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1、1,五、多層房屋墻體計(jì)算,1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算,B,b,L1+L2)/2,1)計(jì)算單元的選取 計(jì)算截面寬度B:受荷寬度可取具有代表性的一段墻柱作為計(jì)算單元,如荷載大、截面弱處的一個(gè)開(kāi)間 a)有洞:窗間墻;b)無(wú)洞:B=(L1+L2)/2 c)壁柱間距較大且層高較小時(shí),2,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)1,2)水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 a)荷載:沿高度取為均布荷載,同時(shí)考慮迎風(fēng)面和背風(fēng)面兩個(gè)方向的風(fēng)荷載并取左右風(fēng),組合Mmax值 b)計(jì)算高度H0:底層取基頂至上層樓蓋梁底的距離,其余各層取上下層梁底之間的距離 (P90表4.3) c)支承:水
2、平荷載作用下,承重縱墻為一連續(xù)的四邊支承板體系,橫墻為側(cè)向支承,樓屋蓋及基頂為上下支承縱墻在豎向上受到樓蓋的較強(qiáng)約束,是一以樓屋蓋及基頂為為不動(dòng)鉸支承的豎向連續(xù)板 d)縱墻墻體:為方便起見(jiàn),沿墻體高度的層間墻體可看成是上下固定的板,上下端的固定彎距在一般情況下按等截面計(jì)算,?。篗qH2/12,3,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)2,2)水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 e)當(dāng)多層剛性方案房屋的外墻符合下列要求時(shí),靜力計(jì)算可不考慮風(fēng)荷載的影響: i) 洞口水平截面面積不超過(guò)全截面面積的2/3; ii) 層高和總高不超過(guò)規(guī)定要求(P71表4.6); iii)屋面自重不
3、小于0.8KN/m2 當(dāng)必須考慮風(fēng)荷載時(shí),風(fēng)荷載引起的彎距M,可按下式計(jì)算,4,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)3,M=qH2/12,水平荷載作用下墻、柱可視作豎向連續(xù)梁,層間墻體可看成是上下固定的板,水平荷載作用下縱墻的內(nèi)力(以樓屋蓋支承的豎向連續(xù)梁,風(fēng)荷載沿高度取為均勻分布,M=qH2/12,M=qH2/12,M=qH2/12,5,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)4,3)豎向荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 1)計(jì)算簡(jiǎn)圖的兩種確定方法 a)規(guī)范: 在豎向荷載作用下,墻、柱在每層高度范圍內(nèi),可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件。 即:墻、柱在樓
4、屋蓋和基頂處都為不動(dòng)鉸支座支承。 規(guī)范確定方法認(rèn)為:由于樓屋蓋梁板需要一定的擱置長(zhǎng)度,墻體在支承處的截面受到削弱,同時(shí)也削弱了墻體在樓蓋處的連續(xù)性。被削弱后的截面只能承受較小的彎距,6,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)5,關(guān)于基頂與墻、柱底部的連接: i)單層房屋:?jiǎn)螌臃课菰诤奢d作用下,墻柱可視為上端不動(dòng)鉸支承于屋蓋,下端嵌固于基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件。 下端固接:?jiǎn)螌臃课菀话銓痈咻^大,計(jì)算時(shí)需考慮水平風(fēng)荷載的作用,墻底部截面的彎距和軸向內(nèi)力都較大,彎距作用不可忽略。若假定為鉸接則與實(shí)際不符,a,b,q1,q2,W,H,NLM,NLM,0.33,A,a,Ra,RA,NLM,M
5、A,Ma,A,a,Ra,RA,q,MA,Ma,7,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)6,關(guān)于基頂與墻、柱底部的連接: ii)多層房屋:在豎向荷載作用下,墻、柱在每層高度范圍內(nèi),可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件。 軸向力是主要內(nèi)力,而且數(shù)值較大。當(dāng)墻體有門窗洞口削弱及層高不大時(shí),可不計(jì)風(fēng)荷載。并且在墻體與基礎(chǔ)連接的截面上,軸向力是決定性因素,彎距值相對(duì)較小,是可以忽略的。即使不予忽略,彎距引起的軸向力偏心距也很小,墻、柱按偏壓構(gòu)件與按軸壓構(gòu)件計(jì)算的承載力,計(jì)算結(jié)果相差無(wú)幾。 假定墻體與基礎(chǔ)鉸接后,一個(gè)多次超靜定問(wèn)題就可變?yōu)殪o定問(wèn)題,很大程度上簡(jiǎn)化了計(jì)算。 規(guī)范方法長(zhǎng)期使用
6、,較為普遍,實(shí)踐證明是偏于安全的,8,五、多層房屋墻體計(jì)算1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)7,兩端鉸支的豎向構(gòu)件,墻頂與屋面梁或屋架為鉸接的框架,梁端彎距 修正系數(shù),具框架作用 存在反彎點(diǎn)(取1/2) 梁端對(duì)墻體有嵌固作用,9,五、多層房屋墻體計(jì)算1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)8,b)按框架分析內(nèi)力 這種方法認(rèn)為,許多多層砌體房屋中,鋼筋混凝土樓蓋梁伸過(guò)墻截面中心線,甚至伸到外墻面。另外為了加強(qiáng)房屋整體性、抗震、抗不均勻沉降等,常常加設(shè)鋼筋混凝土圈梁與構(gòu)造柱。故樓蓋梁在荷載作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),受到砌體墻的約束較為顯著,工作性能類似于框架節(jié)點(diǎn),故應(yīng)按框架分析內(nèi)力,但不考慮縱墻頂對(duì)屋面
7、梁或屋架的約束作用(仍假定為鉸接)??v墻內(nèi)力按分層法計(jì)算。 c)兩種方法的區(qū)別在于對(duì)梁端的約束程度。 工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)造與所采用的計(jì)算簡(jiǎn)圖相符,10,五、多層房屋墻體計(jì)算1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)9,3)豎向荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 2)內(nèi)力分析與控制截面的承載力驗(yàn)算,Hi,NG,Nu,NL,eL,NLeL,Nu,NL,eL,h/2,h/2,截面: 偏壓、局壓 u+L Le eL=h/2-0.4a0 -截面: 軸壓??紤]風(fēng)載時(shí)為偏壓,取qH2/12。 u+L +G 0,NG,11,五、多層房屋墻體計(jì)算,2.多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算 (1)計(jì)算單元的選取和計(jì)算
8、簡(jiǎn)圖 橫墻一般直接承受板上均布荷載,故通常取截面寬度B=1m的橫墻作為計(jì)算單元。 在豎向荷載作用下,墻、柱在每層高度范圍內(nèi),可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件。構(gòu)件的高度取為層高(頂層為坡屋頂時(shí),取層高加山尖高度的一半)。 注意建筑層高與結(jié)構(gòu)層高的取值: 建筑層高:底層基頂至梁頂,其余層梁頂至梁頂。 結(jié)構(gòu)層高:底層基頂至梁底,其余層梁底至梁底,12,五、多層房屋墻體計(jì)算 2.多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算(續(xù)1,H1,H2,H3,H4,0.4a0,eL eL,h/2 h/2,1m,0.4a0,Nu,NL1,NL2,橫墻計(jì)算簡(jiǎn)圖,橫墻計(jì)算單元,13,五、多層房屋墻體計(jì)算 2.多層剛性方案房屋承重橫墻
9、的計(jì)算(續(xù)2,2)橫墻豎向荷載作用及控制截面承載力驗(yàn)算 1)豎向荷載:Nu、NL1、NL2、G 2)控制截面承載力 當(dāng)NL1NL2時(shí),控制截面為墻底截面軸壓。 當(dāng)NL1NL2時(shí),控制截面為墻頂截面偏壓,墻體支承梁時(shí)局壓;墻底截面軸壓。 當(dāng)活載很大時(shí),考慮最不利荷載作用位置(只有一邊作用活載),也為偏壓。 當(dāng)橫墻有洞口時(shí)應(yīng)考慮洞口削弱的影響。 山墻的計(jì)算方法同縱墻,14,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算,1)多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算方法 1)計(jì)算的簡(jiǎn)化 多層剛彈性方案房屋具有同層空間作用與層間空間作用。為了便于工程應(yīng)用及偏于安全,作了兩個(gè)簡(jiǎn)化: a)不考慮層間空間作用;
10、 b)本層的 i與單層的相同。 2)豎向荷載作用下的墻柱內(nèi)力 一般房屋結(jié)構(gòu)及其荷載均對(duì)稱,其內(nèi)力分析方法同剛性方案,15,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)1,1)多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算方法 3)水平風(fēng)荷載作用下的墻柱內(nèi)力 考慮空間性能影響系數(shù),采用與單層相同的處理方法,即“兩步迭加法”,取一個(gè)開(kāi)間為計(jì)算單元,作為平面排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖。步驟如下: a)在計(jì)算簡(jiǎn)圖的各層橫梁與柱連接點(diǎn)處,加上一個(gè)水平不動(dòng)鉸支座,形成一相應(yīng)的剛性方案,求出支座反力Ri及其內(nèi)力; b)將Ri反向施加于各節(jié)點(diǎn)上,形成一相應(yīng)的彈性方案,計(jì)算其內(nèi)力; c)將上述兩項(xiàng)內(nèi)力疊加,即為原多層剛彈性方案
11、房屋的內(nèi)力,16,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)2,Rn,Ri,R1,nRn,iRi,1R1,多層剛彈性方案房屋靜力計(jì)算簡(jiǎn)圖,17,五、多層房屋墻體計(jì)算,2)上柔下剛多層房屋的靜力計(jì)算方法 頂層s32m,其它層s32m,稱為上柔下剛房屋。 實(shí)測(cè)表明,當(dāng)在各層施加水平荷載時(shí),頂層產(chǎn)生的位移值很小。 對(duì)上柔下剛房屋的內(nèi)力分析,頂層近似按單層房屋計(jì)算, 取單層房屋的空間性能影響系數(shù);其余各層按多層剛性方案房屋計(jì)算。頂層墻底彎距和軸力將認(rèn)為作用于下一層,18,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)2,Rn,Ri,R1,nRn,iRi,1R1,上柔下剛方案
12、房屋靜力計(jì)算簡(jiǎn)圖,19,五、多層房屋墻體計(jì)算,3)上剛下柔房屋的靜力計(jì)算方法 底層s32m,其它層s32m,稱為上柔下剛房屋。 底層以上各層空間工作性能較強(qiáng),但為了計(jì)算簡(jiǎn)化與偏于安全,可不考慮。 上剛下柔房屋的內(nèi)力分析方法是科學(xué)的,在非抗震設(shè)防地區(qū)的應(yīng)用也是沒(méi)有問(wèn)題的。但是,在抗震設(shè)防地區(qū)很難滿足層間剛度比的要求。如果底部設(shè)框架剪力墻,則成為底部框剪結(jié)構(gòu)上部磚混結(jié)構(gòu)的底框房屋,其內(nèi)力就不能按上剛下柔房屋來(lái)計(jì)算。另外,上剛下柔房屋的底部抗側(cè)剛度偏小,故新規(guī)范不再推薦采用這類房屋,20,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.上剛下柔方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)1,水平風(fēng)荷載作用下的墻柱內(nèi)力計(jì)算也采用 “兩步迭加法”: a)在計(jì)算簡(jiǎn)圖的各層橫梁與柱連接點(diǎn)處,加一水平不動(dòng)鉸支座,形成一相應(yīng)的剛性方案,求出支座反力Ri及其內(nèi)力; b)將上
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