《多層房屋墻體計(jì)算》PPT課件.ppt

1、五、多層房屋墻體計(jì)算,1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算,B,b,(L1+L2)/2,(1)計(jì)算單元的選取 計(jì)算截面寬度B：受荷寬度可取具有代表性的一段墻柱作為計(jì)算單元，如荷載大、截面弱處的一個(gè)開間 a)有洞：窗間墻；b)無(wú)洞：B=(L1+L2)/2 c)壁柱間距較大且層高較小時(shí)：,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)1),(2)水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 a)荷載：沿高度取為均布荷載，同時(shí)考慮迎風(fēng)面和背風(fēng)面兩個(gè)方向的風(fēng)荷載并取左右風(fēng)，組合Mmax值 b)計(jì)算高度H0：底層取基頂至上層樓蓋梁底的距離，其余各層取上下層梁底之間的距離 (P90表4.3) c)支承：

2、水平荷載作用下，承重縱墻為一連續(xù)的四邊支承板體系，橫墻為側(cè)向支承，樓屋蓋及基頂為上下支承縱墻在豎向上受到樓蓋的較強(qiáng)約束，是一以樓屋蓋及基頂為為不動(dòng)鉸支承的豎向連續(xù)板 d)縱墻墻體：為方便起見，沿墻體高度的層間墻體可看成是上下固定的板，上下端的固定彎距在一般情況下按等截面計(jì)算，?。篗qH2/12,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)2),(2)水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 e)當(dāng)多層剛性方案房屋的外墻符合下列要求時(shí)，靜力計(jì)算可不考慮風(fēng)荷載的影響： i) 洞口水平截面面積不超過(guò)全截面面積的2/3; ii) 層高和總高不超過(guò)規(guī)定要求(P71表4.6)； iii)屋面自重

3、不小于0.8KN/m2 當(dāng)必須考慮風(fēng)荷載時(shí)，風(fēng)荷載引起的彎距M，可按下式計(jì)算：,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)3),M=qH2/12,水平荷載作用下墻、柱可視作豎向連續(xù)梁,層間墻體可看成是上下固定的板,水平荷載作用下縱墻的內(nèi)力(以樓屋蓋支承的豎向連續(xù)梁),風(fēng)荷載沿高度取為均勻分布,M=qH2/12,M=qH2/12,M=qH2/12,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)4),(3)豎向荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 1)計(jì)算簡(jiǎn)圖的兩種確定方法 a)規(guī)范： 在豎向荷載作用下，墻、柱在每層高度范圍內(nèi)，可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件。 即：墻、柱

4、在樓屋蓋和基頂處都為不動(dòng)鉸支座支承。 規(guī)范確定方法認(rèn)為：由于樓屋蓋梁板需要一定的擱置長(zhǎng)度，墻體在支承處的截面受到削弱，同時(shí)也削弱了墻體在樓蓋處的連續(xù)性。被削弱后的截面只能承受較小的彎距。,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)5),關(guān)于基頂與墻、柱底部的連接： i)單層房屋：?jiǎn)螌臃课菰诤奢d作用下，墻柱可視為上端不動(dòng)鉸支承于屋蓋，下端嵌固于基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件。 下端固接：?jiǎn)螌臃课菀话銓痈咻^大，計(jì)算時(shí)需考慮水平風(fēng)荷載的作用，墻底部截面的彎距和軸向內(nèi)力都較大，彎距作用不可忽略。若假定為鉸接則與實(shí)際不符。,a,b,q1,q2,W,H,NLM,NLM,0.33,A,a,Ra,RA,NL

5、M,MA,Ma,A,a,Ra,RA,q,MA,Ma,五、多層房屋墻體計(jì)算 1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)6),關(guān)于基頂與墻、柱底部的連接： ii)多層房屋：在豎向荷載作用下，墻、柱在每層高度范圍內(nèi)，可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件。 軸向力是主要內(nèi)力，而且數(shù)值較大。當(dāng)墻體有門窗洞口削弱及層高不大時(shí)，可不計(jì)風(fēng)荷載。并且在墻體與基礎(chǔ)連接的截面上，軸向力是決定性因素，彎距值相對(duì)較小，是可以忽略的。即使不予忽略，彎距引起的軸向力偏心距也很小，墻、柱按偏壓構(gòu)件與按軸壓構(gòu)件計(jì)算的承載力，計(jì)算結(jié)果相差無(wú)幾。 假定墻體與基礎(chǔ)鉸接后，一個(gè)多次超靜定問(wèn)題就可變?yōu)殪o定問(wèn)題，很大程度上簡(jiǎn)化了計(jì)算。 規(guī)范方法長(zhǎng)期

6、使用，較為普遍，實(shí)踐證明是偏于安全的。,五、多層房屋墻體計(jì)算1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)7),兩端鉸支的豎向構(gòu)件,墻頂與屋面梁或屋架為鉸接的框架,梁端彎距 修正系數(shù),具框架作用 存在反彎點(diǎn)(取1/2) 梁端對(duì)墻體有嵌固作用,五、多層房屋墻體計(jì)算1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)8),b)按框架分析內(nèi)力 這種方法認(rèn)為，許多多層砌體房屋中，鋼筋混凝土樓蓋梁伸過(guò)墻截面中心線，甚至伸到外墻面。另外為了加強(qiáng)房屋整體性、抗震、抗不均勻沉降等，常常加設(shè)鋼筋混凝土圈梁與構(gòu)造柱。故樓蓋梁在荷載作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受到砌體墻的約束較為顯著，工作性能類似于框架節(jié)點(diǎn)，故應(yīng)按框架分析內(nèi)力，但不考慮縱墻頂對(duì)屋

7、面梁或屋架的約束作用(仍假定為鉸接)?？v墻內(nèi)力按分層法計(jì)算。 c)兩種方法的區(qū)別在于對(duì)梁端的約束程度。 工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)造與所采用的計(jì)算簡(jiǎn)圖相符。,五、多層房屋墻體計(jì)算1.多層剛性方案房屋承重縱墻的計(jì)算(續(xù)9),(3)豎向荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力計(jì)算 2)內(nèi)力分析與控制截面的承載力驗(yàn)算,Hi,NG,Nu,NL,eL,NLeL,Nu,NL,eL,h/2,h/2,-截面： 偏壓、局壓 u+L Le eL=h/2-0.4a0 -截面： 軸壓。考慮風(fēng)載時(shí)為偏壓，取qH2/12。 u+L +G 0,NG,五、多層房屋墻體計(jì)算,2.多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算 (1)計(jì)算單元的選取和計(jì)算簡(jiǎn)

8、圖 橫墻一般直接承受板上均布荷載，故通常取截面寬度B=1m的橫墻作為計(jì)算單元。 在豎向荷載作用下，墻、柱在每層高度范圍內(nèi)，可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件。構(gòu)件的高度取為層高(頂層為坡屋頂時(shí)，取層高加山尖高度的一半)。 注意建筑層高與結(jié)構(gòu)層高的取值： 建筑層高：底層基頂至梁頂，其余層梁頂至梁頂。 結(jié)構(gòu)層高：底層基頂至梁底，其余層梁底至梁底。,五、多層房屋墻體計(jì)算 2.多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算(續(xù)1),H1,H2,H3,H4,0.4a0,eL eL,h/2 h/2,1m,0.4a0,Nu,NL1,NL2,橫墻計(jì)算簡(jiǎn)圖,橫墻計(jì)算單元,五、多層房屋墻體計(jì)算 2.多層剛性方案房屋承重橫墻的計(jì)算(續(xù)

9、2),(2)橫墻豎向荷載作用及控制截面承載力驗(yàn)算 1)豎向荷載：Nu、NL1、NL2、G 2)控制截面承載力 當(dāng)NL1NL2時(shí)，控制截面為墻底截面軸壓。 當(dāng)NL1NL2時(shí)，控制截面為墻頂截面偏壓，墻體支承梁時(shí)局壓；墻底截面軸壓。 當(dāng)活載很大時(shí)，考慮最不利荷載作用位置(只有一邊作用活載)，也為偏壓。 當(dāng)橫墻有洞口時(shí)應(yīng)考慮洞口削弱的影響。 山墻的計(jì)算方法同縱墻。,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算,(1)多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算方法 1)計(jì)算的簡(jiǎn)化 多層剛彈性方案房屋具有同層空間作用與層間空間作用。為了便于工程應(yīng)用及偏于安全，作了兩個(gè)簡(jiǎn)化： a)不考慮層間空間作用； b)本

10、層的 i與單層的相同。 2)豎向荷載作用下的墻柱內(nèi)力 一般房屋結(jié)構(gòu)及其荷載均對(duì)稱，其內(nèi)力分析方法同剛性方案,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)1),(1)多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算方法 3)水平風(fēng)荷載作用下的墻柱內(nèi)力 考慮空間性能影響系數(shù)，采用與單層相同的處理方法，即“兩步迭加法”，取一個(gè)開間為計(jì)算單元，作為平面排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖。步驟如下： a)在計(jì)算簡(jiǎn)圖的各層橫梁與柱連接點(diǎn)處，加上一個(gè)水平不動(dòng)鉸支座，形成一相應(yīng)的剛性方案，求出支座反力Ri及其內(nèi)力； b)將Ri反向施加于各節(jié)點(diǎn)上，形成一相應(yīng)的彈性方案，計(jì)算其內(nèi)力； c)將上述兩項(xiàng)內(nèi)力疊加，即為原多層剛彈性方案房屋的內(nèi)力

11、。,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)2),=,+,Rn,Ri,R1,nRn,iRi,1R1,多層剛彈性方案房屋靜力計(jì)算簡(jiǎn)圖,五、多層房屋墻體計(jì)算,(2)上柔下剛多層房屋的靜力計(jì)算方法 頂層s32m，其它層s32m，稱為上柔下剛房屋。 實(shí)測(cè)表明，當(dāng)在各層施加水平荷載時(shí)，頂層產(chǎn)生的位移值很小。 對(duì)上柔下剛房屋的內(nèi)力分析，頂層近似按單層房屋計(jì)算， 取單層房屋的空間性能影響系數(shù)；其余各層按多層剛性方案房屋計(jì)算。頂層墻底彎距和軸力將認(rèn)為作用于下一層。,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.多層剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)2),=,+,Rn,Ri,R1,nRn,iRi,1R1,上柔下剛方案房

12、屋靜力計(jì)算簡(jiǎn)圖,五、多層房屋墻體計(jì)算,(3)上剛下柔房屋的靜力計(jì)算方法 底層s32m，其它層s32m，稱為上柔下剛房屋。 底層以上各層空間工作性能較強(qiáng)，但為了計(jì)算簡(jiǎn)化與偏于安全，可不考慮。 上剛下柔房屋的內(nèi)力分析方法是科學(xué)的,在非抗震設(shè)防地區(qū)的應(yīng)用也是沒有問(wèn)題的。但是，在抗震設(shè)防地區(qū)很難滿足層間剛度比的要求。如果底部設(shè)框架剪力墻，則成為底部框剪結(jié)構(gòu)上部磚混結(jié)構(gòu)的底框房屋，其內(nèi)力就不能按上剛下柔房屋來(lái)計(jì)算。另外，上剛下柔房屋的底部抗側(cè)剛度偏小，故新規(guī)范不再推薦采用這類房屋。,五、多層房屋墻體計(jì)算 3.上剛下柔方案房屋的靜力計(jì)算(續(xù)1),水平風(fēng)荷載作用下的墻柱內(nèi)力計(jì)算也采用 “兩步迭加法”： a)在計(jì)算簡(jiǎn)圖的各層橫梁與柱連接點(diǎn)處，加一水平不動(dòng)鉸支座，形成一相應(yīng)的剛性方案，求出支座反力Ri及其內(nèi)力； b)將上部剛性方案房