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文檔簡介
砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):具有很好的耐久性。保溫隔熱性能好。(不會(huì)形成冷橋)第一章砌體及其力學(xué)性能第二節(jié)砌體材料的強(qiáng)度等級(jí)及設(shè)計(jì)要求一、塊體的強(qiáng)度等級(jí)塊體的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所得到的抗壓極限強(qiáng)度劃分的。注:1.塊體的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)抗壓強(qiáng)度平均值確定的,與混凝土不同。2.磚的強(qiáng)度等級(jí)的確定除了要考慮抗壓強(qiáng)度外,還要考慮抗折強(qiáng)度。強(qiáng)度等級(jí)用符號(hào)MU表示,如MU10,MU表示砌體中的塊體強(qiáng)度等級(jí)的符號(hào),其后數(shù)字表示塊體強(qiáng)度的大小,單位為N/mm2。二、砂漿1.砂漿的種類:水泥砂漿、混合砂漿、石灰砂漿。2.砂漿的強(qiáng)度等級(jí)砂漿的強(qiáng)度等級(jí)系采用70.7mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試塊,在溫度為15~25℃環(huán)境下硬化,齡期為28d的極限抗壓強(qiáng)度平均值確定。砂漿試塊的底模對砂漿強(qiáng)度的影響頗大,砂漿標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用燒結(jié)粘土磚的干磚作底模。對于非粘土磚砌體,砂漿的強(qiáng)度等級(jí)用字母M表示,其后的數(shù)字表示砂漿強(qiáng)度大小,單位為N/mm2。砂漿的最低強(qiáng)度等級(jí)為M2.5。第三節(jié)砌體的抗壓強(qiáng)度砌體受壓破壞過程砌體受壓破壞過程分為三個(gè)階段:1.從加載到個(gè)別磚出現(xiàn)裂縫,大約在極限荷載的50~70%時(shí),其特點(diǎn)為不加載,裂縫不發(fā)展。2.形成貫通的裂縫,大約在極限荷載的80~90%時(shí),特點(diǎn)是不加載裂縫繼續(xù)發(fā)展,最終可能發(fā)生破壞。3.破壞,被豎向裂縫分割成的小柱失穩(wěn)破壞。各類砌體受壓破壞的過程是一樣的,只不過到達(dá)各階段時(shí)的荷載不同。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),砌體的抗壓強(qiáng)度比塊體的抗壓強(qiáng)度低,原因是砌體內(nèi)的塊體受力比較復(fù)雜,它要受彎矩、剪力、拉力和應(yīng)力集中的作用,與測量磚的強(qiáng)度等級(jí)時(shí)磚的受力狀態(tài)不同。由于砂漿層高低不平,砌體內(nèi)塊體的受力如同連續(xù)梁,如圖所示。塊體的抗拉和抗剪強(qiáng)度比較低,容易開裂出現(xiàn)裂縫,因此,砌體的抗壓強(qiáng)度比塊體的抗壓強(qiáng)度低。二、影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素1.塊材和砂漿的強(qiáng)度等級(jí)塊材和砂漿的強(qiáng)度等級(jí)是影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素。強(qiáng)度越高,砌體的抗壓強(qiáng)度亦高,但兩者影響程度不同,塊體影響程度大于砂漿的影響程度。2.砂漿的彈性模量和流動(dòng)性(和易性)砂漿的彈性模量越低,砌體的強(qiáng)度越低,原因是砌體內(nèi)的塊體受到的拉力越大。砂漿的和易性好,砌體的強(qiáng)度高,原因是砂漿的流動(dòng)性好,砌筑時(shí)砂漿比較平整,塊體所受的彎矩和剪力小。注:同樣強(qiáng)度等級(jí)時(shí),混合砂漿砌筑的砌體的抗壓強(qiáng)度大于水泥砂漿砌筑的砌體的抗壓強(qiáng)度。因此,《砌體規(guī)范》規(guī)定,當(dāng)用水泥砂漿砌筑時(shí),各類砌體的強(qiáng)度應(yīng)按保水性能好的砂漿砌筑的砌體強(qiáng)度乘以小于1的調(diào)整系數(shù)。3.塊材高度和塊材外形砌體強(qiáng)度隨塊材高度增加而增加。當(dāng)砂漿強(qiáng)度相同時(shí),塊材高度大的砌體不但有較高的砌體強(qiáng)度,而且隨塊材強(qiáng)度提高,砌體強(qiáng)度提高得也快。塊材的外形比較規(guī)則、平整,塊材內(nèi)彎矩、剪力的不利影響相對較小,從而使砌體強(qiáng)度相對較高。4.砌筑質(zhì)量砌筑質(zhì)量優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)之一是灰縫的質(zhì)量,包括灰縫的均勻性和飽滿程度。砌體結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范中,要求水平灰縫砂漿飽滿度大于80%?;铱p厚度對砌體抗壓強(qiáng)度也有明顯影響。對表面平整的塊材,砌體抗壓強(qiáng)度將隨著灰縫厚度的加大而降低。砂漿厚度太薄,砌體的抗壓強(qiáng)度也將降低,原因是砂漿層不平整。通常要求磚砌體的水平灰縫厚度為8~12mm。另外在施工時(shí)不得采用包心砌法,也不得干磚上墻。三、砌體的抗壓強(qiáng)度砌體的抗壓強(qiáng)度,主要取決于塊體的抗壓強(qiáng)度,其次是砂漿的抗壓強(qiáng)度,理論上砌體的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式應(yīng)包括所有的影響因素,但這是比較困難的,根據(jù)大量的試驗(yàn)經(jīng)回歸分析,砌體軸心抗壓強(qiáng)度的平均值可按下式計(jì)算:(1-1)式中:——砌體抗壓強(qiáng)度平均值(Mpa);、——分別為塊體和砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值(MPa);——與塊體類別和砌體砌筑方法有關(guān)的參數(shù);——砂漿強(qiáng)度影響的修正系數(shù);在表列之外的取1。——與塊體高度有關(guān)的參數(shù)。砌體軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是表示其抗壓強(qiáng)度的基本代表值,由概率分布的0.05分位數(shù)(保證率為95)確定。即(1-2)式中:——砌體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;——砌體抗壓強(qiáng)度的變異系數(shù)。砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算:(1-3)式中:——砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;f——砌體結(jié)構(gòu)的材料分項(xiàng)系數(shù),取1.6。第四節(jié)砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強(qiáng)度一、砌體的軸心抗拉強(qiáng)度(一)砌體軸心受拉破壞形式砌體軸心受拉時(shí),有三種破壞形式。沿齒縫截面的破壞當(dāng)軸向拉力與水平灰縫平行時(shí),有可能發(fā)生這種破壞,破壞面沿灰縫,為齒狀。沿塊體截面的破壞:當(dāng)軸向拉力與水平灰縫平行時(shí),有可能發(fā)生這種破壞沿塊體截面的破壞,塊體本身被拉斷。沿水平灰縫的破壞當(dāng)軸向拉力與水平灰縫垂直時(shí),有可能發(fā)生這種破壞。第一破壞的抗拉強(qiáng)度主要決定于砂漿和塊體之間的粘結(jié)力,而粘結(jié)力主要與砂漿的強(qiáng)度等級(jí)有關(guān),因此第一種破壞的抗拉強(qiáng)度主要與砂漿的強(qiáng)度有關(guān)。第二破壞的抗拉強(qiáng)度主要決定于塊體的強(qiáng)度等級(jí)。第三種破壞的抗拉強(qiáng)度很低,規(guī)范不允許有這種受力的構(gòu)件。當(dāng)軸向拉力與水平灰縫平行時(shí),有兩種破壞形式,到底發(fā)生那一種破壞,與塊體和砂漿的相對強(qiáng)度有關(guān),塊體強(qiáng)度高,砂漿強(qiáng)度低,發(fā)生第一種破壞,否則發(fā)生第二種破壞。(二)砌體的軸心抗拉強(qiáng)度根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,砌體沿齒縫截面破壞的抗拉強(qiáng)度平均值可按下式計(jì)算:(1—4)式中:——砌體沿齒縫截面破壞的抗拉強(qiáng)度平均值;——砂漿抗壓強(qiáng)度平均值?!禂?shù)。砌體沿塊體截面破壞的抗拉強(qiáng)度平均值可按下式計(jì)算:式中:——砌體沿塊體截面破壞的抗拉強(qiáng)度平均值;——塊體抗壓強(qiáng)度平均值。有了砌體抗拉強(qiáng)度的平均值,則可求出砌體抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可查有關(guān)表格。注:雖然砌體的抗拉強(qiáng)度有兩種,但由于塊體強(qiáng)度等級(jí)較高,所以,第一種抗拉強(qiáng)度起決定作用。二、砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度1砌體受彎破壞形式同砌體受拉一樣,砌體受彎曲也有三種破壞形式:沿齒縫截面的彎曲受拉破壞、沿塊體截面的彎曲受拉破壞和沿通縫截面的彎曲受拉破壞。第一和第三種破壞的彎曲抗拉強(qiáng)度主要決定于砂漿的強(qiáng)度等級(jí),第二破壞的彎曲抗拉強(qiáng)度主要決定于塊體的強(qiáng)度等級(jí),但第二種破壞形式一般不會(huì)發(fā)生。2砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,可得到砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度平均值的計(jì)算公式,同其他強(qiáng)度一樣由平均強(qiáng)度可得到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度和設(shè)計(jì)強(qiáng)度,設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可查有關(guān)表格:三、砌體的抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算:砌體受剪有兩種情況,一種是純剪,受剪面上只有剪力,第二種是受剪面上既有剪應(yīng)力又有正應(yīng)力。砌體的抗剪強(qiáng)度是根據(jù)試驗(yàn)得到的,試驗(yàn)時(shí)分為單面受剪和雙面受剪。影響砌體抗剪強(qiáng)度的主要因素有:塊體和砂漿的強(qiáng)度,受剪面上的垂直壓應(yīng)力,砌筑質(zhì)量和試驗(yàn)方法。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和理論分析,在法向壓應(yīng)力和和剪應(yīng)力的共同作用下,砌體的抗剪強(qiáng)度可按下式計(jì)算:(1—5)式中:——純剪時(shí)抗剪強(qiáng)度平均值:——法向壓應(yīng)力。純剪時(shí)抗剪強(qiáng)度平均值可按下式計(jì)算:(1—6)式中:——系數(shù)可查表格。第六節(jié)砌體的變形性能及其他性能砌體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)砌體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為一條曲線,可用下式表示:(1—7)式中;——砌體抗壓強(qiáng)度平均值;——彈性特征值;對于磚砌體,因此對于磚砌體有:另外,由上式知,當(dāng)時(shí),變形趨于無窮大這是不可能的,因此我國規(guī)范規(guī)定當(dāng)時(shí)的應(yīng)變?yōu)榇u砌體的極限應(yīng)變,代入上式則得到磚砌體的極限應(yīng)變?yōu)椋浩鲶w彈性模量彈性模量的表示方法初始彈性模量應(yīng)力應(yīng)變曲線原點(diǎn)處切線的正切。割線模量原點(diǎn)與應(yīng)力應(yīng)變曲線任一點(diǎn)連線的正切。切線模量應(yīng)力應(yīng)變曲線上某一點(diǎn)處切線的正切。砌體初試彈性模量取值見有關(guān)表格。三、砌體的剪切模量四、砌體的收縮與膨脹第二章砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算第一節(jié)砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法仍然采用概率論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。承載力極限狀態(tài)表達(dá)式為:式中:——結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)S——荷載效應(yīng);R——結(jié)構(gòu)的抗力。同混凝土結(jié)構(gòu)一樣在荷載效應(yīng)組合時(shí),有兩種組合即以恒載為主的組合和以可變荷載為主的組合??梢苑治龅玫剑寒?dāng)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的比值小于等于0.376時(shí),應(yīng)按永久荷載為主的情況進(jìn)行組合。反之按可變荷載為主的情況進(jìn)行組合。結(jié)構(gòu)的抗力:——砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整系數(shù),按下列規(guī)定取值:第二節(jié)受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算一、受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式無筋砌體受壓構(gòu)件,無論是軸心受壓還是偏心受壓,也不論是短柱或長柱,均可按下列公式計(jì)算:(2—1)式中:——軸向力設(shè)計(jì)值,經(jīng)過荷載效應(yīng)組合后的內(nèi)力值;——截面面積,對各類砌體均可按毛截面計(jì)算?!軌簶?gòu)件的高厚比,按下列公式計(jì)算:對于矩形截面:對于T型截面:由公式可以看出,受壓構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值是砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與截面面積的乘積,并通過系數(shù)考慮高厚比和軸向力的偏心距e的影響。因此,受壓構(gòu)件承載力的影響因素,除構(gòu)件截面尺寸和砌體抗壓強(qiáng)度外,主要取決于高厚比和偏心距e。通過高厚比的大小來區(qū)分軸心受壓短柱和軸心受壓長柱;再通過偏心距的大小來區(qū)分偏心受壓柱和軸心受壓柱。(四)荷載較大和偏心距較大的受壓構(gòu)件,很容易在截面受拉邊產(chǎn)生水平裂縫,此時(shí)截面受壓區(qū)減小,構(gòu)件剛度降低,縱向彎曲的影響增大,構(gòu)件的承載力顯著降低,結(jié)構(gòu)即不夠安全也不夠經(jīng)濟(jì)。故規(guī)范規(guī)定,在按式(2-1)進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí),軸向力的偏心距應(yīng)符合下列限值要求,即e≤0.6y式中y為截面重心至軸向力所在偏心方向截面受壓邊緣的距離。(五)軸向力的偏心距超過上述規(guī)定限值時(shí),應(yīng)考慮采取適當(dāng)措施,減小偏心距。如梁或屋架端部支承反力的偏心距較大時(shí),可在其端部下的砌體上設(shè)置具有“中心裝置”的墊塊或缺口墊塊?!爸行难b置”的位置或缺口墊塊的缺口尺寸,可視需要減小的偏心距而定。例題:截面尺寸為370×490mm的磚柱,磚的強(qiáng)度等級(jí)為MU10,混合砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M5,柱高3.2M,兩端為不動(dòng)鉸支座。柱頂承受軸向壓力標(biāo)準(zhǔn)值=160KN(其中永久荷載130KN,已包括磚柱的自重),試求:1)磚柱的軸力設(shè)計(jì)值;2)柱的承載力。解:可以判斷荷載效應(yīng)組合應(yīng)是依永久荷載控制的組合,所以軸力設(shè)計(jì)值為:=1.35×130+1.4×0.7×30=205.5KN柱的承載力:查表得柱的截面面積:查表得例2某食堂帶壁柱的窗間墻,截面尺寸見圖,壁柱高5.4m,計(jì)算高度為6.48m,用MU10粘土磚及M2.5混合砂漿砌筑,承受軸向力設(shè)計(jì)值,彎矩設(shè)計(jì)值(彎矩方向是墻體外側(cè)受壓,壁柱受拉),求窗間墻的承載力。解:承載力為:截面重心位置:截面慣性矩:回轉(zhuǎn)半徑:折算厚度:查表得:=333.43KN例3由混凝土小形空心砌塊砌筑的獨(dú)立柱截面尺寸為400×600mm,砌塊的強(qiáng)度等級(jí)為MU10,水泥砂漿的強(qiáng)度等級(jí)為M5,采用雙排組砌,柱高3.6m,兩端為不動(dòng)鉸支座,承受軸向力標(biāo)準(zhǔn)值為(其中永久荷載180KN,已包括自重),求柱的承載力。解:承載力為:柱的截面為:<應(yīng)對修正:=0.24+0.7=0.96由于柱為砌塊砌體,所以高厚比應(yīng)進(jìn)行修正,修正系數(shù)為1.1。查表得查規(guī)范表得由于為雙排組砌,所以設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)乘以0.7的降低系數(shù),又由于為水泥砂漿,所以還應(yīng)考慮0.9的修正系數(shù),所以砌體承載力為:=280KN注:雙向偏心受壓仍然按上述公式計(jì)算,值計(jì)算公式不同,見規(guī)范附錄D,另外,雙向偏心受壓時(shí),兩個(gè)方向的偏心距均不得大于該方向邊長的0.25倍。局部受壓計(jì)算一.局壓分類1均勻局部受壓:局壓面積上的壓應(yīng)力均勻分布2梁端局部受壓:大梁下的局部受壓,也成為非均勻局部受壓。3墊塊下局部受壓4墊梁下局部受壓二、局部受壓的破壞形式豎向裂縫發(fā)展而破壞劈裂破壞局壓面積處局部破壞三、局壓計(jì)算1均勻局部受壓計(jì)算式中:——作用于局部受壓面積上的縱向力設(shè)計(jì)值;——局部受壓面積——砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,可不考慮強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)的影響?!鲶w局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù),可按下式計(jì)算:——影響局部抗壓強(qiáng)度的面積,按規(guī)范圖5.2.2計(jì)算:2梁端局部受壓根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),梁端局部受壓時(shí)有兩個(gè)特點(diǎn):梁端下的局部受壓面積上不僅受梁傳來的荷載(梁的支座反力),而且還要受上部砌體傳到梁端的壓力,但根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),上部墻體傳到梁端又傳到局壓面積上的荷載不是固定的而是一個(gè)變量,因?yàn)楫?dāng)梁上有荷載時(shí),梁端下砌體在梁傳來的荷載作用下,將產(chǎn)生壓縮變形,如上部墻體的平均壓應(yīng)力較小,則在梁端的頂部與砌體接觸面積減小,甚至脫開,梁端頂部傳來的荷載通過拱的作用傳至梁的兩側(cè),梁不再受上部墻體傳來的荷載作用。但上部墻體傳來的荷載比較大時(shí),上部墻體也將產(chǎn)生壓縮變形,墻體將不再脫開。梁端存在一個(gè)有效支撐長度,而且在有效支撐上由于梁傳來的荷載所產(chǎn)生的壓應(yīng)力不是均勻分布的,而為曲線型分布。大梁在荷載作用下將產(chǎn)生彎曲變形,使梁端部翹起,梁端下部與墻體脫離,使梁在墻上的支承長度變小,由設(shè)計(jì)時(shí)的支承長度變?yōu)??!O(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)梁的支承長度;——有效支承長度;根據(jù)試驗(yàn)得到,梁端的有效支承長度可按下式計(jì)算:≤式中:——梁的截面高度;——砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,可不考慮強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)的影響。由于梁存在一個(gè)有效支承長度,因此局壓面積為——梁的截面寬度。梁的支座反力到墻邊的距離,不倫樓面梁還是屋面梁均為0.4。梁端局壓強(qiáng)度計(jì)算:局壓面積上的壓應(yīng)力由兩部分組成,一部分為上部砌體傳來在局壓面積上產(chǎn)生的壓應(yīng)力,另一部分為由大梁傳來的荷載在局壓面積上產(chǎn)生的壓應(yīng)力(為曲線分布),設(shè)由上部砌體傳來的作用于局壓面積上的壓應(yīng)力為,不等于上部砌體傳來的荷載在梁底截面處產(chǎn)生的壓應(yīng)力,大梁傳來的荷載在局壓面積邊緣處產(chǎn)生的壓應(yīng)力為,應(yīng)力豐滿系數(shù)為,也稱完整系數(shù),則有:則:令則有:局壓強(qiáng)度計(jì)算公式式中:——按平均壓應(yīng)力計(jì)算的上部荷在傳來的作用于局壓面積上的荷載設(shè)計(jì)值;?!喜科鲶w傳來的設(shè)計(jì)荷載在梁底截面處產(chǎn)生的平均壓應(yīng)力;——上部荷載的折減系數(shù),≥0;——壓應(yīng)力豐滿系數(shù),對于一般的梁取0.7,對于過梁和墻梁,取1.0的意義同前。3墊塊下局部受壓當(dāng)大梁直接放在墻體上不能滿足要求時(shí),可在梁下部設(shè)置墊塊,墊塊一般都做成剛性的。所謂剛性墊塊,要求墊塊從梁邊挑出的長度不大于墊塊的厚度。墊塊下的應(yīng)力分布與偏心的受壓構(gòu)件相接近,因此剛性墊塊下砌體的局壓承載力可按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算,其強(qiáng)度計(jì)算公式為:式中:——上部砌體傳來的作用于墊塊面積上縱向荷載設(shè)計(jì)值,——墊塊的面積,;,——墊塊的長度和寬度;——墊塊上和的合力偏心距對承載力的影響系數(shù),可查規(guī)范附錄D的有關(guān)表格,查表時(shí);大梁在墊塊上的支承長度可按下式計(jì)算:式中:——梁的截面高度;——?jiǎng)傂詨|塊的影響系數(shù),按下表取值;00.20.40.60.85.45.76.06.97.8作用點(diǎn)到墻邊的距離為0.4。和的合力偏心距為:——墊塊外砌體面積的影響系數(shù),取,但不小于,計(jì)算公式同前,局壓面積為墊塊的面積。當(dāng)墊塊與梁整澆時(shí),仍按上述方法計(jì)算。墊塊的構(gòu)造要求:(1)墊塊的厚度不宜小于180mm。(2)在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設(shè)置墊塊時(shí),其局壓承載力降低,因此其計(jì)算面積不考慮翼緣部分,只取壁柱范圍內(nèi)的面積。同時(shí)壁柱上墊塊深入翼墻的長度不應(yīng)小于120mm。(3)但現(xiàn)澆墊塊與梁整澆時(shí),墊塊可在梁高范圍內(nèi)設(shè)置。例1某鋼筋混凝土大梁截面尺寸為,梁的支承長度為a=240mm,荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的支座反力為墻體的上部荷載為260KN,窗間墻截面尺寸為1200*370mm,采用MU10磚,M2.5混合砂漿砌筑,求作用于局部受壓面積上的縱向力設(shè)計(jì)值,局部受壓面積上的承載力。解:承載力:,作用在局壓面積上的縱向力,>2取由于>3,所以作用在局壓面積上的縱向力為:==60KN承載力:=0。7*2*35200*1。3=64KN某鋼筋混凝土大梁截面尺寸為,梁的支承長度為a=240mm,荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的支座反力為墻體的上部荷載為260KN,窗間墻截面尺寸為1200*370mm,采用MU10磚,M2.5混合砂漿砌筑,梁端底部設(shè)有剛性墊塊,其尺寸為,,,求作用于墊塊下局部受壓面積上的縱向力設(shè)計(jì)值,局部受壓面積上的承載力。解:作用于墊塊下局部受壓面積上的縱向力:局部受壓面積上的承載力:==80+69.6=149.6KN計(jì)算墊塊上縱向力的偏心距,取的作用點(diǎn)位于距墻內(nèi)側(cè)表面處,此時(shí)應(yīng)為墊塊上表面梁端的有效支承長度。查表得查表,情況,得由于從局壓面積邊緣向外擴(kuò)大墻體厚度后已進(jìn)入窗洞口,因此影響局部抗壓強(qiáng)度的面積即為窗間墻的面積。=0。73*1。26*120000*1。3=143。49KN4墊梁下局部受壓梁下設(shè)有長度大于的墊梁下的砌體局部受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:式中:——墊梁上部軸向力設(shè)計(jì)值;——墊梁在墻厚方向的寬度;——當(dāng)荷載沿墻厚方向均勻分布時(shí)取1.0,不均勻分布時(shí)取0.8;——墊梁折算厚度;——分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩;——墊梁的高度;——砌體的彈性模量;——墻厚。墊梁上梁端有效支承長度按下式計(jì)算:受拉、受彎和受剪構(gòu)件計(jì)算一.受拉構(gòu)件計(jì)算式中:——軸心拉力設(shè)計(jì)值;——砌體抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——受拉構(gòu)件截面積。二、受彎構(gòu)件計(jì)算抗彎承載力計(jì)算式中:——彎矩設(shè)計(jì)值;——砌體彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——截面抵抗矩;抗剪承載了計(jì)算式中:——剪力設(shè)計(jì)值;——砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——截面面積矩;——截面慣性矩;——內(nèi)力臂,,對于矩形截面,;——截面高度;——截面寬度;三、受剪構(gòu)件計(jì)算沿通縫或階梯形截面破壞時(shí)受剪構(gòu)件的承載力按下列公式計(jì)算:當(dāng)=1.2時(shí)當(dāng)=1.35時(shí)式中:——設(shè)計(jì)剪力;——水平截面面積;——砌體抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度,對灌孔的混凝土砌塊砌體取——修正系數(shù),當(dāng)=1.2時(shí),磚砌體取0.60,混凝土砌塊砌體取0.64;當(dāng)=1.35時(shí),磚砌體取0.64,混凝土砌塊砌體取0.66;——剪壓符合受力影響系數(shù),與的乘積可查表;——永久荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的水平截面平均壓應(yīng)力;——砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——軸壓比。表與的乘積0.10.20.30.40.50.60.70.81.2磚砌體0.150.150.140.140.130.130.120.12砌塊砌體0.160.160.150.150.140.130.130.121.35磚砌體0.140.140.130.130.130.120.120.11砌塊砌體0.150.140.140.130.130.130.120.12第三章混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì)第一節(jié)房屋的結(jié)構(gòu)布置方案第二節(jié)房屋的靜力計(jì)算方案在房屋的內(nèi)力計(jì)算時(shí),根據(jù)房屋的空間剛度大小分為剛性方案、剛彈性方案和彈性方案三種靜力計(jì)算方案,各方案的內(nèi)力計(jì)算方法不同。1.剛性方案:房屋的空間剛度比較大,在水平荷在作用下,房屋的位移比較小,在內(nèi)力計(jì)算時(shí),可將墻體視為一豎向的梁,樓蓋和屋蓋為該梁的不動(dòng)鉸支座。2.彈性方案:房屋的空間剛度比較小,在荷載作用下位移比較大,內(nèi)力計(jì)算時(shí),按屋架與墻柱鉸接的排架或框架計(jì)算內(nèi)力。3.剛彈性方案:房屋的空間剛度介于上述兩者之間,在荷載作用下,房屋的位移不能忽略不計(jì),在內(nèi)力計(jì)算時(shí)按排架或框架計(jì)算,但要增加彈性支座。設(shè)——沒有橫墻時(shí)房屋在水平荷載作用下的位移;——該房屋在水平荷載作用下的真正位移。令——考慮空間工作后的側(cè)移折減系數(shù),也稱為空間性能影響系數(shù),可查規(guī)范第4.2.4條表4.2.4。越大,空間剛度越小,值越小,空間剛度越大,因此可用判斷房屋的計(jì)算方案,理論分析,<0.33時(shí),為剛性方案,>0.77時(shí)為彈性方案,0.33≤≤0.77為剛彈性方案。的大小主要于房屋橫墻的間距及樓蓋和屋蓋的形式有關(guān),因此我們還可以根據(jù)房屋橫墻的間距及樓蓋和屋蓋的形式判斷房屋的靜力計(jì)算方案,如表表3-2房屋的靜力計(jì)算方案屋蓋或樓蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案1整體式、裝配整體或裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋s<3232≤s≤72s>722裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋s<2020≤s≤48s>483冷攤瓦木屋蓋和石棉水泥輕鋼屋蓋s<1616≤s≤36s>36注:1.表中s為房屋橫墻間距,其長度單位為m。2.當(dāng)屋蓋、樓蓋類別不同或橫墻間距不同時(shí),可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.73.對無山墻或伸縮縫處無橫墻的房屋,應(yīng)按彈性方案考慮。另外,作為判斷方案的橫墻應(yīng)滿足如下條件:1墻厚不宜小于180mm。2有洞口時(shí),洞口水平截面積,不超過總截面積的50%。3單層房屋橫墻長度不宜小于其高度,多層房屋橫墻長度不宜小于其總高度的1/2。應(yīng)該注意:①當(dāng)橫墻不能同時(shí)符合上述要求時(shí),應(yīng)對橫墻的剛度進(jìn)行驗(yàn)算,如其最大水平位移值max≤H/4000(H為橫墻總高度)時(shí),仍可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。②凡符合第①條剛度要求的一段橫墻或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如框架等),也可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。第三節(jié)墻、柱高厚比驗(yàn)算及構(gòu)造要求墻體除了要滿足強(qiáng)度要求外,還要滿足穩(wěn)定性要求,即要滿足高厚比的要求。一、矩形截面墻、柱高厚比驗(yàn)算矩形截面墻、柱高厚比應(yīng)按下式驗(yàn)算:式中:——墻柱的計(jì)算高度,可查規(guī)范5.3.1——墻厚或與矩形柱較小邊長;—--墻厚小于等于240mm的非承重墻允許高厚比修正系數(shù);當(dāng)h=240mm時(shí),11.2;當(dāng)h=180mm時(shí),11.32;當(dāng)h=120mm時(shí),11.44;當(dāng)h=90mm時(shí),11.50?!虚T窗洞口墻允許高厚比修正系數(shù);按下式計(jì)算:21-0.4/(3—2)——在寬度為范圍內(nèi)的門窗洞口寬度;——相鄰窗間墻或壁柱之間的距離,或驗(yàn)算墻體的總長度。當(dāng)洞口高度小于等于墻高的1/5時(shí),取=1.0,當(dāng)算得的小于0.7時(shí),取0.7。二、帶壁柱墻的高厚比驗(yàn)算帶壁柱墻除了要驗(yàn)算整片墻的高厚比外,還要驗(yàn)算壁柱間墻的高厚比。1.整片墻的高厚比驗(yàn)算由于帶壁柱墻的計(jì)算截面為T形截面,故其高厚比驗(yàn)算公式為:(3—3)式中:——帶壁柱墻截面的折算厚度,;——帶壁柱墻截面的回轉(zhuǎn)半徑,;——分別為帶壁柱墻截面的慣性矩和面積。確定帶壁柱墻的計(jì)算高度時(shí),墻長s取相鄰橫墻的距離。計(jì)算截面回轉(zhuǎn)半徑時(shí),帶壁柱墻截面的翼緣寬度(包括承載力驗(yàn)算中確定截面面積A時(shí)),應(yīng)按下列規(guī)定取用:對于多層房屋,當(dāng)有門窗洞口時(shí),取窗間墻寬度;當(dāng)無門窗洞口時(shí),每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3,但不大于取相鄰壁柱間的距離;對于單層房屋,壁柱翼緣寬度可?。楸谥鶎挾龋瑸閴Ω撸?,但不大于相鄰窗間墻的寬度或相鄰壁柱間的距離。2.壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算驗(yàn)算壁柱間墻的高厚比時(shí),可將壁柱視為壁柱間墻的不動(dòng)鉸支點(diǎn),按矩形截面墻驗(yàn)算。因此,計(jì)算時(shí),墻長S取壁柱間的距離。而且,不論帶壁柱墻體的房屋靜力計(jì)算時(shí)屬何種計(jì)算方案,的值一律按規(guī)范第5.1.3條表5.1.3中剛性方案一欄選用。三.設(shè)置構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算1.整片墻驗(yàn)算當(dāng)構(gòu)造柱截面寬度不小于墻厚時(shí),可按下式驗(yàn)算:式中:為墻體厚,在確定墻體高度時(shí),S取構(gòu)造柱之間的距離;——墻體允許高厚比修整系數(shù),;式中:——系數(shù),對于細(xì)料石、半細(xì)料石砌體,;對于混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛石砌體,;其他砌體?!獦?gòu)造柱沿墻長方向的寬度;——構(gòu)造柱的間距。當(dāng)>0.25時(shí),取=0.25,當(dāng)<0.05時(shí),取=0。注:考慮構(gòu)造柱有利作用的高厚比驗(yàn)算不適用于施工階段。2.構(gòu)造柱間墻的高厚比驗(yàn)算同壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算,在確定墻體計(jì)算高度時(shí),取構(gòu)造柱之間的距離。設(shè)置鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻或帶構(gòu)造柱墻,當(dāng)時(shí),圈梁可視為壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻的不動(dòng)鉸支座(為圈梁的寬度)。如不允許增加圈梁的寬度,可按墻體平面外等剛度的原則增加圈梁的高度,以滿足壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻不動(dòng)鉸支座的要求。例題:某單層單跨無吊車的倉庫,壁柱間距4M,中開寬1.8m的窗口,車間長40M,屋架下弦標(biāo)高為5M,壁柱為370*490mm,墻厚為240mm,基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為-0.5M,砌體砂漿為M2.5求(1)整片墻的高厚比及修正后允許高厚比,(2)壁柱間墻的高厚比及修正后允許高厚比。解:,,,,,,,整片墻:剛彈性方案,,,整片墻高厚比:修正厚允許高厚比:壁柱間墻:,按剛性方案查表,因,s<H,所以,,修正后允許高厚比同正片墻。例:某倉庫外墻后240mm,又紅磚和M5.0砂漿砌筑,墻高5.4m,每4m長設(shè)有1.2m寬的窗洞,同時(shí)每4m設(shè)有鋼筋混凝土構(gòu)造柱(240*240mm)橫墻間距24m,試驗(yàn)算墻體的高厚比。解:整片墻:由于,,>,m,,,第四節(jié)剛性方案房屋的墻、柱計(jì)算一、剛性方案房屋承重縱墻計(jì)算1.單層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算計(jì)算單元:縱墻一般都比較長,計(jì)算時(shí)取一段計(jì)算(一般取一個(gè)開間),計(jì)算這一段的內(nèi)力,然后驗(yàn)算其強(qiáng)度,如果該段滿足,則認(rèn)為整個(gè)墻體滿足,這一段墻則為計(jì)算單元。計(jì)算簡圖:在荷載作用下,墻、柱可視為上端不動(dòng)鉸支承于屋蓋,下端嵌固于基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件,則得到計(jì)算簡圖。所受荷載包括屋面荷載、風(fēng)荷載和墻體自重。荷載作用下內(nèi)力計(jì)算:屋面荷載:包括恒載和活荷載。這些荷載通過屋蓋結(jié)構(gòu)(屋架、梁、板)傳到縱墻上,設(shè)傳給縱墻的荷載為,其偏心距為,則在墻體內(nèi)所產(chǎn)生的內(nèi)力為:,,風(fēng)荷載:同工業(yè)廠房一樣,風(fēng)載可看做由兩部分組成,一部分是屋面上的風(fēng)荷載簡化為集中荷載,另一部分為墻面上的風(fēng)載簡化為均布荷載,集中荷載在墻體內(nèi)不產(chǎn)生內(nèi)力,均布荷載產(chǎn)生的內(nèi)力可按下式計(jì)算:,,墻體自重:按實(shí)際情況考慮??刂平孛婕皟?nèi)力組合控制截面即最危險(xiǎn)的截面:控制截面有三個(gè)即頂部(Ⅰ—Ⅰ),在風(fēng)荷載作用下彎矩最大的截面(Ⅱ—Ⅱ),下端(Ⅲ—Ⅲ)。內(nèi)力組合按下列三種方式進(jìn)行:恒載+風(fēng)荷載恒載+風(fēng)活荷載恒載+0.85(風(fēng)荷載+活載)計(jì)算單元截面寬度內(nèi)力組合后則可按受壓構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,驗(yàn)算時(shí)需要知道構(gòu)件的截面尺寸或截面面積,如果開有洞口則取窗間墻的截面積。無洞口時(shí),取計(jì)算單元的寬度,當(dāng)設(shè)計(jì)壁柱時(shí),對于單層房屋,壁柱翼緣寬度可取(為壁柱寬度,為墻高),但不大于相鄰窗間墻的寬度或相鄰壁柱間的距離。2.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算計(jì)算單元:同單層房屋。般取一個(gè)開間為計(jì)算單元。確定計(jì)算簡圖:載豎向荷載作用下,假定墻體為以樓蓋作為水平不動(dòng)鉸支座的豎向連續(xù)構(gòu)件,如圖所示。原因是樓板深入到墻體內(nèi),使墻體受到削弱,不能承擔(dān)彎矩,所以簡化為鉸,下部軸向力較大,彎矩小,也可簡化為鉸。對于風(fēng)荷載,簡化為一條豎向的連續(xù)梁,但對于剛性方案的房屋,當(dāng)滿足以下要求時(shí),可不考慮風(fēng)荷載對外墻、柱的內(nèi)力影響:(1)洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3。(2)層高和高度不超過規(guī)范表4.2.6所規(guī)定的數(shù)值。(3)屋面自重不小于0.8KN/m2。表4.2.6剛性方案多層房屋的外墻不考慮風(fēng)荷載影響時(shí)的最大高度基本風(fēng)壓(KN/m2)層高(m)總高(m)0.40.50.60.74443.528241818當(dāng)必須考慮風(fēng)荷載時(shí),風(fēng)荷載引起的彎矩,可按下式計(jì)算:——沿樓層高均布荷載設(shè)計(jì)值。——層高。對于多層砌塊房屋190mm厚的外墻,當(dāng)層高不大于2.8m,總高度不大于19.6m,基本風(fēng)壓不大于0.7KN/m2時(shí)可不考慮風(fēng)荷載的影響。計(jì)算單元截面寬度:同單層。豎向荷載作用下的控制截面:控制截面為每層的頂部和底部,即Ⅰ—Ⅰ截面和Ⅱ—Ⅱ截面。Ⅰ—Ⅰ截面彎矩較大,Ⅱ—Ⅱ截面軸力較大。注:上述計(jì)算模型認(rèn)為梁在墻體上為鉸支,梁對墻體沒有約束彎矩,實(shí)際上是有約束彎矩的,梁的跨度越大約束彎矩越大,因此規(guī)范規(guī)定,對于梁跨度大于等于9m的墻承重時(shí),還應(yīng)按梁端約束力矩作用考慮,計(jì)算時(shí),梁端按固結(jié)計(jì)算彎矩,考慮到節(jié)點(diǎn)變形等因素乘以修整系數(shù)后作為彎矩計(jì)算,然后按線剛度分配到上層墻體的底部和下層墻體的上部。值按下式計(jì)算:式中:——為梁端搭接長度;——為支承墻厚度。豎向荷載作用下控制截面內(nèi)力計(jì)算Ⅰ—Ⅰ截面:式中:——本層樓蓋傳來的荷載;——對墻體截面重心的偏心距;——上層傳連的荷載;——對墻體截面重心的偏心距;——上下墻體的厚度。Ⅱ—Ⅱ截面:——本層墻體的重量。二、承重橫墻計(jì)算計(jì)算單元承載橫墻取1.0m寬為計(jì)算單元。計(jì)算簡圖:同縱墻??刂平孛妫河捎跈M墻兩側(cè)都有樓板,應(yīng)力比較對稱,所以頂部彎矩也比較小,因此下部截面為控制截面。控制截面內(nèi)力:式中:——本層右側(cè)傳來的荷載——本層左側(cè)傳來的荷載第五節(jié)彈性方案房屋墻柱計(jì)算單層彈性方案房屋對于單層彈性方案房屋,可取一個(gè)開間為計(jì)算單元,其計(jì)算簡圖為一可側(cè)移的鉸接平面排架,即按不考慮空間作用的平面排架進(jìn)行墻柱內(nèi)力分析。也就是假定墻(柱)的上端與屋架(或梁)鉸接,下端與基礎(chǔ)固接,假定屋架或梁的剛度無限大。其內(nèi)力計(jì)算方法同廠房。多層彈性方案房屋墻柱計(jì)算多層彈性方案房屋墻柱的內(nèi)力可按可以自由側(cè)移的平面框架進(jìn)行計(jì)算,具體計(jì)算同框架。這里要說明的是,由于彈性方案房屋缺少抗側(cè)力的結(jié)構(gòu),水平荷載主要由砌體墻和柱承擔(dān),這樣在砌體墻柱內(nèi)將產(chǎn)生很大的內(nèi)力(主要是彎矩),而砌體在彎矩作用下其承載力將會(huì)顯著降低,因此,將造成構(gòu)件截面尺寸過大,即使如此房屋的側(cè)向剛度也是很小,因此對這類結(jié)構(gòu)房屋在使用時(shí)要特別注意,只要允許就要采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。第五節(jié)剛彈性方案房屋墻柱計(jì)算單層剛彈性方案房屋單層剛彈性方案房屋,由于空間作用,其側(cè)移減小,因此在內(nèi)力計(jì)算時(shí)就不能象彈性方案按自由側(cè)移的排架結(jié)構(gòu)計(jì)算,為此我們在彈性方岸的基礎(chǔ)上,在頂部加一個(gè)彈性支座。如圖其內(nèi)力計(jì)算同排架結(jié)構(gòu)廠房考慮空間工作的內(nèi)力計(jì)算方法一樣,即分兩部,在頂部加一個(gè)水平不動(dòng)鉸支座,屋蓋或樓蓋認(rèn)為是墻柱水平方向的彈性支座,下端固定于基礎(chǔ)頂面,其計(jì)算簡圖為一平面排架,樓蓋或屋蓋為其彈性支座。多層剛彈性方案可按屋架、大梁或大梁與墻(柱)為鉸接并考慮空間工作的平面排架或框架計(jì)算。如圖。第六節(jié)上柔下剛的多層房屋在有些建筑物中下部為辦公室,頂層為會(huì)議室,橫墻間距比較大,下部為剛性方案,上部為彈性方案或剛彈性方案。這類房屋則為下剛上柔的房屋。在計(jì)算時(shí),上部按單層的剛性或剛彈性房屋計(jì)算,下部則按剛性房屋計(jì)算。例.(分)某三層混合結(jié)構(gòu)房屋,剛性方案,層高3.4m,3.2m,3.2m,開間為3.6m,墻厚240mm,5.4m跨鋼筋混凝土梁擱置處有附墻垛130×490mm,窗間墻1.8m,采用MU10磚,M2.5混合砂漿,平面、剖面見圖(a)、(b)、(c),大梁的實(shí)際支承長度為370mm。本工程不考慮風(fēng)荷載及地震作用。要求:1)底層B軸外縱墻的高厚比驗(yàn)算。2)B軸3—3截面的承載力驗(yàn)算:3—3截面軸向力標(biāo)準(zhǔn)值392kN,設(shè)計(jì)值480kN。注:f=1.3Mpa,A=495700mm2,I=40.633×108mm4,y1=144mmy2=226mm,表1墻柱計(jì)算高度房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)墻排架方向垂直排架方向S>2H2H≥S>HS≤H單跨剛彈性方案1.2H1.0H1.2H剛性方案1.0H1.0H1.0H0.4S+0.2H0.6S表2影響系數(shù)βe/h或e/hT00.0250.050.0750.10.1580.910.860.810.760.700.59100.870.820.760.710.650.55120.820.770.710.660.600.51140.770.720.660.610.560.47160.720.670.610.560.520.44180.670.620.570.520.480.40第七節(jié)墻、柱的主要構(gòu)造措施砌體材料的最低強(qiáng)度等級(jí)五層及五層以上房屋的墻,以及受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?M的墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí),應(yīng)符合下列要求:磚采用MU10,砌塊采用M7.5,石材采用MU30,砂漿采用M5。地面以下或防潮層以下的砌體,潮濕房間的墻,所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合下表要求:基土的潮濕程度燒結(jié)普通磚、蒸壓灰砂磚混凝土砌塊石材水泥砂漿嚴(yán)寒地區(qū)一般地區(qū)稍潮濕的MU10MU10MU7.5MU30M5很潮濕的MU15MU10MU7.5MU30MU7.5含水飽和的MU20MU15MU10MU40MU10二.墻、柱的最小截面尺寸墻、柱的最小截面應(yīng)滿足下列要求:1.承重獨(dú)立磚柱,截面尺寸不應(yīng)小于240mm×370mm;2.承重墻厚,磚和砌塊墻不宜小于180mm;毛石墻不宜小于350mm;毛料石柱截面較小邊長不宜小于400mm。3.窗間墻寬度不宜小于1000mm,轉(zhuǎn)角墻寬度不宜小于600mm。二、墊塊的設(shè)計(jì)要求跨度大于6m的屋架和跨度大于下列數(shù)值的梁,其支承下的砌體應(yīng)設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土墊塊,當(dāng)墻中設(shè)有圈梁宜澆成整體;(1)對磚砌體為4.8m;(2)對砌塊和料石砌體為4.2m;(3)對毛石砌體為3.9m。這是為了防治梁超過上列跨度時(shí),梁的集中荷載較大,即對其下的砌體的局部壓應(yīng)力也較大,同時(shí)由于超過上列跨度時(shí),梁的變形也相應(yīng)增大,使砌體產(chǎn)生非均勻的局部壓力,以致壓碎梁下的砌體。設(shè)置墊塊或墊梁可使梁下的壓力得到均勻擴(kuò)散,使局部壓應(yīng)力大大減少,同時(shí)也可通過墊塊或墊梁的整體作用,減小對墻體構(gòu)件的偏心影響,這對墻體的承載力和安全都是有利的。三、墻體壁柱設(shè)置要求當(dāng)梁跨度大于或等于下列數(shù)值時(shí),其支承處宜加設(shè)壁柱。對厚度240mm的磚墻為6M。對厚度180mm的磚墻為4。8M。對砌塊和料石墻為4.8m當(dāng)超過上述跨度時(shí),梁的變形較大,而梁的變形又會(huì)引起兩端薄墻在水平方向一定的傾斜,這無形中增加了墻體的附加偏心引起的彎矩,造成對墻體承載力的降低。四、墻體(柱)與樓(屋)蓋構(gòu)件的連接構(gòu)造墻體(柱)與樓(屋)蓋構(gòu)件的連接構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求:1.預(yù)制鋼筋砼板的支承長度,在墻上不宜小于100mm;在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80mm:予制鋼筋混凝土梁在墻上的擱置長度不宜小于240mm。2.支承在墻、柱上的吊車梁、屋架及跨度大于等于下列數(shù)值的預(yù)制梁的端部,應(yīng)采用錨固件與墻、柱上的墊塊錨固:(1)對磚砌體為9m;(2)對砌塊和料石砌體為7.2m;(3)骨架房屋的填充墻,應(yīng)分別采用拉結(jié)條或其他措施與骨架和橫梁連接;(4)山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部,風(fēng)壓較大的地區(qū),檁條應(yīng)與山墻錨固,屋蓋不宜挑出山墻。五、墻體間的連接要求1.砌塊砌體應(yīng)分皮錯(cuò)縫搭砌。上下皮搭砌長度不得小于90mm;小型空心砌塊上下皮搭砌長度不得小于90mm。當(dāng)砌塊搭砌長度不滿足上述要求時(shí),應(yīng)在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于24的鋼筋網(wǎng)片(橫向鋼筋的間距不宜大于200mm),網(wǎng)片每端均應(yīng)超過該垂直縫,其長度不得小于300mm2.砌塊的兩側(cè)宜設(shè)置灌縫槽,槽內(nèi)灌滿砂漿;無預(yù)留灌縫槽時(shí),墻體應(yīng)采用兩面粉刷。3.砌塊墻與后砌墻交接處,應(yīng)沿墻高每400mm在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于24的鋼筋網(wǎng)片。4.混凝土砌塊房屋,宜在外墻轉(zhuǎn)角處、樓梯間四角的砌體孔洞內(nèi)設(shè)置不少于112的豎向鋼筋,并用C20細(xì)石混凝土灌實(shí)。豎向鋼筋應(yīng)貫通墻高并錨固在基礎(chǔ)和樓蓋、屋蓋處的圈梁內(nèi),錨固長度不小于30d(d為鋼筋直徑)。鋼筋接頭用綁扎或焊接,綁扎時(shí)搭接長度不得小于35d。5.混凝土小型空心砌塊房屋,上述部位的縱橫墻交接處,應(yīng)以墻中線為準(zhǔn),在每邊不小于300mm范圍內(nèi)的孔洞中,用不低于砌塊材料強(qiáng)度等級(jí)的混凝土灌實(shí),灌實(shí)高度為全部墻身高度。同樣對其墻體的下列部位,如未設(shè)圈梁或混凝土墊塊,須做上述灌實(shí)混凝土的處理:擱柵、檁條和鋼筋混凝土樓板的支承面下高度不小于200mm的砌體;屋架、大梁的支承面下,高度不小于400mm,長度不小于600mm的砌塊;挑梁支承面下,縱橫墻交接處,距墻中心線每邊不小于300mm,高度不小于400mm的砌體。6.空頭墻的下列部位,要求采用斗磚或眠磚實(shí)砌:丁字、十字或L型縱橫墻交接處,自墻中線算起,每邊不小于370mm的砌體;室內(nèi)地面以下及地面以上高度為180mm范圍內(nèi)的砌體:擱柵、檁條和鋼筋混凝土樓板等構(gòu)件的支承面下,高度為120~180mm的通長范圍內(nèi)的砌體,且砂漿不低于M2.5;屋架、大梁等構(gòu)件的混凝土墊塊底面以下,高度為240~360mm,長度不小于740mm的砌體,且砂漿不低于M2.5。六、防止墻體開裂的主要措施(一)防止溫度變化和砌體干縮變形引起墻體的裂縫1.屋面上設(shè)置保溫層或隔熱層;2.采用溫度變形小的屋蓋體系,如瓦材屋蓋或裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋;3.屋頂處設(shè)置檐口圈梁,最好圈梁不露在室外。不設(shè)圈梁時(shí),房屋頂層四角墻體內(nèi)加配適量的轉(zhuǎn)角水平鋼筋;設(shè)置溫度伸縮縫,伸縮縫的間距可按表3-4的規(guī)定采用。表3-4砌體房屋溫度伸縮縫間距間距(M)整體式或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋50無保溫層或隔熱層的屋蓋40裝配式無檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋60無保溫層或隔熱層的屋蓋50裝配式有檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋75無保溫層或隔熱層的屋蓋60瓦材屋蓋、木屋蓋或樓蓋、輕鋼屋蓋100注:①當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和可靠根據(jù)時(shí),可不遵守本表的規(guī)定。②層高大于5m的混合結(jié)構(gòu)單層房屋,其伸縮縫間距可按表中數(shù)值乘以1.3,但當(dāng)墻體采用硅酸鹽塊體和混凝土砌塊時(shí)不得大于75m。③溫度較大且變化頻繁地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)不采暖房屋及構(gòu)筑物,砌體伸縮縫的最大間距應(yīng)按表中數(shù)值予以適當(dāng)減小。④墻體的伸縮縫應(yīng)與其它結(jié)構(gòu)的變形縫相重合,縫內(nèi)應(yīng)嵌以軟質(zhì)可塑材料,在進(jìn)行立面處理時(shí),必須使縫隙能起伸縮作用。⑤伸縮縫寬度不小于30mm。(二)防止地基不均勻沉降引起墻體的裂縫房屋下部的地基支承整幢房屋而產(chǎn)生壓縮變形,房屋宜隨著沉降。當(dāng)?shù)鼗翆硬灰恢禄蛲翆右恢露喜亢奢d不均勻時(shí),地基將產(chǎn)生不均勻沉降,使房屋的墻體中產(chǎn)生彎曲和剪切引起的附加應(yīng)力,當(dāng)差異沉降較大時(shí),墻體內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力將超過砌體的抗拉強(qiáng)度,墻體中會(huì)出現(xiàn)裂縫。如果地基的不均勻沉降繼續(xù)加劇,裂縫不斷開展,就可能使房屋嚴(yán)重破壞甚至倒蹋。為防止墻體因地基不均勻沉降而出現(xiàn)裂縫在房屋的下列部位宜設(shè)置沉降縫:1.建筑平面有轉(zhuǎn)折的部位;2.建筑物高度差異或荷載差異較大的分界處;3.房屋長度超過表4-4-6規(guī)定的溫度縫的間距時(shí),在房屋中部的適當(dāng)部位;4.地基土的壓縮性有顯著差異處;5.在不同建筑結(jié)構(gòu)型式或不同基礎(chǔ)類型分界處;6.在分期建筑房屋的交界處。第四章過梁、圈梁、墻梁及挑梁第一節(jié)過梁一、過梁的分類和應(yīng)用范圍常用的過梁有磚砌過梁和鋼筋砼過梁,磚砌過梁按其構(gòu)造不同又分為磚砌平拱、磚砌弧拱和鋼筋磚過梁等幾種形式。1.磚砌平拱將磚豎立和側(cè)立成跨越窗洞口的過梁稱磚砌平拱。其厚度等于墻厚,高一般為240mm和370mm,凈跨度不應(yīng)超過1.2m,磚的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU10,砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M5。2.磚砌弧拱將磚豎立和側(cè)立砌成弧形的拱式過梁稱為磚砌弧拱。磚砌弧拱的凈跨度與矢高(拱頂至拱腳邊線的垂直距離)有關(guān),當(dāng)a=(1/8~1/12)時(shí),=2.5~3.0m當(dāng)a=(1/5~1/6)時(shí),=3.0~4.0m。3.鋼筋磚過梁在過梁底部水平灰縫內(nèi)配不小于6~8@120的縱向鋼筋而形成的過梁稱鋼筋磚過梁,鋼筋錨固于支座內(nèi)的長度每端不小于240mm,并在末端彎鉤,在過梁計(jì)算高度內(nèi),磚的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU10,砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M5,且應(yīng)與兩側(cè)墻體同時(shí)砌筑。過梁底面一般采用1:3水泥砂漿鋪平,厚30mm。鋼筋磚過梁凈跨不宜超過1.5磚砌過梁的整體性差,對基礎(chǔ)不均勻下沉及振動(dòng)引起的房屋變形極為敏感。因此,在受有較大振動(dòng)或在軟弱地基條件下,均不宜選用上述三種磚砌過梁,而應(yīng)改選鋼筋混凝土過梁。二.過梁上的荷載(見規(guī)范7.2.2條)作用在過梁上的荷載有砌體自重和過梁計(jì)算跨度范圍內(nèi)的梁、板荷載。1.墻體荷載對磚砌體,當(dāng)過梁上的墻體高度</3時(shí),按全部墻體的均布自重設(shè)計(jì)值采用。當(dāng)≥時(shí),則按高度為/3墻體的均勻自重設(shè)計(jì)值采用。對混凝土砌塊砌體,當(dāng)過梁上的墻體高度</2時(shí),按全部墻體的均布自重設(shè)計(jì)值采用。當(dāng)≥/2時(shí),則按高度為/2墻體的均布自重設(shè)計(jì)值采用。2.梁、板荷載對磚和混凝土砌塊砌體,梁、板下的墻體高度<時(shí),按梁板傳來的荷載采用。梁板下的墻體高度≥時(shí),可不考慮梁、板荷載。三、過梁的計(jì)算磚砌平拱過梁計(jì)算內(nèi)力按簡支梁計(jì)算,計(jì)算跨度取凈跨??箯澯?jì)算式中:——設(shè)計(jì)彎矩;——砌體沿齒縫截面破壞的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——過梁的截面抵抗矩,矩形截面?!^梁截面的計(jì)算高度,取過梁頂面以上的墻體高度,但不大于;當(dāng)考慮梁、板傳來的荷載時(shí),則按梁板下的高度采用。抗剪計(jì)算式中:——設(shè)計(jì)剪力;——砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——截面寬度;——內(nèi)力臂,取——慣性矩;——截面面積矩;——過梁的截面計(jì)算高度。鋼筋磚過梁的計(jì)算內(nèi)力按簡支梁計(jì)算,計(jì)算跨度取凈跨??箯澯?jì)算式中:——設(shè)計(jì)彎矩;——受拉鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度;——受拉鋼筋的面積;——過梁截面的有效高度,;——過梁截面的計(jì)算高度,取過梁頂面以上的墻體高度,但不大于;當(dāng)考慮梁、板傳來的荷載時(shí),則按梁板下的高度采用?!芾摻钪行闹两孛嫦逻吘壍木嚯x??辜粲?jì)算同磚砌平拱過梁。鋼筋混凝土過梁鋼筋混凝土過梁強(qiáng)度計(jì)算同一般的鋼筋混凝土梁;在過梁支座處局部受壓強(qiáng)度計(jì)算時(shí),梁端的有效支承長度取過梁的實(shí)際支承長度,但不超過墻厚,即。實(shí)驗(yàn)證明,鋼筋混凝土過梁實(shí)際上是偏心受拉構(gòu)件,當(dāng)過梁跨度較大或承受梁板傳來的荷載時(shí),按墻梁計(jì)算更為合理。例1:(分)某磚砌平拱過梁凈為1.2m,采用MU10粘土磚和M5.0混合砂漿砌筑,墻體厚度240mm,在洞口上部1.3m處有鋼筋混凝土樓板,樓板傳給墻體的荷載設(shè)計(jì)值為2.4KN/m,試求:(1)過梁的抗彎承載力()(2)樓板傳給過梁的荷載在過梁內(nèi)所產(chǎn)生的最大彎矩例2:某鋼筋混凝土過梁截面尺寸為b×h=240×350mm,兩端支承長度均為240mm,墻體為紅磚砌體,厚度為240mm,洞口凈跨為1.5m,洞口上部墻體的高度為1.6m,砌體用MU10紅磚和M5.0混合砂漿砌筑,試驗(yàn)算過梁端部的局部抗壓強(qiáng)度。注:鋼筋混凝土的容重為25KN/m3,磚砌體的容重為2.54KN/m2,,過梁的計(jì)算跨度為1.74m,不考慮抹灰層重量。第二節(jié)圈梁混合結(jié)構(gòu)房屋中,在墻體內(nèi)連續(xù)設(shè)置并形成水平封閉狀的鋼筋混凝土梁或鋼筋磚梁,稱為圈梁。一、圈梁的主要作用1.增加砌體結(jié)構(gòu)房屋的空間整體性和剛度。2.建筑在軟弱地基或地基承載力不均勻的砌體房屋,可能會(huì)因地基的不均勻沉降而在墻體中出現(xiàn)裂縫,設(shè)置圈梁后,可抑制墻體開裂的寬度或延遲開裂的時(shí)間,還可有效地消除或減弱較大振動(dòng)荷載對墻體產(chǎn)生的不利影響。3.跨越門窗洞口的圈梁,配筋若不少于過梁的配筋時(shí),可兼作過梁。二、圈梁的布置1.對空曠的單層房屋,如車間、倉庫、食堂等,磚砌體房屋,檐口標(biāo)高為5~8m,應(yīng)設(shè)置圈梁一道,檐口標(biāo)高大于8m時(shí),應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。砌塊或石砌體房屋,檐口標(biāo)高為4~5m時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道,檐口標(biāo)高大于5m,應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。2.對有電動(dòng)橋式吊車或較大振動(dòng)設(shè)備的單層工業(yè)房屋,除在檐口或窗頂標(biāo)高處設(shè)置鋼筋混凝土圈梁外,尚宜在吊車梁標(biāo)高處或其它適當(dāng)位置增設(shè)。3.對多層磚砌體民用房屋,如住宅、辦公樓等,當(dāng)墻厚h≤240mm,且層數(shù)為3~4層時(shí)宜設(shè)置檐口圈梁一道;當(dāng)層數(shù)超過4層時(shí),應(yīng)在所有縱橫墻上隔層設(shè)置圈梁或適當(dāng)增設(shè)。4.對多層砌體工業(yè)房屋,應(yīng)每層設(shè)置鋼筋混凝土圈梁。5.設(shè)置墻梁的多層砌體房屋應(yīng)在托梁、墻梁頂面及檐口標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆的鋼筋混凝土圈梁,其他樓層處應(yīng)在所有縱橫墻上每層設(shè)置。6.采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋的多層砌體房屋,當(dāng)層數(shù)超過5層時(shí),除在檐口標(biāo)高處設(shè)置一道圈梁外,可隔層設(shè)置圈梁,并與樓(屋)蓋面板一起澆注。7.根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》,建筑在軟弱地基或不均勻地基上的砌體房屋,應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)計(jì)圈梁:在多層房屋的基礎(chǔ)和頂層檐口處各設(shè)置一道圈梁,其他各層可隔層設(shè)置。必要時(shí)也可層層設(shè)置。圈梁應(yīng)設(shè)置在外墻、內(nèi)縱墻和主要內(nèi)橫墻上。單層工業(yè)廠房、倉庫等,可結(jié)合基礎(chǔ)量、過梁等酌情設(shè)置。在墻體上開洞過大時(shí),宜在開洞部位適當(dāng)配筋和采用構(gòu)造柱和圈梁加強(qiáng)。三、圈梁的種類1.鋼筋混凝土圈梁鋼筋混凝土圈梁梁高不宜小于120mm,常取180mm。當(dāng)墻厚h≤240mm時(shí),圈梁的寬度b=h,當(dāng)h>240mm時(shí),取b≥2/3h或b=h。2.鋼筋磚圈梁鋼筋磚圈梁采用不低于M5的砂漿砌筑。圈梁高度一般為4~6皮磚;鋼筋不少于66,水平間距不大于120mm。并分上、下兩層設(shè)在圈梁頂部和底部。四、圈梁的構(gòu)造要求1.圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上,并形成封閉形狀。當(dāng)圈梁被門窗洞口截?cái)鄷r(shí),應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長度不應(yīng)小于其垂直間距的2倍,且不小于1.0m;縱筋宜選用410或412,搭接長度按受拉鋼筋考慮,箍筋間距不宜大于300mm。2.在剛彈性和彈性方案房屋中,檐口圈梁與屋架或屋面大梁等構(gòu)件應(yīng)可靠連結(jié)。3.圈梁兼作過梁時(shí),在過梁范圍內(nèi)的配筋應(yīng)按過梁計(jì)算確定。4.內(nèi)框架房屋,宜每層設(shè)置圈梁。5.采用現(xiàn)澆的鋼筋混凝土屋蓋和樓蓋時(shí),當(dāng)層數(shù)超過5層時(shí),除在檐口標(biāo)高處設(shè)置一道圈梁外,可隔層設(shè)置圈梁,并與樓板一起現(xiàn)澆,未設(shè)置圈梁的露面板嵌入墻內(nèi)的長度不應(yīng)小于120mm,并沿墻長配置不少于210的縱向鋼筋。第三節(jié)墻梁及構(gòu)造要求墻梁及其應(yīng)用由混凝土托梁及支承在托梁上的計(jì)算高度范圍內(nèi)的砌體墻所組成的組合構(gòu)件,稱為墻梁。墻梁分為承重墻梁和自承重墻梁兩類。承重墻梁除承受托梁和墻體自重外,還承受樓面和屋面?zhèn)鱽淼暮奢d。托梁有簡直梁、連續(xù)梁和框架梁。墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)墻體頂面處的現(xiàn)澆混凝土圈梁,稱為頂梁,墻梁支座處與墻體垂直連接的縱向落地墻體稱為翼墻。工業(yè)廠房的基礎(chǔ)梁、聯(lián)系梁是典型的自承重墻梁的托梁。二、墻梁各種設(shè)計(jì)方法簡介全部荷載法:托梁考慮全部墻體自重及樓屋蓋荷載,按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算。部分荷載法:托梁考慮承擔(dān)部分墻體重量和部分樓面荷載,如只考慮承擔(dān)兩層墻體重量和三層樓面荷載。過梁法:即托梁當(dāng)作過梁設(shè)計(jì),即考慮過梁的荷載取值,按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算。彈性地基梁法:當(dāng)量彎矩法:托梁考慮承擔(dān)全部墻體和樓面荷載,取當(dāng)量彎矩按混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算。如對于無動(dòng)口墻梁彎矩取。極限力臂法:三、墻梁的受力性能及破壞形態(tài)簡支墻梁彎曲破壞:托梁受拉鋼筋較少,破壞時(shí)托梁內(nèi)上部和下部縱向鋼筋受拉屈服,受壓區(qū)僅3~5皮磚,但砌體沒有沿水平方向壓壞。托梁同時(shí)承受拉力荷彎矩作用,托梁發(fā)生偏心受拉破壞。剪切破壞:當(dāng)托梁配筋較多,砌體取得較低時(shí),由于支座上方墻體出現(xiàn)斜裂縫并延伸至托梁而發(fā)生墻體的剪切破壞。他又有以下幾種形式:斜拉破壞,斜壓破壞,劈裂破壞。局部受壓破壞:托梁支座上方由于正應(yīng)力集中,砌體發(fā)生局壓破壞。連續(xù)墻梁彎曲破壞:主要發(fā)生在跨中,托梁上下鋼筋屈服,隨后支座截面頂梁鋼筋受拉屈服,由于跨中和支座截面先后形成塑性鉸使連續(xù)墻梁形成破壞機(jī)構(gòu)。剪切破壞;局壓破壞四、墻梁的一般規(guī)定采用燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體和配筋砌體的墻梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合下表要求。墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)每跨允許設(shè)置一個(gè)洞口,洞口邊至支座中心的距離,距邊支座不應(yīng)小于,距中支座不應(yīng)小于。對多層房屋的墻梁,各層洞口宜設(shè)置在相同的位置,并宜上下對齊。表墻梁類別墻體總高度(m)跨度(m)墻高托梁高洞寬洞高承重墻梁≤18≤9≥0.4≥1/10≤0.3≤且≥0.4m自承重墻梁≤18≤12≥1/3≥1/15≤0.8注:1.墻體總高度指托梁頂面道檐口的高度,帶閣樓的坡屋頂應(yīng)算到山尖墻1/2高度處。對自承重墻,洞口至邊支座的距離不宜小于,門窗上洞口至墻頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于0.5m?!獕w計(jì)算高度;——托梁截面高度;——墻梁計(jì)算跨度;——洞口寬度;——洞口高度,對于窗洞取洞頂至托梁頂面的距離。五、墻梁的設(shè)計(jì)1.計(jì)算簡圖墻梁計(jì)算簡圖如圖(見規(guī)范圖7.3.3)。各計(jì)算參數(shù)按下列規(guī)定取用:墻梁計(jì)算跨度(),對簡支墻梁和連續(xù)墻梁?。ǎ┗颍ǎ﹥烧叩妮^小值;()為凈跨,()為支座中心線距離。對框支墻梁取框架柱中心線間的距離()。墻體的計(jì)算高度取托梁頂面上一層層高,包括墻梁的頂梁高度在內(nèi),當(dāng)>時(shí)取=。對于多跨連續(xù)墻梁和多跨框支墻梁,取各跨的平均值)。墻梁跨中截面計(jì)算高度,??;翼墻計(jì)算寬度,取窗間墻寬度或橫墻間距的2/3,且每邊不大于(為墻體厚度)和。框架柱計(jì)算高度,??;為框架柱凈高,取基礎(chǔ)頂面至托梁底面的距離。2.墻梁的計(jì)算荷載,應(yīng)按下列規(guī)定取值:1)使用階段墻梁上的荷載承重墻梁:托梁頂面上的荷載設(shè)計(jì)值,取托梁自重及本層樓蓋的恒載和活荷載;墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值,取托梁以上各層墻體自重以及墻梁頂面以上各層樓(屋)蓋的恒載和活荷載;集中荷載可沿作用的跨度近似化為均布荷載。自承重墻梁墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值,取托梁自重及托梁以上墻體自重。2)施工階段托梁上的荷載托梁自重及本層樓蓋的恒載;本層樓蓋的施工荷載;墻體自重,可取高度為的墻體自重,開洞口時(shí)尚應(yīng)按洞口以下實(shí)際分布的墻體自重復(fù)核,為各計(jì)算跨度的最大值。3.墻梁的計(jì)算內(nèi)容及內(nèi)力墻梁應(yīng)分別進(jìn)行托梁使用階段正截面承載力和斜截面受剪承載力計(jì)算、墻體受剪承載力計(jì)算和托梁支座上部砌體局部受壓承載力計(jì)算。以及施工階段托梁承載力計(jì)算。自承重墻梁可不驗(yàn)算墻體受剪承載力和砌體局部受壓承載力。墻梁的托梁正截面承載力計(jì)算托梁跨中截面應(yīng)按鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件計(jì)算,其彎矩及軸心拉力可按下式計(jì)算(見規(guī)范7.3.6條):對于簡支墻梁,對于連續(xù)墻梁和框支墻梁,式中:——荷載設(shè)計(jì)值、作用下的簡支梁跨中彎矩或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中最大彎矩;——荷載設(shè)計(jì)值作用下的簡支梁跨中彎矩或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中最大彎矩;——考慮墻梁組合作用的托梁跨中彎矩系數(shù),可按上述公社計(jì)算,但對自承重墻梁應(yīng)乘以0.8,且對于簡支墻梁當(dāng)公式中的>1/6時(shí),取1/6。對于連續(xù)墻梁和框支墻梁,當(dāng)公式中的>1/7時(shí),取1/7?!獞]墻梁組合作用的托梁跨中軸力系數(shù),可按上述公式計(jì)算,但對自承重墻梁應(yīng)乘以0.8,當(dāng)公式中>1時(shí),取1.0?!纯趯ν辛簭澗氐挠绊懴禂?shù),對無洞口墻梁取1.0,對有洞口墻梁可按上式計(jì)算。——洞口邊至墻梁最近支座的距離,當(dāng)>時(shí),取=。托梁支座截面應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算,其彎矩按下式計(jì)算:式中:——荷載設(shè)計(jì)值、作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座彎矩;——荷載設(shè)計(jì)值作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座彎矩;——考慮組合作用的托梁支座彎矩系數(shù),無洞口墻梁取0.4,有洞口墻梁可按上式計(jì)算,當(dāng)支座兩邊的墻體均有洞口時(shí),取較小值。墻梁的托梁應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算,其剪力按下式計(jì)算;(見規(guī)范第7.3.8條)式中:——荷載設(shè)計(jì)值、作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座邊剪力或簡支梁支座邊剪力;——荷載設(shè)計(jì)值作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座邊剪力或簡支梁支座邊剪力;——考慮組合作用的托梁剪力系數(shù),無洞口墻梁邊支座取0.6,中間支座取0.7,有洞口墻梁邊支座取0.7,中間支座取0.8;對自承重墻梁,無洞口時(shí)取0.45,有洞口時(shí)取0.5。墻梁的墻體受剪承載力,應(yīng)按下列公式計(jì)算:(見規(guī)范第7.3.9條)式中:——荷載設(shè)計(jì)值作用下墻梁支座邊剪力的最大值;——翼墻或構(gòu)造柱影響系數(shù),對單層墻梁取1.0,對多層墻梁當(dāng)時(shí)取1.3,當(dāng)時(shí)或設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)取1.5在兩者之間時(shí),按直線內(nèi)插?!纯谟绊懴禂?shù),無洞口時(shí)取1.0,多層有洞口墻梁取0.9,單層有洞口墻梁取0.6?!獕w頂面圈梁截面高度。托梁支座上部砌體局部受壓承載力應(yīng)按下式計(jì)算:(見規(guī)范第7.3.10條)——局壓系數(shù),當(dāng)>0.81時(shí),取=0.81。當(dāng)或墻梁支座處設(shè)置上下貫通的落地構(gòu)造柱時(shí)可部驗(yàn)算局部受壓承載力。托梁還應(yīng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件腦筋系施工階段的受彎、受剪承載力計(jì)算。五、墻梁的構(gòu)造要求(有待進(jìn)一部核實(shí))1.托梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。托梁縱向受拉鋼筋宜用Ⅱ級(jí),且通長設(shè)置,有接頭時(shí)應(yīng)采用焊接。2.承重墻梁托梁中的縱筋配筋率不應(yīng)低于0.5。在梁端l0/5范圍內(nèi),托梁上部鋼筋用量不少于跨中下部鋼筋的1/3。當(dāng)托梁高度hb≥500mm時(shí),應(yīng)在梁的兩側(cè)設(shè)置通長水平腰筋,直徑不宜小于8mm,間距不宜大于250mm。3.承重墻梁支承長度不應(yīng)小于370mm,托梁縱筋在支座內(nèi)錨固長度不宜小于40d(Ⅰ級(jí))和30d(Ⅱ級(jí))。4.采用裝配式樓蓋時(shí),在托梁與樓板、樓板與墻體間應(yīng)鋪筑砂漿并使砂漿均勻飽滿,不能采用干砌方法。5.墻梁的墻體,不允許采用空斗墻,墻體厚度不應(yīng)小于240mm。承重墻梁砌體用磚不宜低于MU10,在計(jì)算高度hw范圍內(nèi)砌體的砂漿不應(yīng)低于M10,其余部分砌體及非承重墻梁砌體的砂漿不應(yīng)低于M2.5。6.承重墻梁兩端應(yīng)設(shè)置翼墻,翼墻厚度不應(yīng)小于240mm,寬度不應(yīng)小于3h,且墻梁與翼墻應(yīng)同時(shí)砌筑。7.多層房屋設(shè)有墻梁時(shí),在墻梁頂面和翼墻的托梁標(biāo)高處宜設(shè)置圈梁。8.墻梁計(jì)算高度內(nèi)墻體的砌筑速度,應(yīng)控制每天的可砌高度不超過1.5m,否則,需加設(shè)臨時(shí)支撐。第四節(jié)挑梁一、挑梁的破壞形式若挑梁本身的強(qiáng)度足夠,挑梁及其周圍砌體有兩種破壞的可能,挑梁傾覆破壞和挑梁下砌體的局部受壓破壞。二、挑梁的計(jì)算1.抗傾覆計(jì)算式中:——挑梁的荷載設(shè)計(jì)值對計(jì)算傾覆點(diǎn)產(chǎn)生的傾覆力矩;——挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值,——挑梁的抗傾覆荷載,為挑梁尾端上部45。擴(kuò)展角的陰影范圍內(nèi)(其水平長度為)內(nèi)本層的砌體與樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和。見規(guī)范第7.4.3條?!饔命c(diǎn)之墻邊緣的距離。挑梁計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離可按下列規(guī)定采用;(見規(guī)范第7.4.2條)當(dāng)時(shí),,且部大于。當(dāng)<2.2時(shí),?!袅郝袢肫鲶w墻中的長度,——計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離;——挑梁的截面高度。2.挑梁的局壓計(jì)算——挑梁下的支承壓力,可取,為挑梁的傾覆荷載設(shè)計(jì)值;——梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù),可取0.7;——其他居于強(qiáng)度提高系數(shù),一字形時(shí)取1.25,丁字性時(shí)取1.5。——挑梁下局部受壓面積,可取,為挑梁的截面寬度。挑梁的計(jì)算挑梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值和最大剪力設(shè)計(jì)值:——挑梁的荷載設(shè)計(jì)值在挑梁墻外邊緣截面產(chǎn)生的剪力三、挑梁的構(gòu)造要求1.挑梁中縱向鋼筋至少有一半鋼筋面積伸入埋入段的尾部,且不少于2Φ12。其它鋼筋伸入支座的錨固長度不應(yīng)小于2L1/3(L1為挑梁埋入砌體的長度)。挑梁埋入砌體的長度L1宜取(1.1~1.2)L(L為挑梁自墻邊算起的挑出長度);當(dāng)埋入長度上無墻砌體,全靠樓蓋自重抗傾覆時(shí),L1/L宜大于2。第五章配筋磚砌體構(gòu)件配筋磚砌體包括網(wǎng)狀配筋磚砌體、豎向配筋砌體和組合砌體,組合砌體主要有兩種:磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層的組合砌體;磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱的組合砌體。網(wǎng)狀配筋磚砌體破壞特征網(wǎng)狀配筋磚砌體的破壞特征與無筋砌體完全不同,受力的初始階段雖然與無筋砌體一樣個(gè)別磚先出現(xiàn)豎向裂縫(相當(dāng)于60~75%破壞荷載),繼續(xù)加載不能形成貫通的裂縫,臨近破壞時(shí)也不象無筋砌體那樣因被豎向裂縫分割而形成的小柱失穩(wěn)發(fā)生破壞,而是個(gè)別磚被壓碎脫落破壞。二、網(wǎng)狀配筋磚砌體的適用條件高厚比荷載作用在截面的核心范圍內(nèi),對于矩形截面三、承載力計(jì)算計(jì)算公式:式中:——軸向力設(shè)計(jì)值;——高厚比和配筋率以及軸向力的偏心距對網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件的承載力影響系數(shù),可按規(guī)范附錄D的規(guī)定取值;——網(wǎng)狀配筋狀砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;100——構(gòu)件截面積;——軸向力的偏心距;——體積配筋率,當(dāng)采用截面面積為的鋼筋組成的方格網(wǎng),網(wǎng)格尺寸為和鋼筋網(wǎng)的豎向間距為時(shí),;、——分別為鋼筋和砌體的體積;——鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,當(dāng)大于320Mpa時(shí),仍取320Mpa?!獰o筋砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,且要注意修整;注:對于矩形截面,當(dāng)偏心方向的截面邊長大于另一方向邊長時(shí),除按偏心受壓計(jì)算外,對短邊方向還應(yīng)按軸心受壓驗(yàn)算。四、網(wǎng)狀配筋狀砌體的構(gòu)造要求組合磚砌體磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成的組合砌體,見規(guī)范圖8.2.1。對于T形截面構(gòu)件按矩形截面計(jì)算,但構(gòu)件的高厚比仍按T形截面考慮。組合磚砌體軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算:式中:——組合磚砌體的穩(wěn)定性系數(shù),可按表8.2.3取值;——磚砌體的截面面積;——混凝土或面層水泥砂漿的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,砂漿的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可取同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的70%,當(dāng)砂漿為M15時(shí),取5.2Mpa,當(dāng)砂漿為M10時(shí),取3.5MPA,當(dāng)砂漿為M7.5時(shí),取2.6Mpa;——混凝土或砂漿面層的截面面積;——受壓鋼筋的強(qiáng)度系數(shù),當(dāng)為混凝土面層時(shí),取1.0,當(dāng)為砂漿面層時(shí),取0.9;——鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——受壓鋼筋的截面面積。二、組合磚砌體偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算或受壓取高度可按下式計(jì)算:式中:——鋼筋的應(yīng)力;——距軸向力較遠(yuǎn)側(cè)鋼筋的截面面積;——磚砌體受壓部分的面積;——混凝土或砂漿面層受壓部分的面積;——磚砌體受壓部分的面積對鋼筋重心的面積距;——混凝土或砂漿面層受壓他部分的面積對鋼筋重心的面積距;——磚砌體受壓部分的面積對軸向力作用點(diǎn)的面積距;——混凝土或砂漿面層受壓他部分的面積對軸向力作用點(diǎn)的面積距;,——分別為鋼筋和重心至軸向力作用點(diǎn)的距離;——軸向力的初始偏心距,按荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算,當(dāng)小于0.05時(shí),應(yīng)取等于0.05;——組合磚砌體構(gòu)件在軸向力作用下的附加偏心距;——組合磚砌體構(gòu)件截面的有效高度,??;,——分別為鋼筋和重心至截面較近邊的距離。三、組合磚砌體鋼筋的應(yīng)力按下式計(jì)算:小偏心受壓時(shí),即>大偏心受壓時(shí),即式中:——相對受壓區(qū)高度;——鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度;——界限相對受壓區(qū)高度。HPB235為0。55,HPB335為0。425。四、組合砌體的構(gòu)造要求第三節(jié)磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻軸心受壓承載力計(jì)算計(jì)算公式:式中:——組合磚墻的穩(wěn)定系數(shù);可規(guī)范表8。2。3;——強(qiáng)度系數(shù),當(dāng)小于4時(shí)取等于4;——沿墻長方向構(gòu)造柱的間距;——沿墻長方向構(gòu)造柱的寬度;——磚砌體的凈面積;——構(gòu)造柱的截面面積;二、構(gòu)造要求配筋砌塊砌體軸心受壓配筋砌塊剪力墻、柱正截面承載力計(jì)算:當(dāng)配有箍筋或水平鋼筋時(shí):式中:——軸向力設(shè)計(jì)值;——灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按規(guī)范第3。2。1條取值;——鋼筋的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度;——構(gòu)件的毛截面面積;——全部豎向鋼筋的截面面積;——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);——構(gòu)件高厚比。注:1。無箍筋或水平鋼筋時(shí),仍按上式計(jì)算,但應(yīng)使;配筋砌塊砌體構(gòu)件的計(jì)算長度取層高;二、配筋砌塊砌體剪力墻,當(dāng)豎向鋼筋僅配在中間時(shí),其平面外偏心受壓承載力按無筋砌體計(jì)算,但應(yīng)采用灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值三、矩形截面偏心受壓配筋砌塊砌體建立墻正截面承載力計(jì)算:計(jì)算公式:大偏心受壓:式中:——周詳力設(shè)計(jì)值;——灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按規(guī)范第3.2.1條取值;,——豎向受壓受拉主筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——截面寬度;——豎向分布鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;,——豎向受拉受壓鋼筋的截面面積;——單根豎向分布鋼筋的截面面積;——第I根豎向分布鋼筋對豎向受拉主筋的面積聚4‘周詳力作用點(diǎn)到豎向受拉主筋合力點(diǎn)之間的距離。小偏心受壓:大小偏心分界限:時(shí),大偏心受壓;>時(shí),小偏心受壓;——界限相對受壓區(qū)高度,對HPB235取0.6;對HRB335取0.53。木結(jié)構(gòu)第一節(jié)軸心受拉構(gòu)件計(jì)算——木材順紋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——軸心受拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值;——軸心拉力設(shè)計(jì)值;——受拉構(gòu)件的凈截面積。計(jì)算時(shí)應(yīng)將分布在150mm長度上的缺孔投影在同一截面上扣除。第二節(jié)軸心受壓構(gòu)件承載力驗(yàn)算公式一、按強(qiáng)度驗(yàn)算:二、按穩(wěn)定驗(yàn)算:式中:——木材順紋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——軸心受壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值;——軸心壓力設(shè)計(jì)值;
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