5溷合结构房屋墙柱设计.ppt
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1、1,第五章 混合结构房屋墙、柱设计,2,一、混合结构,5-1 概述,墙砌体,屋盖、楼盖、板钢砼,二、传力路径,竖向荷载屋盖、楼盖墙体墙下基础,水平荷载墙体基础,三、墙体分类,承重墙,自承重墙,非承重墙,横墙,纵墙,3,一、横墙承重方案,5-2 结构布置,荷载板 横墙基础,横墙承重体系特点: 1、房屋刚度较大, 整体性较好; 2、外纵墙维护、隔断, 便于设置门、窗; 3、楼盖结构较简单, 但墙体用料较多、间距受限。,4,二、纵墙承重方案,荷载板梁纵墙基础,纵墙承重体系特点: 1、建筑平面布置较灵活; 2、纵墙承受荷载较大, 通 常设扶壁柱、 门窗大小、 位置受限; 3、房屋横向刚度较横墙承 重体
2、系差。,5,三、纵横墙承重方案,荷载板横、纵墙基础,纵横墙承重体系特点: 1、能适应房屋平面布置的多种变化, 更为满足 建筑功能要求; 2、纵、横两个方向的空间刚度均比较好。,6,四、内框架承重方案,荷载柱柱下基础,内框架承重体系特点: 1、开间大, 平面布置灵活; 2、与全框架比, 可利用外墙承重, 节约材料; 3、横墙较少, 房屋空间刚度较差; 4、房屋由两种性能不同材料组成, 荷载作用下 产生不同压缩变形, 引起较大附加内力。,荷载外纵墙基础,7,五、底部框架承重方案,荷载上部内、外墙钢砼梁、柱基础,底部框架承重体系特点: 1、纵向刚度变化大; 2、底部内力变形较大。,注: 从结构出发,
3、设计时优先 选用横墙承重体系和纵横 墙混合承重体系,8,一、单层、单跨、外纵墙承重厂房:,5-3 按空间刚度分类,水平荷载作用下:,1、无山墙:,计算单元:,窗洞中线间距内墙带,9,计算简图:,钢砼屋盖:,梁,砖墙:,柱,节点:,铰结,柱端:,固定端,平面排架,2、有山墙:,R,传力路径:,荷载外墙外墙基础,R2,荷载屋盖山墙 山墙基础,R1,RR1 R2,空间工作状态,山墙,屋面水平梁,10,二、构造方案,1、弹性构造方案:,试验分析发现,房屋空间工作性能的主要影响因素为楼盖(屋盖)水平刚度和横墙间距大小。 房屋静力计算根据房屋空间工作性能分为刚性方案、弹性方案、刚弹性方案。,房屋横墙间距较
4、大、楼盖(屋盖)水平刚度较 小时,房屋空间刚度较小; 荷载作用下房屋水平位移中v 较大,确定计算 简图时不能忽略水平位移影响(vy); 可不考虑空间工作性能(RR2); 一般单层厂房、仓库、礼堂多属此种方案;,11,可按屋架(大梁)与墙(柱)铰接、不考虑 空间工作性能的平面排架或框架计算;,2、刚弹性构造方案:,房屋横墙间距较小、楼盖(屋盖)水平刚度加 大,房屋空间刚度加大; 荷载作用下房屋水平位移中v 减小,屋盖的总 侧移v y; 可考虑空间工作性能(R2 R)且R2R; :空间性能影响系数 (v)/y 按在墙、柱有弹性支座(考虑空间工作性能) 的平面排架或框架计算,12,弹性方案,刚弹性方
5、案,3、刚性构造方案:,房屋横墙间距更小、楼盖(屋盖)水平刚度更 大时,房屋空间刚度大; 荷载作用下房屋水平位移很小,可视墙、柱顶 端水平位移为0 ; 将楼盖或屋盖视为墙、柱的水平不动铰支座, 墙、柱内力按不动铰支承的竖向构件计算; 一般多层砌体房屋属此种方案;,刚性方案,13,静力计算方案,14,一、刚性构造方案房屋、承重纵墙计算:,5-4 砌体房屋墙柱计算,1、多层、竖向荷载作用下:,计算单元:,一个开间窗洞中线间距内竖向墙带,竖向荷载:,Nl,Nu,0.4a0,Nu :上层楼盖、屋盖传来的恒、活载,墙自重; Nu作用点:上层楼层墙、柱截面中心,Nl: 本层楼盖传来恒、活载 Nl作用点:
6、距内墙面0.4a0,15,计算简图:,梁、板深入到墙体内,使墙体受到削弱, 不能承担弯矩,简化为铰;,下端轴力较大,弯矩小,也可简化为铰。,梁底,梁顶,最不利截面及 内力计算:,本层楼盖底面-,窗口上边缘-,窗口下边缘 - ,下层楼盖顶面-,16,-截面:,e1h/20.4a0,e2:上下截面形心间距,-、 - 截面:,-截面:,NNNh3,Nh3:h3范围内自重设计值,NNNh2,Nh2:h2范围内自重设计值,M0,NNNh1,按偏压构件计算:,17,2、多层、水平荷载作用下:,计算简图:,两端铰支的竖向连续梁,计算截面:,跨中、支座,内力计算:,W沿楼层高均布风荷载设计值 Hi层高,可不考
7、虑水平荷载作用的情况:,洞口水平截面积不超过全截面积的2/3,层高、总高满足限值要求,屋面自重 0.8KN/m2,18,3、单层房屋(竖向、水平荷载):,计算单元:,取一个开间墙体作为计算单元; 取1m长墙体作为计算单元,计算简图:,墙、柱视为上端不动铰支承于屋盖,下端嵌固于基础,计算荷载:,1)屋面荷载:包括屋盖自重、屋面活荷载(或雪荷载),荷载以集中力Nl形式通过屋架或屋面梁作用于墙体顶端; Nl到墙内边取0.4a0 ,简图上轴向力Nl和弯矩M Nl el,19,2)风荷载(对不考虑抗震结构) : 包括作用于墙面上和屋面上的风荷载,屋面上风载简化为作用于墙顶 的集中力W(纵墙不产生内力);
8、,墙面风荷载为均布荷载q1、q2 ; 迎风面为压力,背风面为吸力;,3)墙体自重:,按砌体自重(包括内外粉刷和门窗自重)进行计算;,作用于墙体轴线上;,20,内力计算:,1)屋面荷载作用下:,2)风荷载作用下:,屋面风载在纵墙体内不产生内力,墙面风载产生内力可按下式计算,3)墙体自重按实际情况考虑,控制截面:,顶部、在风载作用下弯矩最大截面、下端,MA,MB,RA,RB,MB,RA,RB,等截面:轴力;变截面:有弯矩,上端自由、底端固定的悬臂构件,21,二、刚性构造方案房屋、承重横墙计算:,1、水平荷载作用下:,可忽略不计,2、竖向荷载作用下:,计算单元,取1m宽墙带; 取洞口中心线间墙体;
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