二級建筑師講義之建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)選型(十六)

　　上柔下剛的多層房屋指頂層橫墻間距超過剛性方案的限值，而下面各層橫墻間距均在剛性方案限值范圍內(nèi)的房屋。在確定計算簡圖時，頂層可按單層剛彈性或彈性方案進(jìn)行靜力計算，空間性能影響系數(shù)取根據(jù)屋蓋類別按表確定。確定。下面各層仍按剛性方案進(jìn)行內(nèi)力分析，上下層交接處可只考慮豎向荷載向下傳遞，不考慮固端彎矩。

　　2.上剛下柔房屋的靜力計算

　　上剛下柔房屋是指底層橫墻間距超過剛性方案的限值，而上面各層橫墻間距在剛性方案限值內(nèi)的房屋。在水平荷載作用下，內(nèi)力可按下述方法進(jìn)行計算。

　　首先，在各層橫梁與立柱連接處加一水平鉸支桿，計算其在水平荷載作用下(結(jié)點處無側(cè)移)的內(nèi)力和各支桿反力Ri)，然后將上面各層樓層疊合成剛度無限大的橫梁，成為單層排架。

　　其次，將各層水平支桿反力兄反向后對單層排架頂部取矩，則

　　總彎矩 M= (7―13)

　　總水平力 v=η 豎向力 N=M/B

　　式中 B――底層排架的寬度;

　　η――按第一類房屋確定的空間性能影響系數(shù);

　　Ri――假定水平鉸支桿反力(i=1，2，…，n);

　　――底層一米高度以上水平荷載之和。

　　最后，將上述計算結(jié)果疊加，即得所求的內(nèi)力。

　　三、無筋砌體構(gòu)件承載力計算

　　(一)受壓構(gòu)件

　　1.在工程中無筋砌體受壓構(gòu)件是最常遇到的，如混合結(jié)構(gòu)房屋的窗間墻和磚柱，它們承受上部傳來的豎向荷載和自身重量?！镀鲶w結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對不同高厚比β=H0/h和不同偏心率言(或之)的受壓構(gòu)件承載力采用下式計算：

　　N≤ΦfA (7-14)

　　式中 N--軸向力設(shè)計值;

　　Φ――高厚比盧和軸向力的偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》附錄D的規(guī)定采用;

　　f--砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第3.2.1條采用;

　　A――截面面積，對各類砌體均應(yīng)按毛截面計算;對帶壁柱墻，其翼緣寬度可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第4，2.8條采用。

　　注：對矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應(yīng)對較小邊長方向，按軸心受壓進(jìn)行驗算。

　　2.計算影響系數(shù)甲或查甲表時，構(gòu)件高厚比盧應(yīng)按下列公式確定：

　　對矩形截面 β=γβH0/h (7-15)

　　對T形截面 β=γβH0/hT (7-16)

　　式中 γβ――不同砌體材料的高厚比修正系數(shù)，按表7-12采用;

　　Ho――受壓構(gòu)件的計算高度，按表7-13確定;

　　h――矩形截面軸向力偏心方向的邊長，當(dāng)軸心受壓時為截面較小邊長;

　　hT――T形截面的折算厚度，可近似按3.5i計算;

　　i――截面回轉(zhuǎn)半徑。

　　高厚比修正系數(shù)γβ 7-12

　　砌體材料類別γβ

　　燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚1.0

　　混凝土及輕骨料混凝土砌塊1.1

　　蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、細(xì)料石、半細(xì)料石1.2

　　粗料石、毛石1.5

　　注：對灌孔混凝土砌塊，γβ取I.0。

　　3.受壓構(gòu)件的計算高度廳H0，應(yīng)根據(jù)房屋類別和構(gòu)件支承條件等采用。表中的構(gòu)件高度"應(yīng)按下列規(guī)定采用：

　　(1)在房屋底層，為樓板頂面到構(gòu)件下端支點的距離。下端支點的位置可取在基礎(chǔ)頂面。當(dāng)埋置較深且有剛性地坪時，可取室外地面下500mm處。

　　(2)在房屋其他層次，為樓板或其他水平支點間的距離。

　　(3)對于無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2;對于帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。

　　(二)局部受壓

　　當(dāng)荷載均勻地作用在砌體局部受壓面積上時，其承載能力按下列公式計算：

　　Nl≤γfAl (7-17)

　　γ=1+0.35 (7-18)

　　式中 Nl――局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值;

　　γ――砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)。由于局部受壓砌體有套箍作用存在，其抗壓強(qiáng)度的提高通過γ來考慮;

　　Al--局部受壓面積;

　　A0――影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積。

　　c――矩形局部受壓面積的外邊緣至構(gòu)件邊緣的較小距離，當(dāng)大于h時，應(yīng)取h。

　　(三)軸心受拉構(gòu)件

　　軸心受拉構(gòu)件的承載力，應(yīng)按公式(7-19)計算：

　　Nt≤ftA (7-19)

　　式中 Nt――軸心拉力設(shè)計值;

　　ft――砌體軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50003―2001表3.2.2采用。

　　(四)受彎構(gòu)件

　　受彎構(gòu)件的抗彎承載力，應(yīng)按公式(7-20)計算：

　　M≥ftmW (7-20)

　　式中 M--彎矩設(shè)計值;

　　ftm――砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，按(砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》表3.2.2采用;

　　W――截面抵抗矩。

　　(五)受剪構(gòu)件

　　沿通縫或沿階梯形截面破壞時受剪構(gòu)件的承載力，應(yīng)按式(7-21)計算：

　　V≤(fv+aμσ0)A (7-21)

　　式中 符號及有關(guān)計算見《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第5.5.1條。

　　四、構(gòu)造要求

　　(一)墻、柱的允許高厚比

　　1.墻、厚的高厚比應(yīng)按下式驗算：

　　β=H0/h≤μ1μ2[β] (7-22)

　　式中 H0――墻、柱的計算高度，應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第5.1.3條采用;

　　h――墻厚或矩形柱與仃。相對應(yīng)的邊長;

　　μ1――自承重墻允許高厚比的修正系數(shù);

　　μ2--有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù);

　　2.帶壁柱墻和帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗算，應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行：

　　按公式(7-22)驗算帶壁柱墻的高厚比，此時公式中h應(yīng)改用帶壁柱墻截面的折算厚度hT，在確定截面回轉(zhuǎn)半徑時，墻截面的翼緣寬度，可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第4.2.8條的規(guī)定采用;當(dāng)確定帶壁柱墻的計算高度H0時，s應(yīng)取相鄰橫墻間的距離。

　　3，厚度h≤240mm的自承重墻，允許高厚比修正系數(shù)//l應(yīng)按下列規(guī)定采用：

　　(1)h=240mm μ1=1.2;

　　(2)h=90mm μ1=I.5;

　　(3)240mm>h>90mm μ1可按插入法取值。

　　4.對有門窗洞口的墻，允許高厚比修正系數(shù)μ2應(yīng)按下式計算：

　　μ2= 1-0.4 (7-23)

　　式中 bs--在寬度，范圍內(nèi)的門窗洞口總寬度：

　　s--相鄰窗間墻或壁柱之間的距離。

　　當(dāng)按公式(7-22)算得μ2的值小于0.7時，應(yīng)采用0.7。當(dāng)洞口高度等于或小于墻高的1/5，可取μ2等于1.0。

　　(二)一般構(gòu)造要求

　　I.五層及五層以上房屋的墻，以及受振動或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級，應(yīng)符合下列要求：

　　(1)磚采用MU10;

　　(2)砌塊采用MU7.5;

　　(3)石材采用MU30;

　　(4)砂漿采用M5。

　　2.地面以下或防潮層以下的砌體，潮濕房間的墻，所用材料的最低強(qiáng)度等級應(yīng)符合表7-15的要求。

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