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时间:2018-08-05
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1、自承重墙的稳定设计问题在工业与民用建筑中,采用自承重墙是常见的事,除去彩钢板、石膏板等用钢龙骨做骨架的轻质隔墙外,还大量采用由砌体和砂浆砌筑而成的自承重墙,包括外围护墙与内隔墙。《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)的第6.1节通过允许高厚比的方式来规范各类墙的稳定设计问题。这并不是一个复杂的技术问题,只是因为规范的用词比较简洁,当设计人不注意时,会将不同的词义误解为词义相同,在错误引用规范公式的情况下,会将不满足规范要求的自承重墙设计,误认为是已经满足了规范的要求。 在大量的工程实践中,有
2、时能见到一些自承重墙设计,要到快出图的阶段才发现并不满足规范要求。而且加构造柱、加圈梁也不能满足要求,最后只有加壁柱才能解决问题。最终影响与各专业间的配合条件,各专业修改涉及的图纸较多,造成被动。 上述问题与结构、建筑专业均有关系。从是否满足规范要求来看,肯定属于结构专业的职责范围。从能早期发现哪一部分自承重墙需要认真复核这个角度来看,建筑专业的机会更大一些。本文试图从概念设计入手,探讨在常见的设计中哪些比较容易处理,哪些比较难处理。然后再进一步探讨解决方案。期望能够减少最后阶段修改时造成的被动。有些
3、概念对结构专业设计人员来说可能很简单,但为了使建筑专业设计人员也能有轮廓的概念,还是适当的提了一下。 1.不考虑构造柱、壁柱及圈梁作用时的自承重墙 1.1.高厚比计算中计算高度H0的取值 规范第6.1.1指出,计算高度H0的取值,应按第5.1.3条采用。 按规范第5.1.3条确定自承重墙的计算高度时,可表达成下面几个基本规则。 1.1.1.自承重墙砌至楼盖或屋顶 H0=H。式中H为自承重墙的高度。 1.1.2.自承重墙上端为自由端 H0=2H。 1.1.3.自承重墙两侧与主体结构柱或横
4、隔墙联系(自承重墙上端不是自由端) 设自承重墙两侧与主体结构柱或横墙联系的间距为S。 当S>2H时,认为横向的联系不起作用,仍按上述1.1.1.的规则确定计算高度H0; 当S≤H时,可以认为是横向联系的距离起控制作用,规范规定H0=0.6S; 当2H≥S>H时,高度方向与横方向共同起作用,规范规定H0=0.4S+0.2H。 1.1.4.自承重墙两侧与主体结构柱或横隔墙联系且自承重墙上端是自由端 规范对此未做明确规定,作为一个思路可考虑将H定义为墙高的2倍,再应用上面的规则确定自承重墙的计算高
5、度。 1.2.自承重墙的高厚比验算,不同厚度自承重墙的允许计算高度 1.2.1.自承重墙的允许高厚比的基准值〔β〕 自承重墙允许高厚比的基准值〔β〕与砌筑砂浆的强度等级有关,如下所示: 砂浆强度等级M2.5M5≥M7.5 〔β〕222426 为了建立基本的概念,下面的讨论均取砂浆强度等级为M5。 1.2.2.自承重墙验算时的最终允许高厚比值 自承重墙验算时的最终允许高厚比值,还需乘以修正系数μ1与μ2。 1.2.2.1.μ1修正系数 与墙厚相关:墙厚h>240mm时,μ1=1.0;h
6、=240mm时,μ1=1.2;h=90mm时,μ1=1.5;240>h>90mm时,μ1可按插入法取值。 按此规定,可以列出几个不同墙厚的μ1值: 墙厚(mm)100120200240 μ1值1.481.441.281.20 上端为自由端的自承重墙,除按上述规定提高外,尚可再乘以修正系数1.3。 1.2.2.2.μ2修正系数 μ2的值与门窗洞口相关,主要取决于墙宽范围内门窗洞口的总宽度。 设墙宽范围内门窗洞口的总宽度为bS,自承重墙两侧与主体结构柱或横墙联系的间距为S。 μ2=1-0.4
7、 按公式算得μ2的值小于0.7时,取0.7。 当洞口高度等于或小于墙高的1/5时,可取μ2等于1.0。 μ2的取值范围为0.7~1.0。≥0.75时μ2=0.7,无洞时μ2=1.0。 1.2.2.3.自承重墙不同墙厚时允许墙高的参考值(砌筑砂浆M5) 墙厚(mm)100120200240 μ2=0.7(洞口大)时,允许墙高参考值(m)2.492.904.304.84 μ2=1.0(无洞口)时,允许墙高参考值(m)3.554.156.146.91 上端为自由端的自承重墙,应综合考虑H0=2
8、H及附加的修正系数1.30,其允许墙高参考值应为上述允许墙高参考值乘以修正系数0.65。 2.考虑构造柱、壁柱及圈梁作用时的自承重墙 2.1.构造柱的作用 构造柱可以增加墙的允许高度,但作用有限。 有构造柱时,墙的允许高厚比〔β〕可乘以提高系数μC: μC=1+γ。 式中γ—系数。对烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体,γ=1.5;对混凝土砌块砌体γ=1.0; bc—构造柱沿墙方向的宽度; l—构造柱的间距。
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