砌体结构第5章 混合结构房屋墙体的设计

如图所示一 水平风荷载传递路线是： 单层厂房，外纵 墙承重，屋盖为 装配式钢筋混凝 土楼盖，两端没 有设置山墙，中 间也没设置横墙 。
风荷载 纵墙
纵墙 基础
地基
假定外纵墙的窗口是有规律的均匀排列，则在水平均匀风 荷载作用下，整个房屋的墙顶水平位移是相同的（用up表 示）。
从其中任意两个窗口中线取出一个单元，显然这个单元 的受力状态和整个房屋的受力状态相同。这个单元的受力状 态来代表整个房屋的受力状态，这个单元称为计算单元。
4.内框架承重方案
竖向荷载传递路线为：
特点：
楼（屋）面板
①外墙和柱为竖向
梁
承重构件，空间大，
平面布置灵活；
②竖向承重材料 不同，基础形式亦不 同，施工复杂，引起
柱 柱基础
外纵墙 外纵墙基础
基础不均匀沉降；
③横墙较少，空间 刚度较差。
地基
适用范围：
多层厂房； 底层商店、上层住宅。
5.1.2 混合结构房屋的静力计算方案
案之间的房屋。刚弹性方案房屋的墙柱内 力计算应按屋盖或楼盖处具有弹性支承的 平面排架计算 。
η>0.77 0.33≤η≤0.77
影响房屋空间性能的因素很多，除上述的屋盖刚度和横墙 间距外，还有屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型及多层房 屋层与层之间的相互作用等。
《规范》提出更实用查表法
刚性和刚弹性方案房屋的横墙应符合下列要求： （1）横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应
砌体结构房屋通常是指主要承重构件由不同 的材料组成的房屋
房屋的 楼（屋）盖
钢筋混凝土 结构
轻钢结构
木结构
墙体、柱、 基础等承 重构件
砖
石
砌块
砌体结构房屋中
水平承重结构：由板、梁、屋架等构件组成的楼（屋）盖。 竖向承重结构：由墙体、柱、基础组成。
纵墙：沿房屋长方向布置的墙 横墙：沿房屋短方向布置的墙
根据竖向荷载的传递路线不同，房屋的结构布置方案 可分为下列四种：
1.纵墙承重方案； 2.横墙承重方案； 3.纵横墙混合承重方案； 4.内框架承重方案。
1.纵墙承重方案
竖向荷载传递路线为：
板 特点：
①纵墙为主要承重墙， 横墙间距大，故空间较大。
②纵墙荷载大，其门 窗洞口大小和位置受限。
③横墙间距大，横墙 数量少，所以横向刚度小， 整体性差。
梁（屋架） 纵墙 基础 地基
适用范围：
要求大空间房屋： 如： 单层厂房；
仓库； 酒店； 食堂； 车间等。
2.横墙承重方案
竖向荷载传递路线为：
特点：
楼（屋）面板
①横墙为主承重，纵 墙拉结横墙形成整体，故 纵墙洞口大小开设自由。
②横墙多、空间小， 刚度大，整体性好，抗震 性好。
③ 结构简单，施工方 便，墙体用料多。
第5章 混合结构房屋墙体设计
教学提示：本章叙述了混合结构房屋的结构 布置方案及特点；详细讨论了不同空间作用程度 的房屋采用的静力计算方案；给出了混合结构房 屋墙柱高厚比验算方法；分析了单层、多层房屋 在不同静力计算方案时的计算简图，内力计算方 法、控制截面的选取，以及进行墙体截面承载力 的验算。
教学要求：本章在让学生了解混合结构房屋 的结构布置方案及特点的基础上，学会确定房屋 静力计算方案，熟练掌握混合结构刚性方案房屋 墙体设计计算方法、构造要求、墙柱高厚比验算。
风荷载的传递路线为： 风荷载→纵墙→ 屋盖结 纵构 山墙墙 基山础墙基→础 地基
纵墙顶部水平位移us
us=u1+u2≤up
式中 u1——山墙顶面水平位移，其大小取决于山墙刚度，山墙刚度愈 大，u1愈小；
u2——屋盖平面内产生的弯曲变形，其大小取决于屋盖刚度及横 （山）墙间距，屋盖刚度愈大，横（山）墙间距愈小，u2愈小。
η<0.33
（2）弹性方案 当房屋的横墙间距较大，楼屋盖水平
刚度较小，则在水平荷载作用下，房屋的 水平位移很大，不可以忽略。故在确定墙 柱的计算简图时，就不能把楼屋盖视为墙 柱的不动铰支承，而应视为可以自由位移 的悬臂端，按平面排架计算墙柱的内力。
（3）刚弹性方案 这是介于“刚性”和“弹性”两种方
荷载作用下的顶点水平位移up主要取决于纵墙刚度，屋盖结 构的刚度则保证水平荷载传递时，两侧墙体的位移相同。
计算单元可按平面排架计算。
纵墙比拟为排架柱，屋盖结构比拟为横梁，基础看作柱的 固定支座，屋盖结构和墙顶的连接点可视为铰接。
房屋两端有山墙： 水平风荷载的传力途径：纵墙和屋盖组成的平面排架内传 递，还通过屋盖平面和山墙平面进行传递。 整个房屋墙顶的水平位移：沿房屋纵向发生变化。 组成：空间受力体系。
确定房屋的静力计算方案，实际上就是通过对房屋空间 工作情况进行分析，根据房屋空间刚度的大小确定墙、柱设 计时的结构计算简图。
1.房屋的空间工作情况
混合结构房屋中的屋盖、楼盖、墙柱和基础共同组成一个 空间结构体系，承受作用在房屋上的竖向荷载和水平荷载。
在水平荷载下，房屋空间整体作用的表现最为明显，故 分析时常用水平荷载，现以各类单层房屋为例分析其受力特 点。
空间性能影响系数
us 1 1 ≤1
up
chk s
k——弹性系数，取决于屋盖刚度，与屋（楼）盖类别有关。
s p η又称为考虑空间作用后的位移折减系数。
2.房屋的静力计算方案
根据房屋空间刚度的大小分为：
（1）刚性方案 当横墙间距小、楼屋盖水平刚度较 大时，房屋的空间刚度也较大，在水平 荷载作用下，房屋的水平位移很小。在 确定墙柱的计算简图时，可以忽略房屋 的水平位移，将楼屋盖视为墙柱的不动 铰支承，则墙柱的内力可按不动铰支承 的竖向构件计算。
房屋四周与外界隔离的墙体又称为外墙，其余的墙称 为内墙，内墙中仅起隔断作用而不承受楼板荷载的墙称作 隔墙，其墙厚可适当减小。
砌体结构房屋墙体的设计 主Fra bibliotek包括结构布置方案、计算简图、荷载统计、内力 计算、内力组合、构件截面承载力验算。
相应的构造措施。
5.1 混合结构房屋的结构布置和静力计算方案
5.1.1 砌体结构房屋的结构布置方案
④房屋大小较固定。
横墙 基础 地基
适用范围：
小开间房屋 如：住宅楼；
宿舍楼； 旅馆、招待所等。
3.纵横墙混合承重方案
竖向荷载传递路线为： 楼（屋）面板
特点：
①楼盖布置灵活， 空间大小均衡。
②空间刚度较好。 ③墙体用料多。
横墙 或
纵墙
梁 纵墙
基础
地基
适用范围：
教学楼； 办公楼； 医院楼； 实验楼等。