砌體結(jié)構(gòu)知識(shí)講解課件

學(xué)習(xí)情境11砌體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)情境111子情境11.1砌體材料及其基本力學(xué)性能子情境11.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算子情境11.3混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)子情境11.4過梁、挑梁、墻梁、圈梁【知識(shí)目標(biāo)】掌握砌體的受壓性能、影響因素；了解剛性墊塊的構(gòu)造要求；掌握混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置方案；掌握墻、柱高厚比驗(yàn)算的目的和方法；掌握剛性方案房屋墻、柱的計(jì)算理論；掌握圈梁、過梁、墻梁、挑梁的構(gòu)造要求?！灸芰δ繕?biāo)】學(xué)會(huì)查用砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；學(xué)會(huì)無筋砌體受壓受壓承載力的計(jì)算、局部受壓承載力的計(jì)算；會(huì)判別房屋的靜力計(jì)算方案；學(xué)會(huì)混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱高厚比驗(yàn)算；學(xué)會(huì)剛性方案房屋墻、柱的計(jì)算。學(xué)習(xí)情境11砌體結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容子情境11.1砌體材料及其基本力學(xué)性能學(xué)習(xí)情境11砌210.1砌體材料及力學(xué)性能一、砌體材料1.砌體材料（1）塊體材料（2）塊體材料強(qiáng)度等級(jí)

2.砂漿（1）作用

（2）種類

（3）強(qiáng)度等級(jí)

子情境11.1砌體材料及其基本力學(xué)性能10.1砌體材料及力學(xué)性能一、砌體材料子情境11.1砌體310.1砌體材料及力學(xué)性能

燒結(jié)類磚磚燒結(jié)普通磚磚燒結(jié)多孔磚非燒結(jié)類磚蒸壓灰砂磚蒸壓粉煤灰磚標(biāo)準(zhǔn)磚塊數(shù)量：4×8×16=512塊／m3砌塊小型砌塊（h＜350mm）：390×190×190mm配套專門材料砌塊專用砂漿（Mb××表示）砌塊灌孔混凝土（Cb××表示）料石細(xì)料石石材半細(xì)料石粗料石毛料石毛石10.1砌體材料及力學(xué)性能燒結(jié)類磚410.1砌體材料及力學(xué)性能燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚：MU25、MU20、MU15和MU10砌塊：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5石材：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20

10.1砌體材料及力學(xué)性能燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚：M510.1砌體材料及力學(xué)性能粘結(jié)：連成整體傳遞壓力：通過塊體接觸面，使均勻傳力改善保溫隔熱、抗凍性：添滿塊材間的縫隙10.1砌體材料及力學(xué)性能粘結(jié)：連成整體610.1砌體材料及力學(xué)性能水泥砂漿：強(qiáng)度高，和易性差→受力大、潮濕環(huán)境混合砂漿：強(qiáng)度較高，和易性好→廣泛應(yīng)用（干燥）石灰砂漿：強(qiáng)度低、耐久性差砌塊專用砂漿：高粘結(jié)、高強(qiáng)度→混凝土砌塊10.1砌體材料及力學(xué)性能水泥砂漿：強(qiáng)度高，和易性差→710.1砌體材料及力學(xué)性能強(qiáng)度等級(jí)確定：齡期28d、邊長70.7mm立方體試塊等級(jí)：M15、M10、M7.5、M5和M2.5（5級(jí)）10.1砌體材料及力學(xué)性能強(qiáng)度等級(jí)確定：齡期28d、邊810.1砌體材料及力學(xué)性能二、砌體的種類

磚砌體——普遍1.無筋砌體種類砌塊砌體石砌體特點(diǎn)：抗震性能差、抵抗不均勻沉降能力差網(wǎng)狀（橫向）配筋磚砌體種類組合磚砌體2.配筋砌體磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻

配筋砌塊砌體提高砌體承載力特點(diǎn)減小構(gòu)件截面尺寸加強(qiáng)整體性10.1砌體材料及力學(xué)性能二、砌體的種類910.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-1網(wǎng)狀配筋磚砌體（a）方格網(wǎng)式鋼筋網(wǎng)（b）連彎式鋼筋網(wǎng)10.1砌體材料及力學(xué)性能1010.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-2組合磚砌體（a）（b）（c）組合磚砌體構(gòu)件截面；（d）混凝土或砂漿面層組合墻10.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-2組合磚砌體111.2混凝土材料力學(xué)性能圖10-3磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻Anl1＝（l1＋l2）/2

bcl1l21.2混凝土材料力學(xué)性能圖10-3磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱1210.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-4配筋砌塊砌體10.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-4配筋砌塊砌體1310.1砌體材料及力學(xué)性能三、砌體的受壓性能1．砌體受壓破壞特征2.受壓砌體的受力特點(diǎn)

3．影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素10.1砌體材料及力學(xué)性能三、砌體的受壓性能1410.1砌體材料及力學(xué)性能第一階段：N＝（0.5-0.7）Nu時(shí)，單磚開裂，N不增大，裂縫不擴(kuò)展第二階段：N＝（0.8-0.9）Nu時(shí)，裂縫擴(kuò)展貫通，N不增大，裂縫繼續(xù)發(fā)展第三階段：N≈Nu時(shí)，裂縫貫通發(fā)展，分割成小磚柱，壓碎或失穩(wěn)而破壞。10.1砌體材料及力學(xué)性能第一階段：N＝（0.5-0.7）N1510.1砌體材料及力學(xué)性能

磚表面不平整，砂漿鋪砌不勻—磚、砂漿接觸面50-70%原因砂漿的橫向變形比塊材大—粘結(jié)力、摩擦力使磚受拉豎向灰縫不飽滿—砌體不連續(xù)，產(chǎn)生應(yīng)力集中塊材抗彎、抗剪、抗拉強(qiáng)度低塊材（磚）處于壓縮、彎曲、剪切、局部受壓、橫向拉伸等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。10.1砌體材料及力學(xué)性能磚表面不平整，砂漿鋪砌1610.1砌體材料及力學(xué)性能材料強(qiáng)度塊體：強(qiáng)度高，砌體抗壓強(qiáng)度越高→明顯砂漿：等級(jí)高，砌體抗壓強(qiáng)度有所提高→有限砂漿性能：流動(dòng)性、保水性好過大：砂漿橫向變形大過小：不易均勻密實(shí)采用純水泥砂漿時(shí)，砌體強(qiáng)度降低10~20%。塊材的形狀、尺寸、灰縫厚度外形：平整、規(guī)則尺寸：厚度大，有利灰縫厚度均勻：8-12mm飽滿：飽滿度：≮80%；塊材含水率：10-15%砌筑質(zhì)量砌筑方法：“三·一”砌法砂漿攪拌方工人的技術(shù)水平現(xiàn)場質(zhì)量管理水平10.1砌體材料及力學(xué)性能材料強(qiáng)度塊體：強(qiáng)度高，砌體抗壓1710.1砌體材料及力學(xué)性能四、砌體的受拉、受彎及受剪性能應(yīng)用：水池齒縫破壞——磚強(qiáng)、砂弱1．軸心受拉破壞特征豎縫破壞——磚弱、砂強(qiáng)通縫破壞——不允許抗拉強(qiáng)度取決因素：砂漿強(qiáng)度應(yīng)用：擋土墻水平彎曲齒縫破壞2．彎曲受拉破壞特征豎縫破壞：很少出現(xiàn)豎向彎曲：水平通縫破壞抗拉強(qiáng)度取決因素：砂漿強(qiáng)度應(yīng)用：門窗磚過梁、拱過梁支座等3．砌體受剪破壞特征齒縫（階梯形）破壞水平通縫破壞抗剪強(qiáng)度取決因素：砂漿強(qiáng)度10.1砌體材料及力學(xué)性能四、砌體的受拉、受彎及受剪性能1810.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-6砌體的軸心受拉破壞10.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-6砌體的軸心受拉破壞1910.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-7砌體的彎曲受拉破壞（a）沿齒縫或直縫破壞（b）沿通縫破壞10.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-7砌體的彎曲受拉破壞2010.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-8砌體的剪切破壞（a）沿通縫破壞（b）沿齒縫破壞（c）沿階梯縫破壞10.1砌體材料及力學(xué)性能圖10-8砌體的剪切破壞2110.1砌體材料及力學(xué)性能五、砌體變形性能1．砌體彈性模量E作用：反映砌體壓應(yīng)力與總應(yīng)變的關(guān)系。取值：取σ=0.43?m時(shí)的割線模量為受壓砌體的彈性模量。各類砌體彈性模量E值：表10-1砌體剪變模量G采用近似取值：G=0.4E2．砌體的線膨脹系數(shù)、收縮率和摩擦系數(shù)見表10-2

10.1砌體材料及力學(xué)性能五、砌體變形性能2210.1砌體材料及力學(xué)性能砌體種類砂漿強(qiáng)度等級(jí)≥M10M7.5M5M2.5燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體1600f1600f1600f1390f蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰砌體1060f1060f1060f960f混凝土砌塊砌體1700f1600f1500f--粗料石、毛料石、毛石砌體7300565040002250細(xì)料石、半細(xì)料石砌體2200017000120006750表10-1

10.1砌體材料及力學(xué)性能砌體種類砂漿強(qiáng)度等級(jí)≥M10M7.2310.1砌體材料及力學(xué)性能砌體種類線膨脹系數(shù)10-6/℃收縮率mm/m燒結(jié)粘土磚砌體5－0.1蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰砌體8－0.2混凝土砌塊砌體10－0.2輕骨料混凝土砌塊砌體10－0.3料石和毛石砌體8—表10-2

10.1砌體材料及力學(xué)性能砌體種類線膨脹系數(shù)10-6/℃收縮2410.1砌體材料及力學(xué)性能作業(yè)：思考題：1、2、3、410.1砌體材料及力學(xué)性能作業(yè)：2510.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算一、無筋砌體受壓構(gòu)件1.砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法2.砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值3.無筋砌體受壓構(gòu)件的受力狀態(tài)及計(jì)算公式子情境11.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算一、無筋砌體受壓構(gòu)件子情境2610.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算

砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法----以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。同混凝土結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算滿足正常使用極限狀態(tài)的要求構(gòu)造措施

10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法----27砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定：砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)、以毛截面計(jì)算、齡期為28d的各類砌體，確定出各類砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

不同塊體種類的砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f，見本教材附表10-附表15。注：當(dāng)采用A級(jí)或C級(jí)時(shí)相應(yīng)地予以提高或降低。

10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定：10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算28砌體施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí)的要求有：現(xiàn)場質(zhì)量管理—制度基本健全，并能執(zhí)行；非施工方質(zhì)量監(jiān)督人員間斷地到現(xiàn)場進(jìn)行質(zhì)量控制；施工方有在崗專業(yè)技術(shù)管理人員，并持證上崗。砂漿、混凝土強(qiáng)度—試塊按規(guī)定制作，強(qiáng)度滿足驗(yàn)收規(guī)定，離散性較小。砂漿拌合方式—機(jī)械拌合，配合比計(jì)量控制一般。砌筑工人—高、中級(jí)工不少于70%。10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》將砌體施工質(zhì)量控制等級(jí)分為A、B、C三個(gè)等級(jí)，并對(duì)相關(guān)要求作出了相應(yīng)的規(guī)定。我國目前一般按B級(jí)控制。

砌體施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí)的要求有：10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件29特殊情況下各類砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整系數(shù)γa①有吊車房屋砌體、跨度不小于9m的梁下燒結(jié)普通磚砌體、跨度不小于7.5m的梁下燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體，混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體，γa＝0.9。②對(duì)無筋砌體構(gòu)件，其截面面積A＜0.3m2時(shí)，γa＝A+0.7；對(duì)配筋砌體構(gòu)件，A＜0.2m2時(shí)，γa＝A+0.8；構(gòu)件截面面積A以m2計(jì)。③當(dāng)砌體用水泥砂漿砌筑時(shí)，對(duì)抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，γa＝0.9；對(duì)抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，γa＝0.8；對(duì)配筋砌體構(gòu)件，僅對(duì)砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以調(diào)整系數(shù)γa。④當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為C級(jí)（配筋砌體不允許采用C級(jí)）時(shí)，γa＝0.89；⑤當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)，γa＝1.1；但由于施工階段砂漿尚未硬化，砂漿強(qiáng)度可取為零。10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算特殊情況下各類砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整系數(shù)γa10.2砌體結(jié)構(gòu)3010.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算受壓構(gòu)件的受力狀態(tài)

1.偏心距越大，受壓面越小，構(gòu)件的承載力也越低。因此《砌體規(guī)范》規(guī)定，軸向力的偏心距e不應(yīng)超過0.6y2.高厚比β大時(shí)，縱向彎曲，產(chǎn)生附加偏心,因此長柱的受壓承載力比短柱要低。10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算受壓構(gòu)件的受力狀態(tài)31砌體受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算公式：

N≤φfAφ--高厚比β和偏心距e對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，可根據(jù)砂漿強(qiáng)度等級(jí)、砌體高厚比β及相對(duì)偏心距e/h（或e/hT）查表10-3～表10-5得到。f

--砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按附表10～附表15選用，并考慮調(diào)整系數(shù)γa；10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算砌體受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算公式：10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力32還應(yīng)注意下列問題：（1）《砌體規(guī)范》規(guī)定，在查表求φ時(shí)，應(yīng)先對(duì)構(gòu)件高厚比β乘以調(diào)整系數(shù)γβ，以考慮砌體類型對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響：（2）對(duì)矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時(shí)，除按偏心受壓計(jì)算外，還應(yīng)對(duì)較小邊長方向進(jìn)行軸心受壓承載力驗(yàn)算。（3）構(gòu)件應(yīng)滿足軸向力偏心矩e≤0.6y限值的要求。10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算還應(yīng)注意下列問題：10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算33二、無筋砌體的局部受壓1.砌體局部受壓的特點(diǎn)2.局部均勻受壓承載力計(jì)算公式3.梁端支承處砌體局部受壓4.墊塊下砌體局部受壓10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算二、無筋砌體的局部受壓10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算34局部均勻受壓如獨(dú)立柱支承在基礎(chǔ)頂面局部不均勻受壓大梁支承在磚墻上結(jié)果：砌體局部抗壓強(qiáng)度＞砌體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)原因局壓下砌體橫向變形受周圍砌體約束→“套箍效應(yīng)”周圍一定范圍砌體協(xié)同局壓面下砌體工作→局壓力擴(kuò)散處理：引入局壓強(qiáng)度提高系數(shù)γ（即以γf代替f）。10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算局部均勻受壓如獨(dú)立柱支承在基礎(chǔ)頂面1035

Nl≤γfAlf—砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，可不考慮調(diào)整系數(shù)γa的影響；γ--砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)：

γ值限值：四面約束≤2.5，三面約束≤2.0，二面約束≤1.5，一面約束≤1.25。A0——影響局壓強(qiáng)度的計(jì)算面積，按圖10-10確定。10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算

局部均勻受壓承載力計(jì)算公式:Nl≤γfAl10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算局部均3610.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算圖10-10影響局部抗壓強(qiáng)度的計(jì)算面積(a)AlbhA0=(a+c+h)hhac(b)AlhA0=(b+2h)hhbh(c)Alhh1h1bA0=(a+h)h+(b+h1-h)h1haAlhA0=(a+h)hah(d)10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算圖10-10影響局部抗壓強(qiáng)37梁端支承處砌體局部受壓受力特點(diǎn)—梁彎曲變形，支座處產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，下部有脫開趨勢(shì)。①梁端有效支承長度：a0≤a

a0＝

hc—梁的截面高度（mm）；

f—砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）。②梁端壓力Nl作用點(diǎn)位置：靠近墻體內(nèi)緣0.4a0處③梁端壓力Nl產(chǎn)生的壓應(yīng)力分布—不均勻呈拋物線形，靠近內(nèi)緣處壓應(yīng)力最大。④上部荷載對(duì)局部抗壓強(qiáng)度的影響—局壓面上除Nl外，還有上部荷載N0作用?，F(xiàn)象：梁端底部砌體產(chǎn)生壓縮變形，梁頂部與砌體脫開形成水平裂縫—產(chǎn)生“卸荷內(nèi)拱”，使局部受壓面積上的荷載減少。處理：N0適當(dāng)折減——引入上部荷載折減系數(shù)ψ10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算梁端支承處砌體局部受壓受力特點(diǎn)—梁彎曲變形，支座處產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，38梁端支承處砌體局部受壓承載力計(jì)算公式：

ψN0＋Nl≤ηγfAlN0—局壓面內(nèi)上部軸向力設(shè)計(jì)值，N0＝σ0Al，σ0取上部墻體內(nèi)平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值；Nl—梁端支承壓力設(shè)計(jì)值；η—底部壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，一般取0.7(過梁、墻梁取1.0)；Al—局部受壓面積，Al＝a0b，b為梁寬；

ψ—上部荷載折減系數(shù)，取值：規(guī)定：當(dāng)A0/Al≥3時(shí)，不考慮N0（取ψ=0）；10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算

梁端支承處砌體局部受壓承載力計(jì)算公式：10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件39墊塊下砌體局部受壓⑴墊塊作用：擴(kuò)大梁端支承面積，使梁端壓力較均勻地傳倒砌體截面上，增加局部受壓承載力。

墊塊高度tb：≥180mm⑵剛性墊塊構(gòu)造墊塊寬度bb：自梁邊挑出≯tb

墊塊長度ab：≥180mm壁柱上墊塊伸入翼墻：≥120mm10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算墊塊下砌體局部受壓10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算40墊塊下砌體局部受壓承載力計(jì)算公式為：N0+Nl≤φγ1fAb

N0＝σ0AbAb＝abbb式中N0—墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設(shè)計(jì)值；

φ—墊塊上N0及Nl合力的影響系數(shù)，由表10-3～10-5查取β≤3時(shí)的φ值；

γ1

—墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)，取γ1＝0.8γ，但不小于1.0；

γ—局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，以Ab代Al計(jì)算得出；

ab、bb—墊塊伸入墻內(nèi)的長度和寬度；Ab—墊塊面積。10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算墊塊下砌體局部受壓承載力計(jì)算公式為：10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件41三、砌體軸心受拉、受彎和受剪構(gòu)件簡介（*）1.軸心受拉構(gòu)件

Nt≤ftA

2.受彎構(gòu)件⑴受彎承載力計(jì)算無筋砌體受彎構(gòu)件的受彎承載力按下式計(jì)算：M≤ftmW

⑵受剪承載力V≤fvbz

3.受剪構(gòu)件V≤（fv＋αμσ0）A

10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算三、砌體軸心受拉、受彎和受剪構(gòu)件簡介（*）10.2砌體結(jié)構(gòu)42作業(yè)：思考題：5、6習(xí)題：1、2

10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算作業(yè)：10.2砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算43一、混合結(jié)構(gòu)房屋子情境11.3混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)水平承重構(gòu)件鋼筋砼木材鋼材豎向承重構(gòu)件樓蓋柱屋蓋基礎(chǔ)內(nèi)、外墻砌體結(jié)構(gòu)子情境11.3混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)水平承重構(gòu)件鋼筋砼豎向44二、混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)包括13.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案結(jié)構(gòu)平面布置（選擇承重體系）墻、柱設(shè)計(jì)房屋的靜力計(jì)算方案確定梁、板設(shè)計(jì)（鋼混內(nèi)容--‘課程設(shè)計(jì)’）墻、柱承載力驗(yàn)算墻、柱內(nèi)力計(jì)算墻、柱高后比驗(yàn)算13.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案結(jié)構(gòu)平面布置（選擇承重體系）墻、4513.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案三、選擇承重體系

（一）縱墻承重體系

荷載的傳遞途徑：樓面或屋面荷載板縱墻縱墻基礎(chǔ)地基樓面或屋面荷載板梁縱墻縱墻基礎(chǔ)地基縱墻承重的特點(diǎn)：1、縱墻上不可開較大的門、窗洞口2、橫墻數(shù)量少，房屋橫向剛度相對(duì)較差

適用范圍：適用于有較大室內(nèi)空間的房屋，如倉庫、食堂及中、小型工業(yè)廠房13.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案三、選擇承重體系適用范圍：46（二）、橫墻承重體系荷載的傳遞途徑：樓面或屋面荷載板橫墻橫墻基礎(chǔ)地基

橫墻承重的特點(diǎn)：1、橫墻間距小，多道橫墻與縱墻拉結(jié)，房屋整體剛度大2、結(jié)構(gòu)簡單，施工方便

適用范圍：適用于開間不大的房屋，如住宅、宿舍、旅館等砌體結(jié)構(gòu)知識(shí)講解課件4713.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案（三）、縱、橫墻混合承重體系荷載的傳遞途徑：樓面或屋面荷載板地基

縱墻承重的特點(diǎn)：平面布置較靈活，能更好地滿足建筑物使用功能上的要求

適用范圍：適用于住宅樓、辦公樓、教學(xué)樓等梁縱墻縱墻基礎(chǔ)橫墻橫墻基礎(chǔ)13.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案（三）、縱、橫墻混合承重體系梁48（四）、內(nèi)框架承重體系荷載的傳遞途徑：樓面或屋面荷載板縱墻承重的特點(diǎn)：1、平面布置靈活，結(jié)構(gòu)較為經(jīng)濟(jì)2、橫墻數(shù)量少，房屋橫向剛度相對(duì)較差3、鋼筋混凝土柱和縱墻為不同材料，易產(chǎn)生不均勻沉降

適用范圍：適用于商店、旅館、多層工業(yè)廠房等縱墻縱墻基礎(chǔ)梁柱柱基礎(chǔ)地基（四）、內(nèi)框架承重體系縱墻縱墻基礎(chǔ)梁柱4913.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案（五）、墻體布置的一般原則1、盡量選擇橫墻承重，減少橫墻間距，增加整體剛度。2、縱墻隔一段距離設(shè)一道橫墻，將內(nèi)外墻拉結(jié)，增加剛度。3、承重墻開洞時(shí)，應(yīng)使各層洞口上下對(duì)齊。4、結(jié)合樓蓋、屋蓋的布置，使墻體避免承受偏心距過大的荷載或過大的彎矩。13.1房屋的結(jié)構(gòu)布置方案（五）、墻體布置的一般原則5011.2房屋的空間剛度和靜力計(jì)算方案在進(jìn)行墻體的內(nèi)力計(jì)算時(shí)，首先要確定計(jì)算簡圖。

如圖15.1(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(gè)窗口中間截取一個(gè)單元，則這個(gè)單元的受力狀態(tài)與整個(gè)房屋的受力狀態(tài)是一樣的?？梢杂眠@個(gè)單元的受力狀態(tài)來代表整個(gè)房屋的受力狀態(tài)，這個(gè)單元稱為計(jì)算單元，見圖15.1(a)、(b)。沿房屋縱向各個(gè)單元之間不存在相互制約的空間作用，這種房屋的計(jì)算簡圖為一單跨平面排架（圖15.1（d））。（一）房屋的空間工作11.2房屋的空間剛度和靜力計(jì)算方案在進(jìn)行墻體的內(nèi)力計(jì)算51若在上述單層房屋的兩端設(shè)置山墻（圖15.2（a）），則屋蓋不僅與縱墻相連，而且也與山墻（橫墻）相連。當(dāng)水平荷載作用于外縱墻面時(shí)，屋蓋結(jié)構(gòu)如同水平方向的梁而彎曲，其水平位移已不是平移，而是圖15.2(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(yàn)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。

若在上述單層房屋的兩端設(shè)置山墻（圖15.2（a）），則屋52圖15.1無山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況水平荷載傳遞：風(fēng)荷載縱墻縱墻基礎(chǔ)地基圖15.1無山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況水平荷載53圖15.2有山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況水平荷載傳遞：風(fēng)荷載縱墻縱墻基礎(chǔ)屋蓋山墻山墻基礎(chǔ)地基圖15.2有山墻單層房屋在水平力作用下的變形情況水平荷載54

《規(guī)范》規(guī)定，在混合結(jié)構(gòu)房屋內(nèi)力計(jì)算中，根據(jù)房屋的空間工作性能，分為三種靜力計(jì)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(shí)，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(jì)算簡圖時(shí)，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(dòng)鉸支承（圖15.3（a）），這種房屋稱為剛性方案房屋。一般多層住宅、辦公樓、醫(yī)院往往屬于此類方案。

二、房屋的靜力計(jì)算方案《規(guī)范》規(guī)定，在混合結(jié)構(gòu)房屋內(nèi)力計(jì)算中，根據(jù)房屋的空間工55（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(shí)，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(jì)算簡圖時(shí)，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(jì)算（圖15.3(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。（2）彈性方案56（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(jì)。這種房屋屬于剛彈性方案房屋，其計(jì)算簡圖可用屋蓋或樓蓋與墻、柱連接處為具有彈性支撐的平面排架（圖15.3(b)）。在計(jì)算剛彈性方案的墻、柱內(nèi)力時(shí)，通常引入空間性能影響系數(shù)η來反映房屋的空間作用，η定義為:η=us/up

（3）剛彈性方案57圖15.3混合結(jié)構(gòu)房屋的計(jì)算簡圖(a)剛性方案；(b)剛彈性方案；(c)彈性方案房屋的橫墻間距較小，屋（樓）蓋的水平剛度較大且橫墻在平面內(nèi)剛度很大時(shí)，房屋的空間剛度較大。在水平荷載作用下，房屋縱墻頂端的水平位移很小，可忽略不計(jì)房屋的橫墻間距很大，屋（樓）蓋的水平剛度很小或山墻在平面內(nèi)剛度很小時(shí)，房屋的空間剛度很小。在水平荷載作用下，房屋縱墻頂端的水平位移很大處于上述兩種情況之間圖15.3混合結(jié)構(gòu)房屋的計(jì)算簡圖(a)剛性方案；58

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(jì)算方案，見表15.1。作為剛性和剛彈性方案靜力計(jì)算的房屋橫墻，應(yīng)具有足夠的剛度，以保證房屋的空間作用，并符合下列要求：

①橫墻中開有洞口時(shí)，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截面面積的50%；

②橫墻的厚度不宜小于180mm；

③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。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59表15.1房屋的靜力計(jì)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S＜3232≤S≤72S＞72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S＜2020≤S≤48S＞48瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋S＜1616≤S≤36S＞36表15.1房屋的靜力計(jì)算方案屋蓋（樓蓋）類別剛性方案剛彈6011.3墻、柱高厚比驗(yàn)算

混合結(jié)構(gòu)房屋中的墻體是受壓構(gòu)件，除滿足強(qiáng)度要求外，還必須有足夠的穩(wěn)定性。一、驗(yàn)算高厚比的目的：防止墻、柱在施工和使用階段因砌筑質(zhì)量、軸線偏差、意外橫向沖撞和振動(dòng)等原因引起側(cè)向撓曲和傾斜而產(chǎn)生過大變形，保證其穩(wěn)定性。

高厚比系指墻、柱的計(jì)算高度H0與墻厚或柱截面邊長h的比值H0/h。11.3墻、柱高厚比驗(yàn)算混合結(jié)構(gòu)房屋中的墻體是受壓構(gòu)件61二、高厚比驗(yàn)算主要包括兩個(gè)問題1、允許高厚比的限值；2、墻、柱實(shí)際高厚比的確定。三、影響墻、柱容許高厚比的因素砂漿的強(qiáng)度等級(jí)、橫墻間距、砌體類型、支承條件、截面形狀和承重情況等。四、限制高厚比的尺度——允許高厚比［β］

根據(jù)從表中可看出：①、砂漿強(qiáng)度等級(jí)越高，允許高厚比［β］越大②、在同等級(jí)下，墻比柱的允許高厚比［β］大砂漿強(qiáng)度等級(jí)構(gòu)件類型

查表13—2二、高厚比驗(yàn)算主要包括兩個(gè)問題砂漿強(qiáng)度等級(jí)構(gòu)件類型62五、一般墻、柱的高厚比驗(yàn)算

β=H0/h≤μ1μ2［β］

H0——墻、柱的計(jì)算高度，按表13—3采用H為構(gòu)件的實(shí)際高度對(duì)于山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2中間層，可取樓板頂面到樓板頂面

底層，可取樓板頂面到基礎(chǔ)頂面。（對(duì)于基礎(chǔ)埋置較深且有剛性地坪時(shí)，可取在室外地面下500mm處。）h——墻厚或矩形柱與H0相對(duì)應(yīng)的邊長

μ1——非承重墻允許高厚比的修正系數(shù)非承重墻，當(dāng)墻厚h=240mm時(shí)，μ1=1.2非承重墻，當(dāng)墻厚h=90mm時(shí)，μ1=1.5非承重墻，當(dāng)墻厚h=120mm時(shí)，μ1=1.44非承重墻，當(dāng)墻厚h=180mm時(shí)，μ1=1.32五、一般墻、柱的高厚比驗(yàn)算63有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)μ2按下式確定：

μ2=1-0.4bs/Sbs——在寬度S范圍內(nèi)的門窗洞口寬度(圖15.4)；S——相鄰窗間墻或壁柱間距離（圖15.4）；［β］——墻、柱的允許高厚比，見表15.2。有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)μ2按下式確定：64圖15.4洞口寬度圖15.4洞口寬度65砂漿強(qiáng)度等級(jí)墻柱M2.52215M52416≥M7.52617注：1毛石墻、柱允許高厚比應(yīng)按表中數(shù)值降低20%；

2組合磚砌體構(gòu)件的允許高厚比，可按表中數(shù)值提高20%，但不得大于28；

3驗(yàn)算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體高厚比時(shí)，允許高厚比對(duì)墻取14，對(duì)柱取11。墻、柱的允許高厚比限值

墻、柱的允許高厚比［β］值

砂漿強(qiáng)度等級(jí)墻柱M2.52215M52416≥M7.52666房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻排架方向垂直排架方向s＞2H2H≥s＞Hs≤H有吊車的單層房屋變截面柱上段彈性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu剛性、剛彈性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu變截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl無吊車的單層和多層房屋單跨彈性方案1.5H1.0H1.5H剛彈性方案1.2H1.0H1.2H多跨彈性方案1.25H1.0H1.25H剛彈性方案1.10H1.0H1.1H剛性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s受壓構(gòu)件的計(jì)算高度H0表5.1.35.2墻、柱計(jì)算高度及計(jì)算面積

房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻排架方向垂直排架方向s＞2H67表注：

1表中Hu為變截面柱的上段高度；Hl為變截面柱的下段高度；

2對(duì)于上端為自由端的構(gòu)件，H0＝2H；

3獨(dú)立磚柱，當(dāng)無柱間支撐時(shí)，柱在垂直排架方向的H0應(yīng)按表中數(shù)值乘以1.25后采用；

4s--房屋橫墻間距；

5自承重墻的計(jì)算高度應(yīng)根據(jù)周邊支承或拉接條件確定。

表中的構(gòu)件高度H應(yīng)按下列規(guī)定采用：

1在房屋底層，為樓板頂面到構(gòu)件下端支點(diǎn)的距離。下端支點(diǎn)的位置，可取在基礎(chǔ)頂面。當(dāng)埋置較深且有剛性地坪時(shí)，可取室外地面下500mm處；

2在房屋其他層次，為樓板或其他水平支點(diǎn)間的距離；

3對(duì)于無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2；對(duì)于帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。

墻、柱的計(jì)算高度表注：

1表中Hu為變截面柱的上段高度；Hl為變截面柱的下68(1)

整片墻的高厚比驗(yàn)算

按下式進(jìn)行驗(yàn)算

β=H0/hT≤μ1μ2［β］確定帶壁柱墻的計(jì)算高度H0時(shí)，墻長S取相鄰橫墻的距離。確定截面回轉(zhuǎn)半徑i時(shí)，帶壁柱墻截面的翼緣寬度bf(圖15.5（a）)應(yīng)按下列規(guī)定采用：15.2.2帶壁柱墻和帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算15.2.2.1帶壁柱墻(1)整片墻的高厚比驗(yàn)算15.2.2帶壁柱墻和帶構(gòu)造69

①對(duì)于多層房屋，當(dāng)有門窗洞口時(shí)，可取窗間墻寬度；當(dāng)無門窗洞口時(shí)，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3。

②對(duì)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。①對(duì)于多層房屋，當(dāng)有門窗洞口時(shí)，可取窗間墻寬度；當(dāng)無門70(2)

壁柱間墻的高厚比

計(jì)算H時(shí)，S取相鄰壁柱間的距離。不論帶壁柱墻的靜力計(jì)算采用何種方案，帶壁柱墻H的計(jì)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（15.1）進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于設(shè)有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻，當(dāng)圈梁的寬度b與相鄰壁柱間的距離S之比≥1/30時(shí)，由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(dòng)鉸支座(圖15.5(b))。(2)壁柱間墻的高厚比71圖15.5圖15.572(1)

帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算

①應(yīng)按附表2確定墻的計(jì)算高度H0。

②按下列公式驗(yàn)算帶構(gòu)造柱墻體的高厚比：

β=H0/h≤μcμ1μ2［β］μc=1+γbc/l

③構(gòu)造柱作為壁柱驗(yàn)算構(gòu)造柱間墻的高厚比時(shí)，構(gòu)造柱的截面高度應(yīng)不小于1/30柱高，并不小于墻厚，此時(shí)柱間墻的允許高厚比不應(yīng)再考慮構(gòu)造柱的有利影響，柱間墻的高厚比驗(yàn)算同壁柱間墻。15.2.2.2帶構(gòu)造柱墻

(1)帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算15.2.2.2帶構(gòu)造柱73(2)

帶構(gòu)造柱墻應(yīng)滿足下列要求

①構(gòu)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(gòu)造柱作壁柱時(shí)應(yīng)當(dāng)不小于1/30柱高），主筋不少于4φ12，混凝土等級(jí)不應(yīng)低于C15；

②構(gòu)造柱對(duì)墻體允許高厚比的提高僅適于正常使用階段；

③構(gòu)造柱與墻應(yīng)有可靠的連接。(2)帶構(gòu)造柱墻應(yīng)滿足下列要求74【例15.1】某辦公樓平面如圖15.6所示，采用預(yù)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(diǎn)取基礎(chǔ)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(yàn)算各墻的高厚比?！窘狻?.確定靜力計(jì)算方案及求允許高厚比最大橫墻間距S=3.6×3=10.8m，由表15.1,S＜32m，確定為剛性方案。由表15.2，因承重縱橫墻砂漿為M5，得［β］=24；非承重墻砂漿為M2.5,［β］=22，非承重墻h=120mm，用插入法得μ1=1.44，μ1［β］=1.44×22=31.68?！纠?5.1】某辦公樓平面如圖15.6所示，采用預(yù)制鋼筋混凝752.確定計(jì)算高度承重墻H=4.6m,S=10.8m＞2H=2×4.6=9.2m，由附表2查得計(jì)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(jì)算高度H0=1.0H=3.6m。3.縱墻高厚比驗(yàn)算（1）外縱墻

S=3.6m,bs=1.8mμ2=1-0.4bs/S=0.82.確定計(jì)算高度76外縱墻高厚比β=H0/h=12.4＜μ2［β］=0.8×24=19.2滿足要求（2）內(nèi)縱墻S=10.8m,bs=1.0mμ2=1-0.4bs/S=0.96內(nèi)縱墻高厚比β=H0/h=19.2＜μ2［β］=0.96×24=23滿足要求外縱墻高厚比774.橫墻高厚比驗(yàn)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(jì)算高度也小，故不必進(jìn)行驗(yàn)算。5.隔墻高厚比驗(yàn)算

隔墻高厚比β=H0/h=30＜μ1［β］=31.68滿足要求4.橫墻高厚比驗(yàn)算78【例15.2】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6×4=24m，如圖15.7所示。墻體采用MU10磚和M5砂漿砌筑。試驗(yàn)算帶壁柱縱墻和山墻的高厚比?！窘狻吭摲课莸奈萆w類別為1類，兩端山墻（橫墻）間的距離S=24m，由表15.1，S＜32m，確定為剛性方案。1.縱墻高厚比驗(yàn)算（1）

整片墻高厚比驗(yàn)算

帶壁柱截面幾何特征（圖15.8）

截面面積【例15.2】某單層單跨無吊車的廠房，采用裝配式有檁體系鋼筋79A=8.125×105mm2

形心位置y1=148mmy2=240+250-148=342mm慣性矩I=8.86×109mm4

回轉(zhuǎn)半徑i≈104mm折算厚度hT=3.5i=364mmA=8.125×105mm280

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=24m＞2H=9.4m，由附表2查得壁柱的計(jì)算高度H0=1.0H=4.7m由表15.2，當(dāng)砂漿為M5時(shí)，得［β］=24，承重墻μ1=1.0，洞口寬bs=3m，壁柱間距S=6m，故［β］考慮洞口的修正系數(shù)μ2為：μ2=0.8縱墻整片墻高厚比β=12.91＜μ1μ2［β］=1.0×0.8×24=19.2滿足要求壁柱下端嵌固于室內(nèi)地面以下0.5m處，柱高H=4.2+081（2）壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算H=4.7m＜S=6m＜2H=9.4m，由附表2得壁柱間墻的計(jì)算高度H0=0.4S+0.2H=3.34m縱墻柱間墻的高厚比β=H0/h=13.92＜μ1μ2［β］=19.2滿足要求2.開門洞山墻的高厚比驗(yàn)算（1）整片墻的高厚比驗(yàn)算

帶壁柱截面的幾何特征（圖15.9）截面面積A=9.325×105mm2

（2）壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算82形心位置y1=144mm,y2=346mm慣性矩I=9.503×109mm4回轉(zhuǎn)半徑i=101mm折算厚度hT=354mm計(jì)算高度H=6.37m(取山墻壁柱高度)S=15m＜32m，屬剛性方案S＞2H=12.7m,得H0=1.0H=6.37m［β］考慮洞口的修正系數(shù)μ2=0.88形心位置y1=144mm,y2=346mm83

β=H0/hT=18＜μ1μ2［β］=1.0×0.88×24=21.22滿足要求（2）壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算墻高取兩壁柱間山墻平均高度6.79m,S=5m＜H,由附表2查得壁柱間墻的計(jì)算高度H0=0.6S=0.6×5=3.0m［β］考慮洞口的修正系數(shù)μ2=0.76β=H0/h=12.5＜μ1μ2［β］=1.0×0.76×24=18.24滿足要求β=H0/hT=18＜μ1μ2［β］=1.0×0.88×84圖15.6例15.1辦公樓平面圖圖15.6例15.1辦公樓平面圖85圖15.7例15.2單層廠房平面、側(cè)立面圖圖15.7例15.2單層廠房平面、側(cè)立面圖86圖15.8帶壁柱墻截面圖15.8帶壁柱墻截面87圖15.9帶壁柱開門洞山墻的計(jì)算截面圖15.9帶壁柱開門洞山墻的計(jì)算截面8815.3剛性方案房屋的計(jì)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(shí)可以認(rèn)為水平位移為零，計(jì)算時(shí)采用下列假定（圖15.10）：

①縱墻、柱下端在基礎(chǔ)頂面處固結(jié)，上端與屋架（或屋面梁）鉸接；

②屋蓋結(jié)構(gòu)可作為縱墻上端的不動(dòng)鉸支座。按照上述假定，每片縱墻就可以按上端支承在不動(dòng)鉸支座和下端支承在固定支座上的豎向構(gòu)件單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。15.3.1單層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算15.3剛性方案房屋的計(jì)算剛性方案的單層房屋，縱墻頂端89（1）

豎向荷載作用下墻體的內(nèi)力計(jì)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(gòu)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15.10(b)）。墻體自重作用墻體軸線上。（1）豎向荷載作用下墻體的內(nèi)力計(jì)算90（2）

風(fēng)荷載作用下墻體的內(nèi)力計(jì)算風(fēng)荷載包括作用于屋面上和墻面上的風(fēng)荷載。屋面上（包括女兒墻上）的風(fēng)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(chǔ)傳給地基，在縱墻中不引起內(nèi)力。墻面上的風(fēng)荷載為均布荷載，應(yīng)考慮兩種風(fēng)向，迎風(fēng)面為壓力，背風(fēng)面為吸力。在均布荷載q作用下，墻體的內(nèi)力見圖15.11。（2）風(fēng)荷載作用下墻體的內(nèi)力計(jì)算91圖15.10豎向荷載作用下的計(jì)算簡圖圖15.10豎向荷載作用下的計(jì)算簡圖92圖15.11水平荷載作用下計(jì)算簡圖圖15.11水平荷載作用下計(jì)算簡圖93（1）

計(jì)算單元的選取混合結(jié)構(gòu)房屋的承重縱墻一般比較長，設(shè)計(jì)時(shí)可僅取其中有代表性的一段作為計(jì)算單元。一般說來，對(duì)有門窗的內(nèi)外縱墻，取一個(gè)開間的門間墻或窗間墻為計(jì)算單元，如圖15.12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(jì)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(gè)連續(xù)梁以各層樓蓋為支承點(diǎn)，在底部以基礎(chǔ)為支承點(diǎn)（圖15.13(b)）。15.3.2多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算（1）計(jì)算單元的選取15.3.2多層剛性方案房屋承重94

墻體在基礎(chǔ)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(gòu)件（圖15.13(c)），可單獨(dú)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。

計(jì)算簡圖中的構(gòu)件長度為：底層，取底層層高加上室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離；以上各層可取相應(yīng)的層高?，F(xiàn)以圖15.13所示第一層和第二層墻體為例，說明墻體內(nèi)力的計(jì)算方法。第二層墻（圖15.14(a)）：墻體在基礎(chǔ)頂面處可假定為鉸接，這樣墻、柱在每層高度范圍內(nèi)95

上端（Ⅰ-Ⅰ）截面

Nu2=Nu3+Nl3+Nw3NⅠ=Nu2+Nl2MⅠ=Nl2e2

下端（Ⅱ-Ⅱ）截面

NⅡ=NⅠ+Nw2

MⅡ=0第一層墻（圖15.14(b)）:上端（Ⅰ-Ⅰ）截面

Nu1=Nu2+Nl2+Nw2上端（Ⅰ-Ⅰ）截面96

NⅠ=Nu1+Nl1

MⅠ=Nl1e1-Nu1e1′下端（Ⅱ-Ⅱ）截面

NⅡ=NⅠ+Nw1

MⅡ=0NⅠ=Nu1+Nl197(3)

水平荷載作用下墻體的計(jì)算在水平風(fēng)荷載作用下，墻體將產(chǎn)生彎曲。這時(shí)墻體可視為一個(gè)豎向連續(xù)梁（圖15.16）。為了簡化計(jì)算，該連續(xù)梁的跨中和支座處的彎矩可近似地按下式計(jì)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(fēng)荷載對(duì)外墻內(nèi)力的影響：(3)水平荷載作用下墻體的計(jì)算98

《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(fēng)荷載對(duì)外墻內(nèi)力的影響：

①洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3。

②層高和總高不超過表15.3所規(guī)定的數(shù)值。

③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(jìn)行墻體承載力驗(yàn)算時(shí)，必須確定需要驗(yàn)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制截面?！兑?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99圖15.12多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算單元圖15.12多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算單元100圖15.13豎向荷載作用下的計(jì)算簡圖（a）外墻剖面；(b)豎向連續(xù)梁計(jì)算圖；(c)簡化后的計(jì)算圖圖15.13豎向荷載作用下的計(jì)算簡圖（a）外墻剖面；(101圖15.14圖15.14102圖15.16水平荷載作用下的計(jì)算簡圖圖15.16水平荷載作用下的計(jì)算簡圖103表15.3外墻不考慮風(fēng)荷載影響時(shí)的最大高度基本風(fēng)壓值（kN/m2）層高（m）總高（m）0.40.50.60.74.04.04.03.528241818表15.3外墻不考慮風(fēng)荷載影響時(shí)的最大高度基本風(fēng)壓值（104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(shè)洞口，故可取1m寬的墻體為計(jì)算單元（圖15.17）。中間橫墻承受由兩邊樓蓋傳來的豎向荷載Nl、Nl′（圖15.17(c)）。山墻的計(jì)算方法和外縱墻計(jì)算方法相同。15.3.3多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算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，105【例15.3】某三層試驗(yàn)樓，采用裝配式鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)（圖15.18），大梁截面尺寸為200mm×500mm，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(fēng)壓為0.35kN/m2。試驗(yàn)算承重縱墻的承載力。【解】1.確定靜力計(jì)算方案

根據(jù)表15.1規(guī)定，由于試驗(yàn)樓為裝配式鋼筋混凝土樓蓋，而橫墻間距S=7.2m＜24m，故為剛性方案房屋。2.墻體的高厚比驗(yàn)算（從略）

【例15.3】某三層試驗(yàn)樓，采用裝配式鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)（圖1063.荷載資料（1）屋面荷載油氈防水層（六層作法）0.35kN/m2

20mm厚水泥砂漿找平層0.02×20=0.40kN/m2

50mm厚泡沫混凝土保溫層0.05×5=0.25kN/m2

120mm厚空心板（包括灌縫）2.20kN/m2

20mm厚板底抹灰0.02×17=0.34kN/m2屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值3.54kN/m2

屋面活載標(biāo)準(zhǔn)值0.50kN/m2

3.荷載資料107（2）樓面荷載

30mm厚細(xì)石混凝土面層0.75kN/m2

120mm厚空心板（包括灌縫）2.20kN/m2

20mm厚板底抹灰0.34kN/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值3.29kN/m2

樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值2.00kN/m2

(3)進(jìn)深梁自重（包括15mm粉刷）

標(biāo)準(zhǔn)值0.2×0.5×25+0.015×(2×0.5+0.2)×17=2.81kN/m（2）樓面荷載108(4)墻體自重及木窗自重雙面粉刷的240mm厚磚墻自重（按墻面計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)值5.24kN/m2

雙面粉刷的370mm厚磚墻自重（按墻面計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)值7.62kN/m2

木窗自重（按窗框面積計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)值0.30kN/m2

4.縱墻承載力驗(yàn)算由于房屋的總高小于28m，層高又小于4m，根據(jù)表15.3規(guī)定可不考慮風(fēng)荷載作用。(4)墻體自重及木窗自重109（1）計(jì)算單元取一個(gè)開間寬度的外縱墻為計(jì)算單元，其受荷面積為3.6×2.85=10.26m2，如圖中斜線部分所示?？v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(jì)算。（2）控制截面每層縱墻取兩個(gè)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(jì)算截面均取窗間墻截面。本例不必計(jì)算三層墻體。第二層墻的計(jì)算截面面積A2=1.8×0.24=0.432m2第一層墻的計(jì)算截面面積A1=1.8×0.37=0.666m2（1）計(jì)算單元110(3)荷載計(jì)算

按一個(gè)計(jì)算單元，作用于縱墻上的集中荷載計(jì)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(biāo)準(zhǔn)值Nkl3=59.14kN設(shè)計(jì)值Nl3=72.66kN由MU10磚和M2.5砂漿砌筑的砌體，其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=1.3N/mm2。(3)荷載計(jì)算111已知梁高500mm，則梁的有效支承長度為a0=190mm＜240mm，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(shè)計(jì)值Nl2=Nl1=78.84kN三層樓面荷載作用于墻頂?shù)钠木鄀2=0.044m已知梁高500mm，則梁的有效支承長度為112二層樓面荷載作用于墻頂?shù)钠木鄀1=0.109m第三層Ⅰ－Ⅰ截面以上240mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值ΔNw3=14.48kN第三層Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之間240mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值Nw3=57.76kN第二層Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之間240mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值Nw2=43.27kN二層樓面荷載作用于墻頂?shù)钠木?13第一層Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之間370mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值Nw1=95.32kN第一層Ⅰ－Ⅰ截面至第二層Ⅱ－Ⅱ截面之間370mm厚墻體自重設(shè)計(jì)值ΔNw1=21.07kN各層縱墻的計(jì)算簡圖如圖15.19所示。第一層Ⅰ－Ⅰ截面至Ⅱ－Ⅱ截面之間370mm厚墻體自重114（4）控制截面的內(nèi)力計(jì)算①第三層第三層Ⅰ－Ⅰ截面處軸向力設(shè)計(jì)值NⅠ=Nl3+ΔNw3=87.14kN彎矩設(shè)計(jì)值（由三層屋面荷載偏心作用產(chǎn)生）MⅠ=Nl3e3=3.19kN·m第三層Ⅱ－Ⅱ截面處軸向力為上述荷載與本層墻體自重之和。（4）控制截面的內(nèi)力計(jì)算115軸向力設(shè)計(jì)值NⅡ=NⅠ+Nw3=144.9kN彎矩設(shè)計(jì)值MⅡ=0②第二層第二層Ⅰ－Ⅰ截面處軸向力為上述荷載與本層樓蓋荷載之和。軸向力設(shè)計(jì)值NⅠ=NⅡ+Nl2=223.74kN彎矩設(shè)計(jì)值（由三層樓面荷載偏心作用產(chǎn)生）MⅠ=Nl2e2=3.46kN·m軸向力設(shè)計(jì)值116第二層Ⅱ－Ⅱ截面處軸向力為上述荷載與本身墻體自重之和。軸向力設(shè)計(jì)值NⅡ=NⅠ+Nw2=267.01kN彎矩設(shè)計(jì)值MⅡ=0③第一層第一層Ⅰ－Ⅰ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(shè)計(jì)值NⅠ=NⅡ+ΔNw1+Nl1=366.92kN第二層Ⅱ－Ⅱ截面處117因第一層墻截面形心與第二層墻截面形心不重合，尚應(yīng)考慮NⅡ產(chǎn)生的彎矩，得MⅠ=-8.76kN·m第一層Ⅱ－Ⅱ截面處軸向力為上述荷載與本層墻體自重之和。軸向力設(shè)計(jì)值NⅡ=NⅠ+Nw1=462.24kN彎矩設(shè)計(jì)值MⅡ=0（5）截面承載力驗(yàn)算

①縱向墻體計(jì)算高度H0的確定。因第一層墻截面形心與第二層墻截面形心不重合，尚應(yīng)考慮NⅡ118第二、三層層高H=3.4m，橫墻間距S=7.2m＞2H=2×3.4=6.8m，由附表2查得H0=H=3.4m。第一層層高3.76m，3.76m＜S=7.2m＜2H=2×3.76=7.52m,H0=0.4S+0.2H=0.4×7.2+0.2×3.76=3.63m。

②承載力影響系數(shù)φ的確定。系數(shù)φ根據(jù)高厚比β及相對(duì)偏心距e/h由附表1b查得，并列入表15.4。（6）縱墻承載力驗(yàn)算縱墻承載力驗(yàn)算在表15.4進(jìn)行。驗(yàn)算結(jié)果表明，縱墻的承載力均滿足要求。第二、三層層高H=3.4m，橫墻間距S=7.2m＞2H=119圖15.17多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算單元和計(jì)算簡圖圖15.17多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算單元和計(jì)算簡圖120圖15.18例15.3圖15.18例15.3121圖15.19各層墻體的計(jì)算簡圖及彎矩圖圖15.19各層墻體的計(jì)算簡圖及彎矩圖122表15.4表15.412315.4彈性及剛彈性方案房屋的計(jì)算當(dāng)房屋橫墻間距超過表15.1中剛彈性方案房屋橫墻間距時(shí)，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(jì)算時(shí)采用下列假定：

①屋架或屋面梁與墻、柱頂端為鉸接，墻、柱下端則嵌固于基礎(chǔ)頂面；

②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▓D15.20）。15.4.1彈性方案房屋的計(jì)算15.4彈性及剛彈性方案房屋的計(jì)算當(dāng)房屋橫墻間距超過表124圖15.20彈性方案房屋柱頂水平位移圖15.20彈性方案房屋柱頂水平位移125

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面排架計(jì)算的小，但又不能忽略，其計(jì)算簡圖是在彈性方案房屋計(jì)算簡圖的基礎(chǔ)上在柱頂加一彈性支座（圖15.21），以考慮房屋的空間工作。設(shè)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=ηup，較平面排架柱頂減少了（1-η）up，根據(jù)位移與內(nèi)力成正比的關(guān)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(jì)算在水平荷載作用下，剛彈性方案房屋墻頂也產(chǎn)生水平位移，其值126則

X=(1-η)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)η有關(guān)，η可由表15.5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(jì)算步驟如下（圖15.22）：則127

（1）先在排架柱柱頂加一個(gè)假設(shè)的不動(dòng)鉸支座，計(jì)算出此不動(dòng)鉸支座反力R，并求出這種情況下的內(nèi)力圖（圖15.22(b)、(d)）。

（2）把求出的假設(shè)支座反力R乘以η,將ηR反向作用于排架柱柱頂，再求出這種情況下的內(nèi)力圖（圖15.22(c)、(e)）。

（3）將上述兩種情況的計(jì)算結(jié)果相疊加，即為剛彈性方案墻、柱的內(nèi)力。（1）先在排架柱柱頂加一個(gè)假設(shè)的不動(dòng)鉸支座，計(jì)算出此不128圖15.21剛彈性方案房屋計(jì)算原理圖15.21剛彈性方案房屋計(jì)算原理129表15.5房屋的空間性能影響系數(shù)η屋蓋或樓蓋類別橫墻間距S(m)1620242832364044485256606468721－－－－0.330.390.450.500.550.600.640.680.710.740.772－0.350.450.540.610.680.730.780.82－－－－－－30.370.490.600.680.750.81－－－－－－－－－表15.5房屋的空間性能影響系數(shù)η屋蓋或樓蓋類別橫墻間130圖15.22剛彈性方案房屋墻、柱內(nèi)力分析步驟圖15.22剛彈性方案房屋墻、柱內(nèi)力分析步驟13110.4

砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件一、過梁1.過梁的分類及應(yīng)用2.過梁上的荷載3.過梁的承載力計(jì)算—簡支梁

（1）過梁的破壞特征（2）過梁的承載力計(jì)算二、懸挑構(gòu)件--挑梁1.懸挑構(gòu)件的受力性能2.挑梁的構(gòu)造要求10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件10.4砌體結(jié)構(gòu)中的132過梁的分類及應(yīng)用：磚砌平拱過梁—ln≤1.2m

鋼筋磚過梁--ln≤1.5m

鋼筋混凝土過梁—普遍采用10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件過梁的分類及應(yīng)用：10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件133過梁上的荷載：梁板荷載hw＜ln時(shí)：考慮梁板傳來荷載

hw≥ln時(shí)：不考慮梁板傳來荷載墻體荷載hw＜ln/3時(shí)：按墻體均布自重考慮

hw≥ln/3時(shí)：按高度hw/3墻體均布自重考慮10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件過梁上的荷載：10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件134

過梁的破壞特征：過梁跨中截面因受彎承載力不足，沿豎向灰縫處產(chǎn)生豎向裂縫（直縫或齒縫）而破壞；過梁支座附近因受剪承載力不足，沿灰縫產(chǎn)生450方向的階梯形斜裂縫不斷擴(kuò)展而破壞；過梁支座處水平灰縫因受剪承載力不足而破壞。10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件過梁的破壞特征：10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)13510.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件（a）磚砌平拱過梁（b）鋼筋磚過梁圖10-28過梁的破壞形式10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件（a）磚砌平拱過梁（136過梁的承載力計(jì)算：磚砌平拱過梁按跨度ln計(jì)算跨中彎矩和支座剪力—計(jì)算受彎和受剪承載力。鋼筋磚過梁受剪承載力：同磚砌平拱過梁。受彎承載力：M≤0.85h0fyAs—計(jì)算配筋鋼筋混凝土過梁鋼筋混凝土受彎構(gòu)件—計(jì)算受彎和受剪承載力計(jì)算及砌體局部受壓承載力驗(yàn)算。10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件過梁的承載力計(jì)算：10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件137懸挑構(gòu)件的受力性能

如果挑梁本身承載力足夠，則挑梁在砌體中可能發(fā)生以下兩種破壞：挑梁傾覆破壞挑梁下砌體局部受壓破壞10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件懸挑構(gòu)件的受力性能10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)13810.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件圖10-29挑梁傾覆破壞示意圖α③F②BA①ll1

10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件圖10-29挑梁傾覆破139挑梁的構(gòu)造要求：挑梁縱筋伸入梁尾端：≥As／2，且≮2Φ12（其他）伸入支座長度：≮2l1／3埋入長度l1與挑出長度l之比挑梁上有砌體：l1／l＞1.2；挑梁上無砌體：l1／l＞210.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件挑梁的構(gòu)造要求：10.4砌體結(jié)構(gòu)中的過梁及懸挑構(gòu)件14010.5多層砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施(非抗震設(shè)防要求)一、墻、柱的一般構(gòu)造要求1.最低強(qiáng)度等級(jí)要求

2.截面尺寸要求3.支承與連接錨固要求4.砌體中留槽洞及埋設(shè)管道的要