建筑師之砌體結(jié)構(gòu)(五)

字號:

(三)砌體結(jié)構(gòu)房屋靜力計算的三種方案
     砌體結(jié)構(gòu)房屋,根據(jù)其橫墻間距的大小、屋(樓)蓋結(jié)構(gòu)剛度的大小及山墻在自身平 面內(nèi)的剛度(即房屋空間剛度),可將房屋的靜力計算分為三種方案,下面以單層房屋為例。
     1.剛性方案
     房屋空間剛度大,在荷載作用下墻柱內(nèi)力可按頂端具有不動鉸支承的豎向結(jié)構(gòu)計算。
     2.剛彈性方案
    在荷載作用下,墻柱內(nèi)力可考慮空間工作性能影響系數(shù),按頂端為彈性支承的平面排 架計算。
     3.彈性方案
     在荷載作用下,由于空間剛度很差,墻柱內(nèi)力按有側(cè)移的平面排架計算。
     規(guī)范將房屋按屋蓋或樓蓋的平面剛度分為三種類型,并按房屋橫墻間距確定靜力計算方案。
     注:①表中s為房屋橫墻間距,其長度單位為m;
     ②當(dāng)屋蓋、樓蓋類別不同或橫墻間距不同時,可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第4,2.7條的規(guī)定確定房屋的靜力計算方案。
     ③對無山墻或伸縮縫處無橫墻的房屋,應(yīng)按彈性方案考慮。
    對于單層砌體房屋,在風(fēng)載作用下,一般可按剛性、彈性、剛彈性三種方案進(jìn)行設(shè) 計。
    對于多層砌體房屋,在風(fēng)載作用下,一般均按剛性方案設(shè)計,很少情況下按彈性方案設(shè)計。
    作為剛性和剛彈性方案的橫墻,為了保證屋蓋水平梁的支座位移不致過大,橫墻應(yīng)符 合下列要求,以保證其平面剛度。
     (1)橫墻中開有洞口時,洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截面面積的50%。
     (2)橫墻厚度不宜小于180mm。
     (3)單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度,多層房屋橫墻長度,不宜小于H/2(H為 橫墻總高度)。
     當(dāng)橫墻不能同時滿足上述要求時,應(yīng)對橫墻剛度進(jìn)行驗算,如其水平位移值umax ≤H/4000時,仍可視作剛性或剛彈性方案的橫墻。
     (四)剛性方案房屋的靜力計算
     1.單層房屋承重縱墻
     (1)計算單元、計算簡圖和荷載
     對有門窗洞口的外縱墻,可取一個開間的墻體作為計算單元。對無門窗洞口的縱墻,可取1.0m墻體作為計算單元。
     在豎向和水平荷載作用下,可將墻上端視作為不動鉸支座支承于屋蓋,下端嵌固于基礎(chǔ)頂面的豎向構(gòu)件,計算簡圖見圖11—12。
    作用于排架上的豎向荷載(包括屋蓋自重、屋面活載和雪載),以集中力N1的形式作用于墻頂端。由于屋架或大梁對墻體中心線有偏心距e,屋面豎向荷載還產(chǎn)生彎矩M=N1•e。
    作用于屋面上的風(fēng)載簡化為集中力形式直接通過屋蓋傳至橫墻,對縱墻不產(chǎn)生內(nèi)力。
    作用于墻面上的風(fēng)荷載為均布荷載,迎風(fēng)面為壓力,背風(fēng)面為吸力。
    墻體自重作用于墻體中心線上,對等截面墻時,墻體自重不產(chǎn)生彎矩。
     (2)內(nèi)力計算
     豎向荷載作用下,內(nèi)力如圖 11-13(a)所示。
    水平荷載作用下,內(nèi)力如圖11—13(b)所示。
     (3)截面承載力驗算
     取縱墻頂部和底部兩個控制截面進(jìn)行內(nèi)力組合,考慮荷載組合系數(shù),取最不利內(nèi)力進(jìn)行驗算。
     2.多層房屋承重縱墻
     多層房屋通常選取荷載較大、截面較弱的一個開間作為計算單元,如圖11-14,受荷寬度為(l1+l2)/2。
     在豎向荷載作用下,多層房屋墻體在每層范圍內(nèi),可近似地看作兩端鉸支的豎向構(gòu)件;在水平荷載作用下,可視作豎向的多跨連續(xù)梁,如圖11-15。
     剛性方案多層房屋因風(fēng)荷載引起的內(nèi)力很小,當(dāng)剛性房屋外墻符合下列要求時,可不考慮風(fēng)荷載的影響。
    (1) 洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3;
    (2)層高和總高不超過表11—14的規(guī)定;
     (3)屋面自重不小于0.8kN/㎡。
     當(dāng)必須考慮風(fēng)荷載時,風(fēng)荷載引起的彎矩M,可按下式計算:
    式中 ω——沿樓層高均布風(fēng)荷載設(shè)計值(kN/m);
     Hi——層高(m)。
     注:對于多層砌塊房屋190m厚的外墻,當(dāng)層高不大于2.8m,總高不大于19.6m,基本風(fēng)壓不大于0.7kN/㎡時,可不考慮風(fēng)荷載的影響。