结构工程砌体结构第5章.ppt
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砌体结构系列电子教案砌体结构设计砌体结构设计混合结构房屋墙柱设计混合结构房屋墙柱设计wall column Design of Masonry buildingwall column Design of Masonry building主讲：张自荣2012－111 主要内容§5.1 概述概述§5.2 混合结构房屋的结构布置混合结构房屋的结构布置§5.3混合结构房屋的计算方案混合结构房屋的计算方案§5.4砌体房屋墙柱设计砌体房屋墙柱设计§5.5混合结构房屋的构造措施混合结构房屋的构造措施§5.6设计例题设计例题2 §5.1 概述1.混合结构房屋概念混合结构房屋概念 承重墙为砌体承重墙为砌体---承担竖向荷载和水平荷载承担竖向荷载和水平荷载 楼屋盖为钢筋混凝土楼屋盖为钢筋混凝土---承担竖向荷载承担竖向荷载2.混合结构房屋应用混合结构房屋应用 民用房屋民用房屋 小型工业厂房小型工业厂房(无吊车、小吨位无吊车、小吨位吊车）吊车）3 §5.2混合结构房屋的结构布置墙体分类：墙体分类： 1. 按承重分：按承重分： 承重墙承重墙---自重、楼板荷载自重、楼板荷载 自承重墙自承重墙---自重自重 分隔墙分隔墙---砌筑在楼板上、每层单独设砌筑在楼板上、每层单独设 2. 按方向分：按方向分： 横墙横墙---沿房屋短向布置沿房屋短向布置 纵墙纵墙---沿房屋长向布置沿房屋长向布置4 §5.2混合结构房屋的结构布置 ---墙体承重方案墙体承重方案(五种五种) 1.横墙承重方案横墙承重方案 优点优点: ①①横墙多、空间刚度大、横墙多、空间刚度大、整体性好；整体性好； ②②纵墙自承重，开洞方便；纵墙自承重，开洞方便； ③③楼板短向受力，经济。
楼板短向受力，经济 缺点缺点: ①①横墙多、开间受限制横墙多、开间受限制 ②②纵墙自承重，保温，材料用量多纵墙自承重，保温，材料用量多 适用适用: 宿舍、住宅宿舍、住宅---横墙间距小、大小固定横墙间距小、大小固定横墙承重方案横墙承重方案5 §5.2混合结构房屋的结构布置 ---墙体承重方案墙体承重方案(五种五种) 2.纵墙承重方案纵墙承重方案 优点优点: ①①横墙少、开间大横墙少、开间大②②墙体材料用量少；墙体材料用量少； 缺点缺点: ①①横墙少、空间刚度小，整体横墙少、空间刚度小，整体性差性差 ②② 纵墙承重，开洞受限纵墙承重，开洞受限 ③③楼板材料用量多楼板材料用量多适用适用: 教学楼、办公楼教学楼、办公楼---大开间房屋大开间房屋纵墙承重方案纵墙承重方案6 §5.2混合结构房屋的结构布置 ---墙体承重方案墙体承重方案(五种五种) 3.纵横墙承重方案纵横墙承重方案 特点特点: ①①墙体受力均匀；墙体受力均匀；②②房间布置灵活；房间布置灵活；③③空间刚度较大，空间刚度较大，整体性较好整体性较好适用适用: 综合楼（建筑功能多样的房屋，如办公综合楼（建筑功能多样的房屋，如办公兼宿舍）兼宿舍）7 §5.2混合结构房屋的结构布置 ---墙体承重方案墙体承重方案(五种五种) 4.内框架承重方案内框架承重方案 特点特点: ①①墙、柱承重，使用空间大；墙、柱承重，使用空间大；②②横墙少，空间刚度差。
横墙少，空间刚度差③③两种材料，施工复杂两种材料，施工复杂适用适用: 食堂、商店食堂、商店 （层数少的大空间房屋）（层数少的大空间房屋） 荷载传递荷载传递: 楼板楼板 外墙外墙 基础基础 楼板楼板 柱柱 基础基础 8 §5.2混合结构房屋的结构布置 ---墙体承重方案墙体承重方案(五种五种) 5.底部框架承重方案底部框架承重方案 特点特点: ①①使用空间大；使用空间大；②②上刚下柔结构上刚下柔结构适用适用: 临街住宅（上下使用功临街住宅（上下使用功能不同的房屋）能不同的房屋） 荷载传递荷载传递: 上部：墙体承重上部：墙体承重 底部：墙体底部：墙体 梁梁 柱柱 基础基础 9 §5.3混合结构房屋的静力计算方案一、房屋的空间刚度一、房屋的空间刚度 变形变形: 房屋在水平荷载下产生的房屋在水平荷载下产生的水平位移（横向变形大）水平位移（横向变形大）2.影响空间刚度的因素影响空间刚度的因素横墙间距、横墙刚度、楼盖刚度横墙间距、横墙刚度、楼盖刚度 1.定义定义 ①①承重构件参与共同工作的程度承重构件参与共同工作的程度 ②②房屋抵抗变形的能力房屋抵抗变形的能力 分析分析: 以水平风荷载为例分析受力情况以水平风荷载为例分析受力情况10 §5.3混合结构房屋的静力计算方案 1.无山墙无山墙(单层单跨、纵墙承重单层单跨、纵墙承重) 纵墙洞口均匀分布、荷载均匀分布纵墙洞口均匀分布、荷载均匀分布墙体各部位受力均匀，各部位变形相同墙体各部位受力均匀，各部位变形相同 空间受力体系简化为空间受力体系简化为平面排架平面排架取一个单元分析受力：取一个单元分析受力：砖墙砖墙 立柱立柱屋盖屋盖 横梁横梁基础基础 固端固端 风荷载通过平面排架传递给基础风荷载通过平面排架传递给基础 纵墙部位位移相同，为纵墙部位位移相同，为11 §5.3混合结构房屋的静力计算方案 2.有山墙有山墙(单层单跨、纵墙承重单层单跨、纵墙承重) 山墙约束楼盖的水平位移，传力路径变化山墙约束楼盖的水平位移，传力路径变化 传力路径：传力路径：风作用在纵墙上风作用在纵墙上 纵墙基础纵墙基础 屋盖屋盖 横墙横墙 基础基础纵墙：上端简支于楼盖，下端固定于基础纵墙：上端简支于楼盖，下端固定于基础屋盖：水平梁（以横墙为支座）屋盖：水平梁（以横墙为支座） 产生水平位移产生水平位移v横墙：下端固定的悬臂柱横墙：下端固定的悬臂柱 产生水平位移产生水平位移Δ 总位移总位移=Δ+v < 影响空间刚度的因素；影响空间刚度的因素；横墙间距、横墙刚度、楼盖刚度横墙间距、横墙刚度、楼盖刚度12 §5.3混合结构房屋的静力计算方案1.弹性构造方案：弹性构造方案：横墙间距大，空间刚度小，横墙间距大，空间刚度小，在水平荷载下的水平位移很大，在水平荷载下的水平位移很大， 二、房屋的构造方案二、房屋的构造方案 总位移总位移=Δ+v ≈ 按有侧移的平面排架计算按有侧移的平面排架计算弹性方案弹性方案13 §5.3混合结构房屋的静力计算方案2.刚弹性构造方案：刚弹性构造方案：横墙间距较小，空间刚度较大，横墙间距较小，空间刚度较大，在水平荷载下的水平位移很小，在水平荷载下的水平位移很小，二、房屋的构造方案二、房屋的构造方案 总位移总位移=Δ+v < 按侧移折减的平面排架计算按侧移折减的平面排架计算 取取Δ+v =η η<1 空间性能影响系数空间性能影响系数刚弹性方案刚弹性方案14 §5.3混合结构房屋的静力计算方案3.刚性构造方案：刚性构造方案：横墙间距很小，空间刚度横墙间距很小，空间刚度很大，很大，在水平荷载下的水平位移在水平荷载下的水平位移几乎为几乎为0，，二、房屋的构造方案二、房屋的构造方案 按无侧移平面排架计算按无侧移平面排架计算视楼盖为墙体的不动绞支座视楼盖为墙体的不动绞支座15 §5.3混合结构房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案见表房屋的静力计算方案见表5-1二、房屋的构造方案二、房屋的构造方案 ①①开洞面积开洞面积≤50% ②②墙厚墙厚≥180mm ③③墙长高比墙长高比 单层单层:L≥H 多层多层: L≥1/2H采用刚性方案和刚弹性方案的横墙要求采用刚性方案和刚弹性方案的横墙要求:影响空间刚度的因素影响空间刚度的因素:横墙间距、横墙刚度、楼盖刚度横墙间距、横墙刚度、楼盖刚度否则否则:验算验算Δ≤1/4000H16 主要内容§5.1 概述概述§5.2 混合结构房屋的结构布置混合结构房屋的结构布置§5.3混合结构房屋的计算方案混合结构房屋的计算方案§5.4砌体房屋墙柱设计砌体房屋墙柱设计§5.5混合结构房屋的构造措施混合结构房屋的构造措施§5.6设计例题设计例题17 复习 review1.墙体承重方案墙体承重方案(五种）五种）①横墙承重方案横墙承重方案：：横墙多、空间刚度大、整体性好；横墙多、空间刚度大、整体性好；②②纵墙承重方案纵墙承重方案：横墙少、开间大，空间刚度小，整体性差：横墙少、开间大，空间刚度小，整体性差③③纵横墙承重方案纵横墙承重方案 ：：横墙较多，空间刚度较大，整体性较好横墙较多，空间刚度较大，整体性较好④④内框架承重方案内框架承重方案 ：：墙、柱承重，使用空间大；横墙少，空间墙、柱承重，使用空间大；横墙少，空间刚度差。
刚度差⑤⑤底部框架承重方案底部框架承重方案 ：底部框架层使用空间大；上刚下柔结构底部框架层使用空间大；上刚下柔结构2.影响房屋空间刚度的因素影响房屋空间刚度的因素 ①①横墙间距；横墙间距；②②横墙刚度；横墙刚度；③③楼盖刚度，楼盖刚度，3.房屋静力计算方案房屋静力计算方案①①刚性方案（刚性方案（S<32m)；；②②刚弹性方案刚弹性方案(32m
支座最终每层墙体视为两最终每层墙体视为两端铰支的竖向杆件端铰支的竖向杆件24 §5.4 砌体房屋墙柱设计(一一)在竖向荷载作用下纵墙计算在竖向荷载作用下纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算 作用于每层墙体的荷载两部分：作用于每层墙体的荷载两部分：本层楼盖传来本层楼盖传来NL--- 按偏心传递，按偏心传递，偏心矩为偏心矩为e=h/2-0.4a0:上层墙体传来压力上层墙体传来压力Nu ---按轴心传递按轴心传递Nu中包括本层以上墙体及除本层外其中包括本层以上墙体及除本层外其它各层楼盖传来的压力它各层楼盖传来的压力2.荷载计算荷载计算25 §5.4 砌体房屋墙柱设计(一一)在竖向荷载作用下纵墙计算在竖向荷载作用下纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算 3.最不利截面位置及内力计算最不利截面位置及内力计算ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅡⅢⅢⅢⅢⅣⅣⅣⅣNLNuⅣⅣⅣⅣ26 §5.4 砌体房屋墙柱设计3.最不利截面位置及内力计算最不利截面位置及内力计算本层楼板底面本层楼板底面:MⅠⅠ=NLe1e1=h/2-0.4a0 NⅠⅠ=NL+NuNLNuⅣⅣⅣⅣh3h2h1洞口上边缘洞口上边缘: NⅡⅡ=NⅠⅠ+Nh3 MⅡⅡ=MⅠⅠ(h1+h2)/H洞口下边缘洞口下边缘: NⅢⅢ=NⅡⅡ+Nh2 MⅢⅢ=MⅠⅠ(h1)/H下层楼板底面下层楼板底面: NⅣⅣ=NⅢⅢ+Nh1 MⅣⅣ=0-Nue2e2=h/2-a/227 §5.4 砌体房屋墙柱设计4.承载力计算承载力计算NLNuⅣⅣⅣⅣh3h2h1整体受压整体受压:局部受压局部受压:简化简化:四个截面可均取窗间四个截面可均取窗间墙面积，并可仅计算墙面积，并可仅计算ⅠⅠ、、ⅣⅣ两个截面。
两个截面ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅡⅢⅢⅢⅢⅣⅣⅣⅣ28 §5.4 砌体房屋墙柱设计(二二)在水平荷载作用下纵墙计算在水平荷载作用下纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算 1.计算单元计算单元---同竖向荷载同竖向荷载2.计算简图计算简图---按竖向连续梁计算按竖向连续梁计算3.内力计算内力计算---跨中及支座均近似取；跨中及支座均近似取；W---沿楼层高均布荷载设计值；沿楼层高均布荷载设计值；Hi---楼层高度楼层高度29 §5.4 砌体房屋墙柱设计(二二)在水平荷载作用下纵墙计算在水平荷载作用下纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算一、刚性构造方案房屋承重纵墙计算 不考虑风荷载的条件不考虑风荷载的条件：：刚性方案外墙，洞口面积刚性方案外墙，洞口面积≤2/3，层高，层高和总高不超过表和总高不超过表5-2规定，且屋面自重规定，且屋面自重≥0.8KN/m2注：注：1.单层刚性房屋，底端按固定单层刚性房屋，底端按固定 2.多层房屋，梁跨＞多层房屋，梁跨＞9m时，考虑时，考虑梁端约束力矩梁端约束力矩My30 §5.4 砌体房屋墙柱设计二、刚性构造方案房屋承重横墙计算二、刚性构造方案房屋承重横墙计算 计算单元计算单元:有洞口时，取相邻洞口中线间距；有洞口时，取相邻洞口中线间距；有大梁时，取相邻大梁中线间距；有大梁时，取相邻大梁中线间距；其它情况，取其它情况，取1m宽墙带，宽墙带，每层墙体视为两端铰支的竖直梁。
每层墙体视为两端铰支的竖直梁1.计算简图计算简图注：中间层计算高度取层高（板底至板底）注：中间层计算高度取层高（板底至板底） 顶层坡屋顶取层高加山尖高一半顶层坡屋顶取层高加山尖高一半 底层取至基础顶面底层取至基础顶面31 §5.4 砌体房屋墙柱设计二、刚性构造方案房屋承重横墙计算二、刚性构造方案房屋承重横墙计算 上层墙体和楼盖按轴压传递，上层墙体和楼盖按轴压传递，本层楼盖传来荷载按偏压传递，本层楼盖传来荷载按偏压传递，但可近似按轴压传递但可近似按轴压传递2.荷载收集：荷载收集：每层根部每层根部3.最不利截面位置：最不利截面位置：4.承载力计算：承载力计算：32 §5.4 砌体房屋墙柱设计三、弹性构造方案房屋墙柱计算三、弹性构造方案房屋墙柱计算 单层：按有侧移平面铰接排架计算（单厂）单层：按有侧移平面铰接排架计算（单厂）多层：按有侧移平面框架计算多层：按有侧移平面框架计算33 §5.4 砌体房屋墙柱设计四、刚弹性构造方案房屋墙柱计算四、刚弹性构造方案房屋墙柱计算 单层：按有侧移平面铰接排架计算，但在柱顶加弹性支座，并单层：按有侧移平面铰接排架计算，但在柱顶加弹性支座，并引入空间性能影响系数引入空间性能影响系数η，， η取值见表取值见表5-3求解步骤：求解步骤：①①在节点处加不动铰支座，求出支座反力在节点处加不动铰支座，求出支座反力R和内力和内力②②将将ηR反向施加在节点，并求出内力反向施加在节点，并求出内力③③将将①① ②②内力叠加内力叠加多层房屋分析步骤同单层，见图多层房屋分析步骤同单层，见图5-1334 §5.5 混合结构房屋的构造措施一、墙柱的允许高厚比计算一、墙柱的允许高厚比计算 目的：墙柱本身要满足稳定性和刚度要求目的：墙柱本身要满足稳定性和刚度要求[β]---允许高厚比，见表允许高厚比，见表5-4(一一)影响允许高厚比的因素影响允许高厚比的因素 1.砂浆的强度等级；砂浆的强度等级；砂浆的强度砂浆的强度 E [β]2.横墙间距；横墙间距；S [β]3.构造的支承条件；构造的支承条件；刚性房屋刚性房屋 [β] 4.砌体截面形式；砌体截面形式；I [β] 有洞口有洞口 [β] 5.构件的重要性和房屋使用情况构件的重要性和房屋使用情况：非承重墙：非承重墙 [β] 动荷动荷 [β] 35 §5.5 混合结构房屋的构造措施一、墙柱的允许高厚比计算一、墙柱的允许高厚比计算 目的：墙柱本身要满足稳定性和刚度要求目的：墙柱本身要满足稳定性和刚度要求[β]---允许高厚比，见表允许高厚比，见表5-4(一一)影响允许高厚比的因素影响允许高厚比的因素 1.砂浆的强度等级；砂浆的强度等级；砂浆的强度砂浆的强度 E [β]2.横墙间距；横墙间距；S [β]3.构造的支承条件；构造的支承条件；刚性房屋刚性房屋 [β] 4.砌体截面形式；砌体截面形式；I [β] 有洞口有洞口 [β] 5.构件的重要性和房屋使用情况构件的重要性和房屋使用情况：非承重墙：非承重墙 [β] 动荷动荷 [β] 36 §5.5 混合结构房屋的构造措施表表4-1中的中的H为墙或柱的实际高度，取值如下：为墙或柱的实际高度，取值如下：其它层墙或柱：从本层楼板顶面至上一层楼板顶面其它层墙或柱：从本层楼板顶面至上一层楼板顶面底层墙或柱：从基础顶面至一层楼板顶面底层墙或柱：从基础顶面至一层楼板顶面 坡屋顶：层高坡屋顶：层高+1/2+1/2山尖高山尖高 37 §5.5 混合结构房屋的构造措施(二二)矩形截面墙柱高厚比验算高厚比验算 μ1 非承重墙修正系数非承重墙修正系数: 当当 h=240 时，时，μ1 =1.2 当当 h=90时，时， μ1 =1.5 当当 90 转角处；顶层墙体；底层两端纵墙；新旧房屋交接处裂缝的原因：裂缝的原因：由于收缩和温度变化引起的；由于地基由于收缩和温度变化引起的；由于地基不均匀沉降引起的不均匀沉降引起的一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：1.温度变形：热胀冷缩温度变形：热胀冷缩 对砼砌块房屋，由温差引起对砼砌块房屋，由温差引起 对砖砌体房屋，由温度线膨胀系数不同引起的，砼对砖砌体房屋，由温度线膨胀系数不同引起的，砼楼盖变形比砖墙大一倍楼盖变形比砖墙大一倍44 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：2.收缩变形：包括干缩变形和凝缩变形收缩变形：包括干缩变形和凝缩变形 干缩变形干缩变形:砼内自由水蒸发引起体积减小砼内自由水蒸发引起体积减小 凝缩变形凝缩变形:砼内水和水泥水化作用引起体积减小砼内水和水泥水化作用引起体积减小但砖砌体的收缩现象不明显但砖砌体的收缩现象不明显.而砼砌块干缩性更大而砼砌块干缩性更大.混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生拉应力，而两种材料生拉应力，而两种材料ft较小，当拉应力超过较小，当拉应力超过ft时，时，出现裂缝出现裂缝。 当房屋过长时，基础和上部墙体温度变形差导致裂缝当房屋过长时，基础和上部墙体温度变形差导致裂缝45 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：3.裂缝形态裂缝形态 ①①平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图5-15 ②②顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图5-16③③房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图5-17④④砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝 混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生拉应力，而两种材料拉应力，而两种材料ft较小，当拉应力超过较小，当拉应力超过ft时，出现裂时，出现裂缝缝当房屋过长时，基础和上部墙体温度变形差导致裂缝当房屋过长时，基础和上部墙体温度变形差导致裂缝46 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：3.裂缝形态裂缝形态 ①①平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图5-15 ②②顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图5-16③③房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图5-17④④砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝。 砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝 混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生拉应力，而两种材料拉应力，而两种材料ft较小，当拉应力超过较小，当拉应力超过ft时，出现裂时，出现裂缝缝47 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：3.裂缝形态裂缝形态 ①①平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图5-15 ②②顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图5-16③③房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图5-17④④砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝 混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生拉应力，而两种材料拉应力，而两种材料ft较小，当拉应力超过较小，当拉应力超过ft时，出现裂时，出现裂缝缝48 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：3.裂缝形态裂缝形态 ③③房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图5-17④④砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝。 砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝 混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生拉应力，而两种材料拉应力，而两种材料ft较小，当拉应力超过较小，当拉应力超过ft时，出现裂时，出现裂缝缝49 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：3.裂缝形态裂缝形态 ①①平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝，见图5-15 ②②顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图顶层内外纵墙和横墙的八字裂缝，见图5-16③③房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图房屋错层处墙体的局部垂直裂缝，见图5-17④④砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝砌块砌体房屋山墙、楼梯间墙的中部竖向裂缝 混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生混合房屋是整体，当各构件变形不同时，彼此制约产生拉应力，而两种材料拉应力，而两种材料ft较小，当拉应力超过较小，当拉应力超过ft时，出现裂时，出现裂缝缝当房屋过长时，基础和上部墙体温度变形差导致裂缝当房屋过长时，基础和上部墙体温度变形差导致裂缝50 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：4.裂缝防治措施裂缝防治措施 ①①设置温度伸缩缝，伸缩缝间距见表设置温度伸缩缝，伸缩缝间距见表5-5 ②②顶层设置钢筋砖圈梁或钢筋混凝土圈梁顶层设置钢筋砖圈梁或钢筋混凝土圈梁③③宜优先采用有檩体系屋盖宜优先采用有檩体系屋盖④④屋盖设置保温层、隔热层。 屋盖设置保温层、隔热层⑤⑤屋面保温层、刚性面层、找平层应设分隔缝，间距屋面保温层、刚性面层、找平层应设分隔缝，间距≤6m，缝宽，缝宽≥30mm ⑥⑥顶层及女儿墙砂浆强度顶层及女儿墙砂浆强度≥M7.551 §5.5 混合结构房屋的构造措施（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：（一）由于收缩和温度变化引起的墙体开裂：4.裂缝防治措施裂缝防治措施 ⑦⑦房屋顶层端部墙体适当增设构造柱房屋顶层端部墙体适当增设构造柱 ⑧⑧女儿墙宜增设构造柱，间距不宜大于女儿墙宜增设构造柱，间距不宜大于4m⑨⑨屋盖或楼盖标高不同时，设变形缝屋盖或楼盖标高不同时，设变形缝⑩⑩对于非烧结硅酸盐砖和砌块房屋，避免受雨淋 对于非烧结硅酸盐砖和砌块房屋，避免受雨淋 ⑾⑾70及以下地区，在屋面和圈梁之间可设水平滑动层及以下地区，在屋面和圈梁之间可设水平滑动层⑿⑿顶层挑梁下墙体灰缝内设顶层挑梁下墙体灰缝内设3道焊接钢筋网片或拉结筋道焊接钢筋网片或拉结筋⒀⒀顶层门窗过梁上的墙体水平灰缝内设置顶层门窗过梁上的墙体水平灰缝内设置2~3道钢筋网道钢筋网52 §5.5 混合结构房屋的构造措施（二）由于地基不均匀沉降引起的墙体开裂：（二）由于地基不均匀沉降引起的墙体开裂：1.裂缝形态：裂缝形态：53 §5.5 混合结构房屋的构造措施（二）由于地基不均匀沉降引起的墙体开裂：（二）由于地基不均匀沉降引起的墙体开裂：2.裂缝防治措施裂缝防治措施 ①①设置沉降缝设置沉降缝 ②②设置钢筋砖圈梁或钢筋混凝土圈梁，增强刚度和稳定性设置钢筋砖圈梁或钢筋混凝土圈梁，增强刚度和稳定性③③在软土区，房屋体形力求简单，横墙间距不宜过大在软土区，房屋体形力求简单，横墙间距不宜过大④④窗台下墙体灰缝内设置钢筋网片或拉结筋窗台下墙体灰缝内设置钢筋网片或拉结筋⑤⑤钢筋混凝土窗台板入墙钢筋混凝土窗台板入墙≥600mm ⑥⑥合理安排施工顺序，先重后轻。 合理安排施工顺序，先重后轻54 §5.5 混合结构房屋的构造措施（三）防止混凝土砌块、非烧结砖房屋墙体开裂措施：（三）防止混凝土砌块、非烧结砖房屋墙体开裂措施：①①在各层洞口上下墙体灰缝内设置钢筋网片或拉结筋在各层洞口上下墙体灰缝内设置钢筋网片或拉结筋②②当房屋刚度较大时，在窗台下设置竖向控制缝当房屋刚度较大时，在窗台下设置竖向控制缝③③房屋顶层两端加强，底层第一、第二开间窗洞加强房屋顶层两端加强，底层第一、第二开间窗洞加强55 §5.5 混合结构房屋的构造措施 二、二、 墙柱的一般构造要求墙柱的一般构造要求①①5层及以上房屋外墙，防潮墙，动荷墙，层高层及以上房屋外墙，防潮墙，动荷墙，层高≥6m的墙柱，的墙柱，最低强度：最低强度：M5，砖，砖MU10，砼，砼MU7.5 ，石，石MU30②②独立砖柱独立砖柱≥240×370，毛石墙厚，毛石墙厚≥350，毛料石，毛料石≥400③③纵横墙交接处，应错缝搭砌，否则用钢筋拉结纵横墙交接处，应错缝搭砌，否则用钢筋拉结④④预制板入墙预制板入墙≥100，预制板入圈梁，预制板入圈梁≥80，预制梁入墙，预制梁入墙≥180~240，预制梁、屋架，预制梁、屋架L≥9m支承在砖墙或预制梁、支承在砖墙或预制梁、屋架屋架L≥7.5m支承在砼块、料石墙，两端与垫块锚固支承在砼块、料石墙，两端与垫块锚固⑤⑤山墙壁柱砌到顶，檩条与山墙可靠拉结 山墙壁柱砌到顶，檩条与山墙可靠拉结 56 §5.5 混合结构房屋的构造措施 二、二、 墙柱的一般构造要求墙柱的一般构造要求⑥⑥设垫块条件：设垫块条件：跨度跨度L＞＞6m的屋架下砌体；的屋架下砌体；跨度跨度L＞＞4.8m的梁下砖砌体；的梁下砖砌体；跨度跨度L＞＞4.2m的梁下砼块、料石砌体；的梁下砼块、料石砌体；跨度跨度L＞＞3.9m的梁下毛石砌体；的梁下毛石砌体；⑦⑦设壁柱条件：设壁柱条件：墙厚墙厚≤240，梁跨度，梁跨度L＞＞6m的砖墙，的砖墙，；；墙厚墙厚≤180，梁跨度，梁跨度L＞＞4.8m的砖墙，；的砖墙，；跨度跨度L＞＞4.8m的梁下砼块、料石墙；的梁下砼块、料石墙；57 §5.5 混合结构房屋的构造措施 三三 墙柱的一般构造要求墙柱的一般构造要求⑧⑧砌块砌体应错缝搭砌，搭砌长度砌块砌体应错缝搭砌，搭砌长度≥90mm ⑨⑨空心砌块在纵横墙交接处灌实空心砌块在纵横墙交接处灌实⑩⑩梁板下一定范围内砌块砌体灌实梁板下一定范围内砌块砌体灌实⑾⑾砌体中留槽和埋管规定 砌体中留槽和埋管规定 58 §5.6 设计例题 哈尔滨市某高校一六层砖混结构教学楼，其平面、剖面图见图哈尔滨市某高校一六层砖混结构教学楼，其平面、剖面图见图5-19。 外墙厚外墙厚490mm，内墙厚均为，内墙厚均为240mm，墙体拟采用，墙体拟采用MU10实心粘土砖，实心粘土砖，1、、2、、3层采用层采用M10混合沙浆砌筑，混合沙浆砌筑，4、、5、、6层采用Ｍ层采用Ｍ7.5混合沙浆砌筑，墙体及梁侧抹灰均为２０混合沙浆砌筑，墙体及梁侧抹灰均为２０mm，，试验算外纵墙强度试验算外纵墙强度据据《《荷载规范荷载规范》》查得，楼面活荷载标准值为查得，楼面活荷载标准值为2KN/m2屋面活荷屋面活荷载标准值为０载标准值为０.7KN/m2承受基本分压为承受基本分压为0.45KN/m2一）确定结构构造方案和选择计算单元（一）确定结构构造方案和选择计算单元１１.确定结构布置方案及计算方案确定结构布置方案及计算方案 根据建筑功能分区，本例题选择根据建筑功能分区，本例题选择纵横墙混合承重方案纵横墙混合承重方案，即，即在房间内无横墙处设置横向的钢筋混凝土进深梁，上铺横向的在房间内无横墙处设置横向的钢筋混凝土进深梁，上铺横向的预应力混凝土空心板，大梁间距根据建筑窗口的设置确定预应力混凝土空心板，大梁间距根据建筑窗口的设置确定 59 §5.6 设计例题（一）确定结构构造方案和选择计算单元（一）确定结构构造方案和选择计算单元１１.确定结构布置方案及计算方案确定结构布置方案及计算方案并尽可能的使其支撑与窗间墙墙垛的中部，走廊直接在横向铺设并尽可能的使其支撑与窗间墙墙垛的中部，走廊直接在横向铺设预应力空心楼板，支撑于内纵墙上。 上述结构布置方案的刚性横预应力空心楼板，支撑于内纵墙上上述结构布置方案的刚性横墙间距均小于墙间距均小于《《01 规范规范》》规定的刚性方案要求的最大间距，故属规定的刚性方案要求的最大间距，故属刚性构造方案刚性构造方案结构布置方案见图结构布置方案见图5-15a的下部分所示的下部分所示60 §5.6 设计例题2．选定计算单元．选定计算单元 在房屋层数、墙体所用种类、材料强度、楼面（屋面）荷载均在房屋层数、墙体所用种类、材料强度、楼面（屋面）荷载均相同的情况下，外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与相同的情况下，外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与其截面面积的比例来判别其截面面积的比例来判别外纵墙的窗间墙墙垛宽度与负载面积的比值见表外纵墙的窗间墙墙垛宽度与负载面积的比值见表5-6表表5-6 最不利窗间墙垛的选择最不利窗间墙垛的选择61 §5.6 设计例题2．选定计算单元．选定计算单元 在房屋层数、墙体所用种类、材料强度、楼面（屋面）荷载均在房屋层数、墙体所用种类、材料强度、楼面（屋面）荷载均相同的情况下，外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与相同的情况下，外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与其截面面积的比例来判别。 其截面面积的比例来判别外纵墙的窗间墙墙垛宽度与负载面积的比值见表外纵墙的窗间墙墙垛宽度与负载面积的比值见表5-6表表5-6 最不利窗间墙垛的选择最不利窗间墙垛的选择由表由表5-6可以看出，可以看出，③③~⑤⑤轴之间长度为轴之间长度为1200mm的墙垛最为危的墙垛最为危险，因此，首先选择该墙垛作为计算位置，其墙体的建筑剖面见险，因此，首先选择该墙垛作为计算位置，其墙体的建筑剖面见图图5-19b 62 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算荷载计算应依据建筑构造进行，如图荷载计算应依据建筑构造进行，如图5-19c所示的屋面及楼面做所示的屋面及楼面做法，其计算如下：法，其计算如下：1．屋盖荷载．屋盖荷载APP改性沥青防水层改性沥青防水层 0.3KN/m220 mm厚水泥沙浆找平层厚水泥沙浆找平层 0.40KN/m2平均平均150mm厚水泥珍珠岩保温找坡层厚水泥珍珠岩保温找坡层 0.52KN/m2APP改性沥青隔气层改性沥青隔气层 0.05KN/m220mm厚水泥沙浆找平层厚水泥沙浆找平层 0.40KN/m2预应力混凝土空心板预应力混凝土空心板120mm 1.87KN/m215mm厚的混合沙浆天棚抹灰厚的混合沙浆天棚抹灰 0.26KN/m2钢筋混凝土进深梁钢筋混凝土进深梁250mm550mm，折算厚度，折算厚度47mm(含两侧抹含两侧抹灰灰) 1.18KN/m263 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算屋盖永久荷载标准值屋盖永久荷载标准值 Σ4.98 KN/m2屋面活荷载标准值屋面活荷载标准值 0.70 KN/m2由屋盖大梁传给计算墙垛的荷载由屋盖大梁传给计算墙垛的荷载标准值标准值 N1k =(4.98 KN/m2+0.70 KN/m2) × 1/2 × 6.6m×3.3m＝＝61.9KN设计值：设计值：由可变荷载控制的组合由可变荷载控制的组合N1＝＝1.2GK+1.4QK=(1.2 × 4.98 KN/m2+1.4 × 0.7 KN/m2) 6.6 m × 3.3m=75.8KN由永久荷载控制的组合由永久荷载控制的组合N1＝＝1.35GK+1.0QK=(1.35×4.98 KN/m2+1.0 ×0.7 KN/m2) 6.6 m× 3.3m=80.8KN64 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算2.楼面荷载楼面荷载10mm水磨石地面面层 水磨石地面面层 0.25 KN/m2 25mm水泥沙浆打底水泥沙浆打底 0.50 KN/m2预应力混凝土空心板预应力混凝土空心板120mm 1.87 KN/m215mm混合沙浆天棚抹灰混合沙浆天棚抹灰 0.26 KN/m2钢筋混凝土进深梁钢筋混凝土进深梁250mm 550mm,折算厚度 折算厚度 47mm(含两侧含两侧抹灰抹灰) 1.18 KN/m2楼面恒核载标准值楼面恒核载标准值 Σ4.06 KN/m2楼面活荷载标准值楼面活荷载标准值 2.0 KN/m2由楼面大梁传给计算墙垛的荷载：由楼面大梁传给计算墙垛的荷载： 标准值 标准值 N2K=GK+QK=(4.06 KN/m2+2.00 KN/m2) 1/2×6.6m×3.3m=66.0KN65 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算2.楼面荷载楼面荷载设计值：设计值：由可变荷载控制的组合：由可变荷载控制的组合：N2= 1.2GK+1.4QK=(1.2×4.06 KN/m2+1.4× 2.00 KN/m2) ×1/2×6.6m×3.3m=83.5KN由永久荷载控制的组合：由永久荷载控制的组合：N2=1.35GK+1.0QK=(1.35×4.06KN/m2+1.0× 2.00 KN/m2) ×1/2× 6.6m×3.3m=81.5KN3.墙体自重墙体自重女儿墙重（厚女儿墙重（厚 370 mm，高，高900 mm）计入两面抹灰）计入两面抹灰40mm，其，其标准值为标准值为 N3K=19 KN/m3×3.3m×0.41m×0.90m=23.1KN66 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算3.墙体自重墙体自重女儿墙重（厚女儿墙重（厚 370 mm，高，高900 mm）计入两面抹灰）计入两面抹灰40mm，其，其标准值为标准值为 N3K=19 KN/m3×3.3m×0.41m×0.90m=23.1KN设计值：设计值： 由可变荷载控制的组合：由可变荷载控制的组合： 23.1KN×1.2=27.7N由永久荷载控制的组合：由永久荷载控制的组合： 23.1KN×1.35=31.2kN女儿墙根部至计算截面（即进深梁底面）高度范围内的墙体厚女儿墙根部至计算截面（即进深梁底面）高度范围内的墙体厚490mm，起自重标准值为：，起自重标准值为： 19 KN/m3×3.3m×0.53m×0.55m=18.3kN67 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算3.墙体自重墙体自重女儿墙根部至计算截面（即进深梁底面）高度范围内的墙体厚女儿墙根部至计算截面（即进深梁底面）高度范围内的墙体厚490mm，起自重标准值为，起自重标准值为 19 KN/m3×3.3m×0.53m×0.55m=18.3kN设计值设计值 由可变荷载控制的组合由可变荷载控制的组合18.3kN×1.2=22.0 kN 由永久荷载控制的组合 由永久荷载控制的组合18.3kN×1.35=24.7KN计算每层墙体自重时，应扣除窗口面积，加上窗自重，墙体厚度计算每层墙体自重时，应扣除窗口面积，加上窗自重，墙体厚度考虑两面抹灰增加考虑两面抹灰增加40mm一并计算。 塑钢玻璃窗自重标准值按一并计算塑钢玻璃窗自重标准值按0.40 KN/m2计算对第对第6层墙体厚层墙体厚490mm，计算高度，计算高度3.9m，自重计算标准值为，自重计算标准值为 (0.49m+0.04m)(3.9m× 3.3m-2.1m×2.0m) × 19 KN/m3+2.1m×2.0m×0.40 KN/m2=89.0 kN68 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算3.墙体自重墙体自重设计值：设计值： 由可变荷载控制的组合： 由可变荷载控制的组合： 89.0kN×1.2=106.8kN 由永久荷载控制的组合：由永久荷载控制的组合： 89.0kN×1.35=120.2kN对对2、、3、、4、、5层，墙体厚度为层，墙体厚度为490mm，计算高度，计算高度3.6m，其自，其自重标准值为：重标准值为： （ （0.49m+0.04m））× (3.6m × 3.3m-2.1 m × 1.8m) ×19 KN/m3+2.1m×1.8m×0.40 KN/m2=83.1kN设计值：设计值： 由可变荷载控制的组合： 由可变荷载控制的组合： 83.1kN × 1.2=99.7 kN 由永久荷载控制的组合： 由永久荷载控制的组合： 83.1kN × 1.35=112.2 kN69 §5.6 设计例题（二）荷载计算（二）荷载计算3.墙体自重墙体自重 （（ H1= 3.9+0.45+0.8=5.15m））对１层，墙体厚度为对１层，墙体厚度为490mm，计算时取基础顶面，则底层楼层高，计算时取基础顶面，则底层楼层高度为度为5.15m，其自重标准值为，其自重标准值为 （（H1= 5.15-0.55=4.6m）） (0.49m+0.04m)×(4.6m× 3.3m-2.1m× 2.0m) × 19 KN/m2+2.1m×2.0m×0.40 KN/m2=112.2kN设计值设计值 由可变荷载控制的组合：由可变荷载控制的组合： 112.2kN× 1.2=134.6kN 由永久荷载控制的组合：由永久荷载控制的组合： 112.2kN ×1.35=151.5kN(三三)内力计算内力计算楼盖、屋盖大梁截面为楼盖、屋盖大梁截面为b × h=250mm × 550mm，梁端在外墙的，梁端在外墙的支承长度为支承长度为370mm，下设，下设ab×bb×tb=370mm×550mm×180mm 的刚性垫块，则梁端垫块上表面有效支承长度采用下式计算：的刚性垫块，则梁端垫块上表面有效支承长度采用下式计算：70 §5.6 设计例题(三三)内力计算内力计算对由可变荷载控制及由永久荷载控制的组合，对由可变荷载控制及由永久荷载控制的组合，a0计算结果分别列计算结果分别列于表于表5-7和表和表5-8。 进深梁传来荷载对外墙的偏心距进深梁传来荷载对外墙的偏心距 e =h/2 - 0.4a0 ，外纵墙的计算面积为窗间墙垛的面积，外纵墙的计算面积为窗间墙垛的面积 A = 1200mm×490mm墙体在竖向荷载作用的计算模型与计算简墙体在竖向荷载作用的计算模型与计算简图见图图见图5-20所示各层所示各层ⅠⅠ-ⅠⅠ、、ⅣⅣ-ⅣⅣ截面内力按由可变荷载控制截面内力按由可变荷载控制和由永久荷载控制的组合分别见表和由永久荷载控制的组合分别见表5-9和表和表5-10四四)墙体承载力计算墙体承载力计算本建筑墙体最大高厚比本建筑墙体最大高厚比β=H0/h=5150/490=10.5<μ2[β]=0.75×26=19.5，满足，满足要求承载力一般可对要求承载力一般可对ⅠⅠ-ⅠⅠ验算，但底层应验算验算，但底层应验算ⅣⅣ-ⅣⅣ截面，结截面，结果列于表果列于表5-11和表和表5-1271 §5.6 设计例题(三三)内力计算内力计算对由可变荷载控制及由永久荷载控制的组合，对由可变荷载控制及由永久荷载控制的组合，a0计算结果分别计算结果分别列于表列于表5-7和表和表5-8进深梁传来荷载对外墙的偏心距进深梁传来荷载对外墙的偏心距 e =h/2 - 0.4a0 ，外纵墙的计算面积为窗间墙垛的面积，外纵墙的计算面积为窗间墙垛的面积 A = 1200mm×490mm。 墙体在竖向荷载作用的计算模型与计算简墙体在竖向荷载作用的计算模型与计算简图见图图见图5-20所示各层所示各层ⅠⅠ-ⅠⅠ、、ⅣⅣ-ⅣⅣ截面内力按由可变荷载控制截面内力按由可变荷载控制和由永久荷载控制的组合分别见表和由永久荷载控制的组合分别见表5-9和表和表5-10四四)墙体承载力计算墙体承载力计算本建筑墙体最大高厚比本建筑墙体最大高厚比β=H0/h=5150/490=10.5<μ2[β]=0.75×26=19.5，满足，满足要求承载力一般可对要求承载力一般可对ⅠⅠ-ⅠⅠ验算，但底层应验算验算，但底层应验算ⅣⅣ-ⅣⅣ截面，结截面，结果列于表果列于表5-11和表和表5-12。
