同济大学砌体结构设计第四章
同济大学2009砌体结构-A-答案
同济大学本专科课程期中考试统一命题纸A卷2008-2009学年第二学期课程：砌体结构专业：土木工程考试日期：2009年月日课号：03118501 姓名：班级：任课教师：学号：考试／考查出考卷教师签名：教学管理室主任签名：一、判断题：（正确的打√，错误的打×，每题2分，共20分）1.在轴心受压砌体的块体中不产生弯曲应力和剪应力。
（×）2.确定砌体材料的抗拉强度时，可不考虑竖向灰缝的作用。
（√）3.房屋的空间性能影响系数η越大，则房屋的空间刚度越大。
（×）4.对于矩形截面受压构件承载力计算中高厚比计算时，h总是取长边尺寸。
（×）5.由于配设钢筋网片，在竖向荷载作用下，钢筋因砌体横向变形而受压。
（×）6.挑梁承受的最大剪力在距墙边x0处。
（×）7.托梁跨中正截面承载力计算按钢筋混凝土受弯构件计算。
（×）8.无论在什么情况下过梁上的荷载都应考虑梁、板荷载。
（×）9.组合砖墙的施工程序应为先砌墙后浇混凝土构造柱。
（√）10.当砂浆强度偏低时，砖砌平拱过梁端部易发生剪切破坏。
（√）二、简答题：（共40分）11.无筋砌体受压构件对偏心距e有何限制，当超过限制值时应如何处理?(5分)e≤0.6y,可调整构件截面尺寸, 设置缺口垫块，采用钢筋混凝土或钢筋砂浆面层配筋砌体。
12.试简单解释砖砌体抗压强度远小于砖的强度等级，而又大于砂浆强度等级较小时的砂浆强度等级？（3分）砖砌体中由于块材表面不平整，块材受力不均匀；砌体中的砖受附加水平拉力，竖向灰缝处存在应力集中，这些原因加快了砖块材的破坏，所以砖砌体抗压强度远小于砖的强度等级。
由于砌体结构抗压强度不仅与砂浆的强度等级有关还与砌块的强度等级有关，并且强度较低的砂浆的横向变形大于块材的横向变形，所以砂浆受到周边的附加压力，所以砌体的抗压强度大于强度等级较低的砂浆的强度。
13.根据墙、柱的不同受力情况，混合结构房屋有哪几种承重体系？各适合于何种情况（8分）混合结构房屋承重体系有：横墙承重体系，适用于开间较小，宿舍、住宅等房间规则的房屋；纵墙承重体系，适用于单层以及多层空旷房屋，食堂、教学楼等；纵、横墙承重体，适用于平面布置较灵活，教学楼、办公楼等；底框结构，房屋底层需大开间而上部为小开间的横墙或纵墙承重，底层商店、上层住宅等；内框架结构，适用于工业厂房、商店等需要大开间的房屋。
砌体结构(第一、二章)
砌体结构设计
武汉理工大学 土木工程与建筑学院（ 2010）
第二章
…材料及砌体的基本力学性能
2．1 砌体材料及其强度等级 块体种类
砌体结构设计
武汉理工大学 土木工程与建筑学院（ 2010）
烧结类砖 烧结普通砖
砖
烧结多孔砖
非烧结类砖 蒸压灰砂砖
蒸压粉煤灰砖
标准砖块数量：4×8×16=512块／m3
小型砌块（h＜350mm）： 390×190×190mm
砌体结构设计
武汉理工大学 土木工程与建筑学院（ 2010）
第一章
…绪论
…发展简史
(???)由混凝土砌块代替的粘土砖作为承重墙体材料 既保留了传统砖结构取材广泛、施工方便、造价低廉 的特点，又具有强度高、延性好的钢筋混凝土结构的 特性。
它的最大优势在于砌块的生产不毁坏耕地，而且耗 能较低，仅为生产粘土砖的一半，符合国家可持续发
系约公元前 3000 年埃 及第三王朝第二个国王乔 赛尔为自己所修建的陵墓， 是一座用 230 余万块巨石 砌垒起来的高 146.6m的 伟大建筑。
砌体结构设计
武汉理工大学 土木工程与建筑学院（ 2010）
中国是砌体大国，在历史上有举世闻名的万里长城，它是两千多万年前 用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一；
第一章
绪论
1.1砌体结构的发展简史
砌体结构是指用砖、石或砌块为块材，用砂浆砌筑的结 构。砌体按照所采用块材的不同，可分为砖砌体、石砌体 和砌块砌体三大类。——搭砌的整体和钢结构焊接、混凝土的浇注的整体不同
1）应用范围扩大：建筑物、构筑物（烟囱、小型水池、 料仓、渡槽、水塔等）和桥梁（石拱桥）。
2）新材料、新技术和新结构的不断研制和使用：承重空 心砖、配筋砖砌体结构和约束砖砌体、混凝土砌块（采用 混凝土、轻集料混凝土，以及利用各种工业废渣、粉煤灰、 煤矸石等制成的）。
04多层砌体结构抗震设计
3、 基本构造：
250
200
150
圈梁应闭合，洞口处上下搭接；不提倡兼作过梁 无横墙处可用梁替代圈梁 圈梁高度不应小于120mm
04 多层砌体结构抗震设计
4.09 圈梁的位置
墙类 外墙及内纵墙 内横墙 烈度 6、7 屋盖处及每层楼盖处 同上；屋盖处间距不 应大于7m，楼盖处间 距不应大于15m；构 造柱对应部位 8 屋盖处及每层楼盖处 9 屋盖处及每层楼盖处
1.0 1.5 0.5
1.5
1.0 2.0 0.0
04 多层砌体结构抗震设计
4.04 结构体系与布置
1、优先采用横墙承重体系，避免采用纵墙承重体系
2、墙体均匀、对称，对齐、贯通；上下连续
3、必要时可以设置防震缝
4、楼梯间不宜设在尽端和转角处；或设置构造柱加强
5、烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体
04 多层砌体结构抗震设计
4.03 房屋局部尺寸限值
烈度 部位 6 承重窗间墙最小宽度 1.0 7 1.0 8 1.2 9 1.5
承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离
非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 内墙阳角至门窗洞边的最小距离 无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度
1.0
1.0 1.0 0.5
1.0
1.0 1.0 0.5
1.2
4.05 防震缝
情况： 立面高差超过6m以上 有错层，且楼板高差较大 相邻两部分的刚度、质量截然不同
宽度：50mm～100mm）
要求：防震缝两侧均应布置墙体
04 多层砌体结构抗震设计
4.06 构造柱作用及其基本构造
1、 作用： 限制墙体散落，提高墙体抗剪强度 耗散地震能量，增强抗倒能力 2、 前提：与圈梁形成空间约束刚架 3、 基本构造： 有梁就有柱；贯通至女儿墙，可不单设基础（500） 应与圈梁有可靠的连接
砌体结构第四章2ppt课件
4.2.1 局部均匀受压
劈裂破坏（“一裂就坏”）
这种破坏发生前无明显征兆，局部受 压构件受荷后未发生较大变形，一旦构 件外侧出现与受力方向一致的竖向裂缝， 构件立即开裂而导致破坏。 破坏时犹如刀劈，裂缝少而集中，故 称之为劈裂破坏或“一裂就坏”。 此种破坏形态多发生在面积比A0/A1 较大时。
(3) 现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。
.
垫块作用：为了扩大局部受压面积，当梁和屋架只搁置在 较厚的壁柱上而未伸入墙内时，必需设置刚性垫块。
刚 性 垫 块 下 的 砌 体受局压部承 载 力 计 算 公 式 ：
N0 Nl 1 fAb N0 0Ab
.
例：某房屋的基础采用MU10烧结普通砖和M7.5混合砂 浆砌筑，其上支承截面尺寸为250mm*250mm的钢筋混 凝土柱，柱作用于基础顶面中心处的轴向压力设计值 Nl=180kN，试验算柱下砌体的局部受压承载力是否满 足要求。
.
解：查表 得砌体抗压强度设计值f =1.69MPa。 砌体的局部受压面积：Al = 0.25× 0.25=0.0625m2 影响砌体局部抗压强度计算面积：A0=0.62 ×
.
▪ 1）中心局压 (四面约束)
避 免 A0Al 大 于 某 一 限裂 值破 会坏 出 规 ， 现 定 对 劈 上 限
2.50
A0 （ach）h
.
▪ 2）边缘局压 (三面约束)
避
免 A0 大 Al
于
某
一
限裂 值破 会坏 出 规 ， 现 定 对 劈 上
限
2.0
A0 （b2h） . h
同济大学砌体结构课后习题答案资料
2-1.极限状态设计法引入了统计数学的概念，考虑了材料强度和荷载的变异性，将单一的安全系数转化成多个系数，分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定向影响，并且引入了概率和统计数学的方法；而容许应力设计法和破坏阶段设计法均采用单一的、经验的安全系数K，不一定能适用于不同的材料和荷载组合。
2-2砌体结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性，三者统称为可靠性。
极限状态的种类和意义：（1）承载能力极限状态，对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适合于继续承载的变形；（2）正常使用极限状态，结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值。
2-3现行规范中承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的影响？用结构重要性系数来体现，取值为：对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件>=1.1,对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，>=1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为1-5年的结构构件，>=0.92-4现行气体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现施工技术、施工管理水平等对结构可靠度的影响？通过砌体结构材料性能分项系数体现。
通过现场质量管理，砂浆、混凝土强度，砂浆拌合方式，砌筑工人等讲施工质量控制等级划分为ABC三个等级。
等级为A时，分项系数取1.6，等级为C级时，取为1.8.2-5结构功能函数的含义是什么？结构功能函数Z=g(X1,X2,X3,......Xn),当Z>0,结构处于可靠状态；当Z<0时，结构处于失效状态；当Z=0时，结构处于极限状态。
2-6极限状态的种类有哪些？其意义如何？（同2-2）2-7失效概率、可靠指标的意义是什么？两者的关系如何？失效概率Pf指结构或构件不能完成预定功能的概率。
可靠指标β是衡量结构可靠性的定量指标。
β越大，P f越小，反之，P f越大。
2-8砌体承载能力极限状态设计公式中个分项系数是按什么原则确定的？为确定各分项系数，对给定的荷载和材料强度，以及相应的任何一组分项系数，可计算出以该分项系数表示的极限状态设计公式所反映的可靠度。
同济大学砌体结构课后习题答案
同济大学砌体结构设计课后习题答案2-1.极限状态设计法引入了统计数学的概念，考虑了材料强度和荷载的变异性，将单一的安全系数转化成多个系数，分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定向影响，并且引入了概率和统计数学的方法；而容许应力设计法和破坏阶段设计法均采用单一的、经验的安全系数K，不一定能适用于不同的材料和荷载组合。
2-2砌体结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性，三者统称为可靠性。
极限状态的种类和意义：（1）承载能力极限状态，对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适合于继续承载的变形；（2）正常使用极限状态，结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值。
2-3现行规范中承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的影响？用结构重要性系数来体现，取值为：对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件>=1.1,对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，>=1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为1-5年的结构构件，>=0.9 2-4现行气体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现施工技术、施工管理水平等对结构可靠度的影响？通过砌体结构材料性能分项系数体现。
通过现场质量管理，砂浆、混凝土强度，砂浆拌合方式，砌筑工人等讲施工质量控制等级划分为ABC三个等级。
等级为A时，分项系数取1.6，等级为C级时，取为1.8.2-5结构功能函数的含义是什么？结构功能函数Z=g(X1,X2,X3,......Xn),当Z>0,结构处于可靠状态；当Z<0时，结构处于失效状态；当Z=0时，结构处于极限状态。
2-6极限状态的种类有哪些？其意义如何？（同2-2）2-7失效概率、可靠指标的意义是什么？两者的关系如何？失效概率Pf指结构或构件不能完成预定功能的概率。
可靠指标β是衡量结构可靠性的定量指标。
β越大，P f越小，反之，P f越大。
2-8砌体承载能力极限状态设计公式中个分项系数是按什么原则确定的？为确定各分项系数，对给定的荷载和材料强度，以及相应的任何一组分项系数，可计算出以该分项系数表示的极限状态设计公式所反映的可靠度。
[建筑]砌体结构第四章混合结构房屋墙体设计
![[建筑]砌体结构第四章混合结构房屋墙体设计](https://img.taocdn.com/s3/m/143370128e9951e79b8927a1.png)
4.2 房屋的静力计算方案
房屋各层的空间性能影响系数ηi
屋盖或
横 墙 间 距 s (m)
楼盖类 别 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 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
4.2 房屋的静力计算方案
4.2.1 混合结构房屋的空间工作
情况一：单层房屋，外纵墙承重，两端没有设置山墙，
屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖。
竖向荷载的传递路线：屋盖荷载 水平荷载的传递路线：
屋面大梁 纵墙
基础
基础 地基
地基
风荷载 纵墙
确定计算单元
屋盖结构 另一面纵墙 基础 地基
计算单元
计算单元
4.2 房屋的静力计算方案
4.3 墙柱高厚比验算
墙柱的高厚比过大,虽然强度计算满足要求,但可 能在施工砌筑阶段因过度的偏差倾斜鼓肚等现象以及 施工和使用过程中出现的偶然撞击、振动等因素造成 丧失稳定。同时还考虑到使用阶段在荷载作用下墙柱 应具有的刚度，不应发生影响正常使用的过大变形。
验算墙、柱高厚比是保证墙、柱在使用阶段和施 工阶段的稳定性必须采取的一项构造措施。
砌体结构
Masonry Structure
4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案
4.1.1 混合结构房屋的组成
❖ 混合结构房屋的优点：
混合结构房屋的墙体既是承重结构又是围护结构； 混合结构房屋的墙体材料具有地方性，造价较低。
❖ 对混合结构房屋的要求：
混合结构房屋应具有足够的承载力、刚度、稳定性和整体性； 混合结构房屋在地震区还应有良好的抗震性； 混合结构房屋还应有良好的抵抗收缩变形、温度和不均匀沉降的能力。
同济大学砌体结构课后习题答案(DOC)
2-1.极限状态设计法引入了统计数学的概念，考虑了材料强度和荷载的变异性，将单一的安全系数转化成多个系数，分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定向影响，并且引入了概率和统计数学的方法；而容许应力设计法和破坏阶段设计法均采用单一的、经验的安全系数K，不一定能适用于不同的材料和荷载组合。
2-2砌体结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性，三者统称为可靠性。
极限状态的种类和意义：（1）承载能力极限状态，对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适合于继续承载的变形；（2）正常使用极限状态，结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值。
2-3现行规范中承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的影响？用结构重要性系数来体现，取值为：对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件>=1.1,对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，>=1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为1-5年的结构构件，>=0.92-4现行气体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现施工技术、施工管理水平等对结构可靠度的影响？通过砌体结构材料性能分项系数体现。
通过现场质量管理，砂浆、混凝土强度，砂浆拌合方式，砌筑工人等讲施工质量控制等级划分为ABC三个等级。
等级为A时，分项系数取1.6，等级为C级时，取为1.8.2-5结构功能函数的含义是什么？结构功能函数Z=g(X1,X2,X3,......Xn),当Z>0,结构处于可靠状态；当Z<0时，结构处于失效状态；当Z=0时，结构处于极限状态。
2-6极限状态的种类有哪些？其意义如何？（同2-2）2-7失效概率、可靠指标的意义是什么？两者的关系如何？失效概率Pf指结构或构件不能完成预定功能的概率。
可靠指标β是衡量结构可靠性的定量指标。
β越大，P f越小，反之，P f越大。
2-8砌体承载能力极限状态设计公式中个分项系数是按什么原则确定的？为确定各分项系数，对给定的荷载和材料强度，以及相应的任何一组分项系数，可计算出以该分项系数表示的极限状态设计公式所反映的可靠度。
同济大学 高层建筑 第四章 4.5
4.6 剪力墙构件设计和构造
剪力墙是一种承受压、弯、剪共同作用的抗侧能力强的构件， 它的截面设计的基本要求是： 在正常使用荷载及风荷载、小地震作用下，结构应处于弹性 工作阶段，裂缝宽度不能过大，这时需满足强度、变形和抗
裂性等要求；
在中等强度地震作用下（设防烈度），允许进入弹塑性状态， 必须保证在非弹性变形的反复作用下，有足够的承载力、良 好的延性和一定的变形能力； 在强烈地震作用（罕遇烈度）下，剪力墙不允许倒塌。
N sw ( hw0 1.5 x )bw f yw w
在取矩方程中多了一项弯矩
M sw
1 ( hw0 1.5 x )2 bw f yw w 2
无论是矩形还是工字型截面大偏压墙肢，只要在一般大偏压 构件的基本公式中加上上述两项，就成为相应的大偏压墙肢计 算公式。加上上述两项之后，并不增加公式中的未知数，两个 公式，两个未知数（x, As），在公式适用条件范围内有唯一解。
弯矩、剪力 设计值增大
轴力为拉力 可能出现裂缝 刚度降低
第四章 剪力墙计算及设计要求
3.小偏心受拉的弯矩、剪力调整
NW 1 MW 1 VW 1
墙肢出现 偏心受拉时
NW 2
1.25MW 2 1.25VW 2
另一墙肢的弯矩和剪 力设计值应放大
双肢墙
第四章 剪力墙计算及设计要求
4.4、墙肢的正截面承载力计算
e0 M N
第四章 剪力墙计算及设计要求
对称配筋下：
As As
N 1 ASW f yw A'S f y hwo ' M M SW
M
ASW f yw 2
x hwo 1 hwo
混凝土结构与砌体结构设计最新课件第4章
楼梯间的布置 应尽量减小其 造成的结构平 面不规则，不 宜布置房屋四 角或转角处
结构布置 原则
抗震设计的框架结 构不应采用单跨框 架，不应采用部分 由砌体墙承重之混 合形式。框架结构 中的楼、电梯间及 局部出屋顶的电梯 机房、楼梯间、水 箱间等，应采用框 架承重，不应采用
砌体墙承重
多层框架结构， 平面不规则时， 可采取设变形 缝使结构简单， 规则
框架结构在风荷载和水平地震作用下，可以简化为框架节点处的水平集中力，这时框架 侧移是主要变形因素。由图 4.11(a)可见，框架结构在水平力作用下的变形为剪切型，表现
为图中层间水平位移上小下大，即 n i 2 1 。由图 4.11(b)可见，各杆件的弯矩图
都是直线。当框架各层柱的上、下端刚度都比较大时，在柱的中部产生反弯点(即该点弯矩 为零，剪力不为零)。
结论：
①考虑填充墙的重量作用于梁上线荷载；
②周期折减系数(取0.6～0.7)对框架结构自振周期折减
4.4竖向荷载作用下框架内力的近似计算
4.4.1分层法 基本假定
框架的侧移忽略 不计，即不考虑 框架侧移对内力 的影响
框架各层横梁上的荷载对本层 横梁及与之相连的上、下柱的 弯矩影响较大，而对其它层横 梁及柱的弯矩影响较小
(1)现浇整体式框架，中框架梁 Ib 2I0 ，边框架梁 Ib 1.5 I0 ；
(2)装配整体式框架，中框架梁 Ib 1.5 I0 ，边框架梁 Ib 1.2 I0 ；
(3)装配式框架不应考虑楼板对框架梁的截面惯性矩的影响，取 Ib 1.0 I0 。其中 I 0 为按
矩形截面计算的惯性矩。
⑤框在架工柱截程面设惯计性中矩 ，I c 应框按架实柱际截截面面计惯算性，矩不进按行实修际正截。 面计算，不进行修正
砌体结构 第四章 4.2
4.2 房屋的静力计算方案4.2.1混合结构房屋的空间工作混合结构房屋由屋盖、楼盖与墙体的连接以及纵、横墙的相互拉结而形成一个空间结构体系（能承受空间力系的结构体系），此空间结构体系承受各种竖向荷载（结构自重、屋面和楼面的活荷载）和水平荷载（风荷载和地震荷载）。
在荷载作用下房屋的抗变形能力称为房屋的空间刚度。
4.2 房屋的静力计算方案4.2.1混合结构房屋的空间工作情况一：单层房屋，外纵墙承重，两端没有设置山墙，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖。
竖向荷载的传递路线：水平荷载的传递路线：确定计算单元计算单元计算单元地基基础纵墙风荷载屋盖结构另一面纵墙地基基础地基基础屋面大梁屋盖荷载纵墙4.2 房屋的静力计算方案计算简图u pu pq 1q 2q 1q 2纵墙顶的水平位移（u p ）主要取决于纵墙的刚度，而屋盖结构的水平刚度只是保证传递水平荷载时两边纵墙位移的相同。
u pu p计算单元的受力——单跨平面排架——平面受力体系荷载是均匀分布，纵墙的刚度是相等的，则在水平荷载作用下整个房屋墙顶的水平位移（u p ）相同。
4.2 房屋的静力计算方案4.2.1混合结构房屋的空间工作情况二：单层，外纵墙承重，两端有山墙，装配式钢筋混凝土楼盖。
竖向荷载的传递路线：水平荷载的传递路线：确定计算单元计算单元地基基础屋面大梁屋盖荷载纵墙地基纵墙基础纵墙风荷载屋盖结构山墙地基山墙基础主要q 1q 2u 1u山墙4.2 房屋的静力计算方案有了山墙后风荷载不只是在纵墙和屋盖组成的平面排架内传递，而是在屋盖和山墙组成的空间结构中传递，结构存在空间作用。
u —山墙顶面水平位移，与山墙的刚度有关；u 1—屋盖平面内产生的弯曲变形，与屋盖的刚度及横（山）墙间距有关。
P uq 1q 2u 1u4.2 房屋的静力计算方案u p —按平面计算模型算出的水平位移；u s —实际结构中的水平位移；则由于存在空间作用，u s =u 1+u ≦u p ，两者的差异反映了空间作用的程度。
同济大学-高层建筑-第四章-4.2
1
12 1.2 0.022 0.22 0.4 1.752
0.01m 4
α H
12
τh I j
•
2
j 1
I bjα 2j L3 j
τ 0.8 h=3.2m
α 80
0.8
12 3.2
4.508
•
1 1.753
• 0.01(α
2 1
α22 )
第四章 剪力墙计算及设计要求
80
12
基底弯矩 墙肢弯矩
MP
1 2
PH 2
1 6 802 2
19200 KN
•m
M j
0.85 M P
Ij I
0.15 M p
Ij Ij
第四章 剪力墙计算及设计要求
墙肢轴力 墙肢剪力
N
j
0.85 M p I
•
Aj
•
yj
Vj
1 2
Aj Aj
I
j
I
j
下面列表计算
墙肢号
Aj 2 Aj 0.273 0.386 0.341
第四章 剪力墙计算及设计要求
4.2 整体墙的计算
1、判别条件：洞口<15％；或双肢<1，成2个独立墙 2、内力计算：按竖向悬臂杆（材料力学方法）
（1）无洞口情况
均布荷载为例
底部截面内力：
位移：＝ 1 V0 H 3
8 EIeq
qH 2 M
2
顶点：EIeq
EIq
/
(1
4 EI
H 2GA
)
第四章 剪力墙计算及设计要求
2.64
I I j 0.72(13.8 7.718 )2 1.02( 8.25 7.718 )2 0.9( 7.718 2.25 )2
课件上部分课的回顾第3部分砌体结构的设计方案原则
图4－6 例题3中的图（单位：mm）
解：1．截面几何特征 截面面积 A＝2200×240＋370×380＝ 668600mm2=0.67m2>0.3m2 截面形心位置
y 1 2 2 0 0 2 4 0 1 2 0 6 6 3 8 7 6 0 0 0 3 8 0 ( 2 4 0 1 9 0 ) 1 8 5 .2 m m
N 160
<0.6y=0.6×620/2=186mm
e/h84.690.137 620
高厚比 ＝05..602＝8.07，查附表2.1，
＝0.618
A=490×620＝303800mm2 =0.304m2>0.3 m2 由表14-3得 f=1.5N/mm2
N u f A 0 . 6 1 8 1 . 5 0 . 4 9 0 . 6 2 2 8 4 . 6 2 kN >160 kN ，
采用）；
A ——截面面积（对各类砌体按毛面积
计算）。
――高厚比 和轴向力偏心距e对受压
构件承载力影响系数（可用式4-13或式4-14、 式4-15计算，也可查表4-2～4-4）。
注意：
（1）在用公式计算或查表确定 距按下式计算：
e M N
时，偏心
式中，M、N分别为作用在受压构件上的弯 矩、轴向力设计值。
图4-4 y取值示意图
（4） 当偏心受压构件的偏心距超过规范 规定的允许值，可采用设有中心装置的垫块或 设置缺口垫块调整偏心距（图4-5），也可采用 砖砌体和钢筋混凝土面层（或钢筋砂浆面层）
组成的组合砖砌体构件。
图4-5 减小偏心距的措施
【例1】截面490×620mm的砖柱，采用MUl0烧 结5（．普其6m通中，砖永柱及久顶M荷承2载.5受1水3轴5泥心砂kN压浆,可力砌变标筑荷准，载值计5N算4k.＝6高1k度8N9H）.60k。＝N 试验算核柱截面承载力。 解: 由可变荷载控制组合该柱柱底截面
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0.39 0.68 0.81
0.45 0.73 —
0.50 0.78 —
0.55 0.82 —
0.60 — —
0.64 — —
0.68 — —
0.71 — —
0.74 — —
0.77 — —
屋盖或楼盖的类别中，1类为整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖，2类为装配式 有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖，3类为冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖 。
当上、下墙厚不同时：
Page 30
MI N e N u e0
墙底截面内力： NII Nu N G
M II 0
第四节 刚性方案结构的计算
（2）横墙 取宽度为1m的横墙作为计算单元 每层横墙视为两端铰支的竖向构件 每层构件的高度H的取值与纵墙相同；坡顶层高取为层高加山墙尖高的1/2。
竖向荷载作用下:
RaH R AH 3M 2H
水平均布荷载作用下:
3qH 8 5qH V A R AH 8 2 qH 9qH 2 M Aa M II 2 128 Va RaH
Va V A
Page 28
M Aa
3M 2H M M M II 2 2
六、底层框架承重体系
1. 竖向荷载传力路线：
屋（楼）面荷载 → 上层墙体 → 墙梁 → 框架柱 → 基础 → 地基
Page 14
第二节 砌体结构的布置
2. 底层框架承重体系特点： 底层使用空间较大，梁的尺度并不相应增大 由于底层墙体较少，沿房屋高度方向，结构空间刚度 将发生变化； 经过合理设计，可获得使用和抗震性能较好的底层框 架结构体系，实现强柱弱梁的目标。 ―― 适用于上部住宅底层商店或车库类房屋。
3 备 注
s<16
16≤s≤36
ห้องสมุดไป่ตู้
s>36
S为房屋横墙间距，其长度单位为m；对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考 虑。
Page 23
第三节 砌体结构的计算简图 与水平荷载的传递
四、砌体房屋静力计算方案的确定
2.为保证横墙具有足够抗侧刚度，确定刚性和刚弹性方案的房屋时 横墙应同时符合下列条件： ① 横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的 50%； ② 横墙的厚度不宜小于180mm；
Page 10
第二节 砌体结构的布置
四、内框架承重体系
1. 竖向荷载传力路线：
↗ (梁)→ 外 墙 ↘ 屋（楼）面荷载
Page 11
基础→ 地基 ↘ 梁→框架柱 ↗
第二节 砌体结构的布置
2. 内框架承重体系特点：
室内空间较大，梁的跨度并不相应增大；
由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性较差；
刚性方案计算简图
刚弹性方案计算简图
弹性方案计算简图
Page 20
第三节 砌体结构的计算简图 与水平荷载的传递
二、砌体房屋空间性能影响系数η
△re为该计算单元顶部的水平位移，△e为该单元在无侧向约束时的水平位移； 根据对砌体房屋实测结果的统计，寻找影响空间工作效应的主要因素，《砌体 结构设计规范》按照横墙间距S、屋盖或楼盖的类别确定了砌体结构房屋各层空间 性能影响系数η 。
屋 盖 或 楼 盖 类 别 1 2 3 备 注
Page 21
re e
横墙间距s (m)
表4-1 房屋各层的空间性能影响系数η
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
— — 0.37
— 0.35 0.49
— 0.45 0.60
— 0.54 0.68
0.33 0.61 0.75
表： 外墙不考虑风荷载影响时的最大高度 基本风压值（kN/m2） 0.4 0.5 0.6 层高（m） 4.0 4.0 4.0 总高（m） 28 24 18
0.7
3.5
18
当需要考虑风荷载时，在房屋沿高度较均匀的情况下，多层房屋外墙可简 化为两端固定的单跨竖向梁。在线性分布的设计风荷载q的作用下，第i层纵墙 2 中的最大弯矩为： qH
一、砌体结构的计算简图
Page 18
第三节 砌体结构的计算简图 与水平荷载的传递
砌体房屋的计算单元
Page 19
第三节 砌体结构的计算简图 与水平荷载的传递
根据房屋空间工作的程度不同，砌体房屋计算单元应采用相应的计算简图。 《砌体结构设计规范》根据横墙和楼盖对计算单元约束程度，将砌体结构静 力计算方案分为刚性、刚弹性和弹性三种计算方案。
③ 单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于 横墙总高度的一半。
―― 当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙的刚度进行 验算。要求横墙保证墙顶最大水平位移：
u max
H 4000
Page 24
第四节 刚性方案结构的计算
一、计算单元
1．墙体计算单元：无洞墙段（单位宽） 有洞墙段（窗间墙之间墙段长度） （荷载较大而截面较小的墙段）
第六节 刚弹性方案结构的计算
第七节 上柔下刚和上刚下柔多层房屋的内力计算 第八节 地下室墙的内力计算
第九节 最不利荷载效应组合
Page 2
引言
无筋砌体的特性： 墙体抗压性能较好，抗拉性能较差。
矩形截面不产生拉应力的条件：
H N G 1 B 6P
为与侧向力分布和地震烈度、 传递特性有关的常数
――适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间 组成的办公楼等。
Page 7
第二节 砌体结构的布置
二、纵墙承重体系
1. 竖向荷载传力路线：
屋（楼）面荷载 → 屋架（梁） → 纵墙 → 基础 → 地基
Page 8
第二节 砌体结构的布置
2、纵墙承重体系特点
横墙为自承重墙，其设置主要是满足房间的使用要求，保证纵墙的 侧向稳定和房屋的整体刚度。因此房屋的划分比较灵活。 纵墙为承重墙，墙上门窗洞口的大小和位置受到限制。横墙数量相 对较少，承重墙间距一般较大，因此房屋的空间刚度比横墙承重体 系小。
Page 32
M
i
12
第五节 弹性方案结构的计算
一、 弹性方案单层房屋的计算
弹性方案单层房屋的计算简图
Page 33
第五节 弹性方案结构的计算
二、弹性方案多层房屋的计算
多层弹性方案（铰接）
多层弹性方案（刚接）
Page 34
第六节 刚弹性方案结构的计算
同济大学
TONGJI UNIVERSITY
第四章 砌体房屋结构的形式 和内力分析
主讲：熊学玉
Page 1
本章内容
引言
第四章 砌体房屋结构的 形式和内力分析
第一节 砌体房屋结构的形式和组成 第二节 砌体结构的布置
第三节 砌体结构的计算简图与水平荷载的传递
第四节 刚性方案结构的计算 第五节 弹性方案结构的计算
Page 4
第一节 砌体房屋结构的形式和组成
1.“混合结构”房屋定义：
由砌体墙和钢筋混凝土楼屋盖组成的房屋常称为“混合结构”房屋。
2. 房屋构件：
墙 － 砌体 柱 － 砌体、钢筋混凝土
楼盖、屋盖 － 钢筋混凝土楼板、木楼盖
Page 5
(a) x向不可变形
(b) y向受力不对称
(c) x、y向均不可变形
a 0 10
上式中，hc为混凝土梁截面的高度，f为砌体抗压强度设计值，各量的量 纲均按N-mm制计。 由梁端有效支承长度a0可确定梁端集中荷载作用点到支座内边缘的距离。 对于屋面梁和楼面梁，均取此距离为0.4a0。
hc f
Page 17
在设计中，一般假定扩散角为：45°。
第三节 砌体结构的计算简图 与水平荷载的传递
第三节 砌体结构的计算简图 与水平荷载的传递
三、水平荷载的传递
横向水平荷载（风、地震）的传力路径（刚性方案）：
↗ 相邻的楼屋盖 → 横墙 → 横墙基础 纵墙上水平荷载 → 纵墙
Page 22
↘ 纵墙基础
第三节 砌体结构的计算简图 与水平荷载的传递
四、砌体房屋静力计算方案的确定
1.根据房屋空间性能影响系数，为简化房屋内力计算，《砌体结构设 计规范》GB50003－2011，按照横墙间距S和楼屋盖类别确定了砌体房屋计 算方案。
由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，且柱基础和墙基 础的沉降也不一致，结构易产生不均匀的竖向变形；
框架和墙的变形性能相差较大，在地震时易由于变形不协调 而破坏。
Page 12
第二节 砌体结构的布置
五、混合承重体系
内框架承重体系与其他体系相结合就成为混合承重体系
Page 13
第二节 砌体结构的布置
Page 15
第二节 砌体结构的布置
七、竖向荷载的传递
1．楼面竖向荷载的传递
2．梁端竖向荷载的传递
（1）较刚的梁下的反力分布
（2）较柔的梁下的反力分布
Page 16
（3） 梁下加垫块时的反力分布
（4）梁端有效支承长度
第二节 砌体结构的布置
八、有效支承长度
考虑钢筋混凝土梁的挠曲变形和砌体受压后的塑性性能，根据常用材料 性能经简化计算可得到梁端有效支承长度：
第四节 刚性方案结构的计算
三、 刚性方案多层房屋墙体的计算
Page 29
刚性方案多层房屋外墙计算单元（竖向荷载下）
第四节 刚性方案结构的计算
1.刚性方案多层房屋墙体在竖向荷载作用下的计算 （1）纵墙 竖向荷载作用下刚性多层房屋结构计算简图的简化