刚性方案房屋墙、柱设计

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1、5.6刚性方案房屋的计算刚性方案的单层房屋，纵墙顶端的水平位移很小，静力分析时可以认为水平位移为零，计算时采用下列假定（图5.3.10）：①纵墙、柱下端在基础顶面处固结，上端与屋架（或屋面梁）铰接；②屋盖结构可作为纵墙上端的不动铰支座。按照上述假定，每片纵墙就可以按上端支承在不动铰支座和下端支承在固定支座上的竖向构件单独进行计算。1单层房屋承重墙的计算（1）竖向荷载作用下墙体的内力计算竖向荷载包括屋面荷载和墙体自重。屋面荷载包括屋盖构件自重和屋面活荷载或雪荷载，这些荷载通过屋架或屋面梁作用于墙体顶部。作用于纵墙顶端的屋面荷载常用轴心压力

2、Nl和弯矩M=Nlel组成（图5.3.10(b)）。墙体自重作用墙体轴线上。（2）风荷载作用下墙体的内力计算风荷载包括作用于屋面上和墙面上的风荷载。屋面上（包括女儿墙上）的风荷载可简化为作用于墙、柱顶端的集中力W，并通过屋盖直接传给横墙经基础传给地基，在纵墙中不引起内力。墙面上的风荷载为均布荷载，应考虑两种风向，迎风面为压力，背风面为吸力。在均布荷载q作用下，墙体的内力见图5.3.11。图5.3.10竖向荷载作用下的计算简图图5.3.11水平荷载作用下计算简图（1）计算单元的选取混合结构房屋的承重纵墙一般比较长，设计时可仅取其中有代表

3、性的一段作为计算单元。一般说来，对有门窗的内外纵墙，取一个开间的门间墙或窗间墙为计算单元，如图5.3.12中的m-m和n-n间的窗间墙，其宽度为(l1+l2)/2。（2）竖向荷载作用下墙体的计算在竖向荷载作用下，多层房屋的墙体如竖向连续梁一样地工作。这个连续梁以各层楼盖为支承点，在底部以基础为支承点（图5.3.13(b)）。2多层房屋承重纵墙的计算墙体在基础顶面处可假定为铰接，这样墙、柱在每层高度范围内被简化为两端铰支的竖向构件（图5.3.13(c)），可单独进行内力计算。计算简图中的构件长度为：底层，取底层层高加上室内地面至基础顶面的距离；

4、以上各层可取相应的层高。现以图5.3.13所示第一层和第二层墙体为例，说明墙体内力的计算方法。第二层墙（图5.3.14(a)）：上端（Ⅰ-Ⅰ）截面Nu2=Nu3+Nl3+Nw3NⅠ=Nu2+Nl2MⅠ=Nl2e2下端（Ⅱ-Ⅱ）截面NⅡ=NⅠ+Nw2MⅡ=0第一层墙（图5.3.14(b)）:上端（Ⅰ-Ⅰ）截面Nu1=Nu2+Nl2+Nw2NⅠ=Nu1+Nl1MⅠ=Nl1e1-Nu1e1′下端（Ⅱ-Ⅱ）截面NⅡ=NⅠ+Nw1MⅡ=0(3)水平荷载作用下墙体的计算在水平风荷载作用下，墙体将产生弯曲。这时墙体可

5、视为一个竖向连续梁（图5.3.16）。为了简化计算，该连续梁的跨中和支座处的弯矩可近似地按下式计算M=±1/12qHi2《规范》规定，刚性方案多层房屋只要满足下列条件，可不考虑风荷载对外墙内力的影响：《规范》规定，刚性方案多层房屋只要满足下列条件，可不考虑风荷载对外墙内力的影响：①洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3。②层高和总高不超过表5.3.3所规定的数值。③屋面自重不小于0.8kN/m2。(4)竖向荷载作用下的控制截面在进行墙体承载力验算时，必须确定需要验算的截面。一般选用内力较大，截面尺寸较小的截面作为控制截面。图5.

6、3.12多层刚性方案房屋承重纵墙的计算单元图5.3.13竖向荷载作用下的计算简图（a）外墙剖面；(b)竖向连续梁计算图；(c)简化后的计算图图5.3.14图5.3.16水平荷载作用下的计算简图表5.3.3外墙不考虑风荷载影响时的最大高度基本风压值（kN/m2）层高（m）总高（m）0.40.50.60.74.04.04.03.528241818多层刚性方案房屋中，横墙承受两侧楼板直接传来的均布荷载，且很少开设洞口，故可取1m宽的墙体为计算单元（图5.3.17）。中间横墙承受由两边楼盖传来的竖向荷载Nl、Nl′（图5.3.17(c)）。山墙的计算

7、方法和外纵墙计算方法相同。3多层房屋承重横墙的计算图5.3.17多层刚性方案房屋承重横墙的计算单元和计算简图【例5.3.3】某三层试验楼，采用装配式钢筋混凝土梁板结构（图5.3.18），大梁截面尺寸为200mm×500mm，梁端伸入墙内240mm，大梁间距3.6m。底层墙厚370mm，二、三层墙厚240mm，均双面抹灰，采用MU10砖和M2.5混合砂浆砌筑。基本风压为0.35kN/m2。试验算承重纵墙的承载力。【解】1.确定静力计算方案根据表5.3.1规定，由于试验楼为装配式钢筋混凝土楼盖，而横墙间距S=7.2m＜24m，故为刚性方案房

8、屋。2.墙体的高厚比验算（从略）3.荷载资料（1）屋面荷载油毡防水层（六层作法）0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m2