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1、提要,结构布置及其特点； 空间作用 静力计算方案； 高厚比验算 计算简图； 内力计算； 控制截面； 承载力验算。,15.5 混合结构房屋的砌体结构设计,组成,混合结构房屋 主要承重构件 由不同材料构成的房屋。 R.C.砖、木、轻钢等。 组成：楼盖、屋盖、墙体 纵向 横向 柱、基础、楼梯、挑梁、过梁、雨披，等等。,15.5.1 承重墙的结构布置,1.结构布置 选择构件，根据实际情况进行合理，有机地“编排” 技术 艺术 2.合理性：关系到房屋的强度、刚度、 稳定、造价、设计、施工。 3.方案的类型：依据承载体系、 荷载的传递路线 四类,（1）.横墙承重方案 开间较小、横墙间距不大，板可直接置在横墙
2、上 住宅、公寓等。 传递路线：屋（楼）板 横墙 基础 地基。 特点： .横墙承重、纵墙围护、洞口设置较自由； .横墙多、间距小、又有纵墙联系； 横向空间刚度大，整体性好 抗震 抗风 等好 不均匀沉降的调整 .布置简单、施工方便，但用料较多； .功能布置不够灵活。,（2）纵墙承重方案 空间要求较大（厂房、仓库、会议室等） 竖向荷载传递路线： 板 次梁 主梁（屋架） 纵墙 基础 地基。 特点：.纵墙承重, 横墙可变、布置灵活 .门窗大小及位置受到一定限制 .横墙少 横向刚度小 整体性差,（3）.混合承重方案： 纵、横墙联合。 适用于功能房间大小不一。 传递路线：楼（层）面板 梁 纵墙 横墙 基础
3、地基。 特点： 布置灵活、空间刚度较大、整体性较好 适用: 教学楼、办公楼、医院等。,（4）内框架承重方案： 厂房、车间 底层商店上部住宅等。 传递路线： 楼（屋）面板 梁 外纵墙 外纵墙基础 柱 柱基础 地基。 特点：.较大的使用空间、平面布置灵活 .基础形式不一，施工较复杂 易不均匀沉降 .横墙较少 空间刚度较差。,15.5.2 混合结构房屋的静力计算方案,混合结构由多种构件组成（空间结构） 承受竖向和水平荷载 墙、柱作用最大； 墙、柱的设计成为重点； 设计 内力计算 截面设计 内力计算 计算范围 尽量符合实际情况 计算尽量简单 因此，首先应解决空间工作即： 程度 大 小,1、水平荷载下混
4、合房屋的受力机理,为此，例举如下（P353 图15-30 单层） .无山墙： 水平力 纵墙 基础 地基 可见，P取决于纵墙的刚度，而屋盖的刚度只保证在传递水平力中两边墙体顶部位移相同， 比拟为排架 墙 柱 屋盖 横梁 平面排架问题； 属于平面受力体系； 静力计算 “结力”解决。,.有山墙：传力路线： 水平力 外纵墙 纵墙基础 地基 屋盖结构 山墙 山墙基础地基 显然，各单元墙顶的“”不同 max在中部 离山墙远 约束小 总水平位移 uS=u1+u2 影响因素 纵墙刚度 屋盖结构水平刚度 山墙的刚度, uSuP 而其中 u1 - 屋盖平面内产生的弯曲变形 取决于屋盖刚度及（横）山墙间距 屋盖刚度
5、及（横）山墙间距 u1 空间作用明显空间性能好 u1 u2 - （横）山墙顶面水平位移 取决于山墙刚度 刚度 u2 空间性能影响系数： 用于反映房屋空间作用的大小；,令：屋盖为在水平面内支承于横墙上的剪切型弹性地基梁；纵墙（柱）为弹性地基； 由理论分析可得： 其中， uS -考虑空间工作时，外荷载作用下房屋排架水平 位移的最大值； uP -在外荷载作用下，无横墙平面排架的水平位移； k - 弹性系数，取决于屋盖刚度； s - 横墙间距。 空间作用；反之，空间刚度,又称为考虑空间作用后，侧移折减系数，而k值难以确定 试验 在不同加载条件下，根据测出的uS，uP k值，并结合实践经验， k 与屋盖
6、类型（1，2，3）有关 1类 k=0.03 小 2类 k=0.05 3类 k=0.065 大 取决于 S横墙间距 类型（屋盖） P355表15-8,2.房屋的静力计算方案,空间性能的影响因素很多 屋盖刚度、横墙间距S、屋架跨度、 排架的刚度、荷载类型、房间作用等。 而主要是 屋盖刚度 横墙间距 以此将混合结构静力计算方案划分为三种。,.刚性方案 空间刚度很好，uS/H很小， 墙、柱顶0 计算简图为： 当 0.33时 刚性方案,. 弹性方案： 空间刚度差 uSuP 不考虑空间作用 平面排架（框架）计算； 当 0.77时 弹性方案， 设计中应避免。,.刚弹性方案： 介于上述两者间； 0 uS uP
7、 ，不能忽略 0.330.77 计算时，可转化为平面排架（框架），只不过要在排架顶端加一个弹性支座。,3.刚性方案,刚弹性方案的横墙,1.刚性、刚弹性方案的前提，构造条件 横墙 .有洞口时，其水平截面积 50，整墙水平截面积 .墙厚 180mm .单层墙长 其高度； 多层墙长 H/2（H - 横墙总高度） .纵横墙应同时砌筑，并采取措施保证房屋的整体性。,2.umax .单层： 式中： P1 - 作用于横墙顶端的集中水平荷载，此处，P=W+R 柱顶反力 n - 两相邻横墙的开间数； W - 每开间中作用于屋架下弦、由屋面风荷载（包括屋盖下弦以上一 段女儿墙上的风荷载）产生的集中风力。 R -
8、假设排架无侧移时，开间柱顶反力； H - 横墙高度； E - 砌体弹模； I - 横墙的惯性矩。 可近似取横墙毛截面计算，当横墙与纵墙连接时，可按型或 型截面考虑，与横墙共同工作的纵墙部分的计算长度每边S0.3H - 水平截面上的剪应力， - 应力分布不均匀系数，2.0 A - 横墙水平截面积 可近似按毛截面积计算； G - 砖砌体剪模,.多层 式中 m - 房屋总层数。 P1 - 假设每开间框架各层均为不动铰支座时 第i层的支座反力。 Hi-第i层楼面至基础上顶面的高度。,15.5.3 墙、柱高厚比验算, 确保其稳定性 施工阶段 使用阶段 关键 限值 实际 一及其影响因素： 1. 由实践经验
9、确定： 取决于材料的质量和施工水平 P357 表15-9,2.影响因素,砂浆强度等级： E 砌体刚度 等级 .砌体截面刚度 刚度 稳定性 洞口 刚度稳定性对修正。 砌体类型： 刚度：毛石砌体 砖砌体 组合砌体 石 砖 组,GZ的间距及截面大小： 间距约束 稳定性好 截面大 稳定好 横墙间距S: S 刚度，稳定性由H0来考虑 支承条件： 约束 刚性好 稳定性 由H0来考虑,二高厚比验算：,1.墙、柱高厚比验算： 无壁柱 （15-53） 式中 H0 - 墙、柱计算高度 使用情况 层数 跨数 吊车 类型（房屋） 约束情况 P357 表15-10,h - 墙厚或矩形柱与H0相应的边长； 1 - 自承重
10、墙的修正系数,与墙厚有关 ( 承重墙时 11.0) h=240 11.2 h=90 11.5 90 h 240 11.21.5直线插入值。 若上端自由，尚可对30 对h 90,但两面用M10的水泥浆抹面时取h90，进行验算. 2=1-0.4 bS/s 2 - 有门窗洞口墙的修正系数 bS - 在S范围内洞口总宽度 s - 相邻窗间墙、壁柱间或GZ间的距离。,注：1. 20.7 2.当洞口高度H洞1/5墙高H墙时，21.0 3.当s 1 2 h 时 不用验算。 4.变截面柱应分上下截面分别验算。 5.有吊车，但荷载组合时不考虑吊车作用者，其变截柱上段H2 P357表15-10采用，下段H0按下述
11、采用： .当 时，取无吊车的H0 .当 时，取无吊车的H0，乘以修正系数。 Iu - 变截面柱上段的惯性矩； II - 变截面柱下段的惯性矩； 当时，取无吊车房屋的H0，但在确定时， 应采用上柱截面。,对设构造柱墙使用阶段高厚比验算： 整片墙： （15-56） 其中 c- 带GZ墙系数， （15-57） -系数 细料石、半细料石砌体0 (01.5与砌块的类型有关） 砼砌块、粗料石、毛料石 及毛砌体1.0 其他为 1.5 bc - GZ沿墙长方向的宽度； - GZ间距、此时S取相邻构造柱间距 当bc/l 0.25时，取bc/l0.25 当bc/l 0.05时，取bc/l0 注：不适用于施工阶段？
12、构造柱未施工,2.带壁柱墙高厚比验算： 整片 壁柱间墙,（1）整片墙的高厚比验算 (15-55) 式中 带壁柱墙截面的折算厚度； 带壁柱墙截面的回转半径； I,A 带壁柱墙截面D的惯性矩和截面积； 当计算H0时，S取相邻横墙间距SW,在确定i时，带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf可按下列规定采用： a.多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度，无门窗洞口时，每侧翼缘墙宽度可取壁柱高度的1/3； b.单层房屋，可取壁柱宽+2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离； c.计算带壁柱墙的条形基础时，可取相邻壁柱间的距离。,（2）壁柱间墙的高厚比验算 按无壁柱墙验算 （15-53） 计算H0时，S取壁柱间距且一律按P357表15-10中刚性方案考虑。 例题 P 358 例 15-11 15-12,