1、1.1.了解房屋空間任務(wù)性能的概念及影響要素；了解房屋空間任務(wù)性能的概念及影響要素； 2.2.了解房屋靜力計算方案的種類及確定方法。了解房屋靜力計算方案的種類及確定方法。3 3、掌握單、多層剛性方案房屋計算方法、掌握單、多層剛性方案房屋計算方法4 4、掌握墻柱高厚比驗(yàn)算、掌握墻柱高厚比驗(yàn)算第四節(jié)第四節(jié) 混合構(gòu)造房屋墻、柱設(shè)計混合構(gòu)造房屋墻、柱設(shè)計 教學(xué)目的：教學(xué)目的：房屋靜力計算方案的種類及確定方法、單層、多層剛房屋靜力計算方案的種類及確定方法、單層、多層剛性方案房屋計算方法墻柱高厚比驗(yàn)算。性方案房屋計算方法墻柱高厚比驗(yàn)算。重重 點(diǎn)點(diǎn)難難 點(diǎn)點(diǎn)房屋空間任務(wù)性能的概念及影響要素。房屋空間任務(wù)性能

2、的概念及影響要素。第三節(jié)第三節(jié) 混合構(gòu)造房屋的墻、柱設(shè)計混合構(gòu)造房屋的墻、柱設(shè)計程度承重構(gòu)件程度承重構(gòu)件豎向承重構(gòu)件豎向承重構(gòu)件屋蓋屋蓋樓蓋樓蓋鋼筋混凝土、木材鋼筋混凝土、木材墻、柱、根底墻、柱、根底砌體資料砌體資料砌體構(gòu)造砌體構(gòu)造混合構(gòu)造混合構(gòu)造1、構(gòu)造構(gòu)造布置、構(gòu)造構(gòu)造布置承重墻體的布置承重墻體的布置確定墻體承重體系確定墻體承重體系2、確定房屋靜力計算方案、確定房屋靜力計算方案確定墻、柱的計算模型確定墻、柱的計算模型3、強(qiáng)度計算、強(qiáng)度計算內(nèi)力分析內(nèi)力分析截面設(shè)計截面設(shè)計構(gòu)造處置構(gòu)造處置4、變形側(cè)移和穩(wěn)定計算、變形側(cè)移和穩(wěn)定計算5、施工圖、施工圖截面尺寸截面尺寸資料選擇資料選擇承載力計算承載

3、力計算墻、柱設(shè)計步驟墻、柱設(shè)計步驟一、一、 墻體承重體系墻體承重體系1、縱墻承重方案、縱墻承重方案 板板梁或屋架梁或屋架縱墻縱墻根底根底地基地基 2、橫墻承重方案、橫墻承重方案 樓屋面板樓屋面板橫墻橫墻根底根底地基地基 3、縱橫墻承重方案、縱橫墻承重方案 樓屋面板樓屋面板梁梁縱墻縱墻橫墻橫墻根底根底地基地基縱墻承重方案縱墻承重方案橫墻承重方案橫墻承重方案縱橫墻承重方案縱橫墻承重方案4、內(nèi)框架縱墻承重方案、內(nèi)框架縱墻承重方案外縱墻外縱墻外縱墻根底外縱墻根底樓樓(屋屋)面板面板梁梁柱柱 柱根底柱根底地基地基5、底部框架承重方案、底部框架承重方案 梁板荷載在上部經(jīng)過梁板荷載在上部經(jīng)過內(nèi)外墻體向下傳送

4、，在構(gòu)內(nèi)外墻體向下傳送，在構(gòu)造轉(zhuǎn)換層部位，經(jīng)過鋼筋造轉(zhuǎn)換層部位，經(jīng)過鋼筋混凝土梁傳給柱，再傳給混凝土梁傳給柱，再傳給根底根底 。二、二、 房屋靜力計算方案及計算簡圖房屋靜力計算方案及計算簡圖1、房屋的空間任務(wù)性能、房屋的空間任務(wù)性能 風(fēng)荷載風(fēng)荷載縱墻縱墻縱墻根底縱墻根底地基地基風(fēng)荷載風(fēng)荷載縱墻縱墻縱墻根底縱墻根底屋蓋構(gòu)造屋蓋構(gòu)造山墻山墻山墻根底山墻根底地基地基兩端無山墻兩端無山墻兩端有山墻兩端有山墻平面受力體系平面受力體系空間受力體系空間受力體系us=u1+u2up 由于山墻或橫墻的存在，改動了程度荷載的傳送道路，使房屋有了空由于山墻或橫墻的存在，改動了程度荷載的傳送道路，使房屋有了空間作用，

5、而且，兩端山墻的間隔越近，或添加越多的橫墻，屋蓋的程間作用，而且，兩端山墻的間隔越近，或添加越多的橫墻，屋蓋的程度剛度越大，房屋的空間作用越大，即空間性能越好，那么程度側(cè)移度剛度越大，房屋的空間作用越大，即空間性能越好，那么程度側(cè)移us越小。越小。 結(jié)論：結(jié)論：房屋空間作用的大小可以用空間性能影響系數(shù)房屋空間作用的大小可以用空間性能影響系數(shù)表示表示 =us/up=1-1/chks1 s 橫墻間橫墻間距距us 思索了空間任務(wù)時，外荷載作用下房屋排架程度位移的最大思索了空間任務(wù)時，外荷載作用下房屋排架程度位移的最大值值up 在外荷載作用下，平面排架的程度位在外荷載作用下，平面排架的程度位移移k 彈

6、性系數(shù)，取決于屋蓋剛彈性系數(shù)，取決于屋蓋剛度度值愈大，表示整體房屋的程度側(cè)移與平面排架的側(cè)移愈接近，即房屋空間值愈大，表示整體房屋的程度側(cè)移與平面排架的側(cè)移愈接近，即房屋空間作用愈?。环粗?，作用愈?。环粗?，愈小，房屋的程度側(cè)移愈小，房屋的空間作用愈大。愈小，房屋的程度側(cè)移愈小，房屋的空間作用愈大。 影響房屋剛度或側(cè)移大小的重要要素影響房屋剛度或側(cè)移大小的重要要素 2、房屋靜力計算方案、房屋靜力計算方案 一剛性方案一剛性方案 二彈性方案二彈性方案 三剛彈性方案三剛彈性方案 樓屋蓋樓屋蓋墻、柱的不動鉸支座墻、柱的不動鉸支座 樓屋蓋樓屋蓋墻、柱的滾動鉸支座墻、柱的滾動鉸支座 樓屋蓋樓屋蓋墻、柱的彈性

7、支座墻、柱的彈性支座 剛性方案剛性方案 彈性方案彈性方案 剛彈性方案剛彈性方案 3、剛性方案和剛彈性方案的橫墻、剛性方案和剛彈性方案的橫墻1、2、3、4、橫墻中開有洞口時，洞口的程度截面面積不應(yīng)超越橫墻截面面積的橫墻中開有洞口時，洞口的程度截面面積不應(yīng)超越橫墻截面面積的50%；橫墻厚度不宜小于橫墻厚度不宜小于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/2H為橫墻總高度；為橫墻總高度；當(dāng)橫墻不能同時符合上述要求時，應(yīng)對橫墻剛度進(jìn)展驗(yàn)算，如其最大程當(dāng)橫墻不能同時符合上述要求時，應(yīng)對橫墻剛度進(jìn)展驗(yàn)算，如其

8、最大程度位移度位移umaxH/4000( H為橫墻總高度為橫墻總高度)時，仍可視為剛性或剛彈性方案時，仍可視為剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。符合此剛度要求的一段橫墻或其他構(gòu)造構(gòu)件如框架等，房屋的橫墻。符合此剛度要求的一段橫墻或其他構(gòu)造構(gòu)件如框架等，也可視為剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。也可視為剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。三、三、 墻、柱的高厚比驗(yàn)算墻、柱的高厚比驗(yàn)算 1、允許高厚比、允許高厚比1、砂漿強(qiáng)度等級、砂漿強(qiáng)度等級 2、砌體截面剛度、砌體截面剛度 3、砌體類型、砌體類型 4、構(gòu)件重要性和房屋運(yùn)用情況、構(gòu)件重要性和房屋運(yùn)用情況 5、構(gòu)造柱間距及截面、構(gòu)造柱間距及截面 6、橫墻間距、橫墻間距

9、7、支承條件、支承條件 2、高厚比驗(yàn)算、高厚比驗(yàn)算一普通墻、柱的高厚比驗(yàn)算一普通墻、柱的高厚比驗(yàn)算 =H0/h12 H0 墻、柱計算高度，按表墻、柱計算高度，按表1111采用采用 h 墻厚或矩形柱與墻厚或矩形柱與H0相對應(yīng)的邊相對應(yīng)的邊長長 1 自承重墻允許高厚比的修正系自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)數(shù)h=240mm 1=1.2 h=90mm 1=1.5 90mmh240mm 1可按插入法取值可按插入法取值 2 有門窗洞口墻允許高厚比修正系有門窗洞口墻允許高厚比修正系數(shù)數(shù)2=1-0.4bs/s bs 在寬度在寬度s范圍內(nèi)的門窗洞口總寬范圍內(nèi)的門窗洞口總寬度度 s 相鄰窗間墻、壁柱之間或構(gòu)造柱之間

10、的間相鄰窗間墻、壁柱之間或構(gòu)造柱之間的間隔隔 ( (二二) )帶壁柱墻高厚比驗(yàn)算帶壁柱墻高厚比驗(yàn)算1、整片墻的高厚比驗(yàn)算、整片墻的高厚比驗(yàn)算 =H0/hT12 hT 帶壁柱墻截面的折算厚度，帶壁柱墻截面的折算厚度，hT=3.5i i 帶壁柱墻截面的回轉(zhuǎn)半徑，帶壁柱墻截面的回轉(zhuǎn)半徑， AIi I、A 分別為帶壁柱墻截面的慣性矩和截面面積分別為帶壁柱墻截面的慣性矩和截面面積 帶壁柱墻的計算截面翼緣寬度帶壁柱墻的計算截面翼緣寬度bf 確實(shí)定：確實(shí)定：A、多層房屋，當(dāng)有門窗洞口時，可取窗間墻寬度；當(dāng)無門窗洞口時，每側(cè)翼墻、多層房屋，當(dāng)有門窗洞口時，可取窗間墻寬度；當(dāng)無門窗洞口時，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高

11、度的一半寬度可取壁柱高度的一半 B、單層房屋，可取壁柱寬加、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間隔；墻高，但不大于窗間墻寬度和相鄰壁柱間間隔； C、計算帶壁柱墻的條形根底時，可取相鄰壁柱間的間隔。、計算帶壁柱墻的條形根底時，可取相鄰壁柱間的間隔。 2、壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算、壁柱間墻的高厚比驗(yàn)算 =H0/h12 壁柱視為壁柱間墻的不動鉸支座壁柱視為壁柱間墻的不動鉸支座 H0剛性方案剛性方案壁柱間間隔壁柱間間隔s三帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算三帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算 1 1驗(yàn)算內(nèi)容：整片墻高厚比的驗(yàn)算和構(gòu)造柱之間墻體部分驗(yàn)算內(nèi)容：整片墻高厚比的驗(yàn)算和構(gòu)造柱之間墻體部分高厚比

12、的驗(yàn)算。高厚比的驗(yàn)算。 1 1整片墻體高厚比的驗(yàn)算整片墻體高厚比的驗(yàn)算 cohH2110.1.27式中式中 帶構(gòu)造柱墻允許高厚比帶構(gòu)造柱墻允許高厚比 的提高系數(shù)，可按下式的提高系數(shù)，可按下式計算：計算：c lbcc110.1.28 系數(shù)。對細(xì)料石、半細(xì)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； bc構(gòu)造柱沿墻長方向的寬度； l構(gòu)造柱間距。當(dāng) 時，取 ，當(dāng) 時25. 0lbc25. 0lbc0.25cb l 0.25cb l 需留意的是，構(gòu)造柱對墻體允許高厚比的提高只適用于構(gòu)造柱與墻體構(gòu)成整體后的運(yùn)用階段，并且構(gòu)造柱與墻體有可靠的銜接。 2構(gòu)造柱間墻體高厚比的驗(yàn)算 構(gòu)造柱

13、間墻體的高厚比仍按公式=H0/h12驗(yàn)算，驗(yàn)算時仍視構(gòu)造柱為柱間墻的不動鉸支點(diǎn)，計算時，取構(gòu)造柱間距，并按剛性方案思索。 【例【例10.1.710.1.7】某單層房屋層高為】某單層房屋層高為4.5m4.5m，磚柱截面為，磚柱截面為490mm490mm370mm370mm，采用，采用M5.0M5.0混合砂漿砌筑，房屋的靜力計算方案為混合砂漿砌筑，房屋的靜力計算方案為剛性方案。實(shí)驗(yàn)算此磚柱的高厚比。剛性方案。實(shí)驗(yàn)算此磚柱的高厚比。 【解】 查表10.1.7得 45005005000mm500為單層磚柱從室內(nèi)地坪到根底頂面的間隔HHo0 . 1查表查表10.1.610.1.6得得 1616 5000

14、/370=13.5 5000/370=13.5 1616高厚比滿足要求。高厚比滿足要求。 hHo 【例【例10.1.810.1.8】某單層單跨無吊車的倉庫，柱間間隔為】某單層單跨無吊車的倉庫，柱間間隔為4m4m，中間，中間開寬為開寬為1.8m1.8m的窗，車間長的窗，車間長40m40m，屋架下弦標(biāo)高為，屋架下弦標(biāo)高為5m5m，壁柱為，壁柱為370mm370mm490mm490mm，墻厚為，墻厚為240mm240mm，房屋的靜力計算方案為剛彈性，房屋的靜力計算方案為剛彈性方案，實(shí)驗(yàn)算帶壁柱墻的高厚比。方案，實(shí)驗(yàn)算帶壁柱墻的高厚比?！窘狻俊窘狻?帶壁柱墻采用窗間墻截面帶壁柱墻采用窗間墻截面, ,如

15、圖如圖10.1.1610.1.16所示所示. .1 1求壁柱截面的幾何特征求壁柱截面的幾何特征 A=240 A=2402200+3702200+370250=620500 mm2250=620500 mm2 y2=240+250 y2=240+250156.5=333.5mm156.5=333.5mm1250240 2200 120250 370 (240)2156.5620500yI=(1/12)I=(1/12)220022002403+22002403+2200240240(156.5-120)2+(156.5-120)2+(1/12)(1/12)3703702503+3702503+37

16、0250250(333.5-125)2(333.5-125)2=7.74=7.74109mm4109mm497.74 10111.7620500IimmA3.5391Thimm2 2確定計算高度確定計算高度H H500050005005005500mm 5500mm 式中式中500mm500mm為壁柱下端嵌固處至室為壁柱下端嵌固處至室內(nèi)地坪的間隔內(nèi)地坪的間隔查表查表10.1.710.1.7，得，得 1.21.25500=6600mm5500=6600mmHHo2 . 13 3整片墻高厚比驗(yàn)算整片墻高厚比驗(yàn)算采用采用M5M5混合砂漿時，查表混合砂漿時，查表10.1.610.1.6得得 2424開

17、有門窗洞口時，開有門窗洞口時， 的修正系數(shù)為的修正系數(shù)為 1 10.40.4(1800/4000)=0.82(1800/4000)=0.82自承重墻允許高厚比修正系數(shù)自承重墻允許高厚比修正系數(shù) =1 =1 0.820.82242419.6819.68 sbs4 . 0121 126600/39116.9oHh 4 4壁柱之間墻體高厚比的驗(yàn)算壁柱之間墻體高厚比的驗(yàn)算 s s4000H=5500mm4000H=5500mm查表查表10.1.710.1.7得得 0.60.64000=2400mm4000=2400mm 0.820.82242419.6819.68高厚比滿足規(guī)范要求。高厚比滿足規(guī)范要求

18、。sHo6 . 0 122400/24010oHh 四、四、 多層剛性方案房屋墻、柱承載力的計算多層剛性方案房屋墻、柱承載力的計算一、計算單元一、計算單元 二、荷載計算二、荷載計算 有門窗洞口如縱墻：有門窗洞口如縱墻：左右開間各一半左右開間各一半無門窗洞口如受均布荷載的橫墻和山墻：無門窗洞口如受均布荷載的橫墻和山墻：取取1m長的墻體長的墻體豎向荷載豎向荷載程度荷載程度荷載恒載恒載活載活載風(fēng)載風(fēng)載三、計算簡圖三、計算簡圖1、在豎向荷載作用下，多層房屋的墻體好像一豎向延、在豎向荷載作用下，多層房屋的墻體好像一豎向延續(xù)梁，屋蓋、樓蓋及根底頂面均作為延續(xù)梁的支點(diǎn)。續(xù)梁，屋蓋、樓蓋及根底頂面均作為延續(xù)梁

19、的支點(diǎn)。 墻、柱在每層層高范圍內(nèi)被簡化墻、柱在每層層高范圍內(nèi)被簡化為兩端鉸支的豎向偏心受壓構(gòu)件為兩端鉸支的豎向偏心受壓構(gòu)件 4) 當(dāng)梁支承于墻上時，梁端支承壓力當(dāng)梁支承于墻上時，梁端支承壓力N1到墻內(nèi)邊到墻內(nèi)邊間隔，對屋蓋梁應(yīng)取梁端有效支承長度間隔，對屋蓋梁應(yīng)取梁端有效支承長度a0的的0.33倍；倍；對樓蓋梁應(yīng)取梁端有效支承長度對樓蓋梁應(yīng)取梁端有效支承長度a0的的0.4倍。倍。 1) 上部各層的荷載包括墻體重、屋面及樓板重等上部各層的荷載包括墻體重、屋面及樓板重等沿上一層墻的截面形心傳至下層；沿上一層墻的截面形心傳至下層；2) 在計算某層墻體彎矩時，要思索本層梁、板支承在計算某層墻體彎矩時，要

20、思索本層梁、板支承壓力對本層墻體產(chǎn)生的彎矩，當(dāng)本層墻與上一層墻壓力對本層墻體產(chǎn)生的彎矩，當(dāng)本層墻與上一層墻形心不重合時，尚應(yīng)思索上部傳來的豎向荷載對本形心不重合時，尚應(yīng)思索上部傳來的豎向荷載對本層墻體產(chǎn)生的彎矩；層墻體產(chǎn)生的彎矩；3) 每層墻體的彎矩圖按三角形變化，上端彎矩最大，每層墻體的彎矩圖按三角形變化，上端彎矩最大，下端為零：下端為零：計算原那么：計算原那么：M=qHi2/12風(fēng)荷載引起的彎矩按下式計算：風(fēng)荷載引起的彎矩按下式計算：q Hi 第第i層墻體的高度，即第層墻體的高度，即第i層層高。層層高。風(fēng)荷載風(fēng)荷載可不思索可不思索三個條件三個條件P302 計算單元上沿每米墻高分布的風(fēng)荷計算

21、單元上沿每米墻高分布的風(fēng)荷載設(shè)計值，載設(shè)計值，kN/m；2 2、程度荷載作用下，墻體計算簡圖可簡、程度荷載作用下，墻體計算簡圖可簡化為一豎向多跨延續(xù)梁?；癁橐回Q向多跨延續(xù)梁。四、內(nèi)力計算四、內(nèi)力計算 1、縱墻內(nèi)力、縱墻內(nèi)力 軸力軸力NI=Nl +NuI-I截面樓蓋大梁底面處截面樓蓋大梁底面處N=NI+Nh3 -截面截面 窗口上邊緣處窗口上邊緣處截面窗口下邊緣處截面窗口下邊緣處N=N+Nh2 -截面下層樓蓋大梁底面處截面下層樓蓋大梁底面處N= N+Nh1 NuNl本層梁端支承反本層梁端支承反力力Nh3 高為高為h3寬為寬為b的墻體自的墻體自重重Nh2 高為高為h2寬為寬為b1的墻體自的墻體自重重

22、Nh1 高為高為h1寬為寬為b1的墻體自的墻體自重重上部各層傳來的豎向荷載。其中包括截面上部各層傳來的豎向荷載。其中包括截面I-I以上全部墻重和上面各以上全部墻重和上面各層樓面和屋面上的恒載和活載層樓面和屋面上的恒載和活載彎矩彎矩MI= Nl e1 + Nu e2I-I截面樓蓋大梁底面處截面樓蓋大梁底面處M=MI (h1+h2)/H -截面截面 窗口上邊緣處窗口上邊緣處截面窗口下邊緣處截面窗口下邊緣處M=M h1/H -截面下層樓蓋大梁底面處截面下層樓蓋大梁底面處M= 0 e1 Nl對該層墻的偏對該層墻的偏心距心距 e1=h/2-0.4a0 h 本層墻體厚度本層墻體厚度a0 梁端有效支梁端有效

23、支承長度承長度 e2 上層墻體重心對該層墻上層墻體重心對該層墻體重心的偏心距。假設(shè)體重心的偏心距。假設(shè)上下層墻體厚度一樣，上下層墻體厚度一樣，那么那么 e2 =02 2、橫墻內(nèi)力、橫墻內(nèi)力驗(yàn)算驗(yàn)算橫墻兩側(cè)樓蓋傳來的荷載一樣橫墻兩側(cè)樓蓋傳來的荷載一樣軸心受壓軸心受壓橫墻兩側(cè)樓蓋傳來的荷載不同橫墻兩側(cè)樓蓋傳來的荷載不同偏心受壓偏心受壓驗(yàn)算橫墻的底部截面驗(yàn)算橫墻的底部截面橫墻的底部截面橫墻的底部截面 橫墻的上部截面橫墻的上部截面五、強(qiáng)度計算五、強(qiáng)度計算全截面受壓承載力驗(yàn)算全截面受壓承載力驗(yàn)算部分受壓承載力驗(yàn)算部分受壓承載力驗(yàn)算六、高厚比驗(yàn)算六、高厚比驗(yàn)算 五、單層剛性方案房屋墻、柱承載力的驗(yàn)算過程五、單層剛性方案房屋墻、柱承載力的驗(yàn)算過程縱墻縱墻: 左右開間各一半左右開間各一半橫墻：橫墻： 取取1m長的墻體長的墻體一、計算單元一、計算單元 二、計算簡圖二、計算簡圖墻的上端為不