混合结构房屋墙柱设计
混合结构房屋墙、柱设计
混合结构房屋墙、柱设计1. 引言混合结构房屋是指在建筑中采用不同材料的结构设计，既包括钢结构，也包括混凝土结构。
在混合结构中，墙体和柱是承担主要荷载的构件之一。
本文将介绍混合结构房屋墙体和柱的设计原则以及相关考虑因素。
2. 混合结构房屋墙体设计2.1 墙体类型选择在混合结构中，常见的墙体材料包括混凝土墙和钢筋混凝土墙。
墙体的选择应根据建筑需要、荷载要求、施工条件等因素综合考虑。
2.2 墙体承载能力计算墙体的承载能力计算需要考虑墙体的几何形状、材料强度、纵向配筋等因素。
根据墙体所受荷载和边界条件，可以采用弯曲计算、轴心受压计算等方法进行墙体承载能力的计算。
2.3 墙体稳定性设计墙体的稳定性设计包括水平稳定和垂直稳定两个方面。
水平稳定主要考虑墙体的抗风稳定能力，而垂直稳定则包括墙体的抗地震稳定能力。
在设计过程中，需要根据建筑的地理位置、设防烈度、建筑高度等因素来确定相应的稳定性要求。
3. 混合结构房屋柱设计3.1 柱形状和尺寸设计柱的形状和尺寸设计需要满足建筑荷载和结构要求。
根据柱的受力情况，可以选择矩形柱、圆形柱或其他形状的柱。
柱的截面尺寸需要通过强度计算和稳定性计算来确定，确保柱在承受荷载时不会发生破坏或过度变形。
3.2 柱的承载能力计算柱的承载能力计算需要考虑柱的几何形状、材料强度和配筋等因素。
常用的计算方法包括受压构件承载能力计算和弯曲构件承载能力计算。
同时，地震作用下的柱的承载能力也需要进行相应的计算。
3.3 柱的连接设计柱的连接设计主要涉及柱与梁、柱与地基的连接。
连接的设计需要满足强度和刚度要求，确保连接不会成为结构的弱点。
常见的连接方式有焊接连接、螺栓连接和榫卯连接等。
4. 结论本文介绍了混合结构房屋墙体和柱的设计原则和相关考虑因素。
墙体的设计应根据荷载要求和稳定性要求选择合适的墙体类型，并进行承载能力和稳定性的计算。
柱的设计需要注意柱的形状和尺寸选择、承载能力计算以及连接设计。
混合结构房屋墙体和柱的设计关系到房屋的安全和稳定性，因此设计过程中需要严格遵循相关的规范和要求。
混合结构房屋墙体设计概述
混合结构房屋墙体设计概述引言混合结构是指将不同材料和构造方式结合起来，构建起一个更加稳固和灵活的建筑结构。
在房屋建筑中，墙体作为承重构件起着至关重要的作用。
设计墙体时，需要考虑房屋的整体结构、荷载情况以及材料的选择等方面因素。
本文将对混合结构房屋墙体设计进行概述，并介绍常用的设计方法和注意事项。
I. 混合结构房屋墙体的设计原则在混合结构房屋墙体的设计过程中，需要遵循以下原则：1.结构合理性：墙体的设计应符合房屋整体结构的要求，能够承受荷载并保持稳定性。
2.材料选择：根据房屋的功能需求和安全要求，选择合适的材料进行墙体构建。
3.施工便利性：墙体设计应考虑施工工艺和成本，尽量采用简单易行的构造方式。
4.可维护性：设计的墙体应便于维护和修复，延长房屋的使用寿命。
II. 常用的混合结构墙体设计方法1. 框架与剪力墙结合法框架结构和剪力墙结构是常用的混合结构墙体设计方法之一。
在此设计方法中，墙体作为房屋的剪力墙，承担抗震和抗侧向荷载的作用。
同时，框架结构提供了垂直荷载的承载能力。
通过将这两种结构方式结合起来，可以增加房屋的整体稳定性和抗震能力。
2. 钢筋混凝土与预制墙板结合法钢筋混凝土与预制墙板结合法是一种常见的混合结构墙体设计方法。
在该方法中，钢筋混凝土构成房屋的结构框架，而预制墙板作为墙体材料嵌入到结构框架中。
这种组合方式可以提供较好的强度和稳定性，同时减少施工时间和成本。
预制墙板通常采用轻型材料，如砖混、轻骨料混凝土等，可以根据需要进行定制。
3. 钢结构与玻璃幕墙结合法钢结构与玻璃幕墙结合法是一种现代化的混合结构墙体设计方法。
钢结构作为房屋的主要承重构件，而玻璃幕墙则作为外墙材料，增加了建筑的美观和通透性。
该设计方法适用于高层建筑以及需要大面积采光的建筑。
同时，玻璃幕墙可以有效减少墙体的自重，提高建筑的抗震能力。
III. 混合结构墙体设计的注意事项在进行混合结构墙体设计时，需要注意以下事项：1.结构计算：进行墙体设计前，需要进行详细的结构计算，包括受力分析、荷载计算和抗震设计等。
建筑结构——混合结构房屋的墙、柱
（3）特点
a．横墙是主要的承重墙。外纵墙的立面处理比 较灵活。
b．横墙间距较小，刚度大，整体性好。
c．在横墙上放置预制楼板，结构简单，施工方
便，楼盖材料用量较少，但墙体用料较。
（4）适用
宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的 办公楼等，较高层的房屋。
4．纵横墙承重方案
（1）定义 由纵墙、横墙混合承受屋盖、楼盖竖向荷载的结构布置方案(图15-3)。
（2）抗震区
多层砖房楼（屋）盖的连接应符合下列要求：
a．当圈梁未设在预制板的同一标高时，板端伸进外墙的长度不应小于 120mm，伸进内墙的长度不宜小于100mm，且不应小于80mm，在梁 上不应小于80mm； b．当板的跨度大于4.8m，并与外墙平行时，靠外墙的预制板侧边与 墙或圈梁拉结，板缝用C20细石混凝土填实。 c．房屋端部大房间的楼盖，8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼、屋 盖，当圈梁设在板底时，预制板应相互拉结，并应与梁、墙或圈梁拉
结（图15-11）。图15-11中(b)、（d）、（f）的构造用于7、8度区； 图15-11（c）、（e）、（g）用于9度区。
1B2.1.2. 装配式楼盖布置 1.概述
进行楼盖结构布置和预制构件的选型，处理好预制构件 间的连接以及预制构件和墙、柱的连接。
（1）装配式楼盖
主要有铺板式、密肋式和无梁式等，
（2）铺板式楼盖设计步骤
a.根据建筑平面图、墙、柱位置，确定楼盖结构布置方 案，排列预制板、梁。
b.选择预制板、梁的型号，并对个别非标准构件进行设 计或局部采用现浇处理。
c.绘制施工图，处理好楼盖构件的连接构造。
2.预制板的型式
有空心板，正（倒）槽形板，平板和夹心板等。 （1）实心平板 （2）空心板 （3）槽形板
混合结构房屋墙柱设计
2、外纵墙维护、隔断, 便于设置门、窗；
3、楼盖结构较简单, 但墙体用料较多、间距受限。
.
3
二、纵墙承重方案 ◇荷载→板→梁→纵墙→基础
◇纵墙承重体系特点：
1、建筑平面Байду номын сангаас置较灵活； 2、纵墙承受荷载较大, 通
常设扶壁柱、 门窗大小、 位置受限；
3、房屋横向刚度较横墙承
重体系差。
.
4
应急预案的编制步骤
小时，房屋空间刚度较小；
◇荷载作用下房屋水平位移中v 较大，确定计算
简图时不能忽略水平位移影响(v＋Δ≈y)；
◇可不考虑空间工作性能(R≈R2)；
◇一般单层厂房、仓库、礼堂多属此种方案；
.
13
◇可按屋架（大梁）与墙（柱）铰接、不考虑 空间工作性能的平面排架或框架计算；
2、刚弹性构造方案：
◇房屋横墙间距较小、楼盖（屋盖）水平刚度加 大，房屋空间刚度加大；
MA RA
MARA MNl2e)l风M荷B 载 作M用2A下R：A
RB
3M 2H
屋面风载在纵墙体内不产生内力
墙面风载产生内力可按下式计算
MB
1qH2 8
RB
5 qH 8
RA
3qH 8
3)墙体自重按实际情况考虑
RB MB MB
RB 等截面：轴力；变截面：有弯矩
上端自由、底端固定的悬臂构件
◇控制截面:顶部、在风载作用下弯矩最大截面、下端
H
MB M'B 水平支杆反力
3
RA Fw8q1H
RB
3 8
q2
H
Fw q1
q2
Fw RA
＝ q1
q2
RB
《混合结构房屋墙》课件
商业建筑
适用于大型商业建筑和办 公楼，满足不同的功能需 求。
工业建筑
适用于工业厂房和仓库， 提供较强的承载力和防护 能力。
Part
02
混合结构房屋墙的设计与建造
设计原则与流程
原则
安全、经济、适用、美观
流程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
需求分析、初步设计、方案设计、施工图设计
建造材料的选择
砖
1
烧结普通砖、烧结多孔砖 、蒸压灰砂砖
成本效益高
通过合理选择材料和优化设计 ，混合结构房屋墙能够降低建 设成本，提高项目的经济效益
。
面临的挑战
材料兼容性
混合结构房屋墙涉及到多种材料的组 合，需要解决不同材料之间的兼容性 问题。
施工质量控制
混合结构房屋墙的施工过程较为复杂 ，需要严格控制施工质量，确保整体 结构的稳定性。
设计难度大
由于涉及多种材料的组合，混合结构 房屋墙的设计难度较大，需要充分考 虑各种因素。
Part
03
混合结构房屋墙的优势与挑战
优势分析
结构稳定性强
混合结构房屋墙采用多种材料 ，能够充分发挥不同材料的优 点，提高房屋的整体稳定性。
节能环保
混合结构房屋墙通常采用保温 、隔热材料，能够有效降低能 耗，符合绿色建筑的发展趋势 。
施工速度快
由于混合结构房屋墙的预制程 度较高，能够缩短施工周期， 提高建设效率。
《混合结构房屋墙》 ppt课件
• 混合结构房屋墙概述 • 混合结构房屋墙的设计与建造 • 混合结构房屋墙的优势与挑战 • 混合结构房屋墙的工程案例 • 结论
目录
Part
01
混合结构房屋墙概述
定义与特点
定义
wr建筑结构 混合结构房屋墙、柱设计
（2）
S=10.8m,bs=1.0m μ2=1-0.4bs/S=0.96
β=H0/h=19.2＜μ2［β］=0.96×24=23
4. 由于横墙的厚度、砌筑砂浆、墙体高度均与内纵墙
相同，且横墙上无洞口，又比内纵墙短，计算高度也小， 故不必进行验算。 5.隔墙高厚比验算
β=H0/h=30＜μ1［β］=31.68 满足要求
26
17
μ1—— 非 承 重 墙 允 许 高 厚 比 的 修 正 系 数 ， 对 承 重 墙 ， μ1=1.0；对厚度≤240mm的非承重墙，μ1值可按下列规定 采用：
当h=240mm时，μ1=1.2 当h=90mm时， μ1=1.5 240mm＞h＞90mm时，μ1可按插入法取值; μ2——有门、窗洞口墙允许高厚比的修正系数，可按下 式确定：
H=6..7m,得H0=1.0H=6.37m ［β
μ2=0.88
β=H0/hT=18＜μ1μ2［β］=1.0×0.88×24=21.22满足要
（2） 墙高取两壁柱间山墙平均高度6.79m,S=5m＜H,由附
表2 H0=0.6S=0.6×5=3.0m
1.
（1） 整片墙高厚比验算
带壁柱截面几何特征（图11.8
截面面积
A=8.125×105mm2 y1=148mm y2=240+250-148=342mm I=8.86×109mm4 i≈104mm hT=3.5i=364mm
壁柱下端嵌固于室内地面以下0.5m处，柱高 H=4.2+0.5=4.7m，S=24m＞2H=9.4m，由附表查得壁柱的
【例11.2】某单层单跨无吊车的厂房，采用装配式有檩体
系钢筋混凝土屋盖，带壁柱砖墙承重。厂房跨度为15m，
3混合房屋的静力计算和结构设计
3.混合房屋的静力计算和结构设计
墙柱高厚比验算
墙柱的计算高度与厚度之比称为高厚比 高厚比≦允许高厚比
3.混合房屋的静力计算和结构设计
H0 h
12
H0----墙、柱的计算高度，应按表5.4采用； h ----墙厚或矩形柱与H0相对应的边长； μ1----自承重墙允许高厚比的修正系数； μ2----有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数 [β]----墙、柱的允许高厚比
2、静力计算方案
按房屋空间受力性能的强弱(由η反映),即
空间刚度的大小,房屋的静力计算方案可分 为三种:
❖刚性方案： 0.33时
❖弹性方案： 0.77
❖刚弹性方案： 0.33 0.77
尽量设计成刚性方案，不宜采用弹性方案
3.混合房屋的静力计算和结构设计
静力计算方案
2、静力计算方案
3.混合房屋的静力计算和结构设计
楼面（屋面）→梁（屋架）→纵墙→基 础→地基
3.混合房屋的静力计算和结构设计
结构布置方案
2、横墙承重方案
房屋开间不大，横墙间距较小，将楼（或 屋面）板直接搁置在横墙上
楼面（屋面）板→横墙→基础→地基
3.混合房屋的静力计算和结构设计
结构布置方案
3、纵、横墙承重方案
楼(屋)面板→
梁→纵墙 横墙
→基础→地基
3.混合房屋的静力计算和结构设计
房屋的静力计算方案 墙柱高厚比验算 多层房屋墙体计算
3.混合房屋的静力计算和结构设计
房屋的静力计算方案
混合结构房屋
水平承重结构：板、梁、屋架等构件 竖向承重结构：墙、柱和基础
3.混合房屋的静力计算和结构设计
结构布置方案
1、纵墙承重方案 无内横墙或横墙间距很大,由纵墙直 接承受楼面、屋面荷载
第五章混合结构房屋的静力计算和结构设计
取H=4.2+0.5=4.7m
s=30>2H=2×4.7=9.4m
查表5.4得 H0=1.0H=4.7m，
μ1=1.0 ，μ2=1-0.4bs/s=1-0.4×3/6=0.8
查表5.5，得 [β]=22
H0 4.7 = 12.9 12 [ ] 0.8 22 17.6 hT 0.365
H0一律按刚性方案考虑， s取相邻壁柱间的距离。
将壁柱视为壁柱间墙的侧向不动铰支座，按矩形截面墙
的公式计算。
圈梁宽度b/s ≥ 1/30 时，可视作壁柱间墙的不动铰支。
五 混合结构房屋的静力计算和结构设计
壁柱间墙的高厚比验算
H0 = ≤1 2 [ ] h
H0—— 壁柱间墙的计算高度，按刚性方案选取
[β]——墙、柱的允许高厚比
五 混合结构房屋的静力计算和结构设计
墙、柱的计算高度
表5.4 受压构件的计算高度H0
五 混合结构房屋的静力计算和结构设计
应用表5.4 的注意事项
(1)关于构件高度H的取值
①在房屋底层，H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。
h ——墙厚 μ1——非承重墙允许高厚比修正系数 μ2——有门窗洞口墙允许高厚比修正系数，按式5.4计算
[β]——墙、柱的允许高厚比
五 混合结构房屋的静力计算和结构设计
例 5.3 无吊车的小型单层厂房，全长5×6m，宽15m， 屋面梁下弦高4.2m，平面及壁柱尺寸如图5.9所示。 采用MU10砖和M2.5混合砂浆砌筑，装配式无檁 体系钢筋混凝土屋盖，试验算各墙体的高厚比。
例 5.3
(4) 山墙整片墙验算 A=1292500mm2 ，hT=329mm；
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◇按偏压构件计算: N f A
19
2、多层、水平荷载作用下：
◇计算简图: 两端铰支的竖向连续梁
第五章 混合结构房屋墙、柱设计
1
§5-1 概述
一、混合结构
墙→砌体
屋盖、楼盖、板→钢砼
二、传力路径
竖向荷载→屋盖、楼盖→墙体→墙下基础
水平荷载→墙体→基础
承重墙
横墙
三、墙体分类 自承重墙
非承重墙
纵墙
2
§5-2 结构布置
一、横墙承重方案
◇荷载→板→ 横墙→基础
◇横墙承重体系特点：
1、房屋刚度较大, 整体性较好；
1.编制准备：
➢ 成立编写小组
•选择预案编制小组成员应考虑如下因 素： • 必须具有相应的工作能力、奉献 精神和权力； • 必须具备必要的专业技术知识； • 必须是国预家安案全生产编监督制管理过总局化程学品各登记中相心 关方的代
➢危险辨识和风险评价 危险辨识：识别和描述危险源及其特点的过程，其要素包括：
本层楼盖传来恒、活载
Nl
0.4a0 Nl作用点： 距内墙面0.4a0
Nu :上层楼盖、屋盖传来的恒、活载，墙自重； Nu作用点：上层楼层墙、柱截面中心
17
◇计算简图: 梁、板深入到墙体内，使墙体受到削弱，
不能承担弯矩，简化为铰；
下端轴力较大，弯矩小，也可简化为铰。
梁底 梁顶 Ⅰ
◇最不利截面及 Ⅰ 内力计算:
◇荷载作用下房屋水平位移中v 较大，确定计算
简图时不能忽略水平位移影响(v＋Δ≈y)；
◇可不考虑空间工作性能(R≈R2)； ◇一般单层厂房、仓库、礼堂多属此种方案；
13
◇可按屋架（大梁）与墙（柱）铰接、不考虑 空间工作性能的平面排架或框架计算；
2、刚弹性构造方案：
◇房屋横墙间距较小、楼盖（屋盖）水平刚度加 大，房屋空间刚度加大；
危险辨识内容包括以下几个方面： • 厂址和环境条件 • 厂区平面布置
功能分区（生产、管理、辅助生产、生活区）布置； 高温有害物质、噪声、辐射、易燃、易爆、危险品设施布 置；工艺流程布置；建筑物布置；风向、安全距离、卫生 防护距离等； • 建（构）筑物
辨识和分析建筑物的结构、防火、防爆、朝向、采光、 运输通道以及生产辅助设施；
2 盖、轻钢屋盖和有密铺 S<20
望板的木屋盖或木楼盖
瓦材屋面的木屋盖和轻
3 钢屋盖
S<16
刚弹性 弹性 方案 方案
32≤s≤72 S >72
20≤s≤48 S >48
16≤s≤36 S >36
16
§5-4 砌体房屋墙柱计算
一、刚性构造方案房屋、承重纵墙计算：
1、多层、竖向荷载作用下：
◇计算单元: 一个开间窗洞中线间距内竖向墙带 Nu◇竖向荷Nl载: :
本层楼盖底面Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ Ⅱ 窗口上边缘Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ 窗口下边缘Ⅲ - Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
下层楼盖顶面Ⅳ-Ⅳ
18
Ⅰ-Ⅰ截面：M I Nl e1 Nu e2
e1＝h/2－0.4a0 e2:上下截面形心间距
NI Nl Nu
Ⅱ-Ⅱ、 Ⅲ - Ⅲ 截面：
NⅡ＝NⅠ＋Nh3 NⅢ＝NⅡ＋Nh2
Nh3:h3范围内自重设计值 Nh2:h2范围内自重设计值
源、事件、后果、概率 原则：横向到边、纵向到底、不留死角
危险辨识的关键任务： 识别可能引发事故的材料、系统、生产过程或场所的特征；
辨识可能出现的事故后果。 危险辨识方法：
材料性质分析：毒性、燃烧性、爆炸性、稳定性以及活性反 应性。
生产工艺和条件 安全评价和分析方法 重大危险源辨识 利用经验
国家安全生产监督管理总局化学品登记中心
v
荷载→外墙→外墙基础 R2 Δ R＝R1＋ R2
R
空间工作状态
山墙
12
二、构造方案
◇试验分析发现，房屋空间工作性能的主要影响因素 为楼盖（屋盖）水平刚度和横墙间距大小。
◇房屋静力计算根据房屋空间工作性能分为刚性方案、 弹性方案、刚弹性方案。
1、弹性构造方案：
◇房屋横墙间距较大、楼盖（屋盖）水平刚度较 小时，房屋空间刚度较小；
国家安全生产监督管理总局化学品登记中心
三、纵横墙承重方案
◇荷载→纵板横→墙混横合承、重体纵系墙→基础 ◇纵横墙承重体系特点：
1、能适应房屋平面布置的多种变化, 更为满足
建筑功能要求；
2、纵、横两个方向的空间刚度均比较好。 8
四、内框架承重方案
◇荷载→柱→柱下基础 荷载→外纵墙→基础
◇内框图7架-4 承内框重架承体重体系系特点：
2、外纵墙维护、隔断, 便于设置门、窗；
3、楼盖结构较简单, 但墙体用料较多、间距受限。
3
二、纵墙承重方案 ◇荷载→板→梁→纵墙→基础
◇纵墙承重体系特点：
1、建筑平面布置较灵活； 2、纵墙承受荷载较大, 通
常设扶壁柱、 门窗大小、 位置受限；
3、房屋横向刚度较横墙承
重体系差。
4
应急预案的编制步骤
注： 从结构出发，设计时优先 选用横墙承重体系和纵横 墙混合承重体系
10
§5-3 按空间刚度分类
一、单层、单跨、外纵墙承重厂房： 水平荷载作用下：
1、无山墙： ◇计算单元: 窗洞中线间距内墙带
y
11
◇计算简图:
钢砼屋盖： 砖墙：
梁 柱
平面排架
节点： 铰结
柱端： 固定端ຫໍສະໝຸດ 2、有山墙：屋面水平梁
◇传力路径: 荷载→屋盖→山墙→ 山墙基础R1
◇荷载作用下房屋水平位移中v 减小，屋盖的总
侧移v＋Δ< y；
◇可考虑空间工作性能(R2< R)且R2＝η·R；
◇η：空间性能影响系数 η＝(v＋Δ)/y
◇按在墙、柱有弹性支座（考虑空间工作性能）
的平面排架或框架计算
14
弹性方案
刚弹性方案
3、刚性构造方案：
◇房屋横墙间距更小、楼盖（屋盖）水平刚度更 大时，房屋空间刚度大；
1、开间大, 平面布置灵活； 2、与全框架比, 可利用外墙承重, 节约材料； 3、横墙较少, 房屋空间刚度较差； 4、房屋由两种性能不同材料组成, 荷载作用下
产生不同压缩变形, 引起较大附加内力。 9
五、底部框架承重方案 ◇荷载→上部内、外墙→钢 砼梁、柱→基础
◇底部框架承重体系特点：
1、纵向刚度变化大； 2、底部内力变形较大。
◇荷载作用下房屋水平位移很小，可视墙、柱顶 端水平位移为0 ；
◇将楼盖或屋盖视为墙、柱的水平刚不性动方铰案支座， 墙、柱内力按不动铰支承的竖向构件计算；
◇一般多层砌体房屋属此种方案； 15
静力计算方案
屋盖或楼盖的类别
整体式、装配整体式和 1 装配式无檩体系钢砼屋
盖或钢砼楼盖
刚性 方案
S<32
装配式有檩体系钢砼屋