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1、砌體結(jié)構(gòu) 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 本章重點：房屋的靜力計算方案、墻柱高 厚比驗算、多層房屋墻體計算 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 6.1.1 概述 砌體結(jié)構(gòu)房屋的組成： 房屋中墻、柱等豎向承重構(gòu)件用塊體和砂漿砌筑 而成的砌體材料，屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件用鋼筋 混凝土、輕鋼或其他材料建造的房屋稱為砌體結(jié)構(gòu)， 也可稱為混合結(jié)構(gòu)。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 6.1.2 墻體承重體系 1. 橫墻承重體系 當(dāng)房屋開間不大 (一般為 3 4.5m)， 橫墻間距較 小 ， 將樓 (或屋面 )板直
2、接擱置在橫墻上的結(jié)構(gòu)布置稱 為橫墻承重方案：房間的樓板支承在橫墻上 ， 縱墻僅 承受本身自重 。 橫墻承重方案的荷載主要傳遞路線為： 樓 （ 屋 ） 面板 橫墻 基礎(chǔ) 地基 。 縱墻門窗開洞受限較少 、 橫向剛度大 、 抗震性能 好 。 適用于多層宿舍等居住建筑以及由小開間組成的 辦公樓 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 2. 縱 墻承重體系 對于要求有較大空間的房屋 (如廠房 、 倉庫 )或隔 墻位置可能變化的房屋 ， 通常無內(nèi)橫墻或橫墻間距很 大 ， 因而由縱墻直接承受樓面 、 屋面荷載的結(jié)構(gòu)
3、布置 方案即為縱墻承重方案：其屋蓋為預(yù)制屋面大梁或屋 架和屋面板 。 這類房屋的屋面荷載 (豎向 )傳遞路線為： 板 梁 (或屋架 ) 縱墻 基礎(chǔ) 地基 。 縱墻門窗開洞受限 、 整體性差 。 適用于單層廠房 、 倉庫 、 食堂 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 3. 縱、橫墻承重體系 當(dāng)建筑物的功能要求房間的大小變化較多時 ， 為 了結(jié)構(gòu)布置的合理性 ， 通常采用縱橫墻布置方案 ， 縱 橫墻承重方案 ， 既可保證有靈活布置的房間 ， 又具有 較大的空間剛度和整體性 ， 所以適用于教學(xué)樓 、 辦公
4、 樓 、 多層住宅等建筑 。 此類房屋的荷載傳遞路線為： 樓 (屋 )面板 基礎(chǔ) 地基 。 橫墻 縱墻梁 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 4. 內(nèi)框架承重體系 對于工業(yè)廠房的車間 、 倉庫和商店等需要較大空 間的建筑 ， 可采用外墻與內(nèi)柱同時承重的內(nèi)框架承重 方案 ， 該結(jié)構(gòu)布置為樓板鋪設(shè)在梁上 ， 梁兩端支承在 外縱墻上 ， 中間支承在柱上 。 此類房屋的豎向荷載的傳遞路線為： 樓 (屋 )面板 梁 地基 。 平面布置靈活 、 抗震性能差 。 應(yīng)充分注意兩種不 同結(jié)構(gòu)材料所引起的不利影響 。 柱基
5、礎(chǔ)柱 外縱墻基礎(chǔ)外縱墻 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 5. 底部框架承重體系 對于底層為商場 、 展覽廳 、 食堂等需設(shè)置大空間 ， 而上部各層為住宅 、 宿舍 、 辦公室的建筑 ， 可采用底 部框架承重方案 。 該結(jié)構(gòu)底部以柱代替內(nèi)外墻 ， 墻和 柱都為主要承重構(gòu)件 ， 上剛下柔 ， 剛度在底層和第二 層間發(fā)生突變 。 此類房屋的豎向荷載的傳遞路線為： 上部幾層梁板荷載 內(nèi)外墻體 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化層 鋼 筋混凝土梁 柱 基礎(chǔ) 地基 。 底層平面布置靈活 、 但剛度突變對抗震性不利 ， 需考慮上 、 下層
6、抗側(cè)移剛度比 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 6.1.3 變形縫設(shè)置和承重墻體布置的一般原則 1. 變形縫 伸縮縫：防止墻體產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng) 力而產(chǎn)生豎向裂縫 。 設(shè)置在平面轉(zhuǎn)折和體形變化處 ， 房屋中部以及錯層處 。 沉降縫：消除地基過大的不均勻沉降而造成的危 害 。 設(shè)置在建筑平面轉(zhuǎn)折處；地基壓縮性有顯著差異 處；房屋高度或荷載差異較大處；分期建造房屋的交 界處；建筑結(jié)構(gòu) 、 地基或基礎(chǔ)類型不同的交界處 。 沉 降縫將建筑物從屋蓋到基礎(chǔ)全部斷開 。 防震縫：防止地震時相鄰單元相互碰
7、撞 。 房屋立 面高差在 6m以上；房屋有錯層 ， 且樓板高差較大；各 部分結(jié)構(gòu)剛度 、 質(zhì)量截然不同時需設(shè)置 防震縫 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 防震縫縫寬應(yīng)根據(jù)地震設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)相鄰部分 可能產(chǎn)生的位移 （ 房屋高度 ） 確定 ， 可采用 50- 100mm。 地震區(qū)的房屋 ， 其伸縮縫和沉降縫的寬度均應(yīng)符 合防震縫要求 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 2. 墻體布置一般原則 1） 盡可能采用橫墻承重體系 ， 盡量減少橫墻間 的距離 ， 以增加房屋的整
8、體剛度 。 2） 承重墻布置力求簡單 、 規(guī)則 ， 縱墻亦拉通 ， 避免斷開和轉(zhuǎn)折 ， 每隔一定距離設(shè)一道橫墻 ， 將內(nèi)外 縱墻拉結(jié)在一起 ， 形成空間受力體系 ， 增加房屋的空 間剛度和增強(qiáng)調(diào)整地基不均勻沉降的能力 。 3） 承重墻所承受的荷載力求明確 ， 荷載傳遞的 途徑應(yīng)簡捷 、 直接 。 開洞時應(yīng)使各層洞口上下對齊 。 4） 結(jié)合樓蓋 、 屋蓋的布置 ， 使墻體避免承受偏 心距過大的荷載或過大的彎矩 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 6.2.1 房屋的受力分析與空間剛度 砌體結(jié)構(gòu)房屋由屋蓋 、 樓
9、蓋 、 墻 、 柱 、 基礎(chǔ)等主 要承重構(gòu)件組成空間受力體系 ， 共同承擔(dān)作用在房屋 上的各種豎向荷載 (結(jié)構(gòu)的自重 、 樓面和屋面的活荷 載 )、 水平風(fēng)荷載和地震作用 。 砌體結(jié)構(gòu)房屋中僅墻 、 柱為砌體材料 ， 因此墻 、 柱設(shè)計計算為本節(jié)的主要內(nèi) 容 。 墻體計算主要包括內(nèi)力計算和截面承載力計算 。 計算墻體內(nèi)力首先要確定其計算簡圖 。 計算簡圖 既要盡量符合結(jié)構(gòu)實際受力情況 ， 又要使計算盡可能 簡單 ， 現(xiàn)以受風(fēng)作用的單層房屋為例分析其受力特點 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 風(fēng)荷載 縱墻 縱墻基礎(chǔ) 地基。 計算單元 單跨平面排架 第一種情況： 圖 6-7是一單層 房屋，外縱墻
10、承重， 屋蓋為裝配式鋼筋混 凝土樓蓋，兩端沒有 設(shè)置山墻。 房屋的水平風(fēng)荷 載傳遞路線： 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 第二種情況： 如圖 6-8所示兩端有山墻的單層房屋，因山墻 的約束，其傳力途徑發(fā)生了變化。整個房屋墻頂 的水平位移不再相同。距山墻距離愈遠(yuǎn)的墻頂水 平位移愈大，距山墻距離愈近的墻頂水平位移愈 小。 房屋的水平風(fēng)荷載傳遞路線： 風(fēng)荷載 縱墻 地基。 山墻基礎(chǔ)山墻屋蓋結(jié)構(gòu) 縱墻基礎(chǔ) 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 圖 6-8 兩端有山墻的單層房屋 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案
11、第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 墻頂水平最大側(cè)移可表示為 ： 式中 山墻頂面水平位移 ，取決于山墻的 剛度，山墻剛度大， ?。?屋蓋平面內(nèi)產(chǎn)生的彎曲變形，取決 于屋蓋剛度及橫 (山 )墻間距，屋蓋 剛度愈大，橫 (山 )墻間距愈小， 愈小。 考慮空間工作時，外荷載作用下房 屋排架水平位移的最大值； 在外荷載作用下，平面排架的水平 位移； )16(m a x,m a x,m a x pwr uuuu 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 max,ru max,ru max,wu max,ru maxu pu 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 房屋空間作用的大小可以用空間性能影響系 數(shù) 表示。
12、一般通過實測確定。 值愈大，表示整體房屋的水平側(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，房屋的水平側(cè)移愈小，房屋的空間作用愈 大。因此， 又稱為考慮空間工作后的側(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 因素。不同橫墻間距的房屋各層的空間性能影響 系數(shù)可按表 6-3查用 (屋蓋類別見表 6-4)。 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 )26(1m a x pu u 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方
13、案 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案 6.2.2 房屋的靜力計算方案 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 考慮屋蓋剛度和橫墻間距 兩個主要因素的影響 ， 按房屋空間剛度 (作用 )大小 ， 將混合結(jié)構(gòu)房屋靜力計算方案分為三種 (見表 6-4)： 1. 剛性方案 房屋的空間剛度大 。 在荷載作用下 ， 墻 、 柱頂端 的相對位移很小 ， 可視墻 、 柱頂端水平位移等于零 。 這類房屋稱為剛性方案房屋 ， 其靜力計算簡圖將承重 墻視為一根豎向構(gòu)件 ， 屋蓋 或桂蓋作為墻體的不動鉸 支座 。 0.77時 可按彈性方案計算 。 3. 剛彈性方案 房屋的空間剛度介于上述兩種方案之間 ， 在荷載 作用下 ， 縱墻頂端水平位移比彈性方案要小 ， 但又不 可忽略不計 ， 這類房屋稱為剛彈性方案 。 靜力計算時 ， 可根據(jù)房屋空間剛度的大小 ， 將其水平荷載作用下的 反力進(jìn)行折減 ， 然后按平面排架或框架進(jìn)行計算 ， 即 計算簡圖相當(dāng)于在屋 (樓 )蓋處加一彈性支座 。 第 6章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 6.2 混合結(jié)構(gòu)房屋空間剛度和靜力計算方案
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