混合结构房屋墙,柱设计

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1、15　混合结构房屋墙、柱设计本章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，过梁和圈梁的设计方法，砌体结构的构造要求等内容。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，了解过梁与圈梁的设计方法，领会砌体结构的一般构造要求。本章提要本章内容15.1房屋的空间工作和静力计算方案15.2墙、柱高厚比验算15.3刚性方案房屋的计算15.4弹性及刚弹性方案房屋的计算1

2、5.5砌体结构中的过梁与圈梁15.6砌体结构的构造要求15.1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15.1(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15.1(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15.1（d））。15.1.1房

3、屋的空间工作若在上述单层房屋的两端设置山墙（图15.2（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15.2(b)中所示的曲线，水平位移的大小等于山墙的侧移uw和屋盖梁水平挠度的总和。根据试验研究，房屋的空间刚度主要取决于屋盖水平刚度和横墙间距的大小。图15.1　无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况图15.2　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

4、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，屋（楼）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15.3（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。15.1.2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

5、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15.3(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15.3(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用，η定义为:η

6、=us/up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15.1。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。图15.3　混合结构房屋的计算简图(a)刚性方案；(b)刚弹性方案；(c)弹性方案图15.3　混

7、合结构房屋的计算简图(a)刚性方案；(b)刚弹性方案；(c)弹性方案图15.3　混合结构房屋的计算简图(a)刚性方案；(b)刚弹性方案；(c)弹性方案表15.1房屋的静力计算方案屋盖（楼盖）类别刚性方案刚弹性方案弹性方案整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋（楼）盖S＜3232≤S≤72S＞72装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖S＜2020≤S≤48S＞48瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖S＜1616≤S≤36S＞3615.2墙、柱高厚比验算混合结构房屋中的墙体是受

8、压构件，除满足强度要求外，还必须有足够的稳定性。高厚比的验算是保证墙体稳定性的一项重要构造措施，以避免墙、柱在施工和使用阶段因偶然的撞击或振动等因素而出现歪斜、膨肚以致倒塌等失稳现象的发生。高厚比系指墙、柱的计算高度H0与墙厚或柱截面边长h的比值H0/h。高厚比验算主要包括两个问题：一是允许高厚比的限值；二是墙、柱实际高厚比的确定。允许高厚比限值是在综合考虑了以往的实践经验和现阶段的材料质量及施工水平的基础上确定的。影响墙、柱容许高厚比的因素很多，如砂浆的强度等级、