砌体结构房屋墙体设计-课件

第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.1混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的静力计算方案混合结构房屋的静力计算方案墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算单层房屋的墙体计算单层房屋的墙体计算多层房屋的墙体计算多层房屋的墙体计算地下室墙的计算地下室墙的计算本章内容本章内容第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.25.1混合结构房屋组成及结构布置混合结构房屋组成及结构布置混混合合结结构构房房屋屋通通常常是是指指主主要要承承重重构构件件由由不不同同的的材材料料组组成成的的房房屋屋。如如房房屋屋的的楼楼(屋屋)盖盖采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构、轻轻钢钢结结构构或或木木结结构构，而而墙墙体体、柱、基础等竖向承重构件采用砌体（柱、基础等竖向承重构件采用砌体（砖、石、砌块）砖、石、砌块）材料。材料。一一般般情情况况下下，混混合合结结构构房房屋屋的的墙墙、柱柱占占房房屋屋总总重重的的60%左左右右，其其造造价价约约占占40%。由由于于混混合合结结构构房房屋屋的的墙墙体体材材料料通通常常就就地地取取材材，因因此此混混合合结结构构房房屋屋具具有有造造价价低低的的优优点点，被被广广泛泛应应用用于于多多层层住住宅宅、宿宿舍舍、办办公公楼楼、中中小小学学教教学学楼楼、商商店店、酒酒店店、食食堂堂等等民民用用建建筑筑中中；同同时时还还大大量应用于中小型单层及多层工业厂房、仓库等工业建筑中。量应用于中小型单层及多层工业厂房、仓库等工业建筑中。过过去去我我国国混混合合结结构构房房屋屋的的墙墙体体材材料料大大多多数数采采用用粘粘土土砖砖，由由于于粘粘土土砖砖的的烧烧制制要要占占用用大大量量农农田田，破破坏坏环环境境资资源源，近近年年来来国国家家已已经经限限制制了了粘粘土土实实心心砖砖的的使使用用，主主要要采采用用粘粘土土空空心心砖砖、蒸蒸压压灰灰砂砂砖砖、蒸蒸压压粉粉煤煤灰灰砖等墙体材料。砖等墙体材料。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.3在在砌砌体体结结构构房房屋屋的的设设计计中中，承承重重墙墙、柱柱的的布布置置十十分分重重要要。因因为为承承重重墙墙、柱柱的的布布置置直直接接影影响响到到房房屋屋的的平平面面划划分分、空空间间大大小小，荷荷载载传传递递，结结构构强强度度、刚刚度度、稳稳定定、造造价价及及施施工工的的难难易易。通通常常将将平平行行于于房房屋屋长长向向布布置置的的墙墙体体称称为为纵纵墙墙；平平行行于于房房屋屋短短向向布布置置的的墙墙体体称称为为横横墙墙；房房屋屋四四周周与与外外界界隔隔离离的的墙体称墙体称外墙外墙；外横墙又称为；外横墙又称为山墙山墙；其余墙体称为；其余墙体称为内墙内墙。砌砌体体结结构构房房屋屋中中的的屋屋盖盖、楼楼盖盖、内内外外纵纵墙墙、横横墙墙、柱柱和和基基础础等等是是主主要要承承重重构构件件，它它们们互互相相连连接接，共共同同构构成成承承重重体体系系。根根据据结结构构的的承承重重体体系系和和荷载的传递路线荷载的传递路线，房屋的，房屋的结构布置可分为以下几种方案结构布置可分为以下几种方案:一、纵墙承重方案纵纵墙墙承承重重方方案案是是指指纵纵墙墙直直接接承承受受屋屋面面、楼楼面面荷荷载载的的结结构构方方案案。对对于于要要求求有有较较大大空空间间的的房房屋屋(如如单单层层工工业业厂厂房房、仓仓库库等等)或或隔隔墙墙位位置置可可能能变变化化的的房房屋屋，通通常常无无内内横横墙墙或或横横墙墙间间距距很很大大，因因而而由由纵纵墙墙直直接接承承受受楼楼面面或或屋屋面面荷荷载载，从从而而形形成成纵纵墙墙承承重重方方案案(如如图图5.1所所示示)。这这种种方方案案房房屋屋的的竖竖向向荷荷载载的主要传递路线的主要传递路线为：板为：板梁梁(屋架屋架)纵向承重墙纵向承重墙基础基础地基。地基。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.4图图5.1 5.1 纵墙承重方案纵墙承重方案纵墙承重体系的纵墙承重体系的特点特点如下：如下：(1)纵纵墙墙是是主主要要的的承承重重墙墙。横横墙墙的的设设置置主主要要是是为为了了满满足足房房间间的的使使用用要要求求，保证纵墙的侧向稳定和房屋的整体刚度，因而房屋的划分比较灵活。保证纵墙的侧向稳定和房屋的整体刚度，因而房屋的划分比较灵活。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.5(2)由由于于纵纵墙墙承承受受的的荷荷载载较较大大，在在纵纵墙墙上上设设置置的的门门、窗窗洞洞口口的的大大小小及及位位置置都都受到一定的限制受到一定的限制。(3)纵纵墙墙间间距距一一般般比比较较大大，横横墙墙数数量量相相对对较较少少，房房屋屋的的空空间间刚刚度度不不如如横横墙承重体系。墙承重体系。(4)与与横横墙墙承承重重体体系系相相比比，楼楼盖盖材材料料用用量量相相对对较较多多，墙墙体体的的材材料料用用量量较较少。少。纵纵墙墙承承重重方方案案适适用用于于使使用用上上要要求求有有较较大大空空间间的的房房屋屋(如如教教学学楼楼、图图书书馆馆)以以及及常常见见的的单单层层及及多多层层空空旷旷砌砌体体结结构构房房屋屋(如如食食堂堂、俱俱乐乐部部、中中小小型型工工业业厂厂房房)等等。纵纵墙墙承承重重的的多多层层房房屋屋，特特别别是是空空旷旷的的多多层层房房屋屋，层层数数不不宜宜过过多多，因因纵纵墙墙承承受受的的竖竖向向荷荷载载较较大大，若若层层数数较较多多，需需显显著著增增加加纵纵墙墙厚厚度度或或采采用用大大截截面面尺尺寸寸的的壁壁柱柱，这这从从经经济济上上或或适适用用性性上上都都不不合合理理。因因此此，当层数较多、楼面荷载较大时，宜选用钢筋混凝土框架结构。当层数较多、楼面荷载较大时，宜选用钢筋混凝土框架结构。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.6二、横墙承重方案房房屋屋的的每每个个开开间间都都设设置置横横墙墙，楼楼板板和和屋屋面面板板沿沿房房屋屋纵纵向向搁搁置置在在墙墙上上。板板传传来来的的竖竖向向荷荷载载全全部部由由横横墙墙承承受受，并并由由横横墙墙传传至至基基础础和和地地基基，纵纵墙墙仅仅承承受受墙墙体体自自重重。因因此此这这类类房房屋屋称称为为横横墙墙承承重重方方案案(如如图图5.2所所示示)。这这种种方方案案房房屋屋的的竖竖向向荷荷载载的的主主要要传传递递路路线线为为：楼楼(屋屋)面面板板横横墙墙基基础础地基。地基。图图5.2 5.2 横墙承重方案横墙承重方案第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.7横墙承重方案的横墙承重方案的特点特点如下：如下：(1)横墙是主要的横墙是主要的承重墙承重墙。纵墙的作用主要是围护、隔断以及与横墙拉结。纵墙的作用主要是围护、隔断以及与横墙拉结在一起，保证横墙的侧向稳定。由于纵墙是非承重墙，对纵墙上设置在一起，保证横墙的侧向稳定。由于纵墙是非承重墙，对纵墙上设置门、窗洞口的限制较少，外纵墙的立面处理比较灵活。门、窗洞口的限制较少，外纵墙的立面处理比较灵活。(2)横墙间距较小，一般为横墙间距较小，一般为34.5m，同时又有纵向拉结，形成良好的空，同时又有纵向拉结，形成良好的空间受力体系，间受力体系，刚度刚度大，大，整体性整体性好。对抵抗沿横墙方向作用的风力、地震好。对抵抗沿横墙方向作用的风力、地震作用以及调整地基的不均匀沉降等较为有利。作用以及调整地基的不均匀沉降等较为有利。(3)由于在横墙上放置预制楼板，结构简单，施工方便，楼盖的由于在横墙上放置预制楼板，结构简单，施工方便，楼盖的材料材料用量用量较少，但墙体的用料较多。较少，但墙体的用料较多。横墙承重方案横墙承重方案适用于适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办公楼等。横墙承重方案中，横墙较多，承载力及刚度比较容易满足要公楼等。横墙承重方案中，横墙较多，承载力及刚度比较容易满足要求，故可建造较高层的房屋。求，故可建造较高层的房屋。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.8三、纵横墙混合承重方案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，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，通常采用纵横墙混合承重方案通常采用纵横墙混合承重方案(如图如图5.3所示所示)。这种方案房屋的。这种方案房屋的竖向荷竖向荷载的主要传递路线载的主要传递路线为：为：梁梁纵墙纵墙楼楼(屋屋)面板面板基础基础地基地基横墙或纵墙横墙或纵墙纵横墙混合承重方案的纵横墙混合承重方案的特点特点如下：如下：(1)纵横墙均作为纵横墙均作为承重构件承重构件，使得结构受力较为均匀，能避免局部墙体，使得结构受力较为均匀，能避免局部墙体承载过大。承载过大。(2)由于钢筋混凝土楼板由于钢筋混凝土楼板(及屋面板及屋面板)可以依据建筑设计的可以依据建筑设计的使用功能使用功能灵活灵活布置，较好的满足使用要求，结构的布置，较好的满足使用要求，结构的整体性整体性较好。较好。(3)在占地面积相同的条件下，在占地面积相同的条件下，外墙面积外墙面积较小。较小。纵横墙混合承重方案，既可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间纵横墙混合承重方案，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，所以刚度和整体性，所以适用于适用于教学楼、办公楼、医院等建筑。教学楼、办公楼、医院等建筑。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.9图图5.3纵横墙混合承重方案纵横墙混合承重方案第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.10四、内框架承重方案当房屋需要较大空间，且允许当房屋需要较大空间，且允许中间设柱中间设柱时，可取消房屋的内承重墙而用时，可取消房屋的内承重墙而用钢筋混凝土柱代替，由钢筋混凝土柱及楼盖组成钢筋混凝土内框架。楼钢筋混凝土柱代替，由钢筋混凝土柱及楼盖组成钢筋混凝土内框架。楼盖及屋盖梁在外墙处仍然支承在砌体墙或壁柱上。这种由内框架柱和外盖及屋盖梁在外墙处仍然支承在砌体墙或壁柱上。这种由内框架柱和外承重墙共同承担竖向荷载的承重体系称为内框架承重体系承重墙共同承担竖向荷载的承重体系称为内框架承重体系(如图如图5.4)。这。这种方案房屋的种方案房屋的竖向荷载的主要传递路线竖向荷载的主要传递路线为：为：外纵墙外纵墙外纵墙基础外纵墙基础板板梁梁地基地基柱柱柱基础柱基础内框架承重方案的内框架承重方案的特点特点如下：如下：(1)外墙和柱为竖向外墙和柱为竖向承重构件承重构件，内墙可取消，因此有较大的使用空间，平，内墙可取消，因此有较大的使用空间，平面布置灵活。面布置灵活。(2)由于竖向承重构件由于竖向承重构件材料不同材料不同，基础形式亦不同，因此施工较复杂，易，基础形式亦不同，因此施工较复杂，易引起地基不均匀沉降。引起地基不均匀沉降。(3)横墙较少，房屋的空间横墙较少，房屋的空间刚度刚度较差。较差。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.11图图5.4内框架承重方案内框架承重方案第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.12内框架承重方案一般内框架承重方案一般适用于适用于多层工业车间、商店等建筑。此外，某些建筑的底层多层工业车间、商店等建筑。此外，某些建筑的底层为了获得较大的使用空间，有时也采用这种承重方案。必须指出，对内框架承重房为了获得较大的使用空间，有时也采用这种承重方案。必须指出，对内框架承重房屋应充分注意两种不同结构材料所引起的不利影响，并在设计中选择符合实际受力屋应充分注意两种不同结构材料所引起的不利影响，并在设计中选择符合实际受力情况的计算简图，精心地进行承重墙、柱的设计。情况的计算简图，精心地进行承重墙、柱的设计。五、底部框架承重方案当当沿沿街街住住宅宅底底部部为为公公共共房房时时，在在底底部部也也可可以以用用钢钢筋筋混混凝凝土土框框架架结结构构同同时时取取代代内内外外承承重重墙墙体体，相相关关部部位位形形成成结结构构转转换换层层，成成为为底底部部框框架架承承重重方方案案。此此时时，梁梁板板荷荷载载在在上上部部几几层层通通过过内内外外墙墙体体向向下下传传递递，在在结结构构转转换换层层部部位位，通通过过钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁传传给给柱柱，再再传传给给基础基础(如图如图5.4a所示所示)。底部框架承重方案的底部框架承重方案的特点特点如下：如下：(1)墙和柱都是主要墙和柱都是主要承重构件承重构件。以柱代替内外墙体，在使用上可获得较大的使用空间。以柱代替内外墙体，在使用上可获得较大的使用空间。(2)由由于于底底部部结结构构形形式式的的变变化化，其其抗抗侧侧刚刚度度发发生生了了明明显显的的变变化化，成成为为上上部部刚刚度度较较大大，底部刚度较小的底部刚度较小的上刚下柔上刚下柔结构房屋。结构房屋。以以上上是是从从大大量量工工程程实实践践中中概概括括出出来来的的几几种种承承重重方方案案。设设计计时时，应应根根据据不不同同的的使使用用要要求求，以以及及地地质质、材材料料、施施工工等等条条件件，按按照照安安全全可可靠靠、技技术术先先进进、经经济济合合理理的的原原则则，正正确选用比较合理的承重方案。确选用比较合理的承重方案。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.13图5.4a底部框架承重方案底部框架承重方案第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.145.2砌体结构房屋的静力计算方案砌体结构房屋的静力计算方案一、房屋的空间工作性能砌砌体体结结构构房房屋屋是是由由屋屋盖盖、楼楼盖盖、墙墙、柱柱、基基础础等等主主要要承承重重构构件件组组成成的的空空间间受受力力体体系系，共共同同承承担担作作用用在在房房屋屋上上的的各各种种竖竖向向荷荷载载(结结构构的的自自重重、屋屋面面、楼楼面面的的活活荷荷载载)、水水平平风风荷荷载载和和地地震震作作用用。砌砌体体结结构构房房屋屋中中仅仅墙墙、柱柱为为砌砌体体材材料料，因因此此墙墙、柱柱设设计计计计算算即即成成为为本本章章的的两两个个主主要要方方面的内容。面的内容。墙体计算主要包括内力计算和截面承载力计算墙体计算主要包括内力计算和截面承载力计算(或验算或验算)。计计算算墙墙体体内内力力首首先先要要确确定定其其计计算算简简图图，也也就就是是如如何何确确定定房房屋屋的的静静力力计计算算方方案案的的问问题题。计计算算简简图图既既要要尽尽量量符符合合结结构构实实际际受受力力情情况况，又又要要使使计计算算尽尽可可能能简简单单。现现以以单单层层房房屋屋为为例例，说说明明在在竖竖向向荷荷载载(屋屋盖盖自自重重)和和水水平平荷荷载载(风风荷荷载载)作作用用下下，房房屋屋的的静静力力计计算算是是如如何何随随房房屋屋空空间间刚刚度度不不同而变化同而变化的。的。情情况况一一，如如图图5.5所所示示为为两两端端没没有有设设置置山山墙墙的的单单层层房房屋屋，外外纵纵墙墙承承重重，屋屋盖盖为为装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土楼楼盖盖。该该房房屋屋的的水水平平风风荷荷载载传传递递路路线线是是风风荷荷载载纵纵墙墙纵纵墙墙基基础础地地基基；竖竖向向荷荷载载的的传传递路线是屋面板递路线是屋面板屋面梁屋面梁纵墙纵墙纵墙基础纵墙基础地基地基假假定定作作用用于于房房屋屋的的荷荷载载是是均均匀匀分分布布的的，外外纵纵墙墙的的刚刚度度是是相相等等的的，因因此此在在水水平平荷荷载载作作用用下下整整个个房房屋屋墙墙顶顶的的水水平平位位移移是是相相同同的的。如如果果从从其其中中任任意意取取出出一一单单元元，则则这这个个单单元元的的受受力力状状态态将将和和整整个个房房屋屋的的受受力力状状态态一一样样。因因此此，可可以以用用这这个个单单元元的的受受力力状状态态来来代代表表整整个个房房屋屋的的受受力力状状态态，这个单元称为这个单元称为计算单元计算单元。在在这这类类房房屋屋中中，荷荷载载作作用用下下的的墙墙顶顶位位移移主主要要取取决决于于纵纵墙墙的的刚刚度度，而而屋屋盖盖结结构构的的刚刚度度只只是是保保证证传传递递水水平平荷荷载载时时两两边边纵纵墙墙位位移移相相同同。如如果果把把计计算算单单元元的的纵纵墙墙看看作作排排架架柱柱、屋屋盖盖结结构构看看作作横横梁梁，把把基基础础看看作作柱柱的的固固定定支支座座，屋屋盖盖结结构构和和墙墙的的连连接接点点看看作作铰铰结结点点，则则计计算算单单元元的的受受力力状状态态就如同一个就如同一个单跨平面排架单跨平面排架，属于平面受力体系，其静力分析可采用结构力学的分析方法。，属于平面受力体系，其静力分析可采用结构力学的分析方法。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.15图5.5无山无山墙单跨房屋的受力状跨房屋的受力状态及及计算算简图第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.16情况二情况二,如图如图5.6所示为所示为两端设置山墙两端设置山墙的单层房屋。在水平荷载作用下，屋盖的单层房屋。在水平荷载作用下，屋盖的水平位移受到山墙的约束，水平荷载的传递路线发生了变化。屋盖可以看作的水平位移受到山墙的约束，水平荷载的传递路线发生了变化。屋盖可以看作是水平方向的梁是水平方向的梁(跨度为房屋长度，梁高为屋盖结构沿房屋横向的跨度跨度为房屋长度，梁高为屋盖结构沿房屋横向的跨度)，两端，两端弹性支承在山墙上，而山墙可以看作竖向悬臂梁支承在基础上。因此，该房屋弹性支承在山墙上，而山墙可以看作竖向悬臂梁支承在基础上。因此，该房屋的水平风荷载传递路线是：的水平风荷载传递路线是：纵墙基础纵墙基础风荷载风荷载纵墙纵墙地基地基屋盖结构屋盖结构山墙山墙山墙基础山墙基础从上面的分析可以清楚地看出，这类房屋，风荷载的传递体系已经不是平面从上面的分析可以清楚地看出，这类房屋，风荷载的传递体系已经不是平面受力体系，而是受力体系，而是空间受力体系空间受力体系。此时，墙体顶部的水平位移不仅与纵墙自身刚。此时，墙体顶部的水平位移不仅与纵墙自身刚度有关，而且与屋盖结构水平刚度和山墙顶部水平方向的位移有关。度有关，而且与屋盖结构水平刚度和山墙顶部水平方向的位移有关。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.17图图5.6有山墙单跨房屋在水平力作用下的变形情况有山墙单跨房屋在水平力作用下的变形情况第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.18可以用可以用空间性能影响系数空间性能影响系数来表示房屋空间作用的大小。假定屋盖在水平面来表示房屋空间作用的大小。假定屋盖在水平面内是支承于横墙上的剪切型弹性地基梁，纵墙内是支承于横墙上的剪切型弹性地基梁，纵墙(柱柱)为弹性地基，由理论分析为弹性地基，由理论分析可以得到空间性能影响系数为：可以得到空间性能影响系数为：(5.1)(5.1)式中：式中：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。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。外荷载作用下，平面排架的水平位移值。外荷载作用下，平面排架的水平位移值。k屋盖系统的弹性系数，取决于屋盖的刚度。屋盖系统的弹性系数，取决于屋盖的刚度。s横墙的间距。横墙的间距。值值越越大大，表表明明考考虑虑空空间间作作用用后后的的排排架架柱柱顶顶最最大大水水平平位位移移与与平平面面排排架架的的柱柱顶顶位位移移越越接接近近，房房屋屋的的空空间间作作用用越越小小；值值越越小小，则则表表明明房房屋屋的的空空间间作作用用越越大大。因因此此，又又称称为为考考虑虑空空间间作作用用后后的的侧侧移移折折减减系系数数。由由于于按按照照相相关关理理论论来来计计算算弹弹性性系系数数k是是比比较较困困难难的的，为为此此，规规范范采采用用半半经经验验、半半理理论论的的方方法法来来确确定定弹弹性性系系数数k：对对于于第第一一类类屋屋盖盖，k=0.03；第第二二类类屋屋盖盖，k=0.05；第第三三类类屋屋盖盖，k=0.065。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.19横墙的间距横墙的间距s是影响房屋刚度和侧移大小的重要因素，不同横墙间距房屋的是影响房屋刚度和侧移大小的重要因素，不同横墙间距房屋的各层空间工作性能影响系数各层空间工作性能影响系数i可按可按表表5-1查得。查得。此外，为了简便计算，此外，为了简便计算，规范规范偏于安全的取多层房屋的空间性能影响系数偏于安全的取多层房屋的空间性能影响系数i与单层房屋相同的数值，即按与单层房屋相同的数值，即按表表5-1取用。取用。屋盖或楼盖类别横墙间距s(m)16202428323640444852566064687210.330.390.450.500.550.600.640.680.710.740.7720.350.450.540.610.680.730.780.8230.370.490.600.680.750.81表表5-1 5-1 房屋各层的空间性能影响系数房屋各层的空间性能影响系数ii注：注：i i 取取1 1n n，n n为房屋的层数。为房屋的层数。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.20二、房屋的静力计算方案影响房屋空间性能的因素很多，除上述的屋盖刚度和横墙间距外，还有屋架的影响房屋空间性能的因素很多，除上述的屋盖刚度和横墙间距外，还有屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型及多层房屋层与层之间的相互作用等。规范跨度、排架的刚度、荷载类型及多层房屋层与层之间的相互作用等。规范为方便计算，为方便计算，仅考虑屋盖刚度和横墙间距两个主要因素的影响仅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，按房屋空间刚度度(作用作用)大小，将砌体结构房屋静力计算方案分为三种大小，将砌体结构房屋静力计算方案分为三种(如表如表5-2所示所示)。表表5-2 5-2 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案注：注：表中表中s s为房屋横墙间距，其长度单位为为房屋横墙间距，其长度单位为m m。当多层房屋的屋盖、楼盖类别不同或横墙间距不同时，可按本表规定分别确定各层当多层房屋的屋盖、楼盖类别不同或横墙间距不同时，可按本表规定分别确定各层(底层或顶底层或顶 部各层部各层)房屋房屋 的静力计算方案。的静力计算方案。对无山墙或伸缩缝无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。对无山墙或伸缩缝无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.211.刚性方案刚性方案房屋的空间刚度很大，在水平风荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移房屋的空间刚度很大，在水平风荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移us/H0(H为纵墙高度为纵墙高度)。此时屋盖可看成纵向墙体上端的不动铰支座，墙柱内力可按上端有不动铰支承的竖向构件。此时屋盖可看成纵向墙体上端的不动铰支座，墙柱内力可按上端有不动铰支承的竖向构件进行计算，这类房屋称为刚性方案房屋。进行计算，这类房屋称为刚性方案房屋。2.弹性方案弹性方案房屋的空间刚度很小，即在水平风荷载作用下房屋的空间刚度很小，即在水平风荷载作用下，墙顶的最大水平位移接近于平面结构体系，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，这类房屋称为弹性方案房屋。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，这类房屋称为弹性方案房屋。3.刚弹性方案刚弹性方案房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在水平风荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在水平风荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性方案要小、但又不可忽略不计，其受力状态介于刚性方案和弹性方案之间，这时墙柱内力计方案要小、但又不可忽略不计，其受力状态介于刚性方案和弹性方案之间，这时墙柱内力计算应按考虑空间作用的平面排架或框架计算，这类房屋称为刚弹性方案房屋。算应按考虑空间作用的平面排架或框架计算，这类房屋称为刚弹性方案房屋。有关计算表明，当房屋的空间性能影响系数有关计算表明，当房屋的空间性能影响系数0.33时，可以近似按时，可以近似按刚性刚性方案计算；当方案计算；当0.77时，按时，按弹性弹性方案计算是偏于安全的；当方案计算是偏于安全的；当0.330.77时，可按时，可按刚弹性刚弹性方案计算。在设计方案计算。在设计多层砌体结构房屋时，不宜采用弹性方案，否则会造成房屋的水平位移较大，当房屋高度增多层砌体结构房屋时，不宜采用弹性方案，否则会造成房屋的水平位移较大，当房屋高度增大时，可能会因为房屋的位移过大而影响结构的安全。大时，可能会因为房屋的位移过大而影响结构的安全。三、规范对横墙的要求由上面的分析可知，房屋墙、柱的静力计算方案是根据房屋空间刚度的大小确定的，而房由上面的分析可知，房屋墙、柱的静力计算方案是根据房屋空间刚度的大小确定的，而房屋的空间刚度则由两个主要因素确定，一是房屋中屋屋的空间刚度则由两个主要因素确定，一是房屋中屋(楼楼)盖的类别，二是房屋中横墙间距及盖的类别，二是房屋中横墙间距及其刚度的大小。因此作为刚性和刚弹性方案房屋的横墙，其刚度的大小。因此作为刚性和刚弹性方案房屋的横墙，规范规范规定应符合下列要求规定应符合下列要求:第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.22(1)横墙中开有横墙中开有洞口洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平全截面面积的时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平全截面面积的50%。(2)横墙的横墙的厚度厚度不宜小于不宜小于180mm。(3)单单层层房房屋屋的的横横墙墙长长度度不不宜宜小小于于其其高高度度，多多层层房房屋屋的的横横墙墙长长度度不不宜宜小小于于H/2(H为为横墙总高度横墙总高度)。当当横横墙墙不不能能同同时时符符合合上上述述要要求求时时，应应对对横横墙墙的的刚刚度度进进行行验验算算。如如其其最最大大水水平平位位移移值值maxH/4000(H为为横横墙墙总总高高度度)时时，仍仍可可视视作作刚刚性性和和刚刚弹弹性性方方案案房房屋屋的的横横墙墙；凡凡符符合合此此刚刚度度要要求求的的一一段段横横墙墙或或其其他他结结构构构构件件(如如框框架架等等)，也也可可以以视视作作刚刚性性或或刚刚弹弹性性方案房屋的横墙。方案房屋的横墙。横横墙墙在在水水平平集集中中力力作作用用下下产产生生剪剪切切变变形形(p)和和弯弯曲曲变变形形(s)，故故总总水水平平位位移移由由两两部部分分组组成成。对对于于单单层层单单跨跨房房屋屋，如如纵纵墙墙受受均均布布风风荷荷载载作作用用，且且当当横横墙墙上上门门窗窗洞洞口口的的水水平平截截面面面面积积不不超超过过其其水水平平全全截截面面面面积积的的75%时时，横横墙墙顶顶点点最最大大水水平平位位移移max可按下式计算可按下式计算(如图如图5.7所示所示)：图图5.7 5.7 单层房屋横墙简图单层房屋横墙简图第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.23(5.2)(5.2)式中：式中：作用于横墙顶端的水平集中荷载，作用于横墙顶端的水平集中荷载，=nP/2，且，且P=W+Rn与该横墙相邻的两横墙间的开间数与该横墙相邻的两横墙间的开间数W由屋面风荷载折算为每个开间柱顶处的水平集中风荷载由屋面风荷载折算为每个开间柱顶处的水平集中风荷载R假定排架无侧移时作用在纵墙上均布风荷载所求出的每个开间柱顶的反力假定排架无侧移时作用在纵墙上均布风荷载所求出的每个开间柱顶的反力H横墙总高度横墙总高度E砌体的弹性模量砌体的弹性模量I横墙的惯性矩，考虑转角处有纵墙共同工作时按横墙的惯性矩，考虑转角处有纵墙共同工作时按I型或型或型截面计算，但从横墙中心线算起的翼型截面计算，但从横墙中心线算起的翼缘宽度每边取缘宽度每边取横墙水平截面上的剪应力，横墙水平截面上的剪应力，剪应力分布不均匀和墙体洞口影响的折算系数，近似取剪应力分布不均匀和墙体洞口影响的折算系数，近似取0.5A横墙毛截面面积横墙毛截面面积G砌体的剪变模量，砌体的剪变模量，第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.24式中：式中：m房屋总层数房屋总层数Pi假定每开间框架各层均为不动铰支座时，第假定每开间框架各层均为不动铰支座时，第i层的支座反力层的支座反力Hi第第i层楼面至基础上顶面的高度层楼面至基础上顶面的高度多层房屋也可以仿照上述方法按下式进行计算：多层房屋也可以仿照上述方法按下式进行计算：(5.3)第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.255.3墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算砌体结构房屋中的墙、柱均是受压构件，除了应满足承载力的要求外，还必须保证其稳定砌体结构房屋中的墙、柱均是受压构件，除了应满足承载力的要求外，还必须保证其稳定性，性，规范规范规定：规定：用验算墙、柱高厚比的方法来保证墙、柱的稳定性用验算墙、柱高厚比的方法来保证墙、柱的稳定性。一、墙、柱的计算高度一、墙、柱的计算高度对墙、柱进行对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度承载力计算或验算高厚比时所采用的高度，称为计算高度。它是由墙、柱的，称为计算高度。它是由墙、柱的实际高度实际高度H，并根据房屋类别和构件两端的约束条件来确定的。按照弹性稳定理论分析结果，并根据房屋类别和构件两端的约束条件来确定的。按照弹性稳定理论分析结果，并为了偏于安全，并为了偏于安全，规范规范规定，受压构件的计算高度规定，受压构件的计算高度H0可按表可按表5-4采用。采用。房屋类型柱带壁柱墙或周边拉结的墙排架方向垂直排架方向s2H2HsHsH有吊车的单层房屋变截面柱上段弹性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu刚性、刚弹性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl无吊车的单层房屋和多层房屋单跨弹性方案1.5H1.0H1.5H刚弹性方案1.2H1.0H1.2H多跨弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案1.10H1.0H1.10H刚性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s表表5-4 5-4 受压构件的计算高度受压构件的计算高度H H0 0 第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.26注：注：表中表中Hu Hu 为为变截面柱变截面柱的上段高度；的上段高度；H Hl l为变截面柱的下段高度。为变截面柱的下段高度。对于上端为对于上端为自由端自由端的构件，的构件，H H0 0=2=2H H。对对独立柱独立柱，当无柱间支撑时，柱在垂直排架方向的，当无柱间支撑时，柱在垂直排架方向的H H0 0应按表中数值乘以应按表中数值乘以1.251.25后采用。后采用。s s房屋横房屋横墙间距墙间距。自承重墙自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉接条件确定。的计算高度应根据周边支承或拉接条件确定。表中的表中的构件高度构件高度H H 应按下列规定采用：在房屋应按下列规定采用：在房屋底层底层，为楼板顶面到构件下端支点的距离，下端支点，为楼板顶面到构件下端支点的距离，下端支点的位置可取在基础顶面，当埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地面下的位置可取在基础顶面，当埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地面下500mm500mm处；在房屋的处；在房屋的其他层其他层，为楼板，为楼板或其他水平支点间的距离；或其他水平支点间的距离；对于对于无壁柱无壁柱的山墙，可取层高加山墙尖高度的的山墙，可取层高加山墙尖高度的1/21/2；对于；对于带壁柱带壁柱山墙可取壁柱处山墙的高度。山墙可取壁柱处山墙的高度。对有吊车的房屋，当荷载组合不考虑吊车作用时，变截面柱上段的计算高对有吊车的房屋，当荷载组合不考虑吊车作用时，变截面柱上段的计算高度可按表度可按表5-3规定采用；变截面柱下段的计算高度应按下列规定采用规定采用；变截面柱下段的计算高度应按下列规定采用(本规定也本规定也适用于无吊车房屋的变截面柱适用于无吊车房屋的变截面柱)。(1)当当时，取无吊车房屋的时，取无吊车房屋的H0。(2)当当时，取无吊车房屋的时，取无吊车房屋的H0乘以修正系数乘以修正系数；其中；其中，Iu为变截面柱上段的惯性矩，为变截面柱上段的惯性矩，Il为变截面柱下段的惯性矩。为变截面柱下段的惯性矩。(3)当当时，取无吊车房屋的时，取无吊车房屋的H0；但在确定；但在确定值时，应采用值时，应采用上柱截面。上柱截面。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.27影响墙、柱影响墙、柱允许高厚比允许高厚比的因素比较复杂，难以用理论推导的公式来计算，的因素比较复杂，难以用理论推导的公式来计算，规范规定的限值是综合考虑以下各种因素确定的：规范规定的限值是综合考虑以下各种因素确定的：1)砂浆砂浆强度等级强度等级砂浆强度直接影响砌体的弹性模量，而砌体弹性模量的大小又直接影响砌体砂浆强度直接影响砌体的弹性模量，而砌体弹性模量的大小又直接影响砌体的刚度。所以砂浆强度是影响允许高厚比的重要因素。砂浆强度愈高，允许高厚的刚度。所以砂浆强度是影响允许高厚比的重要因素。砂浆强度愈高，允许高厚比亦相应增大。比亦相应增大。2)砌体砌体类型类型毛石墙比一般砌体墙刚度差，允许高厚比要降低，而组合砌体由于钢筋混凝毛石墙比一般砌体墙刚度差，允许高厚比要降低，而组合砌体由于钢筋混凝土的刚度好，允许高厚比可提高。土的刚度好，允许高厚比可提高。3)横横墙间距墙间距横墙间距愈小，墙体稳定性和刚度愈好；横墙间距愈大，墙体稳定性和刚度横墙间距愈小，墙体稳定性和刚度愈好；横墙间距愈大，墙体稳定性和刚度愈差。高厚比验算时用改变墙体的计算高度来考虑这一因素，柱子没有横墙联系，愈差。高厚比验算时用改变墙体的计算高度来考虑这一因素，柱子没有横墙联系，其允许高厚比应比墙小些。这一因素，在计算高度和相应高厚比的计算中考虑。其允许高厚比应比墙小些。这一因素，在计算高度和相应高厚比的计算中考虑。二、高厚比的影响因素二、高厚比的影响因素 第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.284)砌体砌体截面截面刚度刚度砌体截面惯性矩较大，稳定性则好。当墙上门窗洞口削弱较多时，允许高厚砌体截面惯性矩较大，稳定性则好。当墙上门窗洞口削弱较多时，允许高厚比值降低，可以通过有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数来考虑此项影响。比值降低，可以通过有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数来考虑此项影响。5)构造柱构造柱间距及截面间距及截面构造柱间距愈小，截面愈大，对墙体的约束愈大，因此墙体稳定性愈好，允构造柱间距愈小，截面愈大，对墙体的约束愈大，因此墙体稳定性愈好，允许高厚比可提高。通过修正系数来考虑。许高厚比可提高。通过修正系数来考虑。6)支承支承条件条件刚性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处假定为不动铰支座，刚性好；而弹刚性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处假定为不动铰支座，刚性好；而弹性和刚弹性房屋的墙柱在屋性和刚弹性房屋的墙柱在屋(楼楼)盖处侧移较大，稳定性差。验算时用改变其计算盖处侧移较大，稳定性差。验算时用改变其计算高度来考虑这一因素。高度来考虑这一因素。7)构件重要性和房屋构件重要性和房屋使用使用情况情况对次要构件，如自承重墙允许高厚比可以增大，通过修正系数考虑；对于使对次要构件，如自承重墙允许高厚比可以增大，通过修正系数考虑；对于使用时有振动的房屋则应酌情降低。用时有振动的房屋则应酌情降低。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.29墙、柱高厚比的允许极限值称允许高厚比，用墙、柱高厚比的允许极限值称允许高厚比，用表示，可按表表示，可按表5-3采用。采用。需要指出，需要指出，值与墙、柱砌体材料的质量和施工技术水平等因素有关，随着科值与墙、柱砌体材料的质量和施工技术水平等因素有关，随着科学技术的进步，在材料强度日益增高，砌体质量不断提高的情况下，学技术的进步，在材料强度日益增高，砌体质量不断提高的情况下，值将有值将有所增大。所增大。三、允许高厚比及其修正三、允许高厚比及其修正砂浆强度等级墙柱M2.52215M5.02416M7.52617表5-3 墙、柱允许高厚比 值注：注：毛石毛石墙、柱允许高厚比应按表中数值降低墙、柱允许高厚比应按表中数值降低20%。组合砖砌体组合砖砌体构件的允许高厚比，可按表中数值提高构件的允许高厚比，可按表中数值提高20%，但不得大于，但不得大于28。验算验算施工阶段施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时，允许高厚比对墙取砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时，允许高厚比对墙取14，对柱取，对柱取11。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.30自承重墙是房屋中的次要构件，且仅有自重作用。根据弹性稳定理论，对用同自承重墙是房屋中的次要构件，且仅有自重作用。根据弹性稳定理论，对用同一材料制成的等高、等截面杆件，当两端支承条件相同，且仅受自重作用时失稳的一材料制成的等高、等截面杆件，当两端支承条件相同，且仅受自重作用时失稳的临界荷载比上端受有集中荷载的要大，所以自承重墙的允许高厚比的限值可适当放临界荷载比上端受有集中荷载的要大，所以自承重墙的允许高厚比的限值可适当放宽，即宽，即可乘以一个大于可乘以一个大于1的修正系数的修正系数。对于。对于厚度厚度h240mm的自承重墙的自承重墙，的取的取值分别为：值分别为：当当h=240mm时，时，=1.2。当当h=180mm时，时，=1.32。当当h=120mm时，时，=1.44。当当h=90mm时，时，=1.5。上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，尚可再提高上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，尚可再提高30%；对；对厚厚度小于度小于90mm的墙的墙，当双面用不低于，当双面用不低于M10的水泥砂浆抹面，包括抹面层的墙厚不小的水泥砂浆抹面，包括抹面层的墙厚不小于于90mm时，可按墙厚等于时，可按墙厚等于90mm验算高厚比。验算高厚比。对对有门窗洞口的墙有门窗洞口的墙，允许高厚比，允许高厚比，按表，按表5-3所列数值乘以修正系数所列数值乘以修正系数，可按可按下式计算：下式计算：第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.31式中式中在宽度在宽度s范围内的门窗洞口总宽度范围内的门窗洞口总宽度(如图如图5.8所示所示)。s相邻窗间墙或壁柱之间的距离。相邻窗间墙或壁柱之间的距离。当按当按(5.5)式计算的式计算的值小于值小于0.7时，应采用时，应采用0.7；当洞口高度等于或小于；当洞口高度等于或小于墙高的墙高的1/5时，取时，取=1.0。图5.8 门窗洞口宽度示意图（5.5）第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.321.一般墙、柱高厚比验算一般墙、柱高厚比验算(5.4)式中：式中：墙、柱的计算高度，按表墙、柱的计算高度，按表5-4取用取用h墙厚或矩形柱与墙厚或矩形柱与相对应的边长相对应的边长自承重墙允许高厚比的修正系数，按前述规定采用自承重墙允许高厚比的修正系数，按前述规定采用有门窗洞口的墙允许高厚比修正系数，按前述规定采用有门窗洞口的墙允许高厚比修正系数，按前述规定采用墙、柱允许高厚比，按表墙、柱允许高厚比，按表5-3取用取用2.带壁柱墙的高厚比验算带壁柱墙的高厚比验算1)整片墙整片墙高厚比验算高厚比验算(5.7)式中：式中：带壁柱墙截面的折算厚度，带壁柱墙截面的折算厚度，=3.5ii带壁柱墙截面的回转半径，带壁柱墙截面的回转半径，i=；I、A分别为带壁柱墙分别为带壁柱墙截面的惯性矩和截面面积截面的惯性矩和截面面积四、墙、柱高厚比验算四、墙、柱高厚比验算 第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.33规范规定，当确定带壁柱墙的计算高度规范规定，当确定带壁柱墙的计算高度时，时，s应取相邻横墙间距。在应取相邻横墙间距。在确定截面回转半径确定截面回转半径i时，带壁柱墙的计算截面时，带壁柱墙的计算截面翼缘宽度翼缘宽度可按下列规定采用可按下列规定采用(取小取小值值)。(1)多层多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗洞口时，每房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗洞口时，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的侧翼墙宽度可取壁柱高度的1/3。(2)单层单层房屋，可取壁柱宽加房屋，可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。距离。(3)计算带壁柱墙的条形基础时，可取相邻壁柱间的距离。计算带壁柱墙的条形基础时，可取相邻壁柱间的距离。2)壁柱间墙壁柱间墙的高厚比验算的高厚比验算壁柱间墙的高厚比可按无壁柱墙壁柱间墙的高厚比可按无壁柱墙公式公式(5.4)进行验算。此时可将壁柱视为进行验算。此时可将壁柱视为壁柱间墙的不动铰支座。因此计算壁柱间墙的不动铰支座。因此计算时，时，s应取相邻壁柱间距离，而且应取相邻壁柱间距离，而且不论不论带壁带壁柱墙体的房屋的静力计算柱墙体的房屋的静力计算采用何种计算方案，采用何种计算方案，一律按表一律按表5-4中的刚性方案取用中的刚性方案取用。3.带构造柱墙高厚比验算带构造柱墙高厚比验算墙中设钢筋混凝土构造柱时，可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度。但由墙中设钢筋混凝土构造柱时，可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度。但由于在施工过程中大多数是先砌墙后浇筑构造柱，所以应采取措施，保证构造柱于在施工过程中大多数是先砌墙后浇筑构造柱，所以应采取措施，保证构造柱墙在施工阶段的稳定性。墙在施工阶段的稳定性。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.341)整片墙整片墙高厚比验算高厚比验算(5.4a)式中：式中：带构造柱墙在使用阶段的允许高厚比提高系数，按下式计带构造柱墙在使用阶段的允许高厚比提高系数，按下式计算算:(5.6)式中：式中：系数。对细料石、半细料石砌体，系数。对细料石、半细料石砌体，=0；对混凝土砌块、；对混凝土砌块、粗料石、毛料石及毛石砌体，粗料石、毛料石及毛石砌体，=1.0；其他砌体，；其他砌体，=1.5构造柱沿墙长方向的宽度构造柱沿墙长方向的宽度l构造柱间距构造柱间距当确定当确定H0时，时，取相邻横墙间距。取相邻横墙间距。为与组合砖墙承载力计算相协调，规定：当为与组合砖墙承载力计算相协调，规定：当时取时取；当；当时取时取。表明构造柱间距过大，对提高墙体稳定性和刚度的作用。表明构造柱间距过大，对提高墙体稳定性和刚度的作用已很小，考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段，此时，对施工已很小，考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段，此时，对施工阶段直接取阶段直接取=1.0。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.352)构造柱间墙构造柱间墙的高厚比验算的高厚比验算构造柱间墙的高厚比可按构造柱间墙的高厚比可按公式公式(5.4)进行验算。此时可将构造柱视为壁进行验算。此时可将构造柱视为壁柱间墙的不动铰支座。因此计算柱间墙的不动铰支座。因此计算H0时，时，s应取相邻构造柱间距离，而且应取相邻构造柱间距离，而且不论不论带壁柱墙体的房屋的静力计算带壁柱墙体的房屋的静力计算采用何种计算方案，采用何种计算方案，H0一律按表一律按表5-4中的刚性中的刚性方案取用。方案取用。规范规定规范规定设有钢筋混凝土圈梁设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当的带壁柱墙或带构造柱墙，当时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点(b为圈梁宽度为圈梁宽度)。这是。这是由于圈梁的水平刚度较大，能够限制壁柱间墙体或构造柱间墙的侧向变形的由于圈梁的水平刚度较大，能够限制壁柱间墙体或构造柱间墙的侧向变形的缘故。如果墙体条件不允许增加圈梁的宽度，可按墙体平面外等刚度原则增缘故。如果墙体条件不允许增加圈梁的宽度，可按墙体平面外等刚度原则增加圈梁高度，以满足壁柱间墙或构造柱间墙不动铰支点的要求。加圈梁高度，以满足壁柱间墙或构造柱间墙不动铰支点的要求。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.36【例【例1】某无吊车的单层仓库，某无吊车的单层仓库，平面尺寸、山墙立面尺寸、壁平面尺寸、山墙立面尺寸、壁柱墙截面尺寸如图柱墙截面尺寸如图1所示，层所示，层高高4.2m，采用，采用M2.5砂浆砌筑，砂浆砌筑，装配式无檩体系钢筋混凝土屋装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖，试验算纵墙与山墙的盖，试验算纵墙与山墙的高厚比。高厚比。图图1单层仓库尺寸图单层仓库尺寸图第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.37解：解：1.静力计算方案的确定静力计算方案的确定根据装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖，查表根据装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖，查表5-2得得s32m时属刚性方案房屋，时属刚性方案房屋，本题山墙间距本题山墙间距s=24m32m，故为刚性方案。，故为刚性方案。2.纵墙高厚比验算纵墙高厚比验算(1)求带壁柱墙截面几何特征求带壁柱墙截面几何特征(2)纵墙整片墙高厚比验算纵墙整片墙高厚比验算壁柱高度壁柱高度H=4.2+0.5=4.7m(0.5m是室内地面至基础顶面的距离是室内地面至基础顶面的距离)查表知：壁柱的计算高度查表知：壁柱的计算高度；=22；第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.38(3)纵墙壁柱间墙高厚比验算纵墙壁柱间墙高厚比验算查表得查表得所以纵墙满足稳定性要求。所以纵墙满足稳定性要求。3.山墙高厚比验算山墙高厚比验算(1)求带壁柱开门洞山墙截面的几何特征求带壁柱开门洞山墙截面的几何特征第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.39(2)开门洞山墙整片墙高厚比验算开门洞山墙整片墙高厚比验算H=6.37m(取山墙壁柱高度取山墙壁柱高度)；查表得；查表得；=22；=1.0(3)开门洞山墙壁柱间墙高厚比验算开门洞山墙壁柱间墙高厚比验算墙高取中间壁柱间墙的平均高度，即墙高取中间壁柱间墙的平均高度，即H=(6.37+7.2)/2=6.79m；壁柱间墙长；壁柱间墙长s=5m由于由于；查表得；查表得；=22；=1.0所以山墙稳定性满足要求。所以山墙稳定性满足要求。第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.40由前述分析可知，单层房屋为刚性方案时，其纵墙顶端的水平位移在静力分由前述分析可知，单层房屋为刚性方案时，其纵墙顶端的水平位移在静力分析时可以认为为零。内力计算可采用下列假定析时可以认为为零。内力计算可采用下列假定(如图如图5.12所示所示)：5.4单层房屋的墙体计算单层房屋的墙体计算一、单层刚性方案房屋承重纵墙的计算图5.12 单层刚性方案房屋承重纵墙的计算简图第第5章章混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计4.41(1)纵墙、柱下端在基础顶面处固接，上端与屋面大梁纵墙、柱下端在基础顶面处固接，上端与屋面大梁(或屋架或屋架)铰接。铰接。(2)屋盖结构可视为纵墙上端的不动铰支座。屋盖结构可视为纵墙上端的不动铰支座。根据上述假定，每片纵墙就可以按上端支承在不动铰支座和下端支承在固根据上述假定，每片纵墙就可以按上端支承在不动铰支座和下端支承在固定支座上的竖向构件单独进行计算，使计算工作大为简化。定支座上的竖向构件单独进行计算，使计算工作大为简化。作用于结构上的荷载及内力计算如下所示：作用于结构上的荷载及内力计算如下所示：1.屋面荷载作用屋面荷载作用屋面荷载包括屋盖构件自重、屋面活荷载或雪荷载，这些荷载通过屋架或屋面荷载包括屋盖构件自重、屋面活荷载或雪荷载，这些荷载通过屋架或屋面大梁以集中力的形式作用于墙体顶端。通常情况下，屋架或屋面大梁传至屋面大梁以集中力的形式作用于墙体顶端。通常情况下，屋架或屋面大梁传至墙体顶端集中力墙体顶端集中力Nl的作用点，对墙体中心线有一个偏心距的作用点，对墙体中心线有一个偏心距el，所以作用于墙体，所以作用于墙体顶端的屋面荷载由轴心压力顶端的屋面荷载由轴心压力Nl和弯矩和弯矩M=Nlel组成，由此可计算出其内力组成，由此可计算出其内力(如如图图5.13所示所示)为式（为式（5.8）。）。2.风荷载作用风荷载作用风荷载包括作用于屋面上和墙面上的风荷载两部分组成。屋面上的风荷风荷载包括作用于屋面上和墙面上的风荷载两部分组成。屋面上的风荷载载(包括作用在女儿墙上的风荷载包括作用在女儿墙上的风荷载)一般简化为作用于墙、柱顶端的集中荷载一般简化为作用于墙、柱顶端的集中荷载W，对于刚性方案房屋，对于刚性方案房屋，W已通过屋盖直接传至横墙，再由横墙传至基础后传给已通过屋盖直接传至横墙，再由横墙传至基础后传给地基，所以在纵墙上不产生内力。墙面风荷载为均布荷载地基，所以在纵墙上不产生内力。墙面风荷载为均布荷载q，应考虑两种风向，应考虑两种风向，即按迎风面即按迎风面(压力压力)、背风面、背风面(吸力吸力)分别考虑。在分别考虑。在q作用下，墙体的内力为作用