[最新雜結(jié)構房屋墻體設計

1、4砌體結(jié)構房屋墻體承載力計算本章主要介紹混合結(jié)構房屋的空間性能及靜力計算方案，墻、柱的高厚比驗算方法以及單層和多層房屋的墻體承載力計算，過梁和圈梁的設計方法，砌體結(jié)構的構造要求等內(nèi)容。要求了解和建立混合結(jié)構房屋空間作用的概念，掌握混合結(jié)構房屋靜力計算方案，掌握墻柱的高厚比驗算方法，能進行剛性方案房屋墻體的計算，了解過梁與圈梁的設計方法，領會砌體結(jié)構的一般構造要求。 本章提要本 章 內(nèi) 容4.1 房屋的空間工作和靜力計算方案4.2 墻、柱高厚比驗算4.3 剛性方案房屋的計算4.4 彈性及剛彈性方案房屋的計算4.5 砌體結(jié)構中的過梁與圈梁4.6 砌體結(jié)構的構造要求4.1 房屋的空間工作和靜力計算方

2、案房屋的空間工作和靜力計算方案在進行墻體的內(nèi)力計算時，首先要確定計算簡圖。如圖4.1(a)所示的無山墻和橫墻的單層房屋，其屋蓋支承在外縱墻上。如果從兩個窗口中間截取一個單元，則這個單元的受力狀態(tài)與整個房屋的受力狀態(tài)是一樣的?？梢杂眠@個單元的受力狀態(tài)來代表整個房屋的受力狀態(tài)，這個單元稱為計算單元，見圖4.1(a)、(b)。沿房屋縱向各個單元之間不存在相互制約的空間作用，這種房屋的計算簡圖為一單跨平面排架（圖4.1（d）。4.1.1 房屋的空間工作若在上述單層房屋的兩端設置山墻（圖4.2（a），則屋蓋不僅與縱墻相連，而且也與山墻（橫墻）相連。當水平荷載作用于外縱墻面時，屋蓋結(jié)構如同水平方向的梁而彎

3、曲，其水平位移已不是平移，而是圖4.2(b)中所示的曲線，水平位移的大小等于山墻的側(cè)移uw和屋蓋梁水平撓度的總和。 根據(jù)試驗研究，房屋的空間剛度主要取決于屋蓋水平剛度和橫墻間距的大小。 圖4.1無山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況 圖4.2有山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況 規(guī)范規(guī)定，在混合結(jié)構房屋內(nèi)力計算中，根據(jù)房屋的空間工作性能，分為三種靜力計算方案：（1） 剛性方案房屋橫墻間距較小，屋（樓）蓋水平剛度較大時，房屋的空間剛度較大，在荷載作用下，房屋的水平位移較小，在確定房屋的計算簡圖時，可以忽略房屋水平位移，而將屋蓋或樓蓋視作墻或柱的不動鉸支承（圖4.3（a），這種房屋稱為剛性方案房

4、屋。一般多層住宅、辦公樓、醫(yī)院往往屬于此類方案。 4.1.2 房屋的靜力計算方案（2） 彈性方案 房屋橫墻間距較大，屋蓋或樓蓋的水平剛度較小時，房屋的空間工作性能較差，在荷載作用下，房屋的水平位移較大，在確定房屋的計算簡圖時，必須考慮水平位移，把屋蓋或樓蓋與墻、柱的連接處視為鉸接，并按不考慮空間工作的平面排架計算（圖4.3(c)），這種房屋稱為彈性方案房屋。一般單層廠房、倉庫、禮堂、食堂等多屬于彈性方案房屋。 （3） 剛彈性方案房屋的空間剛度介于剛性與彈性方案之間，在荷載作用下，房屋的水平位移較彈性方案小，但又不可忽略不計。這種房屋屬于剛彈性方案房屋，其計算簡圖可用屋蓋或樓蓋與墻、柱連接處為具

5、有彈性支撐的平面排架（圖4.3(b)）。在計算剛彈性方案的墻、柱內(nèi)力時，通常引入空間性能影響系數(shù)來反映房屋的空間作用，定義為: =us/up 在規(guī)范中，將房屋按屋蓋或樓蓋的剛度劃分為三種類型，并按房屋的橫墻間距s來確定其靜力計算方案，見表4.1。 作為剛性和剛彈性方案靜力計算的房屋橫墻，應具有足夠的剛度，以保證房屋的空間作用，并符合下列要求： 橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應超過橫墻截面面積的50%； 橫墻的厚度不宜小于180mm； 單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長度不宜小于其總高度的1/2。 圖4.3混合結(jié)構房屋的計算簡圖 (a) 剛性方案；(b) 剛彈性方案；(c

6、) 彈性方案 圖4.3混合結(jié)構房屋的計算簡圖 (a) 剛性方案；(b) 剛彈性方案；(c) 彈性方案 圖4.3混合結(jié)構房屋的計算簡圖 (a) 剛性方案；(b) 剛彈性方案；(c) 彈性方案 表4.1 房屋的靜力計算方案 屋蓋（樓蓋）類別剛性方案剛彈性方案彈性方案整體式、裝配整體式和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋（樓）蓋 s3232s72s72裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋 s2020s48s48瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋 s1616s36s364.2 墻、柱高厚比驗算墻、柱高厚比驗算混合結(jié)構房屋中的墻體是受壓構件，除滿足強度要求外，還必須有足夠的穩(wěn)定性。高厚比的

7、驗算是保證墻體穩(wěn)定性的一項重要構造措施，以避免墻、柱在施工和使用階段因偶然的撞擊或振動等因素而出現(xiàn)歪斜、膨肚以致倒塌等失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。高厚比系指墻、柱的計算高度h0與墻厚或柱截面邊長h的比值h0/h。 高厚比驗算主要包括兩個問題：一是允許高厚比的限值；二是墻、柱實際高厚比的確定。允許高厚比限值是在綜合考慮了以往的實踐經(jīng)驗和現(xiàn)階段的材料質(zhì)量及施工水平的基礎上確定的。影響墻、柱容許高厚比的因素很多，如砂漿的強度等級、橫墻間距、砌體類型、支承條件、截面形狀和承重情況等。 矩形截面墻和柱的高厚比應滿足下列條件= h0/h12其中，自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)1，對承重墻,1=1.0；對自承重墻，1值可

8、按下列規(guī)定采用： 當h=240mm時，1=1.2當h=90mm時，1=1.5240mmh90mm時，1可按插入法取值; 4.2.1 一般墻、柱高厚比的驗算有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)2按下式確定：2=1-0.4bs/s bs在寬度s范圍內(nèi)的門窗洞口寬度(圖4.4)；s相鄰窗間墻或壁柱間距離（圖4.4）；墻、柱的允許高厚比，見表4.2。 圖4.4 洞口寬度 表4.2 墻、柱的允許高厚比值 砂漿強度等級墻柱m2.52215m5.02416m7.5 2617(1) 整片墻的高厚比驗算按下式進行驗算=h0/ht12確定帶壁柱墻的計算高度h0時，墻長s取相鄰橫墻的距離。確定截面回轉(zhuǎn)半徑i時，帶壁柱墻

9、截面的翼緣寬度bf(圖4.5（a）)應按下列規(guī)定采用：4.2.2 帶壁柱墻和帶構造柱墻的高厚比驗算4.2.2.1 帶壁柱墻 對于多層房屋，當有門窗洞口時，可取窗間墻寬度；當無門窗洞口時，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3。 對于單層房屋，取bf=b+2h/3 (b為壁柱寬度，h為墻高)，但bf不大于相鄰窗間墻寬度和相鄰壁柱間的距離。(2) 壁柱間墻的高厚比計算h時，s取相鄰壁柱間的距離。不論帶壁柱墻的靜力計算采用何種方案，帶壁柱墻h的計算可一律按剛性方案考慮。壁柱間墻的高厚比可按無壁柱墻公式（4.1）進行驗算。對于設有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻，當圈梁的寬度b與相鄰壁柱間的距離s之比1/30時，由

10、于圈梁的水平剛度較大，能限制壁柱間墻體的側(cè)向變形，所以圈梁可視為壁柱間墻的不動鉸支座(圖4.5(b)。圖4.5 (1) 帶構造柱墻的高厚比驗算 應按附表2確定墻的計算高度h0。 按下列公式驗算帶構造柱墻體的高厚比：=h0/hc12c=1+bc/l 構造柱作為壁柱驗算構造柱間墻的高厚比時，構造柱的截面高度應不小于1/30柱高，并不小于墻厚，此時柱間墻的允許高厚比不應再考慮構造柱的有利影響，柱間墻的高厚比驗算同壁柱間墻。 4.2.2.2 帶構造柱墻 (2) 帶構造柱墻應滿足下列要求 構造柱沿墻長方向的寬度不小于180mm，沿墻厚方向的邊長不小于墻厚（利用構造柱作壁柱時應當不小于1/30柱高），主筋

11、不少于412，混凝土等級不應低于c15； 構造柱對墻體允許高厚比的提高僅適于正常使用階段； 構造柱與墻應有可靠的連接?！纠?.1】某辦公樓平面如圖4.6所示，采用預制鋼筋混凝土空心板，外墻厚370mm，內(nèi)縱墻及橫墻厚240mm，砂漿為m5，底層墻高4.6m（下端支點取基礎頂面）；隔墻厚120mm，高3.6m，用m2.5砂漿；縱墻上窗洞寬1800mm，門洞寬1000mm，試驗算各墻的高厚比。 【解】1.確定靜力計算方案及求允許高厚比最大橫墻間距s=3.63=10.8m，由表15.1,s32m，確定為剛性方案。由表4.2，因承重縱橫墻砂漿為m5，得=24；非承重墻砂漿為m2.5,=22，非承重墻h

12、=120mm，用插入法得1=1.44，1=1.4422=31.68。 2.確定計算高度承重墻h=4.6m,s=10.8m2h=24.6=9.2m，由附表2查得計算高度h0=1.0h=4.6m。非承重墻h=3.6m，一般是后砌在地面墊層上，上端用斜放立磚頂住樓面梁砌筑，兩側(cè)與縱墻拉結(jié)不好，故按兩側(cè)無拉結(jié)考慮，則計算高度h0=1.0h=3.6m。3.縱墻高厚比驗算（1）外縱墻s=3.6m,bs=1.8m2=1-0.4bs/s=0.8外縱墻高厚比=h0/h=12.42=0.824=19.2滿足要求（2） 內(nèi)縱墻s=10.8m,bs=1.0m2=1-0.4bs/s=0.96內(nèi)縱墻高厚比=h0/h=19

13、.22=0.9624=23滿足要求4.橫墻高厚比驗算由于橫墻的厚度、砌筑砂漿、墻體高度均與內(nèi)縱墻相同，且橫墻上無洞口，又比內(nèi)縱墻短，計算高度也小，故不必進行驗算。5.隔墻高厚比驗算隔墻高厚比=h0/h=301=31.68滿足要求【例4.2】某單層單跨無吊車的廠房，采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋，帶壁柱磚墻承重。廠房跨度為15m，全長64=24m，如圖4.7所示。墻體采用mu10磚和m5砂漿砌筑。試驗算帶壁柱縱墻和山墻的高厚比。 【解】該房屋的屋蓋類別為1類，兩端山墻（橫墻）間的距離s=24m，由表15.1，s32m，確定為剛性方案。 1.縱墻高厚比驗算（1） 整片墻高厚比驗算帶壁柱截面幾何特

14、征（圖4.8）截面面積 a=8.125105mm2形心位置y1=148mmy2=240+250-148=342mm慣性矩i=8.86109mm4回轉(zhuǎn)半徑i104mm折算厚度ht=3.5i=364mm壁柱下端嵌固于室內(nèi)地面以下0.5m處，柱高h=4.2+0.5=4.7m，s=24m2h=9.4m，由附表2查得壁柱的計算高度h0=1.0h=4.7m由表4.2，當砂漿為m5時，得=24，承重墻1=1.0，洞口寬bs=3m，壁柱間距s=6m，故考慮洞口的修正系數(shù)2為：2=0.8縱墻整片墻高厚比=12.9112=1.00.824=19.2滿足要求（2） 壁柱間墻的高厚比驗算h=4.7ms=6m2h=9.

15、4m，由附表2得壁柱間墻的計算高度h0=0.4s+0.2h=3.34m縱墻柱間墻的高厚比=h0/h=13.9212=19.2滿足要求2.開門洞山墻的高厚比驗算（1） 整片墻的高厚比驗算帶壁柱截面的幾何特征（圖4.9）截面面積a=9.325105mm2形心位置y1=144mm,y2=346mm慣性矩i=9.503109mm4回轉(zhuǎn)半徑i=101mm折算厚度ht=354mm計算高度h=6.37m(取山墻壁柱高度)s=15m32m，屬剛性方案s2h=12.7m,得h0=1.0h=6.37m考慮洞口的修正系數(shù)2=0.88=h0/ht=1812=1.00.8824=21.22滿足要求（2） 壁柱間墻的高厚

16、比驗算墻高取兩壁柱間山墻平均高度6.79m,s=5mh,由附表2查得壁柱間墻的計算高度h0=0.6s=0.65=3.0m考慮洞口的修正系數(shù)2=0.76=h0/h=12.512=1.00.7624=18.24滿足要求圖4.6 例4.1辦公樓平面圖 圖4.7例4.2單層廠房平面、側(cè)立面圖 圖4.8 帶壁柱墻截面 圖4.9 帶壁柱開門洞山墻的計算截面 4.3 剛性方案房屋的計算剛性方案房屋的計算剛性方案的單層房屋，縱墻頂端的水平位移很小，靜力分析時可以認為水平位移為零，計算時采用下列假定（圖4.10）： 縱墻、柱下端在基礎頂面處固結(jié)，上端與屋架（或屋面梁）鉸接； 屋蓋結(jié)構可作為縱墻上端的不動鉸支座。

17、按照上述假定，每片縱墻就可以按上端支承在不動鉸支座和下端支承在固定支座上的豎向構件單獨進行計算。4.3.1 單層剛性方案房屋承重縱墻的計算（1） 豎向荷載作用下墻體的內(nèi)力計算豎向荷載包括屋面荷載和墻體自重。屋面荷載包括屋蓋構件自重和屋面活荷載或雪荷載，這些荷載通過屋架或屋面梁作用于墻體頂部。作用于縱墻頂端的屋面荷載常用軸心壓力nl和彎矩m=nlel組成（圖4.10(b)）。 墻體自重作用墻體軸線上。 （2） 風荷載作用下墻體的內(nèi)力計算風荷載包括作用于屋面上和墻面上的風荷載。屋面上（包括女兒墻上）的風荷載可簡化為作用于墻、柱頂端的集中力w，并通過屋蓋直接傳給橫墻經(jīng)基礎傳給地基，在縱墻中不引起內(nèi)力

18、。墻面上的風荷載為均布荷載，應考慮兩種風向，迎風面為壓力，背風面為吸力。在均布荷載q作用下，墻體的內(nèi)力見圖4.11。圖4.10 豎向荷載作用下的計算簡圖 圖4.11 水平荷載作用下計算簡圖 （1） 計算單元的選取混合結(jié)構房屋的承重縱墻一般比較長，設計時可僅取其中有代表性的一段作為計算單元。一般說來，對有門窗的內(nèi)外縱墻，取一個開間的門間墻或窗間墻為計算單元，如圖4.12中的m-m和n-n間的窗間墻，其寬度為(l1+l2)/2。（2） 豎向荷載作用下墻體的計算在豎向荷載作用下，多層房屋的墻體如豎向連續(xù)梁一樣地工作。這個連續(xù)梁以各層樓蓋為支承點，在底部以基礎為支承點（圖4.13(b)）。 15.3.

19、2 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算墻體在基礎頂面處可假定為鉸接，這樣墻、柱在每層高度范圍內(nèi)被簡化為兩端鉸支的豎向構件（圖4.13(c)），可單獨進行內(nèi)力計算。 計算簡圖中的構件長度為：底層，取底層層高加上室內(nèi)地面至基礎頂面的距離；以上各層可取相應的層高。 現(xiàn)以圖4.13所示第一層和第二層墻體為例，說明墻體內(nèi)力的計算方法。第二層墻（圖4.14(a)）：上端（-）截面nu2=nu3+nl3+nw3n=nu2+nl2m=nl2e2下端（-）截面n=n+nw2m=0第一層墻（圖4.14(b)）:上端（-）截面nu1=nu2+nl2+nw2n=nu1+nl1m=nl1e1-nu1e1下端（-）截面n=n

20、+nw1m=0(3) 水平荷載作用下墻體的計算在水平風荷載作用下，墻體將產(chǎn)生彎曲。這時墻體可視為一個豎向連續(xù)梁（圖4.16）。為了簡化計算，該連續(xù)梁的跨中和支座處的彎矩可近似地按下式計算m=1/12qhi2規(guī)范規(guī)定，剛性方案多層房屋只要滿足下列條件，可不考慮風荷載對外墻內(nèi)力的影響： 規(guī)范規(guī)定，剛性方案多層房屋只要滿足下列條件，可不考慮風荷載對外墻內(nèi)力的影響： 洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3。 層高和總高不超過表4.3所規(guī)定的數(shù)值。 屋面自重不小于0.8kn/m2。(4) 豎向荷載作用下的控制截面在進行墻體承載力驗算時，必須確定需要驗算的截面。一般選用內(nèi)力較大，截面尺寸較小的截面作為控

21、制截面。 圖4.12 多層剛性方案房屋承重縱墻的計算單元 圖4.13 豎向荷載作用下的計算簡圖 （a） 外墻剖面；(b) 豎向連續(xù)梁計算圖；(c) 簡化后的計算圖 圖4.14 圖4.16 水平荷載作用下的計算簡圖 表4.3 外墻不考慮風荷載影響時的最大高度 基本風壓值（kn/m2）層高（m）總高（m）0.40.50.60.74.04.04.03.528241818多層剛性方案房屋中，橫墻承受兩側(cè)樓板直接傳來的均布荷載，且很少開設洞口，故可取1m寬的墻體為計算單元（圖4.17）。 中間橫墻承受由兩邊樓蓋傳來的豎向荷載nl、nl（圖4.17(c)）。 山墻的計算方法和外縱墻計算方法相同。15.3.

22、3 多層剛性方案房屋承重橫墻的計算【例4.3】某三層試驗樓，采用裝配式鋼筋混凝土梁板結(jié)構（圖4.18），大梁截面尺寸為200mm500mm，梁端伸入墻內(nèi)240mm，大梁間距3.6m。底層墻厚370mm，二、三層墻厚240mm，均雙面抹灰，采用mu10磚和m2.5混合砂漿砌筑?；撅L壓為0.35kn/m2。試驗算承重縱墻的承載力。 【解】1.確定靜力計算方案根據(jù)表4.1規(guī)定，由于試驗樓為裝配式鋼筋混凝土樓蓋，而橫墻間距s=7.2m24m，故為剛性方案房屋。2.墻體的高厚比驗算（從略） 3.荷載資料（1） 屋面荷載油氈防水層（六層作法）0.35kn/m220mm厚水泥砂漿找平層0.0220=0.4

23、0kn/m250mm厚泡沫混凝土保溫層0.055=0.25kn/m2120mm厚空心板（包括灌縫）2.20kn/m220mm厚板底抹灰 0.0217=0.34kn/m2屋面恒載標準值3.54kn/m2屋面活載標準值0.50kn/m2（2） 樓面荷載30mm厚細石混凝土面層0.75kn/m2120mm厚空心板（包括灌縫）2.20kn/m220mm厚板底抹灰0.34kn/m2樓面恒載標準值3.29kn/m2樓面活載標準值2.00kn/m2(3) 進深梁自重（包括15mm粉刷）標準值0.20.525+0.015(20.5+0.2)17=2.81kn/m(4) 墻體自重及木窗自重雙面粉刷的240mm厚

24、磚墻自重（按墻面計）標準值5.24kn/m2雙面粉刷的370mm厚磚墻自重（按墻面計）標準值7.62kn/m2木窗自重（按窗框面積計）標準值0.30kn/m24.縱墻承載力驗算由于房屋的總高小于28m，層高又小于4m，根據(jù)表4.3規(guī)定可不考慮風荷載作用。（1） 計算單元取一個開間寬度的外縱墻為計算單元，其受荷面積為3.62.85=10.26m2，如圖中斜線部分所示。縱墻的承載力由外縱墻控制，內(nèi)縱墻不起控制作用，可不必計算。（2） 控制截面每層縱墻取兩個控制截面。墻上部取梁底下的砌體截面；墻下部取梁底稍上砌體截面。其計算截面均取窗間墻截面。本例不必計算三層墻體。第二層墻的計算截面面積a2=1.8

25、0.24=0.432m2第一層墻的計算截面面積a1=1.80.37=0.666m2(3) 荷載計算按一個計算單元，作用于縱墻上的集中荷載計算如下：屋面?zhèn)鱽淼募泻奢d（包括外挑0.5m的屋檐和屋面梁）標準值nkl3=59.14kn設計值nl3=72.66kn由mu10磚和m2.5砂漿砌筑的砌體，其抗壓強度設計值f=1.3n/mm2。已知梁高500mm，則梁的有效支承長度為a0=190mm240mm，取a0=0.19m屋面荷載作用于墻頂?shù)钠木鄀3=0.044m樓蓋傳來的集中荷載（包括樓面梁）設計值nl2=nl1=78.84kn三層樓面荷載作用于墻頂?shù)钠木鄀2=0.044m二層樓面荷載作用于墻頂

26、的偏心距e1=0.109m第三層截面以上240mm厚墻體自重設計值nw3=14.48kn第三層截面至截面之間240mm厚墻體自重設計值nw3=57.76kn第二層截面至截面之間240mm厚墻體自重設計值nw2=43.27kn第一層截面至截面之間370mm厚墻體自重設計值nw1=95.32kn第一層截面至第二層截面之間370mm厚墻體自重設計值nw1=21.07kn各層縱墻的計算簡圖如圖4.19所示。（4） 控制截面的內(nèi)力計算 第三層第三層截面處軸向力設計值n=nl3+nw3=87.14kn彎矩設計值（由三層屋面荷載偏心作用產(chǎn)生）m=nl3e3=3.19knm第三層截面處軸向力為上述荷載與本層墻

27、體自重之和。軸向力設計值n=n+nw3=144.9kn彎矩設計值m=0 第二層第二層截面處軸向力為上述荷載與本層樓蓋荷載之和。軸向力設計值n=n+nl2=223.74kn彎矩設計值（由三層樓面荷載偏心作用產(chǎn)生）m=nl2e2=3.46knm第二層截面處軸向力為上述荷載與本身墻體自重之和。軸向力設計值n=n+nw2=267.01kn彎矩設計值m=0 第一層第一層截面處軸向力為上述荷載、370墻增厚部分墻體及本層樓蓋荷載之和。軸向力設計值n=n+nw1+nl1=366.92kn因第一層墻截面形心與第二層墻截面形心不重合，尚應考慮n產(chǎn)生的彎矩，得m=-8.76knm第一層截面處軸向力為上述荷載與本層

28、墻體自重之和。軸向力設計值n=n+nw1=462.24kn彎矩設計值m=0（5） 截面承載力驗算 縱向墻體計算高度h0的確定。第二、三層層高h=3.4m，橫墻間距s=7.2m2h=23.4=6.8m，由附表2查得h0=h=3.4m。第一層層高3.76m，3.76ms=7.2m2h=23.76=7.52m,h0=0.4s+0.2h=0.47.2+0.23.76=3.63m。 承載力影響系數(shù)的確定。系數(shù)根據(jù)高厚比及相對偏心距e/h由附表1b查得，并列入表4.4。（6） 縱墻承載力驗算縱墻承載力驗算在表4.4進行。驗算結(jié)果表明，縱墻的承載力均滿足要求。圖4.17多層剛性方案房屋承重橫墻的計算單元和計

29、算簡圖 圖4.18例4.3 圖4.19各層墻體的計算簡圖及彎矩圖 表4.4 4.4 彈性及剛彈性方案房屋的計算彈性及剛彈性方案房屋的計算當房屋橫墻間距超過表4.1中剛彈性方案房屋橫墻間距時，即為彈性方案房屋。彈性方案及剛彈性方案房屋一般多為單層房屋。 其計算時采用下列假定： 屋架或屋面梁與墻、柱頂端為鉸接，墻、柱下端則嵌固于基礎頂面； 把屋架或屋面梁視作一剛度無限大的水平桿件，在荷載作用下無軸向變形，所以排架柱受力后，所有柱頂?shù)乃轿灰凭嗟龋▓D4.20）。 4.4.1 彈性方案房屋的計算圖4.20彈性方案房屋柱頂水平位移 在水平荷載作用下，剛彈性方案房屋墻頂也產(chǎn)生水平位移，其值比彈性方案按平

30、面排架計算的小，但又不能忽略，其計算簡圖是在彈性方案房屋計算簡圖的基礎上在柱頂加一彈性支座（圖4.21），以考慮房屋的空間工作。 設排架柱頂作用一集中力w,由于剛彈性方案房屋的空間工作的影響，其柱頂水平位移為uk=up，較平面排架柱頂減少了（1-）up，根據(jù)位移與內(nèi)力成正比的關系，可求出彈性支座的水平反力x15.4.2 剛彈性方案房屋的計算則x=(1-)w由上式可見，反力x與水平力的大小以及房屋空間工作性能影響系數(shù)有關，可由表4.5得出。根據(jù)以上分析，單層剛彈性方案房屋，在水平荷載作用下，墻、柱的內(nèi)力計算步驟如下（圖4.22）：(1)ppuwux（1） 先在排架柱柱頂加一個假設的不動鉸支座，計

31、算出此不動鉸支座反力r，并求出這種情況下的內(nèi)力圖（圖4.22(b)、(d)）。（2） 把求出的假設支座反力r乘以,將r反向作用于排架柱柱頂，再求出這種情況下的內(nèi)力圖（圖4.22(c)、(e)）。（3） 將上述兩種情況的計算結(jié)果相疊加，即為剛彈性方案墻、柱的內(nèi)力。圖4.21剛彈性方案房屋計算原理 表4.5房屋的空間性能影響系數(shù) 屋蓋或樓蓋類別 橫墻間距 s(m) 1620242832364044485256606468721 0.33 0.39 0.45 0.50 0.55 0.60 0.64 0.68 0.71 0.74 0.7720.35 0.45 0.54 0.61 0.68 0.73 0

32、.78 0.82 30.37 0.49 0.60 0.68 0.75 0.81 圖4.22剛彈性方案房屋墻、柱內(nèi)力分析步驟 4.5 砌體結(jié)構中的過梁與圈梁砌體結(jié)構中的過梁與圈梁過梁是混合結(jié)構墻體中門窗洞上承受上部墻體和樓（屋）蓋傳來的荷載的構件，主要有鋼筋混凝土過梁、磚砌平拱、磚砌弧拱、鋼筋磚過梁等幾種形式（圖4.23）。（1） 磚砌平拱過梁如圖4.23(c)所示，采用豎磚砌筑，豎磚砌筑部分的高度不應小于240mm。 4.5.1 過梁4.5.1.1 過梁的種類及構造（2） 磚砌弧拱過梁如圖4.23(d)所示，采用豎磚砌筑，豎磚砌筑高度不應小于120mm，其跨度與矢高f有關，當f=(1/81/1

33、2)l時，最大跨度可達3.0m；當f=(1/61/5)l時，最大跨度可達4m。（3） 鋼筋磚過梁在這類過梁中，磚塊的砌法同一般磚墻一樣，僅在過梁底部水平灰縫內(nèi)配置不小于5120的縱向受力鋼筋，如圖4.23(b)所示。鋼筋伸入支座砌體內(nèi)的長度不宜小于240mm，在過梁計算高度內(nèi)的砌筑砂漿強度不低于m2.5。 （4） 鋼筋混凝土過梁如圖4.23(a)所示，同一般預制鋼筋混凝土梁。為滿足門、窗口過梁的構造需要，可做矩形或帶挑口的“l(fā)”形截面。這種過梁具有施工方便、跨度較大等優(yōu)點，因而在實際砌體結(jié)構中已大量采用鋼筋混凝土過梁。 圖4.23 過梁的類型 （a） 鋼筋混凝土過梁；(b) 鋼筋磚過梁；(c)

34、 磚砌平拱；(d) 磚砌弧拱 4.5.1.2 過梁上的荷載過梁上的荷載一般包括墻體荷載和梁、板荷載。 （1） 墻體荷載對磚砌體，當過梁上的墻體高度hwln/3（ln為過梁的凈跨）時，應按全部墻體的均布自重采用；當hwln/3時，應按高度為ln/3墻體的均布自重采用（圖4.24(a)、(b)）。 （2） 梁、板荷載對磚砌體，梁、板下的墻體高度hwln時，可按梁、板傳來的荷載采用。當梁、板下的墻體高度hwln時，可不考慮梁、板荷載（圖4.24(c)）。圖4.24 （a）、(b)墻體荷載；(c) 梁板荷載 4.5.1.3 過梁的計算（1） 磚砌過梁的破壞特征過梁受荷載后，和受彎構件一樣，上部受壓、下

35、部受拉。隨著荷載的增大，當跨中正截面的拉應力或支座斜截面上的主拉應力超過砌體的抗拉強度時，跨中受拉區(qū)將出現(xiàn)垂直裂縫，支座附近出現(xiàn)45的階梯形斜裂縫。對磚砌平拱過梁下部的拉力將由兩端支座提供的推力來平衡（圖4.25(a)）；對鋼筋磚過梁下部的拉力將由鋼筋承受（圖4.25(b)）。過梁像一個三鉸拱一樣地工作，過梁可能發(fā)生三種破壞： 過梁跨中正截面受彎承載力不足而破壞； 過梁支座附近斜截面受剪承載力不足而破壞； 過梁支座處水平灰縫因受剪不足而發(fā)生支座滑動破壞，可按公式（4.17）進行驗算。 （2） 磚砌平拱的計算跨中正截面受彎承載力按式（4.15）驗算，并采用沿齒縫截面的彎曲抗拉強度設計值。支座截面

36、受剪承載力按式（4.16）驗算。磚砌平拱的允許均布荷載設計值可查表4.6。（3） 鋼筋磚過梁的計算跨中正截面受彎承載力按下式計算：m0.85h0fyas （4） 鋼筋混凝土過梁的計算按鋼筋混凝土受彎構件計算，同時需要按式（4.7）驗算過梁下砌體局部受壓承載力。 【例4.4】已知鋼筋磚過梁凈跨ln=1.5m，墻厚為240mm,雙面粉刷，以墻面計的墻體自重標準值為5.24kn/m,墻體采用mu10燒結(jié)多孔磚，m10混合砂漿；在離窗口頂面標高600mm處有樓板傳來的均布荷載標準值gk1=7.5kn/m，均布活荷載標準值qk=4kn/m。試設計該過梁。【解】1.內(nèi)力計算梁板荷載位于高度hw=600mm

37、ln=1500mm處，故必須考慮。則作用在過梁上的均布荷載為（gk2為過梁的自重）p= 17.74kn/mm=4.98knmv=13.31kn2.受彎承載力計算由于考慮梁板荷載，故取h0=h-as=585mm；采用hpb235鋼筋，fy=210n/mm2；由公式(4.7)as=47.69mm2選用26(as=57mm2)，滿足要求。3.受剪承載力計算查表得fv=0.17n/mm2,z=400mmv=13.31fvbz=16.32kn滿足要求。 【例4.5】已知鋼筋混凝土過梁凈跨ln=3m，支承長度0.24m，過梁上的墻體高度hw=1.5m，墻厚為240mm；承受樓板傳來的均布荷載設計值15.5

38、kn/m；墻體采用mu10承重多孔磚，m5混合砂漿。試設計該過梁?！窘狻?.內(nèi)力計算根據(jù)跨度、墻厚及荷載情況初步確定過梁截面為bh=240mm240mm。p=23.6kn/m過梁支座反力接近矩形分布，取1.1ln=3.3m，支座中心的跨度l03.24m，故取計算跨度=3.24m。m=30.97knmv=35.4kn2.受彎承載力計算過梁選用c20混凝土，fc=9.6n/mm2，ft=1.1n/mm2；縱向受力鋼筋采用hrb335級鋼筋，fy=300n/mm2；箍筋采用hpb235級鋼筋，fy=210n/mm2。as=0.319s=0.812as=628.68mm2選用318（as=763mm2

39、），滿足要求。3.受剪承載力計算0.25fcbh0=118.08knv=35.4kn受剪截面滿足要求。0.7ftbh0=37.88knv=35.4kn按構造配置箍筋，選配雙肢箍6200，滿足要求。 4.梁端支承處砌體局部受壓承載力驗算由表13.2查得,f=1.5n/mm2,取a0=a=240mm,=1.0,=1.25,=1.0a=a0b=240240=57600mm2nl=38.23knfal=108knnl=38.23kn滿足要求圖4.25 磚砌過梁的破壞形式 表4.6 磚砌平拱的允許均布荷載設計值 墻厚（mm） 240370490混合砂漿強度等級 m2.5 m5 m7.5m10m2.5 m

40、5 m7.5m10m2.5 m5 m7.5m10p(kn/m) 6.04 8.18 10.31 11.73 9.32 12.61 15.90 18.09 12.34 16.70 21.05 23.96(1) 空曠的單層房屋如車間、倉庫、食堂等，應按下列規(guī)定設置圈梁： 磚砌體房屋，檐口標高為58m時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于8m時，宜適當增設。 砌塊及料石砌體房屋，檐口標高為45m時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于5m時，宜適當增設。4.5.2 圈梁4.5.2.1 圈梁的設置 對有吊車或較大振動設備的單層工業(yè)房屋，除在檐口或窗頂標高處設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁外，尚宜在吊車

41、梁標高處或其他適當位置增設。（2） 多層房屋應按下列規(guī)定設置圈梁： 多層砌體民用房屋，如宿舍、辦公樓等，且層數(shù)為34層時，應在檐口標高處設置圈梁一道。當層數(shù)超過4層時，應在所有縱橫墻上隔層設置。 多層砌體工業(yè)房屋，應每層設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。 設置墻梁的多層砌體房屋應在托梁、墻梁頂面和檐口標高處設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，其他樓蓋處應在所有縱橫墻上每層設置。 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）蓋的多層砌體結(jié)構房屋，當層數(shù)超過5層時，除在檐口標高處設置圈梁一道外，可隔層設置圈梁，并與樓（屋）面板一起現(xiàn)澆。（3） 建筑在軟弱地基或不均勻地基上的砌體房屋，除按本節(jié)規(guī)定設置圈梁外，尚應符合國家現(xiàn)行建筑地基基礎設

42、計規(guī)范的有關規(guī)定。 （1） 圈梁宜連續(xù)地設在同一水平面上，并形成封閉狀。當圈梁被門窗洞截斷時，應在洞口上部增設相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長度不應小于其垂直間距h的2倍，且不小于1m（圖4.26）。（2） 縱橫墻交接處的圈梁應有可靠的連接，其配筋構造如圖4.27。（3） 剛彈性和彈性方案房屋，圈梁應與屋架、大梁等構件可靠連接。4.5.2.2 圈梁的構造要求（4） 鋼筋混凝土圈梁的寬度一般與墻厚相同，當墻厚240mm時，其寬度不宜小于2h/3。圈梁的高度不應小于120mm。 （5） 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）蓋的多層砌體結(jié)構房屋的未設圈梁的樓層，其樓面板嵌入墻內(nèi)的長度不應小于120m

43、m，并在樓板內(nèi)沿墻的方向配置不少于210的縱向鋼筋。（6） 圈梁兼作過梁時，過梁部分的縱向受力鋼筋應按計算配筋。圖4.26 圈梁被門窗洞口截斷時的構造 圖4.27 房屋轉(zhuǎn)角處及丁字交叉處圈梁的構造 4.6 砌體結(jié)構的構造要求砌體結(jié)構的構造要求（1） 五層及五層以下房屋的墻，以及受振動或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強度等級，應符合下列要求：磚mu10；砌體mu7.5；石材mu30；砂漿m5。（2） 地面以下或防潮層以下的砌體，潮濕房間的墻，所用材料的最低強度等級應符合表4.7的要求。（3） 承重的獨立磚柱，截面尺寸不應小于240mm370mm。4.6.1 一般構造要求（4） 跨度大于6m的

44、屋架和跨度大于下列數(shù)值的梁：對磚砌體為4.8m，對砌塊和料石砌體為4.2m，對毛石砌體為3.9m，支承面下應設置混凝土或鋼筋混凝土墊塊，墻中設有圈梁時，墊塊與圈梁宜澆成整體。（5） 對240mm的磚砌體墻，大梁跨度為6m，對180mm的磚砌體墻，大梁跨度為4.8m,其支承處宜加壁柱，或采取其他加強措施。（6） 預制鋼筋混凝土板的支承長度，在墻上不宜小于100mm，在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80mm；預制鋼筋混凝土梁在墻上的支承長度，不宜小于240mm。 （7） 支承在墻、柱上的吊車梁、屋架及跨度l9m（支承在磚砌體），或l7.2m(支承在砌塊和料石砌體上)的預制梁的端部，應采用錨固件與墻、柱上

45、的墊塊錨固（圖4.28）。（8） 骨架房屋的填充墻及維護墻，宜用鋼筋與骨架連接。一般是在鋼筋混凝土骨架中預埋拉結(jié)筋，砌磚時嵌入墻體的水平灰縫內(nèi)（圖4.29）。（9） 山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部。風壓較大的地區(qū)，檁條與山墻錨固（圖4.30），屋蓋不宜挑出山墻。（13） 混凝土砌塊墻體的下列部位，如未設圈梁或混凝土墊塊，應采用不低于cb20的混凝土將孔洞灌實： 擱柵、檁條和鋼筋混凝土樓板的支承面下，高度不應小于200mm的砌體； 屋架、梁等構件的支承面下，高度不應小于600mm，長度不應小于600mm的砌體； 挑梁支承面下，距墻中心線每邊不小于300mm，高度不應小于600mm的砌體。 （10） 砌塊砌體應分皮錯縫搭砌。上下皮搭砌長度不得小于90mm。當搭砌長度不滿足上述要求時，應在水平灰縫內(nèi)設置不少于24的焊接鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片每端均應超過該垂直縫，其長度不得小于300mm。（11） 砌塊墻與后砌隔墻交接處，應沿墻高每400mm在水平灰縫內(nèi)設置不少于24的焊接鋼筋網(wǎng)片（圖4.31）。（12） 混凝土砌塊房屋，宜在縱橫墻交接處、距墻中心線每邊不小于300mm范圍內(nèi)的孔洞，采用不低于cb20的混凝土灌實，灌實高度應為墻身全高。表4.7 地面以