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第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.1砌体构件房屋的墙、柱设计第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.2一、一、横墙承重体系横墙承重体系 当屋、楼盖上的荷载绝大部分传给横当屋、楼盖上的荷载绝大部分传给横墙，即房屋承重墙是横墙时，相应的承墙，即房屋承重墙是横墙时，相应的承重体系称为横墙承重体系重体系称为横墙承重体系楼楼(屋屋)面荷载面荷载板板横墙横墙横墙基础横墙基础地基地基竖向荷载传力路线：竖向荷载传力路线：第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.3横墙承重体系横墙承重体系第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.4横墙承重体系特点：横墙承重体系特点：1 1、横墙为承重墙，数量多，间距较小（、横墙为承重墙，数量多，间距较小（3 34.5m4.5m），结构整体性好，横向空间刚度大，抵），结构整体性好，横向空间刚度大，抵抗沿横墙方向作用的风力、地震作用以及调整抗沿横墙方向作用的风力、地震作用以及调整地基的不均匀沉降等较为有利。地基的不均匀沉降等较为有利。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.52 2、纵墙是非承重墙，作为围护、隔断墙，其、纵墙是非承重墙，作为围护、隔断墙，其设置门窗洞口的限制较少，纵墙立面处理比较设置门窗洞口的限制较少，纵墙立面处理比较灵活，可保证横墙的侧向稳定。灵活，可保证横墙的侧向稳定。3 3、由于在横墙上放置预制楼板，结构简单，、由于在横墙上放置预制楼板，结构简单，施工方便，楼盖的材料用量较少，但墙体的用施工方便，楼盖的材料用量较少，但墙体的用料较多。料较多。横墙承重方案适用于宿舍、住宅、旅馆等横墙承重方案适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办公楼等居住建筑和由小房间组成的办公楼等第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.6二二.纵墙承重体系纵墙承重体系 当屋、楼盖上的荷载绝大部分传给纵当屋、楼盖上的荷载绝大部分传给纵墙，即房屋承重墙是纵墙时，相应的承墙，即房屋承重墙是纵墙时，相应的承重体系称为纵墙承重体系重体系称为纵墙承重体系竖向荷载传力路线：竖向荷载传力路线：屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载 纵墙纵墙 基础基础 地基地基 板板板板梁梁第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.7纵墙承重体系纵墙承重体系第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.8第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.9第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.10纵墙承重体系特点：纵墙承重体系特点：1 1、房屋横墙间距大，数量少。间距大房屋、房屋横墙间距大，数量少。间距大房屋可以有大空间，平面布置灵活；横墙少，房可以有大空间，平面布置灵活；横墙少，房屋的横向刚度相对较弱；屋的横向刚度相对较弱；2 2、纵墙为承重墙、纵墙为承重墙 ，纵墙上门窗洞口的大小和，纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制；位置受到限制；3 3、楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较、楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较少。少。适用于教学楼、图书馆、食堂、俱乐部、适用于教学楼、图书馆、食堂、俱乐部、中小型工业厂房等单层和多层空旷房屋。中小型工业厂房等单层和多层空旷房屋。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.11三三.纵横墙承重体系纵横墙承重体系 当屋、楼盖上的荷载一部分传给房屋横当屋、楼盖上的荷载一部分传给房屋横墙，另一部分传给房屋纵墙，即房屋的墙，另一部分传给房屋纵墙，即房屋的承重墙既有横墙也有纵墙承重墙既有横墙也有纵墙竖向荷载传力路线：竖向荷载传力路线：横墙横墙地基地基 基础基础纵墙纵墙屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载板（梁）板（梁）第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.12纵横墙承重体系纵横墙承重体系 第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.13纵横墙承重体系特点：纵横墙承重体系特点：1 1、房屋空间介于前述两种体系之间；、房屋空间介于前述两种体系之间；2 2、房屋纵横两向都有承重墙，当房屋纵横、房屋纵横两向都有承重墙，当房屋纵横两向墙体数量及平面尺寸接近时，房屋两个两向墙体数量及平面尺寸接近时，房屋两个方向的刚度接近，有利于抗震、抗风；方向的刚度接近，有利于抗震、抗风；3 3、与上述两种体系比，纵横墙均承重，墙、与上述两种体系比，纵横墙均承重，墙体材料利用率高，墙体应力也比较均匀；体材料利用率高，墙体应力也比较均匀；第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.14 纵横墙混合承重方案，既可保证有灵纵横墙混合承重方案，既可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和活布置的房间，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、医整体性，所以适用于教学楼、办公楼、医院等建筑。院等建筑。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.15四四.内框架和底层框架承重体系内框架和底层框架承重体系 1、内框架承重体系：屋、楼盖主梁支撑在外、内框架承重体系：屋、楼盖主梁支撑在外墙上，并与房屋内部所设的钢筋混凝土柱形成墙上，并与房屋内部所设的钢筋混凝土柱形成框架结构时。框架结构时。内框架柱内框架柱地基地基 基础基础外纵墙外纵墙内框架梁内框架梁屋（楼）屋（楼）面荷载面荷载竖向荷载传力路线：竖向荷载传力路线：第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.16第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.17第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.18内框架承重体系特点：内框架承重体系特点：1.1.室内空间较大，梁的跨度并不相应增大室内空间较大，梁的跨度并不相应增大2.2.由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性较差由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性较差3.3.由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，结构易产生不均匀的竖向变形结构易产生不均匀的竖向变形4.4.框架和墙的变形性能相差较大，在地震时易框架和墙的变形性能相差较大，在地震时易由于变形不协调而破坏由于变形不协调而破坏 第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.19 内框架承重方案一般用于多层工业车间、内框架承重方案一般用于多层工业车间、商店等建筑。此外，某些建筑的底层为了商店等建筑。此外，某些建筑的底层为了获得较大的使用空间，有时也采用这种承获得较大的使用空间，有时也采用这种承重方案。重方案。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.20内框架承重体系与其他体系相结合就成为混合承内框架承重体系与其他体系相结合就成为混合承重体系重体系第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.212 2、底层框架承重体系底层框架承重体系 对于商住楼等建筑，使用上要求底层采用对于商住楼等建筑，使用上要求底层采用大空间的框架结构，上部则采用砌体结构，大空间的框架结构，上部则采用砌体结构，形成下部一层或两层混凝土框架承托上部多形成下部一层或两层混凝土框架承托上部多层砌体结构，这样的承重体系称为底层框架层砌体结构，这样的承重体系称为底层框架承重体系承重体系 第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.22竖向荷载传力路线：竖向荷载传力路线：上部砌体结构的墙体重量和屋（楼）上部砌体结构的墙体重量和屋（楼）面荷载面荷载 框架梁框架梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基 第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.23第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.24底层框架承重体系特点：底层框架承重体系特点：1.1.底层使用空间较大，梁的尺度并不相应增大底层使用空间较大，梁的尺度并不相应增大2.2.由于底层墙体较少，沿房屋高度方向，结构由于底层墙体较少，沿房屋高度方向，结构空间刚度将发生变化；空间刚度将发生变化；3.3.经过合理设计，可获得使用和抗震性能较好经过合理设计，可获得使用和抗震性能较好的底层框架结构体系，实现强柱弱梁的目标。的底层框架结构体系，实现强柱弱梁的目标。适用于上部住宅底层商店或车库类适用于上部住宅底层商店或车库类房屋。房屋。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.255.2 5.2 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案 砌体结构房屋的墙、柱设计就是要确定墙、砌体结构房屋的墙、柱设计就是要确定墙、柱内力，然后按第三、四章的内容进行截面柱内力，然后按第三、四章的内容进行截面承载力计算。确定墙、柱内力时，首先要确承载力计算。确定墙、柱内力时，首先要确定荷载作用下的墙、柱计算简图，以便按力定荷载作用下的墙、柱计算简图，以便按力学方法计算内力。学方法计算内力。计算简图取决于房屋的静力计算方案，也就计算简图取决于房屋的静力计算方案，也就是说，房屋静力计算方案是确定房屋计算简是说，房屋静力计算方案是确定房屋计算简图，确定墙、柱内力的依据图，确定墙、柱内力的依据第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.26一、房屋静力计算简图一、房屋静力计算简图 计算简图既要尽量符合结构实际受力情况，计算简图既要尽量符合结构实际受力情况，又要使计算尽可能简单。抓影响结构受力的又要使计算尽可能简单。抓影响结构受力的主要因素，是确定计算简图的原则。主要因素，是确定计算简图的原则。以单层房屋为例，说明计算简图的确定以单层房屋为例，说明计算简图的确定方法；为说明问题，假设单层房屋两端没有方法；为说明问题，假设单层房屋两端没有山墙，中间也不设横墙。山墙，中间也不设横墙。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.27第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.28 受水平荷载作用，由于外纵墙的刚度是受水平荷载作用，由于外纵墙的刚度是相等的，因此在水平荷载作用下整个房屋相等的，因此在水平荷载作用下整个房屋墙顶的水平位移是相同的，等与墙顶的水平位移是相同的，等与up。这种房屋，其纵墙计算可简化为平面问这种房屋，其纵墙计算可简化为平面问题来处理。题来处理。一般取一个开间作为计算单元，则这个一般取一个开间作为计算单元，则这个单元的受力状态将和整个房屋的受力状态单元的受力状态将和整个房屋的受力状态一样。因此，可以用这个单元的受力状态一样。因此，可以用这个单元的受力状态来代表整个房屋的受力状态，这个单元称来代表整个房屋的受力状态，这个单元称为计算单元。为计算单元。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.29 计算单元按平面排架计算，之所以认为计算单元按平面排架计算，之所以认为梁柱铰接，是考虑到屋盖搁置在纵墙上，梁柱铰接，是考虑到屋盖搁置在纵墙上，对纵墙无转动约束。对纵墙无转动约束。其风荷载的传力途径是：其风荷载的传力途径是：风荷载风荷载纵墙纵墙纵墙基础纵墙基础地基地基第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.30 如果上题中两端设有山墙，在风荷载作用如果上题中两端设有山墙，在风荷载作用下，房屋的顶点侧位移较下，房屋的顶点侧位移较up要小且沿房屋纵要小且沿房屋纵向变化。向变化。事实上，纵墙底部支撑在基础上，顶部支事实上，纵墙底部支撑在基础上，顶部支撑在屋盖上；屋盖两端看作是支撑在山墙顶撑在屋盖上；屋盖两端看作是支撑在山墙顶的一根水平放置的梁，山墙是支撑在地基上的一根水平放置的梁，山墙是支撑在地基上的悬臂柱。的悬臂柱。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.31第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.32水平风荷载传递路线是水平风荷载传递路线是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 这类房屋，风荷载的传递体系已经不是平面这类房屋，风荷载的传递体系已经不是平面受力体系，而是空间受力体系。此时，墙体顶受力体系，而是空间受力体系。此时，墙体顶部的水平位移不仅与纵墙自身刚度有关，而且部的水平位移不仅与纵墙自身刚度有关，而且与屋盖结构水平刚度和山墙顶部水平方向的位与屋盖结构水平刚度和山墙顶部水平方向的位移有关。移有关。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.33 工程设计中，这种情况仍然化为平面问题处工程设计中，这种情况仍然化为平面问题处理，按前述方法取一计算单元，但应考虑房理，按前述方法取一计算单元，但应考虑房屋空间受力的影响。屋空间受力的影响。房屋空间受力对平面计算单元的影响称为房房屋空间受力对平面计算单元的影响称为房屋的空间作用。房屋的空间作用在下面两种屋的空间作用。房屋的空间作用在下面两种情况下都是存在的：房屋的横向刚度沿纵向情况下都是存在的：房屋的横向刚度沿纵向变化；房屋的荷载沿纵向变化。变化；房屋的荷载沿纵向变化。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.34 可以用空间性能影响系数可以用空间性能影响系数来表示房屋空间作来表示房屋空间作用的大小：用的大小：计算单元顶点侧移计算单元顶点侧移无山墙房屋顶点侧无山墙房屋顶点侧移移显然显然值在值在0-10-1之间之间第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.35=1=1时，房屋无空间作用，计算单元的计算时，房屋无空间作用，计算单元的计算简图按平面排架计算，这种计算方法称为按简图按平面排架计算，这种计算方法称为按弹性方案的计算方法或称弹性方案，当弹性方案的计算方法或称弹性方案，当接接近近1 1时，即侧移很大时，也按弹性方案计算时，即侧移很大时，也按弹性方案计算第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.36=0=0时，计算单元无顶点侧移，房屋的空间时，计算单元无顶点侧移，房屋的空间作用很大，计算单元的计算简图比拟为顶点作用很大，计算单元的计算简图比拟为顶点加水平限侧连杆的平面排架，这种计算称为加水平限侧连杆的平面排架，这种计算称为刚性方案。工程设计上，当刚性方案。工程设计上，当很小时，即侧很小时，即侧移很小时，也按刚性方案计算。移很小时，也按刚性方案计算。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.37 当当介于介于0-1之间时，房屋的作用也介于弹性之间时，房屋的作用也介于弹性和刚性之间，计算单元的计算简图比拟为顶点和刚性之间，计算单元的计算简图比拟为顶点加一水平弹簧的平面排架，这种计算称为刚弹加一水平弹簧的平面排架，这种计算称为刚弹性方案。性方案。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.38表表5.1 5.1 房屋静力计算方案的确定房屋静力计算方案的确定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1 1整体式、装配整体和装配式无檩体系钢整体式、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筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖s32s72s722 2装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢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屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖s20s48s483 3 冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖s16s36s36备备注注S S为房屋横墙间距，其长度单位为为房屋横墙间距，其长度单位为m m；对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应；对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。按弹性方案考虑。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.39注：注：表中表中s s为房屋横墙间距，其长度单位为为房屋横墙间距，其长度单位为m m。当多层房屋的屋盖、楼盖类别不同或横墙间当多层房屋的屋盖、楼盖类别不同或横墙间距不同时，可按本表规定分别确定各层距不同时，可按本表规定分别确定各层(底层或底层或顶顶 部各层部各层)房屋的静力计算方案。房屋的静力计算方案。对无山墙或伸缩缝无横墙的房屋，应按弹性对无山墙或伸缩缝无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。方案考虑。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.40二、刚性、刚弹性方案房屋的横墙要求二、刚性、刚弹性方案房屋的横墙要求 为保证横墙具有足够抗侧刚度，确定刚性和刚为保证横墙具有足够抗侧刚度，确定刚性和刚弹性方案的房屋时横墙应同时符合下列条件：弹性方案的房屋时横墙应同时符合下列条件：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截面面积的应超过横墙截面面积的50%50%；横墙的厚度不宜小于横墙的厚度不宜小于180mm180mm；单层房层的横墙长度不宜小于其高度，多层单层房层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横墙总高度的一半。房屋的横墙长度不宜小于横墙总高度的一半。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.41注：注：1 1 当横墙不能同时符合上述要求时，应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。如其最大水平位移对横墙的刚度进行验算。如其最大水平位移值值u umaxmaxH/4000H/4000时，仍可视作刚性或刚弹性方时，仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙；案房屋的横墙；2 2 凡刚度符合凡刚度符合u umaxmaxH/4000H/4000要求的一段横墙或要求的一段横墙或其他结构构件其他结构构件(如框架等如框架等)，也可视作刚性或，也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。刚弹性方案房屋的横墙。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.42单层房屋横墙在水平集中力单层房屋横墙在水平集中力p p1 1作用下的最大位作用下的最大位移移u umaxmax，由弯曲变形和剪切变形两部分组成。，由弯曲变形和剪切变形两部分组成。当门窗洞口的水平截面面积不超过横墙全截面当门窗洞口的水平截面面积不超过横墙全截面面积的面积的75%75%时，时，u umaxmax可按下式计算：可按下式计算：第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.43第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.44多层房屋也可以仿照上述方法进行计算多层房屋也可以仿照上述方法进行计算第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.45三、空间性能影响系数三、空间性能影响系数 单层房屋的空间性能影响系数可按下单层房屋的空间性能影响系数可按下述方法求得述方法求得第一类屋盖第一类屋盖 k=0.03 k=0.03第二类屋盖第二类屋盖 k=0.05 k=0.05第三类屋盖第三类屋盖 k=0.065 k=0.065第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.46房屋各层的空间性能影响系数房屋各层的空间性能影响系数以上同样适用于横墙的静力计算方案确定，计算横墙时则为纵以上同样适用于横墙的静力计算方案确定，计算横墙时则为纵墙间距墙间距第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.475.3 5.3 砌体房屋墙、柱设计砌体房屋墙、柱设计 砌体结构房屋墙、柱设计应根据房屋的结砌体结构房屋墙、柱设计应根据房屋的结构布置方案等因素，确定承重墙和自承重墙构布置方案等因素，确定承重墙和自承重墙的厚度，使其满足墙、柱高厚比的要求；按的厚度，使其满足墙、柱高厚比的要求；按本章本章5.2的方法确定房屋的静力计算方案；的方法确定房屋的静力计算方案；根据房屋的静力计算方案确定计算单元的承根据房屋的静力计算方案确定计算单元的承重墙、柱控制截面内力；按重墙、柱控制截面内力；按3、4章的方法进章的方法进行承载力计算，使其满足承载力要求。还要行承载力计算，使其满足承载力要求。还要满足砌体结构房屋的构造要求。满足砌体结构房屋的构造要求。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.48总而言之，砌体结构房屋墙、柱满足承载总而言之，砌体结构房屋墙、柱满足承载力和墙、柱构造两方面的要求力和墙、柱构造两方面的要求第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.49一、刚性方案房屋墙、柱一、刚性方案房屋墙、柱 刚性方案房屋空间作用大，墙、柱顶端刚性方案房屋空间作用大，墙、柱顶端位移很小，屋、楼盖可视作墙、柱顶端的位移很小，屋、楼盖可视作墙、柱顶端的不动绞支座不动绞支座第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.501 1、单层刚性方案房屋承重纵墙计算、单层刚性方案房屋承重纵墙计算（1 1）、计算单元）、计算单元计算单元应取荷载较大、截面削弱较多的有代计算单元应取荷载较大、截面削弱较多的有代表性的墙段。一般取一个开间作为计算单元，表性的墙段。一般取一个开间作为计算单元，计算单元的宽度为计算单元的宽度为第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.51第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.52计算简图中的墙体计算截面宽度可按下列规计算简图中的墙体计算截面宽度可按下列规定采用：定采用：1 1）、对于带壁柱墙，可取壁柱宽加）、对于带壁柱墙，可取壁柱宽加2/32/3墙高，墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离2 2）、对于无壁柱墙，可取）、对于无壁柱墙，可取2/32/3墙高，但不大于墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离窗间墙宽度和相邻壁柱间距离第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.53第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.54第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.55单层刚性方案房屋承重纵墙计算采用下列单层刚性方案房屋承重纵墙计算采用下列假定：假定：1）、纵墙、柱下端在基础顶面处固接；）、纵墙、柱下端在基础顶面处固接；2）、纵墙、柱上端与屋面梁或屋架铰接，）、纵墙、柱上端与屋面梁或屋架铰接，并且视屋面梁或屋架为纵墙、柱上端的不并且视屋面梁或屋架为纵墙、柱上端的不动绞支座。动绞支座。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.56按上述假定，每片纵墙可以按下端固接、按上述假定，每片纵墙可以按下端固接、上端支撑在不动绞支座的竖向构件单独计上端支撑在不动绞支座的竖向构件单独计算，高度一般为基础顶面至梁底（或屋架算，高度一般为基础顶面至梁底（或屋架底）之间的距离底）之间的距离 计算简图作用荷载第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.57第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.58（2 2）竖向荷载作用下的计算）竖向荷载作用下的计算包括屋盖荷载和墙、柱自重包括屋盖荷载和墙、柱自重第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.59（3 3）、风荷载作用下的计算）、风荷载作用下的计算 风载可看做由两部分组成，一部分是屋面风载可看做由两部分组成，一部分是屋面上的风荷载简化为集中荷载作用在横墙上，上的风荷载简化为集中荷载作用在横墙上，纵墙不承受，另一部分为墙面上的风载简化纵墙不承受，另一部分为墙面上的风载简化为均布荷载为均布荷载q，均布荷载产生的内力可按下，均布荷载产生的内力可按下式计算：式计算：第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.60第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.61 考虑墙体自重、楼盖和风荷载，外墙计算考考虑墙体自重、楼盖和风荷载，外墙计算考虑下列三种荷载效应组合：虑下列三种荷载效应组合：恒载恒载+风载；风载；恒载恒载+屋面活载；屋面活载；恒载恒载+0.85+0.85（屋面活载（屋面活载+风载）风载）（当有吊车时，应与混凝土结构单层厂房相同，（当有吊车时，应与混凝土结构单层厂房相同，将吊车荷载效应参与组合）将吊车荷载效应参与组合）第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.62（4 4）、纵墙承载力验算控制截面）、纵墙承载力验算控制截面 选取控制截面原则上取轴力大、弯矩大、选取控制截面原则上取轴力大、弯矩大、偏心矩大、截面面积小的作为控制截面。偏心矩大、截面面积小的作为控制截面。单层房屋纵墙控制截面一般为基础顶面、单层房屋纵墙控制截面一般为基础顶面、墙顶和墙中部弯矩最大处，对于变截面墙、墙顶和墙中部弯矩最大处，对于变截面墙、柱，还应在变截面处加两个控制截面，分柱，还应在变截面处加两个控制截面，分别在变截面上、下位置。别在变截面上、下位置。墙上有梁时，还应验算梁下砌体局部受压墙上有梁时，还应验算梁下砌体局部受压承载力承载力第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.632、多层刚性方案房屋承重纵墙计算、多层刚性方案房屋承重纵墙计算（1 1）、计算单元的选取）、计算单元的选取 与单层房屋一样，计算单位应取荷载教大、与单层房屋一样，计算单位应取荷载教大、截面削弱较多的墙段，一般取一个开间作为截面削弱较多的墙段，一般取一个开间作为计算单元，其宽度为计算单元，其宽度为第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.64第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.651 1）、对于带壁柱墙，有门窗洞时，可取窗间）、对于带壁柱墙，有门窗洞时，可取窗间墙宽度；无门窗洞时，取壁柱宽加墙宽度；无门窗洞时，取壁柱宽加2/32/3壁柱高壁柱高（层高），但不超过开间宽（层高），但不超过开间宽2 2）、对于无壁柱墙，有门窗洞时，可取窗间）、对于无壁柱墙，有门窗洞时，可取窗间墙宽度；无门窗洞时，取墙宽度；无门窗洞时，取2/32/3层高，但不超过层高，但不超过开间宽开间宽第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.66（2 2）、竖向荷载作用下的计算）、竖向荷载作用下的计算 竖向荷载作用下，多层房屋的墙、柱如同竖向荷载作用下，多层房屋的墙、柱如同一根竖向放置的连续梁，而各层楼盖及基础一根竖向放置的连续梁，而各层楼盖及基础则是连续梁的支点则是连续梁的支点第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.67 由于屋盖、楼盖中的梁或板伸入墙内搁置，致由于屋盖、楼盖中的梁或板伸入墙内搁置，致使墙体的连续性受到削弱，因此在支承点处所使墙体的连续性受到削弱，因此在支承点处所能传递的弯矩很小。为了简化计算，能传递的弯矩很小。为了简化计算，假定连续假定连续梁在屋盖、楼盖处为铰接梁在屋盖、楼盖处为铰接。在基础顶面处的轴。在基础顶面处的轴向力远比弯矩大，所引起的偏心距也很小，按向力远比弯矩大，所引起的偏心距也很小，按轴心受压和偏心受压的计算结果相差不大，因轴心受压和偏心受压的计算结果相差不大，因此，此，墙体在基础顶面处也可假定为铰接墙体在基础顶面处也可假定为铰接。这样，。这样，在竖向荷载作用下，刚性方案多层房屋的墙体在竖向荷载作用下，刚性方案多层房屋的墙体在每层高度范围内，均可简化为两端铰接的竖在每层高度范围内，均可简化为两端铰接的竖向构件进行计算。向构件进行计算。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.68 底层高度一般取二层楼板顶面至基础顶面底层高度一般取二层楼板顶面至基础顶面之间距离（当基础埋置较深且有刚性地坪时，之间距离（当基础埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地面下可取室外地面下500mm500mm处），其余各层高度取处），其余各层高度取层高层高第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.69第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.70第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.71当上下层墙厚度相同时，上部当上下层墙厚度相同时，上部截面的轴截面的轴力和弯矩分别为：力和弯矩分别为：e e1 1NN1 1对本层墙体截面形心线的偏心距。对本层墙体截面形心线的偏心距。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.72下部下部截面的轴力和弯矩分别为：截面的轴力和弯矩分别为：第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.73 当上下层墙厚度不同时，当上下层墙厚度不同时，N Nu对下层产生对下层产生弯矩：弯矩：第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.74（3 3）、水平荷载作用下的计算）、水平荷载作用下的计算 在水平风荷载作用下，墙、柱可视为在水平风荷载作用下，墙、柱可视为竖向连续梁，为简化计算，每层墙、柱竖向连续梁，为简化计算，每层墙、柱进一步简化为两端固定的单跨竖向梁，进一步简化为两端固定的单跨竖向梁，故在风荷载作用下，支撑处的墙、柱弯故在风荷载作用下，支撑处的墙、柱弯矩为：矩为：q q 计算单元没计算单元没1m1m墙高上的风荷载墙高上的风荷载H Hi 层高层高第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.75 规范规定，当刚性方案多层房屋的外墙符合下规范规定，当刚性方案多层房屋的外墙符合下列要求时，静力计算中可不考虑水平风荷载的列要求时，静力计算中可不考虑水平风荷载的影响，仅按竖向荷载进行计算：影响，仅按竖向荷载进行计算：(1)(1)洞口水平截面面积不超过全截面面积的洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/32/3。(2)(2)层高和总高不超过表层高和总高不超过表5.35.3的规定。的规定。(3)(3)屋面自重不小于屋面自重不小于 0.8KN/0.8KN/。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.76表表5.3 5.3 外墙不考虑风荷载影响时的最大高度外墙不考虑风荷载影响时的最大高度基本风压值基本风压值（kN/mkN/m2 2）层高（层高（m m）总高（总高（m m）0.40.44.04.028280.50.54.04.024240.60.64.04.018180.70.73.53.51818第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.77（4 4）、纵墙承载力验算的控制截面）、纵墙承载力验算的控制截面每层墙取两个控制截面，上截面可取墙体每层墙取两个控制截面，上截面可取墙体顶部位于大梁顶部位于大梁(或板或板)底的砌体截面底的砌体截面-，该截面承受弯矩该截面承受弯矩M MI和轴力和轴力N NI，因此需进行，因此需进行偏心受压承载力和梁下局部受压承载力验偏心受压承载力和梁下局部受压承载力验算。下截面可取墙体下部位于大梁算。下截面可取墙体下部位于大梁(或板或板)底稍上的砌体截面底稍上的砌体截面-，底层墙则取基础，底层墙则取基础顶面，该截面轴力顶面，该截面轴力N N最大，仅考虑竖向荷最大，仅考虑竖向荷载时弯矩为零按轴向受压计算。载时弯矩为零按轴向受压计算。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.783、多层刚性方案房屋承重横墙计算、多层刚性方案房屋承重横墙计算（1 1）、计算单元和计算简图）、计算单元和计算简图 按表按表5.15.1中静力计算方案的确定方法，计算中静力计算方案的确定方法，计算横墙时，采用纵墙的间距，一般纵墙的间距横墙时，采用纵墙的间距，一般纵墙的间距较小，故横墙计算可按刚性方案考虑。较小，故横墙计算可按刚性方案考虑。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.79 刚性方案房屋的横墙承受屋盖和楼盖传来刚性方案房屋的横墙承受屋盖和楼盖传来的均布线荷载，的均布线荷载，通常取宽度为通常取宽度为1m的横墙作为计算单元的横墙作为计算单元每层横墙视为两端铰支的竖向构件每层横墙视为两端铰支的竖向构件每层构件的高度每层构件的高度H的取值与纵墙相同；坡的取值与纵墙相同；坡顶层高取为层高加山墙尖高的顶层高取为层高加山墙尖高的1/2第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.80 当有屋、楼盖大梁支撑于横墙上时，和无洞口当有屋、楼盖大梁支撑于横墙上时，和无洞口的纵墙一样，取横墙计算截面宽度为的纵墙一样，取横墙计算截面宽度为b+2H/3(Hb+2H/3(H为层高，为层高，b b为壁柱宽），但不大于大梁间距离为壁柱宽），但不大于大梁间距离（S S1+S+S2）/2/2，其上承受（，其上承受（S S1+S+S2）/2/2范围内的全范围内的全部荷载。部荷载。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.81第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.82第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.83（2 2）、控制截面选取）、控制截面选取 承重横墙的控制截面一般取本层墙体的底承重横墙的控制截面一般取本层墙体的底部截面，若左右开间不等或楼面荷载不相等部截面，若左右开间不等或楼面荷载不相等时，顶部截面将产生弯矩，则须验算此截面时，顶部截面将产生弯矩，则须验算此截面的偏心受压承载力。当支撑梁时，还须验算的偏心受压承载力。当支撑梁时，还须验算砌体的局部受压承载力。多层房屋中，当横砌体的局部受压承载力。多层房屋中，当横墙的砌体材料及墙厚上下相同时，可只验算墙的砌体材料及墙厚上下相同时，可只验算底层下部截面，如有改变则还要对材料或截底层下部截面，如有改变则还要对材料或截面改变处进行验算。面改变处进行验算。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.84二、弹性方案房屋墙、柱设计二、弹性方案房屋墙、柱设计 计算简图如图计算简图如图5.6c 5.6c，计算单元的选取与，计算单元的选取与单层刚性方案房屋相同。单层刚性方案房屋相同。竖向荷载作用下的墙、柱内力计算方法，竖向荷载作用下的墙、柱内力计算方法，取决于荷载和结构是否对称；当荷载与结取决于荷载和结构是否对称；当荷载与结构对称时，柱顶无侧移，可简化为顶端为构对称时，柱顶无侧移，可简化为顶端为不动绞时的情况，计算方法与刚性方案相不动绞时的情况，计算方法与刚性方案相同；当荷载或结构不对称时，可按下述方同；当荷载或结构不对称时，可按下述方法计算。法计算。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.85水平风荷载作用下的墙、柱内力计算可用叠加水平风荷载作用下的墙、柱内力计算可用叠加原理，如图所示。原理，如图所示。第一步，先在顶部加一水平连杆约束，算出其第一步，先在顶部加一水平连杆约束，算出其约束反力约束反力R R及相应的结构内力；及相应的结构内力；第二步，解除约束并把反力第二步，解除约束并把反力R R反向加在顶部，反向加在顶部，算出相应内力。最终的内力为上述两步内力的算出相应内力。最终的内力为上述两步内力的叠加。叠加。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.86第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.87第一步内力及约束反力的计算方法同刚性第一步内力及约束反力的计算方法同刚性方案房屋。第二步的内力可按剪力分配法方案房屋。第二步的内力可按剪力分配法计算，当两柱的抗剪刚度相等时，被根柱计算，当两柱的抗剪刚度相等时，被根柱的剪力分配系数的剪力分配系数相等，相等，=0.5=0.5，两柱的，两柱的柱顶剪力均等于柱顶剪力均等于R/2R/2，柱底弯矩，柱底弯矩M MA=RH/2=RH/2，弯矩为斜直线。弯矩为斜直线。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.88三、刚弹性方案房屋墙、柱设计三、刚弹性方案房屋墙、柱设计 刚弹性方案的顶点侧移介于刚性方案和弹刚弹性方案的顶点侧移介于刚性方案和弹性方案房屋之间，墙、柱顶端可视作支撑在性方案房屋之间，墙、柱顶端可视作支撑在有限侧的屋盖和楼盖上，即支撑在水平弹簧有限侧的屋盖和楼盖上，即支撑在水平弹簧上。上。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.891 1、单层刚弹性方案房屋墙、柱计算、单层刚弹性方案房屋墙、柱计算 首先阐述此种排架在顶点水平集中力首先阐述此种排架在顶点水平集中力W W作用作用下的内力计算方法。下的内力计算方法。在顶点水平集中力在顶点水平集中力W W的作用下，弹簧反力为的作用下，弹簧反力为R R，顶点位移为，顶点位移为u us，根据空间性能影响系数，根据空间性能影响系数的定义知，的定义知，u up为排架在顶点水平为排架在顶点水平集中力集中力W W作用下的顶点位移。又由结构力学知，作用下的顶点位移。又由结构力学知，排架顶点位移与顶点荷载成比例。排架顶点位移与顶点荷载成比例。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.90故故 受顶点水平集中力受顶点水平集中力W W作用的刚弹性方案房屋，作用的刚弹性方案房屋，其位移和内力可按弹性方案房屋计算，相应其位移和内力可按弹性方案房屋计算，相应顶点水平集中力为顶点水平集中力为WW。这样，将刚弹性方案。这样，将刚弹性方案房屋转化成了弹性方案房屋计算。房屋转化成了弹性方案房屋计算。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.91第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.92 控制截面一般为墙、柱顶和基础顶面。如墙、控制截面一般为墙、柱顶和基础顶面。如墙、柱变截面，变截面处也应该作为控制截面。柱变截面，变截面处也应该作为控制截面。截面承载力验算时，仍应根据使用过程中可能截面承载力验算时，仍应根据使用过程中可能出现的荷载组合，取其不利者进行验算。出现的荷载组合，取其不利者进行验算。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.932 2、多层刚弹性方案房屋墙、柱计算、多层刚弹性方案房屋墙、柱计算（1 1）、多层刚弹性方案房屋墙、柱计算）、多层刚弹性方案房屋墙、柱计算 对称结构在对称竖向荷载作用下，各楼层对称结构在对称竖向荷载作用下，各楼层无水平位移，可按刚性方案计算。一般荷载无水平位移，可按刚性方案计算。一般荷载作用下，利用叠加原理通过加连杆和去连杆，作用下，利用叠加原理通过加连杆和去连杆，归结为多层刚性房屋和受楼层集中力作用的归结为多层刚性房屋和受楼层集中力作用的刚弹性房屋这两种效应叠加。刚弹性房屋这两种效应叠加。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.94第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.95 类似单层房屋，受楼层水平集中力类似单层房屋，受楼层水平集中力R Ri作用作用的刚弹性多层房屋，可转化为框架计算，相的刚弹性多层房屋，可转化为框架计算，相应楼层水平集中力为应楼层水平集中力为iR Ri.为简化并偏于安全，规范规定，多层为简化并偏于安全，规范规定，多层房屋的综合空间性能影响系数房屋的综合空间性能影响系数i按单层房屋按单层房屋的（表的（表5.25.2）取用。）取用。第五章 砌体构件房屋的墙、柱设计3.96（2 2）、多层刚弹性方案房屋的静力计算方法）、多层刚弹性方案房屋的静力计算方法一般荷载作用下，通过加连杆和去连杆，利一般荷载作用下，通过加连杆和去连杆，利用叠加原理将其计算转化为图用叠加原理将其计算转化为图5.205.20中中b b、c c两两种情况相加。竖向荷载同刚性方案，考虑水种情况相加。竖向荷载同刚性方案，考虑水平风荷载时，