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1、wr建筑结构 混合结构房屋墙、柱设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望本本 节节 内内 容容11.4.1 承重墙体的布置承重墙体的布置11.4.2 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案11.4.3 墙、柱高厚比验算墙、柱高厚比验算11.4.4 刚性方案房屋墙柱的计算刚性方案房屋墙柱的计算11.4.1 承重墙体的布置承重墙体的布置 混混合合结结构构的的房房屋屋：指指主主要要承承重重构构件件由由不不同同材材料料所所组组成成的的房房屋屋，如如楼楼（屋屋）盖
2、盖等等水水平平承承重重结结构构用用钢钢筋筋混混凝凝土土、木木材材或或钢钢材材），而而墙墙、柱柱与与基基础础等等竖竖向向承承重重结结构构采用砌体材料。采用砌体材料。房屋的结构布置方案：房屋的结构布置方案：纵墙承重纵墙承重体系体系 横墙承重横墙承重体系体系 纵横墙承重纵横墙承重体系体系 内框架结构承重内框架结构承重体系体系 四种方案可供选择。四种方案可供选择。（1）纵墙承重体系）纵墙承重体系特点：特点：1.纵墙为主要承重墙纵墙为主要承重墙2.纵墙上的门窗设置要受到限纵墙上的门窗设置要受到限制制3.空间刚度相对横墙承重体系空间刚度相对横墙承重体系差差4.楼（屋）盖用材较多、墙体楼（屋）盖用材较多、墙
3、体用材较少。用材较少。5.房间空间较大房间空间较大适用于：适用于：仓库、食堂、俱乐部、厂房等仓库、食堂、俱乐部、厂房等传力路线：传力路线：楼（屋）盖荷载楼（屋）盖荷载 板板 横向梁横向梁 纵墙纵墙 基础基础 地基地基传力路线：传力路线：楼（屋）盖荷载楼（屋）盖荷载 板板 横墙横墙 基础基础 地基地基（2）横墙承重体系）横墙承重体系特点：特点：1.横墙为主要承重墙横墙为主要承重墙2.横墙间距小横墙间距小3.结构简单，施工方便结构简单，施工方便4.横横向向刚刚度度大大，抵抵抗抗风风、地地震震等等水水平荷载的能力较纵墙承重体系好。平荷载的能力较纵墙承重体系好。适用于：适用于：住住宅宅、宿宿舍舍、宾宾
4、馆馆、办办公公室室等等小小开开间房屋。间房屋。（3）纵横墙承重体系）纵横墙承重体系特点：特点：1.纵横墙均为主要承重墙纵横墙均为主要承重墙2.空间刚度较好空间刚度较好3.房间布置较为灵活房间布置较为灵活4.有上述两种承重墙的优点有上述两种承重墙的优点适用于：适用于：住宅楼和教学楼住宅楼和教学楼传力路线：传力路线：楼（屋）楼（屋）盖盖荷载荷载梁梁 纵墙纵墙基础基础地基地基横墙横墙板板（4）内框架结构承重体系）内框架结构承重体系特点：特点：1.1.内墙较少，可获得较大空间内墙较少，可获得较大空间2.2.空间刚度差，对抗震不利空间刚度差，对抗震不利3.3.由由于于采采用用了了不不同同的的材材料料，因
5、因而而容易引起地基的不均匀沉降容易引起地基的不均匀沉降4.4.施工不便施工不便适用于：适用于：仓库等有较大空间要求的房屋。仓库等有较大空间要求的房屋。传力路线：传力路线：楼（屋）楼（屋）盖盖荷载荷载梁梁柱基础柱基础地基地基外墙外墙板板墙基础墙基础柱柱11.4.2 房屋的空间工作和静力计算方案房屋的空间工作和静力计算方案在进行墙体的内力计算时，首先要确定计算简图。在进行墙体的内力计算时，首先要确定计算简图。如如图图11.1(a)所所示示的的无无山山墙墙和和横横墙墙的的单单层层房房屋屋，其其屋屋盖盖支支承承在在外外纵纵墙墙上上。如如果果从从两两个个窗窗口口中中间间截截取取一一个个单单元元，则则这这
6、个个单单元元的的受受力力状状态态与与整整个个房房屋屋的的受受力力状状态态是是一一样样的的。可可以以用用这这个个单单元元的的受受力力状状态态来来代代表表整整个个房房屋屋的的受受力力状状态态，这这个个单单元元称称为为计计算算单单元元，见见图图11.1(a)、(b)。沿沿房房屋屋纵纵向向各各个个单单元元之之间间不不存存在在相相互互制制约约的的空空间间作作用用，这这种种房房屋屋的的计计算算简简图为一单跨平面排架（图为一单跨平面排架（图图11.1（d）。11.4.2.1 房屋的空间工作房屋的空间工作若若在在上上述述单单层层房房屋屋的的两两端端设设置置山山墙墙（图图11.2（a），则则屋屋盖盖不不仅仅与与
7、纵纵墙墙相相连连，而而且且也也与与山山墙墙（横横墙墙）相相连连。当当水水平平荷荷载载作作用用于于外外纵纵墙墙面面时时，屋屋盖盖结结构构如如同同水水平平方方向向的的梁梁而而弯弯曲曲，其其水水平平位位移移已已不不是是平平移移，而而是是图图11.2(b)中中所所示示的的曲曲线线，水水平平位位移移的的大大小小等等于于山山墙墙的的侧侧移移uw和屋盖梁水平挠度和屋盖梁水平挠度u1的总和。的总和。根根据据试试验验研研究究，房房屋屋的的空空间间刚刚度度主主要要取取决决于于屋屋盖盖水平刚度水平刚度和和横墙间距的大小横墙间距的大小。图图11.1无山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况无山墙单层房屋在水平力作用下的变
8、形情况 图图11.2有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况有山墙单层房屋在水平力作用下的变形情况 规规范范规规定定，在在混混合合结结构构房房屋屋内内力力计计算算中中，根根据据房屋的空间工作性能，房屋的空间工作性能，分为三种静力计算方案：分为三种静力计算方案：（1）刚性方案刚性方案 房房屋屋横横墙墙间间距距较较小小，楼楼（屋屋）盖盖水水平平刚刚度度较较大大时时，房房屋屋的的空空间间刚刚度度较较大大，在在荷荷载载作作用用下下，房房屋屋的的水水平平位位移移较较小小，在在确确定定房房屋屋的的计计算算简简图图时时，可可以以忽忽略略房房屋屋水水平平位位移移，而而将将屋屋盖盖或或楼楼盖盖视视作作墙墙或或柱柱
9、的的不不动动铰铰支支承承（图图11.3（a），），这种房屋称为这种房屋称为刚性方案房屋刚性方案房屋。一般多层住宅、办公楼、医院往往属于此类方案。一般多层住宅、办公楼、医院往往属于此类方案。11.4.2.2 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案（2）弹性方案弹性方案 房房屋屋横横墙墙间间距距较较大大，屋屋盖盖或或楼楼盖盖的的水水平平刚刚度度较较小小时时，房房屋屋的的空空间间工工作作性性能能较较差差，在在荷荷载载作作用用下下，房房屋屋的的水水平平位位移移较较大大，在在确确定定房房屋屋的的计计算算简简图图时时，必必须须考考虑虑水水平平位位移移，把把屋屋盖盖或或楼楼盖盖与与墙墙、柱柱的的连连接接处处视
10、视为为铰铰接接，并并按按不不考考虑虑空空间间工工作作的的平平面面排排架架计计算算（图图11.3(c)），这这种种房房屋屋称称为为弹弹性性方案房屋方案房屋。一一般般单单层层厂厂房房、仓仓库库、礼礼堂堂、食食堂堂等等多多属属于于弹弹性性方方案案房屋。房屋。（3）刚弹性方案刚弹性方案 房房屋屋的的空空间间刚刚度度介介于于刚刚性性与与弹弹性性方方案案之之间间，在在荷荷载载作作用用下下，房房屋屋的的水水平平位位移移较较弹弹性性方方案案小小，但但又又不不可可忽忽略略不不计计。这这种种房房屋屋属属于于刚刚弹弹性性方方案案房房屋屋，其其计计算算简简图图可可用用屋屋盖盖或或楼楼盖盖与与墙墙、柱柱连连接接处处为为
11、具具有有弹弹性性支支撑撑的的平平面面排排架架（图图11.3(b)）。）。在在计计算算刚刚弹弹性性方方案案的的墙墙、柱柱内内力力时时，通通常常引引入入空空间间性能影响系数性能影响系数来反映房屋的空间作用，来反映房屋的空间作用，定义为定义为:可查表，可查表，越大房屋刚性越差越大房屋刚性越差房屋各层空间性能影响系数房屋各层空间性能影响系数i在在规规范范中中，将将房房屋屋按按屋屋盖盖或或楼楼盖盖的的刚刚度度划划分分为为三三种种类类型，并按房屋的型，并按房屋的横墙间距横墙间距S来确定其静力计算方案，来确定其静力计算方案，见表见表11.1。作作为为刚刚性性和和刚刚弹弹性性方方案案静静力力计计算算的的房房屋
12、屋横横墙墙，应应具具有有足足够够的刚度，以保证房屋的空间作用，并符合下列要求：的刚度，以保证房屋的空间作用，并符合下列要求：横横墙墙中中开开有有洞洞口口时时，洞洞口口的的水水平平截截面面面面积积不不应应超超过过横横墙墙截截面面面积的面积的50%；横墙的厚度不宜小于横墙的厚度不宜小于180mm；单单层层房房屋屋的的横横墙墙长长度度不不宜宜小小于于其其高高度度，多多层层房房屋屋的的横横墙墙长长度度不宜小于其总高度的不宜小于其总高度的1/2。H图图11.3混合结构房屋的计算简图混合结构房屋的计算简图(a)刚性方案；刚性方案；(b)刚弹性方案；刚弹性方案；(c)弹性方案弹性方案 表表11.1 房屋的静
13、力计算方案房屋的静力计算方案 屋盖（楼盖）类别屋盖（楼盖）类别刚性方案刚性方案刚弹性方案刚弹性方案弹性方案弹性方案整体式、装配整体式和装配式无整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋（楼）盖檩体系钢筋混凝土屋（楼）盖 S3232S72S72装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖或木楼盖 S2020S48S48瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖 S1616S36S36注意：注意：1.S为房屋横墙间距，单位为为房屋横墙间距，单位为m；2.对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案房屋考虑
14、。对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案房屋考虑。11.4.3 墙、柱高厚比验算墙、柱高厚比验算混混合合结结构构房房屋屋中中的的墙墙体体是是受受压压构构件件，除除满满足足承承载载力力要要求外，还必须有足够的稳定性。求外，还必须有足够的稳定性。高高厚厚比比的的验验算算是是保保证证墙墙体体稳稳定定性性的的一一项项重重要要构构造造措措施施，可可以以防防止止墙墙、柱柱在在施施工工和和使使用用阶阶段段因因砌砌筑筑质质量量、轴轴线线偏偏差差、意意外外横横向向冲冲撞撞和和振振动动等等因因素素而而出出现现歪歪斜斜、膨膨肚肚以以致致倒倒塌塌等等失稳现象的发生。失稳现象的发生。高高厚厚比比是是指指墙墙、柱柱
15、的的计计算算高高度度H0与与墙墙厚厚或或柱柱截截面面边边长长h的比值。即的比值。即H0/h。墙柱计算高度墙柱计算高度H0的确定的确定 承载力计算及高厚比验算所采用的高度叫计算高度，承载力计算及高厚比验算所采用的高度叫计算高度，按下表查得。按下表查得。受压构件的计算高度受压构件的计算高度H0高高厚厚比比验验算算主主要要包包括括两两个个问问题题：一一是是允允许许高高厚厚比比的的限值限值；二是二是墙、柱实际高厚比墙、柱实际高厚比的确定。的确定。允允许许高高厚厚比比限限值值是是在在综综合合考考虑虑了了以以往往的的实实践践经经验验和和现阶段的材料质量及施工水平的基础上确定的。现阶段的材料质量及施工水平的
16、基础上确定的。影影响响墙墙、柱柱允允许许高高厚厚比比的的因因素素很很多多，如如砂砂浆浆的的强强度度等等级级、横横墙墙间间距距、砌砌体体类类型型、支支承承条条件件、截截面面形形状状和和承承重情况等。重情况等。矩形截面墙和柱的高厚比矩形截面墙和柱的高厚比应满足下列条件应满足下列条件 式中，式中，墙和柱的高厚比；墙和柱的高厚比；H0墙和柱的计算高度；墙和柱的计算高度；h墙厚或柱与墙厚或柱与H0相对应的边长；相对应的边长；墙和柱的允许高厚比；墙和柱的允许高厚比；见表见表11.2。11.4.3.1 一般墙、柱高厚比的验算一般墙、柱高厚比的验算砂浆强度等级砂浆强度等级墙墙柱柱M2.52215M5.0241
17、6M7.5 2617表表11.2 墙、柱的允许高厚比墙、柱的允许高厚比值值 1非非承承重重墙墙允允许许高高厚厚比比的的修修正正系系数数，对对承承重重墙墙，1=1.0；对对厚厚度度240mm的的非非承承重重墙墙，1值值可可按按下下列列规规定定采用：采用：当当h=240mm时，时，1=1.2当当h=90mm时，时，1=1.5240mmh90mm时，时，1可按插入法取值可按插入法取值;2有有门门、窗窗洞洞口口墙墙允允许许高高厚厚比比的的修修正正系系数数，可可按按下下式确定：式确定：2=1-0.4bs/S bs在宽度在宽度S范围内的门窗洞口宽度范围内的门窗洞口宽度(图图11.4)；S相邻窗间墙或壁柱间
18、距离（相邻窗间墙或壁柱间距离（图图11.4）；）；图图11.4 洞口宽度洞口宽度(1)整片墙的高厚比验算整片墙的高厚比验算 按下式进行验算按下式进行验算 确确定定带带壁壁柱柱墙墙的的计计算算高高度度H0时时，墙墙长长S取取相相邻邻横横墙墙的的距离。距离。确确定定截截面面回回转转半半径径i时时，带带壁壁柱柱墙墙截截面面的的翼翼缘缘宽宽度度bf应应按下列规定采用按下列规定采用(图图11.5（a）)：11.4.3.2 带壁柱墙和带构造柱墙的高厚比验算带壁柱墙和带构造柱墙的高厚比验算11.4.3.1 带壁柱墙带壁柱墙 对对于于多多层层房房屋屋，当当有有门门、窗窗洞洞口口时时，可可取取窗窗间间墙墙宽宽度
19、度；当当左左、右右壁壁柱间距不等时，可取柱间距不等时，可取bf=(S1+S2)/2，S1、S2分别为左、右壁柱间的距离。分别为左、右壁柱间的距离。对对于于单单层层房房屋屋，取取bf=b+2H/3(b为为壁壁柱柱宽宽度度，H为为墙墙高高)，且且bf不不大大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。图图11.5 s1s2(S1+S2)/2(2)壁柱间墙的高厚比壁柱间墙的高厚比 计计算算H0时时，S取取相相邻邻壁壁柱柱间间的的距距离离。不不论论带带壁壁柱柱墙墙的的静静力力计计算算采采用用何何种种方方案案，带带壁壁柱柱墙墙H0的的计计算算可可一一律律按按刚刚性性方案方案考虑。考虑。壁
20、柱间墙的高厚比可按无壁柱墙公式壁柱间墙的高厚比可按无壁柱墙公式 进行验算。进行验算。对对于于设设有有钢钢筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁的的带带壁壁柱柱墙墙，当当圈圈梁梁的的宽宽度度b与与相相邻邻壁壁柱柱间间的的距距离离S之之比比1/30时时，由由于于圈圈梁梁的的水水平平刚刚度度较较大大，能能限限制制壁壁柱柱间间墙墙体体的的侧侧向向变变形形，所所以以圈圈梁梁可可视视为为壁柱间墙的不动铰支座壁柱间墙的不动铰支座(如图如图11.5(b)。【例例11.1】某某办办公公楼楼平平面面如如图图11.6所所示示，采采用用预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土空空心心板板，外外墙墙厚厚370mm，内内纵纵墙墙及及横横墙墙厚厚2
21、40mm，砂砂浆浆为为M5，底底层层墙墙高高4.6m（下下端端支支点点取取基基础础顶顶面面）；隔隔墙墙厚厚120mm，高高3.6m，用用M2.5砂砂浆浆；纵纵墙墙上上窗窗洞洞宽宽1800mm，门洞宽门洞宽1000mm，试验算各墙的高厚比。，试验算各墙的高厚比。【解解】1.确定静力计算方案及求允许高厚比确定静力计算方案及求允许高厚比 最最大大横横墙墙间间距距S=3.63=10.8m，由由表表11.1,S32m，确确定为刚性方案。定为刚性方案。由由表表11.2，因因承承重重纵纵横横墙墙砂砂浆浆为为M5，得得=24；非非承承重重墙墙砂砂浆浆为为M2.5,=22，非非承承重重墙墙h=120mm，用用插
22、插入法得入法得1=1.44，1=1.4422=31.68。2.确定计算高度确定计算高度 承承重重墙墙H=4.6m,S=10.8m2H=24.6=9.2m，由由附附表表查查得计算高度得计算高度H0=1.0H=4.6m。非非承承重重墙墙H=3.6m，一一般般是是后后砌砌在在地地面面垫垫层层上上，上上端端用用斜斜放放立立砖砖顶顶住住楼楼面面梁梁砌砌筑筑，两两侧侧与与纵纵墙墙拉拉结结不不好好，故故按按两侧无拉结考虑，则计算高度两侧无拉结考虑，则计算高度H0=1.0H=3.6m。3.纵墙高厚比验算纵墙高厚比验算（1）外纵墙）外纵墙S=3.6m,bs=1.8m2=1-0.4bs/S=0.8外纵墙高厚比外纵
23、墙高厚比=H0/h=12.42=0.824=19.2满足要求满足要求（2）内纵墙内纵墙S=10.8m,bs=1.0m 2=1-0.4bs/S=0.96内纵墙高厚比内纵墙高厚比=H0/h=19.22=0.9624=23满足要求满足要求4.横墙高厚比验算横墙高厚比验算 由由于于横横墙墙的的厚厚度度、砌砌筑筑砂砂浆浆、墙墙体体高高度度均均与与内内纵纵墙墙相相同同，且且横横墙墙上上无无洞洞口口，又又比比内内纵纵墙墙短短，计计算算高高度度也也小小，故不必进行验算。故不必进行验算。5.隔墙高厚比验算隔墙高厚比验算 隔墙高厚比隔墙高厚比=H0/h=301=31.68 满足要求满足要求【例例11.2】某单层单
24、跨无吊车的厂房，采用装配式有檩体某单层单跨无吊车的厂房，采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖，带壁柱砖墙承重。厂房跨度为系钢筋混凝土屋盖，带壁柱砖墙承重。厂房跨度为15m，全长全长64=24m，如图如图11.7所示所示。墙体采用。墙体采用 MU10砖和砖和M5砂浆砌筑。试验算带壁柱纵墙和山墙的高厚比。砂浆砌筑。试验算带壁柱纵墙和山墙的高厚比。【解解】该房屋的屋盖类别为该房屋的屋盖类别为1类，两端山墙（横墙）间的类，两端山墙（横墙）间的距离距离S=24m，由表，由表11.1，S32m，确定为刚性方案。，确定为刚性方案。1.纵墙高厚比验算纵墙高厚比验算（1）整片墙高厚比验算整片墙高厚比验算 带壁柱截面
25、几何特征（带壁柱截面几何特征（图图11.8）截面面积截面面积 A=8.125105mm2形心位置形心位置y1=148mmy2=240+250-148=342mm惯性矩惯性矩I=8.86109mm4回转半径回转半径i104mm折算厚度折算厚度hT=3.5i=364mm壁柱下端嵌固于室内地面以下壁柱下端嵌固于室内地面以下0.5m处，柱高处，柱高H=4.2+0.5=4.7m，S=24m2H=9.4m，由附表查得壁柱的，由附表查得壁柱的计算高度计算高度H0=1.0H=4.7m由表由表11.2，当砂浆为，当砂浆为M5时，得时，得=24，承重墙，承重墙1=1.0，洞口宽，洞口宽bs=3m，壁柱间距，壁柱间
26、距S=6m，故，故考虑考虑洞口的修正系数洞口的修正系数2为：为：2=0.8纵墙整片墙高厚比纵墙整片墙高厚比=12.9112=1.00.824=19.2满足要求满足要求（2）壁柱间墙的高厚比验算壁柱间墙的高厚比验算 H=4.7mS=6m2H=9.4m，由附表，由附表2得壁柱间墙的得壁柱间墙的计算高度计算高度H0=0.4S+0.2H=3.34 m纵墙柱间墙的高厚比纵墙柱间墙的高厚比=H0/h=13.9212=19.2满足要求满足要求2.开门洞山墙的高厚比验算开门洞山墙的高厚比验算（1）整片墙的高厚比验算整片墙的高厚比验算 带壁柱截面的几何特征（带壁柱截面的几何特征（图图11.9）截面面积截面面积A
27、=9.325105mm2 形心位置形心位置y1=144mm,y2=346mm惯性矩惯性矩I=9.503109mm4 回转半径回转半径i=101mm折算厚度折算厚度hT=354mm计算高度计算高度H=6.37m(取山墙壁柱高度取山墙壁柱高度)S=15m32m，属刚性方案，属刚性方案S2H=12.7m,得得H0=1.0H=6.37m 考虑洞口的修正系数考虑洞口的修正系数2=0.88=H0/hT=1812=1.00.8824=21.22满足要求满足要求（2）壁柱间墙的高厚比验算壁柱间墙的高厚比验算 墙高取两壁柱间山墙平均高度墙高取两壁柱间山墙平均高度6.79m,S=5mH,由附由附表表2查得壁柱间墙
28、的计算高度查得壁柱间墙的计算高度H0=0.6S=0.65=3.0m考虑洞口的修正系数考虑洞口的修正系数2=0.76=H0/h=12.512=1.00.7624=18.24满足要满足要求求图图11.6 例例11.1办公楼平面图办公楼平面图 图图11.7例例11.2单层厂房平面、侧立面图单层厂房平面、侧立面图 图图11.8 带壁柱墙截面带壁柱墙截面 图图11.9 带壁柱开门洞山墙的计算截面带壁柱开门洞山墙的计算截面 11.4.4 刚性方案房屋的计算刚性方案房屋的计算刚刚性性方方案案的的单单层层房房屋屋，纵纵墙墙顶顶端端的的水水平平位位移移很很小小，静静力力分分析析时时可可以以认认为为水水平平位位移
29、移为为零零，计计算算时，采用下列假定（时，采用下列假定（图图11.10）：）：纵纵墙墙、柱柱下下端端在在基基础础顶顶面面处处固固结结，上上端端与与屋屋架架（或或屋屋面面梁梁）铰接；铰接；屋屋盖盖结结构构可可作作为为纵纵墙墙上上端端的不动铰支座。的不动铰支座。按按照照上上述述假假定定，每每片片纵纵墙墙就就可可以以按按上上端端支支承承在在不不动动铰铰支支座座和和下下端端支支承承在在固固定定支支座座上上的的竖竖向向构构件单独进行计算件单独进行计算。11.4.4.1 单层刚性方案房屋承重纵墙的计算单层刚性方案房屋承重纵墙的计算图图11.10 竖向荷载作用下的计算简图竖向荷载作用下的计算简图 竖竖向向荷
30、荷载载包包括括屋屋面面荷荷载载和和墙墙体体自自重重。屋屋面面荷荷载载包包括括屋屋盖盖构构件件自自重重和和屋屋面面活活荷荷载载或或雪雪荷荷载载，这这些些荷荷载载通通过过屋屋架架或或屋面梁作用于墙体顶部。屋面梁作用于墙体顶部。作作用用于于纵纵墙墙顶顶端端的的屋屋面面荷荷载载常常用用轴轴心心压压力力Nl和和弯弯矩矩M=Nlel组成（组成（图图11.10(b)）。）。墙体自重作用墙体轴线上。墙体自重作用墙体轴线上。（1）竖向荷载作用下墙体的内力计算竖向荷载作用下墙体的内力计算 图图11.10 竖向荷载作用下的计算简图竖向荷载作用下的计算简图 风风荷荷载载包包括括作作用用于于屋屋面面上上的的风风荷荷载载
31、和和墙墙面面上上的的风风荷荷载载。屋屋面面上上（包包括括女女儿儿墙墙上上）的的风风荷荷载载可可简简化化为为作作用用于于墙墙、柱柱顶顶端端的的集集中中力力Fw，并并通通过过屋屋盖盖直直接接传传给给横横墙墙经经基基础础传传给给地地基，在纵墙中不引起内力。基，在纵墙中不引起内力。墙墙面面上上的的风风荷荷载载为为均均布布荷荷载载，应应考考虑虑两两种种风风向向，迎迎风风面面为为压压力力，背背风风面面为为吸吸力力。在在均均布布荷荷载载q作作用用下下，墙墙体体的的内内力力（见图见图11.11）。）。图图11.11 水平荷载作用下计算简图水平荷载作用下计算简图（2）风荷载作用下墙体的内力计算风荷载作用下墙体的
32、内力计算（1）计算单元的选取计算单元的选取 混混合合结结构构房房屋屋的的承承重重纵纵墙墙一一般般比比较较长长，设设计计时时可可仅仅取取其其中中有有代代表表性性的的一一段段作作为为计计算算单单元元。一一般般说说来来，对对有有门门窗窗的的内内外外纵纵墙墙，取取一一个个开开间间的的门门间间墙墙或或窗窗间间墙墙为为计计算算单单元元，下图中的下图中的m-m和和n-n间的窗间墙，其宽度为间的窗间墙，其宽度为(l1+l2)/2。11.4.4.2 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算多层刚性方案房屋承重纵墙的计算图图11.12 多层刚性方案房屋承重纵墙的计算单元多层刚性方案房屋承重纵墙的计算单元 在在竖竖向向荷荷载
33、载作作用用下下，多多层层房房屋屋的的墙墙体体如如竖竖向向连连续续梁梁一一样样地地工工作作。这这个个连连续续梁梁以以各各层层楼楼盖盖为为支支承承点点，在在底底部部以以基基础础为为支支承承点点（图图11.13(b)）。）。墙墙体体在在基基础础顶顶面面处处可可假假定定为为铰铰接接，这这样样墙墙、柱柱在在每每层层高高度度范范围围内内被被简简化化为为两两端端铰铰支支的的竖竖向向构构件件（图图11.13(c)），可可单单独独进进行内力计算。行内力计算。（2）竖向荷载作用下墙体的计算竖向荷载作用下墙体的计算图图11.13 竖向荷载作用下的计算简图竖向荷载作用下的计算简图（a）外墙剖面；外墙剖面；(b)竖向连
34、续梁计算图；竖向连续梁计算图；(c)简化后的计算图简化后的计算图 计计算算简简图图中中的的构构件件长长度度为为：底底层层取取底底层层层层高高加加上上室室内内地面至基础顶面的距离；地面至基础顶面的距离；以上各层以上各层可取相应的层高。可取相应的层高。现现以以图图11.13所所示示第第一一层层和和第第二二层层墙墙体体为为例例，说说明明墙墙体体内力的计算方法。内力的计算方法。第二层墙（第二层墙（图图11.14）：）：上端（上端（-）截面）截面Nu2=Nu3+Nl3+Nw3N=Nu2+Nl2M=Nl2e2下端（下端（-）截面）截面N=N+Nw2M=0图图11.14 第一层墙（图第一层墙（图11.15）
35、:上端（上端（-）截面）截面Nu1=Nu2+Nl2+Nw2 N=Nu1+Nl1M=Nl1e1-Nu1e1下端（下端（-）截面）截面N=N+Nw1M=0图图11.15Nu1Nl1在在水水平平风风荷荷载载作作用用下下，墙墙体体将将产产生生弯弯曲曲。这这时时墙墙体体可可视视为为一一个个竖竖向向连连续续梁梁（图图11.16）。）。为为了了简简化化计计算算，该该连连续续梁梁的的跨跨中中和和支支座座处处的的弯弯矩矩可可近似地按下式计算近似地按下式计算Mi=qHi2/12(3)水平荷载作用下墙体的计算水平荷载作用下墙体的计算 图图11.16 水平荷载作用下的计算简图水平荷载作用下的计算简图 规规范范规规定定
36、，刚刚性性方方案案多多层层房房屋屋只只要要满满足足下下列列条条件件，可可不不考考虑虑风风荷荷载载对外墙内力的影响：对外墙内力的影响：洞洞口口水水平平截截面面面面积积不不超超过过全全截截面面面面积积的的2/3。层层高高和和总总高高不不超超过过表表11.3所所规规定定的的数数值值。屋屋面面自自重重不不小小于于0.8kN/m2。基本风压基本风压值值（kN/m2）层高层高（m）总高总高（m）0.40.50.60.74.04.04.03.528241818表表11.3 外墙不考虑风荷载外墙不考虑风荷载影响时的最大高度影响时的最大高度(4)竖向荷载作用下的控制截面竖向荷载作用下的控制截面 在在进进行行墙墙
37、体体承承载载力力验验算算时时，必必须须确确定定需需要要验验算算的的截截面面。一一般般选选用用内内力力较较大大，截截面面尺尺寸寸较较小小的的截截面面作作为为控控制制截面。截面。多多层层刚刚性性方方案案房房屋屋中中，横横墙墙承承受受两两侧侧楼楼板板直直接接传传来来的的均均布布荷荷载，且很少开设洞口，故可取载，且很少开设洞口，故可取1m宽的墙体为计算单元（宽的墙体为计算单元（图图11.17）。）。中中间间横横墙墙承承受受由由两两边边楼楼盖盖传传来来的的竖竖向向荷荷载载Nl、Nl（图图11.17(c)）。）。山墙的计算方法和外纵墙计算方法相同。山墙的计算方法和外纵墙计算方法相同。11.4.4.3 多层
38、刚性方案房屋承重横墙的计算多层刚性方案房屋承重横墙的计算图图11.17多层刚性方案房屋承重横墙的计算单元和计算简图多层刚性方案房屋承重横墙的计算单元和计算简图【例例11.3】某某三三层层试试验验楼楼，采采用用装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁板板结结构构（图图11.18），大大梁梁截截面面尺尺寸寸为为200mm500mm，梁梁端端伸伸入入墙墙内内240mm，大大梁梁间间距距3.6m。底底层层墙墙厚厚370mm，二二、三三层层墙墙厚厚240mm，均均双双面面抹抹灰灰，采采用用MU10砖砖和和M2.5混混合合砂砂浆砌筑。基本风压为浆砌筑。基本风压为0.35kN/m2。试验算承重纵墙的承载力。试验
39、算承重纵墙的承载力。【解解】1.确定静力计算方案确定静力计算方案 根根据据表表15.1规规定定，由由于于试试验验楼楼为为装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土楼楼盖，而横墙间距盖，而横墙间距S=7.2m24m，故为刚性方案房屋。，故为刚性方案房屋。2.墙体的高厚比验算（从略）墙体的高厚比验算（从略）3.荷载资料荷载资料（1）屋面荷载屋面荷载 油毡防水层（六层作法）油毡防水层（六层作法）0.35kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层厚水泥砂浆找平层0.0220=0.40kN/m2 50mm厚泡沫混凝土保温层厚泡沫混凝土保温层0.055=0.25kN/m2 120mm厚空心板（包括灌缝）厚空心板（包括灌缝
40、）2.20kN/m2 20mm厚板底抹灰厚板底抹灰 0.0217=0.34kN/m2屋面恒载标准值屋面恒载标准值3.54kN/m2 屋面活载标准值屋面活载标准值0.50kN/m2（2）楼面荷载楼面荷载 30mm厚细石混凝土面层厚细石混凝土面层0.75kN/m2 120mm厚空心板（包括灌缝）厚空心板（包括灌缝）2.20kN/m2 20mm厚板底抹灰厚板底抹灰0.34kN/m2楼面恒载标准值楼面恒载标准值3.29kN/m2 楼面活载标准值楼面活载标准值2.00kN/m2(3)进深梁自重（包括进深梁自重（包括15mm粉刷）粉刷）标准值标准值0.20.525+0.015(20.5+0.2)17=2.
41、81kN/m(4)墙体自重及木窗自重墙体自重及木窗自重 双双面面粉粉刷刷的的240mm厚厚砖砖墙墙自自重重（按按墙墙面面计计）标标准准值值5.24kN/m2 双双面面粉粉刷刷的的370mm厚厚砖砖墙墙自自重重（按按墙墙面面计计）标标准准值值7.62kN/m2 木窗自重（按窗框面积计）标准值木窗自重（按窗框面积计）标准值0.30kN/m2 4.纵墙承载力验算纵墙承载力验算 由由于于房房屋屋的的总总高高小小于于28m，层层高高又又小小于于4m，根根据据表表11.3规定可不考虑风荷载作用。规定可不考虑风荷载作用。（1）计算单元计算单元 取取一一个个开开间间宽宽度度的的外外纵纵墙墙为为计计算算单单元元
42、，其其受受荷荷面面积积为为3.62.85=10.26m2，如如图图中中斜斜线线部部分分所所示示。纵纵墙墙的的承承载载力力由由外纵墙控制，内纵墙不起控制作用，可不必计算。外纵墙控制，内纵墙不起控制作用，可不必计算。（2）控制截面控制截面每每层层纵纵墙墙取取两两个个控控制制截截面面。墙墙上上部部取取梁梁底底下下的的砌砌体体截截面面；墙墙下下部部取取梁梁底底稍稍上上砌砌体体截截面面。其其计计算算截截面面均均取取窗窗间间墙墙截面。本例不必计算三层墙体。截面。本例不必计算三层墙体。第二层墙的计算截面面积第二层墙的计算截面面积A2=1.80.24=0.432 m2第一层墙的计算截面面积第一层墙的计算截面面
43、积A1=1.80.37=0.666 m2(3)荷载计算荷载计算 按按一一个个计计算算单单元元，作作用用于于纵纵墙墙上上的的集集中中荷荷载载计计算算如如下下：屋屋面面传传来来的的集集中中荷荷载载（包包括括外外挑挑0.5m的的屋屋檐檐和和屋屋面面梁梁）标准值标准值Nkl3=59.14 kN设计值设计值Nl3=72.66 kN由由MU10砖砖和和M2.5砂砂浆浆砌砌筑筑的的砌砌体体，其其抗抗压压强强度度设设计计值值f=1.3N/mm2。已知梁高已知梁高500mm，则梁的有效支承长度为，则梁的有效支承长度为a0=190mm240mm，取，取a0=0.19m屋面荷载作用于墙顶的偏心距屋面荷载作用于墙顶的
44、偏心距e3=0.044 m楼盖传来的集中荷载（包括楼面梁）楼盖传来的集中荷载（包括楼面梁）设计值设计值Nl2=Nl1=78.84kN三层楼面荷载作用于墙顶的偏心距三层楼面荷载作用于墙顶的偏心距e2=0.044m二层楼面荷载作用于墙顶的偏心距二层楼面荷载作用于墙顶的偏心距e1=0.109 m第三层第三层截面以上截面以上240mm厚墙体自重厚墙体自重 设计值设计值Nw3=14.48 kN第第三三层层截截面面至至截截面面之之间间240mm厚厚墙墙体体自自重重设计值设计值Nw3=57.76kN第第二二层层截截面面至至截截面面之之间间240mm厚厚墙墙体体自自重重设计值设计值Nw2=43.27 kN 第
45、一层第一层截面至截面至截面之间截面之间370mm厚墙体自重厚墙体自重设计值设计值Nw1=95.32 kN第一层第一层截面至第二层截面至第二层截面之间截面之间370mm厚墙厚墙体自重设计值体自重设计值Nw1=21.07 kN各层纵墙的计算简图各层纵墙的计算简图如图如图11.19所示所示。（4）控制截面的内力计算控制截面的内力计算 第三层第三层 第三层第三层截面处截面处 轴向力设计值轴向力设计值N=Nl3+Nw3=87.14 kN弯矩设计值（由三层屋面荷载偏心作用产生）弯矩设计值（由三层屋面荷载偏心作用产生）M=Nl3e3=3.19kNm第三层第三层截面处截面处轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。
46、轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw3=144.9 kN弯矩设计值弯矩设计值M=0 第二层第二层 第二层第二层截面处截面处 轴向力为上述荷载与本层楼盖荷载之和。轴向力为上述荷载与本层楼盖荷载之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nl2=223.74kN弯矩设计值（由三层楼面荷载偏心作用产生）弯矩设计值（由三层楼面荷载偏心作用产生）M=Nl2e2=3.46kNm第二层第二层截面处截面处 轴向力为上述荷载与本身墙体自重之和。轴向力为上述荷载与本身墙体自重之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw2=267.01 kN弯矩设计值弯矩设计值M=0 第一层第一层 第一
47、层第一层截面处截面处 轴向力为上述荷载、轴向力为上述荷载、370墙增厚部分墙体及本层楼盖墙增厚部分墙体及本层楼盖荷载之和。荷载之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw1+Nl1=366.92kN 因第一层墙截面形心与第二层墙截面形心不重合，因第一层墙截面形心与第二层墙截面形心不重合，尚应考虑尚应考虑N产生的弯矩，得产生的弯矩，得M=-8.76kNm第一层第一层截面处截面处 轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和。轴向力设计值轴向力设计值N=N+Nw1=462.24 kN弯矩设计值弯矩设计值M=0（5）截面承载力验算截面承载力验算 纵向墙体计算高度纵向墙体计算高
48、度H0的确定。的确定。第二、三层层高第二、三层层高H=3.4m，横墙间距，横墙间距S=7.2m2H=23.4=6.8m，由附表，由附表2查得查得H0=H=3.4m。第一层层高。第一层层高3.76m，3.76mS=7.2m2H=23.76=7.52m,H0=0.4S+0.2H=0.47.2+0.23.76=3.63m。承载力影响系数承载力影响系数的确定。系数的确定。系数根据高厚比根据高厚比及及相对偏心距相对偏心距e/h由附表由附表1b查得，并列入查得，并列入表表11.4。（6）纵墙承载力验算纵墙承载力验算 纵墙承载力验算在纵墙承载力验算在表表11.4进行。验算结果表明，纵墙进行。验算结果表明，纵
49、墙的承载力均满足要求。的承载力均满足要求。图图11.18例例11.3 图图11.19各层墙体的计算简图及弯矩图各层墙体的计算简图及弯矩图 表表11.4 11.5 砌体结构中的过梁与圈梁砌体结构中的过梁与圈梁过过梁梁是是混混合合结结构构墙墙体体中中门门窗窗洞洞上上承承受受上上部部墙墙体体和和楼楼（屋屋）盖盖传传来来的的荷荷载载的的构构件件，主主要要有有钢钢筋筋混混凝凝土土过过梁梁、钢钢筋筋砖砖过过梁梁、砖砖砌砌平平拱拱过过梁梁、砖砖砌砌弧弧拱拱过过梁梁等等几几种种形形式式（图图11.23）。）。（1）钢筋混凝土过梁钢筋混凝土过梁 如如图图11.23(a)所所示示，同同一一般般预预制制钢钢筋筋混混
50、凝凝土土梁梁。为为满满足足门门、窗窗口口过过梁梁的的构构造造需需要要，可可做做矩矩形形或或带带挑挑口口的的“L”形形截截面面。这这种种过过梁梁具具有有施施工工方方便便、跨跨度度较较大大等等优优点点，因因而而在在实实际砌体结构中已大量采用钢筋混凝土过梁。际砌体结构中已大量采用钢筋混凝土过梁。11.5.1 过梁过梁11.5.1.1 过梁的种类及构造要求过梁的种类及构造要求（2）钢筋砖过梁钢筋砖过梁 在在这这类类过过梁梁中中，砖砖块块的的砌砌法法同同一一般般砖砖墙墙一一样样，仅仅在在过过梁梁底底部部水水平平灰灰缝缝内内配配置置不不小小于于5120的的纵纵向向受受力力钢钢筋筋，如如图图11.23(b)