砌體結(jié)構(gòu)：混合結(jié)構(gòu)房屋墻和柱的設(shè)計

第四節(jié)混合結(jié)構(gòu)房屋墻和柱的設(shè)計

在砌體結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計中，承重墻、柱的布置十分重要。因為承重墻、柱的布置直接影響到房屋的平面劃分、空間大小，荷載傳遞，結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定、造價及施工的難易。通常將平行于房屋長向布置的墻體稱為縱墻；平行于房屋短向布置的墻體稱為橫墻；房屋四周與外界隔離的墻體稱外墻；外橫墻又稱為山墻；其余墻體稱為內(nèi)墻。

砌體結(jié)構(gòu)房屋中的屋蓋、樓蓋、內(nèi)外縱墻、橫墻、柱和基礎(chǔ)等是主要承重構(gòu)件，它們互相連接，共同構(gòu)成承重體系。根據(jù)結(jié)構(gòu)的承重體系和荷載的傳遞路線，房屋的結(jié)構(gòu)布置可分為以下幾種方案…

1縱墻承重方案

縱墻承重方案是指縱墻直接承受屋面、樓面荷載的結(jié)構(gòu)方案。對于要求有較大空間的房屋(如單層工業(yè)廠房、倉庫等)或隔墻位置可能變化的房屋，通常無內(nèi)橫墻或橫墻間距很大，因而由縱墻直接承受樓面或屋面荷載，從而形成縱墻承重方案。這種方案房屋的豎向荷載的主要傳遞路線為：

板→梁(屋架)→縱向承重墻→基礎(chǔ)→地基2縱墻承重體系的特點如下：

縱墻是主要的承重墻。橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房間的使用要求，保證縱墻的側(cè)向穩(wěn)定和房屋的整體剛度，因而房屋的劃分比較靈活。由于縱墻承受的荷載較大，在縱墻上設(shè)置的門、窗洞口的大小及位置都受到一定的限制?？v墻間距一般比較大，橫墻數(shù)量相對較少，房屋的空間剛度不如橫墻承重體系。與橫墻承重體系相比，樓蓋材料用量相對較多，墻體的材料用量較少。

3縱墻承重方案適用于使用上要求有較大空間的房屋(如教學樓、圖書館)以及常見的單層及多層空曠砌體結(jié)構(gòu)房屋(如食堂、俱樂部、中小型工業(yè)廠房)等。縱墻承重的多層房屋，特別是空曠的多層房屋，層數(shù)不宜過多，因縱墻承受的豎向荷載較大，若層數(shù)較多，需顯著增加縱墻厚度或采用大截面尺寸的壁柱，這從經(jīng)濟上或適用性上都不合理。因此，當層數(shù)較多、樓面荷載較大時，宜選用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

4橫墻承重方案

房屋的每個開間都設(shè)置橫墻，樓板和屋面板沿房屋縱向擱置在墻上。板傳來的豎向荷載全部由橫墻承受，并由橫墻傳至基礎(chǔ)和地基，縱墻僅承受墻體自重。因此這類房屋稱為橫墻承重方案。這種方案房屋的豎向荷載的主要傳遞路線為：

樓(屋)面板→橫墻→基礎(chǔ)→地基5橫墻承重方案的特點如下：

橫墻是主要的承重墻?？v墻的作用主要是圍護、隔斷以及與橫墻拉結(jié)在一起，保證橫墻的側(cè)向穩(wěn)定。由于縱墻是非承重墻，對縱墻上設(shè)置門、窗洞口的限制較少，外縱墻的立面處理比較靈活。

橫墻間距較小，一般為3～4.5m，同時又有縱向拉結(jié)，形成良好的空間受力體系，剛度大，整體性好。對抵抗沿橫墻方向作用的風力、地震作用以及調(diào)整地基的不均勻沉降等較為有利。

由于在橫墻上放置預制樓板，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，樓蓋的材料用量較少，但墻體的用料較多。

6橫墻承重方案適用于宿舍、住宅、旅館等居住建筑和由小房間組成的辦公樓等。橫墻承重方案中，橫墻較多，承載力及剛度比較容易滿足要求，故可建造較高層的房屋。7縱橫墻混合承重方案

當建筑物的功能要求房間的大小變化較多時，為了結(jié)構(gòu)布置的合理性，通常采用縱橫墻混合承重方案。這種方案房屋的豎向荷載的主要傳遞路線為：

梁→縱墻樓(屋)面板→→基礎(chǔ)→地基橫墻或縱墻

8縱橫墻混合承重方案的特點如下：

縱橫墻均作為承重構(gòu)件，使得結(jié)構(gòu)受力較為均勻，能避免局部墻體承載過大。由于鋼筋混凝土樓板(及屋面板)可以依據(jù)建筑設(shè)計的使用功能靈活布置，較好的滿足使用要求，結(jié)構(gòu)的整體性較好。在占地面積相同的條件下，外墻面積較小。

9縱橫墻混合承重方案，既可保證有靈活布置的房間，又具有較大的空間剛度和整體性，所以適用于教學樓、辦公樓、醫(yī)院等建筑。10內(nèi)框架承重方案

當房屋需要較大空間，且允許中間設(shè)柱時，可取消房屋的內(nèi)承重墻而用鋼筋混凝土柱代替，由鋼筋混凝土柱及樓蓋組成鋼筋混凝土內(nèi)框架。樓蓋及屋蓋梁在外墻處仍然支承在砌體墻或壁柱上。這種由內(nèi)框架柱和外承重墻共同承擔豎向荷載的承重體系稱為內(nèi)框架承重體系。這種方案房屋的豎向荷載的主要傳遞路線為：

外縱墻→外縱墻基礎(chǔ)板→梁→→地基柱→柱基礎(chǔ)11內(nèi)框架承重方案的特點如下：

外墻和柱為豎向承重構(gòu)件，內(nèi)墻可取消，因此有較大的使用空間，平面布置靈活。由于豎向承重構(gòu)件材料不同，基礎(chǔ)形式亦不同，因此施工較復雜，易引起地基不均勻沉降。橫墻較少，房屋的空間剛度較差。

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內(nèi)框架承重方案一般用于多層工業(yè)車間、商店等建筑。此外，某些建筑的底層為了獲得較大的使用空間，有時也采用這種承重方案。必須指出，對內(nèi)框架承重房屋應充分注意兩種不同結(jié)構(gòu)材料所引起的不利影響，并在設(shè)計中選擇符合實際受力情況的計算簡圖，精心地進行承重墻、柱的設(shè)計。

13底部框架承重方案

當沿街住宅底部為公共房時，在底部也可以用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)同時取代內(nèi)外承重墻體，相關(guān)部位形成結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，成為底部框架承重方案。此時，梁板荷載在上部幾層通過內(nèi)外墻體向下傳遞，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層部位，通過鋼筋混凝土梁傳給柱，再傳給基礎(chǔ)。底部框架承重方案的特點如下：

墻和柱都是主要承重構(gòu)件。以柱代替內(nèi)外墻體，在使用上可獲得較大的使用空間。由于底部結(jié)構(gòu)形式的變化，其抗側(cè)剛度發(fā)生了明顯的變化，成為上部剛度較大，底部剛度較小的上剛下柔結(jié)構(gòu)房屋。

14二、房屋的靜力計算方案

砌體結(jié)構(gòu)房屋是由屋蓋、樓蓋、墻、柱、基礎(chǔ)等主要承重構(gòu)件組成的空間受力體系，共同承擔作用在房屋上的各種豎向荷載(結(jié)構(gòu)的自重、屋面、樓面的活荷載)、水平風荷載和地震作用。砌體結(jié)構(gòu)房屋中僅墻、柱為砌體材料，因此墻、柱設(shè)計計算即成為本章的兩個主要方面的內(nèi)容。墻體計算主要包括內(nèi)力計算和截面承載力計算(或驗算)。

計算墻體內(nèi)力首先要確定其計算簡圖，也就是如何確定房屋的靜力計算方案的問題。計算簡圖既要盡量符合結(jié)構(gòu)實際受力情況，又要使計算盡可能簡單。

現(xiàn)以單層房屋為例，說明在豎向荷載(屋蓋自重)和水平荷載(風荷載)作用下，房屋的靜力計算是如何隨房屋空間剛度不同而變化的。15

情況一為兩端沒有設(shè)置山墻的單層房屋，外縱墻承重，屋蓋為裝配式鋼筋混凝土樓蓋。

該房屋的水平風荷載傳遞路線是風荷載→縱墻→縱墻基礎(chǔ)→地基；豎向荷載的傳遞路線是屋面板→屋面梁→縱墻→縱墻基礎(chǔ)→地基。

16

假定作用于房屋的荷載是均勻分布的，外縱墻的剛度是相等的，因此在水平荷載作用下整個房屋墻頂?shù)乃轿灰剖窍嗤?。如果從其中任意取出一單元，則這個單元的受力狀態(tài)將和整個房屋的受力狀態(tài)一樣。因此，可以用這個單元的受力狀態(tài)來代表整個房屋的受力狀態(tài)，這個單元稱為計算單元。17

在這類房屋中，荷載作用下的墻頂位移主要取決于縱墻的剛度，而屋蓋結(jié)構(gòu)的剛度只是保證傳遞水平荷載時兩邊縱墻位移相同。如果把計算單元的縱墻看作排架柱、屋蓋結(jié)構(gòu)看作橫梁，把基礎(chǔ)看作柱的固定支座，屋蓋結(jié)構(gòu)和墻的連接點看作鉸結(jié)點，則計算單元的受力狀態(tài)就如同一個單跨平面排架，屬于平面受力體系，其靜力分析可采用結(jié)構(gòu)力學的分析方法。

18情況二為兩端設(shè)置山墻的單層房屋。在水平荷載作用下，屋蓋的水平位移受到山墻的約束，水平荷載的傳遞路線發(fā)生了變化。屋蓋可以看作是水平方向的梁(跨度為房屋長度，梁高為屋蓋結(jié)構(gòu)沿房屋橫向的跨度)，兩端彈性支承在山墻上，而山墻可以看作豎向懸臂梁支承在基礎(chǔ)上。因此，該房屋的水平風荷載傳遞路線是：

縱墻基礎(chǔ)風荷載→縱墻→→地基屋蓋結(jié)構(gòu)→山墻→山墻基礎(chǔ)

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從上面的分析可以清楚地看出，這類房屋，風荷載的傳遞體系已經(jīng)不是平面受力體系，而是空間受力體系。此時，墻體頂部的水平位移不僅與縱墻自身剛度有關(guān)，而且與屋蓋結(jié)構(gòu)水平剛度和山墻頂部水平方向的位移有關(guān)。us=u1+u2<up

20由于山墻或橫墻的存在，改變了水平荷載的傳遞路線，使房屋有了空間作用，而且，兩端山墻的距離越近，或增加越多的橫墻，屋蓋的水平剛度越大，房屋的空間作用越大，即空間性能越好，則水平側(cè)移us越小。

結(jié)論：房屋空間作用的大小可以用空間性能影響系數(shù)η表示

η=us/up=1-1/chks≤1s——橫墻間距us——

考慮了空間工作時，外荷載作用下房屋排架水平位移的最大值up——

在外荷載作用下，平面排架的水平位移k——

彈性系數(shù)，取決于屋蓋剛度η值愈大，表示整體房屋的水平側(cè)移與平面排架的側(cè)移愈接近，即房屋空間作用愈??；反之，η愈小，房屋的水平側(cè)移愈小，房屋的空間作用愈大。

影響房屋剛度或側(cè)移大小的重要因素

2122

影響房屋空間性能的因素很多，除上述的屋蓋剛度和橫墻間距外，還有屋架的跨度、排架的剛度、荷載類型及多層房屋層與層之間的相互作用等。《規(guī)范》為方便計算，僅考慮屋蓋剛度和橫墻間距兩個主要因素的影響，按房屋空間剛度(作用)大小，將砌體結(jié)構(gòu)房屋靜力計算方案分為三種。

房屋的靜力計算方案231.剛性方案

房屋的空間剛度很大，在水平風荷載作用下，墻、柱頂端的相對位移us/H≈0(H為縱墻高度)。此時屋蓋可看成縱向墻體上端的不動鉸支座，墻柱內(nèi)力可按上端有不動鉸支承的豎向構(gòu)件進行計算，這類房屋稱為剛性方案房屋<0.33。剛性方案

242.彈性方案

房屋的空間剛度很小，在水平風荷載作用下墻頂?shù)淖畲笏轿灰平咏谄矫娼Y(jié)構(gòu)體系，其墻柱內(nèi)力計算應按不考慮空間作用的平面排架或框架計算，這類房屋稱為彈性方案房屋>0.77。彈性方案

253.剛彈性方案

房屋的空間剛度介于上述兩種方案之間，在水平風荷載作用下，縱墻頂端水平位移比彈性方案要小、但又不可忽略不計，其受力狀態(tài)介于剛性方案和彈性方案之間，這時墻柱內(nèi)力計算應按考慮空間作用的平面排架或框架計算，這類房屋稱為剛彈性方案房屋。

剛彈性方案

26剛性方案

彈性方案

剛彈性方案

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由上面的分析可知，房屋墻、柱的靜力計算方案是根據(jù)房屋空間剛度的大小確定的，而房屋的空間剛度則由兩個主要因素確定，一是房屋中屋(樓)蓋的類別，二是房屋中橫墻間距及其剛度的大小。因此作為剛性和剛彈性方案房屋的橫墻，《規(guī)范》規(guī)定應符合下列要求。

橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應超過橫墻水平全截面面積的50%。

橫墻的厚度不宜小于180mm。單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長度不宜小于H/2(H為橫墻總高度)。

28當橫墻不能同時符合上述要求時，應對橫墻的剛度進行驗算。如其最大水平位移值umax≤H/4000(H為橫墻總高度)時，仍可視作剛性和剛彈性方案房屋的橫墻；凡符合此剛度要求的一段橫墻或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如框架等)，也可以視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。

29三、墻、柱高厚比驗算

砌體結(jié)構(gòu)房屋中的墻、柱均是受壓構(gòu)件，除了應滿足承載力的要求外，還必須保證其穩(wěn)定性，《規(guī)范》規(guī)定：用驗算墻、柱高厚比的方法來保證墻、柱的穩(wěn)定性。

墻、柱的計算高度

對墻、柱進行承載力計算或驗算高厚比時所采用的高度，稱為計算高度。它是由墻、柱的實際高度H，并根據(jù)房屋類別和構(gòu)件兩端的約束條件來確定的。按照彈性穩(wěn)定理論分析結(jié)果，并為了偏于安全，《規(guī)范》規(guī)定，受壓構(gòu)件的計算高度H0可按下表采用。30受壓構(gòu)件的計算高度H0

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表中的構(gòu)件高度H應按下列規(guī)定采用：在房屋底層，為樓板頂面到構(gòu)件下端支點的距離，下端支點的位置可取在基礎(chǔ)頂面，當埋置較深且有剛性地坪時，可取室外地面下500mm處；在房屋的其他層，為樓板或其他水平支點間的距離；對于無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2；對于帶壁柱山墻可取壁柱處山墻的高度。32高厚比的影響因素

影響墻、柱允許高厚比[β]的因素比較復雜，難以用理論推導的公式來計算，《規(guī)范》規(guī)定的限值是綜合考慮以下各種因素確定的。

砂漿強度等級

砂漿強度直接影響砌體的彈性模量，而砌體彈性模量的大小又直接影響砌體的剛度。所以砂漿強度是影響允許高厚比的重要因素。砂漿強度愈高，允許高厚比亦相應增大。

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砌體類型

毛石墻比一般砌體墻剛度差，允許高厚比要降低，而組合砌體由于鋼筋混凝土的剛度好，允許高厚比可提高。

橫墻間距

橫墻間距愈小，墻體穩(wěn)定性和剛度愈好；橫墻間距愈大，墻體穩(wěn)定性和剛度愈差。高厚比驗算時用改變墻體的計算高度來考慮這一因素，柱子沒有橫墻聯(lián)系，其允許高厚比應比墻小些。這一因素，在計算高度和相應高厚比的計算中考慮。

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砌體截面剛度

砌體截面慣性矩較大，穩(wěn)定性則好。當墻上門窗洞口削弱較多時，允許高厚比值降低，可以通過有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)來考慮此項影響。

構(gòu)造柱間距及截面

構(gòu)造柱間距愈小，截面愈大，對墻體的約束愈大，因此墻體穩(wěn)定性愈好，允許高厚比可提高。通過修正系數(shù)來考慮。

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支承條件

剛性方案房屋的墻柱在屋蓋和樓蓋支承處假定為不動鉸支座，剛性好；而彈性和剛彈性房屋的墻柱在屋(樓)蓋處側(cè)移較大，穩(wěn)定性差。驗算時用改變其計算高度來考慮這一因素。

構(gòu)件重要性和房屋使用情況

對次要構(gòu)件，如自承重墻允許高厚比可以增大，通過修正系數(shù)考慮；對于使用時有振動的房屋則應酌情降低。36

墻、柱高厚比的允許極限值稱允許高厚比，用[β]表示，可按下表采用。需要指出，[β]值與墻、柱砌體材料的質(zhì)量和施工技術(shù)水平等因素有關(guān)，隨著科學技術(shù)的進步，在材料強度日益增高，砌體質(zhì)量不斷提高的情況下，[β]值將有所增大。

允許高厚比及其修正墻、柱允許高厚比[β]值37

自承重墻是房屋中的次要構(gòu)件，且僅有自重作用。根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，對用同一材料制成的等高、等截面桿件，當兩端支承條件相同，且僅受自重作用時失穩(wěn)的臨界荷載比上端受有集中荷載的要大，所以自承重墻的允許高厚比的限值可適當放寬，即[β]可乘以一個大于1的修正系數(shù)μ

。對于厚度h≤240mm的自承重墻，μ的取值分別為：當h=240mm時，μ1=1.2

上端為自由端墻的允許高厚比，除按上述規(guī)定提高外，尚可再提高30%；對厚度小于90mm的墻，當雙面用不低于M10的水泥砂漿抹面，包括抹面層的墻厚不小于90mm時，可按墻厚等于90mm驗算高厚比。

當h=180mm時，μ1=1.32當h=90mm時，μ1=1.5

當h=120mm時，μ1=1.4438

對有門窗洞口的墻，允許高厚比[β]應乘以修正系數(shù)μ2

，μ2可按下式計算

當按上式計算的μ2值小于0.7時，應采用0.7；當洞口高度等于或小于墻高的1/5時，取μ2=1.0。

39墻、柱高厚比驗算(1)一般墻、柱高厚比驗算(2)帶壁柱墻的高厚比驗算

整片墻高厚比驗算40

《規(guī)范》規(guī)定，當確定帶壁柱墻的計算高度H0時，s應取相鄰橫墻間距。在確定截面回轉(zhuǎn)半徑i時，帶壁柱墻的計算截面翼緣寬度bf可按下列規(guī)定采用(取小值)。多層房屋，當有門窗洞口時，可取窗間墻寬度；當無門窗洞口時，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3。單層房屋，可取壁柱寬加2/3墻高，但不大于窗間墻寬度和相鄰壁柱間距離。計算帶壁柱墻的條形基礎(chǔ)時，可取相鄰壁柱間的距離。

41局部高厚比驗算壁柱間墻的高厚比驗算壁柱間墻的高厚比可按無壁柱墻公式進行驗算。此時可將壁柱視為壁柱間墻的不動鉸支座。因此計算H0時，s應取相鄰壁柱間距離，而且不論帶壁柱墻體的房屋的靜力計算采用何種計算方案，H0一律按剛性方案取用。

當與墻體連接的相鄰橫墻間距s太小時，高厚比可不受

的限制，墻厚按承載力計算確定，此時橫墻間距規(guī)定為當壁柱間或相鄰兩橫墻間墻的長度

時，應按計算高度來計算墻面的高厚比。42(3)帶構(gòu)造柱墻高厚比驗算

墻中設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱時，可提高墻體使用階段的穩(wěn)定性和剛度。但由于在施工過程中大多數(shù)是先砌墻后澆筑構(gòu)造柱，所以應采取措施，保證構(gòu)造柱墻在施工階段的穩(wěn)定性。

整片墻高厚比驗算

構(gòu)造柱間墻的高厚比驗算43

《規(guī)范》規(guī)定設(shè)有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻或帶構(gòu)造柱墻，當b/s≥1/30時，圈梁可視作壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻的不動鉸支點(b為圈梁寬度)。這是由于圈梁的水平剛度較大，能夠限制壁柱間墻體或構(gòu)造柱間墻的側(cè)向變形的緣故。如果墻體條件不允許增加圈梁的寬度，可按墻體平面外等剛度原則增加圈梁高度，以滿足壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻不動鉸支點的要求。44帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗算

（1）驗算內(nèi)容：整片墻高厚比的驗算和構(gòu)造柱之間墻體局部高厚比的驗算。

1）整片墻體高厚比的驗算式中—帶構(gòu)造柱墻允許高厚比的提高系數(shù)，可按下式計算：

—系數(shù)。對細料石、半細料石砌體0；對混凝土砌塊、粗料石及毛石砌體1.0；其他砌體1.5；45

bc—構(gòu)造柱沿墻長方向的寬度；

l—構(gòu)造柱間距。當時，取，當時

需注意的是，構(gòu)造柱對墻體允許高厚比的提高只適用于構(gòu)造柱與墻體形成整體后的使用階段，并且構(gòu)造柱與墻體有可靠的連接。

2）構(gòu)造柱間墻體高厚比的驗算

構(gòu)造柱間墻體的高厚比仍按公式β=H0/h≤μ1μ2[β]驗算，驗算時仍視構(gòu)造柱為柱間墻的不動鉸支點，計算時，取構(gòu)造柱間距，并按剛性方案考慮。46

【例7】某單層房屋層高為4.5m，磚柱截面為490mm×370mm，采用M5.0混合砂漿砌筑，房屋的靜力計算方案為剛性方案。試驗算此磚柱的高厚比。

【解】

查表得＝4500＋500＝5000mm（500為單層磚柱從室內(nèi)地坪到基礎(chǔ)頂面的距離）查表得＝16

＝5000/370=13.5<＝16高厚比滿足要求。47【例8】某單層單跨無吊車的倉庫，柱間距離為4m，中間開寬為1.8m的窗，車間長40m，屋架下弦標高為5m，壁柱為370mm×490mm，墻厚為240mm，房屋的靜力計算方案為剛彈性方案，試驗算帶壁柱墻的高厚比?！窘狻繋П谥鶋Σ捎么伴g墻截面,如圖所示.1．求壁柱截面的幾何特征

A=240×2200+370×250=620500mm2y2=240+250－156.5=333.5mm48I=(1/12)×2200×2403+2200×240×(156.5-120)2+(1/12)×370×2503+370×250×(333.5-125)2=7.74×109mm42．確定計算高度H＝5000＋500＝5500mm（式中500mm為壁柱下端嵌固處至室內(nèi)地坪的距離）查表得＝1.2×5500=6600mm493．整片墻高厚比驗算采用M5混合砂漿時，查表得＝24開有門窗洞口時，的修正系數(shù)為＝1－0.4×(1800/4000)=0.82自承重墻允許高厚比修正系數(shù)=1

＝0.82×24＝19.684．壁柱之間墻體高厚比的驗算

s＝4000<H=5500mm查表得＝0.6×4000=2400mm

＝0.82×24＝19.68高厚比滿足規(guī)范要求。50四、剛性方案房屋墻柱的計算1.單層剛性方案房屋承重縱墻的計算

由前述分析可知，單層房屋為剛性方案時，其縱墻頂端的水平位移在靜力分析時可以認為為零。內(nèi)力計算可采用下列假定(1)縱墻、柱下端在基礎(chǔ)頂面處固接，上端與屋面大梁(或屋架)鉸接。(2)屋蓋結(jié)構(gòu)可視為縱墻上端的不動鉸支座。

根據(jù)上述假定，每片縱墻就可以按上端支承在不動鉸支座和下端支承在固定支座上的豎向構(gòu)件單獨進行計算，使計算工作大為簡化。51屋面荷載作用屋面荷載包括屋蓋構(gòu)件自重，屋面活荷載或雪荷載，這些荷載通過屋架或屋面大梁以集中力的形式作用于墻體頂端。通常情況下，屋架或屋面大梁傳至墻體頂端集中力Nl的作用點，對墻體中心線有一個偏心距el，所以作用于墻體頂端的屋面荷載由軸心壓力Nl和彎矩M=Nlel

組成，由此可計算出其內(nèi)力。

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風荷載作用

風荷載包括作用于屋面上和墻面上的風荷載兩部分組成。屋面上的風荷載(包括作用在女兒墻上的風荷載)一般簡化為作用于墻、柱頂端的集中荷載Fw，對于剛性方案房屋，F(xiàn)w已通過屋蓋直接傳至橫墻，再由橫墻傳至基礎(chǔ)后傳給地基，所以在縱墻上不產(chǎn)生內(nèi)力。墻面風荷載為均布荷載q

，應考慮兩種風向，即按迎風面(壓力)、背風面(吸力)分別考慮。在q作用下，墻體的內(nèi)力為。

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墻體自重

墻體自重包括砌體、內(nèi)外粉刷及門窗的自重，作用于墻體的軸線上。當墻柱為等截面時，自重不引起彎矩；當墻柱為變截面時，上階柱自重G1對下階柱各截面產(chǎn)生彎矩M1=G1e1(e1

為上下階柱軸線間距離)。因M1在施工階段就已經(jīng)存在，應按懸臂柱計算。

控制截面及內(nèi)力組合

在進行承重墻、柱設(shè)計時，應先求出多種荷載作用下的內(nèi)力，然后根據(jù)荷載規(guī)范考慮多種荷載組合．再找出墻柱的控制截面，求出控制截面的內(nèi)力組合，最后選出各控制截面的最不利內(nèi)力進行墻柱承載力驗算。

542.多層剛性方案房屋承重縱墻的計算

對多層民用房屋，如住宅、宿舍、教學樓、辦公樓等，由于橫墻間距較小，一般屬于剛性方案房屋。設(shè)計時，既需驗算墻體的高厚比，又要驗算承重墻的承載力。

計算單元的選取

混合結(jié)構(gòu)房屋縱墻一般較長，設(shè)計時可僅取一段有代表性的墻柱(一個開間)作為計算單元。有門窗洞口時，內(nèi)外縱墻的計算截面寬度B一般取一個開間的門間墻或窗間墻；無門窗洞口時，計算截面寬度B取(l1+l2)/2；如壁柱間的距離較大且層高較小時，B可按下式取用。壁柱寬度5556

豎向荷載作用下的計算

在豎向荷載作用下，多層剛性方案房屋的承重墻如同一豎向連續(xù)梁，屋蓋、樓蓋及基礎(chǔ)頂面作為連續(xù)梁的支承點。由于屋蓋、樓蓋中的梁或板伸入墻內(nèi)擱置，致使墻體的連續(xù)性受到削弱，因此在支承點處所能傳遞的彎矩很小。為了簡化計算，假定連續(xù)梁在屋蓋、樓蓋處為鉸接。在基礎(chǔ)頂面處的軸向力遠比彎矩大，所引起的偏心距e=M/N也很小，按軸心受壓和偏心受壓的計算結(jié)果相差不大，因此，墻體在基礎(chǔ)頂面處也可假定為鉸接。這樣，在豎向荷載作用下，剛性方案多層房屋的墻體在每層高度范圍內(nèi)，均可簡化為兩端鉸接的豎向構(gòu)件進行計算。57

豎向荷載作用下的計算

按照上述假定，多層房屋上下層墻體在樓蓋支承處均為鉸接。在計算某層墻體時，以上各層荷載傳至該層墻體頂端支承截面處的彎矩為零；而所計算層墻體頂端截面處，由樓蓋傳來的豎向力則應考慮其偏心距。58

由于風荷載對外墻面相當于橫向力作用，所以在水平風荷載作用下，計算簡圖仍為一豎向連續(xù)梁，屋蓋、樓蓋為連續(xù)梁的支承，并假定沿墻高承受均布線荷載q，其引起的彎矩可近似按下式計算。

計算時應考慮左右風，使得與風荷載作用下計算的彎矩組合值絕對值最大。

水平荷載作用下的計算59

對于剛性方案多層房屋外墻，當符合下列要求時，靜力計算可不考慮風荷載的影響。(1)洞口水平截面面積不超過全截面面積2/3。

(2)層高和總高不超過下表的規(guī)定。(3)屋面自重不小于0.8kN/m2。外墻不考慮風荷載影響時的最大高度60

規(guī)范規(guī)定：對梁跨度大于9m的墻承重的多層房屋，除按簡支計算外，應再按梁端固結(jié)計算梁端彎矩，并將其等分到上層墻底部和下層的頂部，同時應將梁固端彎矩乘以修正系數(shù)式中a—梁端實際支乘長度

h—支承墻體的墻厚，有壁柱時取hT61

選擇控制截面進行承載力計算

每層墻取兩個控制截面，上截面可取墻體頂部位于大梁(或板)底的砌體截面Ⅰ－Ⅰ，該截面承受彎矩M和軸力N，因此需進行偏心受壓承載力和梁下局部受壓承載力驗算。下截面可取墻體下部位于大梁(或板)底稍上的砌體截面Ⅱ－Ⅱ，底層墻則取基礎(chǔ)頂面，該截面軸力N最大，僅考慮豎向荷載時彎矩為零按軸向受壓計算。3.多層剛性方案房屋承重橫墻的計算

在以橫墻承重的房屋中，橫墻間距較小，縱墻間距(房間的進深)亦不大，一般情況均屬于剛性方案房屋。承載力計算按下列方法進行。

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剛性方案房屋的橫墻承受屋蓋和樓蓋傳來的均布線荷載，通常取單位寬度(