砌体结构第5章混合结构房屋墙体的设计ppt课件.ppt

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1、第5章 混合结构房屋墙体设计,教学提示：本章叙述了混合结构房屋的结构布置方案及特点；详细讨论了不同空间作用程度的房屋采用的静力计算方案；给出了混合结构房屋墙柱高厚比验算方法；分析了单层、多层房屋在不同静力计算方案时的计算简图，内力计算方法、控制截面的选取，以及进行墙体截面承载力的验算。,教学要求：本章在让学生了解混合结构房屋的结构布置方案及特点的基础上，学会确定房屋静力计算方案，熟练掌握混合结构刚性方案房屋墙体设计计算方法、构造要求、墙柱高厚比验算。,砌体结构房屋通常是指主要承重构件由不同的材料组成的房屋,砌体结构房屋中,水平承重结构：由板、梁、屋架等构件组成的楼（屋）盖。竖向承重结构：由墙体

2、、柱、基础组成。,房屋四周与外界隔离的墙体又称为外墙，其余的墙称为内墙，内墙中仅起隔断作用而不承受楼板荷载的墙称作隔墙，其墙厚可适当减小。,纵墙：沿房屋长方向布置的墙横墙：沿房屋短方向布置的墙,砌体结构房屋墙体的设计主要包括,结构布置方案、计算简图、荷载统计、内力计算、内力组合、构件截面承载力验算。相应的构造措施。,根据竖向荷载的传递路线不同，房屋的结构布置方案可分为下列四种：1.纵墙承重方案；2.横墙承重方案；3.纵横墙混合承重方案；4.内框架承重方案。,5.1.1 砌体结构房屋的结构布置方案,5.1 混合结构房屋的结构布置和静力计算方案,竖向荷载传递路线为：,特点：,纵墙为主要承重墙，横墙

3、间距大，故空间较大。纵墙荷载大，其门窗洞口大小和位置受限。横墙间距大，横墙 数量少，所以横向刚度小，整体性差。,适用范围：,要求大空间房屋：如：单层厂房；仓库；酒店；食堂；车间等。,1.纵墙承重方案,板,梁（屋架）,纵墙,基础,地基,横墙为主承重，纵墙拉结横墙形成整体，故纵墙洞口大小开设自由。横墙多、空间小，刚度大，整体性好，抗震性好。结构简单，施工方便，墙体用料多。房屋大小较固定。,小开间房屋如：住宅楼；宿舍楼；旅馆、招待所等。,竖向荷载传递路线为：,2.横墙承重方案,特点：,楼（屋）面板,横墙,基础,地基,适用范围：,楼盖布置灵活，空间大小均衡。空间刚度较好。墙体用料多。,教学楼；办公楼；

4、医院楼；实验楼等。,竖向荷载传递路线为：,3.纵横墙混合承重方案,特点：,楼（屋）面板,横墙 或纵墙,基础,地基,梁纵墙,适用范围：,外墙和柱为竖向承重构件，空间大，平面布置灵活；竖向承重材料不同，基础形式亦不同，施工复杂，引起基础不均匀沉降；横墙较少，空间刚度较差。,多层厂房；底层商店、上层住宅。,竖向荷载传递路线为：,4.内框架承重方案,特点：,楼（屋）面板,柱 柱 基 础,梁,外纵墙外纵墙基础,适用范围：,地基,5.1.2 混合结构房屋的静力计算方案,确定房屋的静力计算方案，实际上就是通过对房屋空间工作情况进行分析，根据房屋空间刚度的大小确定墙、柱设计时的结构计算简图。,1.房屋的空间工

5、作情况,混合结构房屋中的屋盖、楼盖、墙柱和基础共同组成一个空间结构体系，承受作用在房屋上的竖向荷载和水平荷载。,在水平荷载下，房屋空间整体作用的表现最为明显，故分析时常用水平荷载，现以各类单层房屋为例分析其受力特点。,如图所示一单层厂房，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，中间也没设置横墙。,水平风荷载传递路线是：,风荷载,纵墙,纵墙 基础,地基,假定外纵墙的窗口是有规律的均匀排列，则在水平均匀风荷载作用下，整个房屋的墙顶水平位移是相同的（用up表示）。,从其中任意两个窗口中线取出一个单元，显然这个单元的受力状态和整个房屋的受力状态相同。这个单元的受力状态来代表整个房屋的

6、受力状态，这个单元称为计算单元。,荷载作用下的顶点水平位移up主要取决于纵墙刚度，屋盖结构的刚度则保证水平荷载传递时，两侧墙体的位移相同。,计算单元可按平面排架计算。纵墙比拟为排架柱，屋盖结构比拟为横梁，基础看作柱的固定支座，屋盖结构和墙顶的连接点可视为铰接。,房屋两端有山墙：水平风荷载的传力途径：纵墙和屋盖组成的平面排架内传递，还通过屋盖平面和山墙平面进行传递。整个房屋墙顶的水平位移：沿房屋纵向发生变化。组成：空间受力体系。,风荷载的传递路线为：,风荷载纵墙,地基,纵墙顶部水平位移us,us=u1+u2up,式中 u1山墙顶面水平位移，其大小取决于山墙刚度，山墙刚度愈大，u1愈小；u2屋盖平

7、面内产生的弯曲变形，其大小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，u2愈小。,空间性能影响系数,1,k弹性系数，取决于屋盖刚度，与屋（楼）盖类别有关。,又称为考虑空间作用后的位移折减系数。,2.房屋的静力计算方案,根据房屋空间刚度的大小分为：,（1）刚性方案 当横墙间距小、楼屋盖水平刚度较大时，房屋的空间刚度也较大，在水平荷载作用下，房屋的水平位移很小。在确定墙柱的计算简图时，可以忽略房屋的水平位移，将楼屋盖视为墙柱的不动铰支承，则墙柱的内力可按不动铰支承的竖向构件计算。,0.33,（2）弹性方案 当房屋的横墙间距较大，楼屋盖水平刚度较小，则在水平荷载作用下，房屋的水

8、平位移很大，不可以忽略。故在确定墙柱的计算简图时，就不能把楼屋盖视为墙柱的不动铰支承，而应视为可以自由位移的悬臂端，按平面排架计算墙柱的内力。,（3）刚弹性方案 这是介于“刚性”和“弹性”两种方案之间的房屋。刚弹性方案房屋的墙柱内力计算应按屋盖或楼盖处具有弹性支承的平面排架计算。,0.77,0.330.77,规范提出更实用查表法,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。,刚性和刚弹性方案房屋的横墙应符合下列要求：,（1）横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%。（2）横墙的厚度不宜小

9、于180mm；（3）单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于H/2（H为横墙总高度）。,当横墙不能符合上述要求时，应对横墙的刚度进行验算。如其最大水平位移值maxH/4000时，仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。,H,max,P1,max计算：,图5-8 单层房屋横墙计算简图,单层房屋,多层房屋,常遇的计算：1.一般墙柱；2.带壁柱墙；3.带构造柱墙。,高厚比验算：1.允许高厚比的限值；2.墙、柱实际高厚比的确定。,混合结构房屋中的墙、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，规范规定，用验算墙、柱高厚比的方法来保证墙、柱的稳定性。,5.2 墙柱高厚比

10、验算,对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度，称为计算高度。,5.2.1 墙柱的计算高度,表5-3中的构件高度H应按下列规定采用：（1）在房屋底层，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500mm处；（2）在房屋其他层，为楼板或其他水平支点间的距离；（3）对于无壁柱的山墙，可取层高加山墙尖高度的1/2；对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高度。,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度可按表5-3规定采用；变截面柱下段的计算高度可按下列规定采用：（1）当Hu/H1/3时，取无吊车房屋的H0；（2）

11、当1/3Hu/H1/2时，取无吊车房屋的H0乘以修正系数；其中=1.3-0.3Iu/Il,Iu为变截面柱上段的惯性矩，Il为变截面柱下段的惯性矩；（3）当Hu/H1/2时，取无吊车房屋的H0；但在确定值时，应采用上柱截面。,对于变截面柱的高厚比，可按上、下截面分别验算。,5.2.2 允许高厚比及影响高厚比的因素,1 墙柱的允许高厚比 墙、柱高厚比的限值称允许高厚比，用表示。规范按砂浆强度等级的大小规定了无洞口的承重墙、柱的允许高厚比。,（1）砂浆的强度等级；（2）砌体类型；（3）砌体截面刚度；（4）横墙间距s；（5）构造柱间距及截面；（6）构件重要性和房屋使用情况；（7）支承条件。,2 影响高

12、厚比的因素,5.2.3 墙、柱的高厚比验算,1 一般墙、柱的高厚比验算,自承重墙是房屋中的次要构件，仅承受自重作用。表5-4中的值可乘以大于1的系数予以提高。规范规定，厚度h240mm的自承重墙，允许高厚比修正系数1应按下表规定采用：,上端为自由端墙，除按上述规定提高外，尚可提高30%；工程实践表明，对于厚度小于90mm的墙，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于90mm时，可按墙厚等于90mm验算高厚比。,对有门窗洞口的墙，其刚度因开洞而降低，其允许高厚比 值乘以降低系数2，2应按下式计算：,bs在宽度s范围内的门窗洞口总宽度；s相邻横墙或壁柱之间的距离。,当2小于0.7

13、时，取2等于0.7；当洞口高度等于或小于墙高的1/5时，可取2等于1.0。,式中,图5-9 门窗洞口宽度示意图,当与墙连接的相邻两横墙的距离S12h时，墙的高度不再受上式限制。,（1）整片墙的高厚比验算,2.带壁柱墙的高厚比验算,式中 hT带壁柱墙截面的折算厚度，hT=3.5i；i带壁柱墙截面的回转半径；I、A分别为带壁柱墙截面的惯性矩和截面面积。,当确定带壁柱墙的计算高度H0时，s应取相邻横墙间的距离sw。,在确定截面回转半径i时，带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf 可按下列规定采用：,图5-10 带壁柱墙验算图,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，每侧翼墙宽度可取壁柱高度

14、的1/3；单层房屋，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距离；计算带壁柱墙的条形基础时，可取相邻壁柱间的距离。,满足下式，则壁柱间墙不会失稳。,注意：计算H0时，s应取相邻壁柱间的距离，不管该房屋属于何种计算方案，H0查表5-3时均按刚性方案查用。,（2）壁柱间墙的高厚比验算,式中 c带构造柱墙允许高厚比提高系数，按下式计算,系数，对细料石砌体，=0；对混凝土砌体、混凝土多孔砖、粗料石、毛料石及毛石砌体，=1.0；其他砌体，=1.5；bc构造柱沿墙长方向的宽度；l构造柱间距，此时s取相邻构造柱间距。,（1）整片墙的高厚比验算,3.带构造柱墙的高厚比验算,当 bc/l0.25时

15、，取bc/l=0.25；当 bc/l0.05时，取bc/l=0。,满足下式，则构造柱间墙不会失稳。,注意：计算H0时，s应取相邻壁柱间的距离，不管该房屋属于何种计算方案，H0查表5-3时均按刚性方案查用。应当注意，考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段。由于在施工过程中大多是先砌筑墙后浇注构造柱，应注意采取措施保证带构造柱墙在施工阶段的稳定性。,（2）构造柱间墙的高厚比验算,设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当b/s1/30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）。,例5-1 某混合结构办公楼底层平面图如图5-11所示，采用装配式钢筋混凝土楼（屋）盖，外墙

16、厚370mm，内纵墙与横墙厚240mm，隔墙厚120mm，底层墙高H=4.5m（从基础顶面算起），隔墙高H=3.5m。承重墙采用M5砂浆；隔墙采用M2.5砂浆。试验算底层墙的高厚比。,图5-11 办公楼底层平面图,解（1）确定静力计算方案 最大横墙间距s=3.6 3=10.8m2H=24.5=9m，查表5-3，计算高度H0=1.0H=4.5m。砂浆强度等级M5，表5-4得允许高厚比=24。外墙为承重墙，故1=1.0,满足要求。,（3）内纵墙高厚比验算内纵墙为承重墙，故1=1.0,满足要求。,（4）内横墙高厚比验算纵墙间距s=5.7m，H=4.5m，所以Hs2H查表5-3，计算高度 H0=0.4

17、s+0.2H=0.45.7+0.24.5=3.18m内横墙为承重墙且无洞口，故1=1.0，2=1.0,满足要求。,（5）隔墙高厚比验算 隔墙一般后砌在地面垫层上，上端用斜放立砖顶住楼板，故应按顶端为不动铰支承点考虑。如隔墙与纵墙同时砌筑，则s=5.7m，H=3.5m，Hs2H 查表5-3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.45.7+0.23.5=2.98m 隔墙为非承重墙，厚h=120mm，内插得1=1.44，隔墙上未开洞2=1.0 砂浆强度等级M2.5，查表5-4得允许高厚比=22,满足要求。,如隔墙为后砌墙，与两端纵墙无拉结作用，可按s2H查表5-3求计算高度，此时H0=1.0H=3.

18、5m,满足要求。,例5-2 某单层无吊车厂房，全长42m，宽12m，层高4.5m，如图5-12所示，四周墙体采用MU15混凝土普通砖和M5b砂浆砌筑，装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖。试验算外纵墙和山墙高厚比。,图5-12 仓库平面图、壁柱墙截面,解（1）确定静力计算方案 该仓库属1类屋盖，两端山墙（横墙）间距s=42m，查表5-2，32ms72m，属刚弹性方案。壁柱下端嵌固于室内地面以下0.5m处，墙的高度H=4.5+0.5=5m，砂浆强度等级Mb5，查表5-4得允许高厚比=24。,（2）带壁柱外纵墙高厚比验算 带壁柱墙截面几何特征的计算 截面面积 A=2403000+370250=8.1251

19、05mm2,形心位置,惯性矩,回转半径,折算厚度 hT=3.5i=3.5104=364mm,整片纵墙的高厚比验算查表5-3，计算高度H0=1.2H=1.25=6m,承重墙，故1=1.0,满足要求。,壁柱间墙的高厚比验算s=6m，H=5m，Hs2H查表5-3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.46+0.25=3.4m,满足要求。,（3）山墙高厚比验算 整片墙的高厚比验算 纵墙间距s=43=12m0.05，s=12m2H=25=10m，查表5-3，计算高度H0=1.0H=5m。,满足要求。,构造柱间墙的高厚比验算构造柱间距s=4mH=5m，查表5-3，计算高度H0=0.6s=0.64=2.4m

20、,满足要求。,学习内容：掌握刚性方案房屋计算单元的取法；计算基本假定；计算简图的取法；单一荷载下内力计算的思路、方法；控制截面的位置，控制截面内力的组合、截面承载力的计算。,5.3 刚性方案房屋墙体的设计计算,5.3.1 砌体结构房屋的静力计算方案,房屋承重纵墙计算时，一般应取荷载较大、截面削弱最多具有代表性的一个开间作为计算单元。由于结构的空间作用，房屋纵墙顶端的水平位移很小，在作内力分析时认为水平位移为零。,1.计算简图 在结构简化为计算简图的过程中，考虑了下列假定：（1）纵墙、柱下端在基础顶面处固接，上端与屋面大梁（或屋架）铰接；（2）屋盖结构可作为纵墙上端的不动铰支座。,计算简图为无侧

21、移的平面排架。每片纵墙均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。,2.荷载计算（1）屋面荷载 屋面荷载包括屋面构件的自重、屋面活荷载或雪荷载，有的还有积灰荷载，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。作用于墙体顶端的屋面荷载由轴心压力Nl和M=Nlel组成。（2）风荷载作用 由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（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W，对于刚性方案房屋，W直接通过屋盖传至横墙，再由横墙传至基础后传给地基。墙面上的风荷载为均布荷载，应考虑两种风向，即按迎风面q1（压力）、背风面q2（吸

22、力）分别考虑。,（3）墙体自重 包括砌体、内外粉刷及门窗的自重，作用于墙体的轴线上。当墙、柱为等截面时，自重不引起弯矩；当墙、柱为变截面时，上阶柱自重G1对下阶柱各截面产生弯矩M1=G1e1（e1为上下阶柱轴线间距离）。因M1在施工阶段就已经存在，应按悬臂构件计算。,3.内力计算,（1）在屋面荷载作用下，其内力为,（1）在均布风荷载作用下，其内力为,当 时，。对迎风面q=q1，对背风面q=q2。,4.控制截面与内力组合 在进行承重墙、柱设计时：（1）应先求出各种荷载单独作用下的内力；（2）根据荷载规范考虑多种荷载组合；（3）找出墙柱的控制截面，求出控制截面的内力组合；（4）根据各控制截面的最不

23、利内力进行墙柱承载力验算。,墙截面宽度取窗间墙宽度。其控制截面为：墙柱顶端-截面：既有轴力N又有弯矩M，按偏心受压验算承载力，同时还需验算梁下的砌体局部受压承载力；墙柱下端-截面：N、M，按偏心受压验算承载力；-截面：为风荷载作用下的最大弯矩Mmax截面，按偏心受压验算承载力。,图5-15 墙柱控制截面,5.3.2 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算,设计时除验算墙柱的高厚比外，还需验算墙柱在控制截面处的承载力。,1.计算单元 设计时选取有代表性的一段墙柱（一个开间）作为计算单元。计算单元的受荷宽度为一个开间（l1+l2）/2，如图示。计算截面宽度B 有门窗洞口时，内外纵墙的计算截面宽度B一般取一

24、个开间的门间墙或窗间墙；无门窗洞口时，计算截面宽度B为（l1+l2）/2；如壁柱间的距离较大且层高较小时，B按下式取用：,b壁柱宽度。,2.竖向荷载作用下的计算 在竖向荷载作用下，多层刚性方案房屋的承重墙如同一竖向连续梁，屋盖、楼盖及基础顶面作为连续梁的支承点，如图（b）所示。多层刚性方案房屋的墙体在每层高度范围内，均可简化为两端铰接的竖向构件进行计算，如图（c）所示。计算每层内力时，其计算高度等于每层层高，底层计算高度要算至基础顶面。,上、下端截面的内力,第二层墙计算简图如图所示：上端-截面内力,下端-截面内力,式中 Nl本层墙顶楼盖的梁或板传来的荷载即支承力；Nu由上层墙传来的荷载；elN

25、l对本层墙体截面形心线的偏心距；G本层墙体自重（包括内外粉刷，门窗自重等）。,图5-18竖向荷载作用下墙体计算简图,el值的确定：当梁、板支承在墙体上时，有效支承长度为a0，由于上部墙体压在梁或板上面阻止其端部上翘，使Nl作用点内移。规范规定，这时取Nl 作用在距墙体内边缘0.4 a0 处，因此Nl对墙体截面产生的偏心距el为,式中 y墙截面形心到受压最大边缘的距离，对矩形截面墙体，y=h/2，h为墙厚；a0梁、板有效支承长度。,计算简图：竖向连续梁；内力计算：风载作用时，近似按下式：,1.有左、右风两种情况；2.（1）刚性多层房屋外墙，洞口水平截面面积全截面面积的2/3；（2）层高和总高不超

26、过表5-5规定；（3）屋面自重不小于0.8kN/m2。可忽略风载的影响。,3.水平荷载作用下的计算,式中 q沿楼层高均布风荷载设计值；Hi第i层墙高，即第i层层高。,图3-16 风荷载作用计算简图,风载计算注意两点,4.选择控制截面进行内力计算,控制截面位置（每层墙取两个控制截面）：,II截面（上截面）：取墙体顶部位于大梁（或板）底的砌体截面，承受 M I、N I，需进行偏心受压承载力和局部受压承载力验算；IIII截面（下截面）：承受最大轴力N I I、弯矩为零，按轴向受压计算；底层墙取基础顶面；若需考虑风荷载，则该截面弯矩，因此需按偏心受压承载力计算。,注意：若几层墙体材料强度等级相同，只算

27、最下层；若材料强度等级改变，应增算开始降低的层。,当梁跨度大于9m的承重的多层房屋，宜再按梁两端固结计算梁端弯矩，乘以修正系数，按墙体线刚度分配到上层墙底部和下层墙顶部。,式中 a梁端实际支承长度；h支承墙体的厚度，当上下墙厚不同时取下部墙厚，当有壁柱时取hT。,此时-截面的弯矩不为零，不考虑风荷载时也应按偏心受压计算。,5.3.3 多层刚性方案房屋承重横墙的计算,1.计算单元和计算简图 因承受楼板传来的均布线荷载，计算单元取宽度为1米的横墙；计算简图：楼盖铰接、基顶固定端，构件的高度为层高。,2.控制截面的承载力验算,底部截面；顶部截面。当墙体支承梁时，需验算砌体局部受压承载力。,当横墙上有

28、洞口时应考虑洞口削弱的影响。对直接承受风荷载的山墙，其计算方法同纵墙。,例3-3 某三层办公楼，采用混合结构，如图5-21所示。砖墙厚240mm，大梁截面尺寸为bh=200mm500mm，梁在墙上的支承长度为240mm，采用MU10普通砖和M7.5混合砂浆砌筑。屋盖恒荷载的标准值为4.5kN/m2，活荷载标准值为0.5kN/m2；楼盖恒荷载的标准值为2.5kN/m2，活荷载标准值为2.0kN/m2，窗重0.3kN/m2，墙双面抹灰重5.24kN/m2，层高3.6m。试验算外纵墙和横墙高厚比和承载力。,图5-21 某办公楼的平剖面图,解（1）高厚比验算 确定静力计算方案 最大横墙间距s=3.33

29、=9.9m2H=24.5=9m，查表5-3，计算高度H0=1.0H=4.5m 砂浆强度等级M7.5，表5-4得允许高厚比=26。外墙为承重墙，故1=1.0,满足要求。,由于横墙上未开洞，故只验算底层外纵墙即可。,（2）外纵墙内力计算和截面承载力验算 计算单元 外纵墙取一个开间为计算单元；根据图5-21，取图中斜、虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积，窗间墙为计算截面。纵墙承载力由外纵墙（A、D轴线）控制，内纵墙由于洞口的面积较小，不起控制作用，因而不必计算。控制截面 墙体截面相同，材料相同，可仅取底层墙体上部-截面和基础顶部-截面进行验算。,各层墙体内力标准值计算a.屋面传来荷载恒荷载的标准值 4

30、.53.35.1/2+0.20.5255.1/2=44.24kN活荷载的标准值 0.53.35.1/2=4.21kNb.楼面传来荷载（考虑二、三层楼面活荷载折减系数0.85）恒荷载的标准值 2.53.35.1/2+0.20.5255.1/2=27.41kN活荷载的标准值 2.03.3（5.1/2）0.85=14.3kNc.二层以上每层墙体自重及窗重标准值（3.33.6-1.51.5）5.24+1.51.50.3=51.14kN楼面至大梁底的一段墙重为3.3（0.5+0.15）5.24=11.24kN底层墙体自重及窗重标准值,d.内力组合底层墙体上部-截面，如图5-22所示。第一种组合（G=1.

31、2，Q=1.4）NU=1.2（51.142+11.24+44.24+27.41）+1.4（4.21+14.3）=248.12kN,本层大梁传来的支承压力设计值为Nl=1.227.41+1.414.3=52.91kN,图5-22-截面的荷载情况,有效支承长度,0.4a0=0.4172=68.8mm,第二种组合（G=1.35，Q=1.4，c=0.7）NU=1.35（51.142+11.24+44.24+27.41）+1.40.7（4.21+14.3）=268.11kN本层大梁传来的支承压力设计值为Nl=1.3527.41+1.40.714.3=51.02kN,基础顶部-截面第一种组合N=1.255

32、.46+248.12+52.91=367.58 kN第二种组合N=1.3555.46+268.11+51.02=394 kN所以，取N=394 kN,e.截面承载力验算底层墙体上部-截面A=1800240=432000mm2，f=1.69MPa第一种组合,查附表3-1得=0.577,fA=0.5771.69432000=421.26103N=421.26kN NU+Nl=248.12+52.91=301.03kN,满足要求。,第二种组合,查附表1-1得=0.584,fA=0.5841.69432000=426.37103N=426.37kN NU+Nl=268.11+51.02=319.13k

33、N,满足要求。,基础顶部-截面e=0，=18.75，查附表3-1得=0.651 fA=0.6511.69432000=475.28103N=475.28kN N=394kN,满足要求。,f.大梁下局部受压承载力验算砌体的局部受压面积 Al=a0b=0.1720.2=0.0344m2影响砌体抗压强度的计算面积 A0=0.24(0.2+0.242)=0.1632m2,，取=0。,=0.7,满足要求。,（3）横墙内力计算和截面承载力验算 取1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取3.3m为受荷宽度，计算截面面积A=0.241=0.24m2，由于房屋开间、荷载均相同，因此近似按轴心受压验算。基础顶部-截面（考

34、虑二、三层楼面活荷载折减系数0.85）第一种组合 N=1.2（13.65.242+14.55.24+13.34.5+13.32.52）+1.4（13.30.5+0.8513.322）=111.19+18.02=129.21kN 第二种组合 N=1.35（13.65.242+14.55.24+13.34.5+13.32.52）+1.40.7（13.30.5+0.8513.322）=125.09+12.61=137.7kN 所以，取N=137.7 kN,e=0，底层H=4.5m，纵墙间距s=5.1m，所以H N=137.7kN 满足要求。,5.4 弹性与刚弹性方案房屋墙体的设计计算,5.4.1单层

35、弹性方案房屋承重纵墙的计算,计算假定：（1）屋架（或屋面大梁）与墙柱顶端铰接；下端嵌固与基础顶面；（2）屋架（或屋面大梁）刚度视为无穷大，柱顶水平位移相等。计算单元：取代表性区段，例如一个开间。计算简图：按有侧移排架分析内力。,图5-23 单层弹性方案房 屋计算简图,内力计算：一般存在以下两种情况：（1）屋盖竖向荷载对称作用；（2）水平风荷载非对称作用。,计算步骤：,（1）先在排架上端加一个不动水平铰支座，形成无侧移的平面排架，其内力分析和刚性方案相同，求出支座反力R及内力。（2）把已求出的反力R反向作用于排架顶端，求出其内力。（3）将上述两步求出的内力进行叠加，则可得到按有侧移的平面排架计算

36、结果。,1屋盖荷载作用,荷载对称，墙柱顶不存在水平位移，因此内力计算与刚性方案相同。,图5-24 屋盖荷载作用下内力,2风荷载作用,（1）假定在排架顶端加一个不动铰支座，与刚性方案相同。,由图（b）可得,（5-18）,将反力R反向作用于排架顶端，由图（c）可得,（5-19）,叠加式（5-18）和式（5-19）可得内力,弹性方案房屋墙柱控制截面为II及柱底IIIIII截面，承载力验算与刚性方案相同。,5.4.2单层刚弹性方案房屋墙、柱的计算,计算简图为铰接平面排架，并在柱顶增加一个弹性支座。,图5-26 单层刚弹性方案房 屋计算简图,1屋盖荷载作用,屋盖竖向荷载作用下的单层刚弹性方案房屋计算方法

37、与弹性方案房屋完全相同。,2.风荷载作用,在顶点水平集中力R的作用下，假设产生的弹性支座反力为X。,设：空间结构时柱顶水平侧移为s 平面结构时为p按定义：,（在x作用下的位移）,根据位移与力成正比的关系,可见：求知，弹簧支反力可知，该计算简图可解。,计算方法-叠加法,情况一：柱顶R作用,情况二：任意荷载,步骤如下：,（1）柱顶加不动铰支座，并求出其支反力R及相应内力；（2）把附加反力R反向作用于排架顶端，并与柱顶支座反力（1-）R进行叠加，即 R以 R的反方向作用于柱顶；（3）叠加。,5.4.3 多层刚弹性方案房屋墙、柱的计算,（一）多层弹性方案房屋的内力分析方法,图5-29 多层弹性方案房屋

38、计算简图,（二）上柔下刚多层房屋计算,5.5 地下室墙体的计算,地下室墙的结构设计特点：,（1）地下室墙体静力计算一般 属于刚性方案；（2）由于墙体较厚，一般可不进 行高厚比验算；（3）荷载种类多、荷载数值大：A、上部结构传来的荷载；B、顶板传来的荷载和地下 室墙自重；C、土侧压力；D、静水压力；E、室外地面荷载。,5.5.1计算简图,图5-30 地下室墙体计算,5.5.2 墙体荷载,作用荷载有：,（1）上部砌体传来的荷载Nu作用于第一层墙体截面的形心上（墙自重、及各层楼、屋盖传来竖向力）；（2）地下室顶盖梁、板传来的轴向力Nl，作用于距墙体内侧0.4a0处；其偏心距为：,1.土的侧压力,设计

39、算单元长度B：,式中 土的天然重力密度，按地质勘察资料确定，也可近似取 1820kN/m3；B计算单元长度（m）；H地表面以下产生侧压力土的深度（m）；土的内摩擦角，按地质勘察资料确定。,当无地下水时，按库仑主动土的侧压力为：,式中 受地下水影响的高度（m）；地下水的重力密度，一般可取10 KN/m3。,当有地下水时，应考虑地下水的浮力，此时土的侧压力为：,2.室外地面活荷载,一般按P=10kN/m2计取；为了简化计算，将p换算成当量土层，其高度为H=P/，并按土压力qp计算，从地面到基础底面都是均匀分布的，其侧压力数值为：,当地下室墙体的厚度D 与地下室墙体基础的宽度D之比 D/D0.7时，

40、由于基础的刚度较大，墙体下部支座可按部分嵌固考虑，其嵌固弯矩可按下式计算：,式中 M0按地下室墙下支点完全固定时计算的固端弯矩（kNm）；E 砌体的弹性模量（kN/m2）；C地基刚度系数，可按表5-6采用；H2地下室顶盖底面至基础底面的距离（m）。,1.内力计算,5.5.3 内力计算与承载力计算,2.控制截面与承载力计算 地下室墙计算截面上的内力按结构力学方法确定。控制截面：II截面（地下室墙体上部截面）：按偏心受压（NI，MI）和局部受压分别验算承载力；IIII截面（跨中最大弯矩截面）：按偏心受压验算承载力；IIIIII截面（地下室墙体下部截面）：按轴心受压验算承载力。,1.2Vsk+1.4Vpk0.8Nk,式中 Vsk土侧压力的合力；Vpk室外地面施工活荷载产生的侧压力的合力；基础与土的摩擦系数；Nk回填土时实际存在的轴向力。,5.5.4 施工阶段抗滑移验算,xiexie!,谢谢！,