ch4混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計.ppt

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1、第 4章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 混合結(jié)構(gòu)房屋的組成及結(jié)構(gòu)布置方案 房屋的靜力計算方案 墻柱高厚比驗算 單層房屋墻體計算 多層房屋墻體計算 地下室墻體 4.1 混合結(jié)構(gòu)房屋的組成及結(jié)構(gòu)布置 方案 混合結(jié)構(gòu)房屋的組成 定義： 砌體墻、柱和其他材料樓屋蓋組成 的房屋常稱為 “ 混合結(jié)構(gòu) ” 房屋。（磚混結(jié) 構(gòu)房屋、磚木結(jié)構(gòu)房屋） 房屋的構(gòu)件 ： 屋蓋、樓蓋、縱墻、橫墻、 柱、基礎(chǔ)、樓梯 結(jié)構(gòu)布置方案 縱墻承重方案 橫墻承重方案 縱橫墻承重方案 內(nèi)框架承重方案 混合結(jié)構(gòu)房屋的組成及結(jié)構(gòu)布置方案 縱墻承重方案 豎向荷載傳遞方式：屋（樓）面荷載 屋架（梁） 縱墻 基礎(chǔ) 地基 縱墻承重方案 特點 縱墻為承重

2、墻，橫墻數(shù)量相對較少，承重 墻間距一般較大，房屋的空間剛度比橫墻承 重體系?。豢v墻上門窗洞口的大小和位置受 到限制。 橫墻為自承重墻，房屋的劃分比較靈活。 樓蓋的材料用量較多，墻體的材料用量較 少 橫墻承重方案 豎向荷載傳力路線 ：屋（樓）面荷載 橫墻 基礎(chǔ) 地基 橫墻承重方案 特點 橫墻為承重墻，間距較小（ 3 4.5m），結(jié) 構(gòu)整體性好，空間剛度大，有利于抵抗水平 作用和調(diào)整地基的不均勻沉降 縱墻作為圍護、隔斷墻，其設(shè)置門窗洞口 的限制較少，縱墻立面處理比較靈活。 樓蓋的材料用量較少，但墻體的用料較多 ， 施工方便 縱橫墻承重方案 豎向荷載傳力路線 ： 屋 （ 樓 ） 面荷載 縱墻 基礎(chǔ)

3、地基 橫墻 雙向板引起的縱橫墻承重 縱橫墻承重方案 特點：兼有橫墻和縱墻承重體系的特點， 房屋平面布置比較靈活，空間剛度較好。 內(nèi)框架承重方案 豎向荷載傳力路線 屋（樓） 面荷載 梁 外墻 基礎(chǔ) 地 基 梁 框架 柱 內(nèi)框架承重方案 特點 室內(nèi)空間較大，平面布置靈活 由于橫墻少，房屋的空間剛度和整體性較 差 由于鋼筋混凝土柱和磚墻的壓縮性能不同， 結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生不均勻的豎向變形 框架和墻的變形性能相差較大，在地震時 易由于變形不協(xié)調(diào)而破壞 4.2 房屋的靜力計算方案 混合結(jié)構(gòu)房屋的空間工作 空間受力體系 墻、柱設(shè)計 墻、柱內(nèi)力計算 墻、柱承載力計算 計算簡圖的確定 水平荷載傳遞路徑 兩端無山墻的單

4、層房屋： 水平荷載 縱墻 縱墻基礎(chǔ) 地基 兩端有山墻的單層房屋： 水平荷載 縱墻 縱墻基礎(chǔ) 屋蓋結(jié)構(gòu) 山墻 山墻基礎(chǔ) 地基 計算簡圖的確定 兩 端 無 山 墻 的 單 層 房 屋 平面排架 計算簡圖的確定 兩端有山墻的 單層房屋 21 uuu s 1u 2u 山墻頂水平位移 屋蓋平面內(nèi)產(chǎn) 生的彎曲變形 ps uu 混合結(jié)構(gòu)房屋的空間工作 空間性能影響系數(shù) 通過試驗并結(jié)合經(jīng)驗得出 不同屋蓋形式 、 不同橫墻間距下的空間性能影響系數(shù)， 見 P59表 4.1 c hk su u p s 11 房屋靜力計算方案的分類 剛性方案 彈性方案 剛彈性方案 33.0 77.0 77.033.0 實際上，房屋靜

5、力計算方案的劃分可依據(jù)屋 蓋、樓蓋類型，按橫墻間距來劃分 P60表 4.2 剛性方案房屋、剛彈性方案房屋對于 橫墻的要求 橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應(yīng)超 過橫墻截面面積的 50% 橫墻的厚度不宜小于 180mm 單層房層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橫墻總高度的一半。 當橫墻不能同時符合上述要求時，應(yīng)對橫墻的剛 度進行驗算。要求橫墻保證墻頂最大水平位移 4 0 0 0ma x Hu EA nPH EI nPHH GEI HPu 2 63 33 1 m a x 橫墻頂部位移計算示意圖 RWP 每個開間內(nèi)作用 于柱頂?shù)乃搅?4.3 墻柱高厚比驗算 一 .墻柱高

6、厚比驗算的目的 (保證墻柱的穩(wěn)定性） 二 .影響受壓砌體穩(wěn)定性的因素 砂漿強度等級 砌體截面剛度 砌體類型 構(gòu)件的重要性及房屋的使用情況 構(gòu)造柱間距及截面 橫墻間距 支承條件 三 .允許高厚比 砂漿強度等級 墻 柱 M2.5 22 15 M5.0 24 16 M7.5 26 17 墻柱高厚比驗算 四 .墻、柱的計算高厚比 hH /0 墻柱高厚比驗算 表 4.4 受壓構(gòu)件的計算高度 H0 五 .一般墻柱高厚比驗算 / 210 hH 墻、柱的計算高厚比 自承重墻允許高 厚比修正系數(shù) 有門窗洞 口墻允許 高厚比修 正系數(shù) 墻柱高厚比驗算 7.04.012 sb s 注意幾個問題 （ 1）當洞口高度小

7、于墻高 1/5時，不考慮洞口作用，即 （ 2）當橫墻間距較小時（ ），高厚比 不受限制。 / 210 hH 12 hs 21 墻柱高厚比驗算 7.04.012 sb s (3)變截面柱的高厚比可按上下截面 分別驗算。有吊車作用房屋， 當荷 載作用組合不考慮吊車作用時 ，變 截面柱上段的計算高度可按表 4.4的 規(guī)定采用；變截面柱下段的計算高 度依照下列三種情況取不同的值 P63： 31/1 HH u、 21/312 HH u、 21/3 HH u、 墻柱高厚比驗算 六 .帶壁柱墻的高厚比驗算 1.整片墻體高厚比驗算 / 210 ThH A.多層房屋， 有洞和無洞 B.單層房屋 C.帶壁柱墻 的

8、條形基礎(chǔ) 計算截面翼緣寬度確定 P63： 墻柱高厚比驗算 2.壁柱間墻體高厚比驗算 / 210 hH 無論房屋屬何種方案，確定 H0時一律按剛性 方案考慮 墻柱高厚比驗算 七 .帶構(gòu)造柱墻高厚比驗算 / 210 chH l b c c 1 構(gòu)造柱允許高 厚比提高系數(shù) l bc注意 的取值 P64 1.整片墻高厚比驗算 墻柱高厚比驗算 2.構(gòu)造柱間墻高厚比驗算 同壁柱間墻體高厚比驗算 （剛性方案、以構(gòu)造柱距 離作為 s） 墻柱高厚比驗算 s 【 例 4.1】 某三層辦公樓平面布置如圖所示，采用裝配式鋼筋混凝 土樓蓋，縱橫向承重墻均為 190mm，采用 MU7.5混凝土小型空心 砌塊，雙面粉刷，二

9、三層用 Mb5砂漿，層高均為 3.6m，窗寬均 為 1800mm，門寬均為 1000mm，試驗算二層各墻的高厚比。 辦公樓二層平面圖 解 （ 1）確定靜力計算方案 最大橫墻間距 mms 328.1036.3 查表 4.2屬于剛性方案 承重墻高 H=3.6m (2H=7.2m)， h=190mm 查表 4.3， Mb5砂漿， =24 （ 2）縱墻高厚比驗算 外縱墻高厚比驗算 mHms 2.728.10 查表 4.4， H0=1.0H=3.6m 7.08.06.3 8.14.014.012 sb s承重墻 0.11 2.19248.09.1819.0 6.3 20 hH 滿足要求 內(nèi)縱墻高厚比驗算

10、 H0=1.0H=3.6m 承重墻 0.11 7.089.0 6.3 0.14.014.01 2 s b s 33.212489.09.1819.0 6.3 20 hH 滿足要求 承重橫墻高厚比驗算 s=6.3m H s 2H mHsH 24.36.32.03.64.02.04.00 承重墻 0.11 橫墻無門窗洞口 0.12 24240.105.1719.0 24.3 20 hH 滿足要求 【 例 4.2】 某單層倉庫，其縱橫承重墻采用 Mu10磚， M7.5混合砂 漿，如圖所示。全長 6*6=36m，寬 12m，層高 4.5m，裝配式無檁 體系屋蓋。驗算外縱墻和山墻高厚比。 GZ240*2

11、40 370 解 確定靜力計算方案 該倉庫為 1類房屋，查表 4.2，橫墻間距 mmsm 723632 mmsm 723632 屬剛彈性方案 壁柱下端嵌固于室內(nèi)地坪以下 0.5m處，墻的高度 H=4.5+0.5=5m， 查表 4.3， M7.5砂漿， =26 驗算外縱墻高厚比 帶壁柱墻截面幾何特征計算 截面面積 2510125.82503703000240 mmA 形心位置 mmy 148 10125.8 22502403702501202403000 51 mmy 3 4 21 4 82 5 02 4 02 慣性矩 49333 1086.8 3 14 824 037 030 00 3 34

12、237 0 3 14 830 00 mmI 回轉(zhuǎn)半徑 mmAIi 10410125.8 1086.8 5 9 折算厚度 mmih T 3 6 41 0 45.35.3 縱墻整片墻高厚比驗算 查表 4.4， mHH 652.12.10 承重墻 0.11 7.08.0 6 34.014.01 2 s b s 8.20268.048.16364.0 6 20 Th H 滿足要求 壁柱間墻高厚比驗算 mHmsmH 10265 承重墻 0.11 mHsH 4.352.064.02.04.00 8.20268.017.142405 0 0 00 hH 滿足要求 驗算山墻高厚比 山墻整片墻高厚比驗算 05.

13、006.04 0 0 02 4 0 lb c mHms 10212 縱墻間距 s=12m 32m，屬剛性方案 承重墻 0.11 7.08.0 4 24.014.01 2 s b s 09.106.05.111 lb cc 67.222609.18.083.202 4 05 0 0 0 20 chH 滿足要求 驗算山墻高厚比 構(gòu)造柱間墻高厚比驗算 構(gòu)造柱間距 mHms 54 查表 4.4， mmsH 2 4 0 04 0 0 06.06.00 承重墻 0.11 7.08.0424.014.012 sb s 8.20268.0102402400 20 hH 滿足要求 4.4 單層房屋墻體的計算 單

14、層剛性方案房屋承重縱墻計算 單層彈性方案房屋承重縱墻計算 單層剛彈性房屋承重縱墻計算 單層剛性方案房屋承重縱墻計算 單層剛性方案房屋承重縱墻計算 (1)屋面荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 )32( 2 2/ 2 3 H x H M M MM MM H M RR x A a Aa 單層剛性方案房屋承重縱墻計算 (2)風荷載產(chǎn)生內(nèi)力 )43( 8 8 8 5 8 3 2 H x x qH M H q M H q R H q R x A A a 單層剛性方案房屋承重縱墻計算 (3)墻體自重：不等厚墻體尚應(yīng)考慮上階柱自 重對下階柱產(chǎn)生的彎矩 M1=G1e1， 且 在施工階段 應(yīng)按懸臂構(gòu)件計算。 單層剛性方案房屋承重縱

15、墻計算 內(nèi)力組合 :按 荷載規(guī)范 規(guī)定考慮多種 組合，并取最不利組合進行驗算 單層剛性方案房屋承重縱墻計算 控制截面：柱頂 I-I、風荷載產(chǎn)生最大彎矩對 應(yīng)的截面 II-II、柱底截面 III-III 單層彈性方案房屋承重縱墻計算 0.77 單層彈性方案房屋承重縱墻計算 (1)屋面荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 (2)風荷載產(chǎn)生內(nèi)力 單層彈性方案房屋承重縱墻計算 單層剛彈性方案房屋承重縱墻計算 033 0.77 4.5 多層房屋墻體計算 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 多層剛性方案房屋承重橫墻的計算 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 計 算 單 元 選 取 取有代表性的一段 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 多層

16、剛性方案房屋承重縱墻的計算 1 計 算 單 元 選 取 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 2 豎 向 荷 載 作 用 下 計 算 簡 圖 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 3.豎向荷載下的內(nèi)力計算示例 eNM NNN lI luI . 0II luII M GNNN 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 4.水平荷載下計算簡圖及內(nèi)力計算 不考慮風荷載的條件（ 同時滿足 ） 洞口水平面積不超過全截面面 積的 2/3 層高和總高不超限 P73表 4.5 屋蓋自重不小于 0.8kN/m2 2 12 1 iqHM 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 5.控制截面選取 每層取兩個截面進行驗算 （ I-I、 II-II

17、) n層墻體截面和材料均相同， 取底層的兩個截面進行驗 算 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 注意！ 對于跨度大于 9m的房屋，尚應(yīng)考慮 砌體的嵌固作用產(chǎn)生的梁端彎矩， 按下式計算 )2.0( haM 其中固端 多層剛性方案房屋承重橫墻的計算 計算單元和計算簡圖 多層剛性方案房屋承重橫墻的計算 計算單元和計算簡圖 多層剛性方案房屋承重橫墻的計算 控制截面選取及承載力計算 橫墻受力特點：軸心受壓或偏心受壓 1l 2l 4.6 地下室墻體 地下室墻體的計算特點 靜力計算方案 剛性方案 可不進行高厚比驗算 地下室墻體所受荷載與一般墻體不同 地下室墻體 1.地下室墻體的荷載： N0、 Nl、土側(cè)壓力 q 2.計算簡圖及截面驗算 一般情況下按上下鉸 支的豎向構(gòu)件計算 取三個截面 進行驗算 地下室墻體 當 D/D0.7時 2 0 )(31 D D CH E MM 3.對地下室墻厚相對 地基寬度較小的情況， 墻體下部支座按部分 嵌固作用考慮 地基剛度系數(shù) ,見 P82表 4.6 地下室墻體