ch4混合结构房屋墙体设计.ppt

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1、第第44章章 混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成及结构布置方案房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算单层房屋墙体计算单层房屋墙体计算多层房屋墙体计算多层房屋墙体计算地下室墙体地下室墙体4.1 4.1 混合结构房屋的组成及结构布置混合结构房屋的组成及结构布置混合结构房屋的组成及结构布置混合结构房屋的组成及结构布置方案方案方案方案混合结构房屋的组成混合结构房屋的组成定义：定义：砌体墙、柱和其他材料楼屋盖组成的砌体墙、柱和其他材料楼屋盖组成的房屋常称为房屋常称为“混合结构混合结构”房屋。（砖混结构房屋。（砖混结构房屋、

2、砖木结构房屋）房屋、砖木结构房屋）房屋的构件房屋的构件 ：屋盖、楼盖、纵墙、横墙、屋盖、楼盖、纵墙、横墙、柱、基础、楼梯柱、基础、楼梯结构布置方案结构布置方案纵墙承重方案纵墙承重方案横墙承重方案横墙承重方案纵横墙承重方案纵横墙承重方案内框架承重方案内框架承重方案混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成及结构布置方案纵墙承重方案纵墙承重方案竖向荷载传递方式：屋（楼）面荷载竖向荷载传递方式：屋（楼）面荷载 屋架（梁）屋架（梁）纵墙纵墙 基础基础 地基地基纵墙承重方案纵墙承重方案特点特点纵墙为承重墙，横墙数量相对较少，承重墙纵

3、墙为承重墙，横墙数量相对较少，承重墙间距一般较大，房屋的空间刚度比横墙承重间距一般较大，房屋的空间刚度比横墙承重体系小；纵墙上门窗洞口的大小和位置受到体系小；纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制。限制。横墙为自承重墙，房屋的划分比较灵活。横墙为自承重墙，房屋的划分比较灵活。楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较少楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较少 横墙承重方案横墙承重方案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 横墙横墙 基础基础 地基地基 横墙承重方案横墙承重方案特点特点横墙为承重墙，间距较小（横墙为承重墙，间距较小（3 34.5m4.5m），结），结构整体性好，空

4、间刚度大，有利于抵抗水平构整体性好，空间刚度大，有利于抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降作用和调整地基的不均匀沉降 纵墙作为围护、隔断墙，其设置门窗洞口的纵墙作为围护、隔断墙，其设置门窗洞口的限制较少，纵墙立面处理比较灵活。限制较少，纵墙立面处理比较灵活。楼盖的材料用量较少，但墙体的用料较多楼盖的材料用量较少，但墙体的用料较多 ，施工方便，施工方便 纵横墙承重方案纵横墙承重方案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 地基地基横墙横墙双向板引起的纵横墙承重纵横墙承重方案纵横墙承重方案特点：兼有横墙和纵墙承重体系的特点，特点：兼有横墙和纵墙承重体系的特点，

5、房屋平面布置比较灵活，空间刚度较好。房屋平面布置比较灵活，空间刚度较好。内框架承重方案内框架承重方案竖向荷载传力路线竖向荷载传力路线 屋（楼）屋（楼）面荷载面荷载梁梁外墙外墙基基础础 地地基基梁梁框架框架柱柱内框架承重方案内框架承重方案特点特点室内空间较大，平面布置灵活室内空间较大，平面布置灵活由于横墙少，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 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 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

6、由于变形不协调而破坏 4.2 4.2 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案混合结构房屋的空间工作混合结构房屋的空间工作空间受力体系空间受力体系墙、柱设计墙、柱设计墙、柱内力计算墙、柱内力计算墙、柱承载力计算墙、柱承载力计算计算简图的确定计算简图的确定水平荷载传递路径水平荷载传递路径两端无山墙的单层房屋：两端无山墙的单层房屋：水平荷载水平荷载 纵墙纵墙 纵墙基础纵墙基础 地基地基两端有山墙的单层房屋：两端有山墙的单层房屋：水平荷载水平荷载 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 地基地基计算简图的确定计算简图的确定两两端端无无山

7、山墙墙的的单单层层房房屋屋平面排架平面排架计算简图的确定计算简图的确定两端有山墙的两端有山墙的单层房屋单层房屋山墙顶水平位移山墙顶水平位移屋盖平面内产屋盖平面内产生的弯曲变形生的弯曲变形混合结构房屋的空间工作混合结构房屋的空间工作空间性能影响系数空间性能影响系数通过试验并结合经验得出通过试验并结合经验得出不同屋盖形式不同屋盖形式、不同横墙间距下的空间性能影响系数，不同横墙间距下的空间性能影响系数，见见P59P59表表4.14.1房屋静力计算方案的分类房屋静力计算方案的分类刚性方案刚性方案弹性方案弹性方案刚弹性方案刚弹性方案实际上，房屋静力计算方案的划分可依据屋实际上，房屋静力计算方案的划分可依

8、据屋盖、楼盖类型，按横墙间距来划分盖、楼盖类型，按横墙间距来划分P60P60表表4.24.2刚性方案房屋、刚弹性方案房屋对于刚性方案房屋、刚弹性方案房屋对于横墙的要求横墙的要求横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超横墙中开有洞口时，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180mm 180mm 单层房层的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋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。的横墙长度不宜小于横墙总高度的一半。当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙的刚当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙

9、的刚度进行验算。要求横墙保证墙顶最大水平位移度进行验算。要求横墙保证墙顶最大水平位移 横墙顶部位移计算示意图横墙顶部位移计算示意图每个开间内作用每个开间内作用于柱顶的水平力于柱顶的水平力4.3 4.3 墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算一一.墙柱高厚比验算的目的墙柱高厚比验算的目的(保证墙柱的稳定性）保证墙柱的稳定性）二二.影响受压砌体稳定性的因素影响受压砌体稳定性的因素砂浆强度等级砂浆强度等级砌体截面刚度砌体截面刚度砌体类型砌体类型构件的重要性及房屋的使用情况构件的重要性及房屋的使用情况构造柱间距及截面构造柱间距及截面横墙间距横墙间距支承条件支承条件三三.允许高厚比允许

10、高厚比砂浆强度等级砂浆强度等级墙墙柱柱M2.5M2.522221515M5.0M5.024241616M7.5M7.526261717墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算四四.墙、柱的计算高厚比墙、柱的计算高厚比墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算表表4.4 4.4 受压构件的计算高度受压构件的计算高度H H0 0五五.一般墙柱高厚比验算一般墙柱高厚比验算墙、柱的计算高厚比墙、柱的计算高厚比自承重墙允许高自承重墙允许高厚比修正系数厚比修正系数有门窗洞有门窗洞口墙允许口墙允许高厚比修高厚比修正系数正系数墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验

11、算注意几个问题注意几个问题（1 1）当洞口高度小于墙高）当洞口高度小于墙高1/51/5时，不考虑洞口作用，即时，不考虑洞口作用，即（2 2）当横墙间距较小时（）当横墙间距较小时（），高厚比），高厚比不受限制。不受限制。墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算(3)(3)变截面柱的高厚比可按上下截面变截面柱的高厚比可按上下截面分别验算。有吊车作用房屋，分别验算。有吊车作用房屋，当荷当荷载作用组合不考虑吊车作用时载作用组合不考虑吊车作用时，变，变截面柱上段的计算高度可按表截面柱上段的计算高度可按表4.44.4的的规定采用；变截面柱下段的计算高规定采用；变截面柱下段的计算高度依照下列

12、三种情况取不同的值度依照下列三种情况取不同的值P63P63：墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算六六.带壁柱墙的高厚比验算带壁柱墙的高厚比验算1.1.整片墙体高厚比验算整片墙体高厚比验算A.A.多层房屋，多层房屋，有洞和无洞有洞和无洞B.B.单层房屋单层房屋C.C.带壁柱墙带壁柱墙的条形基础的条形基础计算截面翼缘宽度确定计算截面翼缘宽度确定P63P63：墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算2.2.壁柱间墙体高厚比验算壁柱间墙体高厚比验算无论房屋属何种方案，确定无论房屋属何种方案，确定H H0 0时一律按刚性方时一律按刚性方案考虑案考虑墙柱高厚比验算墙柱高

13、厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算七七.带构造柱墙高厚比验算带构造柱墙高厚比验算构造柱允许高构造柱允许高厚比提高系数厚比提高系数注意注意 的取值的取值P64P641.1.整片墙高厚比验算整片墙高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算2.2.构造柱间墙高厚比验算构造柱间墙高厚比验算同壁柱间墙体高厚比验算同壁柱间墙体高厚比验算（刚性方案、以构造柱距（刚性方案、以构造柱距离作为离作为s s）墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算s【例例4.1】某三层办公楼平面布置如图所示，采用装配式钢筋混凝某三层办公楼平面布置如图所示，采用装配式钢筋混凝土楼盖，纵横向承

14、重墙均为土楼盖，纵横向承重墙均为190mm，采用，采用MU7.5混凝土小型空心混凝土小型空心砌块，双面粉刷，二三层用砌块，双面粉刷，二三层用Mb5砂浆，层高均为砂浆，层高均为3.6m，窗宽均，窗宽均为为1800mm，门宽均为，门宽均为1000mm，试验算二层各墙的高厚比。，试验算二层各墙的高厚比。办公楼二层平面图办公楼二层平面图解解（1）确定静力计算方案）确定静力计算方案最大横墙间距最大横墙间距查表查表4.2属于刚性方案属于刚性方案承重墙高承重墙高 H=3.6m(2H=7.2m)，h=190mm查表查表4.3，Mb5砂浆，砂浆，=24（2）纵墙高厚比验算）纵墙高厚比验算外纵墙高厚比验算外纵墙高

15、厚比验算查表查表4.4，H0=1.0H=3.6m承重墙承重墙满足要求满足要求内纵墙高厚比验算内纵墙高厚比验算H0=1.0H=3.6m承重墙承重墙满足要求满足要求承重横墙高厚比验算承重横墙高厚比验算s=6.3mHs2H承重墙承重墙横墙无门窗洞口横墙无门窗洞口满足要求满足要求【例例4.2】某单层仓库，其纵横承重墙采用某单层仓库，其纵横承重墙采用Mu10砖，砖，M7.5混合砂混合砂浆，如图所示。全长浆，如图所示。全长6*6=36m，宽，宽12m，层高，层高4.5m，装配式无檩，装配式无檩体系屋盖。验算外纵墙和山墙高厚比。体系屋盖。验算外纵墙和山墙高厚比。GZ240*240370解解确定静力计算方案确

16、定静力计算方案该仓库为该仓库为1类房屋，查表类房屋，查表4.2，横墙间距，横墙间距属刚弹性方案属刚弹性方案壁柱下端嵌固于室内地坪以下壁柱下端嵌固于室内地坪以下0.5m处，墙的高度处，墙的高度 H=4.5+0.5=5mH=4.5+0.5=5m，查表，查表4.3，M7.5砂浆，砂浆，=26验算外纵墙高厚比验算外纵墙高厚比带壁柱墙截面几何特征计算带壁柱墙截面几何特征计算截面面积截面面积形心位置形心位置惯性矩惯性矩回转半径回转半径折算厚度折算厚度纵墙整片墙高厚比验算纵墙整片墙高厚比验算查表查表4.4，承重墙承重墙满足要求满足要求壁柱间墙高厚比验算壁柱间墙高厚比验算承重墙承重墙满足要求满足要求验算山墙高

17、厚比验算山墙高厚比山墙整片墙高厚比验算山墙整片墙高厚比验算纵墙间距纵墙间距s=12m32m，属刚性方案，属刚性方案承重墙承重墙满足要求满足要求验算山墙高厚比验算山墙高厚比构造柱间墙高厚比验算构造柱间墙高厚比验算构造柱间距构造柱间距查表查表4.4，承重墙承重墙满足要求满足要求4.4 4.4 单层房屋墙体的计算单层房屋墙体的计算单层房屋墙体的计算单层房屋墙体的计算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单层弹性方案房屋承重纵墙计算单层弹性方案房屋承重纵墙计算单层刚弹性房屋承重纵墙计算单层刚弹性房屋承重纵墙计算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单层刚性方案房屋承

18、重纵墙计算单层刚性方案房屋承重纵墙计算(1)(1)屋面荷载产生的内力屋面荷载产生的内力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(2)(2)风荷载产生内力风荷载产生内力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(3)(3)墙体自重：不等厚墙体尚应考虑上阶柱自墙体自重：不等厚墙体尚应考虑上阶柱自重对下阶柱产生的弯矩重对下阶柱产生的弯矩M M1 1=G=G1 1e e1 1，且且在施工阶段在施工阶段应按悬臂构件计算。应按悬臂构件计算。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内力组合内力组合:按按荷载规范荷载规范规定考虑多种规定考虑多种组合，并取最不利组合

19、进行验算组合，并取最不利组合进行验算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控制截面：柱顶控制截面：柱顶I-II-I、风荷载产生最大弯矩对、风荷载产生最大弯矩对应的截面应的截面II-IIII-II、柱底截面、柱底截面III-IIIIII-III单层弹性方案房屋承重纵墙计算单层弹性方案房屋承重纵墙计算0.77单层弹性方案房屋承重纵墙计算单层弹性方案房屋承重纵墙计算(1)(1)屋面荷载产生的内力屋面荷载产生的内力(2)(2)风荷载产生内力风荷载产生内力单层弹性方案房屋承重纵墙计算单层弹性方案房屋承重纵墙计算单层刚弹性方案房屋承重纵墙计算单层刚弹性方案房屋承重纵墙计算0330330.

20、770.774.5 4.5 多层房屋墙体计算多层房屋墙体计算多层房屋墙体计算多层房屋墙体计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算计计算算单单元元选选取取取有代表性的一段取有代表性的一段多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算1计计算算单单元元选选取取多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算2竖竖向向荷荷载载作作用用下下计计算算简简图图多层刚性方案房屋承重

21、纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算3.3.竖向荷载下的内力计算示例竖向荷载下的内力计算示例多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算4.4.水平荷载下计算简图及内力计算水平荷载下计算简图及内力计算不考虑风荷载的条件（不考虑风荷载的条件（同时满足同时满足）洞口水平面积不超过全截面面洞口水平面积不超过全截面面积的积的2/32/3层高和总高不超限层高和总高不超限P73P73表表4.54.5屋盖自重不小于屋盖自重不小于0.8kN/m0.8kN/m2 2多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算5.5.控制截面选取控制截面选取每层取两个截面进行验算每层取两个截面

22、进行验算（I-II-I、II-II)II-II)n n层墙体截面和材料均相同，层墙体截面和材料均相同，取底层的两个截面进行验取底层的两个截面进行验算算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算注意！注意！对于跨度大于对于跨度大于9m9m的房屋，尚应考虑的房屋，尚应考虑砌体的嵌固作用产生的梁端弯矩，砌体的嵌固作用产生的梁端弯矩，按下式计算按下式计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算计算单元和计算简图计算单元和计算简图多层刚性方案房屋承重横墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算计算单元和计算简图计算单元和计算简图多层刚性方案房屋承重横墙的计算多层刚性方案

23、房屋承重横墙的计算控制截面选取及承载力计算控制截面选取及承载力计算横墙受力特点：轴心受压或偏心受压横墙受力特点：轴心受压或偏心受压4.6 4.6 地下室墙体地下室墙体地下室墙体地下室墙体地下室墙体的计算特点地下室墙体的计算特点静力计算方案静力计算方案刚性方案刚性方案可不进行高厚比验算可不进行高厚比验算地下室墙体所受荷载与一般墙体不同地下室墙体所受荷载与一般墙体不同地下室墙体地下室墙体地下室墙体地下室墙体1.1.地下室墙体的荷载：地下室墙体的荷载：N N0 0、N Nl l、土侧压力、土侧压力q q2.2.计算简图及截面验算计算简图及截面验算一般情况下按上下铰一般情况下按上下铰支的竖向构件计算支的竖向构件计算取三个截面取三个截面进行验算进行验算地下室墙体地下室墙体地下室墙体地下室墙体当当D D/D0.7/D0.7时时3.3.对地下室墙厚相对对地下室墙厚相对地基宽度较小的情况，地基宽度较小的情况，墙体下部支座按部分墙体下部支座按部分嵌固作用考虑嵌固作用考虑地基刚度系数地基刚度系数,见见P82P82表表4.64.6地下室墙体地下室墙体地下室墙体地下室墙体