《混合結構房屋墻》PPT課件

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1、15 混合結構房屋墻、柱設計 本章主要介紹混合結構房屋的空間性能及靜力 計算方案，墻、柱的高厚比驗算方法以及單層和多 層房屋的墻體承載力計算，過梁和圈梁的設計方法， 砌體結構的構造要求等內容。要求了解和建立混合 結構房屋空間作用的概念，掌握混合結構房屋靜力 計算方案，掌握墻柱的高厚比驗算方法，能進行剛 性方案房屋墻體的計算，了解過梁與圈梁的設計方 法，領會砌體結構的一般構造要求。 本章提要 本 章 內 容 15.1 房屋的空間工作和靜力計算方案 15.2 墻、柱高厚比驗算 15.3 剛性方案房屋的計算 15.4 彈性及剛彈性方案房屋的計算 15.5 砌體結構中的過梁與圈梁 15.6 砌體結構的

2、構造要求 15.1 房屋的空間工作和靜力計算方案 在進行墻體的內力計算時，首先要確定計算簡圖。 如圖 15.1(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。如果從兩個窗口中間截取一個 單元，則這個單元的受力狀態(tài)與整個房屋的受力狀態(tài) 是一樣的?？梢杂眠@個單元的受力狀態(tài)來代表整個房 屋的受力狀態(tài)，這個單元稱為 計算單元 ，見 圖 15.1(a)、 (b)。沿房屋縱向各個單元之間不存在相互制約的空間 作用，這種房屋的計算簡圖為一單跨平面排架（ 圖 15.1（ d） 。 15.1.1 房屋的空間工作 若在上述單層房屋的兩端設置山墻（ 圖 15.2 （ a）， 則屋蓋不僅與縱墻相連，而且也

3、與山墻（橫 墻）相連。當水平荷載作用于外縱墻面時，屋蓋結構 如同水平方向的梁而彎曲，其水平位移已不是平移， 而是 圖 15.2(b)中所示的曲線，水平位移的大小等于山 墻的側移 uw和屋蓋梁水平撓度的總和。 根據試驗研究， 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 15.1 無山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況 圖 15.2 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，在混合結構房屋內力計算中，根 據房屋的空間工作性能， （ 1） 剛性方案 房屋橫墻間距較小，屋（樓）蓋水平剛度較大時， 房屋的空間剛度較大，在荷載作用下，房屋的水平位 移較小，在確定房屋的計算簡圖

4、時，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鉸支承 （ 圖 15.3（ 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。 15.1.2 房屋的靜力計算方案 （ 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，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，在確定房屋的計算簡圖時，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算（ 圖 15.3(c)），這種房屋稱為 彈性方案房屋 。 一般單層廠房、倉庫、禮堂、食堂等多屬于彈性 方案房屋。 （ 3） 房屋的空間剛度介于剛性與彈

5、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。這種房屋屬于剛彈性方案房屋，其計算簡 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 15.3(b) 在計算剛彈性方案的墻、柱內力時，通常引入空 間性能影響系數 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來確定其靜力計算 方案， 見表 15.1。 作為剛性和剛彈性方案靜力計算的房屋橫墻，應 具有足夠的剛度，以保證房屋的空間作用，并符合下 橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應 超過橫墻截面面積的 50% 橫墻的厚度不

6、宜小于 180mm 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其總高度的 1/2。 圖 15.3 混合結構房屋的計算簡圖 (a) 剛性方案； (b) 剛彈性方案； (c) 彈性方案 圖 15.3 混合結構房屋的計算簡圖 (a) 剛性方案； (b) 剛彈性方案； (c) 彈性方案 圖 15.3 混合結構房屋的計算簡圖 (a) 剛性方案； (b) 剛彈性方案； (c) 彈性方案 表 15.1 房屋的靜力計算方案 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 S 32 32S72 S 72 裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋

7、、 輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋 或木樓蓋 S 20 20S48 S 48 瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋 S 16 16S36 S 36 15.2 墻、柱高厚比驗算 混合結構房屋中的墻體是受壓構件，除滿足強 度要求外，還必須有足夠的穩(wěn)定性。 高厚比的驗算 是保證墻體穩(wěn)定性的一項重要構 造措施，以避免墻、柱在施工和使用階段因偶然的 撞擊或振動等因素而出現歪斜、膨肚以致倒塌等失 穩(wěn)現象的發(fā)生。 高厚比 系指墻、柱的計算高度 H0與墻厚或柱截 面邊長 h的比值 H0/h。 高厚比驗算 主要包括兩個問題： 一是 允許高厚 比的限值； 二是 允許高厚比限值 是在綜合考慮了以往的實踐經 驗和現階段的材料質量

8、及施工水平的基礎上確定的。 影響墻、柱容許高厚比的因素 很多，如砂漿的 強度等級、橫墻間距、砌體類型、支承條件、截面 形狀和承重情況等。 = H0/h12 其中，自承重墻允許高厚比的修正系數 1，對承 重墻 ,1=1.0；對自承重墻， 1值可按下列規(guī)定采用： 當 h=240mm時， 1=1.2 當 h=90mm時， 1=1.5 240mm h 90mm時， 1可按插入法取值 ; 15.2.1 一般墻、柱高厚比的驗算 有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數 2按下式確 2=1-0.4bs/S bs 在寬度 S范圍內的門窗洞口寬度 (圖 15.4) S 相鄰窗間墻或壁柱間距離（ 圖 15.4 墻、柱的允

9、許高厚比， 見表 15.2。 圖 15.4 洞口寬度 表 15.2 墻、柱的允許高厚比 值 砂漿強度等級 墻 柱 M2.5 22 15 M5.0 24 16 M7.5 26 17 (1) 整片墻的高厚比驗算 =H0/hT12 確定帶壁柱墻的計算高度 H0時，墻長 S取相鄰橫 確定截面回轉半徑 i時，帶壁柱墻截面的翼緣寬 度 bf(圖 15.5（ a） )應按下列規(guī)定采用： 15.2.2 帶壁柱墻和帶構造柱墻的高厚比驗算 15.2.2.1 帶壁柱墻 對于多層房屋，當有門窗洞口時，可取窗間墻 寬度；當無門窗洞口時，每側翼墻寬度可取壁柱高度 的 1/3 對于單層房屋，取 bf=b+2H/3 (b為壁

10、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 計算 H時， S取相鄰壁柱間的距離。不論帶壁柱墻 的靜力計算采用何種方案，帶壁柱墻 H的計算可一律 按剛性方案考慮。 壁柱間墻的高厚比可按無壁柱墻公式（ 15.1）進 對于設有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻，當圈梁的 寬度 b與相鄰壁柱間的距離 S之比 1/30時，由于圈梁的 水平剛度較大，能限制壁柱間墻體的側向變形，所以 圈梁可視為壁柱間墻的不動鉸支座 (圖 15.5(b)。 圖 15.5 (1) 帶構造柱墻的高厚比驗算 應按附表 2確定墻的計算高度 H0 =H0/hc12 c=1+bc/l 構

11、造柱作為壁柱驗算構造柱間墻的高厚比時， 構造柱的截面高度應不小于 1/30柱高，并不小于墻厚， 此時柱間墻的允許高厚比不應再考慮構造柱的有利影 響，柱間墻的高厚比驗算同壁柱間墻。 15.2.2.2 帶構造柱墻 (2) 帶構造柱墻應滿足下列要求 構造柱沿墻長方向的寬度不小于 180mm，沿墻 厚方向的邊長不小于墻厚（利用構造柱作壁柱時應當 不小于 1/30柱高），主筋不少于 412，混凝土等級不 應低于 C15； 構造柱對墻體允許高厚比的提高僅適于正常使 【 例 15.1】 某辦公樓平面 如圖 15.6所示 ，采用預制鋼筋混 凝土空心板，外墻厚 370mm，內縱墻及橫墻厚 240mm，砂 漿為

12、M5，底層墻高 4.6m（下端支點取基礎頂面）；隔墻 厚 120mm，高 3.6m，用 M2.5砂漿；縱墻上窗洞寬 1800mm， 門洞寬 1000mm，試驗算各墻的高厚比。 【 解 】 1. 最大橫墻間距 S=3.6 3=10.8m，由表 15.1,S 32m，確 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 =1.44 22=31.68。 2. 承重墻 H=4.6m,S=10.8m 2H=2 4.6=9.2m，由附表 2 查得計算高度 H0=1.0H=4.6m 非承重墻 H=3.6m，

13、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，兩側與縱墻拉結不好，故按兩 側無拉結考慮，則計算高度 H0=1.0H=3.6m 3. （ 1）外縱墻 S=3.6m,bs=1.8m 2=1-0.4bs/S=0.8 =H0/h=12.4 2 =0.8 24=19.2滿足要求 （ 2） S=10.8m,bs=1.0m 2=1-0.4bs/S=0.96 =H0/h=19.2 2 =0.96 24=23滿足要求 4. 由于橫墻的厚度、砌筑砂漿、墻體高度均與內縱墻 相同，且橫墻上無洞口，又比內縱墻短，計算高度也小， 5.隔墻高厚比驗算 =H0/h=30 1 =31.68 【 例 15.2】 某單層

14、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 6 4=24m， 如圖 15.7所示 MU10磚和 M5 砂漿砌筑。試驗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=24m，由表 15.1， S 32m，確定為剛性方案。 1. （ 1） 整片墻高厚比驗算 帶壁柱截面幾何特征（ 圖 15.8 截面面積 A=8.125 105mm2 y1=148mm y2=240+250-148=342mm I=8.86 109mm4 i104mm hT=3.5i=364mm 壁柱下端嵌固于室內地面以下 0.5

15、m處，柱高 H=4.2+0.5=4.7m， S=24m 2H=9.4m，由附表 2查得壁柱的 H0=1.0H=4.7m 由表 15.2，當砂漿為 M5時，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 2 2=0.8 =12.91 12 =1.0 0.8 24=19.2滿足要求 （ 2） H=4.7m S=6m 2H=9.4m，由附表 2得壁柱間墻的計 H0=0.4S+0.2H=3.34 m =H0/h=13.92 12 =19.2滿足要求 2. （ 1） 整片墻的高厚比驗算 帶壁柱截面的幾何特征（ 圖 15.9） 截面面積 A=9.325 1

16、05mm2 形心位置 y1=144mm,y2=346mm 慣性矩 I=9.503 109mm4 回轉半徑 i=101mm 折算厚度 hT=354mm H=6.37m(取山墻壁柱高度 ) S=15m 32m S 2H=12.7m,得 H0=1.0H=6.37m 2=0.88 =H0/hT=18 12 =1.0 0.88 24=21.22滿足要 （ 2） 墻高取兩壁柱間山墻平均高度 6.79m,S=5m H,由附表 2 H0=0.6S=0.6 5=3.0m 2=0.76 =H0/h=12.5 12 =1.0 0.76 24=18.24滿足要 圖 15.6 例 15.1辦公樓平面圖 圖 15.7 例

17、 15.2單層廠房平面、側立面圖 圖 15.8 帶壁柱墻截面 圖 15.9 帶壁柱開門洞山墻的計算截面 15.3 剛性方案房屋的計算 剛性方案的單層房屋，縱墻頂端的水平位移很小， 靜力分析時可以認為水平位移為零，計算時采用下列 假定（ 圖 15.10）： 縱墻、柱下端在基礎頂面處固結，上端與屋架 屋蓋結構可作為縱墻上端的不動鉸支座。 按照上述假定，每片縱墻就可以按上端支承在不 動鉸支座和下端支承在固定支座上的豎向構件單獨進 行計算。 15.3.1 單層剛性方案房屋承重縱墻的計算 （ 1） 豎向荷載作用下墻體的內力計算 豎向荷載包括屋面荷載和墻體自重。屋面荷載包 括屋蓋構件自重和屋面活荷載或雪荷

18、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 15.10(b)）。 墻體自重作用墻體軸線上。 （ 2） 風荷載包括作用于屋面上和墻面上的風荷載。屋 面上（包括女兒墻上）的風荷載可簡化為作用于墻、 柱頂端的集中力 W，并通過屋蓋直接傳給橫墻經基礎 傳給地基，在縱墻中不引起內力。墻面上的風荷載為 均布荷載，應考慮兩種風向，迎風面為壓力，背風面 在均布荷載 q作用下，墻體的內力 見圖 15.11 圖 15.10 豎向荷載作用下的計算簡圖 圖 15.11 水平荷載作用下計算簡圖 （ 1） 混合結構房屋的承重縱墻一般比較長，設

19、計時可 僅取其中有代表性的一段作為計算單元。一般說來， 對有門窗的內外縱墻，取一個開間的門間墻或窗間墻 為計算單元， 如圖 15.12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。這個連續(xù)梁以各層樓蓋為支承點，在 底部以基礎為支承點（ 圖 15.13(b)）。 15.3.2 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算 墻體在基礎頂面處可假定為鉸接，這樣墻、柱在 每層高度范圍內被簡化為兩端鉸支的豎向構件（ 圖 15.13(c)），可單獨進行內力計算。 計算簡圖中的構件長度為： 底層，取底層層高

20、加 上室內地面至基礎頂面的距離；以上各層可取相應的 層高。 現以 圖 15.13所示第一層和第二層墻體為例，說明 第二層墻（ 圖 15.14(a) 上端（ - Nu2=Nu3+Nl3+Nw3 N =Nu2+Nl2 M =Nl2e2 下端（ - N =N +Nw2 M =0 第一層墻（圖 15.14(b)） : 上端（ - Nu1=Nu2+Nl2+Nw2 N =Nu1+Nl1 M =Nl1e1-Nu1e1 下端（ - N =N +Nw1 M =0 (3) 在水平風荷載作用下，墻體將產生彎曲。這時墻 體可視為一個豎向連續(xù)梁（ 圖 15.16）。 為了簡化計算，該連續(xù)梁的跨中和支座處的彎矩 M= 1

21、/12qHi2 規(guī)范 規(guī)定，剛性方案多層房屋只要滿足下列 條件，可不考慮風荷載對外墻內力的影響： 規(guī)范 規(guī)定，剛性方案多層房屋只要滿足下 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 15.3 屋面自重不小于 0.8kN/m2。 (4) 豎向荷載作用下的控制截面 在進行墻體承載力驗算時，必須確定需要驗算 的截面。一般選用內力較大，截面尺寸較小的截面 作為控制截面。 圖 15.12 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算單元 圖 15.13 豎向荷載作用下的計算簡圖 （ a） 外墻剖面； (b) 豎向連續(xù)梁計算圖； (c) 簡化后的計算圖 圖 15.14 圖 15.16 水平荷載作

22、用下的計算簡圖 表 15.3 外墻不考慮風荷載影響時的最大高度 基本風壓值 （ kN/m2） 層高（ m） 總高（ m） 0.4 0.5 0.6 0.7 4.0 4.0 4.0 3.5 28 24 18 18 多層剛性方案房屋中，橫墻承受兩側樓板直接傳 來的均布荷載，且很少開設洞口，故可取 1m寬的墻體 為計算單元（ 圖 15.17）。 中間橫墻承受由兩邊樓蓋傳來的豎向荷載 Nl、 Nl （ 圖 15.17(c)）。 15.3.3 多層剛性方案房屋承重橫墻的計算 【 例 15.3】 某三層試驗樓，采用裝配式鋼筋混凝土梁板結 構（ 圖 15.18），大梁截面尺寸為 200mm 500mm，梁端伸

23、 入墻內 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壓為 0.35kN/m2。試驗算承重縱墻的承載力。 【 解 】 1.確定靜力計算方案 根據表 15.1規(guī)定，由于試驗樓為裝配式鋼筋混凝土樓 蓋，而橫墻間距 S=7.2m 24m ，故為剛性方案房屋。 2.墻體的高厚比驗算（從略） 3. （ 1） 油氈防水層（六層作法） 0.35kN/m2 20mm厚水泥砂漿找平層 0.02 20=0.40kN/m2 50mm厚泡沫混凝土保溫層 0.05 5=0.25kN/m2 120mm厚空心板（包括灌縫）

24、2.20kN/m2 20mm厚板底抹灰 0.02 17=0.34kN/m2 屋面恒載標準值 3.54kN/m2 屋面活載標準值 0.50kN/m2 （ 2） 樓面荷載 30mm厚細石混凝土面層 0.75kN/m2 120mm厚空心板（包括灌縫） 2.20kN/m2 20mm厚板底抹灰 0.34kN/m2 樓面恒載標準值 3.29kN/m2 樓面活載標準值 2.00kN/m2 (3) 進深梁自重（包括 15mm粉刷） 標準值 0.2 0.5 25+0.015 (2 0.5+0.2) 17 =2.81kN/m (4) 雙面粉刷的 240mm厚磚墻自重（按墻面計）標準值 5.24kN/m2 雙面粉刷

25、的 370mm厚磚墻自重（按墻面計）標準值 7.62kN/m2 木窗自重（按窗框面積計）標準值 0.30kN/m2 4. 由于房屋的總高小于 28m，層高又小于 4m，根據表 15.3 （ 1） 取一個開間寬度的外縱墻為計算單元，其受荷面積為 3.6 2.85=10.26m2，如圖中斜線部分所示?？v墻的承載力 （ 2） 每層縱墻取兩個控制截面。墻上部取梁底下的砌體截 面；墻下部取梁底稍上砌體截面。其計算截面均取窗間墻 第二層墻的計算截面面積 A2=1.8 0.24=0.432 m2 第一層墻的計算截面面積 A1=1.8 0.37=0.666 m2 (3) 荷載計算 按一個計算單元，作用于縱墻上

26、的集中荷載計算如下： 屋面?zhèn)鱽淼募泻奢d（包括外挑 0.5m的屋檐和屋面梁） Nkl3=59.14 kN Nl3=72.66 kN 由 MU10磚和 M2.5砂漿砌筑的砌體，其抗壓強度設計 值 f=1.3N/mm2 已知梁高 500mm a0=190mm 240mm，取 a0=0.19m e3=0.044 m Nl2=Nl1=78.84kN e2=0.044m e1=0.109 m 第三層 截面以上 240mm Nw3=14.48 kN 第三層 截面至 截面之間 240mm厚墻體自重 Nw3=57.76kN 第二層 截面至 截面之間 240mm厚墻體自重 Nw2=43.27 kN 第一層 截面

27、至 截面之間 370mm厚墻體 自重 Nw1=95.32 kN 第一層 截面至第二層 截面之間 370mm Nw1=21.07 kN 各層縱墻的計算簡圖 如圖 15.19所示 （ 4） 第三層 N =Nl3+Nw3=87.14 kN M =Nl3e3=3.19kNm 第三層 N =N +Nw3=144.9 kN 彎矩設計值 M =0 第二層 N =N +Nl2=223.74kN M =Nl2e2=3.46kNm 第二層 N =N +Nw2=267.01 kN 彎矩設計值 M =0 第一層 軸向力為上述荷載、 370墻增厚部分墻體及本層樓蓋 N =N +Nw1+Nl1=366.92kN 因第一層

28、墻截面形心與第二層墻截面形心不重合， 尚應考慮 N M =-8.76kNm 第一層 N =N +Nw1=462.24 kN 彎矩設計值 M =0 （ 5） 縱向墻體計算高度 H0的確定。 第二、三層層高 H=3.4m，橫墻間距 S=7.2m 2H=2 3.4=6.8m，由附表 2查得 H0=H=3.4m。第一層層高 3.76m， 3.76m S=7.2m 2H=2 3.76=7.52m, H0=0.4S+0.2H=0.4 7.2+0.2 3.76=3.63m 承載力影響系數 的確定。系數 根據高厚比 及 相對偏心距 e/h由附表 1b查得，并列入 表 15.4 （ 6） 縱墻承載力驗算在 表

29、15.4進行。驗算結果表明，縱墻 圖 15.17 多層剛性方案房屋承重橫墻的計算單元和計算簡圖 圖 15.18 例 15.3 圖 15.19 各層墻體的計算簡圖及彎矩圖 表 15.4 15.4 彈性及剛彈性方案房屋的計算 當房屋橫墻間距超過表 15.1中剛彈性方案房屋橫 墻間距時，即為 彈性方案房屋 。彈性方案及剛彈性方 案房屋一般多為單層房屋。 屋架或屋面梁與墻、柱頂端為鉸接，墻、柱下 把屋架或屋面梁視作一剛度無限大的水平桿件， 在荷載作用下無軸向變形，所以排架柱受力后，所有 柱頂的水平位移均相等（ 圖 15.20）。 15.4.1 彈性方案房屋的計算 圖 15.20 彈性方案房屋柱頂水平位

30、移 在水平荷載作用下，剛彈性方案房屋墻頂也產生 水平位移，其值比彈性方案按平面排架計算的小，但 又不能忽略，其計算簡圖是在彈性方案房屋計算簡圖 的基礎上在柱頂加一彈性支座（ 圖 15.21），以考慮房 屋的空間工作。 設排架柱頂作用一集中力 W,由于剛彈性方案房屋 的空間工作的影響，其柱頂水平位移為 uk=up，較平 面排架柱頂減少了（ 1-） up，根據位移與內力成正比 的關系，可求出彈性支座的水平反力 X 15.4.2 剛彈性方案房屋的計算 X=(1-)W 由上式可見，反力 X與水平力的大小以及房屋空 間工作性能影響系數 有關， 可由 表 15.5得出。 根據以上分析，單層剛彈性方案房屋，

31、在水平荷 載作用下，墻、柱的內力計算步驟如下（ 圖 15.22）： (1 ) p p u W uX （ 1） 先在排架柱柱頂加一個假設的不動鉸支座， 計算出此不動鉸支座反力 R，并求出這種情況下的內 力圖（ 圖 15.22(b)、 (d) （ 2） 把求出的假設支座反力 R乘以 ,將 R反向作 用于排架柱柱頂，再求出這種情況下的內力圖（ 圖 15.22(c)、 (e) （ 3） 將上述兩種情況的計算結果相疊加，即為 圖 15.21 剛彈性方案房屋計算原理 表 15.5 房屋的空間性能影響系數 屋蓋或樓 蓋類別 橫墻間距 S(m) 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56

32、 60 64 68 72 1 0.33 0.39 0.45 0.50 0.55 0.60 0.64 0.68 0.71 0.74 0.77 2 0.35 0.45 0.54 0.61 0.68 0.73 0.78 0.82 3 0.37 0.49 0.60 0.68 0.75 0.81 圖 15.22 剛彈性方案房屋墻、柱內力分析步驟 15.5 砌體結構中的過梁與圈梁 過梁 是混合結構墻體中門窗洞上承受上部墻體 和樓（屋）蓋傳來的荷載的構件，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 15.23 （ 1） 磚砌平拱過梁 如圖 15.23(c)所示 ，采用豎磚砌

33、筑，豎磚砌筑部 分的高度不應小于 240mm。 15.5.1 過梁 15.5.1.1 過梁的種類及構造 （ 2） 磚砌弧拱過梁 如圖 15.23(d)所示 ，采用豎磚砌筑，豎磚砌筑高度 不應小于 120mm，其跨度與矢高 f有關，當 f=(1/81/12)l時，最大跨度可達 3.0m；當 f=(1/61/5)l時， 最大跨度可達 4m。 （ 3） 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配置不小于 5120的縱向受力 鋼筋， 如圖 5.23(b)所示 。鋼筋伸入支座砌體內的長度 不宜小于 240mm，在過梁計算高度內的砌筑砂漿強度 不低于 M2.5。 （ 4

34、） 如圖 15.23(a)所示 ，同一般預制鋼筋混凝土梁。 為滿足門、窗口過梁的構造需要，可做矩形或帶挑口 的“ L”形截面。這種過梁具有施工方便、跨度較大等 優(yōu)點，因而在實際砌體結構中已大量采用鋼筋混凝土 過梁。 圖 15.23 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 15.5.1.2 過梁上的荷載 過梁上的荷載一般包括 墻體荷載和梁、板荷載 。 （ 1） 對磚砌體，當過梁上的墻體高度 hw ln/3（ ln為過 梁的凈跨）時，應按全部墻體的均布自重采用；當 hwln/3時，應按高度為 ln/3墻體的均布自重采用（ 圖 15.24(

35、a)、 (b)）。 （ 2） 對磚砌體，梁、板下的墻體高度 hw ln時，可按 梁、板傳來的荷載采用。當梁、板下的墻體高度 hwln 時，可不考慮梁、板荷載（ 圖 15.24(c) 圖 15.24 （ a）、 (b)墻體荷載； (c) 梁板荷載 15.5.1.3 過梁的計算 （ 1） 磚砌過梁的破壞特征 過梁受荷載后 ， 和受彎構件一樣 ， 上部受壓 、 下 部受拉 。 隨著荷載的增大 ， 當跨中正截面的拉應力或支座 斜截面上的主拉應力超過砌體的抗拉強度時 ， 跨中受 拉區(qū)將出現垂直裂縫 ， 支座附近出現 45 的階梯形斜 裂縫 。 對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 （

36、圖 15.25(a)） ；對鋼筋磚過梁下部的拉 力將由鋼筋承受 （ 圖 15.25(b)） 。 過梁像一個三鉸拱一樣地工作 ， 過梁可能發(fā)生三 種破壞： 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 滑動破壞，可按公式（ 14.17）進行驗算。 （ 2） 磚砌平拱的計算 跨中正截面受彎承載力按式（ 14.15）驗算，并 支座截面受剪承載力按式（ 14.16 磚砌平拱的允許均布荷載設計值可 查表 15.6。 （ 3） M0.85h0fyAs （ 4） 按鋼筋混凝土受彎構件計算，同時需要按式 （ 14.7）驗算過梁下砌體局部受壓承載力。 【 例 15.4】 已知

37、鋼筋磚過梁凈跨 ln=1.5m，墻厚為 240mm, 雙面粉刷，以墻面計的墻體自重標準值為 5.24kN/m,墻體 采用 MU10燒結多孔磚， M10混合砂漿；在離窗口頂面標 高 600mm處有樓板傳來的均布荷載標準值 gk1=7.5kN/m， 均布活荷載標準值 qk=4kN/m 【 解 】 1.內力計算 梁板荷載位于高度 hw=600mm ln=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 p= 17.74 kN/m M=4.98 kNm V=13.31 kN 2. 由于考慮梁板荷載，故取 h0=h-as=585mm；采用 HPB235鋼筋， fy=210N/

38、mm2；由公式 (15.7) As=47.69mm2 選用 26(As=57mm2) 3.受剪承載力計算 查表得 fV=0.17N/mm2,z=400mm V=13.31 fVbz=16.32kN滿足要求。 【 例 15.5】 已知鋼筋混凝土過梁凈跨 ln=3m，支承長度 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計值 15.5kN/m；墻體采用 MU10承 重多孔磚， M5 【 解 】 1. 根據跨度、墻厚及荷載情況初步確定過梁截面為 b h=240mm 240mm p=23.6 kN/m 過梁支座反力接近矩形分布，取 1.1ln=3.3m，

39、支座中 心的跨度 l0 3.24m，故取計算跨度 =3.24m M=30.97kNm V=35.4 kN 2.受彎承載力計算 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級鋼筋， fy=300N/mm2；箍筋 采用 HPB235級鋼筋， fy=210N/mm2 as=0.319 s=0.812 As=628.68mm2 選用 318（ As=763mm2 3.受剪承載力計算 0.25fcbh0=118.08kN V=35.4kN 0.7ftbh0=37.88kN V=35.4kN 按構造配置箍筋，選配雙肢箍 6200，滿足要求。

40、4. 由表 13.2查得 ,f=1.5N/mm2,取 a0=a=240mm,=1.0,=1.25,=1.0 A=a0b=240 240=57600 mm2 Nl=38.23 kN fAl=108kN Nl=38.23kN 圖 15.25 磚砌過梁的破壞形式 表 15.6 磚砌平拱的允許均布荷載設計值 墻厚（ mm） 240 370 490 混合砂漿強 度等級 M2.5 M5 M7.5 M1 0 M2.5 M5 M7.5 M1 0 M2.5 M5 M7.5 M1 0 p (kN/m) 6.04 8.18 10.31 11.73 9.32 12.61 15.90 18.09 12.34 16.70

41、 21.05 23.96 (1) 空曠的單層房屋 如車間、倉庫、食堂等，應按下列規(guī)定設置圈梁： 磚砌體房屋，檐口標高為 58m時，應在檐口標 高處設置圈梁一道，檐口標高大于 8m時，宜適當增設。 砌塊及料石砌體房屋，檐口標高為 45m時，應 在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于 5m時，宜 15.5.2 圈梁 15.5.2.1 圈梁的設置 對有吊車或較大振動設備的單層工業(yè)房屋，除 在檐口或窗頂標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁外，尚 （ 2） 多層房屋 多層砌體民用房屋，如宿舍、辦公樓等，且層 數為 34層時，應在檐口標高處設置圈梁一道。當層數 超過 4層時，應在所有縱橫墻上隔層設置。 多層砌體工

42、業(yè)房屋，應每層設置現澆鋼筋混凝 土圈梁。 設置墻梁的多層砌體房屋應在托梁、墻梁頂面 和檐口標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁，其他樓蓋處 采用現澆鋼筋混凝土樓（屋）蓋的多層砌體結 構房屋，當層數超過 5層時，除在檐口標高處設置圈梁 一道外，可隔層設置圈梁，并與樓（屋）面板一起現 （ 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)定設置圈梁外，尚應符合國家現行 建筑 地基基礎設計規(guī)范 的有關規(guī)定。 （ 1） 圈梁宜連續(xù)地設在同一水平面上，并形成 封閉狀。當圈梁被門窗洞截斷時，應在洞口上部增 設相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長 度不應小于其垂直間距 H的 2倍，且不小于 1m（ 圖

43、 15.26 （ 2） 縱橫墻交接處的圈梁應有可靠的連接，其 配筋構造 如圖 15.27。 （ 3） 剛彈性和彈性方案房屋，圈梁應與屋架、 大梁等構件可靠連接。 15.5.2.2 圈梁的構造要求 （ 4） 鋼筋混凝土圈梁的寬度一般與墻厚相同， 當墻厚 240mm時，其寬度不宜小于 2h/3。 圈梁的高度不應小于 120mm。 （ 5） 采用現澆鋼筋混凝土樓（屋）蓋的多層砌 體結構房屋的未設圈梁的樓層，其樓面板嵌入墻內 的長度不應小于 120mm，并在樓板內沿墻的方向配 置不少于 210 （ 6） 圈梁兼作過梁時，過梁部分的縱向受力鋼 圖 15.26 圈梁被門窗洞口截斷時的構造 圖 15.27

44、房屋轉角處及丁字交叉處圈梁的構造 15.6 砌體結構的構造要求 （ 1） 五層及五層以下房屋的墻，以及受振動或 層高大于 6m的墻、柱所用材料的最低強度等級，應 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，所用材料的最低強度等級應符合 表 15.7的要求。 （ 3） 承重的獨立磚柱，截面尺寸不應小于 240mm 370mm。 15.6.1 一般構造要求 （ 4） 跨度大于 6m的屋架和跨度大于下列數值的 梁：對磚砌體為 4.8m，對砌塊和料石砌體為 4.2m，對 毛石砌體為 3.9m，支承面下應設置混凝土或鋼筋混凝 土墊塊

45、，墻中設有圈梁時，墊塊與圈梁宜澆成整體。 （ 5） 對 240mm的磚砌體墻，大梁跨度為 6m，對 180mm的磚砌體墻，大梁跨度為 4.8m,其支承處宜加壁 柱，或采取其他加強措施。 （ 6） 預制鋼筋混凝土板的支承長度，在墻上不 宜小于 100mm，在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于 80mm； 預制鋼筋混凝土梁在墻上的支承長度，不宜小于 240mm。 （ 7） 支承在墻、柱上的吊車梁、屋架及跨度 l9m（支承在磚砌體），或 l7.2m(支承在砌塊和料石 砌體上 )的預制梁的端部，應采用錨固件與墻、柱上的 墊塊錨固（ 圖 15.28）。 （ 8） 骨架房屋的填充墻及維護墻，宜用鋼筋與 骨架連接。一

46、般是在鋼筋混凝土骨架中預埋拉結筋， 砌磚時嵌入墻體的水平灰縫內（ 圖 15.29 （ 9） 山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部。風壓較大 的地區(qū)，檁條與山墻錨固（ 圖 15.30），屋蓋不宜挑出 山墻。 （ 13） 混凝土砌塊墻體的下列部位，如未設圈梁 或混凝土墊塊，應采用不低于 Cb20的混凝土將孔洞灌 擱柵、檁條和鋼筋混凝土樓板的支承面下，高 度不應小于 200mm 屋架、梁等構件的支承面下，高度不應小于 600mm，長度不應小于 600mm 挑梁支承面下，距墻中心線每邊不小于 300mm， 高度不應小于 600mm的砌體。 （ 10） 砌塊砌體應分皮錯縫搭砌。上下皮搭砌長 度不得小于 90mm。

47、當搭砌長度不滿足上述要求時，應 在水平灰縫內設置不少于 24的焊接鋼筋網片，網片每 端均應超過該垂直縫，其長度不得小于 300mm。 （ 11） 砌塊墻與后砌隔墻交接處，應沿墻高每 400mm在水平灰縫內設置不少于 24的焊接鋼筋網片 （ 圖 15.31 （ 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范圍內的孔洞，采用不低 于 Cb20的混凝土灌實，灌實高度應為墻身全高。 表 15.7 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度等級 基土的潮 濕程度 燒結普通磚、蒸壓灰 砂磚 混凝土砌 塊 石材 水泥砂漿 嚴寒地區(qū) 一般地區(qū) 稍潮濕的 MU1

48、0 MU10 MU7.5 MU30 M5 很潮濕的 MU15 MU10 MU7.5 MU30 M7.5 含水飽和 的 MU20 MU15 MU10 MU40 M10 圖 15.28 屋架、吊車梁與墻連接 圖 15.29 墻與骨架拉結 圖 15.30 山墻與檁條連接 圖 15.31 砌塊墻與后砌隔墻交接處鋼筋網片 （ 1） 根據砌體材料和結構形式、屋面構造選擇 適合的溫度區(qū)段（ 表 15.8） （ 2） （ 3） 屋面保溫（隔熱）層或屋面剛性面層及砂 漿找平層設置分隔縫，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 15.6.

49、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 （ 8） 頂層墻體有門窗等洞口時，在過梁上的水 平灰縫內設置 23道焊接鋼筋網片或 26鋼筋，并伸入 過梁兩端墻內不小于 600mm （ 9） 頂層及女兒墻砂漿強度等級不低于 M5 （ 10） 女兒墻應設置構造柱，構造柱間距不宜大 于 4m，構造柱應伸至女兒墻頂并與現澆鋼筋混凝土壓 頂整澆在一起； （ 11） （ 5） 在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面 處設置水平滑動層，滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉 或橡膠片等；對于長縱墻，可只在其兩端的 23個開間 內設置，對于橫墻可只在其兩端各 l/4(l為橫墻長度 )處 （ 6） 頂層

50、屋面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁， 并沿內外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內宜適當設 置水平鋼筋； （ 7） 頂層挑梁末端下墻體灰縫內設置 3道焊接鋼 筋網片，或 26鋼筋，鋼筋網片或鋼筋應自挑梁末端伸 入兩邊墻體不小于 1m（ 圖 15.32）。 表 15.8 砌體房屋伸縮縫的最大間距（ m） 屋蓋或樓蓋類別 間距 整體式或裝配整體 式鋼筋混凝土結構 有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋 50 無保溫層或隔熱層的屋蓋 40 裝配式無檁體系鋼 筋混凝土結構 有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋 60 無保溫層或隔熱層的屋蓋 50 裝配式有檁體系鋼 筋混凝土結構 有保溫層或隔熱層的屋蓋 75 無保溫層或隔熱層的屋蓋

51、 60 瓦材屋蓋、木屋蓋或樓蓋、輕鋼屋蓋 100 圖 15.32 挑梁末端下墻體內設置 3道焊接鋼筋網片 （ 1） （ 2） 在底層的窗臺下墻體灰縫內設置 3道焊接 鋼筋網片或 26鋼筋，并伸入兩邊窗間墻內不小于 600mm （ 3） 在墻體轉角和縱橫墻交接處沿豎向設置拉 結鋼筋或鋼筋網片。 （ 4） 對灰砂磚、粉煤灰磚砌體房屋尚宜在下列 15.6.3 防止或減輕房屋其他有關部位 墻體開裂的措施 在各層門、窗過梁上方的水平灰縫內及窗臺 下第一和第二道水平灰縫內設置焊接鋼筋網片或 26 鋼筋，其伸入兩邊窗間墻內不小于 600mm 實體墻的長度大于 5m，在每層墻中設置 23 道焊接鋼筋網片或 3

52、6的通長水平鋼筋，其豎向間距 為 500mm （ 5） 對混凝土砌塊砌體房屋尚宜在下列部位加 在門窗洞口兩側設置不小于 112鋼筋，鋼筋 應與樓層圈梁或基礎錨固，并采用不低于 Cb20灌孔 頂層和底層設置通長鋼筋混凝土窗臺梁，窗 臺梁的高度宜為塊高的模數，縱筋不少于 410，箍 筋 6200， Cb20 對實體墻的長度大于 5m的砌塊，沿墻高 400mm配置不小于 24通長焊接鋼筋網片，網片橫向 鋼筋的間距為 200mm 窗洞口兩邊墻體的水平灰縫中，設置長度不 小于 900mm,豎向間距為 400mm的 24焊接鋼筋網片。 （ 6） 灰砂磚、粉煤灰磚砌體宜采用粘結性好 的砂漿，混凝土應采用專用

53、砂漿，其強度等級不宜 低于 Mb10 l8Wjs38z4OlQ!K$BtwAyhNOb(396U8-hUAj-ASF!DwyBxcAuUwmic*uDbbvZnO$Tgas#w2zPF-U!cBW(Vhcy2Qv4xDc iLj)KdxqVIP-kBGoNz L3F6AMB$NV6xV)#rs Uvg4WpFqId+!TC2d#*dK2z83qfO *3aoSAOx%bnAYwu$-Uv3Q IVsDo%qXtgs 1flE%encIE! wb$C)5S#m)Pw3rqZR&iYAqA4b$rS8GknW! JeMe#W9z3#YZTA&%o99gnl2tmIkzL#h%-FUSHuoy*Zn

54、-2clj- nct*Io+xI9&pELS(sdviU84SlDuTAAKW!Sd5AHzk61fSUtOCuh$ieItv%RNZplX23)B u3k2cF9Qh&%nj!jDX gGG85mRhNCC*#tO #0fT0V1FoexTojNO w1$lBv(&hN0mRsrYFZn#qQ V0Xivxw&K31wedgbf Bdns(MxeTxGhCGA33XkjP2632c!7Y)p%+ya8B0t 3VDm %#kkx(A1p5s hO%xul(km-luv)VqFe5M7yD&1NLbtCUE7l3jU7oY tPKvJEoqDCe4qo5R6mmEtY -BIMEoayvmRd

55、)X1LGO2wLt uKTk5xwBM8aJ1(S!)WdaN&yzydKz IK&aMm9bFvZw*0rz i-l8iv&)ltag&x+X-VoDvnP4fjRWiAJPFgE1K BxB*0mxoIlDRB927SDGQBt *A#ks bq(%9RLA$9a$1SE!E1-Bwb- 5OonuEH3tZBP44TTDIWS8Ezcp4eEX*sk7S0T M7Fv3EsP$O22J54WNj4zA#Gyyuhf 4CE9NSbJRLFbNYta(Zf0*j&bqMv4JJh7$UUPO-y5L%P0d+v4iKQLxabGf4dMv9S8gGwynENqO Xv3ReRhD$inX

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