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1、混合結(jié)構(gòu)房屋本章提要本章主要介紹混合結(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屋的墻體承載力計(jì)算,過(guò)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)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)行剛性方案房屋墻體的計(jì)算,了解過(guò)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。第一節(jié) 房屋的結(jié)構(gòu)布置和靜力計(jì)算方案混合結(jié)構(gòu)是一種很古老的結(jié)構(gòu)型式,它是由兩種以上的材料組成的,墻體為砌體材料(磚),樓面和屋面用其它材料(鋼筋混凝土或鋼),組成。混合結(jié)構(gòu)以構(gòu)造為重要手段,而結(jié)構(gòu)計(jì)算作為輔助設(shè)計(jì),這樣組成了整個(gè)混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2、內(nèi)容。一、房屋的結(jié)構(gòu)布置方案 結(jié)構(gòu)布置是否合理,直接影響到房屋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定、造價(jià)以及施工的難易程度,所以,它是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要一環(huán),而這一環(huán)往往由建筑設(shè)計(jì)來(lái)確定。1,橫墻布置方案房間的開間不大,一般是3-4M,橫墻較多,以橫墻承重,梁板的荷載傳于橫墻上。由橫墻承重的結(jié)構(gòu),立面墻面相對(duì)較少,有利于立面的處理,但由于很墻多,可內(nèi)部空間受限制;2,縱墻布置方案對(duì)于要求內(nèi)部有大空間的混合結(jié)構(gòu)房屋,可以采用縱墻承重,立面開窗受到限制,但內(nèi)部空間相對(duì)較大;3,縱橫墻布置方案結(jié)合以上兩種方案,設(shè)置縱橫墻共同承重,空間有變化,抗震性能好,它是現(xiàn)在的主要布置方式,最好是能選擇幾道沒(méi)開洞口的墻體作為主要的
3、承墻;這些墻體的布置原則有: 1)墻體的布置要做到雙軸對(duì)稱,2)墻體的間距不要太大,且盡可能的布置于房屋兩端,3)確保樓板的剛度,以利于帶動(dòng)墻體整體工作,4)墻體應(yīng)雙向布置,并盡可能的將其連成L,工,T形。4,內(nèi)框架布置方案外墻利用墻體承重,內(nèi)部設(shè)置柱子,形成內(nèi)部框架,這種方案可獲得內(nèi)部大空間,且節(jié)省了造價(jià)。 二、房屋的靜力計(jì)算方案1,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10.1(a)所示的無(wú)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(lái)代表整個(gè)房屋的受力狀態(tài),這個(gè)單元稱為計(jì)算
4、單元,見圖10.1(a)、(b)。沿房屋縱向各個(gè)單元之間不存在相互制約的空間作用,這種房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖為一單跨平面排架(圖10.1(d)。若在上述單層房屋的兩端設(shè)置山墻(圖10.2(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10.2(b)中所示的曲線,水平位移的大小等于山墻的側(cè)移uw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10.1無(wú)山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況 圖10.2有山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況 2,房屋的靜力計(jì)算方案規(guī)
5、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10.3(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。 (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)
6、算(圖10.3(c)),這種房屋稱為彈性方案房屋。一般單層廠房、倉(cāng)庫(kù)、禮堂、食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10.3(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(lái)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(lái)確定其靜力計(jì)算方案,見表10.1。 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,
7、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(guò)橫墻截面面積的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10.3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10.1 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(wú)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 S1616S36S3
8、6第二節(jié) 墻、柱的高厚比驗(yàn)算墻柱高厚比的驗(yàn)算是混合結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)重要的構(gòu)造措施,它關(guān)系到構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性的要求。一、墻、柱的允許高厚比和高厚比的驗(yàn)算墻、柱的允許高厚比表10-4(一)、墻柱高厚比的驗(yàn)算1,計(jì)算公式2,關(guān)于墻厚的提高系數(shù)3,關(guān)于開洞的降低系數(shù)(二)、帶壁柱墻的高厚比驗(yàn)算1,整片墻的驗(yàn)算2,壁柱間的驗(yàn)算(三)、帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(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,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
9、面邊長(zhǎng)h的比值H0/h。 高厚比驗(yàn)算主要包括兩個(gè)問(wèn)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。 1, 一般墻、柱高厚比的驗(yàn)算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)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; 有門窗洞口墻允許高厚比的修正
10、系數(shù)2按下式確定:2=1-0.4bs/S bs在寬度S范圍內(nèi)的門窗洞口寬度(圖10.4);S相鄰窗間墻或壁柱間距離(圖10.4);墻、柱的允許高厚比,見表10.2。 圖10.4 洞口寬度 表15.2 墻、柱的允許高厚比值 砂漿強(qiáng)度等級(jí)墻柱M2.52215M5.02416M7.5 26172,帶壁柱墻和帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算1) 帶壁柱墻(1) 整片墻的高厚比驗(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(圖10.5(a))應(yīng)按下列規(guī)定采用: 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(wú)門窗洞口時(shí),每
11、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。(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H的計(jì)算可一律按剛性方案考慮。壁柱間墻的高厚比可按無(wú)壁柱墻公式(15.1)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10.5(b)。圖10.5 2)帶構(gòu)造柱墻(1) 帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算 應(yīng)按附表2確定墻的計(jì)算高
12、度H0。 按下列公式驗(yàn)算帶構(gòu)造柱墻體的高厚比:=H0/hc12c=1+bc/l 構(gòu)造柱作為壁柱驗(yàn)算構(gòu)造柱間墻的高厚比時(shí),構(gòu)造柱的截面高度應(yīng)不小于1/30柱高,并不小于墻厚,此時(shí)柱間墻的允許高厚比不應(yīng)再考慮構(gòu)造柱的有利影響,柱間墻的高厚比驗(yàn)算同壁柱間墻。 (2) 帶構(gòu)造柱墻應(yīng)滿足下列要求 構(gòu)造柱沿墻長(zhǎng)方向的寬度不小于180mm,沿墻厚方向的邊長(zhǎng)不小于墻厚(利用構(gòu)造柱作壁柱時(shí)應(yīng)當(dāng)不小于1/30柱高),主筋不少于412,混凝土等級(jí)不應(yīng)低于C15; 構(gòu)造柱對(duì)墻體允許高厚比的提高僅適于正常使用階段; 構(gòu)造柱與墻應(yīng)有可靠的連接。第三節(jié) 剛性方案房屋的計(jì)算一, 單層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算剛性方案的單層房
13、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10.10): 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。 (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(guò)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10.10(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
14、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(guò)屋蓋直接傳給橫墻經(jīng)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10.11。圖10.10 豎向荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖10.11 水平荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖 二,多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(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(shuō)來(lái),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10.12中的m-m和n-n間的窗間墻,其
15、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10.13(b))。 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10.13(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10.13所示第一層和第二層墻體為例,說(shuō)明墻體內(nèi)力的計(jì)算方法。第二層墻(圖10.14(a)):上端(-)截面Nu2=Nu3+Nl3+Nw3N=Nu2+Nl2M=Nl2e2下端(-)
16、截面N=N+Nw2M=0第一層墻(圖10.14(b)):上端(-)截面Nu1=Nu2+Nl2+Nw2N=Nu1+Nl1M=Nl1e1-Nu1e1下端(-)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10.16)。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(guò)全截面面積的2/3。 層高和總高不超過(guò)表10.3所
17、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,截面尺寸較小的截面作為控制截面。 圖10.12 多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算單元 圖15.13 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10.14 圖10.16 水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 表10.3 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第四節(jié) 砌體結(jié)構(gòu)中的圈梁與過(guò)梁一,圈梁1,圈梁的設(shè)置 (
18、1) 空曠的單層房屋如車間、倉(cāng)庫(kù)、食堂等,應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置圈梁: 磚砌體房屋,檐口標(biāo)高為58m時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道,檐口標(biāo)高大于8m時(shí),宜適當(dāng)增設(shè)。 砌塊及料石砌體房屋,檐口標(biāo)高為45m時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道,檐口標(biāo)高大于5m時(shí),宜適當(dāng)增設(shè)。 對(duì)有吊車或較大振動(dòng)設(shè)備的單層工業(yè)房屋,除在檐口或窗頂標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁外,尚宜在吊車梁標(biāo)高處或其他適當(dāng)位置增設(shè)。(2) 多層房屋應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置圈梁: 多層砌體民用房屋,如宿舍、辦公樓等,且層數(shù)為34層時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道。當(dāng)層數(shù)超過(guò)4層時(shí),應(yīng)在所有縱橫墻上隔層設(shè)置。 多層砌體工業(yè)房屋,應(yīng)每層設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。
19、 設(shè)置墻梁的多層砌體房屋應(yīng)在托梁、墻梁頂面和檐口標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,其他樓蓋處應(yīng)在所有縱橫墻上每層設(shè)置。 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋,當(dāng)層數(shù)超過(guò)5層時(shí),除在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道外,可隔層設(shè)置圈梁,并與樓(屋)面板一起現(xiàn)澆。(3) 建筑在軟弱地基或不均勻地基上的砌體房屋,除按本節(jié)規(guī)定設(shè)置圈梁外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。 2,圈梁的構(gòu)造要求(1) 圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上,并形成封閉狀。當(dāng)圈梁被門窗洞截?cái)鄷r(shí),應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于其垂直間距H的2倍,且不小于1m(圖10.26)。(2) 縱橫墻
20、交接處的圈梁應(yīng)有可靠的連接,其配筋構(gòu)造如圖10.27。(3) 剛彈性和彈性方案房屋,圈梁應(yīng)與屋架、大梁等構(gòu)件可靠連接。 (4) 鋼筋混凝土圈梁的寬度一般與墻厚相同,當(dāng)墻厚240mm時(shí),其寬度不宜小于2h/3。圈梁的高度不應(yīng)小于120mm。 (5) 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的未設(shè)圈梁的樓層,其樓面板嵌入墻內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm,并在樓板內(nèi)沿墻的方向配置不少于210的縱向鋼筋。(6) 圈梁兼作過(guò)梁時(shí),過(guò)梁部分的縱向受力鋼筋應(yīng)按計(jì)算配筋。 圖10.26 圈梁被門窗洞口截?cái)鄷r(shí)的構(gòu)造 圖10.27 房屋轉(zhuǎn)角處及丁字交叉處圈梁的構(gòu)造 二, 過(guò)梁1,過(guò)梁的種類及構(gòu)造過(guò)梁是混合結(jié)構(gòu)墻
21、體中門窗洞上承受上部墻體和樓(屋)蓋傳來(lái)的荷載的構(gòu)件,主要有鋼筋混凝土過(guò)梁、磚砌平拱、磚砌弧拱、鋼筋磚過(guò)梁等幾種形式(圖10.23)。(1) 磚砌平拱過(guò)梁如圖10.23(c)所示,采用豎磚砌筑,豎磚砌筑部分的高度不應(yīng)小于240mm。 (2) 磚砌弧拱過(guò)梁如圖10.23(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) 鋼筋磚過(guò)梁在這類過(guò)梁中,磚塊的砌法同一般磚墻一樣,僅在過(guò)梁底部水平灰縫內(nèi)配置不小于5120的縱向受力鋼筋,如圖10.23(b)所示。鋼筋伸入支座砌體
22、內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于240mm,在過(guò)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(guò)梁如圖10.23(a)所示,同一般預(yù)制鋼筋混凝土梁。為滿足門、窗口過(guò)梁的構(gòu)造需要,可做矩形或帶挑口的“L”形截面。這種過(guò)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(guò)梁。 圖10.23 過(guò)梁的類型 (a) 鋼筋混凝土過(guò)梁;(b) 鋼筋磚過(guò)梁;(c) 磚砌平拱;(d) 磚砌弧拱 2,過(guò)梁上的荷載過(guò)梁上的荷載一般包括墻體荷載和梁、板荷載。 (1) 墻體荷載對(duì)磚砌體,當(dāng)過(guò)梁上的墻體高度hwln/3(ln為過(guò)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l
23、n/3墻體的均布自重采用(圖10.24(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(lái)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10.24(c))。圖10.24 (a)、(b)墻體荷載;(c) 梁板荷載 3,過(guò)梁的計(jì)算(1) 磚砌過(guò)梁的破壞特征過(guò)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(guò)砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí),跨中受拉區(qū)將出現(xiàn)垂直裂縫,支座附近出現(xiàn)45的階梯形斜裂縫。對(duì)磚砌平拱過(guò)梁下部的拉力將由兩端支座提供的推力來(lái)平衡(圖10.25(a));對(duì)鋼筋磚過(guò)梁下部的拉力
24、將由鋼筋承受(圖10.25(b))。過(guò)梁像一個(gè)三鉸拱一樣地工作,過(guò)梁可能發(fā)生三種破壞: 過(guò)梁跨中正截面受彎承載力不足而破壞; 過(guò)梁支座附近斜截面受剪承載力不足而破壞; 過(guò)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。支座截面受剪承載力按式驗(yàn)算。磚砌平拱的允許均布荷載設(shè)計(jì)值可查表10.6。(3) 鋼筋磚過(guò)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(guò)梁的計(jì)算按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算,同時(shí)需要按式驗(yàn)算過(guò)梁下砌體局部受壓承載力。 圖10.25 磚砌過(guò)梁的
25、破壞形式 表15.6 磚砌平拱的允許均布荷載設(shè)計(jì)值 墻厚(mm) 240370490混合砂漿強(qiáng)度等級(jí) M2.5M5M7.5M10M2.5M5M7.5M10M2.5M5M7.5M10p(kN/m) 6.048.1810.3111.739.3212.6115.9018.0912.3416.7021.0523.96補(bǔ)充:砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求1, 一般構(gòu)造要求(1) 五層及五層以下房屋的墻,以及受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí),應(yīng)符合下列要求:磚MU10;砌體MU7.5;石材MU30;砂漿M5。(2) 地面以下或防潮層以下的砌體,潮濕房間的墻,所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合表15.7的要
26、求。(3) 承重的獨(dú)立磚柱,截面尺寸不應(yīng)小于240mm370mm。 (4) 跨度大于6m的屋架和跨度大于下列數(shù)值的梁:對(duì)磚砌體為4.8m,對(duì)砌塊和料石砌體為4.2m,對(duì)毛石砌體為3.9m,支承面下應(yīng)設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土墊塊,墻中設(shè)有圈梁時(shí),墊塊與圈梁宜澆成整體。(5) 對(duì)240mm的磚砌體墻,大梁跨度為6m,對(duì)180mm的磚砌體墻,大梁跨度為4.8m,其支承處宜加壁柱,或采取其他加強(qiáng)措施。(6) 預(yù)制鋼筋混凝土板的支承長(zhǎng)度,在墻上不宜小于100mm,在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80mm;預(yù)制鋼筋混凝土梁在墻上的支承長(zhǎng)度,不宜小于240mm。 (7) 支承在墻、柱上的吊車梁、屋架及跨度l9m(支
27、承在磚砌體),或l7.2m(支承在砌塊和料石砌體上)的預(yù)制梁的端部,應(yīng)采用錨固件與墻、柱上的墊塊錨固(圖10.28)。(8) 骨架房屋的填充墻及維護(hù)墻,宜用鋼筋與骨架連接。一般是在鋼筋混凝土骨架中預(yù)埋拉結(jié)筋,砌磚時(shí)嵌入墻體的水平灰縫內(nèi)(圖10.29)。(9) 山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部。風(fēng)壓較大的地區(qū),檁條與山墻錨固(圖10.30),屋蓋不宜挑出山墻。 (10) 砌塊砌體應(yīng)分皮錯(cuò)縫搭砌。上下皮搭砌長(zhǎng)度不得小于90mm。當(dāng)搭砌長(zhǎng)度不滿足上述要求時(shí),應(yīng)在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于24的焊接鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片每端均應(yīng)超過(guò)該垂直縫,其長(zhǎng)度不得小于300mm。(11) 砌塊墻與后砌隔墻交接處,應(yīng)沿墻高每400mm
28、在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于24的焊接鋼筋網(wǎng)片(圖10.31)。(12) 混凝土砌塊房屋,宜在縱橫墻交接處、距墻中心線每邊不小于300mm范圍內(nèi)的孔洞,采用不低于Cb20的混凝土灌實(shí),灌實(shí)高度應(yīng)為墻身全高。(13) 混凝土砌塊墻體的下列部位,如未設(shè)圈梁或混凝土墊塊,應(yīng)采用不低于Cb20的混凝土將孔洞灌實(shí): 擱柵、檁條和鋼筋混凝土樓板的支承面下,高度不應(yīng)小于200mm的砌體; 屋架、梁等構(gòu)件的支承面下,高度不應(yīng)小于600mm,長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm的砌體; 挑梁支承面下,距墻中心線每邊不小于300mm,高度不應(yīng)小于600mm的砌體。 表10.7 地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻所用材料的最低強(qiáng)
29、度等級(jí) 基土的潮濕程度 燒結(jié)普通磚、蒸壓灰砂磚 混凝土砌塊石材水泥砂漿嚴(yán)寒地區(qū)一般地區(qū)稍潮濕的 MU10MU10MU7.5MU30M5很潮濕的 MU15MU10MU7.5MU30M7.5含水飽和的 MU20MU15MU10MU40M10圖10.28 屋架、吊車梁與墻連接 圖10.29 墻與骨架拉結(jié) 圖10.30 山墻與檁條連接 圖10.31 砌塊墻與后砌隔墻交接處鋼筋網(wǎng)片 2,防止溫度變化和砌體干縮變形引起的砌體房屋頂層墻體開裂的措施(1) 根據(jù)砌體材料和結(jié)構(gòu)形式、屋面構(gòu)造選擇適合的溫度區(qū)段(表15.8)(2) 屋面應(yīng)設(shè)置保溫、隔熱層;(3) 屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層設(shè)置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6m,并與女兒墻隔開,其縫寬不小于30mm;(4) 采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋和瓦材屋蓋; (5) 在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置水平滑動(dòng)層,滑動(dòng)層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等;對(duì)于長(zhǎng)縱墻,可只在其兩端的23個(gè)開間內(nèi)設(shè)置,對(duì)于橫墻可只在其兩端各l/4(l為橫墻長(zhǎng)度)處設(shè)置;(6) 頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內(nèi)外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋;
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