混合结构房屋墙体设计ppt

砌体结构第6章混合结构房屋墙体设计第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置本章重点：房屋的静力计算方案、墙柱高厚比验算、多层房屋墙体计算6.1混合结构房屋的结构布置6.1.1概述砌体结构房屋的组成：房屋中墙、柱等竖向承重构件用块体和砂浆砌筑而成的砌体材料，屋盖、楼盖等水平承重构件用钢筋混凝土、轻钢或其他材料建造的房屋称为砌体结构，也可称为混合结构。第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置6.1.2墙体承重体系1.横墙承重体系当房屋开间不大(一般为3～4.5m)，横墙间距较小，将楼(或屋面)板直接搁置在横墙上的结构布置称为横墙承重方案：房间的楼板支承在横墙上，纵墙仅承受本身自重。横墙承重方案的荷载主要传递路线为：楼（屋）面板→横墙→基础→地基。纵墙门窗开洞受限较少、横向刚度大、抗震性能好。适用于多层宿舍等居住建筑以及由小开间组成的办公楼。第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置2.纵墙承重体系对于要求有较大空间的房屋(如厂房、仓库)或隔墙位置可能变化的房屋，通常无内横墙或横墙间距很大，因而由纵墙直接承受楼面、屋面荷载的结构布置方案即为纵墙承重方案：其屋盖为预制屋面大梁或屋架和屋面板。这类房屋的屋面荷载(竖向)传递路线为：板→梁(或屋架)→纵墙→基础→地基。纵墙门窗开洞受限、整体性差。适用于单层厂房、仓库、食堂。第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置3.纵、横墙承重体系当建筑物的功能要求房间的大小变化较多时，为了结构布置的合理性，通常采用纵横墙布置方案，纵横墙承重方案，既可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性，所以适用于教学楼、办公楼、多层住宅等建筑。此类房屋的荷载传递路线为：楼(屋)面板→→基础→地基。横墙纵墙梁第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置4.内框架承重体系对于工业厂房的车间、仓库和商店等需要较大空间的建筑，可采用外墙与内柱同时承重的内框架承重方案，该结构布置为楼板铺设在梁上，梁两端支承在外纵墙上，中间支承在柱上。此类房屋的竖向荷载的传递路线为：楼(屋)面板→梁→→地基。平面布置灵活、抗震性能差。应充分注意两种不同结构材料所引起的不利影响。柱基础柱外纵墙基础外纵墙第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置5.底部框架承重体系对于底层为商场、展览厅、食堂等需设置大空间，而上部各层为住宅、宿舍、办公室的建筑，可采用底部框架承重方案。该结构底部以柱代替内外墙，墙和柱都为主要承重构件，上刚下柔，刚度在底层和第二层间发生突变。此类房屋的竖向荷载的传递路线为：上部几层梁板荷载→内外墙体→结构转化层→钢筋混凝土梁→柱→基础→地基。底层平面布置灵活、但刚度突变对抗震性不利，需考虑上、下层抗侧移刚度比。第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置6.1.3变形缝设置和承重墙体布置的一般原则1.变形缝伸缩缝：防止墙体产生过大的温度应力和收缩应力而产生竖向裂缝。设置在平面转折和体形变化处，房屋中部以及错层处。沉降缝：消除地基过大的不均匀沉降而造成的危害。设置在建筑平面转折处；地基压缩性有显著差异处；房屋高度或荷载差异较大处；分期建造房屋的交界处；建筑结构、地基或基础类型不同的交界处。沉降缝将建筑物从屋盖到基础全部断开。防震缝：防止地震时相邻单元相互碰撞。房屋立面高差在6m以上；房屋有错层，且楼板高差较大；各部分结构刚度、质量截然不同时需设置防震缝。第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置防震缝缝宽应根据地震设防烈度和结构相邻部分可能产生的位移（房屋高度）确定，可采用50--100mm。地震区的房屋，其伸缩缝和沉降缝的宽度均应符合防震缝要求。第6章混合结构房屋墙体设计6.1混合结构房屋的结构布置2.墙体布置一般原则1）尽可能采用横墙承重体系，尽量减少横墙间的距离，以增加房屋的整体刚度。2）承重墙布置力求简单、规则，纵墙亦拉通，避免断开和转折，每隔一定距离设一道横墙，将内外纵墙拉结在一起，形成空间受力体系，增加房屋的空间刚度和增强调整地基不均匀沉降的能力。3）承重墙所承受的荷载力求明确，荷载传递的途径应简捷、直接。开洞时应使各层洞口上下对齐。4）结合楼盖、屋盖的布置，使墙体避免承受偏心距过大的荷载或过大的弯矩。第6章混合结构房屋墙体设计6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案6.2.1房屋的受力分析与空间刚度砌体结构房屋由屋盖、楼盖、墙、柱、基础等主要承重构件组成空间受力体系，共同承担作用在房屋上的各种竖向荷载(结构的自重、楼面和屋面的活荷载)、水平风荷载和地震作用。砌体结构房屋中仅墙、柱为砌体材料，因此墙、柱设计计算为本节的主要内容。墙体计算主要包括内力计算和截面承载力计算。计算墙体内力首先要确定其计算简图。计算简图既要尽量符合结构实际受力情况，又要使计算尽可能简单，现以受风作用的单层房屋为例分析其受力特点。第6章混合结构房屋墙体设计风荷载→纵墙→纵墙基础→地基。计算单元→单跨平面排架第一种情况：图6-7是一单层房屋，外纵墙承重，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖，两端没有设置山墙。房屋的水平风荷载传递路线：6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案第6章混合结构房屋墙体设计第二种情况：如图6-8所示两端有山墙的单层房屋，因山墙的约束，其传力途径发生了变化。整个房屋墙顶的水平位移不再相同。距山墙距离愈远的墙顶水平位移愈大，距山墙距离愈近的墙顶水平位移愈小。房屋的水平风荷载传递路线：风荷载→纵墙→→地基。山墙基础山墙屋盖结构纵墙基础6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案第6章混合结构房屋墙体设计图6-8两端有山墙的单层房屋6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案第6章混合结构房屋墙体设计墙顶水平最大侧移可表示为：式中——山墙顶面水平位移，取决于山墙的刚度，山墙刚度大，小：——屋盖平面内产生的弯曲变形，取决于屋盖刚度及横(山)墙间距，屋盖刚度愈大，横(山)墙间距愈小，愈小。——考虑空间工作时，外荷载作用下房屋排架水平位移的最大值；——在外荷载作用下，平面排架的水平位移；)16(max,max,maxpwruuuu6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案max,rumax,rumax,wumax,rumaxupu第6章混合结构房屋墙体设计房屋空间作用的大小可以用空间性能影响系数表示。一般通过实测确定。值愈大，表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近，即房屋空间作用愈小。反之愈小，房屋的水平侧移愈小，房屋的空间作用愈大。因此，又称为考虑空间工作后的侧移折减系数，可以用弹性地基上的剪切深梁模型来计算。横墙间距s是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素。不同横墙间距的房屋各层的空间性能影响系数可按表6-3查用(屋盖类别见表6-4)。6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案)26(1maxpuu第6章混合结构房屋墙体设计6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案第6章混合结构房屋墙体设计6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案第6章混合结构房屋墙体设计6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案6.2.2房屋的静力计算方案《砌体结构设计规范》考虑屋盖刚度和横墙间距两个主要因素的影响，按房屋空间刚度(作用)大小，将混合结构房屋静力计算方案分为三种(见表6-4)：1.刚性方案房屋的空间刚度大。在荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移很小，可视墙、柱顶端水平位移等于零。这类房屋称为刚性方案房屋，其静力计算简图将承重墙视为一根竖向构件，屋盖或桂盖作为墙体的不动铰支座。0.33时可按刚性方案计算。第6章混合结构房屋墙体设计6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案2.弹性方案房屋的空间刚度较差，在荷载作用下，墙顶的最大水平位移接近于平面结构体系，其墙柱内力计算应按不考虑空间作用的平面排架或框架计算。0.77时可按弹性方案计算。3.刚弹性方案房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性方案要小，但又不可忽略不计，这类房屋称为刚弹性方案。静力计算时，可根据房屋空间刚度的大小，将其水平荷载作用下的反力进行折减，然后按平面排架或框架进行计算，即计算简图相当于在屋(楼)盖处加一弹性支座。第6章混合结构房屋墙体设计6.2混合结构房屋空间刚度和静力计算方案