3混合结构房屋墙体设计
混合结构房屋墙、柱设计
混合结构房屋墙、柱设计1. 引言混合结构房屋是指在建筑中采用不同材料的结构设计，既包括钢结构，也包括混凝土结构。
在混合结构中，墙体和柱是承担主要荷载的构件之一。
本文将介绍混合结构房屋墙体和柱的设计原则以及相关考虑因素。
2. 混合结构房屋墙体设计2.1 墙体类型选择在混合结构中，常见的墙体材料包括混凝土墙和钢筋混凝土墙。
墙体的选择应根据建筑需要、荷载要求、施工条件等因素综合考虑。
2.2 墙体承载能力计算墙体的承载能力计算需要考虑墙体的几何形状、材料强度、纵向配筋等因素。
根据墙体所受荷载和边界条件，可以采用弯曲计算、轴心受压计算等方法进行墙体承载能力的计算。
2.3 墙体稳定性设计墙体的稳定性设计包括水平稳定和垂直稳定两个方面。
水平稳定主要考虑墙体的抗风稳定能力，而垂直稳定则包括墙体的抗地震稳定能力。
在设计过程中，需要根据建筑的地理位置、设防烈度、建筑高度等因素来确定相应的稳定性要求。
3. 混合结构房屋柱设计3.1 柱形状和尺寸设计柱的形状和尺寸设计需要满足建筑荷载和结构要求。
根据柱的受力情况，可以选择矩形柱、圆形柱或其他形状的柱。
柱的截面尺寸需要通过强度计算和稳定性计算来确定，确保柱在承受荷载时不会发生破坏或过度变形。
3.2 柱的承载能力计算柱的承载能力计算需要考虑柱的几何形状、材料强度和配筋等因素。
常用的计算方法包括受压构件承载能力计算和弯曲构件承载能力计算。
同时，地震作用下的柱的承载能力也需要进行相应的计算。
3.3 柱的连接设计柱的连接设计主要涉及柱与梁、柱与地基的连接。
连接的设计需要满足强度和刚度要求，确保连接不会成为结构的弱点。
常见的连接方式有焊接连接、螺栓连接和榫卯连接等。
4. 结论本文介绍了混合结构房屋墙体和柱的设计原则和相关考虑因素。
墙体的设计应根据荷载要求和稳定性要求选择合适的墙体类型，并进行承载能力和稳定性的计算。
柱的设计需要注意柱的形状和尺寸选择、承载能力计算以及连接设计。
混合结构房屋墙体和柱的设计关系到房屋的安全和稳定性，因此设计过程中需要严格遵循相关的规范和要求。
混合结构房屋墙体设计概述
混合结构房屋墙体设计概述引言混合结构是指将不同材料和构造方式结合起来，构建起一个更加稳固和灵活的建筑结构。
在房屋建筑中，墙体作为承重构件起着至关重要的作用。
设计墙体时，需要考虑房屋的整体结构、荷载情况以及材料的选择等方面因素。
本文将对混合结构房屋墙体设计进行概述，并介绍常用的设计方法和注意事项。
I. 混合结构房屋墙体的设计原则在混合结构房屋墙体的设计过程中，需要遵循以下原则：1.结构合理性：墙体的设计应符合房屋整体结构的要求，能够承受荷载并保持稳定性。
2.材料选择：根据房屋的功能需求和安全要求，选择合适的材料进行墙体构建。
3.施工便利性：墙体设计应考虑施工工艺和成本，尽量采用简单易行的构造方式。
4.可维护性：设计的墙体应便于维护和修复，延长房屋的使用寿命。
II. 常用的混合结构墙体设计方法1. 框架与剪力墙结合法框架结构和剪力墙结构是常用的混合结构墙体设计方法之一。
在此设计方法中，墙体作为房屋的剪力墙，承担抗震和抗侧向荷载的作用。
同时，框架结构提供了垂直荷载的承载能力。
通过将这两种结构方式结合起来，可以增加房屋的整体稳定性和抗震能力。
2. 钢筋混凝土与预制墙板结合法钢筋混凝土与预制墙板结合法是一种常见的混合结构墙体设计方法。
在该方法中，钢筋混凝土构成房屋的结构框架，而预制墙板作为墙体材料嵌入到结构框架中。
这种组合方式可以提供较好的强度和稳定性，同时减少施工时间和成本。
预制墙板通常采用轻型材料，如砖混、轻骨料混凝土等，可以根据需要进行定制。
3. 钢结构与玻璃幕墙结合法钢结构与玻璃幕墙结合法是一种现代化的混合结构墙体设计方法。
钢结构作为房屋的主要承重构件，而玻璃幕墙则作为外墙材料，增加了建筑的美观和通透性。
该设计方法适用于高层建筑以及需要大面积采光的建筑。
同时，玻璃幕墙可以有效减少墙体的自重，提高建筑的抗震能力。
III. 混合结构墙体设计的注意事项在进行混合结构墙体设计时，需要注意以下事项：1.结构计算：进行墙体设计前，需要进行详细的结构计算，包括受力分析、荷载计算和抗震设计等。
混合结构房屋墙体设计
第七章混合结构房屋墙体设计学习本章的意义和内容：混合结构房屋的结构布置；混合结构房屋的空间刚度和静力计算方案的确定；墙、柱高厚比验算；单层混合结构房屋的墙体设计；多层混合结构房屋墙体设计，墙体构造要求及防止墙体开裂的措施。
通过本章学习可以了解及掌握混合结构房屋设计的有关知识。
本章习题内容主要涉及：混合结构房屋承重体系的类型、特点及使用范围；混合结构房屋空间工作性质、房屋静力计算方案的划分；墙柱高厚比的计算，单层混合结构房屋的墙体设计；刚性、弹性、刚弹性方案多层混合结构房屋的设计、构造要求和防止墙体开裂的措施。
一．概念题（一）填空题1．混合结构房屋墙体设计的内容和步骤为_____________2．混合结构房屋的结构布置方案分为_______________ 、3．混合结构房屋根据空间作用大小不同，可分为_______________________ 、_______________ 三种静力计算方案。
其划分的主要根据 ______________ 、4．在单层混合结构房屋中，刚性、刚弹性和弹性静力计算方案的计算简图分别是5．在多层混合结构房屋中，多数设计成刚性方案，其计算简图在竖向荷载作用下每层墙、柱视作_____________ 。
在水平荷载作用下，墙、柱视作以每层楼盖及屋盖为______________ 。
6．对于刚弹性方案房屋主要通过各层_______________ 反映房屋的空间工作。
在水平风荷载作用下内力可采用二步叠加进行。
先按在各层楼盖（屋盖）处为_________________ 进行分析，并求出不动铰支处的水平反力Ri；然后，在各铰支处反向作用_______________ 有侧移结构分析；最后，迭加这两种状态，即可求得刚弹性方案房屋墙、柱的内力。
7．墙、柱高厚比验算的目的是_______________ 。
验算的基本条件是_____________ 。
8．地下室墙体计算按______________ 方案，其计算简图为______________ 两端铰接的竖向构件，荷载需要考虑上部墙体传来的、本层楼盖梁传来的、_________________ 及土、水侧压力。
混合结构房屋墙柱设计
2、外纵墙维护、隔断, 便于设置门、窗；
3、楼盖结构较简单, 但墙体用料较多、间距受限。
.
3
二、纵墙承重方案 ◇荷载→板→梁→纵墙→基础
◇纵墙承重体系特点：
1、建筑平面Байду номын сангаас置较灵活； 2、纵墙承受荷载较大, 通
常设扶壁柱、 门窗大小、 位置受限；
3、房屋横向刚度较横墙承
重体系差。
.
4
应急预案的编制步骤
小时，房屋空间刚度较小；
◇荷载作用下房屋水平位移中v 较大，确定计算
简图时不能忽略水平位移影响(v＋Δ≈y)；
◇可不考虑空间工作性能(R≈R2)；
◇一般单层厂房、仓库、礼堂多属此种方案；
.
13
◇可按屋架（大梁）与墙（柱）铰接、不考虑 空间工作性能的平面排架或框架计算；
2、刚弹性构造方案：
◇房屋横墙间距较小、楼盖（屋盖）水平刚度加 大，房屋空间刚度加大；
MA RA
MARA MNl2e)l风M荷B 载 作M用2A下R：A
RB
3M 2H
屋面风载在纵墙体内不产生内力
墙面风载产生内力可按下式计算
MB
1qH2 8
RB
5 qH 8
RA
3qH 8
3)墙体自重按实际情况考虑
RB MB MB
RB 等截面：轴力；变截面：有弯矩
上端自由、底端固定的悬臂构件
◇控制截面:顶部、在风载作用下弯矩最大截面、下端
H
MB M'B 水平支杆反力
3
RA Fw8q1H
RB
3 8
q2
H
Fw q1
q2
Fw RA
＝ q1
q2
RB
3混合房屋的静力计算和结构设计
3.混合房屋的静力计算和结构设计
墙柱高厚比验算
墙柱的计算高度与厚度之比称为高厚比 高厚比≦允许高厚比
3.混合房屋的静力计算和结构设计
H0 h
12
H0----墙、柱的计算高度，应按表5.4采用； h ----墙厚或矩形柱与H0相对应的边长； μ1----自承重墙允许高厚比的修正系数； μ2----有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数 [β]----墙、柱的允许高厚比
2、静力计算方案
按房屋空间受力性能的强弱(由η反映),即
空间刚度的大小,房屋的静力计算方案可分 为三种:
❖刚性方案： 0.33时
❖弹性方案： 0.77
❖刚弹性方案： 0.33 0.77
尽量设计成刚性方案，不宜采用弹性方案
3.混合房屋的静力计算和结构设计
静力计算方案
2、静力计算方案
3.混合房屋的静力计算和结构设计
楼面（屋面）→梁（屋架）→纵墙→基 础→地基
3.混合房屋的静力计算和结构设计
结构布置方案
2、横墙承重方案
房屋开间不大，横墙间距较小，将楼（或 屋面）板直接搁置在横墙上
楼面（屋面）板→横墙→基础→地基
3.混合房屋的静力计算和结构设计
结构布置方案
3、纵、横墙承重方案
楼(屋)面板→
梁→纵墙 横墙
→基础→地基
3.混合房屋的静力计算和结构设计
房屋的静力计算方案 墙柱高厚比验算 多层房屋墙体计算
3.混合房屋的静力计算和结构设计
房屋的静力计算方案
混合结构房屋
水平承重结构：板、梁、屋架等构件 竖向承重结构：墙、柱和基础
3.混合房屋的静力计算和结构设计
结构布置方案
1、纵墙承重方案 无内横墙或横墙间距很大,由纵墙直 接承受楼面、屋面荷载
第5章_混合结构房屋墙体设计(学生用)
3、纵横墙承重方案
竖向荷载主要传递路线是： 板→（梁）→纵墙（横墙） →基础→地基。
纵横墙承重体系的特点：
房间布置灵活，房屋的空间刚度和整体性好，适 用于教学楼、办公室、医院、图书馆、住宅等 建筑。
4．内框架承重体系
这种体系房屋内部的钢筋混凝土柱与
楼盖(或屋盖)梁组成内框架，与外墙共
同承重，因此称为内框架承重体系。 竖向荷载的主要传递路线是：
3 、对于无壁柱的山墙，可取层高加山墙尖高度 的1/2；对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高 度。
第5.1.4条
• 对有吊车的房屋，当荷载组合不考虑吊车作 用时，变截面柱上段的计算高度可按表5－4规 定采用；变截面柱下段的计算高度可按下列规 定采用： 乘12以、、修当当正H1/u系3/H＜数≤H1μu/。/3H时＜，1取/2时无，吊取车无房吊屋车的房H0屋；的H0
承重墙H=4.6m，S=10.8m＞2H=2×4.6=9.2m，由表5-4查 得计算高度H0=1.0H=4.6m。
非承重墙H=3.6m，一般是后砌在地面垫层上，上端用斜 放立砖顶住楼面梁砌筑，两侧与纵墙拉结不好，故按两侧 无拉结考虑，则计算高度H0=1.0H=3.6m。 3.纵墙高厚比验算
（1）外纵墙（h=370）
5.3.2 高厚比的验算
1、一般墙柱的高厚比的验算 对于矩形截面墙、柱的高厚比应符合下列要求：
式中
H0 h
12[ ]
H0----墙、柱的计算高度，应按表5－4采用； h ----墙厚或矩形柱与H0相对应的边长； μ1----自承重墙允许高厚比的修正系数；
μ2----有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数；
满足要求。 4.横墙高厚比验算
由于横墙的厚度、砌筑砂浆、墙体高度均与内纵墙相同， 且横墙上无洞口，又比内纵墙短，计算高度也小，故不必 进行验算。
混合结构房屋墙体设计
混合结构房屋墙体设计一、引言混合结构房屋墙体设计是指在房屋建筑中采用混凝土或砖石等材料与钢材结合，形成一种复合结构的墙体设计方案。
混合结构房屋墙体设计能够充分发挥各种材料的优势，既能满足房屋的结构安全性要求，又能提高建筑的整体性能，应用广泛。
本文将介绍混合结构房屋墙体设计的基本原理、设计考虑因素以及常用的设计方法。
通过深入理解混合结构房屋墙体设计，可以为建筑师和工程师提供有关墙体设计的技术指导和参考。
二、基本原理混合结构房屋墙体设计的基本原理是将混凝土或砖石等常见材料与钢材结合起来，形成一种具有梁柱功能的墙体结构。
这样的设计可以充分发挥各种材料的优势，在保证房屋结构安全的前提下减少材料的使用量。
混合结构房屋墙体设计的基本原理包括以下几个方面：1. 材料选择在混合结构房屋墙体设计中，需要选择合适的混凝土或砖石材料以及钢材。
混凝土或砖石材料的选择应考虑其力学性能、耐久性和施工性能等因素；钢材的选择应考虑其强度、刚度和耐蚀性等因素。
2. 结构设计混合结构房屋墙体设计的结构设计应具备足够的强度、刚度和稳定性。
需要考虑各种受力情况下的墙体结构的受力性能，以确保墙体具备抵抗外力作用的能力。
3. 连接方式混合结构房屋墙体设计的连接方式是保证各种材料之间有效连接的重要因素。
合理选择连接方式可以提高墙体的整体性能，确保墙体在受力时不会出现破坏。
三、设计考虑因素在进行混合结构房屋墙体设计时，需要考虑以下几个设计因素：1. 强度要求墙体设计需要根据房屋的使用要求和结构荷载来确定强度要求。
钢材的强度和混凝土或砖石材料的抗压强度需要满足这些强度要求。
混合结构房屋墙体设计需要考虑抗震性能，以确保房屋在地震等自然灾害中具备一定的耐久性。
需要采用适当的墙体设计手段和连接方式，提高墙体的抗震性能。
3. 施工性能混合结构房屋墙体设计需要考虑施工的可行性和效率，选择适合的施工工艺和施工材料。
需要确保施工过程中能够保证墙体的整体性能不受影响。
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式中：
H0 墙、柱的计算高度
h
墙厚或矩形柱与H
相对应的边长；
0
1 自承重墙允许高厚比的修正系数；h 240mm, 1 1.2;
h
90mm, 1
1.5; 240mm
h
90mm,
可按插值法取值。
1
有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数；
2
墙、柱的允许高厚比。
对有门窗洞口的墙，允许高厚比修正系数 2
应按下式计算：
=0；对混凝土砌块、粗料石、毛料石及毛石砌
体， γ =1.0；其它砌体， γ =1.5；
bc —构造柱沿墙长方向的宽度；
l—构造柱的间距。
当 bc / l 0.25时取 ，bc / l 0.25 当 bc / l 0.05时取
bc / l 0
例题5-1 某三层办公楼平面布置如图所示，采用装配式钢筋 混凝土楼盖，其纵墙设有壁柱，两端横墙设有钢筋混凝土构 造柱，纵横墙均为承重墙，墙体采用MU7.5，一层用Mb7.5 砂浆砌筑，层高4.1m，二三层用Mb5砂浆，层高3.3m，试 验算外纵墙和两端横墙的高厚比
墙、柱的允许高厚比[β]
砂浆强度等级
墙
柱
M2.5 M5.0 M7.5
22
15
24
16
26
17
其它注意事项见书本或规范
影响允许高厚比的因素
• 砂浆的强度等级 • 砌体类型 • 横墙间距 • 支承条件 • 砌体截面形式 • 构件重要性和房屋的使用情况 • 构造柱间距
墙、柱高厚比验算
H0
h
12
(5 8)
（4）考虑梁端约束弯矩影响的修正系数
跨度大于9m的大梁，除按上述方法计算外，宜 按两端固定计算梁端弯矩，再乘以折减系数
2
1 0.4 bs s
bs—在宽度s范围内的门窗洞口总宽度；
s—相邻窗间墙或壁柱之间的距离。
当按上式算得的值小于0.7时，应采用0.7。当洞口
高度等于或小于墙高的1/5时，可取等于1.0。
带壁柱墙和带构造柱墙的高厚比验算
H0 hTLeabharlann 12 (5 11)
1 按上式验算带壁柱墙的高厚比，在确定截面回转半径时，
墙截面的翼缘宽度，可按规范第4.2.8条的规定采用；当确定
带壁柱墙的计算高度H0时，s应取相邻横墙间的距离。
带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf，可按下列规定采用： 1) 多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗 洞口时，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的1/3； 2 )单层房屋，可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和 相邻壁柱间距离；
屋盖或
横 墙 间 距 s(m)
楼盖类
别
16
20
24 28 32
36
40
44
48
1
－ － － － 0.33 0.39 0.45 0.50 0.55
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 － － －
例题5-2 某单层仓库如图所示，其纵墙设有壁柱，两端横墙 设有钢筋混凝土构造柱，纵横墙均为承重墙，墙体采用 MU10，M7.5砂浆砌筑，层高4.5m，装配式无檩体系楼盖， 试验算外纵墙和两端横墙的高厚比
•混合结构房屋的静力计算方案
墙体计算单元的选取
S 1m
S (S1 S2 ) / 2
当两端无山墙时， us up
两端有山墙时， us umax fmax
η越接近于1， 表明其空间性 能越差，越接 近于0，表明其
空间性能影响系数 us
up
1
1 cosh
ks
1
空间性能越好， 通常是介于0与 1之间
us u p
us 0
0.77
0.33
0.33 0.77
空间性能影响系数
S (S1 S2 ) / 2
刚性方案房屋的墙、柱计算
• 单层刚性房屋承重纵墙的计算
（1）计算简图
e1 N1
N1
N1e1
(2) 竖向荷载下的计算
RA
RB
3M 2H
MA M
MB
M 2
(3)风荷载下的计算
M N1e1
RA
3wH 8
MB
wH 8
2
RB
5wH 8
Mx
wHx 8
(3
4x) H
• (a)洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3
• (b)层高和总高符合下表规定
wH 2
• (c)屋面自重不小于0.8kN/m2
M
外墙不考虑风荷载影响时的最大高度 12
基本风压值 (KN/m2) 0.4 0.5 0.6 0.7
层高 (m) 4.0 4.0 4.0 3.5
总高 (m) 28 24 18 18
2
土屋盖、轻钢屋盖和有密 铺望板的木屋盖或木楼盖
k=0.05
瓦材屋面的木屋盖和轻钢 3 屋盖
k=0.065
s＜32 s＜20 s＜16
32≤s≤72 s＞72 20≤s≤48 s＞48 16≤s≤36 s＞36
墙柱高厚比验算
定义
H0
h
称为墙（柱）的高厚比。
• 其中h为墙厚（柱验算方向的截面尺寸），H0为 墙、柱的计算高度，取值见下表
(4)控制截面的选择 上、下端面，x＝3H/8处
• 多层刚性方案承重纵墙的计算
(1)计算简图
(2)竖向荷载作用下的计算
截面I - I NI Nu Nl M I Nl el Nu eu
截面II - II NII NI G M II 0
(3)风（水平）荷载作用下的计算
• 符合下列要求时，可不考虑风荷载的影响
屋盖或
横 墙 间 距 s(m)
楼盖类
别
52 56 60 64 68 72
1 0.60 0.64 0.68 0.71 0.74 0.77
2
－ －－ －－ －
3
－ －－ －－ －
屋盖或楼盖类别
刚性方 刚弹性方 弹性方
案
案
案
整体式、装配整体和装配
1
式无檩体系钢筋混凝土屋 盖或钢筋混凝土楼盖
k=0.03
装配式有檩体系钢筋混凝
混合结构房屋的结构布置方案
• 承重方案：
横墙承重
板-〉横墙-〉基础-〉地基
纵墙承重
板-〉梁-〉纵墙-〉基础-〉地基
纵横墙承重
横墙
板
基础-〉地基
梁-〉纵墙
内框架
外墙-〉外墙基础
板-〉梁
地基
柱-〉柱基础
混合结构房屋的静力计算方案
• 带山墙单层房屋的空间工作情况
山墙
不带山墙单层房屋的空间工作情况
3 )计算带壁柱墙的条形基础时，可取相邻壁柱间的距离。
带构造柱墙
当构造柱截面宽度不小于墙厚时，可按公式（ 5-11）验算带构造柱墙的高厚比，此时公式中h 取墙厚；当确定墙的计算高度时，s应取相邻横 墙间的距离；墙的允许高厚比 可乘以提高系数
c
1
bc l
式中 γ—系数。对细料石、半细料石砌体， γ