纵横墙交接处的构造要求

3.墙柱的最小截面尺寸

4.垫块设置

5.墙体的壁柱设置

6.混凝土砌块墙体的构造要求三.圈梁的设置与构造要求四.防止或减轻墙体开裂的措施1.防止和减轻由温差和砌体收缩引起的墙体竖向裂缝；

2.防止和减轻房屋顶层墙体的裂缝；3.防止和减轻房屋底层墙体的裂缝；

4.墙体防裂的加强措施；

5.防止和减轻房屋两端和底层第一，第二开间门窗洞口处的李峰

6.设置竖向控制缝7.防止地基不均匀沉降引起的墙体裂缝。394.4刚性方案房屋墙、柱计算一、单层房屋承重纵墙的计算1、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）屋盖刚度等于无限大，可视为墙、柱的水平方向不动铰支座。back2、计算单元计算单层房屋承重纵墙时，一般选择有代表性的一段或荷载较大以及截面较弱的部位作为计算单元。有门窗洞口的外纵墙，取一个开间为计算单元，无门窗洞口的纵墙，取1m长的墙体为计算单元。403、计算简图单层刚性方案房屋计算的计算简图如图

back414、作用于结构上的荷载及内力纵墙的荷载1）屋面荷载：由轴向力Nl(即屋盖自重、屋面活荷载）和弯矩（

Ml

）组成。对屋架，作用点一般距墙体中心150mm，对屋面梁，Nl距墙体边缘的距离为0.4a0，则其偏心距2）风荷载：包括作用于屋面上和墙面上的风荷载，屋面上（包括女儿墙上）的风荷载可简化为作用于墙、柱顶部的集中荷载的W，作用于墙面上的风荷载为均布荷载w。W对纵墙不产生内力。3）墙体荷载：墙体荷载（NG）作用于墙体轴线上。42back

（5）内力计算

1）

在屋盖荷载作用下的内力计算在屋盖荷载作用下，该结构可按一次超静定结构计算力，其计算结果为：432）、风荷载作用当x=3/8H时取最大值Mmax.3）、墙体自重：作用在墙体轴线上。back444）、控制截面及内力组合back

控制截面为内力组合最不利处，一般指梁的底面、窗顶面和柱底面处，其组合有：

1）Mmax与相应的N和V；

2）Mmin与相应的N和V；

3）Nmax与相应的M和V；

4）Nmin与相应的M和V。45二、多层房屋承重纵墙的计算back（1）计算单元选择有代表性的一段或荷载较大以及截面较弱的部位作为计算单元。计算单元的受荷宽度为(l1+l2)/2，如图所示。一般情况下，对有门窗洞口的墙体，计算截面宽度取窗间墙宽度，对有门窗洞口的墙体，计算截面宽度取(l1+l2)/2。对无门窗洞口且受均布荷载的墙体，取1m宽的墙体计算。46back（2）计算简图1）竖向荷载作用下墙体的计算简图竖向荷载作用下，多层房屋的墙体如同一竖向连续梁，连续梁以各层楼盖和基础为支点。由于楼盖的梁或板支承在砌体墙内，墙体在楼盖支承处截面被削弱，被削弱的截面能传递的弯距不是很大，为简化计算，假定墙体在楼盖处为铰接。在基础顶面，由于轴向力较大，弯距相对较小，因此，墙体在基础顶面也可以假定为铰接。

47back计算每层内力时，分层按简支梁分析墙体内力，其计算高度等于每层层高，底层计算高度要算至基础顶面。简化后，每层楼盖传下的轴向力Nl，只对本层墙体产生弯距，上面各层传下来的竖向荷载Nu，认为是通过上一层墙体截面中心线传来的集中力（不产生弯距）；本层楼盖梁端支承压力Nl到墙边的距离为0.4a0。48竖向荷载作用下多层刚性方案房屋的计算原则：

上部各层荷载沿上一层墙体的截面形心传至下层；

在计算某层墙体弯矩时，要考虑梁、板支承压力对本层墙体产生的弯矩，当本层墙体与上层墙体形心不重合时，要考虑上层墙体传来的荷载对本层墙体产生的弯矩，其荷载作用点。49(3)选择控制截面进行承载力计算Ⅰ－Ⅰ截面：墙体顶部位于大梁（或板）底的砌体截面；Ⅱ－Ⅱ截面：墙体下部位于大梁（或板）底面上的砌体截面。back对于刚性方案的房屋，当满足以下要求时，可不考虑风荷载对外墙、柱的内力影响：

（１）洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3。

（２）层高和高度不超过表3-3所规定的数值。

（３）屋面自重不小于