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二级建筑师讲义之建筑结构与结构选型(十六)

更新时间:2009-10-19 15:27:29 来源:|0 浏览0收藏0

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  上柔下刚的多层房屋指顶层横墙间距超过刚性方案的限值,而下面各层横墙间距均在刚性方案限值范围内的房屋。在确定计算简图时,顶层可按单层刚弹性或弹性方案进行静力计算,空间性能影响系数取根据屋盖类别按表确定。确定。下面各层仍按刚性方案进行内力分析,上下层交接处可只考虑竖向荷载向下传递,不考虑固端弯矩。

  2.上刚下柔房屋的静力计算

  上刚下柔房屋是指底层横墙间距超过刚性方案的限值,而上面各层横墙间距在刚性方案限值内的房屋。在水平荷载作用下,内力可按下述方法进行计算。

  首先,在各层横梁与立柱连接处加一水平铰支杆,计算其在水平荷载作用下(结点处无侧移)的内力和各支杆反力Ri),然后将上面各层楼层叠合成刚度无限大的横梁,成为单层排架。

  其次,将各层水平支杆反力兄反向后对单层排架顶部取矩,则

  总弯矩 M= (7―13)

  总水平力 v=η 竖向力 N=M/B

  式中 B――底层排架的宽度;

  η――按第一类房屋确定的空间性能影响系数;

  Ri――假定水平铰支杆反力(i=1,2,…,n);

  ――底层一米高度以上水平荷载之和。

  最后,将上述计算结果叠加,即得所求的内力。

  三、无筋砌体构件承载力计算

  (一)受压构件

  1.在工程中无筋砌体受压构件是最常遇到的,如混合结构房屋的窗间墙和砖柱,它们承受上部传来的竖向荷载和自身重量。《砌体结构设计规范》对不同高厚比β=H0/h和不同偏心率言(或之)的受压构件承载力采用下式计算:

  N≤ΦfA (7-14)

  式中 N--轴向力设计值;

  Φ――高厚比卢和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数,可按《砌体结构设计规范》附录D的规定采用;

  f--砌体的抗压强度设计值,应按《砌体结构设计规范》第3.2.1条采用;

  A――截面面积,对各类砌体均应按毛截面计算;对带壁柱墙,其翼缘宽度可按《砌体结构设计规范》第4,2.8条采用。

  注:对矩形截面构件,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向,按轴心受压进行验算。

  2.计算影响系数甲或查甲表时,构件高厚比卢应按下列公式确定:

  对矩形截面 β=γβH0/h (7-15)

  对T形截面 β=γβH0/hT (7-16)

  式中 γβ――不同砌体材料的高厚比修正系数,按表7-12采用;

  Ho――受压构件的计算高度,按表7-13确定;

  h――矩形截面轴向力偏心方向的边长,当轴心受压时为截面较小边长;

  hT――T形截面的折算厚度,可近似按3.5i计算;

  i――截面回转半径。

  高厚比修正系数γβ 7-12

  砌体材料类别γβ

  烧结普通砖、烧结多孔砖1.0

  混凝土及轻骨料混凝土砌块1.1

  蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石1.2

  粗料石、毛石1.5

  注:对灌孔混凝土砌块,γβ取I.0。

  3.受压构件的计算高度厅H0,应根据房屋类别和构件支承条件等采用。表中的构件高度"应按下列规定采用:

  (1)在房屋底层,为楼板顶面到构件下端支点的距离。下端支点的位置可取在基础顶面。当埋置较深且有刚性地坪时,可取室外地面下500mm处。

  (2)在房屋其他层次,为楼板或其他水平支点间的距离。

  (3)对于无壁柱的山墙,可取层高加山墙尖高度的1/2;对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高度。

  (二)局部受压

  当荷载均匀地作用在砌体局部受压面积上时,其承载能力按下列公式计算:

  Nl≤γfAl (7-17)

  γ=1+0.35 (7-18)

  式中 Nl――局部受压面积上的轴向力设计值;

  γ――砌体局部抗压强度提高系数。由于局部受压砌体有套箍作用存在,其抗压强度的提高通过γ来考虑;

  Al--局部受压面积;

  A0――影响砌体局部抗压强度的计算面积。

  c――矩形局部受压面积的外边缘至构件边缘的较小距离,当大于h时,应取h。

  (三)轴心受拉构件

  轴心受拉构件的承载力,应按公式(7-19)计算:

  Nt≤ftA (7-19)

  式中 Nt――轴心拉力设计值;

  ft――砌体轴心抗拉强度设计值,应按《砌体结构设计规范》GB 50003―2001表3.2.2采用。

  (四)受弯构件

  受弯构件的抗弯承载力,应按公式(7-20)计算:

  M≥ftmW (7-20)

  式中 M--弯矩设计值;

  ftm――砌体的弯曲抗拉强度设计值,按(砌体结构设计规范》表3.2.2采用;

  W――截面抵抗矩。

  (五)受剪构件

  沿通缝或沿阶梯形截面破坏时受剪构件的承载力,应按式(7-21)计算:

  V≤(fv+aμσ0)A (7-21)

  式中 符号及有关计算见《砌体结构设计规范》第5.5.1条。

  四、构造要求

  (一)墙、柱的允许高厚比

  1.墙、厚的高厚比应按下式验算:

  β=H0/h≤μ1μ2[β] (7-22)

  式中 H0――墙、柱的计算高度,应按《砌体结构设计规范》第5.1.3条采用;

  h――墙厚或矩形柱与仃。相对应的边长;

  μ1――自承重墙允许高厚比的修正系数;

  μ2--有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数;

  2.带壁柱墙和带构造柱墙的高厚比验算,应按下列规定进行:

  按公式(7-22)验算带壁柱墙的高厚比,此时公式中h应改用带壁柱墙截面的折算厚度hT,在确定截面回转半径时,墙截面的翼缘宽度,可按《砌体结构设计规范》第4.2.8条的规定采用;当确定带壁柱墙的计算高度H0时,s应取相邻横墙间的距离。

  3,厚度h≤240mm的自承重墙,允许高厚比修正系数//l应按下列规定采用:

  (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.对有门窗洞口的墙,允许高厚比修正系数μ2应按下式计算:

  μ2= 1-0.4 (7-23)

  式中 bs--在宽度,范围内的门窗洞口总宽度:

  s--相邻窗间墙或壁柱之间的距离。

  当按公式(7-22)算得μ2的值小于0.7时,应采用0.7。当洞口高度等于或小于墙高的1/5,可取μ2等于1.0。

  (二)一般构造要求

  I.五层及五层以上房屋的墙,以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级,应符合下列要求:

  (1)砖采用MU10;

  (2)砌块采用MU7.5;

  (3)石材采用MU30;

  (4)砂浆采用M5。

  2.地面以下或防潮层以下的砌体,潮湿房间的墙,所用材料的最低强度等级应符合表7-15的要求。

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