砖壁柱刚性承载力计算

面粉厂宿舍砖壁柱承载力验算
一、概况
该宿舍建于1970年，二层砖混结构，中间设内走廊， 3.2m开间共8间，进深9.1m。

其中二层7-8/A-E轴中间无横墙(仅设置轻质木隔墙)，其余均有一砖厚实砌横隔墙。

外墙为一砖厚实心墙，内走廊二边为半砖厚墙。

A、B轴外墙与内墙交接处设有370×370mm实砌砖柱。

双坡屋面，二层8、9轴上部为三角形钢屋架，其余均为横墙承重（见平面图）。

屋面为砼檩条、木椽条、芦苇编织、机平瓦。

一层层高3.5m，二层层高3.0m。

二、计算依据
1、《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012
2、《砌体结构设计规范》 GB50003-2011
3、《砌体结构设计规范》 GBJ3-88
4、《民用建筑可靠性鉴定标准》 GB50292－2015
5、《危险房屋鉴定标准》 JGJ125－2016
6、《砌体结构设计手册》中国建筑工业出版社，第二版
三、计算简图及荷载
1、该宿舍二层7-8/A-E轴部位为大通间，上部为钢屋架，两端由砖壁柱承
重，属上柔下刚多层房屋，根据GB50003-2011规范第4.2.7条规定，二
层该部位可按单层房屋计算。

第2类屋盖，横墙间距S=3.2×3=9.6m＜20m，属刚性方案，按跨度L＝
9.1m的排架结构进行计算，计算简图如图一。

砖壁柱可视作上端为不动
铰，下端固接于二层楼面的竖向构件。

由屋面风荷载产生的集中力W，将
由不动铰支点承受，由屋盖传给横墙承受，计算时不予考虑，仅考虑墙
面风荷载w。

选取8轴或9轴一个中间柱距（3.2m）作为计算单元，砖壁
柱墙的实际高度:H=3.0m。

2、带壁柱墙截面力学特征(图二)
翼縁宽度b
f ＝1700mm，截面积A＝456100mm2，I
x
＝1.2373×1010mm4,
h T ＝576mm，y
1
＝140mm，y
2
＝230mm。

3、屋面荷载
机平瓦： 0.55 kN/m2
木椽条、芦苇编织： 0.3 kN/m2
小计：0.55＋0.3=0.85 kN/m2
双坡屋面按，实测坡高2.4m，坡脚距离9.1m，则坡角α＝27.8°。

转换成垂直荷载：0.85 /cos27.8°＝0.96 kN/m2
砼檩条（水平檩距按0.8m）：0.5 kN/m2
吊顶：0.2 kN/m2
钢屋架：0.12＋0.011×9.1＝0.22 kN/m2
恒载标准值：0.96＋0.5＋0.2＋0.22＝1.88 kN/m2
活载标准值： 0.5 kN/m2，
4、由钢屋架传来的竖向压力N和弯矩M：
恒载标准值：N=1.88×3.2×9.1/2=27.37 kN
活载标准值：N’=0.5×3.2×9.1/2=7.28 kN
竖向压力的偏心距按a=45mm＝0.045m（偏向内侧）
恒载弯矩标准值：M=27.37×0.045=1.232 kN·m
活载弯矩标准值：M’=7.28×0.045=0.328 kN·m
5、带壁柱墙自重标准值：
N
G
=0.4561×3×19＋（1.7×3＋0.13×3）×0.68（双面粉刷）=29.73 kN 6、风荷载
风荷载标准值：w
k =β
z
μ
z
μ
s
w
常州地区基本风压：w
0=0.40kN/m2，β
z
=1.0，B类地面，μ
z
=1.0
迎风墙面μ
s =0.8，背风墙面μ
s
=-0.5
风线荷载标准值：w
1
=0.8×0.4×3.2=1.024 kN/m
w
2=0.5×0.4×3.2=0.64 kN/m (w
2
=0.625w
1
)
由于上端为不动铰支点，柱顶集中风力W将直接由不动铰支点承受，即荷载通过屋盖传给横墙，对砖壁柱墙将不产生力，集中风荷载不再计算。

四、带壁柱墙高厚比验算
查GBJ3-88表5.1.1，按墙查表，M0.8，插入法求得[β]=18.7
刚性方案H
＝1.0H＝3.0 m，
μ
1=1.0，μ
2
=1－0.4b
s
/s＝1－0.4×1.5/3.2＝0.81
β=H
0/h
T
=3.0/0.576=5.21＜μ
1
μ
2
[β]=1×0.81×18.7=15.1满足要求
五、内力计算
对于上端为不动铰，下端为固定端的竖向构件，在竖向弯矩M作用下：
R C =-R
A
=－3M/2H，M
C
=M，M
A
=-M/2
风荷载作用下：
R C =3wH/8，R A =5wH/8，M C =0，M A =wH 2/8 柱底压力：N A =N+N G
取一根柱计算，柱内力组合计算结果见表1：
六、承载力验算
取第Ⅳ种不利情况
e=M/N=1.908/75.654=0.025m ＜0.6y=0.6×0.091=0.055m ，满足要求。

e/h T =0.025/0.576=0.044,β=5.21, M0.8时插入法求得α=0.0035。

02
2221
11+1+0.00355.211
1
1+120.0441+120.9130.825=T e h αβϕϕ⎡
⎡
⎢
⎢⎢⎢⎣⎣⨯+====
=
根据GB50003-2011规范附录B 计算得：MU7.5，M0.8，f=0.94 N/mm 2
带壁柱墙允许承载力：[N]＝ΦfA=0.825×0.94×103×0.4561=353.71 kN 承载能力：R/r 0S=353.71/(1×75.654)=4.68＞1.0，评为au 级。

取第Ⅰ种不利情况
e=M/N=0.969/78.712=0.012m ＜0.6y=0.055m ，满足要求。

e/h T =0.012/0.576=0.021, β=5.21
同上0
0.913ϕ=， 2
1
1+120.0210.873ϕ⎡
⎢⎢⎣
==
带壁柱墙允许承载力：[N]=ΦfA=0.873×0.94×103×0.4561=374.28 kN
承载能力：R/r 0S=374.28/(1×78.712)=4.76＞1.0，评为au 级。

根据JGJ125－2016规范第5.1.2、5.3.3条规定，第Ⅰ类房屋，
承载能力：
ΦR/r
S＝1.15×374.28/(1×78.712)=4.76＞0.9，属非危险构件。

2017.01.14。