砌体结构第五章 静力计算方案

5.2 混合结构房屋的静力计算方案
砌 体 结 构
5.2.3 刚性方案或刚弹性方案的横墙
当门窗洞口的水平截面 面积不超过横墙全截面 75 的 ％时：
umax P1 H 3 nPH 3 2.5nPH H 3 EI G 6 EI EA
悬臂横墙
n P1 作 用 于 横 墙 顶 端 的 集 中 平 荷 载 ， 1 P ; 水 P 2 P W R； n 与该横墙相邻的两横墙 开间数； 的 W 每开间中作用于屋架下 、由屋面风荷载（包 屋盖 弦 括 下弦以上一段女儿墙上 风荷载）产生的集中 力； 的 风 R 假定排架无侧移时，每 间柱顶反力； 开
5.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案
（4）.内框架承重方案
梁板的荷载一部分经由外纵墙传给墙基础，一 部分经由柱子传给柱基础，既不是全框架承重， 也不是全墙承重，故称内框架承重方案。
（4）.内框架承重方案 内框架承重方案的特点 （1）墙和柱都是承重构件，由于取消了内墙由柱代替， 在使用上可以取得较大空间，而不需增加梁的跨度； （2）由于竖向承重材料不同，钢筋混凝土柱和砖的压缩
此类房屋，荷载作用下的水平侧移取决于纵墙刚度，而屋盖结 构的刚度只是保证传递水平荷载时两边纵墙的位移相等。
假定：横梁为绝对刚性，把计算单
元的纵墙比拟为排架柱、屋盖结构
比拟为横梁，把基础看作柱的固定 端支座，屋盖结构和墙的连接点看
作铰接点，计算单元为单跨平面排
架，属于平面受力体系。分析如同 结构力学平面排架。
（一）两端无山墙
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
砌 体 结 构
5.2.1 混合结构房屋的空间工作
纵墙基础
风荷载
纵墙
屋盖 结构
山墙
山墙 基础
地 基
由于两端山墙的约束， 传力途径发生了改变。
（二）两端设有山墙
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
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5.2.1 混合结构房屋的空间工作
在均匀的水平荷载作用下，整个房屋墙顶的水平位移中间大两端小。
在设计多层混合结构房屋时，不宜采用弹性方案，因 为弹性方案房屋水平位移较大，当房屋高度增加时， 会因过大位移导致房屋的倒塌，或需要过度增加纵墙 截面面积。
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
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5.2.3 刚性方案或刚弹性方案的横墙
静力计算方案 房屋空间刚度的大小
屋盖或楼盖的类别和房屋中横墙的 间距以及刚度的大小
砌 体 结 构
5.2.2 房屋静力计算方案的分类
按房屋空间作用大小，混合结构房屋静力计算方案分为：
3. 刚弹性方案
房屋的空间刚度介于两 者之间， us u p，纵墙顶端水平位移 0 比弹性方案小，但又不 可忽略不计，其受力状 态介于上述两种 方案之间 这时墙柱内力可按考虑 , 空间作用的平面排架或 框架计 算。
（二）两端设有山墙
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
砌 体 结 构
5.2.1 混合结构房屋的空间工作
u 平面排架的位移，其大 小主要取决于纵墙本身 的刚度；
p
u 空间排架的位移，其大 小则取决于纵墙本身的 刚度、
s
两山墙的距离、刚度和 屋盖的水平刚度；
山墙的距离很远：也即屋盖水平梁的跨度很大时，跨中水平 位移大。 山墙刚度差：山墙顶的水平位移大，也即屋盖水平梁的支座 位移大，因而屋盖水平梁的跨中水平位移也大。
第一类屋盖k=0.03；第二类屋盖k＝0.05；第三类屋盖k＝0.065；
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5.2.1 混合结构房屋的空间工作
横墙间距s是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素； 多层房屋不仅存在沿房屋纵向各开间的相互作用，而且还存在 各层之间的相互作用，计算结果表明，多层房屋的空间性能影 响系数较表中数值偏小，《规范》取表中数值。
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
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5.2.2 房屋静力计算方案的分类
作用于屋盖平面内的水平力R分为两部分传递: 一部分R1通过前后纵墙与屋盖楼盖形成的平面排架作用传 至基础，R1的传力途径属平面传力体系；
另一部分R2通过屋盖以横墙为支座的水平梁作用传至横墙， 再由横墙的竖向悬臂梁作用传至基础，R2的传力途径属空 间传力体系。
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5.2.3 刚性方案或刚弹性方案的横墙
《规范》：刚性方案或刚弹性方案的横墙应符合的要求：
（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）。
墙体的内力计算
墙体的截面承载力计算
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
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5.2.1 混合结构房屋的空间工作
内力计算首先要确定计算简图，分析如下： 风荷载 屋面ห้องสมุดไป่ตู้ 纵墙 屋面 大梁 纵墙 基础 纵墙 地 基 基础
地 基
假定：作用于房屋的 荷载是均匀分布的， 外纵墙的窗口也是有 规律均匀排列的。 （一）两端无山墙
量不同，基础形式不同，容易产生基础不均匀沉降，若设
计处理不当，会使构件产生较大附加应力。
（3）横墙较少，房屋的空间刚度差，抗震性能差。
（4）对抗震设防地区，宜采用多排柱的内框架结构体系。
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2 砌体房屋的静力计算方案 5.2.1 混合结构房屋的空间工作
混合结构为空间受力体系，承担竖向和水平向各种荷载。 墙体的计算是混合结构房屋结构设计的重要内容：
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5.2.2 房屋静力计算方案的分类
按房屋空间作用大小，混合结构房屋静力计算方案分为：
2. 弹性方案
房 屋 的 空 间 刚 度 很 小 ，s u p， 即 墙 顶 的 最 大 水 平 位 接 u 移 近于平面结构体系，这 墙柱内力可按不考虑 间作用的 时 空 平面排架或框架计算。
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
越大，表示考虑空间工 作后的排架柱顶最大水 平位移与平面
排架的柱顶位移越接近 ，房屋的空间作用越小 。
考虑空间工作后的侧移 折减系数。
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5.2.1 混合结构房屋的空间工作
《规范》采用半经验、 半理论的方法确定值，以此将屋盖系统 k 按照其刚度大小分为三 类（表5 2）：
板→横墙→基础→地基
适用范围：房屋的开间 不大（3～4.5m）
将楼面（或屋面）板直 接搁臵在横墙上。
5.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案
砌 体 结 构
横墙承重方案的特点 （1）横墙是主要的承重墙，纵墙为围护、隔断和将横墙
连成整体的作用。对设在纵墙上的门窗洞口大小和位臵的 限制较少。
（2）由于横墙的数量多，间距小，又有纵墙在纵向拉结， 房屋的空间刚度大、整体性好，在抵抗风荷载、地震作用 和调整地基的沉降不均匀方面比纵墙承重方案好。 （3）横墙承重方案结构跨度小、整体性好，但与纵墙承 重方案相比墙体材料用量多。
屋盖本身刚度差：加大了屋盖水平梁的跨中水平位移。
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
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5.2.1 混合结构房屋的空间工作
房屋空间作用的大小用 空间性能影响系数 表示：

us 1 1 1 up chks
us 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； u p 在外荷载作用下，平面 排架的水平位移； k 屋盖系统的弹性常数， 取决于屋盖的刚度； s 横墙的间距。
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5.2.2 房屋静力计算方案的分类
《规范》中对于刚度较 大的第一类屋盖 : 当 0.77时，按弹性方案计算 （便于安全） ; 当 0.33时，按刚性方案计算 （可使计算简化） ; 当0.33 0.77时，按刚弹性方案计算 ;

5.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案
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（3）.纵横墙混 合承重方案
荷载传递路径
梁 楼面（屋面）板 横墙或纵墙 纵墙 基础 地基
应用范围：建筑物的功能要求房间的大小多变，如教学
楼、办公楼、医院、图书馆等。
5.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案
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特点： 1.纵横墙均作为承重构件，使得结构受力较为均匀，避免 墙体局部承载过大； 2. 既可保证有灵活布臵的房间，又具有较大的空间刚 度和整体性。
5.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案
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（2）.纵墙承重方案 竖向荷载主要传递路线： 板→纵墙→基础→地基；
板→梁→纵墙→基础→地基。 适用范围：要求有较大空间的 房屋（食堂、单厂、仓库等） 或隔墙位臵可能变化的房屋， 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。
砌体结构 block masonry structure
砌 体 结 构
§15.3.3 静力计算方案 1 砌体房屋的结构布置
混合结构房屋:主要承重构件由不同的材料组成的房屋； 如房屋的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构（或木结构）
墙、柱、基础等竖向承重构件采用砌体材料；
应用范围：一般民用建筑，如住宅、宿舍、办公楼、学校、 商店、食堂、仓库等，以及中小工业建筑。 墙体既是混合结构房屋的承重构件，又是围护结构，设计 时同时考虑结构和建筑两方面的要求。
原因：水平荷载不
仅在纵墙和屋盖组 成的平面排架内传
递，也通过屋盖平
面和山墙进行传递。
（二）两端设有山墙
5.2 混合结构房屋的静力计算方案
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5.2.1 混合结构房屋的空间工作