《混合结构房屋设计》PPT课件

《砌体结构》第5章混合结构房屋墙体设计《砌体结构》提要1：叙述了混合结构房屋的组成；2：详细讨论了混合结构房屋的结构布置方案；3：重点阐述混合结构房屋的几种静力计算方案。4：掌握混合结构房屋墙柱高厚比的验算方法。5：分析了单层、多层房屋在不同静力计算方案时的计算简图、内力计算方法、控制截面的选取。5.1混合结构房屋的结构布置和静力计算方案砌体结构第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案混合结构、砖混结构、砖木结构竖向承重构件楼盖钢筋混凝土、木材墙、柱、基础砌体材料水平承重构件屋盖混合结构房屋中水平承重结构:板、梁、屋架等构件组成的楼（屋）盖竖向承重结构:墙体、柱、基础混合结构房屋中的楼盖、屋盖、纵墙、横墙、柱、基础及楼梯等主要承重构件互相连接共同构成承重体系，组成空间结构，因此墙、柱、梁、板等构件的结构布置应满足建筑功能、使用及结构合理、经济的要求，所以房屋结构布置方案的选择，则成为整个结构设计的关键。第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案5.1.1结构布置体系纵墙承重体系横墙承重体系纵横墙承重体系内框架承重体系第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案板纵墙承重方案竖向荷载传递路线为：梁或屋架纵向承重墙基础地基特点：①纵墙为主要承重墙，横墙间距大，故空间较大。②纵墙荷载大，其门窗洞口大小和位置受限。③横墙间距大，横墙数量少，所以横向刚度小，整体性差。厂房图书馆适用范围：大空间房屋第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案横墙承重方案山墙内纵墙横墙板外纵墙竖向荷载的传递路线为：板→横墙→基础→地基适用范围：如：住宅楼；宿舍楼；旅馆、招待所等。小开间房屋特点：①横墙为主承重，纵墙拉结横墙形成整体，故纵墙洞口大小开设自由。②横墙多、空间小，刚度大，整体性好，抗震性好。③结构简单，施工方便，墙体用料多。④房屋大小较固定。第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案内纵墙山墙横墙梁外纵墙纵横墙承重方案适用范围：竖向荷载传递路线为：楼(屋)面板横墙梁纵墙地基相应基础特点：①楼盖布置灵活，空间大小均衡。②空间刚度较好。③墙体用料多。教学楼教学楼；办公楼；医院楼；实验楼等。办公楼第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案内框架承重方案砼柱砼梁山墙砼板外纵墙适用于：1）多层厂房；2）底层商店、上层住宅。①外墙和柱为竖向承重构件，空间大，平面布置灵活；②竖向承重材料不同，基础形式亦不同，施工复杂，引起基础不均匀沉降；③横墙较少，空间刚度较差。竖向荷载传递路线为：大梁砼柱外纵墙地基相应基础楼板竖向荷载特点：底层商店上层住宅第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案5.1.2混合结构房屋的静力计算方案1、混合结构房屋的空间工作性能计算单元计算单元概念：计算单元0.111chksps第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案无山墙有山墙风荷载→纵墙→纵墙基础→地基风荷载→纵墙→纵墙基础屋盖结构→山墙→山墙基础→地基平面受力体系空间受力体系upus=u1+u2概念：空间性能影响系数的含义？2、房屋静力计算方案的分类房屋空间性能影响的两个主要因素：屋盖刚度和横墙间距77.0第5章砌体结构房屋的墙体体系及静力计算方案0ps刚性方案刚性方案弹性方案弹性方案10suPsuu刚弹性方案刚弹性方案10Psuu0屋盖或楼盖作为墙体的不动铰支座屋盖或楼盖作为墙体的滚动铰支座屋盖或楼盖作为墙体的弹性支座刚性方案刚弹性方案弹性方案例:第一类屋盖实用中，η在一定范围内即认为是某一种方案。77.033.033.0《规范》表5.2房屋的静力计算方案屋盖或楼盖类别刚性方案刚弹性方案弹性方案整体式、装配整体式、装配式无檩体系钢筋砼楼屋盖S3232≤s≤72S72装配式有檩体系钢筋砼屋盖，轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖S2020≤s≤48S48冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖S1616≤s≤36S36注：①表中s为横墙间距，单位“米”；②对于无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，均按弹性方案考虑。“刚性和刚弹性方案房屋的横墙”应符合下列要求：①洞口截面积≤墙截面面积一半；②墙厚≥180mm;③单层：横墙长度≥横墙高度；多层：横墙长度≥横墙总高度的一半。当不能“同时符合”时，应对横墙刚度验算：满足下式尚可。4000maxHHmaxP1刚性方案和刚弹性方案的横墙单层：EAnPHEInPHHGEIHP5.263331maxHP1maxmax计算：多层：imiimiiiHPEAnHPEIn113max5.26（5.2）（5.3）5.2墙柱高厚比验算混合结构中的墙体，仅满足抗压承载力是不够的，还应满足稳定性要求，采用高厚比验算的办法，是一种简便的、间接解决稳定问题的办法。常遇的两种情况计算：1.一般墙；2.带壁柱墙。1.高厚比验算：1.允许高厚比的限值；（P90表5-4)2.墙、柱实际高厚比的确定。2.允许高厚比及影响高厚比的因素墙、柱允许高厚比见表4.3。影响高厚比的因素：（1）砂浆的强度等级；（2）砌体截面刚度；（3）砌体类别；（4）构件重要性和房屋使用情况；（5）构造柱间距及截面；（6）横墙间距s；（7）支承条件。满足下式，则墙、柱不会失稳：210hH式中：。允许高厚比，查表相对应的边长；墙厚或矩形柱与；构件计算高度，查表4.53.500HhH厚比的修正系数：自（非）承重墙允许高1h(mm)12401.2240h90内插901.5；当承重墙时，；可再提高墙当上端自由时，非承重应用备注：0.1%3011（1）一般墙柱的高厚比验算(5.4)5.2.3高厚比验算；墙高时，备注：当洞口高度或构造柱的距离；相邻窗间墙、壁柱之间度；范围内的门窗洞口总宽在宽度：允许高厚比的修正系数墙上有门窗洞口时，对0.1517.04.01222SSbSbssSbs(5.5)当与墙连接的相邻两横墙的距离S≤1·2·[]·h时，墙的高度不再受下式限制：210hH对于变截面柱的高厚比，可按上、下截面分别验算。2.带壁柱墙高厚比验算①整片墙高厚比验算——计算单元取整片墙体sw；满足下式，整片墙不会失稳：210/5.3TThHih注意：计算截面回转半径i时,取整片墙的代表性区段即可，如图示：AIibfbf取值:A.多层厂房：有窗洞口，取窗间墙宽度；无窗洞口，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的1/3；B.单层厂房：间距；窗间墙宽度或相邻壁柱Hbbf32（5.6）C.计算带壁柱墙的条形基础时，可取相邻壁柱间的距离。②壁柱间墙的高厚比验算——两壁柱之间的墙；满足下式，则壁柱间墙不会失稳。210hH注意：不管该房屋属于何种计算方案，H0查表5.3时均按刚性方案查用。3.带构造柱墙高厚比验算①整片墙高厚比验算chH210/式中μc——带构造柱墙允许高厚比[β]提高系数，按下式计算lbcc1γ——系数，对细料石、半细料石砌体，γ=0；对混凝土砌体、粗料石、毛料石及毛砌体，γ=1.0；其他砌体，γ=1.5；bc——构造柱沿墙长方向的宽度；——构造柱间距，此时s取相邻构造柱间距。l（5.7）（5.8）。时，取，当时，取当0/05.0/25.0/25.0/lblblblbcccc②构造柱间墙的高厚比验算设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙：取圈梁间距。此时，壁柱间距；圈梁宽度；满足下式即不会失稳：0301HSbSb满足下式，则壁柱间墙不会失稳。210hH注意：不管该房屋属于何种计算方案，H0查表5.3时均按刚性方案查用。例5.1某混合结构办公楼底层平面图如图5-11所示，采用装配式钢筋混凝土楼（屋）盖，外墙厚370mm，内纵墙与横墙厚240mm，隔墙厚120mm，底层墙高H=4.5m（从基础顶面算起），隔墙高H=3.5m。承重墙采用M5混合砂浆；隔墙采用M2.5混合砂浆。试验算底层墙的高厚比。解（1）确定静力计算方案最大横墙间距s=3.6×3=10.8m32m，查表5.2属于刚性方案。（2）纵墙高厚比验算s=3.6×3=10.8m2H=2×4.5=9m，查表5.3，计算高度H0=1.0H=4.5m砂浆强度等级M5，查表5.4得，允许高厚比[β]=24。外墙为承重墙，故μ1=1.07.0833.06.35.14.014.012sbs16.1237.05.40hH99.1924833.00.121满足要求。（3）内纵墙高厚比验算内纵墙为承重墙，故μ1=1.07.0867.06.32.14.014.012sbs75.1824.05.40hH满足要求。81.2024867.00.121（4）内横墙高厚比验算纵墙间距s=5.7m，H=4.5m，所以Hs2H查表5.3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.4×5.7+0.2×4.5=3.18m内纵墙为承重墙且无洞口，故μ1=1.0，μ2=1.025.1324.018.30hH24240.10.121满足要求。如隔墙为后砌墙，与两端纵墙无拉结作用，可按s2H查表5.3求计算高度，此时H0=1.0H=3.5m满足要求。17.2912.05.30hH68.31220.144.121例5.2某单层无吊车厂房，全长42m，宽12m，层高4.5m，如图5-12所示，四周墙体采用MU15混凝土普通砖和Mb5混合砂浆砌筑，装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖。试验算外纵墙和山墙高厚比。解：（1）确定静力计算方案该仓库属1类屋盖，两端山墙（横墙）间距s=42m，查表5.2，32ms72m，属刚弹性方案。壁柱下端嵌固于室内地面以下0.5m处，墙的高度H=4.5+0.5=5m，砂浆强度等级Mb5，查表5.4得，允许高厚比[β]=24。（2）带壁柱外纵墙高厚比验算①带壁柱墙截面几何特征的计算截面面积A=240×3000+370×250=8.125×105mm2形心位置mmy14810125.82/250240370250120240300051mmy3421482502402493331086.831482403703000334237031483000mmI惯性矩mmAIi10410125.8/1086.8/59回转半径折算厚度hT=3.5i=3.5×104=364mm②整片纵墙的高厚比验算查表5.3，计算高度H0=1.2H=1.2×5=6m7.08.0634.014.012sbs承重墙，故μ1=1.048.16364.060ThH2.19248.00.121满足要求。③壁柱间墙的高厚比验算s=6m，H=5m，Hs2H查表5.3，计算高度H0=0.4s+0.2H=0.4×6+0.2×5=3.4m17.1424.04.30hH2.19248.00.121满足要求（3）山墙高厚比验算①整片墙的高厚比验算纵墙间距s=4×3=12m32m，查表5.2属刚性方案。山墙截面为厚240mm的矩形截面，但设置了钢筋混凝土构造柱，bc/l=240/4000=0.060.05，s=12m2H=2×5=10m，查表5.3，计算高度H0=1.0H=5m7.08.0424.014.012sbs09.106.05.111lbcc83.2024.050hH93.202409.18.00.121c满足要求。②构造柱间墙的高厚比验算构造柱间距s=4mH=5m，查表5.3，计算高度H0=0.6s=0.6×4=2.4m7.08.0424.014.012