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房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算

(2012-10-24 09:48:53)
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杂谈

第一点 刚性方案单层房屋墙和柱的计算

对于墙,首先应选取计算单元。通常取房屋一个开间的墙体,或者取有代表性的单位宽的墙体。当纵墙上开有门窗洞口时,取窗间墙截面作为计算截面。对不规则的情况,应选择荷载较大而计算截面较小的墙段为计算单元(见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-25)。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0401/tu-0524/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />      http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0401/tu-0525/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0401/tu-0519/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />            http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0401/tu-0526/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />


刚性方案单层房屋结构墙和柱的计算简图如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-27)。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0401/tu-0527/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

对等截面的墙和柱,其自重只产生轴力。但对变截面阶形的墙和柱(下面以墙为例),上阶墙自重http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0401/fwjgsj-kcjj-050401.files/image012.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />为上、下阶墙中心线之间的距离)。由于墙体自重在上部铰支撑的形成以前就已存在,故应按上端自由、底端固定的悬臂构件进行承载力验算。

设计时,应先求出各种荷载单独作用下的内力,然后按照可能同时作用的荷载进行内力组合,求出控制截面的最大内力,对墙或柱的截面进行承载力验算。具体的荷载效应组合方法见第二章。当有吊车时,还应将吊车荷载效应进行组合,组合方法与混凝土结构单层厂房相同。

第二点 刚性方案多层房屋墙体的计算

计算单元的选取与单层房屋相似。见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-28,对于纵墙,在平面图上取有代表性的一段(通常为一个开间);对有门窗洞口的纵墙,其计算截面取窗间墙截面,即取最小截面处按等截面杆件计算。对于横墙,通常在平面图上取单位宽(1m)的一段。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/tu-0520/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />            http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/tu-0529/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

刚性方案多层房屋结构墙体的计算简图已示于http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-20

一、刚性方案多层房屋墙体在竖向荷载作用下的计算

1、纵墙

在竖向荷载作用下,刚性方案多层房屋结构墙体的计算简图还可进一步简化。按前面讲述的竖向荷载的传递路径,可近似认为,某一处楼(屋)盖的偏心(偏离墙的中面)荷载传至下层时,都已成为均匀分布(弯矩为零)。另一方面,由于楼盖的梁或板搁置在墙内,使墙体的连续性和承受弯矩的能力受到削弱。因此,墙体在每层高度范围内,可近似地视作两端铰支的竖向构件,如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-29所示。图中基础顶面处的墙也为铰接,这是因为此处的轴力很大而弯矩较小,故偏心距也较小,按铰接处理误差不大,且不需求解超静定结构。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/tu-0530/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

作用在某一层纵墙上的竖向荷载如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-30所示。其中,房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算为上面各层屋盖、楼盖传来的荷载,其作用点位于上一层墙体截面重心处;房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算为本层楼(屋)盖传来的竖向荷载,在梁支承在墙上的情况,如前所述,其作用点到墙内边的距离,对屋盖梁取房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算,对楼盖梁取房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算其中,房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算为梁的有效支承长度;房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算为本层墙的自重,作用在本层底部墙体截面重心处。

当上、下层墙厚度相同时,由http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-30(a)可算得上部截面Ⅰ-Ⅰ的轴力和弯矩分别为:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/fwjgsj-kcjj-050402.files/image012.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

(6-9)

其中http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/fwjgsj-kcjj-050402.files/image016.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />对墙截面形心的偏心距;下部截面的轴力为:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/fwjgsj-kcjj-050402.files/image018.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

(6-10)

当上、下层墙厚度不同时,房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算对下层墙产生弯矩,此时,由http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-30(b)可得:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/fwjgsj-kcjj-050402.files/image022.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

(6-11)

其中,房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算对下层墙截面形心的偏心距。房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算的正方向如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-30所示。

2、横墙

横墙的计算与纵墙相类似。横墙一般承受屋盖和楼盖直接传来的均布线荷载,通常可取宽度为lm的横墙作为计算单元,每层横墙视为两端铰支的竖向构件。每层构件的高度房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算的取值与纵墙相同;但当顶层为坡顶时,其层高取为层高加山墙尖高的1/2(见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-31)。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/tu-0532/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

横墙承受其两边楼(屋)盖传来的力房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算和上层传来的轴力房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算(见http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-32),据此即可计算其内力。

二、刚性方案多层房屋墙体在水平荷载作用下的计算

此处水平荷载是指风荷载。规范规定,当刚性方案多层房屋的外墙符合下列要求时,在静力计算中可不考虑风荷载的影响:

1、洞口水平截面积不超过全截面面积的2/3;

2、层高和总高不超过http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/04.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-3的规定;

3、屋面自重不小于http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/fwjgsj-kcjj-050402.files/image035.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />。

表6-3 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)
O.4 4.O 28
O.5 4.0 24
O.6 4.O 18
O.7 3.5 18

当必须考虑风荷载时,可按http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-20所示的计算简图计算相应的内力。在房屋沿高度较均匀的情况下,每层纵墙还可进一步简化为两端固定的单跨竖向梁。故在均匀分布的设计风荷载房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算的作用下,第房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- <wbr>刚性方案结构的计算层纵墙中的最大弯矩为:

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/fwjgsj-kcjj-050402.files/image043.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

(6-12)

其中,http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/fwjgsj-kcjj-050402.files/image046.gif刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />层的层高。

三、纵墙承载力验算的控制截面

尽管每层纵墙有无穷个截面,但显然只要选择几个控制截面处进行承载力验算即可。

控制截面按如下方式选取:每层墙取Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ两个控制截面,如http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/images/03.jpg刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />6-30所示。Ⅰ-Ⅰ截面位于该层墙体顶部大梁(或板)底面;Ⅱ-Ⅱ截面位于该层墙体下部大梁(或板)底面稍上的截面,对于底层墙的Ⅱ-Ⅱ截面取基础顶面处的截面。

http://kjwy.5any.com/fwjgsjyjgkz/content/05/0402/tu-0530/images.JPG刚性方案结构的计算" TITLE="房屋结构设计--砌体房屋的结构形式和内力分析-- 刚性方案结构的计算" />

在Ⅰ-Ⅰ截面处应按偏心受压验算承载力,并验算梁底砌体的局部受压承载力。在Ⅱ-Ⅱ截面处应按轴心受压验算承载力。

构件的截面一般取窗间墙的截面并按等截面考虑,即在控制截面处均取窗间墙的截面。显然,若多层砌体房屋中几层墙体的计算截面和砌体的抗压强度都相同,则只需验算其中最下一层即可。

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