工學(xué)混合結(jié)構(gòu)房屋墻柱設(shè)計(jì)

1、混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)主要介紹混合結(jié)構(gòu)房屋的空間性能及靜力計(jì)算主要介紹混合結(jié)構(gòu)房屋的空間性能及靜力計(jì)算方案，墻、柱的高厚比驗(yàn)算方法以及單層和多層房方案，墻、柱的高厚比驗(yàn)算方法以及單層和多層房屋的墻體承載力計(jì)算，過梁和圈梁的設(shè)計(jì)方法，砌屋的墻體承載力計(jì)算，過梁和圈梁的設(shè)計(jì)方法，砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求等內(nèi)容。要求了解和建立混合結(jié)體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求等內(nèi)容。要求了解和建立混合結(jié)構(gòu)房屋空間作用的概念，掌握混合結(jié)構(gòu)房屋靜力計(jì)構(gòu)房屋空間作用的概念，掌握混合結(jié)構(gòu)房屋靜力計(jì)算方案，掌握墻柱的高厚比驗(yàn)算方法，能進(jìn)行剛性算方案，掌握墻柱的高厚比驗(yàn)算方法，能進(jìn)行剛性方案房屋墻體的計(jì)算，了解過梁與圈梁的

2、設(shè)計(jì)方法，方案房屋墻體的計(jì)算，了解過梁與圈梁的設(shè)計(jì)方法，領(lǐng)會(huì)砌體結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)造要求。領(lǐng)會(huì)砌體結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)造要求。 內(nèi)容提要內(nèi)容提要前言： 混合結(jié)構(gòu)房屋混合結(jié)構(gòu)房屋樓蓋和屋蓋等水平承重構(gòu)件采用鋼筋混凝土、木材或鋼材，而內(nèi)外墻、柱和基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體結(jié)構(gòu)建造的房屋。 特點(diǎn)特點(diǎn):節(jié)省鋼材、施工簡(jiǎn)便、造價(jià)較低等 常用于常用于：住宅、辦公樓、教學(xué)樓、商店、廠房、倉庫、食堂、劇場(chǎng)等。承重墻承重墻承受自重的同時(shí)還要承受樓蓋和屋蓋傳來的荷載。非承重墻非承重墻主要起維護(hù)和分隔的作用。混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)的重要任務(wù)混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)的重要任務(wù)墻體設(shè)計(jì)墻體設(shè)計(jì)墻體設(shè)計(jì)包括：墻體設(shè)計(jì)包括：承重墻體的布置、承重墻體的

3、布置、房屋的靜力計(jì)算房屋的靜力計(jì)算方案的確定方案的確定、墻柱高厚比驗(yàn)算墻柱高厚比驗(yàn)算、墻柱內(nèi)力計(jì)算及截墻柱內(nèi)力計(jì)算及截面承載力計(jì)算面承載力計(jì)算一、承重墻體的布置1、縱墻承重體系 縱墻是主要承重墻，橫墻的設(shè)置主要是為了滿足建筑物空間剛度和整體性的要求間距可根據(jù)使用要求決定。適用于有較大室內(nèi)空間要求的房屋，如倉庫、食堂和中小型工業(yè)廠房。特點(diǎn)：空間布置靈活、縱墻上門窗布置受影響、與橫墻承重體系比較，樓（屋）蓋的材料用量比較多，墻體材料用量較少，橫墻數(shù)量少，房屋橫向剛度相對(duì)較差。2、橫墻承重方案橫墻是主要承重構(gòu)件，縱墻起維護(hù)和分割作用。房屋的空間剛度大，整體性好。屋蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。與縱墻承重結(jié)構(gòu)

4、相比，材料使用量少。3、縱橫墻承重方案其平面布置較靈活，適用于住宅樓、教學(xué)樓等。4、內(nèi)框架承重方案房屋的使用空間大，平面布置較靈活；空間剛度小，建筑物抗震能力差；內(nèi)框架結(jié)構(gòu)一般用于商店、旅館、多層工業(yè)廠房等。二、房屋的空間工作和靜力計(jì)算方案二、房屋的空間工作和靜力計(jì)算方案在進(jìn)行墻體的內(nèi)力計(jì)算時(shí)，首先要確定計(jì)算簡(jiǎn)圖。如圖.1(a)所示的無山墻和橫墻的單層房屋，其屋蓋支承在外縱墻上。如果從兩個(gè)窗口中間截取一個(gè)單元，則這個(gè)單元的受力狀態(tài)與整個(gè)房屋的受力狀態(tài)是一樣的?？梢杂眠@個(gè)單元的受力狀態(tài)來代表整個(gè)房屋的受力狀態(tài)，這個(gè)單元稱為計(jì)算單元，見圖1(a)、(b)。沿房屋縱向各個(gè)單元之間不存在相互制約的空間

5、作用，這種房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖為一單跨平面排架（圖.1（d）。房屋的空間工作房屋的空間工作若在上述單層房屋的兩端設(shè)置山墻（圖2（a），則屋蓋不僅與縱墻相連，而且也與山墻（橫墻）相連。當(dāng)水平荷載作用于外縱墻面時(shí)，屋蓋結(jié)構(gòu)如同水平方向的梁而彎曲，其水平位移已不是平移，而是圖2(b)中所示的曲線，水平位移的大小等于山墻的側(cè)移和屋蓋梁水平撓度的總和。 根據(jù)試驗(yàn)研究，房屋的空間剛度主要取決于屋蓋水平剛度和橫墻間距的大小。 圖1無山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況 圖2有山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況 規(guī)范規(guī)定，在混合結(jié)構(gòu)房屋內(nèi)力計(jì)算中，根據(jù)房屋的空間工作性能，分為三種靜力計(jì)算方案：（1） 剛性方案房屋

6、橫墻間距較小，屋（樓）蓋水平剛度較大時(shí)，房屋的空間剛度較大，在荷載作用下，房屋的水平位移較小，在確定房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，可以忽略房屋水平位移，而將屋蓋或樓蓋視作墻或柱的不動(dòng)鉸支承圖3（a），這種房屋稱為剛性方案房屋。一般多層住宅、辦公樓、醫(yī)院往往屬于此類方案。 房屋的靜力計(jì)算方案房屋的靜力計(jì)算方案（2） 彈性方案 房屋橫墻間距較大，屋蓋或樓蓋的水平剛度較小時(shí)，房屋的空間工作性能較差，在荷載作用下，房屋的水平位移較大，在確定房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，必須考慮水平位移，把屋蓋或樓蓋與墻、柱的連接處視為鉸接，并按不考慮空間工作的平面排架計(jì)算（圖3(c)），這種房屋稱為彈性方案房屋。一般單層廠房、倉庫、禮堂、食

7、堂等多屬于彈性方案房屋。 （3） 剛彈性方案房屋的空間剛度介于剛性與彈性方案之間，在荷載作用下，房屋的水平位移較彈性方案小，但又不可忽略不計(jì)。這種房屋屬于剛彈性方案房屋，其計(jì)算簡(jiǎn)圖可用屋蓋或樓蓋與墻、柱連接處為具有彈性支撐的平面排架（圖3(b)）。在計(jì)算剛彈性方案的墻、柱內(nèi)力時(shí)，通常引入空間性能影響系數(shù)來反映房屋的空間作用，定義為: =us/up 在規(guī)范中，將房屋按屋蓋或樓蓋的剛度劃分為三種類型，并按房屋的橫墻間距s來確定其靜力計(jì)算方案，見表1。 作為剛性和剛彈性方案靜力計(jì)算的房屋橫墻，應(yīng)具有足夠的剛度，以保證房屋的空間作用，并符合下列要求： 橫墻中開有洞口時(shí)，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截

8、面面積的50%； 橫墻的厚度不宜小于180mm； 單層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小于其總高度的1/2。 圖3混合結(jié)構(gòu)房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖 (a) 剛性方案；(b) 剛彈性方案；(c) 彈性方案 表表1 房屋的靜力計(jì)算方案房屋的靜力計(jì)算方案 屋蓋（樓蓋）類別剛性方案剛彈性方案彈性方案整體式、裝配整體式和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋（樓）蓋 s3232s72s72裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋 s2020s48s48瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋 s1616s36s36墻、柱高厚比驗(yàn)算墻、柱高厚比驗(yàn)算混合結(jié)構(gòu)房屋中的墻體是受壓構(gòu)件，除滿足強(qiáng)度要求外

9、，還必須有足夠的穩(wěn)定性。高厚比的驗(yàn)算是保證墻體穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要構(gòu)造措施，以避免墻、柱在施工和使用階段因偶然的撞擊或振動(dòng)等因素而出現(xiàn)歪斜、膨肚以致倒塌等失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。高厚比系指墻、柱的計(jì)算高度h0與墻厚或柱截面邊長(zhǎng)h的比值h0/h。 高厚比驗(yàn)算主要包括兩個(gè)問題：一是允許高厚比的限值；二是墻、柱實(shí)際高厚比的確定。允許高厚比限值是在綜合考慮了以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)階段的材料質(zhì)量及施工水平的基礎(chǔ)上確定的。影響墻、柱容許高厚比的因素很多，如砂漿的強(qiáng)度等級(jí)、橫墻間距、砌體類型、支承條件、截面形狀和承重情況等。 矩形截面墻和柱的高厚比應(yīng)滿足下列條件= h0/h12其中，自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)自承重墻允許

10、高厚比的修正系數(shù)1，對(duì)承重墻,1=1.0；對(duì)自承重墻，1值可按下列規(guī)定采用： 當(dāng)h=240mm時(shí)，1=1.2當(dāng)h=90mm時(shí)，1=1.5240mmh90mm時(shí)，1可按插入法取值; 一般墻、柱高厚比的驗(yàn)算一般墻、柱高厚比的驗(yàn)算有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)2按下式確定：2=1-0.4bs/sbs在寬度s范圍內(nèi)的門窗洞口寬度；s相鄰窗間墻或壁柱間距離（圖4）；墻、柱的允許高厚比，見表2。 （20.7時(shí)，取0.7。當(dāng)洞口高度1/5時(shí)，取1.0。）圖4 洞口寬度 表表2 墻、柱的允許高厚比墻、柱的允許高厚比值值 砂漿強(qiáng)度等級(jí)墻柱m2.52215m5.02416m7.5 2617(1) 整片墻的高厚比

11、驗(yàn)算按下式進(jìn)行驗(yàn)算=h0/ht12確定帶壁柱墻的計(jì)算高度h0時(shí)，墻長(zhǎng)s取相鄰橫墻的距離。確定截面回轉(zhuǎn)半徑i時(shí)，帶壁柱墻截面的翼緣寬度bf應(yīng)按下列規(guī)定采用：帶壁柱墻和帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算帶壁柱墻和帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算1 帶壁柱墻帶壁柱墻 對(duì)于多層房屋，當(dāng)有門窗洞口時(shí)，可取窗間墻寬度；當(dāng)無門窗洞口時(shí)，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3。 對(duì)于單層房屋，取bf=b+2h/3 (b為壁柱寬度，h為墻高)，但bf不大于相鄰窗間墻寬度和相鄰壁柱間的距離。 (圖5（a）)(2) 壁柱間墻的高厚比計(jì)算h時(shí)，s取相鄰壁柱間的距離。不論帶壁柱墻的靜力計(jì)算采用何種方案，帶壁柱墻h0的計(jì)算可一律按剛性方案剛性方案考

12、慮。壁柱間墻的高厚比可按無壁柱墻公式進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于設(shè)有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻，當(dāng)圈梁的寬度b與相鄰壁柱間的距離s之比1/30時(shí)，由于圈梁的水平剛度較大，能限制壁柱間墻體的側(cè)向變形，所以圈梁可視為壁柱間墻的不動(dòng)鉸支座(圖5(b)。圖5 【例1】某辦公樓平面如圖6所示，采用預(yù)制鋼筋混凝土空心板，外墻厚370mm，內(nèi)縱墻及橫墻厚240mm，砂漿為m5，底層墻高4.6m（下端支點(diǎn)取基礎(chǔ)頂面）；隔墻厚120mm，高3.6m，用m2.5砂漿；縱墻上窗洞寬1800mm，門洞寬1000mm，試驗(yàn)算各墻的高厚比。 【解】1.確定靜力計(jì)算方案及求允許高厚比最大橫墻間距s=3.63=10.8m，由表15.1,s3

13、2m，確定為剛性方案。由表15.2，因承重縱橫墻砂漿為m5，得=24；非承重墻砂漿為m2.5,=22，非承重墻h=120mm，用插入法得1=1.44，1=1.4422=31.68。 2.確定計(jì)算高度承重墻h=4.6m,s=10.8m2h=24.6=9.2m，由附表2查得計(jì)算高度h0=1.0h=4.6m。非承重墻h=3.6m，一般是后砌在地面墊層上，上端用斜放立磚頂住樓面梁砌筑，兩側(cè)與縱墻拉結(jié)不好，故按兩側(cè)無拉結(jié)考慮，則計(jì)算高度h0=1.0h=3.6m。3.縱墻高厚比驗(yàn)算（1）外縱墻s=3.6m,bs=1.8m2=1-0.4bs/s=0.8外縱墻高厚比=h0/h=12.42=0.824=19.2

14、滿足要求（2） 內(nèi)縱墻s=10.8m,bs=1.0m2=1-0.4bs/s=0.96內(nèi)縱墻高厚比=h0/h=19.22=0.9624=23滿足要求4.橫墻高厚比驗(yàn)算由于橫墻的厚度、砌筑砂漿、墻體高度均與內(nèi)縱墻相同，且橫墻上無洞口，又比內(nèi)縱墻短，計(jì)算高度也小，故不必進(jìn)行驗(yàn)算。5.隔墻高厚比驗(yàn)算隔墻高厚比=h0/h=301=31.68滿足要求【例2】某單層單跨無吊車的廠房，采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋，帶壁柱磚墻承重。廠房跨度為15m，全長(zhǎng)64=24m，如圖7所示。墻體采用mu10磚和m5砂漿砌筑。試驗(yàn)算帶壁柱縱墻和山墻的高厚比。 【解】該房屋的屋蓋類別為1類，兩端山墻（橫墻）間的距離s=24

15、m，由表15.1，s32m，確定為剛性方案。 1.縱墻高厚比驗(yàn)算（1） 整片墻高厚比驗(yàn)算帶壁柱截面幾何特征（圖8）截面面積 a=8.125105mm2形心位置y1=148mmy2=240+250-148=342mm慣性矩i=8.86109mm4回轉(zhuǎn)半徑i104mm折算厚度ht=3.5i=364mm壁柱下端嵌固于室內(nèi)地面以下0.5m處，柱高h(yuǎn)=4.2+0.5=4.7m，s=24m2h=9.4m，由附表2查得壁柱的計(jì)算高度h0=1.0h=4.7m由表15.2，當(dāng)砂漿為m5時(shí)，得=24，承重墻1=1.0，洞口寬bs=3m，壁柱間距s=6m，故考慮洞口的修正系數(shù)2為：2=0.8縱墻整片墻高厚比=12.

16、9112=1.00.824=19.2滿足要求（2） 壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算h=4.7ms=6m2h=9.4m，由附表2得壁柱間墻的計(jì)算高度h0=0.4s+0.2h=3.34m縱墻柱間墻的高厚比=h0/h=13.9212=19.2滿足要求2.開門洞山墻的高厚比驗(yàn)算（1） 整片墻的高厚比驗(yàn)算帶壁柱截面的幾何特征（圖9）截面面積a=9.325105mm2 形心位置y1=144mm,y2=346mm慣性矩i=9.503109mm4回轉(zhuǎn)半徑i=101mm折算厚度ht=354mm計(jì)算高度h=6.37m(取山墻壁柱高度)s=15m32m，屬剛性方案s2h=12.7m,得h0=1.0h=6.37m考慮洞口的修正

17、系數(shù)2=0.88=h0/ht=1812=1.00.8824=21.22滿足要求（2） 壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算墻高取兩壁柱間山墻平均高度6.79m,s=5mh,由附表2查得壁柱間墻的計(jì)算高度h0=0.6s=0.65=3.0m考慮洞口的修正系數(shù)2=0.76=h0/h=12.512=1.00.7624=18.24滿足要求圖6圖7圖8 帶壁柱墻截面 圖9 帶壁柱開門洞山墻的計(jì)算截面 剛性方案房屋的計(jì)算剛性方案房屋的計(jì)算剛性方案的單層房屋，縱墻頂端的水平位移很小，靜力分析時(shí)可以認(rèn)為水平位移為零，計(jì)算時(shí)采用下列假定（圖10）： 縱墻、柱下端在基礎(chǔ)頂面處固結(jié)，上端與屋架（或屋面梁）鉸接； 屋蓋結(jié)構(gòu)可作為縱墻上

18、端的不動(dòng)鉸支座。按照上述假定，每片縱墻就可以按上端支承在不動(dòng)鉸支座和下端支承在固定支座上的豎向構(gòu)件單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。 單層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算單層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算（1） 豎向荷載作用下墻體的內(nèi)力計(jì)算豎向荷載包括屋面荷載和墻體自重。屋面荷載包括屋蓋構(gòu)件自重和屋面活荷載或雪荷載，這些荷載通過屋架或屋面梁作用于墻體頂部。作用于縱墻頂端的屋面荷載常用軸心壓力nl和彎矩m=nlel組成（圖10(b)）。 墻體自重作用墻體軸線上。 （2） 風(fēng)荷載作用下墻體的內(nèi)力計(jì)算風(fēng)荷載包括作用于屋面上和墻面上的風(fēng)荷載。屋面上（包括女兒墻上）的風(fēng)荷載可簡(jiǎn)化為作用于墻、柱頂端的集中力w，并通過屋蓋直接傳給橫墻經(jīng)

19、基礎(chǔ)傳給地基，在縱墻中不引起內(nèi)力。墻面上的風(fēng)荷載為均布荷載，應(yīng)考慮兩種風(fēng)向，迎風(fēng)面為壓力，背風(fēng)面為吸力。在均布荷載q作用下，墻體的內(nèi)力見圖11。圖10 豎向荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖11 水平荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖 （1） 計(jì)算單元的選取混合結(jié)構(gòu)房屋的承重縱墻一般比較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)可僅取其中有代表性的一段作為計(jì)算單元。一般說來，對(duì)有門窗的內(nèi)外縱墻，取一個(gè)開間的門間墻或窗間墻為計(jì)算單元，如圖12中的m-m和n-n間的窗間墻，其寬度為(l1+l2)/2。（2） 豎向荷載作用下墻體的計(jì)算在豎向荷載作用下，多層房屋的墻體如豎向連續(xù)梁一樣地工作。這個(gè)連續(xù)梁以各層樓蓋為支承點(diǎn)，在底部以基礎(chǔ)為支承點(diǎn)（圖13(b)）。

20、 多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算墻體在基礎(chǔ)頂面處可假定為鉸接，這樣墻、柱在每層高度范圍內(nèi)被簡(jiǎn)化為兩端鉸支的豎向構(gòu)件（圖13(c)），可單獨(dú)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。 計(jì)算簡(jiǎn)圖中的構(gòu)件長(zhǎng)度為：底層，取底層層高加上室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離；以上各層可取相應(yīng)的層高。 現(xiàn)以圖13所示第一層和第二層墻體為例，說明墻體內(nèi)力的計(jì)算方法。第二層墻（圖14(a)）：上端（-）截面nu2=nu3+nl3+nw3n=nu2+nl2m=nl2e2下端（-）截面n=n+nw2m=0第一層墻（圖15.14(b)）:上端（-）截面nu1=nu2+nl2+nw2n=nu1+nl1m=nl1e1-nu1e1下

21、端（-）截面n=n+nw1m=0(3) 水平荷載作用下墻體的計(jì)算在水平風(fēng)荷載作用下，墻體將產(chǎn)生彎曲。這時(shí)墻體可視為一個(gè)豎向連續(xù)梁（圖16）。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，該連續(xù)梁的跨中和支座處的彎矩可近似地按下式計(jì)算m=1/12qhi2規(guī)范規(guī)定，剛性方案多層房屋只要滿足下列條件，可不考慮風(fēng)荷載對(duì)外墻內(nèi)力的影響： 規(guī)范規(guī)定，剛性方案多層房屋只要滿足下列條件，可不考慮風(fēng)荷載對(duì)外墻內(nèi)力的影響： 洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3。 層高和總高不超過表3所規(guī)定的數(shù)值。 屋面自重不小于0.8kn/m2。(4) 豎向荷載作用下的控制截面在進(jìn)行墻體承載力驗(yàn)算時(shí)，必須確定需要驗(yàn)算的截面。一般選用內(nèi)力較大，截面尺寸較小的

22、截面作為控制截面。 圖12 多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算單元 圖13 豎向荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 （a） 外墻剖面；(b) 豎向連續(xù)梁計(jì)算圖；(c) 簡(jiǎn)化后的計(jì)算圖 圖14 圖16 水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 表表3 外墻不考慮風(fēng)荷載影響時(shí)的最大高度外墻不考慮風(fēng)荷載影響時(shí)的最大高度 基本風(fēng)壓值（kn/m2）層高（m）總高（m）0.40.50.60.74.04.04.03.528241818多層剛性方案房屋中，橫墻承受兩側(cè)樓板直接傳來的均布荷載，且很少開設(shè)洞口，故可取1m寬的墻體為計(jì)算單元（圖17）。 中間橫墻承受由兩邊樓蓋傳來的豎向荷載nl、nl（圖17(c)）。 山墻的計(jì)算方法和外縱墻計(jì)算方法

23、相同。多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算【例3】某三層試驗(yàn)樓，采用裝配式鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)（圖18），大梁截面尺寸為200mm500mm，梁端伸入墻內(nèi)240mm，大梁間距3.6m。底層墻厚370mm，二、三層墻厚240mm，均雙面抹灰，采用mu10磚和m2.5混合砂漿砌筑?；撅L(fēng)壓為0.35kn/m2。試驗(yàn)算承重縱墻的承載力。 【解】1.確定靜力計(jì)算方案根據(jù)表15.1規(guī)定，由于試驗(yàn)樓為裝配式鋼筋混凝土樓蓋，而橫墻間距s=7.2m24m，故為剛性方案房屋。2.墻體的高厚比驗(yàn)算（從略） 3.荷載資料（1） 屋面荷載油氈防水層（六層作法）0.35kn/m220mm厚水泥砂漿

24、找平層0.0220=0.40kn/m250mm厚泡沫混凝土保溫層0.055=0.25kn/m2120mm厚空心板（包括灌縫）2.20kn/m220mm厚板底抹灰 0.0217=0.34kn/m2屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值3.54kn/m2屋面活載標(biāo)準(zhǔn)值0.50kn/m2（2） 樓面荷載30mm厚細(xì)石混凝土面層0.75kn/m2120mm厚空心板（包括灌縫）2.20kn/m220mm厚板底抹灰0.34kn/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值3.29kn/m2樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值2.00kn/m2(3) 進(jìn)深梁自重（包括15mm粉刷）標(biāo)準(zhǔn)值0.20.525+0.015(20.5+0.2)17=2.81kn/m(4) 墻體自重及木窗

25、自重雙面粉刷的240mm厚磚墻自重（按墻面計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)值5.24kn/m2雙面粉刷的370mm厚磚墻自重（按墻面計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)值7.62kn/m2木窗自重（按窗框面積計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)值0.30kn/m24.縱墻承載力驗(yàn)算由于房屋的總高小于28m，層高又小于4m，根據(jù)表15.3規(guī)定可不考慮風(fēng)荷載作用。（1） 計(jì)算單元取一個(gè)開間寬度的外縱墻為計(jì)算單元，其受荷面積為3.62.85=10.26m2，如圖中斜線部分所示。縱墻的承載力由外縱墻控制，內(nèi)縱墻不起控制作用，可不必計(jì)算。（2） 控制截面每層縱墻取兩個(gè)控制截面。墻上部取梁底下的砌體截面；墻下部取梁底稍上砌體截面。其計(jì)算截面均取窗間墻截面。本例不必計(jì)算三層墻體。第二層

26、墻的計(jì)算截面面積a2=1.80.24=0.432m2第一層墻的計(jì)算截面面積a1=1.80.37=0.666m2(3) 荷載計(jì)算按一個(gè)計(jì)算單元，作用于縱墻上的集中荷載計(jì)算如下：屋面?zhèn)鱽淼募泻奢d（包括外挑0.5m的屋檐和屋面梁）標(biāo)準(zhǔn)值nkl3=59.14kn設(shè)計(jì)值nl3=72.66kn由mu10磚和m2.5砂漿砌筑的砌體，其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=1.3n/mm2。已知梁高500mm，則梁的有效支承長(zhǎng)度為a0=190mm240mm，取a0=0.19m屋面荷載作用于墻頂?shù)钠木鄀3=0.044m樓蓋傳來的集中荷載（包括樓面梁）設(shè)計(jì)值nl2=nl1=78.84kn三層樓面荷載作用于墻頂?shù)钠木鄀2=0.0

27、44m二層樓面荷載作用于墻頂?shù)钠木鄀1=0.109m第三層截面以上240mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值nw3=14.48kn第三層截面至截面之間240mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值nw3=57.76kn第二層截面至截面之間240mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值nw2=43.27kn 第一層截面至截面之間370mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值nw1=95.32kn第一層截面至第二層截面之間370mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值nw1=21.07kn各層縱墻的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖19所示。（4） 控制截面的內(nèi)力計(jì)算 第三層第三層截面處軸向力設(shè)計(jì)值n=nl3+nw3=87.14kn彎矩設(shè)計(jì)值（由三層屋面荷載偏心作用產(chǎn)生）m=nl3e3=3.19knm第三層截面

28、處軸向力為上述荷載與本層墻體自重之和。軸向力設(shè)計(jì)值n=n+nw3=144.9kn彎矩設(shè)計(jì)值m=0 第二層第二層截面處軸向力為上述荷載與本層樓蓋荷載之和。軸向力設(shè)計(jì)值n=n+nl2=223.74kn彎矩設(shè)計(jì)值（由三層樓面荷載偏心作用產(chǎn)生）m=nl2e2=3.46knm第二層截面處軸向力為上述荷載與本身墻體自重之和。軸向力設(shè)計(jì)值n=n+nw2=267.01kn彎矩設(shè)計(jì)值m=0 第一層第一層截面處軸向力為上述荷載、370墻增厚部分墻體及本層樓蓋荷載之和。軸向力設(shè)計(jì)值n=n+nw1+nl1=366.92kn 因第一層墻截面形心與第二層墻截面形心不重合，尚應(yīng)考慮n產(chǎn)生的彎矩，得m=-8.76knm第一層

29、截面處軸向力為上述荷載與本層墻體自重之和。軸向力設(shè)計(jì)值n=n+nw1=462.24kn彎矩設(shè)計(jì)值m=0（5） 截面承載力驗(yàn)算 縱向墻體計(jì)算高度h0的確定。第二、三層層高h(yuǎn)=3.4m，橫墻間距s=7.2m2h=23.4=6.8m，由附表2查得h0=h=3.4m。第一層層高3.76m，3.76ms=7.2m2h=23.76=7.52m,h0=0.4s+0.2h=0.47.2+0.23.76=3.63m。 承載力影響系數(shù)的確定。系數(shù)根據(jù)高厚比及相對(duì)偏心距e/h由附表1b查得，并列入表4。（6） 縱墻承載力驗(yàn)算縱墻承載力驗(yàn)算在表4進(jìn)行。驗(yàn)算結(jié)果表明，縱墻的承載力均滿足要求。 圖17多層剛性方案房屋承重

30、橫墻的計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖18圖19各層墻體的計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩圖 砌體結(jié)構(gòu)中的過梁與圈梁砌體結(jié)構(gòu)中的過梁與圈梁過梁是混合結(jié)構(gòu)墻體中門窗洞上承受上部墻體和樓（屋）蓋傳來的荷載的構(gòu)件，主要有鋼筋混凝土過梁、磚砌平拱、磚砌弧拱、鋼筋磚過梁等幾種形式（圖23）。（1） 磚砌平拱過梁如圖23(c)所示，采用豎磚砌筑，豎磚砌筑部分的高度不應(yīng)小于240mm。 過梁過梁1 過梁的種類及構(gòu)造過梁的種類及構(gòu)造（2） 磚砌弧拱過梁如圖23(d)所示，采用豎磚砌筑，豎磚砌筑高度不應(yīng)小于120mm，其跨度與矢高f有關(guān)，當(dāng)f=(1/81/12)l時(shí)，最大跨度可達(dá)3.0m；當(dāng)f=(1/61/5)l時(shí)，最大跨度可達(dá)4m。（3

31、） 鋼筋磚過梁在這類過梁中，磚塊的砌法同一般磚墻一樣，僅在過梁底部水平灰縫內(nèi)配置不小于5120的縱向受力鋼筋，如圖23(b)所示。鋼筋伸入支座砌體內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于240mm，在過梁計(jì)算高度內(nèi)的砌筑砂漿強(qiáng)度不低于m2.5。 （4） 鋼筋混凝土過梁如圖23(a)所示，同一般預(yù)制鋼筋混凝土梁。為滿足門、窗口過梁的構(gòu)造需要，可做矩形或帶挑口的“l(fā)”形截面。這種過梁具有施工方便、跨度較大等優(yōu)點(diǎn)，因而在實(shí)際砌體結(jié)構(gòu)中已大量采用鋼筋混凝土過梁。 圖23 過梁的類型 （a） 鋼筋混凝土過梁；(b) 鋼筋磚過梁；(c) 磚砌平拱；(d) 磚砌弧拱 2 過梁上的荷載過梁上的荷載過梁上的荷載一般包括墻體荷載和梁、板

32、荷載。 （1） 墻體荷載對(duì)磚砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hwln/3（ln為過梁的凈跨）時(shí)，應(yīng)按全部墻體的均布自重采用；當(dāng)hwln/3時(shí)，應(yīng)按高度為ln/3墻體的均布自重采用（圖24(a)、(b)）。 （2） 梁、板荷載對(duì)磚砌體，梁、板下的墻體高度hwln時(shí)，可按梁、板傳來的荷載采用。當(dāng)梁、板下的墻體高度hwln時(shí)，可不考慮梁、板荷載（圖24(c)）。圖24 （a）、(b)墻體荷載；(c) 梁板荷載 3 過梁的計(jì)算過梁的計(jì)算（1） 磚砌過梁的破壞特征過梁受荷載后，和受彎構(gòu)件一樣，上部受壓、下部受拉。隨著荷載的增大，當(dāng)跨中正截面的拉應(yīng)力或支座斜截面上的主拉應(yīng)力超過砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，跨中受拉區(qū)將出現(xiàn)垂

33、直裂縫，支座附近出現(xiàn)45的階梯形斜裂縫。對(duì)磚砌平拱過梁下部的拉力將由兩端支座提供的推力來平衡（圖25(a)）；對(duì)鋼筋磚過梁下部的拉力將由鋼筋承受（圖25(b)）。過梁像一個(gè)三鉸拱一樣地工作，過梁可能發(fā)生三種破壞： 過梁跨中正截面受彎承載力不足而破壞； 過梁支座附近斜截面受剪承載力不足而破壞； 過梁支座處水平灰縫因受剪不足而發(fā)生支座滑動(dòng)破壞，可按公式進(jìn)行驗(yàn)算。 （2） 磚砌平拱的計(jì)算跨中正截面受彎承載力按式驗(yàn)算，并采用沿齒縫截面的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。磚砌平拱的允許均布荷載設(shè)計(jì)值可查表6。（3） 鋼筋磚過梁的計(jì)算跨中正截面受彎承載力按下式計(jì)算：m0.85h0fyas （4） 鋼筋混凝土過梁的計(jì)算按

34、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算，同時(shí)需要按式（14.7）驗(yàn)算過梁下砌體局部受壓承載力。 【例4】已知鋼筋磚過梁凈跨ln=1.5m，墻厚為240mm,雙面粉刷，以墻面計(jì)的墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值為5.24kn/m,墻體采用mu10燒結(jié)多孔磚，m10混合砂漿；在離窗口頂面標(biāo)高600mm處有樓板傳來的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk1=7.5kn/m，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=4kn/m。試設(shè)計(jì)該過梁?！窘狻?.內(nèi)力計(jì)算梁板荷載位于高度hw=600mmln=1500mm處，故必須考慮。則作用在過梁上的均布荷載為（gk2為過梁的自重）p= 17.74kn/mm=4.98knm v=13.31kn2.受彎承載力計(jì)算由于考慮梁板荷載，故取h

35、0=h-as=585mm；采用hpb235鋼筋，fy=210n/mm2；由公式as=47.69mm2選用26(as=57mm2)，滿足要求。3.受剪承載力計(jì)算查表得fv=0.17n/mm2,z=400mmv=13.31fvbz=16.32kn滿足要求。 【例5】已知鋼筋混凝土過梁凈跨ln=3m，支承長(zhǎng)度0.24m，過梁上的墻體高度hw=1.5m，墻厚為240mm；承受樓板傳來的均布荷載設(shè)計(jì)值15.5kn/m；墻體采用mu10承重多孔磚，m5混合砂漿。試設(shè)計(jì)該過梁?！窘狻?.內(nèi)力計(jì)算根據(jù)跨度、墻厚及荷載情況初步確定過梁截面為bh=240mm240mm。p=23.6kn/m過梁支座反力接近矩形分布

36、，取1.1ln=3.3m，支座中心的跨度l03.24m，故取計(jì)算跨度=3.24m。m=30.97knmv=35.4kn2.受彎承載力計(jì)算過梁選用c20混凝土，fc=9.6n/mm2，ft=1.1n/mm2；縱向受力鋼筋采用hrb335級(jí)鋼筋，fy=300n/mm2；箍筋采用hpb235級(jí)鋼筋，fy=210n/mm2。as=0.319s=0.812as=628.68mm2選用318（as=763mm2），滿足要求。3.受剪承載力計(jì)算0.25fcbh0=118.08knv=35.4kn受剪截面滿足要求。0.7ftbh0=37.88knv=35.4kn按構(gòu)造配置箍筋，選配雙肢箍6200，滿足要求。 4.