砌体结构 第4章

抗风荷载、地震作用不利；
纵墙是主要承重构件，外纵墙立面处理不便，在 外纵墙上开门、窗的大小和位置均受到一定限制。
砌体材料用量较少，楼（屋）盖用料较多。
➢ 纵墙承重方案适用于使用上要求有较大空间的房 屋，如图书馆、教学楼；或空旷的仓库、食堂等 单层房屋。
3.纵横墙承重方案
➢ 荷载传递线路为
➢ 纵横墙承重方案房屋的特点： 适用于多层的塔式住宅，房屋在两个相互垂直的
横墙较少，房屋的空间刚度较差，对抗震不利。
➢ 内框架承重方案适用于需要较大空间的房屋，如 食堂、商店、仓库等。
4.1.2 房屋的空间受力性能
➢ 当房屋结构受到局部荷载作用时，不仅直接承受 荷载的构件承担外力，非直接受荷构件也将不同 程度地参与工作，从而使直接受荷构件的内力和 侧移减小。这种直接受荷构件与非直接受荷构件 间，相互支承且共同承担荷载的协同工作，即房 屋的空间工作性能。
图13-12 各种方案的计算简图 ( )刚性计算方案 ( )刚弹性计算方案 ( )弹性计算方案
4.1.1 刚性和弹性方案房屋的横墙 1.横墙的厚度不宜小于180mm；
2.横墙中开有洞口时，洞口的水平截面积不超过横 墙全截面面积的50%；
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，不宜小于其总高度的一半。
➢ 如图所示的无山墙的房屋，在水平荷载作用下结 构顶部的位移仅取决于纵墙的刚度，楼屋盖仅保 证在传递荷载时两边墙体顶部位移相等。
➢ 静力计算时，→一个计算单元→平面排架→结构 力学求解→顶部侧移 u p很大。
➢ 对有山墙、横墙的房屋，有一定的空间刚度，顶 部侧移取决于楼屋盖的刚度、横墙及山墙的间距 和刚度。
➢ 对构件进行承载力或高厚比验算时所用的高度。
➢ 由于材料的性质，达不到完全意义上的固端、铰 接，故与构件实际高度有区别。
➢ 计算高度确定的条件
墙柱端部约束支承情况；
墙柱高度、截面尺寸及位置。
实际高度
n 2
F1
；
——与该横墙相邻个两道横墙之间的开间数，
对端横墙，n n1 或 n n2 ，对中间横墙，n n1 n2
W ——由屋面风荷载折算为每开间墙顶处的水平
集中风荷载；
R ——假定排架无侧移时作用在纵墙上的均布风
荷载所求出的每个开间墙顶反力；
——剪应力分布不均匀系数，取0.5；
G ——砌体剪变模量，取 G 0.4E。
纵墙起隔断、围护的作用，立面处理比较方便， 开窗比较灵活，开窗面积和位置不受限制。
楼（屋）盖结构简单、经济，能节约钢材和水泥； 但砌体材料用量较多。
横墙承重方案适用于开间较小、开间尺寸相差不 大的宿舍、旅馆和住宅等居住建筑。
2.纵墙承重方案
➢ 荷载→板→梁→纵墙→纵墙基础→地基 。 ➢ 纵墙承重方案特点： 横墙间距大、数量少，房屋横向刚度较小，对抵
➢ 位移分析
墙顶侧移不相等；
侧移最大处在中部，远离山墙（约束小）；
总侧移 us umax fmax ；
us u p 其中
umax ——山墙顶面水平位移→ 取决于山墙刚度
刚度↗→ umax ↘； fmax ——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↗及（横） 山墙间距↘ f max ↘ 空间作用明显 → 存在空间性能，空间性能好
当不能同时满足以上要求时，应对横墙的刚度进 行验算。如其最大水平位移 umax H 4000时，仍 可认为符合要求。
当门窗洞口的水平截面面积不超过横墙截面面积的 75%时，最大水平位移可按下式计算。
➢ 单层房屋：
umax
ub
us
FH 3 3EIຫໍສະໝຸດ FHGAnF
——
作用于横墙顶端的水平集中力，F
计算横墙的惯性矩时，可近似取横墙毛截面计算，
当横墙与纵墙连接时，可按Ｉ型或［ 型截面考虑， 与横墙共同工作的纵墙部分的计算长度每边
s 0.3H 。
➢ 多层房屋:
umax
n 6EI
m i 1
Pi
H
3 i
2n EA
m i 1
Pi H i
4.2 墙、柱计算高度及计算截面
4.2.1 墙、柱的计算高度
4.1.1 结构布置 1.横墙承重
➢ 平行于房屋长向的墙体称为纵墙，平行于房屋短 向的墙体称为横墙，房屋四周与外界相隔的墙体 称为外墙，其余称内墙。
➢ 荷载传递的主要路线是： 楼面板→横墙→基础→地基。
➢ 横墙承重方案特点：
横墙间距小、数量多，横向刚度较大，对抵抗风 荷载、地震作用比较有利；但横墙太多会导致建 筑布置和房屋的使用功能受到限制；
方向上刚度均较大，有较强的抗风、抗震能力； 在占地面积相同的条件下，外墙面积较少； 砌体应力分布较均匀，可以减少墙厚，或墙厚相
同时房屋可做得较高，且地基土压应力分布均匀。
4.内框架承重方案
➢ 荷载传递线路 ➢ 内框架方案特点 内部形成大空间，平面布置灵活，易满足使用要
求；
由于竖向承重构件的材料不同，压缩性能不一样， 以及柱基础和墙基础的沉降量也一致，设计时如 处理不当，结构容易产生不均匀的竖向变形，使 结构中产生较大的附加内力；
第4章 墙体的设计 4.1 房屋墙柱内力分析
➢ 混合结构：竖向受力构件为砌体（墙、柱）；水 平受力构件为钢筋混凝土（楼屋盖）。
➢ 混合结构设计→墙体布置→静力计算方案（计算 简图）→构件内力分析→截面承载力验算→构造 措施。
➢ 墙体的布置决定了→平面划分、房间大小、使用 功能、空间刚度、荷载传递线路。
→ f max ↘。
➢ 空间性能影响系数 us 1 1
s ——横墙间距；
up
chks
k ——弹性系数，取决于屋盖刚度。
越小，房屋空间工作能力越强。
4.1.3 房屋静力计算方案 1.刚性方案 ➢ 房屋的水平位移可忽略不计，空间刚度好；
➢ 在荷载作用下，墙柱内力按下端固定，上端有不 动铰支座的竖向构件来进行分析；
➢ ＜0.33~0.37.
2.弹性方案 ➢ 房屋的水平位移较大，空间刚度低；
➢ 在荷载作用下，按不考虑空间工作的平面排架来 分析内力；
➢ ＞0.77~0.82。
3.刚弹性方案 ➢ 有一定的水平位移，空间刚度介于刚性与弹性之
间； ➢ 在荷载作用下，按考虑空间作用的平面排架（或
框架）来分析内力。
➢ 0.33＜＜0.82。