第5章混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)ppt課件

1、1.了解房屋空間任務(wù)性能的概念及影響要素； 2.了解房屋靜力計(jì)算方案的種類及確定方法。3、掌握單、多層剛性方案房屋計(jì)算方法4、掌握墻柱高厚比驗(yàn)算第五章 混合構(gòu)造房屋墻、柱設(shè)計(jì) 教學(xué)目的：.房屋靜力計(jì)算方案的種類及確定方法、單層、多層剛性方案房屋計(jì)算方法墻柱高厚比驗(yàn)算。重 點(diǎn)難 點(diǎn)房屋空間任務(wù)性能的概念及影響要素。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 本章重點(diǎn)：房屋的靜力計(jì)算方案、墻柱高厚比驗(yàn)算、多層房屋墻體計(jì)算 5.1 概述 砌體構(gòu)造房屋的組成： 房屋中墻、柱等豎向承重構(gòu)件用塊體和砂漿砌筑而成的砌體資料，屋蓋、樓蓋等程度承重構(gòu)件用鋼筋混凝土、輕鋼或其他資料建造的房屋稱為砌體構(gòu)造，也可稱為混合構(gòu)造。

2、.5-2、 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置1、縱墻承重方案 板梁或屋架縱墻根底地基 2、橫墻承重方案 樓屋面板橫墻根底地基 3、縱橫墻承重方案 樓屋面板梁縱墻橫墻根底地基縱墻承重方案縱橫墻承重方案橫墻承重方案.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置5. 2.1 墻體承重體系 1. 橫墻承重體系 當(dāng)房屋開間不大(普通為34.5m)，橫墻間距較小，將樓(或屋面)板直接擱置在橫墻上的構(gòu)造布置稱為橫墻承重方案：房間的樓板支承在橫墻上，縱墻僅接受本身自重。 橫墻承重方案的荷載主要傳送道路為：樓屋面板橫墻根底地基。 縱墻門窗開洞受限較少、橫向剛度大、抗震性能好。適用于多層宿舍等居住建筑以及由

3、小開間組成的辦公樓。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置5-1.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置 2. 縱墻承重體系 對(duì)于要求有較大空間的房屋(如廠房、倉(cāng)庫(kù))或隔墻位置能夠變化的房屋，通常無(wú)內(nèi)橫墻或橫墻間距很大，因此由縱墻直接接受樓面、屋面荷載的構(gòu)造布置方案即為縱墻承重方案：其屋蓋為預(yù)制屋面大梁或屋架和屋面板。 這類房屋的屋面荷載(豎向)傳送道路為：板梁(或屋架)縱墻根底地基。 縱墻門窗開洞受限、整體性差。 適用于單層廠房、倉(cāng)庫(kù)、食堂。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合

4、構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置 3. 縱、橫墻承重體系 當(dāng)建筑物的功能要求房間的大小變化較多時(shí)，為了構(gòu)造布置的合理性，通常采用縱橫墻布置方案，縱橫墻承重方案，既可保證有靈敏布置的房間，又具有較大的空間剛度和整體性，所以適用于教學(xué)樓、辦公樓、多層住宅等建筑。 此類房屋的荷載傳送道路為：樓(屋)面板 根底地基。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置.4、內(nèi)框架縱墻承重方案外縱墻外縱墻根底樓(屋)面板梁柱 柱根底地基5、底部框架承重方案 梁板荷載在上部經(jīng)過(guò)內(nèi)外墻體向下傳送，在構(gòu)造轉(zhuǎn)換層部位，經(jīng)過(guò)鋼筋混凝土梁傳給柱，再傳給根底 。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布

5、置 4. 內(nèi)框架承重體系 對(duì)于工業(yè)廠房的車間、倉(cāng)庫(kù)和商店等需求較大空間的建筑，可采用外墻與內(nèi)柱同時(shí)承重的內(nèi)框架承重方案，該構(gòu)造布置為樓板鋪設(shè)在梁上，梁兩端支承在外縱墻上，中間支承在柱上 。 此類房屋的豎向荷載的傳送道路為：樓(屋)面板梁 地基。 平面布置靈敏、抗震性能差。應(yīng)充分留意兩種不同構(gòu)造資料所引起的不利影響。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置 5. 底部框架承重體系 對(duì)于底層為商場(chǎng)、展覽廳、食堂等需設(shè)置大空間，而上部各層為住宅、宿舍、辦公室的建筑，可采用底部框架承重方案。該構(gòu)造底部以柱替代內(nèi)外墻，墻

6、和柱都為主要承重構(gòu)件，上剛下柔，剛度在底層和第二層間發(fā)生突變。 此類房屋的豎向荷載的傳送道路為： 上部幾層梁板荷載內(nèi)外墻體構(gòu)造轉(zhuǎn)化層鋼筋混凝土梁柱根底地基。 底層平面布置靈敏、但剛度突變對(duì)抗震性不利，需思索上、下層抗側(cè)移剛度比。 .第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.1 混合構(gòu)造房屋的構(gòu)造布置 2. 墻體布置普通原那么 1盡能夠采用橫墻承重體系，盡量減少橫墻間的間隔，以添加房屋的整體剛度。 2承重墻布置力求簡(jiǎn)單、規(guī)那么，縱墻亦拉通，防止斷開和轉(zhuǎn)機(jī)，每隔一定間隔設(shè)一道橫墻，將內(nèi)外縱墻拉結(jié)在一同，構(gòu)成空間受力體系，添加房屋的空間剛度和加強(qiáng)

7、調(diào)整地基不均勻沉降的才干。 3承重墻所接受的荷載力求明確，荷載傳送的途徑應(yīng)簡(jiǎn)捷、直接。開洞時(shí)應(yīng)使各層洞口上下對(duì)齊。 4結(jié)合樓蓋、屋蓋的布置，使墻體防止接受偏心距過(guò)大的荷載或過(guò)大的彎矩。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 5.3 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案5.3 混合構(gòu)造房屋空間剛度分類5.3.1 房屋的受力分析與空間剛度 砌體構(gòu)造房屋由屋蓋、樓蓋、墻、柱、根底等主要承重構(gòu)件組成空間受力體系，共同承當(dāng)作用在房屋上的各種豎向荷載(構(gòu)造的自重、樓面和屋面的活荷載)、程度風(fēng)荷載和地震作用。砌體構(gòu)造房屋中僅墻、柱為砌體資料，因此墻、柱設(shè)計(jì)計(jì)算為本節(jié)的主要內(nèi)容。墻體計(jì)算主要包括內(nèi)力計(jì)算和截面承載力計(jì)算

8、。 計(jì)算墻體內(nèi)力首先要確定其計(jì)算簡(jiǎn)圖。計(jì)算簡(jiǎn)圖既要盡量符合構(gòu)造實(shí)踐受力情況，又要使計(jì)算盡能夠簡(jiǎn)單，現(xiàn)以受風(fēng)作用的單層房屋為例分析其受力特點(diǎn)。.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 風(fēng)荷載縱墻縱墻根底地基。 計(jì)算單元單跨平面排架 第一種情況： 圖5-7是一單層房屋，外縱墻承重，屋蓋為裝配式鋼筋混凝土樓蓋，兩端沒有設(shè)置山墻。 房屋的程度風(fēng)荷載傳送道路： 5.3 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì)第二種情況： 如圖5-8所示兩端有山墻的單層房屋，因山墻的約束，其傳力途徑發(fā)生了變化。整個(gè)房屋墻頂?shù)某潭任灰撇辉僖粯?。距山墻間隔愈遠(yuǎn)的墻頂程度位移愈大，距山墻間隔愈近的墻頂程度位移愈小

9、。 房屋的程度風(fēng)荷載傳送道路：風(fēng)荷載縱墻 地基。 5.3 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì)圖5-8 兩端有山墻的單層房屋 5.3 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì)墻頂程度最大側(cè)移可表示為 ：式中 山墻頂面程度位移 ，取決于山墻的 剛度，山墻剛度大， ?。?屋蓋平面內(nèi)產(chǎn)生的彎曲變形，取決 于屋蓋剛度及橫(山)墻間距，屋蓋 剛度愈大，橫(山)墻間距愈小， 愈小。 思索空間任務(wù)時(shí)，外荷載作用下房 屋排架程度位移的最大值； 在外荷載作用下，平面排架的程度 位移； 6.2 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 房

10、屋空間作用的大小可以用空間性能影響系數(shù) 表示。普統(tǒng)統(tǒng)過(guò)實(shí)測(cè)確定。 值愈大，表示整體房屋的程度側(cè)移與平面排架的側(cè)移愈接近，即房屋空間作用愈小。反之愈小，房屋的程度側(cè)移愈小，房屋的空間作用愈大。因此， 又稱為思索空間任務(wù)后的側(cè)移折減系數(shù)，可以用彈性地基上的剪切深梁模型來(lái)計(jì)算。 橫墻間距s是影響房屋剛度或側(cè)移大小的重要要素。不同橫墻間距的房屋各層的空間性能影響系數(shù)可按表5-3查用(屋蓋類別見表5-1)。 5.3 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 6.2 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 6.2 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.第5章

11、 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 6.2 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案5.3.2 房屋的靜力計(jì)算方案 思索屋蓋剛度和橫墻間距兩個(gè)主要要素的影響，按房屋空間剛度(作用)大小，將混合構(gòu)造房屋靜力計(jì)算方案分為三種(見表5-1)： 1. 剛性方案 房屋的空間剛度大。在荷載作用下，墻、柱頂端的相對(duì)位移很小，可視墻、柱頂端程度位移等于零。這類房屋稱為剛性方案房屋，其靜力計(jì)算簡(jiǎn)圖將承重墻視為一根豎向構(gòu)件，屋蓋或桂蓋作為墻體的不動(dòng)鉸支座。 0.77時(shí)可按彈性方案計(jì)算。 3. 剛彈性方案 房屋的空間剛度介于上述兩種方案之間，在荷載作用下，縱墻頂端程度位移比彈性方案要小，但又不可忽略不計(jì)，這類房屋稱為剛彈性方案。靜力

12、計(jì)算時(shí)，可根據(jù)房屋空間剛度的大小，將其程度荷載作用下的反力進(jìn)展折減，然后按平面排架或框架進(jìn)展計(jì)算，即計(jì)算簡(jiǎn)圖相當(dāng)于在屋(樓)蓋處加一彈性支座。 .第5章 混合構(gòu)造房屋墻體設(shè)計(jì) 6.2 混合構(gòu)造房屋空間剛度和靜力計(jì)算方案.3、剛性方案和剛彈性方案的橫墻1、2、3、4、橫墻中開有洞口時(shí)，洞口的程度截面面積不應(yīng)超越橫墻截面面積的50%；橫墻厚度不宜小于180mm；單層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長(zhǎng)度，不宜小于H/2H為橫墻總高度；當(dāng)橫墻不能同時(shí)符合上述要求時(shí)，應(yīng)對(duì)橫墻剛度進(jìn)展驗(yàn)算，如其最大程度位移umaxH/4000( H為橫墻總高度)時(shí)，仍可視為剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。符合此剛

13、度要求的一段橫墻或其他構(gòu)造構(gòu)件如框架等，也可視為剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。.第5章 混合構(gòu)造房屋的墻、柱設(shè)計(jì)程度承重構(gòu)件豎向承重構(gòu)件屋蓋樓蓋鋼筋混凝土、木材墻、柱、根底砌體資料砌體構(gòu)造混合構(gòu)造1、構(gòu)造構(gòu)造布置承重墻體的布置確定墻體承重體系2、確定房屋靜力計(jì)算方案確定墻、柱的計(jì)算模型3、強(qiáng)度計(jì)算內(nèi)力分析截面設(shè)計(jì)構(gòu)造處置4、變形側(cè)移和穩(wěn)定計(jì)算5、施工圖截面尺寸資料選擇承載力計(jì)算墻、柱設(shè)計(jì)步驟5-4 砌體房屋墻體、柱設(shè)計(jì)計(jì)算.5-4、 多層剛性方案房屋墻、柱承載力的計(jì)算一、計(jì)算單元 二、荷載計(jì)算 有門窗洞口如縱墻：左右開間各一半無(wú)門窗洞口如受均布荷載的橫墻和山墻：取1m長(zhǎng)的墻體豎向荷載程度荷載恒載

14、活載風(fēng)載.三、計(jì)算簡(jiǎn)圖1、在豎向荷載作用下，多層房屋的墻體好像一豎向延續(xù)梁，屋蓋、樓蓋及根底頂面均作為延續(xù)梁的支點(diǎn)。 墻、柱在每層層高范圍內(nèi)被簡(jiǎn)化為兩端鉸支的豎向偏心受壓構(gòu)件 4) 當(dāng)梁支承于墻上時(shí)，梁端支承壓力N1到墻內(nèi)邊間隔，對(duì)屋蓋梁應(yīng)取梁端有效支承長(zhǎng)度a0的0.33倍；對(duì)樓蓋梁應(yīng)取梁端有效支承長(zhǎng)度a0的0.4倍。 1) 上部各層的荷載包括墻體重、屋面及樓板重等沿上一層墻的截面形心傳至下層；2) 在計(jì)算某層墻體彎矩時(shí)，要思索本層梁、板支承壓力對(duì)本層墻體產(chǎn)生的彎矩，當(dāng)本層墻與上一層墻形心不重合時(shí)，尚應(yīng)思索上部傳來(lái)的豎向荷載對(duì)本層墻體產(chǎn)生的彎矩；3) 每層墻體的彎矩圖按三角形變化，上端彎矩最大

15、，下端為零：計(jì)算原那么：.M=qHi2/12風(fēng)荷載引起的彎矩按下式計(jì)算：q Hi 第i層墻體的高度，即第i層層高。風(fēng)荷載可不思索三個(gè)條件P302 計(jì)算單元上沿每米墻高分布的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值，kN/m；2、程度荷載作用下，墻體計(jì)算簡(jiǎn)圖可簡(jiǎn)化為一豎向多跨延續(xù)梁。.四、內(nèi)力計(jì)算 1、縱墻內(nèi)力 軸力NI=Nl +NuI-I截面樓蓋大梁底面處N=NI+Nh3 -截面 窗口上邊緣處截面窗口下邊緣處N=N+Nh2 -截面下層樓蓋大梁底面處N= N+Nh1 NuNl本層梁端支承反力Nh3 高為h3寬為b的墻體自重Nh2 高為h2寬為b1的墻體自重Nh1 高為h1寬為b1的墻體自重上部各層傳來(lái)的豎向荷載。其中包括截

16、面I-I以上全部墻重和上面各層樓面和屋面上的恒載和活載.彎矩MI= Nl e1 + Nu e2I-I截面樓蓋大梁底面處M=MI (h1+h2)/H -截面 窗口上邊緣處截面窗口下邊緣處M=M h1/H -截面下層樓蓋大梁底面處M= 0 e1 Nl對(duì)該層墻的偏心距 e1=h/2-0.4a0 h 本層墻體厚度a0 梁端有效支承長(zhǎng)度 e2 上層墻體重心對(duì)該層墻體重心的偏心距。假設(shè)上下層墻體厚度一樣，那么 e2 =0.2、橫墻內(nèi)力驗(yàn)算橫墻兩側(cè)樓蓋傳來(lái)的荷載一樣軸心受壓橫墻兩側(cè)樓蓋傳來(lái)的荷載不同偏心受壓驗(yàn)算橫墻的底部截面橫墻的底部截面 橫墻的上部截面五、強(qiáng)度計(jì)算全截面受壓承載力驗(yàn)算部分受壓承載力驗(yàn)算六、高厚比驗(yàn)算 .五、單層剛性方案房屋墻、柱承載力的驗(yàn)算過(guò)程縱墻:左右開間各一半橫墻：取1m長(zhǎng)的墻體一、計(jì)算單元 二、計(jì)算簡(jiǎn)圖墻的上端為不動(dòng)鉸支承于屋蓋，下端嵌固于根底頂面的豎向構(gòu)件 三、荷載計(jì)算 1、屋面荷載 屋面恒載屋面活載或雪荷載 集中力N1作用于墻柱頂面 2、風(fēng)荷載 集中力W作用于縱墻柱頂面沿高度均勻分布的線荷載q1q2 作用于迎背風(fēng)墻面3、墻體自重 .四、內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下： 風(fēng)荷載作用下：RA=RB=3M/2H VA=VB=-3M/2H MAB=-M/2 MBA=M My=(2-3y/H)M/2 恣意截面處 RA=5qH/8 VB =-3qH/8 VA=5qH