第4章 砌体房屋结构的形式和内力分析.pdf

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1、2011-3-30前言砌体结构第四章砌体房屋结构的形式和内力分析同济大学建筑工程系李翔2011年2同济大学建筑工程系-李翔2011-3-30前言前言无筋砌体的特性：墙体平面外承受水平作用的能力较小墙体抗压性能较好，抗拉性能较差墙体布置应使侧向力作用在墙的平面内矩形截面不产生拉应力的条件：HNG+

2、二节砌体结构的布置一、横墙承重体系1．“混合结构”房屋定义：由砌体墙、柱和其他材料楼屋盖组成的房屋常称为“混合横墙承重体系特点：结构”房屋。（砖混结构房屋、砖木结构房屋）1.横墙为承重墙，间距较小（3～4.5m），结构整体性好，空间刚度大，有利于抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降。2.纵墙作为围护、隔断墙，其设置门窗洞口的限制较少，纵墙立面处理比较灵活，可保证横墙的侧向稳定。2．房屋主要构件：3.楼盖的材料用量较少，但墙体的用料较多，施工方便。墙－砌体――适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办公楼等柱－砌体、钢筋混凝土楼

3、盖、屋盖－钢筋混凝土楼板、木楼盖竖向荷载传力路线：屋（楼）面荷载→横墙→基础→地基7同济大学建筑工程系-李翔2011-3-308同济大学建筑工程系-李翔2011-3-30§4.2结构布置§4.2结构布置三、纵横墙承重体系二、纵墙承重体系纵墙承重体系特点：纵横墙承重体系特点：1.纵墙为承重墙，横墙数量相对较少，承重墙间距一般较大，房屋的空间刚度比横墙承重体系小；纵墙上门窗洞口的大小和位置兼有横墙和纵横墙承重体系的特点，房屋平面布置比较灵受到限制。活，空间刚度较好。2.横墙为自承重墙，可保证纵墙的侧向稳定和房屋的整体刚度，房屋的划分比较

4、灵活。3.楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较少。――适用于住宅、教学楼、办公楼及医院等建筑。――适用于教学楼、图书馆、食堂、俱乐部、中小型工业厂房等单层和多层空旷房屋。竖向荷载传力路线：竖向荷载传力路线：屋（楼）面荷载↗纵墙↘基础→地基屋（楼）面荷载→屋架（梁）→纵墙→基础→地基↘横墙↗9同济大学建筑工程系-李翔2011-3-3010同济大学建筑工程系-李翔2011-3-30§4.2结构布置§4.2结构布置四、内框架承重体系混合承重体系内框架承重体系特点：1.室内空间较大，梁的跨度并不相应增大2.由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性

5、较差3.由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，结构易产生不均匀的竖向变形4.框架和墙的变形性能相差较大，在地震时易由于变形不协调而破坏竖向荷载传力路线：屋（楼）面荷载↗(梁)→外墙↘基础→地基↘梁→框架柱↗11同济大学建筑工程系-李翔2011-3-3012同济大学建筑工程系-李翔2011-3-302011-3-30§4.2结构布置§4.2结构布置五.底层框架承重体系六.竖向荷载的传递1．楼板与梁端竖向荷载的传递竖向荷载传力路线：屋（楼）面荷载→上层墙体→墙梁→框架柱→基础→地基底层框架承重体系特点：1.底层使用空间较大，梁的尺度并不

6、相应增大2.由于底层墙体较少，沿房屋高度刚梁下反力分布方向，结构空间刚度将发生变化；3.经过合理设计，可获得使用和抗弹性梁下反力分布震性能较好的底层框架结构体系，实现强柱弱梁的目标。――适用于上部住宅底层商店或车库类房屋。梁端垫块下反力分布13同济大学建筑工程系-李翔2011-3-3014同济大学建筑工程系-李翔2011-3-30§4.2结构布置§4.2结构布置集中力扩散角：45度考虑钢筋混凝土梁的挠曲变形和砌体受压后的塑性变形梁端有效支承长度：hchc为混凝土梁高度a=10of为砌体抗压强度设计值f集中荷载作用点到支座内边缘的距离

7、：对于屋面梁、板，取此距离为0.33a0对于楼面梁、板，取此距离为0.40a015同济大学建筑工程系-李翔2011-3-3016同济大学建筑工程系-李翔2011-3-30第三节砌体结构的计算简图与水平荷载的传递§4.3计算简图砌体房屋空间性能影响系数一、砌体结构的计算简图Δreη=Δe小→0整体性好大→1整体性差17同济大学建筑工程系-李翔2011-3-3018同济大学建筑工程系-李翔2011-3-302011-3-30§4.3计算简图影响空间工作效应主要因素:横墙间距确定计算简图时，横墙是相对于计算单元而言的约束构件屋盖或楼盖类别

8、表4-1房屋各层的空间性能影响系数η19同济大学建筑工程系-李翔2011-3-3020同济大学建筑工程系-李翔2011-3-30§4.3计算简图§4.3计算简图二、水平荷载的传递刚性方案刚弹性方案弹性方案根据房屋空间工作程度不同，砌体