第四节混合结构房屋墙柱设计.pptx
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1、房屋静力计算方案的种类及确定方法、房屋静力计算方案的种类及确定方法、单层、多层刚性方案房屋计算方法墙柱高厚比验算墙柱高厚比验算。重重 点点难难 点点房屋空间工作性能的概念及影响因素。房屋空间工作性能的概念及影响因素。第三节第三节 混合结构房屋的墙、柱设计混合结构房屋的墙、柱设计水平承重构件水平承重构件竖向承重构件竖向承重构件屋盖屋盖楼盖楼盖钢筋混凝土、木材钢筋混凝土、木材墙、柱、基础墙、柱、基础砌体材料砌体材料砌体结构砌体结构(混合结构)(混合结构)1、结构结构布置、结构结构布置承重墙体的布置承重墙体的布置确定墙体承重体系确定墙体承重体系2、确定房屋静力计算方案、确定房屋静力计算方案确定墙、柱
2、的计算模型确定墙、柱的计算模型3、强度计算、强度计算内力分析内力分析截面设计截面设计构造处理构造处理4、变形(侧移)和稳定计算、变形(侧移)和稳定计算5、施工图、施工图截面尺寸截面尺寸材料选择材料选择承载力计算承载力计算墙、柱设计步骤墙、柱设计步骤一、一、墙体承重体系墙体承重体系1、纵墙承重方案、纵墙承重方案 板板梁(或屋架)梁(或屋架)纵墙纵墙基础基础地基地基 2、横墙承重方案、横墙承重方案 楼(屋)面板楼(屋)面板横墙横墙基础基础地基地基 3、纵横墙承重方案、纵横墙承重方案 楼(屋)面板楼(屋)面板梁梁纵墙纵墙横墙横墙基础基础地基地基纵墙承重方案纵墙承重方案横墙承重方案横墙承重方案纵横墙承
3、重方案纵横墙承重方案4、内框架纵墙承重方案、内框架纵墙承重方案外纵墙外纵墙外纵墙基础外纵墙基础楼楼(屋屋)面板面板梁梁柱柱 柱基础柱基础地基地基5、底部框架承重方案、底部框架承重方案 梁梁板板荷荷载载在在上上部部通通过过内内外外墙墙体体向向下下传传递递,在在结结构构转转换换层层部部位位,通通过过钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁传传给给柱柱,再再传传给给基础基础。二、二、房屋静力计算方案及计算简图房屋静力计算方案及计算简图1、房屋的空间工作性能、房屋的空间工作性能 风荷载风荷载纵墙纵墙纵墙基础纵墙基础地基地基风荷载风荷载纵墙纵墙纵墙基础纵墙基础屋盖结构屋盖结构山墙山墙山墙基础山墙基础地基地基两端无山墙两
4、端无山墙两端有山墙两端有山墙(平面受力体系)(平面受力体系)(空间受力体系)(空间受力体系)us=u1+u2up 由于山墙或横墙的存在,改变了水平荷载的传递路线,使房屋有了空由于山墙或横墙的存在,改变了水平荷载的传递路线,使房屋有了空间作用,而且,两端山墙的距离越近,或增加越多的横墙,屋盖的水间作用,而且,两端山墙的距离越近,或增加越多的横墙,屋盖的水平刚度越大,房屋的空间作用越大,即空间性能越好,则水平侧移平刚度越大,房屋的空间作用越大,即空间性能越好,则水平侧移us越小。越小。结论:结论:房屋空间作用的大小可以用空间性能影响系数房屋空间作用的大小可以用空间性能影响系数表示表示=us/up=
5、1-1/chks1 s 横墙间距横墙间距us 考虑了空间工作时,外荷载作用下房屋排架水平位移的最大值考虑了空间工作时,外荷载作用下房屋排架水平位移的最大值up 在外荷载作用下,平面排架的水平位移在外荷载作用下,平面排架的水平位移k 弹性系数,取决于屋盖刚度弹性系数,取决于屋盖刚度值愈大,表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近,即房屋空间值愈大,表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近,即房屋空间作用愈小;反之,作用愈小;反之,愈小,房屋的水平侧移愈小,房屋的空间作用愈大。愈小,房屋的水平侧移愈小,房屋的空间作用愈大。影响房屋刚度或侧移大小的重要因素影响房屋刚度或侧移大小的重要因素 2
6、、房屋静力计算方案、房屋静力计算方案(一)刚性方案(一)刚性方案(二)弹性方案(二)弹性方案(三)刚弹性方案(三)刚弹性方案 楼(屋)盖楼(屋)盖墙、柱的墙、柱的不动铰支座不动铰支座 楼(屋)盖楼(屋)盖墙、柱的墙、柱的滚动铰支座滚动铰支座 楼(屋)盖楼(屋)盖墙、柱的墙、柱的弹性支座弹性支座 刚性方案刚性方案 弹性方案弹性方案 刚弹性方案刚弹性方案 3、刚性方案和刚弹性方案的横墙、刚性方案和刚弹性方案的横墙1、2、3、4、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%;横墙厚度不宜小于横墙厚度不宜小于180mm;单层
7、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H/2(H为横墙总高度);为横墙总高度);当当横横墙墙不不能能同同时时符符合合上上述述要要求求时时,应应对对横横墙墙刚刚度度进进行行验验算算,如如其其最最大大水水平平位位移移umaxH/4000(H为为横横墙墙总总高高度度)时时,仍仍可可视视为为刚刚性性或或刚刚弹弹性性方方案案房房屋屋的的横横墙墙。符符合合此此刚刚度度要要求求的的一一段段横横墙墙或或其其他他结结构构构构件件(如如框框架架等等),也可视为刚性或刚弹性方案房屋的横墙。也可视为刚性或刚弹性方案房屋的横墙。三、三、墙
8、、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算 1、允许高厚比、允许高厚比1、砂浆强度等级、砂浆强度等级 2、砌体截面刚度、砌体截面刚度 3、砌体类型、砌体类型 4、构件重要性和房屋使用情况、构件重要性和房屋使用情况 5、构造柱间距及截面、构造柱间距及截面 6、横墙间距、横墙间距 7、支承条件、支承条件 2、高厚比验算、高厚比验算(一)一般墙、柱的高厚比验算(一)一般墙、柱的高厚比验算=H0/h12 H0 墙、柱计算高度,按表墙、柱计算高度,按表1111采用采用 h 墙厚或矩形柱与墙厚或矩形柱与H0相对应的边长相对应的边长 1 自承重墙允许高厚比的修正系数自承重墙允许高厚比的修正系数h=240mm 1=1
9、.2 h=90mm 1=1.5 90mmh240mm 1可按插入法取值可按插入法取值 2 有门窗洞口墙允许高厚比修正系数有门窗洞口墙允许高厚比修正系数2=1-0.4bs/s bs 在宽度在宽度s范围内的门窗洞口总宽度范围内的门窗洞口总宽度 s 相邻窗间墙、壁柱之间或构造柱之间的距离相邻窗间墙、壁柱之间或构造柱之间的距离(二二)带壁柱墙高厚比验算带壁柱墙高厚比验算1、整片墙的高厚比验算、整片墙的高厚比验算=H0/hT12 hT 带壁柱墙截面的折算厚度,带壁柱墙截面的折算厚度,hT=3.5i i 带壁柱墙截面的回转半径,带壁柱墙截面的回转半径,I、A 分别为带壁柱墙截面的惯性矩和截面面积分别为带壁
10、柱墙截面的惯性矩和截面面积 带壁柱墙的计算截面翼缘宽度带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf 的确定:的确定:A、多层房屋,当有门窗洞口时,可取窗间墙宽度;当无门窗洞口时,每侧翼墙、多层房屋,当有门窗洞口时,可取窗间墙宽度;当无门窗洞口时,每侧翼墙宽度可取壁柱高度的一半宽度可取壁柱高度的一半 B、单层房屋,可取壁柱宽加、单层房屋,可取壁柱宽加2/3墙高,但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离;墙高,但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离;C、计算带壁柱墙的条形基础时,可取相邻壁柱间的距离。、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、壁柱间墙的高厚比验算=H0/h12 壁柱视为壁
11、柱间墙的不动铰支座壁柱视为壁柱间墙的不动铰支座 H0刚性方案刚性方案壁柱间距离壁柱间距离s(三)带构造柱墙的高厚比验算(三)带构造柱墙的高厚比验算 (1 1)验算内容:整片墙高厚比的验算和构造柱之间墙体局部)验算内容:整片墙高厚比的验算和构造柱之间墙体局部高厚比的验算。高厚比的验算。1 1)整片墙体高厚比的验算)整片墙体高厚比的验算(10.1.27)式中式中 带构造柱墙允许高厚比带构造柱墙允许高厚比 的提高系数,可按下式的提高系数,可按下式计算:计算:(10.1.28)系数。对细料石、半细料石砌体系数。对细料石、半细料石砌体0 0;对混凝土砌块、粗;对混凝土砌块、粗料石及毛石砌体料石及毛石砌体
12、1.01.0;其他砌体;其他砌体1.51.5;b bc c构造柱沿墙长方向的宽度;构造柱沿墙长方向的宽度;l l构造柱间距。构造柱间距。当当 时,取时,取 ,当,当 时时 需注意的是,构造柱对墙体允许高厚比的提高只适用于构需注意的是,构造柱对墙体允许高厚比的提高只适用于构造柱与墙体形成整体后的使用阶段,并且构造柱与墙体有可靠造柱与墙体形成整体后的使用阶段,并且构造柱与墙体有可靠的连接。的连接。2 2)构造柱间墙体高厚比的验算)构造柱间墙体高厚比的验算 构造柱间墙体的高厚比仍按公式构造柱间墙体的高厚比仍按公式=H0/h12验算,验算,验算时仍视构造柱为柱间墙的不动铰支点,计算时,取构造柱验算时仍
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