om建筑结构 混合结构房屋墙、柱设计

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1、11.4混合结构房屋墙和柱的设计本节主要介绍混合结构房屋的空间性能及静力计算方案，墙、柱的高厚比验算方法以及单层和多层房屋的墙体承载力计算。要求了解和建立混合结构房屋空间作用的概念，掌握混合结构房屋静力计算方案，掌握墙柱的高厚比验算方法，能进行刚性方案房屋墙体的计算。本节提要本节内容11.4.1承重墙体的布置11.4.2房屋的静力计算方案11.4.3墙、柱高厚比验算11.4.4刚性方案房屋墙柱的计算11.4.1承重墙体的布置混合结构的房屋：指主要承重构件由不同材料所组成的房屋，如楼（屋）盖等水平承重结构用钢筋混凝土、木材或钢材），而墙、柱与基础等竖向承重结构采用砌体材料。房屋的

2、结构布置方案：纵墙承重体系横墙承重体系纵横墙承重体系内框架结构承重体系四种方案可供选择。（1）纵墙承重体系特点：1.纵墙为主要承重墙2.纵墙上的门窗设置要受到限制3.空间刚度相对横墙承重体系差4.楼（屋）盖用材较多、墙体用材较少。5.房间空间较大适用于：仓库、食堂、俱乐部、厂房等传力路线：楼（屋）盖荷载板横向梁纵墙基础地基传力路线：楼（屋）盖荷载板横墙基础地基（2）横墙承重体系特点：1.横墙为主要承重墙2.横墙间距小3.结构简单，施工方便4.横向刚度大，抵抗风、地震等水平荷载的能力较纵墙承重体系好。适用于：住宅、宿舍、宾馆、办公室等小开间房屋。（3）纵横墙承重体系特点：1.纵横

3、墙均为主要承重墙2.空间刚度较好3.房间布置较为灵活4.有上述两种承重墙的优点适用于：住宅楼和教学楼传力路线：楼（屋）盖荷载梁纵墙基础地基横墙板（4）内框架结构承重体系特点：1.内墙较少，可获得较大空间2.空间刚度差，对抗震不利3.由于采用了不同的材料，因而容易引起地基的不均匀沉降4.施工不便适用于：仓库等有较大空间要求的房屋。传力路线：楼（屋）盖荷载梁柱基础地基外墙板墙基础柱11.4.2房屋的空间工作和静力计算方案在进行墙体的内力计算时，首先要确定计算简图。如图11.1(a)所示的无山墙和横墙的单层房屋，其屋盖支承在外纵墙上。如果从两个窗口中间截取一个单元，则这个单元的受力状

4、态与整个房屋的受力状态是一样的。可以用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，见图11.1(a)、(b)。沿房屋纵向各个单元之间不存在相互制约的空间作用，这种房屋的计算简图为一单跨平面排架（图11.1（d））。11.4.2.1房屋的空间工作若在上述单层房屋的两端设置山墙（图11.2（a）），则屋盖不仅与纵墙相连，而且也与山墙（横墙）相连。当水平荷载作用于外纵墙面时，屋盖结构如同水平方向的梁而弯曲，其水平位移已不是平移，而是图11.2(b)中所示的曲线，水平位移的大小等于山墙的侧移uw和屋盖梁水平挠度u1的总和。根据试验研究，房屋的空间刚度主要取决于屋盖

5、水平刚度和横墙间距的大小。图11.1无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况图11.2有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况《规范》规定，在混合结构房屋内力计算中，根据房屋的空间工作性能，分为三种静力计算方案：（1）刚性方案房屋横墙间距较小，楼（屋）盖水平刚度较大时，房屋的空间刚度较大，在荷载作用下，房屋的水平位移较小，在确定房屋的计算简图时，可以忽略房屋水平位移，而将屋盖或楼盖视作墙或柱的不动铰支承（图11.3（a）），这种房屋称为刚性方案房屋。一般多层住宅、办公楼、医院往往属于此类方案。11.4.2.2房屋的静力计算方案（2）弹性方案房屋横墙间距较大，屋盖或楼盖的水平刚度

6、较小时，房屋的空间工作性能较差，在荷载作用下，房屋的水平位移较大，在确定房屋的计算简图时，必须考虑水平位移，把屋盖或楼盖与墙、柱的连接处视为铰接，并按不考虑空间工作的平面排架计算（图11.3(c)），这种房屋称为弹性方案房屋。一般单层厂房、仓库、礼堂、食堂等多属于弹性方案房屋。（3）刚弹性方案房屋的空间刚度介于刚性与弹性方案之间，在荷载作用下，房屋的水平位移较弹性方案小，但又不可忽略不计。这种房屋属于刚弹性方案房屋，其计算简图可用屋盖或楼盖与墙、柱连接处为具有弹性支撑的平面排架（图11.3(b)）。在计算刚弹性方案的墙、柱内力时，通常引入空间性能影响系数η来反映房屋的空间作

7、用，η定义为:η可查表，η越大房屋刚性越差房屋各层空间性能影响系数ηi在《规范》中，将房屋按屋盖或楼盖的刚度划分为三种类型，并按房屋的横墙间距S来确定其静力计算方案，见表11.1。作为刚性和刚弹性方案静力计算的房屋横墙，应具有足够的刚度，以保证房屋的空间作用，并符合下列要求：①横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%；②横墙的厚度不宜小于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其总高度的1/2。H图11.3混合结构房屋的计算简