砌体结构-混合结构房屋墙柱设计.ppt

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1、第五章 混合结构房屋墙柱设计,第5章 混合结构墙柱设计,1.混合结构房屋的结构布置,2.房屋静力计算方案,3.墙、柱设计计算,4.混合结构房屋的构造措施,5.1 概述,第5章 混合结构墙柱设计,水平承重构件,竖向承重构件,屋盖,楼盖,钢筋混凝土、木材,墙、柱、基础,砌体材料,砌体结构,（混合结构）,楼（屋）盖的作用：,1.承受竖向荷载,2. 与墙体形成空间结构，共同承受水平荷载,墙体的作用：,1.承受楼（屋）盖传来的竖向荷载,2. 承受各种水平荷载,5.2 混合结构房屋的结构布置,第5章 混合结构墙柱设计,墙体的分类：,第5章 混合结构墙柱设计,一、横墙承重方案,传力途径：楼（屋）面板横墙基础

2、地基,将楼板沿纵向仅放置于横墙上，纵墙为自承重墙体,5.2 混合结构房屋的结构布置,5.2 混合结构房屋的结构布置,第5章 混合结构墙柱设计,二、纵墙承重方案,传力途径：楼（屋）面板（梁） 纵墙基础地基,将楼板沿横向仅放置于纵墙上，或将楼板支承于横向布置的钢筋混凝土梁上，而梁支承于纵墙上。,5.2 混合结构房屋的结构布置,第5章 混合结构墙柱设计,三、纵横墙承重方案,传力途径：楼（屋）面板横墙或纵墙基础地基,楼板既可以放置于横墙上，也可以放置于纵墙上,5.2 混合结构房屋的结构布置,第5章 混合结构墙柱设计,四、内框架承重方案,利用钢筋混凝土柱代替内承重墙,5.2 混合结构房屋的结构布置,第5

3、章 混合结构墙柱设计,五、底部框架承重方案,传力途径：梁板荷载在上部通过内外墙体向下传递，在结构转换层部位，通过钢筋混凝土梁传给柱，再传给基础 。,将底层用钢筋混凝土梁、柱同时取代内外承重墙体,5.3 混合结构的静力计算,第5章 混合结构墙柱设计,问题的提出：,5.3 混合结构的静力计算,第5章 混合结构墙柱设计,单个构件的承载力计算,需要解决的问题：,不同类型的砌体房屋中计算单元的选取和计算简图的确定,5.3 混合结构的静力计算,第5章 混合结构墙柱设计,5.3.1 结构静力计算方案,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,表中的刚性方案、弹性方案以及刚弹性方案表示什么意思

4、？,5.3.1 结构静力计算方案,风荷载纵墙纵墙基础地基,两端无山墙（平面受力体系）,两端有山墙（空间受力体系）,us=u1+u2up,1.房屋的空间工作性能,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,结论,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,2.房屋静力计算方案,(1)弹性方案,当房屋的刚性横墙间距很大时，或屋面 的水平刚度很小时，其屋盖位移与 无山墙时的位移接近，即usup，此时 房屋中各计算单元的计算简图可简化 为平面排架。,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,(2)刚性方案,当房屋的刚性横墙间距很小时，或屋 面的水平刚度很大时

5、，房屋的空间作用 很强，可以认为屋盖受水平荷载后没有 水平位移，即us0，此时屋面结构可以 看作是外纵墙的不动铰支座。,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,(3)刚弹性方案,当房屋的刚性横墙间距较大时，或屋 面的水平刚度很大时，屋盖的水平位 移0usup, 此时可按屋面与外纵墙铰 接并考虑空间工作性能的排架计算。,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,(4)各方案的分类标准,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,(5).刚性方案和刚弹性方案的横墙,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)横墙厚度不

6、宜小于180mm；,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H/2（H为横墙总高度）；,4)当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙刚度进行验算，如其最大水平位移umaxH/4000( H为横墙总高度)时，仍可视为刚性或刚弹性方案房屋的横墙。符合此刚度要求的一段横墙或其他结构构件（如框架等），也可视为刚性或刚弹性方案房屋的横墙。,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,5.3.2 刚性方案多层房屋的静力计算,1）计算单元,1.纵墙内力计算,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,5.3.2 刚性方案多层房屋的静力计算,2）荷载计算,5

7、.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,按荷载类别,按荷载来源,(1)上部各层的荷载（包括墙体重、屋面及楼板重等）沿上一层墙的截面形心传至下层；,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,(3)当梁支承于墙上时，梁端支承压力N1到墙内边距离，对屋盖梁应取梁端有效支承长度a0的0.33倍；对楼盖梁应取梁端有效支承长度a0的0.4倍。,(2)在计算某层墙体弯矩时，要考虑本层梁、板支承压力对本层墙体产生的弯矩，当本层墙与上一层墙形心不重合时，尚应考虑上部传来的竖向荷载对本层墙体产生的弯矩；,3）竖向荷载作用下的计算图形,在竖向荷载作用下，多层房屋的墙体如同一竖向连续梁

8、，屋盖、楼盖及基础顶面均作为连续梁的支点。,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,4）竖向荷载作用下的最不利位置及内力计算,I-I截面（楼盖大梁底面处）,-截面 （窗口上边缘处）,截面（窗口下边缘处）,-截面（下层楼盖大梁底面处）,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,5）水平荷载作用下的内力计算,M=Hi2/12,风荷载引起的弯矩按下式计算：,Hi 第i层墙体的高度，即第i层层高。,墙体计算简图可简化为一竖向多跨连续梁。,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3；,可不考虑风荷载的情况,屋面自重

9、不小于0.8kN/m2；,层高和总高不超过下表规定：,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,2.横墙内力计算,承重横墙内力计算的计算简图、内力分析、承载力计算等均与承重纵墙相同，但应注意以下几点不同之处：,1.计算单元：由于横墙多数情况承受均布荷载，此时取1m宽墙段作为计算单元；,2.山墙高度：对于坡屋顶建筑的山墙高度取层高加山墙尖的平均高度；,3.中间横墙荷载计算：,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,第5章 混合结构墙柱设计,5.4 多层砌体结构房屋的 基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,本节内容：,墙、柱的高厚比验算,圈梁与过梁,防止砌体开裂

10、的的措施,一般构造措施,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,5.4.1.墙柱的高厚比验算,(1)允许高厚比,1)砂浆强度等级,2)横墙间距,3)砌体截面形式,4)构件重要性和房屋使用情况,5)支承条件,表6.4,第5章 混合结构墙柱设计,构造要求： ,(2)一般墙、柱的高厚比验算,=H0/h12,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,(2)一般墙、柱的高厚比验算,2 有门窗洞口墙允许高厚比,2=1-0.4bs/s,bs 在宽度s范围内的门窗洞口总宽度,s 相邻窗间墙、壁柱之间或构造柱之间的距离,=H0/h12,修正系数,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第

11、5章 混合结构墙柱设计,(2)一般墙、柱的高厚比验算,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,(3)带壁柱墙高厚比验算,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,整片墙的高厚比验算,=H0/hT12,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,关于墙厚hT,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf 的确定：,当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗洞口时，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,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结

12、构墙柱设计,关于计算高度H0的确定：,在查表确定计算方案及H0时，S=L,壁柱间墙的高厚比验算,=H0/h12,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,注意事项：,1. 墙厚为h,2. 横墙间距为l,3. 计算方案为刚性方案,(4)带构造柱墙高厚比验算,(新增内容）,=H0/h12c,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,例6.1,某三层办公楼平面布置如下图，采用装配式钢筋混凝土楼盖，纵横向承重墙均为190mm，采用MU7.5混凝土小型空心砌块，双面粉刷，二三层用M5砂浆，层高均为3.6m，窗宽均为1800mm，门宽均为1000mm。试验算

13、二层各墙的高厚比。,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,5.4.2.圈梁的设置与构造,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,4 构造要求,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,(1)同一水平面，封闭,(2）纵横墙交接处应可靠连接,(3）宽度宜与墙同宽，高度不小于120,(4）圈梁代过梁时，过梁部分要计算,(5)设置原则（非抗震）,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,(1)单层空旷房屋，高度小于8m，檐口设一道，否则两道 有吊车时，檐口一道，吊车梁处设一道,(2）多层厂房每层均设,

14、(3）多层民用建筑，层数小于4层时檐口设一道， 否则隔层设一道（所有纵横墙）,(5)设置原则(抗震),5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,（一）定义：混合结构房屋中门窗洞口上部所设置的梁。,承受门窗洞口顶面以上砌体自重以及上层楼面梁板传来的均布荷载或集中荷载。,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,5.4.3、过梁,（二）作用:,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,（三）分类,砖砌过梁,钢筋砖过梁,钢筋混凝土过梁,砖砌平拱,砖砌弧拱,根据所用材料的不同,按其构造不同,过梁,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造

15、要求,第5章 混合结构墙柱设计,（四）计算,1、过梁受力特征,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,（四）计算,2、钢筋混凝土过梁计算,=？,过梁上的荷载包括过梁上部墙体的自重和梁板的荷载,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,（1）、过梁上部墙体自重计算,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,（2）、过梁上部梁板荷载计算,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,（3）、过梁承载力计算,按钢筋混凝土简支梁计算其承载力,（一）温度变化引起的墙体开裂,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求

16、,第5章 混合结构墙柱设计,5.4.4 防止和减轻墙体开裂的措施,（1）开裂原因,屋面和墙体存在温差,混凝土和砌体线膨胀系数不同,(2)开裂表现,平屋顶下外墙的水平裂缝和包角裂缝,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,(2)开裂表现,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,顶层墙体的八字形裂缝,(2)开裂表现,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,房屋错层处局部垂直裂缝,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,5.4 多层

17、砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,(3)防止干缩和温度变化引起墙体开裂的措施,设温度缝,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,顶层设圈梁,屋盖设保温层和隔热层,屋面面层设分隔缝,顶层和女儿墙砂浆强度不低于M5,顶层和女儿墙设构造柱,(二)地基不均匀沉降引起的裂缝,（1）开裂部位,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,地基条件差的部位,房屋相邻部分高度、荷载或基础形式有较大差异处,施工时间不同,(2)防止地基不均匀沉降引起墙体开裂的措施,设沉降缝,设地圈梁,（3）开裂表现,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章

18、混合结构墙柱设计,房屋中间部分沉降过大，呈现正八字形裂缝 房屋一端或两端沉降过大，呈现倒八字形裂缝,(3)防止地基不均匀沉降引起墙体开裂的措施,设沉降缝,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,设地圈梁,屋盖设保温层和隔热层,屋面面层设分隔缝,顶层和女儿墙砂浆强度不低于M5,顶层和女儿墙设构造柱,3.砌体房屋结构的其他基本构造要求,(1)砌体材料的要求,砂浆M5,砖MU10,砌块MU7.5,石材MU30,五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级应符合下列要求：,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,(3

19、)当大梁跨度大于或等于下列数值，其支承处宜加设壁柱，,对240mm厚的砖墙为6m；对180mm厚的砖墙为4.8m；,对砌块和料石墙为4.8m。,或采取其他构造措施：,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,The End,5.4.2.圈梁的设置有构造,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,5.4.2.圈梁的设置有构造,5.4 多层砌体结构房屋的基本构造要求,第5章 混合结构墙柱设计,第5章 混合结构墙柱设计,Nu,Nl本层梁端支承反力,Nh3 高为h3宽为b的墙体自重,Nh2 高为h2宽为b1的墙体自重,Nh1 高为h1宽为b1的墙体自重,上部各层传来的竖向荷载。其中包括截面I-I以上全部墙重和上面各层楼面和屋面上的恒载和活载,e1 Nl对该层墙的偏心距,e1=h/2-0.4a0,h 本层墙体厚度,a0 梁端有效支承长度,e2 ,上层墙体重心对该层墙体重心的偏心距。如果上下层墙体厚度相同，则 e2 =0,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,5.3 混合结构的静力计算方案,第5章 混合结构墙柱设计,