混合结构房屋的承重体系与静力计算方案.pptx
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1、承重墙承重墙承受自重的同时还要承受楼盖和屋盖传承受自重的同时还要承受楼盖和屋盖传来的荷载。来的荷载。非承重墙非承重墙主要起维护和分隔的作用。主要起维护和分隔的作用。混合结构房屋设计的重要任务混合结构房屋设计的重要任务墙体设计墙体设计墙体设计包括:墙体设计包括:承重墙体的布置、房屋的静力计算承重墙体的布置、房屋的静力计算方案的确定、墙柱高厚比验算、墙柱内力计算及截方案的确定、墙柱高厚比验算、墙柱内力计算及截面承载力计算面承载力计算第1页/共45页一、承重墙体的布置一、承重墙体的布置1、纵墙承重体系、纵墙承重体系 纵墙是主要承重墙,纵墙是主要承重墙,横墙的设置主要是为了满横墙的设置主要是为了满足建
2、筑物空间刚度和整体足建筑物空间刚度和整体性的要求间距可根据使用性的要求间距可根据使用要求决定。要求决定。适用于有较大室内空间要适用于有较大室内空间要求的房屋,如仓库、食堂求的房屋,如仓库、食堂和中小型工业厂房。和中小型工业厂房。特点:空间布置灵活、纵墙上门特点:空间布置灵活、纵墙上门窗布置受影响、与横墙承重体系窗布置受影响、与横墙承重体系比较,楼(屋)盖的材料用量比比较,楼(屋)盖的材料用量比较多,墙体材料用量较少,横墙较多,墙体材料用量较少,横墙数量少,房屋横向刚度相对较差。数量少,房屋横向刚度相对较差。第2页/共45页2 2、横墙承重方案、横墙承重方案横墙是主要承重构件,纵墙起横墙是主要承
3、重构件,纵墙起维护和分割作用。房屋的空间维护和分割作用。房屋的空间刚度大,整体性好。屋盖结构刚度大,整体性好。屋盖结构简单,施工方便。与纵墙承重简单,施工方便。与纵墙承重结构相比,材料使用量少。结构相比,材料使用量少。第3页/共45页3 3、内框架承重方案、内框架承重方案房屋的使用空间大,平面房屋的使用空间大,平面布置较灵活;空间刚度布置较灵活;空间刚度小,建筑物抗震能力差;小,建筑物抗震能力差;内框架结构一般用于商店、内框架结构一般用于商店、旅馆、多层工业厂房等。旅馆、多层工业厂房等。第4页/共45页二、房屋的空间工作和静力计算方案二、房屋的空间工作和静力计算方案在进行墙体的内力计算时,首先
4、要确定计算简图。在进行墙体的内力计算时,首先要确定计算简图。如图如图.1(a)所示的无山墙和横墙的单层房屋,其屋盖所示的无山墙和横墙的单层房屋,其屋盖支承在外纵墙上。如果从两个窗口中间截取一个单元,支承在外纵墙上。如果从两个窗口中间截取一个单元,则这个单元的受力状态与整个房屋的受力状态是一样的。则这个单元的受力状态与整个房屋的受力状态是一样的。可以用这个单元的受力状态来代表整个房屋的受力状态,可以用这个单元的受力状态来代表整个房屋的受力状态,这个单元称为计算单元,见这个单元称为计算单元,见图图1(a)、(b)。沿房屋纵向各。沿房屋纵向各个单元之间不存在相互制约的空间作用,这种房屋的计个单元之间
5、不存在相互制约的空间作用,这种房屋的计算简图为一单跨平面排架(算简图为一单跨平面排架(图图.1(d)。房屋的空间工作房屋的空间工作第5页/共45页若在上述单层房屋的两端设置山墙(若在上述单层房屋的两端设置山墙(图图2(a),),则屋盖不仅与纵墙相连,而且也与山墙(横墙)相连。则屋盖不仅与纵墙相连,而且也与山墙(横墙)相连。当水平荷载作用于外纵墙面时,屋盖结构如同水平方当水平荷载作用于外纵墙面时,屋盖结构如同水平方向的梁而弯曲,其水平位移已不是平移,而是向的梁而弯曲,其水平位移已不是平移,而是图图2(b)中所示的曲线,水平位移的大小等于山墙的侧移和屋中所示的曲线,水平位移的大小等于山墙的侧移和屋
6、盖梁水平挠度的总和。盖梁水平挠度的总和。根据试验研究,根据试验研究,房屋的空间刚度房屋的空间刚度主要取决于屋盖主要取决于屋盖水平刚度和横墙间距的大小。水平刚度和横墙间距的大小。第6页/共45页图图1无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况 第7页/共45页图图2有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况 第8页/共45页规范规范规定,在混合结构房屋内力计算中,根规定,在混合结构房屋内力计算中,根据房屋的空间工作性能,分为三种静力计算方案:据房屋的空间工作性能,分为三种静力计算方案:(1)刚性方案刚性方案房屋横墙间距较小,屋(
7、楼)盖水平刚度较大时,房屋横墙间距较小,屋(楼)盖水平刚度较大时,房屋的空间刚度较大,在荷载作用下,房屋的水平位房屋的空间刚度较大,在荷载作用下,房屋的水平位移较小,在确定房屋的计算简图时,可以忽略房屋水移较小,在确定房屋的计算简图时,可以忽略房屋水平位移,而将屋盖或楼盖视作墙或柱的不动铰支承平位移,而将屋盖或楼盖视作墙或柱的不动铰支承图图3(a),),这种房屋称为刚性方案房屋。这种房屋称为刚性方案房屋。一般多层住宅、办公楼、医院往往属于此类方案。一般多层住宅、办公楼、医院往往属于此类方案。房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案第9页/共45页(2)弹性方案弹性方案 房屋横墙间距较大,屋盖或楼盖
8、的水平刚度较小房屋横墙间距较大,屋盖或楼盖的水平刚度较小时,房屋的空间工作性能较差,在荷载作用下,房屋时,房屋的空间工作性能较差,在荷载作用下,房屋的水平位移较大,在确定房屋的计算简图时,必须考的水平位移较大,在确定房屋的计算简图时,必须考虑水平位移,把屋盖或楼盖与墙、柱的连接处视为铰虑水平位移,把屋盖或楼盖与墙、柱的连接处视为铰接,并按不考虑空间工作的平面排架计算(接,并按不考虑空间工作的平面排架计算(图图3(c)),),这种房屋称为弹性方案房屋。这种房屋称为弹性方案房屋。一般单层厂房、仓库、礼堂、食堂等多属于弹性一般单层厂房、仓库、礼堂、食堂等多属于弹性方案房屋。方案房屋。第10页/共45
9、页(3)刚弹性方案刚弹性方案房屋的空间刚度介于刚性与弹性方案之间,在荷房屋的空间刚度介于刚性与弹性方案之间,在荷载作用下,房屋的水平位移较弹性方案小,但又不可载作用下,房屋的水平位移较弹性方案小,但又不可忽略不计。这种房屋属于刚弹性方案房屋,其计算简忽略不计。这种房屋属于刚弹性方案房屋,其计算简图可用屋盖或楼盖与墙、柱连接处为具有弹性支撑的图可用屋盖或楼盖与墙、柱连接处为具有弹性支撑的平面排架(平面排架(图图3(b))。)。在计算刚弹性方案的墙、柱内力时,通常引入空在计算刚弹性方案的墙、柱内力时,通常引入空间性能影响系数间性能影响系数来反映房屋的空间作用,来反映房屋的空间作用,定义为定义为:=
10、us/up 第11页/共45页在规范中,将房屋按屋盖或楼盖的刚度划分为三种类型,并按房屋的横墙间距S来确定其静力计算方案,见表1。作为刚性和刚弹性方案静力计算的房屋横墙,应具有足够的刚度,以保证房屋的空间作用,并符合下列要求: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%;横墙的厚度不宜小于180mm;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1/2。第12页/共45页图图3混合结构房屋的计算简图混合结构房屋的计算简图(a)刚性方案;刚性方案;(b)刚弹性方案;刚弹性方案;(c)弹性方案弹性方案 第13页/共45页表表1 房屋的静力计算方案房屋的静
11、力计算方案 屋盖(楼盖)类别屋盖(楼盖)类别刚性方案刚性方案刚弹性方案刚弹性方案弹性方案弹性方案整体式、装配整体式和装配式无整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋(楼)盖檩体系钢筋混凝土屋(楼)盖 S3232S72S72装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖或木楼盖 S2020S48S48瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖 S1616S36S36第14页/共45页第三节、墙、柱高厚比验算第三节、墙、柱高厚比验算混合结构房屋中的墙体是受压构件,除满足强混合结构房屋中的墙体是受压构件,除
12、满足强度要求外,还必须有足够的稳定性。度要求外,还必须有足够的稳定性。高厚比的验算是保证墙体稳定性的一项重要构高厚比的验算是保证墙体稳定性的一项重要构造措施,以避免墙、柱在施工和使用阶段因偶然的造措施,以避免墙、柱在施工和使用阶段因偶然的撞击或振动等因素而出现歪斜、膨肚以致倒塌等失撞击或振动等因素而出现歪斜、膨肚以致倒塌等失稳现象的发生。稳现象的发生。高厚比系指墙、柱的计算高度高厚比系指墙、柱的计算高度H0与墙厚或柱截与墙厚或柱截面边长面边长h的比值的比值H0/h。第15页/共45页高厚比验算主要包括两个问题:一是允许高厚高厚比验算主要包括两个问题:一是允许高厚比的限值;二是墙、柱实际高厚比的
13、确定。比的限值;二是墙、柱实际高厚比的确定。允许高厚比限值是在综合考虑了以往的实践经允许高厚比限值是在综合考虑了以往的实践经验和现阶段的材料质量及施工水平的基础上确定的。验和现阶段的材料质量及施工水平的基础上确定的。影响墙、柱容许高厚比的因素很多,如砂浆的影响墙、柱容许高厚比的因素很多,如砂浆的强度等级、横墙间距、砌体类型、支承条件、截面强度等级、横墙间距、砌体类型、支承条件、截面形状和承重情况等。形状和承重情况等。第16页/共45页矩形截面墙和柱的高厚比应满足下列条件矩形截面墙和柱的高厚比应满足下列条件=H0/h12其中,自承重墙允许高厚比的修正系数其中,自承重墙允许高厚比的修正系数1,对承
14、,对承重墙重墙,1=1.0;对自承重墙,;对自承重墙,1值可按下列规定采用:值可按下列规定采用:当当h=240mm时,时,1=1.2当当h=90mm时,时,1=1.5240mmh90mm时,时,1可按插入法取值可按插入法取值;一般墙、柱高厚比的验算一般墙、柱高厚比的验算第17页/共45页有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数2按下式确按下式确定:定:2=1-0.4bs/Sbs在宽度在宽度S范围内的门窗洞口宽度;范围内的门窗洞口宽度;S相邻窗间墙或壁柱间距离(相邻窗间墙或壁柱间距离(图图4););墙、柱的允许高厚比,墙、柱的允许高厚比,见表见表2。(20.7时,取时,取
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- 混合结构 房屋 承重 体系 静力 计算 方案
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