第5章混合結(jié)構房屋墻體設計ppt課件

1、第5章 混合構造房屋墻體設計5.1 混合構造房屋的組成及構造布置方案5.1.1 混合構造房屋的組成 混合構造房屋通常是指主要承重構件由不同的資料組成的房屋。 墻、柱等豎向承重構件采用磚、石、砌塊砌體建造，樓蓋(屋蓋)等程度承重構件采用鋼筋混凝土或木材等其它資料建造的房屋稱為混合構造房屋。 混合構造房屋的優(yōu)點：取材容易，造價低，運用范圍廣泛。 混合構造房屋的缺陷：抗震性能差，高度層數(shù)受限制。 墻體砌塊資料的問題：粘土磚建立部已下文制止運用。應盡量采用其他的墻體資料。.5.1.2 混合構造房屋的構造布置方案1縱墻承重方案 豎向荷載主要傳送道路是：板梁縱墻根底地基?？v墻承重體系的特點：(1)縱墻是房

2、屋的主要承重墻，橫墻的間距可以相當大。這種體系室內(nèi)空間較大，有利于運用上靈敏隔斷和布置。(2)由于縱墻接受的荷載較大，因此縱墻上門窗的位置和大小要遭到一定限制。(3)房屋的橫向剛度較小，整體性較差。 縱墻承重體系適用于運用上要求有較大室內(nèi)空間的房屋，或室內(nèi)隔斷墻位置有靈敏變動要求的房屋。如教學樓、辦公樓、圖書館、實驗樓、食堂、中小型工業(yè)廠房等。 .2橫墻承重方案豎向荷載主要傳送道路是：板橫墻根底地基。橫墻承重體系的特點：(1)橫墻是主要承重墻。此種體系對縱墻上門窗位置、大小等的限制較少。(2)橫墻間距較小(普通在34.5m之間)，房屋的空間剛度大，整體性好。這種體系對抵抗風、地震等程度作用和調(diào)

3、整地基不均勻沉降等方面，較縱墻承重體系有利得多。(3)這種體系房屋的樓蓋(或屋蓋)構造比較簡單，施工方便；但墻體的資料用量較多。 橫墻承重體系由于橫墻間距小，房間大小固定，故適用于宿舍、住宅等居住建筑。.3、縱橫墻承重方案豎向荷載主要傳送道路是：板梁縱墻橫墻根底地基?？v橫墻承重體系的特點：房間布置靈敏，房屋的空間剛度和整體性好，適用于教學樓、辦公室、醫(yī)院、圖書館、住宅等建筑。.4內(nèi)框架承重體系 這種體系房屋內(nèi)部的鋼筋混凝土柱與樓蓋(或屋蓋)梁組成內(nèi)框架，與外墻共同承重，因此稱為內(nèi)框架承重體系。 豎向荷載的主要傳送道路是：板梁外縱墻外縱墻根底地基；板梁柱柱根底地基。內(nèi)框架承重體系的特點：(1)外

4、墻和柱都是主要承重構件，以柱代替承重內(nèi)墻，獲得較大的室內(nèi)空間而不添加梁的跨度。(2)由于主要承重構件資料性質(zhì)不同，墻和柱的緊縮性不同；根底方式不同易產(chǎn)生不均勻沉降。假設設計處置不當，會使構件產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。(3)由于橫墻較少，房屋的空間剛度較差，因此抗震性能也較差。 內(nèi)框架承重體系可用于旅館、商店和多層工業(yè)建筑，某些建筑(如底層為商店的住宅)的底層也采用。.5.2 混合構造房屋的靜力計算方案5.2.1 混合構造房屋的空間任務. 房屋空間作用的大小可以用空間性能影響系數(shù) 表示。普統(tǒng)統(tǒng)過實測確定。 思索空間任務時，外荷載作用下房屋排架程度位移的最大值； 在外荷載作用下，平面排架的程度位移； 值

5、愈大，表示整體房屋的程度側(cè)移與平面排架的側(cè)移愈接近，即房屋空間作用愈小。反之愈小，房屋的程度側(cè)移愈小，房屋的空間作用愈大。因此， 又稱為思索空間任務后的側(cè)移折減系數(shù)，可以用彈性地基上的剪切深梁模型來計算。 橫墻間距s是影響房屋剛度或側(cè)移大小的重要要素。不同橫墻間距的房屋各層的空間性能影響系數(shù)可按表5-1查用。 與橫墻間距s和屋樓蓋類別有關。.5.2.2 房屋靜力計算方案的分類1、剛性方案當山墻橫墻間距更短時，由于房屋的空間剛度很大，可以以為屋面沒有程度位移。2、彈性方案當山墻橫墻間距很大時，房屋的空間剛度剛度較小，屬平面?zhèn)髁w系 。可按屋架或大梁與墻(柱)為鉸接的、不思索空間任務的平面排架或框

6、架計算。 .3、 剛彈性方案 當山墻橫墻間距比較小時，屋面的跨度相對短一些，相應的程度剛度相對較大。樓板處的相對位移比彈性方案小一些。 可按屋架、大梁與墻(柱)鉸接并思索空間任務的平面排架或框架計算。房屋各層的空間性能影響系數(shù)見P121表51。 比較以上三種房屋，剛性方案最好，普通應盡量設計成剛性方案，不宜采用彈性方案。.房屋靜力計算方案確定屋蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案1整體式、裝配整體式和裝配式無檁體系鋼筋砼屋蓋或鋼筋砼樓蓋S3232S722裝配式有檁體系鋼筋砼屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓板S2020S483瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋S1616S36混合構造房屋靜力計算方案

7、劃分如下：注：1 、表中s為房屋橫墻間距，其長度單位為m；2 、當屋蓋、樓蓋類別不同或橫墻間距不同時，可按第4.2.7條的規(guī)定確定房屋的靜力計算方案；3 、對無山墻或伸縮縫處無橫墻的房屋，應按彈性方案思索。第4.2.7條 計算上柔下剛多層房屋時，頂層可按單層房屋計算，其空間性能影響系數(shù)可根據(jù)屋蓋類別按表51采用。 .5.2.3 剛性方案和剛彈性方案房屋的橫墻應滿足以下要求:1、 橫墻中開有洞口時，洞口的程度截面面積不應超越橫墻截面面積的50%；2、 橫墻的厚度不宜小于180mm；3、 單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長度不宜小于H/2(H為橫墻總高度)注： 1、當橫墻不能同時符

8、合上述要求時，應對橫墻的剛度進展驗算。如其最大程度位移值umaxH/4000時，仍可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻； 2、凡符合注1剛度要求的一段橫墻或其他構造構件(如框架等)，也可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。 .5.3 墻柱的高厚比驗算 墻柱的計算高度與厚度之比稱為高厚比。在進展墻體設計時除了滿足承載力強度要求外，還必需限制其高厚比，保證墻體的穩(wěn)定性。5.3.1 允許高厚比及影響高厚比的主要要素：1、影響高厚比的主要要素為：砂漿的強度等級；砌體的類型；橫墻的間距；構造支承條件。如剛性方案允許高厚比可以大一些，彈性和剛彈性方案可以小一些；砌體的截面方式；墻體有門窗洞口時。構件的重要性和房屋

9、的運用條件；構造柱的間距。.2、墻、柱的允許高厚比值 砂漿強度等級墻柱 M7.52617M5.02416M2.52215注：1 、毛石墻、柱允許高厚比應按表中數(shù)值降低20%；2 、組合磚砌體構件的允許高厚比，可按表中數(shù)值提高20%，但不得大于28；3 、驗算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體高厚比時，允許高厚比對墻取14，對柱取11。表54.5.3.2 高厚比的驗算1、普通墻柱的高厚比的驗算對于矩形截面墻、柱的高厚比應符合以下要求：式中H0-墻、柱的計算高度，應按表54采用；h -墻厚或矩形柱與H0相對應的邊長；1-自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)； 2-有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)； -墻、柱的

10、允許高厚比，應按表53采用。注：1、當與墻銜接的相鄰兩橫墻間的間隔s12h時，墻的高度可不受本條限制； 2、變截面柱的高厚比可按上、下截面分別驗算，其計算高度可按表54的規(guī)定采用。驗算上柱的高厚比時，墻、柱的允許高厚比可按表表53的數(shù)值乘以1.3后采用。 .H0受壓構件的計算高度 表54房屋類別 柱 帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻 排架方向垂直排架方向s2H2HsHsH有吊車的單層房屋 變截面柱上段 彈性方案 2.5Hu 1.25Hu2.5Hu剛性、剛彈性方案 2.0Hu1.25Hu2. 0Hu變截面柱下段 1.0H 0.8H 1.0H 無吊車的單層和多層房屋 單跨 彈性方案 1.5H 1.0H 1.

11、5H 剛彈性方案 1.2H 1.0H 1.2H 多跨 彈性方案 1.25H 1.0H 1.25H 剛彈性方案 1.10H 1.0H 1.1H 剛性方案 1.0H 1.0H 1.0H 0.4s+0.2H 0.6s 1 表中Hu為變截面柱的上段高度；H為變截面柱的下段高度；2 對于上端為自在端的構件，H0=2H；3 獨立磚柱，當無柱間支撐時，柱在垂直排架方向的H0應按表中數(shù)值乘以1.25后采用；4 s-房屋橫墻間距；5 自承重墻的計算高度應根據(jù)周邊支承或拉接條件確定。 . 受壓構件的計算高度H0，應根據(jù)房屋類別和構件支承條件等按表54采用。表中的構件高度H應按以下規(guī)定采用：1 、在房屋底層，為樓板

12、頂面到構件下端支點的間隔。下端支點的位置，可取在根底頂面。當埋置較深且有剛性地坪時，可取室外地面下500mm處；2 、在房屋其他層次，為樓板或其他程度支點間的間隔；3 、對于無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2；對于帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。 .第5.1.4條對有吊車的房屋，當荷載組合不思索吊車作用時，變截面柱上段的計算高度可按表54規(guī)定采用；變截面柱下段的計算高度可按以下規(guī)定采用：1、當Hu/H1/3時，取無吊車房屋的H0；2、當1/3Hu/H1/2時，取無吊車房屋的H0乘以修正系數(shù)。 =1.3-0.3 u / u為變截面柱上段的慣性矩， 為變截面柱下段的慣性矩； 3、當Hu/

13、H1/2時，取無吊車房屋的H0。但在確定值時，應采用上柱截面。注：本條規(guī)定也適用于無吊車房屋的變截面柱。.自承重墻非承重墻允許高厚比的修正系數(shù)1應按以下規(guī)定采用：1 、h=240mm 1=1.2；2 、h=90mm 1=1.5；3 、240mmh90mm 1可按插入法取值。注：承重墻的1=1.01、上端為自在端墻的允許高厚比，除按上述規(guī)定提高外，尚可提高30%；2、對厚度小于90mm的墻，當雙面用不低于M10的水泥砂漿抹面，包括抹面層的墻厚不小于90mm時，可按墻厚等于90mm驗算高厚比。.允許高厚比修正系數(shù)2應按下式計算：應按下式計算： 2=1-0.4bs/s (55)式中bs-在寬度s范圍

14、內(nèi)的門窗洞口總寬度；s-相鄰窗間墻或壁柱之間的間隔。當按公式(55)算得2的值小于0.7時，應采用0.7。當洞口高度等于或小于墻高的1/5時，可取2等于1.0。.【例15.1】某辦公樓平面如下圖，采用預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下端支點取根底頂面；隔墻厚120mm，高3.6m，用M2.5砂漿；縱墻上窗洞寬1800mm，門洞寬1000mm，實驗算各墻的高厚比。 【解】1.確定靜力計算方案及允許高厚比最大橫墻間距S=3.63=10.8m，由表5-2，S32m，確定為剛性方案。由表5-3，因承重縱橫墻砂漿為M5，得=24；非承重墻砂漿

15、為M2.5，=22；非承重墻h=120mm，用插入法得1=1.44；承重橫1=1.0。 .辦公樓平面圖 .2.確定計算高度承重墻H=4.6m，S=10.8m2H=24.6=9.2m，由表5-4查得計算高度H0=1.0H=4.6m。非承重墻H=3.6m，普通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)思索，那么計算高度H0=1.0H=3.6m。3.縱墻高厚比驗算1外縱墻h=370S=3.6m，bs=1.8m2=1-0.4bs/S=0.8 外縱墻高厚比=H0/h=4.6/0.37=12.4 1 2=1.00.824=19.2滿足要求。.2 內(nèi)縱墻h=240

16、S=10.8m，bs=1.0m2=1-0.4bs/S=0.96內(nèi)縱墻高厚比=H0/h=4.6/0.24=19.2 1 2=1.00.9624=23滿足要求。4.橫墻高厚比驗算由于橫墻的厚度、砌筑砂漿、墻體高度均與內(nèi)縱墻一樣，且橫墻上無洞口，又比內(nèi)縱墻短，計算高度也小，故不用進展驗算。5.隔墻高厚比驗算隔墻高厚比=H0/h=3.6/0.12=301 2 = 1.441.022=31.68滿足要求.2、帶壁柱墻和帶構造柱墻的高厚比驗算ht 帶壁柱墻截面的折算厚度，hT=3.5i，i為截面的回轉(zhuǎn)半徑，i=(I/A)1/2； I、A 分別為帶壁柱墻的截面慣性矩和面積。當確定帶壁柱墻的計算高度H0時，s

17、應取相鄰橫墻間的間隔。帶壁柱墻的計算截面翼緣寬度bf，可按以下規(guī)定采用：1 多層房屋，當有門窗洞口時，可取窗間墻寬度；當無門窗洞口時，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3；2 單層房屋，可取壁柱寬加2/3墻高，但不大于窗間墻寬度和相鄰壁柱間間隔；3計算帶壁柱墻的條形根底時，可取相鄰壁柱間的間隔。1整片墻1帶壁柱墻57.2帶構造柱墻 當構造柱截面寬度不小于墻厚時，可按公式(57)驗算帶構造柱墻的高厚比，此時公式中h取墻厚；當確定墻的計算高度時，s應取相鄰橫墻間的間隔；墻的允許高厚比可乘以提高系數(shù)c： c=1+bc/ (56) P127式中：-系數(shù)。對細料石、半細料石砌體，=0；對混凝土砌塊、粗料石、

18、毛料石及毛石砌體，=1.0；其他砌體，=1.5；bc-構造柱沿墻長方向的寬度；-構造柱的間距。當bc/0.25時取bc/=0.25，當bc/0.05時取bc/=0。P125注：思索構造柱有利作用的高厚比驗算不適用于施工階段。.2壁柱間墻或構造柱間墻的高厚比 按公式(54)驗算壁柱間墻或構造柱間墻的高厚比，此時s應取相鄰壁柱間或相鄰構造柱間的間隔。H0一概按剛性方案思索。設有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻或帶構造柱墻，當b/s1/30時，圈梁可視作壁柱間墻或構造間墻的不動鉸支點(b為圈梁寬度)。.5.4 剛性方案房屋墻柱計算5.4.1 承重縱墻的計算1、單層剛性方案承重縱墻的計算計算模型1屋面荷載作用

19、2風荷載3墻體自重4控制截面及荷載組合.計算截面寬度:取窗間墻寬度，控制截面：偏壓驗算、梁下部分受壓驗算、 ：偏壓驗算.2、多層剛性方案房屋承重縱墻的計算1計算單元 設計時取一段具有代表性的一段墻一個開間進展計算。 計算截面寬度：有門窗洞口：取門窗間墻的寬度無門窗洞口：取計算單元的寬度2豎向荷載作用下的計算：計算簡圖：.最不利截面的位置及內(nèi)力計算.I-I 截面，樓蓋大梁的底面，該處的彎矩最大；假設上下墻體的厚度一樣，那么豎向力設計值II-II截面處，該處截面面積較小。該處的彎矩：該截面豎向力設計值：截面處： IV-IV截面：.對于梁跨度大于9m的墻承重的多層房屋，除按上述方法計算墻體承載力外，

20、宜再按梁兩端固結(jié)計算梁端彎矩，再將其乘以修正系數(shù)后，按墻體線性剛度分到上層墻底部和下層墻頂部，修正系數(shù)可按下式計算：=0.2式中a-梁端實踐支承長度；h-支承墻體的墻厚，當上下墻厚不同時取下部墻厚，當有壁柱時取hT。.當必需思索風荷載時，風荷載引起的彎矩M，可按下式計算： (518)式中-沿樓層高均布風荷載設計值(kN/m)；Hi-層高(m)。3在程度風荷載作用下. 當剛性方案多層房屋的外墻符合以下要求時，靜力計算可不思索風荷載的影響：1 洞口程度截面面積不超越全截面面積的2/3；2 層高和總高不超越表55的規(guī)定；3 屋面自重不小于0.8kN/m2。 外墻不思索風荷載影響時的最大高度 表55基

21、本風壓值(kN/m2) 層高(m)總高（m）0.44.0280.54.0240.64.0180.73.518注：對于多層砌塊房屋190mm厚的外墻，當層高不大于2.8m，總高不大于19.6m，根本風壓不大于0.7kN/m2時可不思索風荷載的影響。 .5.4.2 承重橫墻計算 剛性構造方案房屋由于橫墻間距不大，在程度荷載作用下，縱墻傳給橫墻的程度力對橫墻的承載力計算影響很小，因此，橫墻只需計算垂直荷載作用下的承載力。1、計算簡圖剛性方案的計算簡圖通常取1米寬的墻體作為計算單元。樓板減弱了墻體，將銜接處視為鉸支座。.2、最不利截面位置及內(nèi)力計算 軸心受壓時，可以取IIIIII處為最不利截面，該截面

22、處的軸向力為3、截面承載力計算按受壓構件計算；部分受壓驗算。橫墻上設有洞口時，取洞口中心線之間的墻體作為計算單元；有樓面大梁作用于橫墻時，應取大梁間距作為計算單元；.5.5 彈性和剛彈性方案房屋計算5.1.1 彈性方案單層房屋計算計算時采用以下假定： 屋架或屋面梁與墻、柱頂端為鉸接，墻、柱下端那么嵌固于根底頂面； 把屋架或屋面梁視作一剛度無限大的程度桿件，在荷載作用下無軸向變形，所以排架柱受力后，一切柱頂?shù)某潭任灰凭嗟取?.彈性方案房屋柱頂程度位移 .彈性方案單層房屋計算步驟.5.5.2 剛彈性方案單層房屋計算.房屋各層的空間性能影響系數(shù)i 表51 屋蓋或樓蓋類別 橫墻間距s(m) 16202428323640444852566064687210.330.390.450.500.550.600.640.680.710.740.7720.350.450.540.610.680.730.780.8230.370.490.600.680.750.81注：i取1n，n為房屋的層數(shù)。.剛彈性方案房屋墻、柱內(nèi)力分析步驟 .5.5.4 剛彈性方案多層房屋計算1、剛彈性方案多層房屋靜力計算方法 在程度荷載(風荷載)作用下，剛彈性方案房屋墻、柱內(nèi)力分析可按如下兩步進展，然后將兩步結(jié)果疊加，即