第六章 建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)選型
第一節(jié) 概 述
一、建筑結(jié)構(gòu)的總概念
(一)建筑結(jié)構(gòu)的定義
建筑物用來(lái)形成一定空間及造型,并具有抵御人為和自然界施加于建筑物的各種作用力,使建筑物得以安全使用的骨架,即稱為結(jié)構(gòu)。
(二)建筑結(jié)構(gòu)的組成
建筑結(jié)構(gòu)一般都是由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的。
1.水平構(gòu)件
用以承受豎向荷載的構(gòu)件。一般有:
(1)板,包括平板、曲面板、斜板。
(2)梁,包括直梁、曲梁、斜梁。
(3)桁架、網(wǎng)架等。
2.豎向構(gòu)件
用以支承水平構(gòu)件或承擔(dān)水平荷載的構(gòu)件。一般有:
(1)柱;
(2)墻體;
(3)框架。
3.墓礎(chǔ)
用以將建筑物所承受的所有荷載傳至地基上。
(三)建筑結(jié)構(gòu)的類型
1.按組成建筑結(jié)構(gòu)的主要建筑材料劃分
(1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);
(2)砌體結(jié)構(gòu):磚砌體,石砌體,小型砌塊,大型砌塊、多孔磚砌體等;
(3)鋼結(jié)構(gòu);
(4)木結(jié)構(gòu);
(5)塑料結(jié)構(gòu);
(6)薄膜充氣結(jié)構(gòu)。
2.按組成建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)型式劃分
(1)墻體結(jié)構(gòu),以墻體作為支承水平構(gòu)件及承擔(dān)水平力的結(jié)構(gòu);
(2)框架結(jié)構(gòu);
(3)框架—剪力墻(抗震墻);
(4)筒體結(jié)構(gòu);
(5)桁架結(jié)構(gòu);
(6)拱型結(jié)構(gòu);
(7)網(wǎng)架結(jié)構(gòu);
(8)空間薄壁結(jié)構(gòu)(包括薄殼、折板、幕式結(jié)構(gòu));
(9)鋼索結(jié)構(gòu)(懸索結(jié)構(gòu));
(10)薄膜結(jié)構(gòu)。
3.按組成建筑結(jié)構(gòu)的體型劃分
(1)單層結(jié)構(gòu)(多用于單層廠房、食堂、影劇場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)等);
(2)多層結(jié)構(gòu)(2-6層);
(3)高層結(jié)構(gòu)(一般為7層以上);
(4)大跨度結(jié)構(gòu)(跨度在40—50m以上)。
此外尚可按建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)劃分為:平面結(jié)構(gòu)體系與空間結(jié)構(gòu)體系兩大類。
二、建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
組成結(jié)構(gòu)體系的單元體稱為基本構(gòu)件。按受力特征來(lái)劃分主要有以下三類:軸心受力陶件、偏心受力構(gòu)件和受彎構(gòu)件。
按其主要受力性質(zhì)常常又劃分為:拉桿、壓桿和受彎構(gòu)件。
(一)軸心受力構(gòu)件
當(dāng)構(gòu)件所受外力的作用點(diǎn)與構(gòu)件截面的形心重合時(shí),則構(gòu)件橫截面產(chǎn)生的應(yīng)力為均勻分布,這種構(gòu)件稱為軸心受力構(gòu)件。可分為:
1.軸心受拉構(gòu)件
構(gòu)件所受的力,使構(gòu)件橫斷面僅產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力時(shí)即為軸心受拉構(gòu)件。常用于桁架的下弦桿及受拉斜腹桿。
σ1=F/bh
此構(gòu)件的承載能力為σ1≤[σ]
式中 [σ]——材料的允許應(yīng)力。
這種構(gòu)件最能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。
2.軸心受壓構(gòu)件
外力以壓力的方式作用在構(gòu)件的軸心處,使構(gòu)件產(chǎn)生均勻壓應(yīng)力時(shí),即為軸心受壓構(gòu)件。
其截面應(yīng)力為:σ1=F/bh
但軸心受壓構(gòu)件的實(shí)際承載力是由穩(wěn)定性控制,穩(wěn)定系數(shù)Ψ≤1,故其承載力的表達(dá)式為:
σ2=F/Ψbh≤[σ] (6-3)
這是因?yàn)槭軌簶?gòu)件承載時(shí),截面應(yīng)力尚未達(dá)到材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值前就會(huì)因彎折而失去 承載能力,這種現(xiàn)象稱為喪失穩(wěn)定性。上式中的Ψ值即為按穩(wěn)定考慮的承載力與強(qiáng)度承 載力的比值,稱為穩(wěn)定系數(shù)。
由此可見相同材料的拉桿與壓桿受同樣的荷載F作用時(shí),拉桿所需的截面尺寸要比 壓桿小。
拉桿所需截面為: A1=F/[σ]
壓桿所需截面為: A2=F/Ψ[σ]
式中 [σ]——材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(即允許應(yīng)力)。
Ψ<1,故 A2> A1
Ψ值與桿件的長(zhǎng)細(xì)比λ有關(guān),λ=l0/i;
式中 l0——桿件計(jì)算長(zhǎng)度;
i——截面的回轉(zhuǎn)半徑,i= ;
I——截面的慣性矩,矩形截面時(shí):I= bh3 , A=b*h
所以 i= = = h=0.289h
λ越大,Ψ越小。則實(shí)際承載力越小。
一般提高壓桿承載力的措施為:
(1)選用有較大i值的截面,即面積分布盡量遠(yuǎn)離中和軸;
(2)改變柱端固接條件或增設(shè)中間支承以改變桿件計(jì)算長(zhǎng)度l0。
(二)偏心受力構(gòu)件的分類
即分為偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件。
1.偏心受拉構(gòu)件
(1)定義:構(gòu)件承受的拉力作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離,使構(gòu)件既受拉又受彎時(shí),即為
偏心受拉構(gòu)件(亦稱拉彎構(gòu)件)。常見于屋架下弦有節(jié)間荷載時(shí)。
(2)構(gòu)件的受力狀態(tài)。
截面產(chǎn)生的應(yīng)力是由兩種應(yīng)力疊加的,其邊沿應(yīng)力公式為:
= = = ( )
構(gòu)件的承載能力應(yīng)滿足σmax≤[σ]
式中 σmax——邊沿最大拉應(yīng)力;
σmin——邊沿最小拉應(yīng)力;
W——截面抵抗矩。
由上式可見,在受同樣的外拉力時(shí),偏心受拉構(gòu)件,其應(yīng)力耍比軸心受拉構(gòu)件增大許 多,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種構(gòu)件。
2.偏心受壓構(gòu)件
(1)定義:構(gòu)件承受的壓力作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離,使構(gòu)件既受壓又受彎時(shí)即為偏 心受壓構(gòu)件(亦稱壓彎構(gòu)件)。常見于屋架的上弦桿、框架結(jié)構(gòu)柱、磚墻及磚垛等。
(2)構(gòu)件的受力狀態(tài)
截面產(chǎn)生的邊沿應(yīng)力公式為:
= == ( )
式中 σmax一——邊沿最大壓應(yīng)力;
σmin——邊沿最小壓應(yīng)力。
由上式可見,在受同樣的壓力F時(shí),當(dāng)作用點(diǎn)與截面軸心偏離時(shí),截面內(nèi)的壓應(yīng)力增加甚多,而且當(dāng)偏心距較大時(shí)截面內(nèi)除壓應(yīng)力外將產(chǎn)生一部分拉應(yīng)力。
在實(shí)踐中尚有雙向偏心構(gòu)件。
(三)受彎構(gòu)件
1.定義
當(dāng)一水平構(gòu)件在跨間承受荷載,使其產(chǎn)生彎曲,構(gòu)件將產(chǎn)生彎矩和剪力,截面內(nèi)將產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。這種構(gòu)件即稱為受彎構(gòu)件。這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最常見的構(gòu)件。
2.受彎構(gòu)件的受力狀態(tài)
(1)簡(jiǎn)支梁在不同荷載作用下的彎矩df及剪力y,見圖6-6。
(2)多跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的彎矩和剪力,見圖6-7。
在跨度范圍內(nèi)彎矩和剪力都是變化的。
(3)粱截面內(nèi)的應(yīng)力分布
1)彎曲應(yīng)力(圖6-8)
σ= (6-6)
邊沿最大應(yīng)力:
③截面的抗剪主要靠腹板(即粱的截面中部)。
(4)受彎構(gòu)件的變形
受彎構(gòu)件在荷載作用下要產(chǎn)生彎曲,于是將產(chǎn)生彎曲變形,使梁產(chǎn)生撓度。
1)梁的撓度跨中最大。
2)撓度的大小與正彎矩成正比。
3)跨度相同、荷載相同時(shí),簡(jiǎn)支梁的撓度比連續(xù)梁、二端固定或一端固定、一端簡(jiǎn)支的梁要大。
4)撓度的大小與梁的EI成反比。
(5)受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1)要滿足彎曲應(yīng)力不超過材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。即最大彎矩處的最大彎曲應(yīng)力必須小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
2)梁內(nèi)最大剪力的斷面平均剪應(yīng)力不超過材料抗剪的設(shè)計(jì)值。
3)梁的最大撓度值不得超過規(guī)范規(guī)定的數(shù)值。
(四)幾種基本構(gòu)件的比較
上述幾種基本構(gòu)件的合理應(yīng)用,就能取得合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1.軸心受拉構(gòu)件是受力最好的構(gòu)件
(1)最能充分發(fā)揮材料性能。因在外力作用下,沿構(gòu)件全長(zhǎng)及截面的內(nèi)力及應(yīng)力都是均勻分布;
(2)在承受相同的荷載下,與受壓和受彎構(gòu)件相比所需的斷面最小;
(3)只有具有最多數(shù)量的軸拉構(gòu)件和較少軸壓和受彎構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系才是最省材料和經(jīng)濟(jì)合理的體系。
2.軸壓構(gòu)件
承載力受穩(wěn)定的影響,故應(yīng)避免長(zhǎng)桿受壓,設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意側(cè)向穩(wěn)定。
3.偏心受壓構(gòu)件 .
在相同截面下,因受偏心彎矩的影響,其承載力將隨偏心距的加大而大為減小。而且也要考慮側(cè)向穩(wěn)定的影響。
4.受彎構(gòu)件
(1)構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)力不均勻分布,因此不能充分發(fā)揮材料的作用。
(2)還存在變形能否滿足要求的問題,有時(shí)雖已滿足強(qiáng)度要求,變形不能滿足時(shí),則應(yīng)按變形要求增大構(gòu)件斷而尺寸。
習(xí)題:
1,按基本構(gòu)件的主要受力性質(zhì)劃分為:拉桿、壓桿和()
A 受彎構(gòu)件; B 偏心受壓構(gòu)件; C軸心受拉構(gòu)件; D偏心受拉構(gòu)件
2,建筑結(jié)構(gòu)的組成不包括:()
A 水平構(gòu)件; B 豎向構(gòu)件; C 基礎(chǔ); D 地基
3,提高壓桿的承載力可()
A 選用較大截面回轉(zhuǎn)半徑的截面;B 選用較小截面回轉(zhuǎn)半徑的截面;
C 選用較大長(zhǎng)細(xì)比的桿件;D 選用較大計(jì)算長(zhǎng)度的桿件;
4,軸心受拉構(gòu)件內(nèi)力及應(yīng)力()
A 分布不均;B 分布均勻;C有時(shí)均勻,有時(shí)不均;D 不確定
第二節(jié) 多層建筑結(jié)構(gòu)體系
9層及9層以下為多層建筑,10層及10層以上或高度超過28m為高層建筑。
一、多層砌體結(jié)構(gòu)
(一)概述
(1)混合結(jié)構(gòu)房屋是指同一房屋結(jié)構(gòu)體系中,采用兩種或兩種以上不同材料組成的承 重結(jié)構(gòu)體系。
(2)磚砌體結(jié)構(gòu)是指由鋼筋混凝土樓(屋)蓋和磚墻承重的結(jié)構(gòu)體系(亦稱磚混結(jié) 構(gòu))。
(3)砌體結(jié)構(gòu)一般是指采用鋼筋混凝土樓(屋)蓋和用磚或其他塊體(如混凝土砌塊)砌筑的承重墻組成的結(jié)構(gòu)體系。
(4)過去曾有過用木樓(屋)蓋與磚墻承重組成的結(jié)構(gòu)體系,稱為磚木結(jié)構(gòu)。目前已很少采用。
(二)砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍
1.主要優(yōu)點(diǎn)
(1)主要承重結(jié)構(gòu)(承重墻)是用磚(或其他塊體)砌筑而成的,這種材料任何地區(qū)都有,便于就地取材。常用的墻體材料有:1)燒結(jié)普通磚:黏土磚、煤矸石磚、頁(yè)巖磚、煤矸石頁(yè)巖磚;2)燒結(jié)多孔磚:黏土多孔磚(P型、M型)、煤矸石多孔磚、頁(yè)巖多孔磚;3)蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚;4)混凝土小型空心砌塊。
(2)墻體既是圍護(hù)和分隔的需要,又可作為承重結(jié)構(gòu),一舉兩得。
(3)多層房屋的縱橫墻體布置一般很容易達(dá)到剛性方案的構(gòu)造要求,故砌體結(jié)構(gòu)的剛 度較大。
(4)施工比較簡(jiǎn)單,進(jìn)度快,技術(shù)要求低,施工設(shè)備簡(jiǎn)單。
2.主要缺點(diǎn)
(1)砌體強(qiáng)度比混凝土強(qiáng)度低得多,故建造房屋的層數(shù)有限,一般不超過7層。
(2)砌體是脆性材料,抗壓能力尚可;抗拉、抗剪強(qiáng)度都很低,因此抗震性能較差。
(3)多層砌體房屋一般宜采用剛性方案,故其橫墻間距受到限制,因此不可能獲得較大的空間,故一般只能用于住宅、普通辦公樓、學(xué)校、小型醫(yī)院等民用建筑以及中小型工業(yè)建筑。
(三)磚砌體房屋的墻體布置方案
1.橫墻承重方案
樓層的荷載通過板梁傳至橫墻,橫墻作為主要承重豎向構(gòu)件,縱墻僅起圍護(hù)、分隔、自承重及形成接體作用。
優(yōu)點(diǎn):橫墻較密,房屋橫向剛度較大,整體剛度好。外縱墻不是承重墻立面處理比較方便,可以開設(shè)較大的門窗洞口?拐鹦阅茌^好。
缺點(diǎn):橫墻間距較密,房間布置的靈活性差,故多用于宿舍、住宅等居住建筑。
2.縱墻承重方案
其受力特點(diǎn)是:板荷載傳給梁,再由梁傳給縱墻。這時(shí)縱墻是主要承重墻。橫墻只承受小部分荷載,橫墻的設(shè)置主要為了滿足房屋剛度和整體性的需要,其間距比較大。
優(yōu)點(diǎn):房間的空間可以較大,平面布置比較靈活。
缺點(diǎn):房屋的剛度較差,縱墻受力集中,縱墻較厚或要加壁柱。
適用于:教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)室、辦公樓、醫(yī)院等。
3.縱橫墻承重方案
根據(jù)房間的開間和進(jìn)深要求,有時(shí)需采取縱橫墻同時(shí)承重的方案。
橫墻的間距比縱墻承重方案小,所以房屋的橫向剛度比縱墻承重方案有所提高。
4.內(nèi)框架承重方案
在外墻承重的同時(shí),有一部分內(nèi)墻采用鋼筋混凝土柱代替,以取得較大的空間。
其特點(diǎn):(1)橫墻較少,房屋的空間剛度較差;(2)墻的帶形基礎(chǔ)與柱的單獨(dú)柱基沉降不容易一致;(3)鋼筋混凝土柱與磚墻的壓縮,陛能不一樣,容易造成不均勻變形而產(chǎn)生次應(yīng)力,當(dāng)層數(shù)較多時(shí),在設(shè)計(jì)上應(yīng)給予考慮;(4)以柱代替內(nèi)承重墻,在使用上可以取得較大的空間。
適用于:教學(xué)樓、醫(yī)院、商店、旅館等建筑物。
(四)砌體房屋的構(gòu)造要求
1,要滿足墻體的高厚比
(1)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定磚墻(或磚柱)的允許高厚比應(yīng)按下式驗(yàn)算((砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50003--2001,6.1.1式):
(6-10)
式中 H0——墻、柱的計(jì)算高度,應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刪6》GB 50003--2001第5.1.3條采用;
h——墻厚或矩形柱與H0相對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng);
μ1—— 非承重墻允許高厚比的修正系數(shù),h=240,μ1=1.2;h=90,μ1=1.5;
μ2——有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù),μ2=1-0.4 ;
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。
[β]——墻、柱的允許高厚比,應(yīng)按(砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.1.1采用,當(dāng)與墻連 接的相鄰兩橫墻間的距離。S≤μ1μ2[β]h時(shí),墻的高度可不受上述限制。
注:1.上端為自由端時(shí),墻的允許高厚比,除按上述規(guī)定提高外,尚可提高30%。
2.對(duì)厚度小于90tm的墻,當(dāng)雙面用不低于M10的水泥砂漿抹面,包括抹面層的墻厚不小于90mm時(shí),可按墻厚等于90mm驗(yàn)算高厚比。
(2)當(dāng)高厚比不能滿足要求時(shí),可采取以下措施:
1)增加墻體厚度;
2)加設(shè)壁柱(即墻垛);
3)加設(shè)構(gòu)造柱;
4)減小橫墻間距。
2.要注意控制橫墻的間距
磚砌體房屋的靜力計(jì)算有三種計(jì)算方案(見表6-1):
(1)剛性方案。在荷載作用下,樓層視為墻、柱的不動(dòng)鉸支座。即認(rèn)為房屋不產(chǎn)生水平位移(見圖6-11)。
(2)剛彈性方案。在荷載作用下,樓層視為墻柱可動(dòng)鉸支座,樓蓋平面較大,可考慮空 間工作的平面排架或框架計(jì)算。其空間影響系數(shù)可按(砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)表4.2.4采用。
(3)彈性方案。房屋在水平力作用下將產(chǎn)生水平位移,房屋的靜力計(jì)算可按屋架、大
(1)對(duì)磚砌體為4.8m;
(2)對(duì)砌塊和料石砌體為4.2m;
地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間墻所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí) 表6-2
基土的潮濕程度燒結(jié)普通磚、蒸壓灰砂磚混凝土砌塊石材水泥砂漿
嚴(yán)寒地區(qū)一般地區(qū)
稍潮濕的MU10MU10MU7.5MU30MU5
很潮濕的MU15MU10MU7.5MU30MU7.5
含水飽和的MU20MU15MU10MU40MU10
注:1.在凍脹地區(qū),地面以下或防潮層以下的砌體,不宜采用多孔磚,如采用的,其孔洞應(yīng)用水泥砂漿灌實(shí)。當(dāng)采用混凝土砌塊砌體時(shí),其孔洞應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低干Om的混凝土灌實(shí)。
2.對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或UI計(jì)使用年限大于50年的房屋,表中材料強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)至少提高一級(jí)。
(3)對(duì)毛石砌體為3.9m。
8.當(dāng)梁跨度大于或等于下列數(shù)值時(shí),其支承處宜加設(shè)壁柱,或采取其他加強(qiáng)措施;
(1)對(duì)加240mm厚的磚墻為6m,對(duì)180m厚的磚墻為4.8m;
(2)對(duì)砌塊、料石墻為4.8m。
9.預(yù)制鋼筋混凝土板的支承長(zhǎng)度,在墻上不宜小于lOOmm;在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80mm;當(dāng)利用板端伸出鋼筋拉結(jié)和混凝土灌縫時(shí),其支承長(zhǎng)度可為40mm,但板端縫寬不小于80mm,灌縫混凝土不宜低于即C20。
10。支承在墻、柱上的吊車梁、屋架及跨度大于或等于下列數(shù)值的預(yù)制梁的端部,應(yīng)采用錨固件與墻、柱上的墊塊錨固:
(1)對(duì)磚砌體為9m;
(2)對(duì)砌塊和料石砌體為7.2m。
11.填充墻、隔墻應(yīng)分別采取措施與周邊構(gòu)件可靠連接。
12.山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部,屋面構(gòu)件應(yīng)與山墻可靠拉結(jié)。
13.砌塊砌體應(yīng)分皮錯(cuò)縫搭砌,上下皮搭砌長(zhǎng)度不得小于90mm。當(dāng)搭砌長(zhǎng)度不滿足上述要求時(shí),應(yīng)在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2ø4的焊接鋼筋網(wǎng)片(橫向鋼筋的間距不宜大于200mm),網(wǎng)片每端均應(yīng)超過該垂直縫,其長(zhǎng)度不得小于300mm。
14.砌塊墻與后砌隔墻交接處,應(yīng)沿墻高每400mm在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2 ø 4、橫 筋間距不大于200mm的焊接鋼筋網(wǎng)片。
15.混凝土砌塊房屋,宜將縱橫墻交接處、距墻中心線每邊不小于300mm范圍內(nèi)的孔 洞,采用不低于Cb20灌孔混凝土灌實(shí),灌實(shí)高度應(yīng)為墻身全高。
16.混凝土砌塊墻體的下列部位,如未設(shè)圈梁或混凝土墊塊,應(yīng)采用不低于Cb20灌孔混凝土將孔洞灌實(shí):
(1)擱柵、檁條和鋼筋混凝土樓板的支承面下,高度不應(yīng)小于200mm的砌體;
(2)屋架、梁等構(gòu)件的支承面下,高度不應(yīng)小于600mm,長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm的砌體;
(3)挑梁支承面下,距墻中心線每邊不應(yīng)小于300mm,高度不應(yīng)小于600mm的砌體。
17.在砌體中留槽洞及埋設(shè)管道時(shí),應(yīng)遵守下列規(guī)定:
(1)不應(yīng)在截面長(zhǎng)邊小于500mm的承重墻體、獨(dú)立柱內(nèi)埋設(shè)管線;
(2)不宜在墻體中穿行暗線或預(yù)留、開鑿溝槽,無(wú)法避免時(shí)應(yīng)采取必要的措施或按削弱后的截面驗(yàn)算墻體的承載力。
18.夾心墻應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)混凝土砌塊的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU1O;
(2)夾心墻的夾層厚度不宜大于lOOmm;
(3)夾心墻外葉墻的最大橫向支承間距不宜大于9m。
19.夾心墻葉墻間的連接應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)葉墻應(yīng)用經(jīng)防腐處理的拉結(jié)件或鋼筋網(wǎng)片連接。
(2)當(dāng)采用環(huán)形托結(jié)件時(shí),鋼筋直徑不應(yīng)小于4mm;當(dāng)為Z形拉結(jié)件時(shí),鋼筋直徑不應(yīng)小于6mm。拉結(jié)件應(yīng)沿豎向梅花形布置,拉結(jié)什的水平和豎向員大間距分別不宜大于800mm和600mm;對(duì)有振動(dòng)或有抗震設(shè)防要求時(shí),其水平和豎向最大間距分別不宜大于800mm和400mm。
(3)當(dāng)采用鋼筋網(wǎng)片作拉結(jié)件時(shí),網(wǎng)片橫向鋼筋的直徑不應(yīng)小于4mm,其間距不應(yīng)大于400mm;網(wǎng)片的豎向間距不宜大于600mm,對(duì)有振動(dòng)或有抗震設(shè)防要求時(shí),不宜大于400mm。
(4)拉結(jié)件在葉墻上的擱置長(zhǎng)度,不應(yīng)小于葉墻厚度的2/3,并不應(yīng)小于60mm。
(5)門窗洞口周邊30mm范圍內(nèi)應(yīng)附加間距不大于600mm的拉結(jié)件。
注:對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限大于50年的房屋,夾心墻葉墻間宜采用不銹鋼拉結(jié)件。
20.為了防止或減輕房屋在正常使用條件下,由溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫,應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。伸縮縫的間距可按表6-3采用。
6.多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)符合下列要求:
(1)應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。
(2)縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。
(3)房屋有下列情況之一時(shí)宜設(shè)置防震縫,縫兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置墻體,縫寬應(yīng)根據(jù)烈度和房屋高度確定,可采用50—lOOmm。
1)房屋立面高差在6m以上;
2)房屋有錯(cuò)層,且樓板高差較大;
3)各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。
(4)樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。
(5)煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體;當(dāng)墻體被削弱時(shí),應(yīng)對(duì)墻體采取加強(qiáng)措施;不宜采用無(wú)豎向配筋的附墻煙囪及出屋面的煙囪。
(6)不應(yīng)采用無(wú)錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。
7.底部框架-抗震墻房屋的結(jié)構(gòu)布置,應(yīng)符合下列要求:
(1)上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊。
(2)房屋的底部,應(yīng)沿縱橫兩方向設(shè)置一定數(shù)量的抗震墻,并應(yīng)均勻?qū)ΨQ布置或基本均勻?qū)ΨQ布置。6、7度且總層數(shù)不超過五層的底層框架-抗震墻房屋,應(yīng)允許采用嵌砌于框架之間的砌體抗震墻,但應(yīng)計(jì)人砌體墻對(duì)框架的附加軸力和附加剪力;其余情況應(yīng)采用鋼筋混凝土抗震墻。
(3)底層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個(gè)方向,第二層與底層側(cè)向剛度的比值,6、7度 時(shí)不應(yīng)大于2.5,8度時(shí)不應(yīng)大于2.0,且均不應(yīng)小于1.0。
(4)底部?jī)蓪涌蚣?抗震墻房屋的縱橫兩個(gè)方向,底層與底部第二層側(cè)向剛度應(yīng)接近, 第三層與底部第二層側(cè)向剛度的比值,6、7度時(shí)不應(yīng)大于2.0,8度時(shí)不應(yīng)大于1.5,且均不應(yīng)小于1.0。
(5)底部框架-抗震墻房屋的抗震墻應(yīng)設(shè)置條形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)或樁基。
8.多層多排柱內(nèi)框架房屋的結(jié)構(gòu)布置,應(yīng)符合下列要求:
(1)房屋宜采用矩形平面,且立面宜規(guī)則;樓梯間橫墻宜貫通房屋全寬。
(2)7度時(shí)橫墻間距大于18m或8度時(shí)橫墻間距大于15m,外縱墻的窗間墻宜設(shè)置組合柱。
(3)多排柱內(nèi)框架房屋的抗震墻應(yīng)設(shè)置條形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)或樁基。
9.多層普通磚、多孔磚房,應(yīng)按下列要求設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱(以下簡(jiǎn)稱構(gòu)造柱):
(1)構(gòu)造柱設(shè)置部位,一般情況下應(yīng)符合表6-10(《抗規(guī)》表7.3.1)的要求。
(2)外廊式和單面走廊式的多層房屋,應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù),按表6-10的要求設(shè)置構(gòu)造柱,且單面走廊兩側(cè)的縱墻均應(yīng)按外墻處理。
(3)教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋,應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù),按表6-10的要求沒置構(gòu)造柱;當(dāng)教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋為外廊式或單面走廊式時(shí),應(yīng)按上面(2)款要求設(shè)置構(gòu)造柱,但6度不超過四層、7度不超過三層和8度不超過二層時(shí),應(yīng)按增加二層后的層數(shù)對(duì)待。
磚房構(gòu)造柱設(shè)置要求 表6-10
房屋層數(shù)設(shè)置部位
6度7度8度9度
四、五三、四二、三 外墻四角,錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處,大房間內(nèi)外墻交接處,較大洞口兩側(cè)7,8度時(shí),樓、電梯間的四角;隔15m或單元橫墻與外縱墻交接處
六、七五四二隔開間橫墻(軸線)與外墻交接處,山墻與內(nèi)縱墻交接處;7-9度時(shí),樓、電梯間的四角
八六、七五、六三、四內(nèi)墻(軸線)與外墻交接處,內(nèi)墻的局部較小墻垛處;7-9度時(shí),樓、電梯間的四角;9度時(shí)內(nèi)縱墻與橫墻(軸線)交接處
(4)構(gòu)造柱應(yīng)伸人室外地面下500mm或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連接。
10.多層普通磚、多孔磚房屋的鋼筋混凝土圈梁設(shè)置應(yīng)符合下列要求:
(1)裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房,橫墻承重時(shí),應(yīng)按表6-11 (《抗規(guī)》表7.3.3)的要求設(shè)置圈梁;縱墻承重時(shí),每層均應(yīng)設(shè)置圈梁,且抗震橫墻上的圈梁間距應(yīng)比表內(nèi)要求適當(dāng)加密。
磚房現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置要求 表6-11
墻類烈度
6,789
外墻和內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處
內(nèi)橫墻同上;屋蓋處間距不應(yīng)大于7m;樓蓋處間距不應(yīng)大于7m;構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上;屋蓋處沿所有橫墻,且間距不應(yīng)大于7m;樓蓋處間距不應(yīng)大于7m;構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上;各層所有橫墻
(2)現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋餛凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋,應(yīng)允許不另設(shè) 圈梁,但樓板沿墻體周邊應(yīng)加強(qiáng)配筋并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可靠連接。
(3)圈梁應(yīng)閉合,遇有洞口圈梁應(yīng)上下搭接。圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處,或緊 靠板底。
(4)圈梁在上述(1),(2)條要求的間距內(nèi)無(wú)橫墻時(shí),應(yīng)利用梁或板縫中配筋替代圈 梁。
(5)圈梁的截面高度不應(yīng)小于120mm。
11.小砌塊房屋應(yīng)按表6-12(《抗規(guī)》表7.4.1)的要求設(shè)置鋼筋混凝土芯柱。對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的房屋,應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù),按表6-12的要求設(shè)置芯柱。
小砌塊房屋芯柱設(shè)置要求 表6-12
房屋層數(shù)設(shè)置部位設(shè)置數(shù)量
6度7度8度
四、五三、四二、三外墻轉(zhuǎn)角,樓梯間四角;大房間內(nèi)外墻交接處;隔15m或單元橫墻與外縱墻交接處外墻轉(zhuǎn)角,灌實(shí)3個(gè)孔;內(nèi)外墻交接處,灌實(shí)4個(gè)孔
六五四外墻轉(zhuǎn)角,樓梯間四角;大房間內(nèi)外墻交接處,山墻與內(nèi)縱墻交接處,隔開間橫墻(軸線)與外縱墻交接處
七六五外墻轉(zhuǎn)角,樓梯間四角;各內(nèi)墻(軸線)與外縱墻交接處;內(nèi)縱墻與橫墻與交接處和洞口兩側(cè)外墻轉(zhuǎn)角,灌實(shí)5個(gè)孔;內(nèi)外墻交接處,灌實(shí)4個(gè)孔;內(nèi)墻交接處,灌實(shí)4-5個(gè)孔;洞口兩側(cè)各灌實(shí)1個(gè)孔
七六同上;橫墻內(nèi)芯柱間距不宜大于2m外墻轉(zhuǎn)角,灌實(shí)7個(gè)孔;內(nèi)外墻交接處,灌實(shí)5個(gè)孔;內(nèi)墻交接處,灌實(shí)4-5個(gè)孔;洞口兩側(cè)各灌實(shí)1個(gè)孔
注:外墻轉(zhuǎn)角、內(nèi)外墻交接處、樓電梯間四角等那位,應(yīng)允許采用鋼筋混凝土構(gòu)造柱替代部分芯柱。
(1)芯柱截面不宜小于120mmxl20mm。
(2)芯柱應(yīng)伸人室外地面下500mm或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。
(3)替代芯柱的構(gòu)造柱,最小截面為190nunxl90mm。
12.小砌塊房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁應(yīng)按表6-13(《抗規(guī)》表7.4.4)的要求設(shè)置,
圈梁寬度不應(yīng)小于190mm,配筋不應(yīng)少于4ø12,箍筋間距不應(yīng)大于200mm。
小砌塊房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置要求 表6-13
墻類烈度
6,78
外墻和內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處
內(nèi)橫墻同上;屋蓋處沿所有橫墻;樓蓋處間距不應(yīng)大于7m;構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上;各層所有橫墻
3.框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
(1)框架結(jié)構(gòu)所用的鋼筋混凝土或型鋼有很好的抗壓和抗彎能力,因此,可以加大建筑物的空間和高度。
(2)可以減輕建筑物的重量。
(3)有較好的抗震能力。
(4)有較好的延性。
(5)有較好的整體性。
4.框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
因構(gòu)件截面尺寸不可能太大故強(qiáng)度和剛度受到一定限制,因此房屋的高度受到限制。
(二)框架結(jié)構(gòu)的類型
1.按構(gòu)件組成劃分為兩種類型
(1)梁板式結(jié)構(gòu)。由梁、板、柱三種基本構(gòu)件組成骨架形成的框架結(jié)構(gòu)。
(2)無(wú)梁式結(jié)構(gòu)。由板和柱子組成的結(jié)構(gòu)。
2.按框架的施工方法劃分為四種類型
(1)現(xiàn)澆整體式框架
框架全部構(gòu)件均在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆成整體。
1)整體性和抗震性能好;
2)構(gòu)件尺寸不受標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件限制。
(2)裝配式框架
框架全部構(gòu)件采用預(yù)制裝配:
1)可加速施工進(jìn)度,提高建筑工:業(yè)化程度;
2)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造剛性差,抗震性能差。
(3)半現(xiàn)澆框架
梁、柱現(xiàn)澆,樓板預(yù)制或現(xiàn)澆柱,預(yù)制梁板。
1)梁、柱整體性較好,適用于抗震建筑;
2)樓板預(yù)制可節(jié)約模板,約20%。
(4)裝配整體式框架
預(yù)制梁、柱,裝配時(shí)通過局部現(xiàn)澆混凝土使構(gòu)件聯(lián)結(jié)成整體。
1)保證了節(jié)點(diǎn)的剛接,結(jié)構(gòu)憋體性好;
2)可省去連接件;
3)增加了后澆混凝土工序;
4)比全現(xiàn)澆可節(jié)省模板及加快進(jìn)度。
(三)框架結(jié)構(gòu)的平面布置方式(見圖6-18)
1,橫向?yàn)橹饕兄乜蚣,縱向?yàn)檫B系梁,只適用于非地震區(qū)。
2.縱向?yàn)橹饕兄乜蚣,橫向?yàn)檫B系梁。
(1)有利于提高樓層凈高的有效利用。
(2)房間的使用和劃分比較靈活。
(3)不適用于地震區(qū)。
3.主要承重框架縱橫兩個(gè)方向布置;
續(xù)表
結(jié)構(gòu)類別室內(nèi)或土中露天
擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu)裝配式4030
現(xiàn)澆式3020
注:1.裝配整體式結(jié)構(gòu)房厘的伸縮縫間距宜按表中現(xiàn)澆式的數(shù)值取用;
2.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)或框架—核心筒結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫問趴可根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體布置情況取表中框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)之間的數(shù)值;
3.當(dāng)屋面尤保溫或隔熱措施時(shí),框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距宜按在中露天欄的數(shù)值取用;
4.現(xiàn)澆挑檐、雨罩等外露結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距不宜大于12m。
(2)對(duì)下列情況,表6-14中的伸縮縫最大間距宜適當(dāng)減。
1)柱高(從基礎(chǔ)頂面算起)低于8m的排架結(jié)構(gòu);
2)屋面無(wú)保溫或隔熱措施的排架結(jié)構(gòu);
3)位于氣候于燥地區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用下的結(jié)構(gòu);
4)采用滑模類施工工藝的剪力墻結(jié)構(gòu);
5)材料收縮較大、室內(nèi)結(jié)構(gòu)因施工外露時(shí)間較長(zhǎng)等。
(3)對(duì)下列情況,如有充分依據(jù)和可靠措施,表6-14中的伸縮縫最大間距可適當(dāng)增大:
1)混凝土澆筑采用后澆帶分段施工;
2)采用專門的預(yù)應(yīng)力措施;
3)采用減小混凝土溫度變化或收縮的措施。
當(dāng)增大伸縮縫間距時(shí),尚應(yīng)考慮溫度變化和混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
(二)沉降縫
(1)當(dāng)建筑物體形比較復(fù)雜,地基土比較軟弱或壓縮性不均勻時(shí),宜根據(jù)其平面形狀和高度差異情況,在適當(dāng)部位用沉降縫將其劃分成若干個(gè)剛度較好的單元;當(dāng)高度差異或荷載差異較大時(shí),可將兩者隔開一定距離,當(dāng)拉開距離后的兩單元必須連接時(shí),應(yīng)采用能
自由沉降的連接構(gòu)造。
(2)建筑物的下列部位,宜設(shè)置沉降縫:
1)建筑平面的轉(zhuǎn)折部位;
2)高度差異或荷載差異處;
3)長(zhǎng)高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位;
4)地基土的壓縮性有顯著差異處;
5)建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處;
6)分期建造房屋的交界處。
沉降縫應(yīng)有足夠的寬度,縫寬可按表6-15選用。
房屋沉降縫的寬度 表6-15
房屋層數(shù)沉降縫寬度(mm)
二-三50-80
四-五80-120
五層以上不小于120
(3)相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距,應(yīng)按表6-16選用。
相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距 表6-16
被影響建筑物的長(zhǎng)高比
影響建筑物的預(yù)估平均沉降量s(mm)2.0≤L/Hf<3.03.0≤L/Hf<5.0
70-1502-33-6
160-2503-66-9
260-4006-99-12
>4009-12≥12
。1.表中L為建筑物長(zhǎng)度或沉降縫分隔的單元長(zhǎng)度(m);Hf為自基礎(chǔ)底面標(biāo)高算起的建筑物高度(m);
2.當(dāng)被影響建筑的長(zhǎng)高比為1.5
(三)防震縫
鋼筋混凝土房屋宜避免采用《抗規(guī)》第3.4市胡定的不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)方案,不設(shè)防震縫;當(dāng)需要設(shè)置防震縫時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
1.防震縫最小寬度應(yīng)符合下列要求:
(1)框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度,當(dāng)高度不超過15m時(shí)可采用70mm;超過15m時(shí),6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm。
(2)框架-抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用(1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的70%,抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用(1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的50%;。且均不宜小于70mm。
(3)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí),宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。
2.8、9度框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)高度、剛度或?qū)痈呦嗖钶^大時(shí),可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻,每一側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應(yīng)少于兩道,宜分別對(duì)稱布置,墻肢長(zhǎng)度可不大于一個(gè)柱距,框架和抗撞墻的內(nèi)力應(yīng)按設(shè)置和不設(shè)置抗撞墻兩種情況分別進(jìn)行分析,并按不利情況取值。防震縫兩側(cè)抗撞墻的端柱和框架的邊柱,箍筋應(yīng)沿房屋全高加密。
3.有抗震設(shè)防要求的建筑物,當(dāng)需要設(shè)置伸縮縫或沉降縫時(shí),其縫寬及結(jié)構(gòu)布置均
應(yīng)滿足防震縫的要求。
4.防震縫兩側(cè)應(yīng)形成各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,即在防震縫處,應(yīng)設(shè)置雙柱(雙墻)。
5,防震縫只需設(shè)置于上部結(jié)構(gòu)。
第三節(jié) 單層廠房的結(jié)構(gòu)體系
一、單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)型式
(一)單層鋼筋混凝土柱廠房:主要承重構(gòu)件采用鋼筋混凝土柱,鋼筋混凝土屋架
(薄腹梁)或鋼屋架。當(dāng)有吊車時(shí),一般采用鋼筋混凝土吊車梁。
(二)單層鋼結(jié)構(gòu)廠房:主要承重構(gòu)件采用鋼柱、鋼屋架、鋼吊車梁。
(三)門式剛架輕工廠房:門式剛架是由柱和梁結(jié)合在一起,形狀像門字的結(jié)構(gòu)。有
鋼筋混凝土門式剛架和鋼門式剛架二種。其形狀如圖6-21。
的跨度(即柱子的進(jìn)深間距)一般為:9m,12m,15m,18m,2lin,24m,27m,30m……等,柱網(wǎng)的尺寸都是3.Om的模數(shù)。廠房的山墻應(yīng)布置抗風(fēng)柱,其間距一般為6.Om,亦可根據(jù)山墻門洞位置,調(diào)整確定抗風(fēng)柱的位置(圖6-22)。
三、單層工業(yè)廠房圍護(hù)墻
單層工業(yè)廠房的圍護(hù)墻,宜采用外貼式的輕質(zhì)墻體(或磚砌體),即外墻體緊貼柱外皮設(shè)置,輕質(zhì)墻體與柱宜采用柔性連接。
(一)當(dāng)有抗震設(shè)防要求時(shí),單層鋼筋混凝土柱廠房的砌體隔墻和圍護(hù)墻應(yīng)符合下列要求:
1.砌體隔墻與柱宜脫開或柔性連接,并應(yīng)采取措施使墻體穩(wěn)定,隔墻頂部應(yīng)設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂梁。
2.廠房的砌體圍護(hù)墻宜采用外貼式并與柱可靠拉結(jié);不等高廠房的高跨封墻和縱橫向廠房交接處的懸墻采用砌體時(shí),不應(yīng)直接砌在低跨屋蓋上。
3.砌體圍護(hù)墻在下列部位應(yīng)設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁:
(1)梯形屋架端部上弦和柱頂?shù)臉?biāo)高處應(yīng)各設(shè)一道,但屋架端部高度不大于900mm時(shí)可合并設(shè)置。
(2)8度和9度時(shí),應(yīng)按卜密下稀的原則,每隔4m左右在窗頂增設(shè)一道圈梁,不等高廠房的高低跨封墻和縱墻跨交接處的懸墻,圈梁的豎向間距不應(yīng)大于3m。
(3)山墻沿屋面應(yīng)設(shè)鋼筋混凝土臥梁,并應(yīng)與屋架端部上弦標(biāo)高處的圈梁連接。
4.圈梁的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)圈梁宜閉合,圈梁截面寬度宜與墻厚相同,截面高度不應(yīng)小于180nma;圈梁的縱筋,6-8度時(shí)不應(yīng)少于4ø12,9度時(shí)不應(yīng)少于4 ø 14。
(2)廠房轉(zhuǎn)角處柱頂圈梁在端開間范圍內(nèi)的縱筋,6~8度時(shí)不宜少于4 ø 14,9度時(shí)不宜少于4 ø 16,轉(zhuǎn)角兩側(cè)各1m范圍內(nèi)的箍筋直徑不宜小于48,間距不宜大于lOOmm;圈梁轉(zhuǎn)角處應(yīng)增設(shè)不少于3根且直徑與縱筋相同的水平斜筋。
(3)圈梁應(yīng)與柱或屋架牢固連接,山墻臥梁應(yīng)與屋面板拉結(jié);頂部圈梁與柱或屋架連接的錨拉鋼筋不宜少于4 ø 12,目.錨固長(zhǎng)度不宜少于35倍鋼筋直徑,防震縫處圈梁與柱或屋架的拉結(jié)宜加強(qiáng)。
5.8度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地和9度時(shí),磚圍護(hù)墻下的預(yù)制基礎(chǔ)梁應(yīng)采用現(xiàn)澆接頭;當(dāng)另設(shè)條形基礎(chǔ)時(shí),在柱基礎(chǔ)頂面標(biāo)高處應(yīng)設(shè)置連續(xù)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,其配筋不應(yīng)少于4 ø 12。
6.墻梁宜采用現(xiàn)澆,當(dāng)采用預(yù)制墻梁時(shí),梁底應(yīng)與磚墻頂面牢固拉結(jié)并應(yīng)與柱錨拉;廠房轉(zhuǎn)角處相鄰的墻梁,應(yīng)相互可靠連接。
(二)有抗震設(shè)防要求的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的砌體圍護(hù)墻不應(yīng)采用嵌式,8度時(shí)尚應(yīng)采取措施,使墻體不妨礙廠房柱列沿縱向的水平位移。
四,單層工業(yè)廠房的屋蓋結(jié)構(gòu)
(一)組成
一般由屋面梁(或屋架)、屋面板、檁條、托架、天窗架、屋蓋支撐系統(tǒng)等組成。
1.屋面根據(jù)材料的不同分為:由輕型板材組成的有檁體系和由大型屋面板(預(yù)制)
組成的無(wú)檁體系。
2.有檁體系是在屋面梁(或屋架)上鋪設(shè)檁條,檁條上放置輕型板材而成。檁條的間距1.0—5.Om,視輕型板材的承載能力而定,支承檁條的屋架間距一般為6.0-12.Om;
3.無(wú)檁體系是指在屋面梁或屋架上,直接放置預(yù)制大型鋼筋混凝土預(yù)制板的屋蓋。
大型屋面板的尺寸一般為1.5mx6.Om、3.Omx6.Om,屋架間距為6.Om,屋面坡度為1/10—1/12;
(二)屋蓋支撐系統(tǒng)
1.屋蓋結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng),通常由下列支撐組成:
(1)屋架和天窗架的橫向支撐;還可分為屋架和天窗架的上弦橫向支撐以及屋架下弦橫向水平支撐。
(2)屋架的縱向支撐;還可分為屋架上弦縱向支撐和屋架下弦縱向水平支撐。
(3)屋架和天窗架的垂直支撐。
(4)屋架和天窗架的水平系桿;還可分為屋架和天窗架上弦水平系桿以及屋架下弦水平系桿。
所有支撐應(yīng)與屋架、托架、天窗架和檁條(或大型屋面板)等組成完整的體系。
2.屋蓋結(jié)構(gòu)的支撐形式一般可按以下要求采用:
(1)屋架和天窗架的上弦橫向支撐,屋架下弦橫向水平支撐和屋架上弦縱向支撐以及屋架下弦縱向水平支撐,一般采用十字交叉的形式。
(2)屋架和天窗架的垂直支撐,
(3)屋架和天窗架的水平系桿,包括柔性系桿(拉桿)和剛性系桿(壓桿),通常,柔性系桿采用單角鋼,剛性系桿采用由兩個(gè)角鋼組成的十字形截面。
在有檁屋蓋體系中,檁條可兼作橫向支撐的承壓桿(剛性桿)。此時(shí),充任支撐承壓桿的檁條應(yīng)計(jì)算其所承受的軸心力。
3.屋蓋結(jié)構(gòu)支撐是屋蓋結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分,它的作用是將廠房某些局部水平荷載傳遞給主要承重結(jié)構(gòu),并保證屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用過程中的接體剛度和穩(wěn)定性。
各種支撐的主要作用如下:
(1)屋架和天窗架上弦橫向支撐,主要是保證屋架和天窗架上弦的側(cè)向穩(wěn)定,當(dāng)屋架上弦橫向支撐作為山墻抗風(fēng)柱的支承點(diǎn)時(shí),還能將水平風(fēng)力或地震水平力傳到縱向柱屋架下弦橫向水平支撐,當(dāng)作為山墻抗風(fēng)柱的支承點(diǎn)時(shí),或當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車和其他懸掛運(yùn)輸設(shè)備時(shí),能將水平風(fēng)力或懸掛吊車等產(chǎn)生的水平力或地震水平力傳到縱向柱列;同時(shí)能使下弦桿在動(dòng)荷載作用下不致產(chǎn)生過大的振動(dòng)。
(2)屋架的縱向支撐通常和橫向支撐構(gòu)成封閉的支撐體系,加強(qiáng)整個(gè)廠房的剛度。屋架下弦縱向水平支撐能使吊車產(chǎn)生的水平力分布到鄰近的排架柱上,并承受和傳遞縱墻墻架柱傳來(lái)的水平風(fēng)力或地震水平力。當(dāng)廠房設(shè)有托架時(shí),還能保證托架的平面外穩(wěn)定。
(3)屋架的垂直支撐及水平系桿主要是保證屋架上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定和縮短屋架下弦桿平面外的計(jì)算長(zhǎng)度。屋架端部的垂直支撐,承受由屋架橫向支撐傳來(lái)的水平風(fēng)力或縱向地震水平力;中部的垂直支撐主要是保證安裝時(shí)屋架位置的正確性。當(dāng)下弦橫向水平支撐和垂直支撐設(shè)置在廠房?jī)啥嘶驕囟壬炜s縫區(qū)段兩端的第二個(gè)屋架間時(shí),則第一個(gè)屋架間的下弦水平系桿,除能縮短屋架下弦平面外的計(jì)算長(zhǎng)度外,當(dāng)山墻抗風(fēng)柱與屋架下弦連接時(shí),尚有傳遞山墻水平風(fēng)力和穩(wěn)定抗風(fēng)柱的作用。
(4)天窗架的垂直支撐及水平系桿除了保證天窗架的側(cè)向穩(wěn)定外,對(duì)于天窗架側(cè)立柱處的垂直支撐,還能承受和傳遞由天窗架上弦橫向支撐傳來(lái)的水平風(fēng)力和縱向地震水平力;天窗中部的垂直支撐主要是為了安裝的需要而設(shè)置的。
4.在進(jìn)行屋蓋結(jié)構(gòu)支撐的布置時(shí),應(yīng)考慮:廠房的跨度和高度,柱網(wǎng)布置,屋蓋結(jié)構(gòu)形式,有無(wú)天窗,吊車類型、起重量和工作制,有無(wú)振動(dòng)設(shè)備,有無(wú)特殊的局部水平荷載等因素。
通常,每一溫度伸縮縫區(qū)段,或分期建設(shè)的工程,應(yīng)分別設(shè)置完整的支撐系統(tǒng)。
5.在無(wú)檁屋蓋體系中,當(dāng)采用寬度為1.5m的鋼筋混凝土大型屋面板,且大型屋面板
與屋架或天窗架的連接均能滿足下列要求時(shí),可考慮屋面板能起一定的支撐作用。此時(shí),屋架上弦桿或天窗架上弦桿子面外的計(jì)算長(zhǎng)度可取兩塊屋面板的寬度。
(1)每塊屋面板與屋架上弦桿或天窗架上弦桿的焊接應(yīng)保證三點(diǎn)焊牢,在廠房端部或溫度伸縮縫處,當(dāng)不可能焊接三點(diǎn)時(shí),允許沿屋面板縱肋一側(cè)焊接兩點(diǎn)。
(2)當(dāng)屋架間距為6m時(shí),每點(diǎn)的焊縫長(zhǎng)度不小于70mm,焊縫厚度不小于5mm;或焊縫長(zhǎng)度不小于60mm。焊縫厚度不小于6mm。當(dāng)屋架間距大于6m時(shí),焊縫長(zhǎng)度不小于80mm,焊縫厚度不小于6mm。
(3)屋面板肋間的空隙,應(yīng)用150-200號(hào)的細(xì)石混凝土灌實(shí)。
(4)跨度為6m的屋面板的支承長(zhǎng)度不小于60mm;跨度大于6m的屋面板的支承長(zhǎng)度不小于80mm。
第四節(jié) 木屋蓋的結(jié)構(gòu)型式與布置
一、概述
1.木屋蓋結(jié)構(gòu)是指用木梁或木屋架(桁架)、檁條(木檁或鋼檁),木望板及屋面防水材料等組成的屋蓋。
2.木屋蓋根據(jù)房屋的情況,可用于單層空曠房屋的屋蓋,也可用于多層房屋的屋蓋。
(1)單層空曠房屋的木屋蓋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:
1)跨度較大(一般為9-15m),主要受彎構(gòu)件采用木屋架(桁架)。
2)屋蓋結(jié)構(gòu)中屋架(桁架)的支點(diǎn)一般為:鋼筋混凝土柱、砌體墻(墻垛、磚柱),
(2)多層房屋的木屋蓋一般用于多層砌體房屋的屋頂,屋蓋中的主要受彎構(gòu)件為木梁 (跨度≤6.om)或檁條,這些受彎構(gòu)件的支點(diǎn)為砌體墻;當(dāng)檁條直接搭在墻上時(shí),俗稱硬山擱檁。
二、桁架和木梁的一般規(guī)定
1.木材宜用作受壓或受彎構(gòu)件,在作為屋架時(shí),受拉桿件宜采用鋼材(如:屋架下弦及受拉豎桿),當(dāng)采用木下弦時(shí),對(duì)于圓木,其跨度不宜大于15m;對(duì)于方木不應(yīng)大于12m。采用鋼下弦,其跨度可適當(dāng)加大,但一般不宜大于18m。
2.受彎構(gòu)件采用木梁時(shí),其跨度一般不大于6.Om,超過6.Om時(shí),宜采用桁架(屋架)。
3.桁架或木梁的間距:當(dāng)采用木檁時(shí),其間距不宜大于4.Om;當(dāng)采用鋼檁條時(shí),其間距不宜大于6.Om。
4.桁架的形狀:一般為三角形,也可采用梯形、弧形和多邊形屋架。屋架中央高度與跨度之比,不應(yīng)小于表6-17規(guī)定的數(shù)值。桁架應(yīng)有約為跨度1/200的起拱。
表6-17 珩架最小高跨比
序號(hào)桁架類型h/l
1三角形木桁架1/5
2三角形鋼木桁架;平行弦木桁架;弧形,多邊形和梯形木桁架1/6
3弧形,多邊形和梯形鋼木桁架1/7
注:h--桁架中央高度;
L—桁架跨度。
5.當(dāng)屋頂需設(shè)天窗時(shí),天窗架的跨度,不宜大于屋架跨度的1/3。
三、木屋蓋的支撐
1.為防止桁架的側(cè)傾,保證受壓弦桿的側(cè)向穩(wěn)定,承擔(dān)和傳遞縱向水平力,應(yīng)采取有效措施保證結(jié)構(gòu)在施工和使用期間的空間穩(wěn)定。
2.屋蓋中的支撐,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的型式和跨度、屋面構(gòu)造及荷載等情況選用上弦橫向支撐或垂直支撐。但當(dāng)房屋跨度較大或有鍛錘、吊車等振動(dòng)影響時(shí),除應(yīng)選用上弦橫向支撐外,尚應(yīng)加設(shè)垂直支撐。
支撐構(gòu)件的截面尺寸,可按構(gòu)造要求確定。
注:垂直支撐系指在兩榀屋架的上、下弦間設(shè)置交叉腹桿(或人字腹桿),井在下弦平面設(shè)置縱向水平系桿,用螺栓連接,與上部錨固的檁條構(gòu)成一個(gè)不變的豎向桁架體系。
3.當(dāng)采用上弦橫向支撐時(shí),若房屋端部為山墻,則應(yīng)在房屋端部第二開間內(nèi)設(shè)置;若房屋端部為輕型擋風(fēng)板,則在第一開間內(nèi)設(shè)置,若房屋縱向很長(zhǎng),對(duì)于冷攤瓦屋面或大跨度房屋尚應(yīng)沿縱向每隔20、30m設(shè)置一道。
上弦橫向支撐的斜桿如選用圓鋼,應(yīng)設(shè)有調(diào)整松緊的裝置。
4.當(dāng)采用垂直支撐時(shí),在跨度方向可根據(jù)屋架跨度大小設(shè)置一道或兩道,沿房屋縱向應(yīng)隔間設(shè)置并在垂直支撐的下端設(shè)置通長(zhǎng)的縱向水平系桿。
在有上弦橫向支撐的屋蓋中,加設(shè)垂直支撐時(shí),可僅在有上弦橫向支撐的開間中設(shè)置,但應(yīng)在其他開間設(shè)置通長(zhǎng)的縱向水平系桿。
5.在下列部位,均應(yīng)設(shè)垂直支撐:
(1)在梯形屋架的支座豎桿處;
(2)屋架下弦低于支座呈折線形式,在下弦的折點(diǎn)處;
(3)當(dāng)設(shè)有懸掛吊車時(shí),在吊軌處;
(4)在桿系拱、框架及類似結(jié)構(gòu)的受壓下弦部分節(jié)點(diǎn)處;
(5)在屋蓋承重膠合大梁的支座處。
以上各項(xiàng)垂直支撐的設(shè)置方法,除第3)項(xiàng)應(yīng)按(4)的規(guī)定設(shè)置外,其余各項(xiàng)可僅在房屋兩端第一開間(無(wú)山墻時(shí))或第二開間(有山墻時(shí))設(shè)置,但應(yīng)在其他開間設(shè)置通長(zhǎng)的水平系桿。
6.對(duì)于下列非開敞式的房屋,可不設(shè)置支撐。但若房屋縱向很長(zhǎng),則應(yīng)沿縱向每隔20-30m設(shè)置一道支撐:
(1)當(dāng)有密鋪屋面板和山墻,且跨度不大于9m時(shí);
(2)當(dāng)房屋為四坡頂,且半屋架與主屋架有可靠連接時(shí);
(3)當(dāng)房屋的屋蓋兩端與其他剛度較大的建筑物相連時(shí)。
7.當(dāng)屋架設(shè)有天窗時(shí),可按3和4條的規(guī)定設(shè)置天窗架支撐。天窗架的兩邊柱處,設(shè)置柱間支撐。在天窗范圍內(nèi)沿主屋架脊節(jié)點(diǎn)和支撐節(jié)點(diǎn),應(yīng)設(shè)通長(zhǎng)的縱向水平系桿。
8.有抗震設(shè)防要求時(shí)木屋蓋的支撐布置,宜符合表6-18要求;支撐與屋架或天窗架應(yīng)采用螺栓連接;山墻應(yīng)沿屋面設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土臥梁,并應(yīng)與屋蓋構(gòu)件錨拉。
參 考 習(xí) 題1
1在地震區(qū),下列各類砌體結(jié)構(gòu)中哪類結(jié)構(gòu)可以建造的高度相對(duì)最高( )。
A.燒結(jié)普通磚砌體房屋
B.混凝土小砌塊房屋
C.混凝土中砌塊房屋
D.粉煤灰中砌塊房屋
2下列關(guān)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的敘述,哪項(xiàng)是不正確的( )。
A.網(wǎng)架按外形分類有平面網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架
B.平面網(wǎng)架可以是單層的,也可以是雙層的
C.曲面網(wǎng)架可以是單層的,也可以是雙層的
D.曲面網(wǎng)架可以做成單曲或雙曲的
提示:平面網(wǎng)架只能是雙層的,否則剛度和強(qiáng)度都無(wú)法滿足要求。
3高層建筑防震縫的最小寬度,與下列哪些因素有關(guān)( )。
、.結(jié)構(gòu)體系;Ⅱ.房屋平面形式;Ⅲ.設(shè)防烈度;Ⅳ.房屋高度
A.Ⅰ、Ⅱ
B.Ⅲ、Ⅳ
C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
D.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
4對(duì)有抗震設(shè)防要求的影劇院建筑,大廳與兩側(cè)附屬房間之間( )。
A.應(yīng)設(shè)防震縫
B.可不設(shè)防震縫
C.當(dāng)為砌體結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)設(shè)防震縫
D.當(dāng)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),可不設(shè)防震縫
提示:對(duì)有防震設(shè)防要求的影劇院建筑,在大廳與兩側(cè)附屬房之間,可不設(shè)防震縫。
5抗震規(guī)范限制了多層砌體房屋總高度與總寬度的最大比值。這是為了( )。
A.避免內(nèi)部非結(jié)構(gòu)構(gòu)件過早破壞
B.保證裝修不會(huì)損壞
C.保證房屋在地震作用下的穩(wěn)定性
D.限制房屋在地震作用下產(chǎn)生過大的側(cè)向位移
6圖示高層建筑由防震縫分成Ⅰ、Ⅱ兩部分,當(dāng)Ⅰ、Ⅱ兩部分各為下列何種結(jié)構(gòu)時(shí),要求的防震縫寬度最大( )。
A.Ⅰ框 架;Ⅱ框剪
B.Ⅰ框剪;Ⅱ框剪
C.Ⅰ框剪;Ⅱ剪力墻
D.Ⅰ剪力墻;Ⅱ剪力墻
提示:根據(jù)《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 3-2002)第4.3.10條第1,2款,框架結(jié)構(gòu)防震縫最小寬度值為最大,框架一剪力墻結(jié)構(gòu)次之,剪力墻最小。
7《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)各類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋有一個(gè)適用的最大高度。這個(gè)規(guī)定是根據(jù):Ⅰ.結(jié)構(gòu)體系;Ⅱ.設(shè)防烈度;Ⅲ.房屋的高寬比;Ⅳ.房屋的長(zhǎng)寬比,諸因素中的哪些因素確定的( )。
A.Ⅰ、Ⅱ、
B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
提示:根據(jù)《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 3-2002)第4.2.2條表4.2.21,各類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度與結(jié)構(gòu)體系、設(shè)防烈度有關(guān)。
8對(duì)于砌體結(jié)構(gòu),現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋蓋房屋,設(shè)置頂層圈梁,主要是在下列哪一種情況發(fā)生時(shí)起作用( )。
A.發(fā)生地震時(shí)
B.發(fā)生溫度變化時(shí)
C.在房屋中部發(fā)生比兩端大的沉降時(shí)
D.在房屋兩端發(fā)生比中部大的沉降時(shí)
9設(shè)防烈度為7度時(shí)的底層框架抗震墻磚房總高度和層數(shù)不宜超過多少( )。
A.22m、七層
B.19m、六層
C.16m、五層
D.11m、三層
10鋼筋混凝土框架或框剪結(jié)構(gòu)房屋當(dāng)必須設(shè)置防震縫時(shí),若高度不超過15m,縫寬可采用( )mm。
A.90
B.70
C.100
D.50
11框架結(jié)構(gòu)中梁柱的連接構(gòu)造要求為下列哪一條( )。
A.可以任意相交
B.梁柱中心線應(yīng)一致不能偏心
C.框架梁與柱中心線之間偏心距不宜大于柱寬1/4
D.框架梁與柱中心線之間偏心距不宜大于梁寬1/4
12設(shè)防烈度為7度時(shí)的毛料石砌體房屋總高度和層數(shù)不宜超過多少( )。
A.7m、二層
B.10m、三層
C.13m、四層
D.16m、五層
13設(shè)防烈度為7度時(shí)的毛料石砌體房屋總高度和層數(shù)不宜超過多少( )。
A.7m、二層
B.10m、三層
C.13m、四層
D.16m、五層
14對(duì)框架結(jié)構(gòu)作抗震變形驗(yàn)算時(shí),下列概念何者為正確( )。
A.結(jié)構(gòu)的層間彈性位移限值與結(jié)構(gòu)的層高有關(guān)
B.結(jié)構(gòu)的層間彈性位移限值與結(jié)構(gòu)的層高無(wú)關(guān)
C.結(jié)構(gòu)的層間彈性位移限值與結(jié)構(gòu)的總高有關(guān)
D.結(jié)構(gòu)的層間彈性位移限值與建筑的裝修標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)
提示:《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 3-2002)第4.6.3條表4.6.3及《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2001)第5.5.1條表5.5.1及條文說明第5.5.1條。
15鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的最大間距,當(dāng)墻間樓面無(wú)大洞口時(shí),在下列四個(gè)因素中與( )因素有關(guān)。
、.樓面的寬度;
Ⅱ.是否抗震以及抗震設(shè)防烈度;
、.建筑物高度;
Ⅳ.樓面是現(xiàn)澆或是裝配整體
A.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
提示:《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2001)第6.1.6條下表。
參 考 習(xí) 題2
1 在層數(shù)、房屋高度、平面尺寸、重量相同的情況下,在三種不同結(jié)構(gòu)體系的房屋: I.框架結(jié)構(gòu);Ⅱ.框一剪結(jié)構(gòu);Ⅲ.剪力墻結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)的基本自振周期,按從長(zhǎng)到短排列為:
A I、 Ⅱ、Ⅲ B Ⅱ、Ⅲ、 I C m、 I、 Ⅱ D m、 Ⅱ、 1
2 高層建筑采用鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)時(shí).外筒柱子截面設(shè)計(jì)成下列何者為最好?
A 圓形截面 B 正方形截面
c 矩形截面,長(zhǎng)邊平行外墻放置 D 矩形截面,短邊平行外墻放置
3 鋼筋混凝土高層建筑的框支層樓板(即轉(zhuǎn)換層樓板)應(yīng)采用現(xiàn)澆,且應(yīng)有一定厚度,下列最小厚度的要求,何者是正確的?
A ≥100mm B ≥150mm C ≥180mm D ≥200mm
4 在其他條件相同的情況下,鋼筋混凝土:框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距比鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的:
A大 B小 C相同 D不能肯定
5 下列哪項(xiàng)措施對(duì)增大鋼筋混凝土房屋伸縮縫的間距無(wú)效?
A 在溫度變化影響較大的部位提高配筋率
B采用架空通風(fēng)屋面
c頂部設(shè)局部溫度縫
D加強(qiáng)頂郁樓層的剛度
6 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集中,上置1.5m×6m預(yù)應(yīng)力屋面板的鋼筋混凝土折線形屋架的最大跨度為:
A 15m B 18m C 21m D 24m
7 縱墻承重的砌體房屋,適用于下列四類建筑中的哪幾類?
I.住宅;n.辦公樓;Ⅲ.多層商場(chǎng);Ⅳ.教學(xué)樓。
A I、Ⅱ B Ⅱ、Ⅲ C Ⅱ、Ⅳ D m、Ⅳ
8 菜單層房屋的屋面采用屋架,波紋薄鋼板瓦覆蓋,要求屋面有較大的坡度,,下列幾種鋼屋架形式中,哪種形式晨合適?
A 三角形屋架 B梯形屋架 c 弧形屋架 D平行弦屋架
9 有一12mxl6m平面,柱沿周邊按4m間距布置,采用鋼筋混凝土樓蓋(不考慮預(yù)應(yīng)力),為取得較大的樓層凈高(壓縮樓蓋結(jié)構(gòu)高度),下列各種結(jié)構(gòu)布置中哪種最為合適?
A 12m跨、4m間距的主梁,另一向采用2m間距的4跨連續(xù)次梁
B 16m跨、4m間距的主粱,另一向采用2m間距的3跨連續(xù)次梁
C 沿長(zhǎng)向柱列設(shè)兩根主梁,并布置1m間距、12m跨的次梁
D 采用3x4格的井字粱
10 一幢單層的單身宿舍,平面為12mx52m,無(wú)抗震要求,但風(fēng)力較大,擬采用框架結(jié)構(gòu),此時(shí)采用下列各種框架形式中的哪一種比較合適?
A 主要承重框架縱向布置,橫向采用連系梁
B 主要承重框架橫向布置,縱向采用連系梁
c 主要承重框架縱橫兩向布置
D無(wú)粱式框架結(jié)構(gòu)(無(wú)粱樓盞,取板帶作為框架梁)
11 一幢四層輕工業(yè)加工廠房,平面尺寸為16mx48m,布置兩條同樣的繳向流程生產(chǎn)線,樓面活載5kN/m2,建設(shè)場(chǎng)地為非抗震設(shè)防區(qū),風(fēng)力也較小,F(xiàn)已確定采用現(xiàn)澆橫向框架結(jié)構(gòu)。下列各種框架布置中哪種最為合適?
A單跨框架,跨度16m B 兩跨框架,跨度8m+Sm
C 兩跨框架,跨度10m+6m D 三跨框架,跨度6m+4m+6m
12 如圖所示變形曲線,是下列四種結(jié)構(gòu)中哪一種結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的變形曲線( )。
A.框架結(jié)構(gòu)
B.無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)
C.剪力墻結(jié)構(gòu)
D.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)
提示:底部為彎曲型變形,頂部為剪切型變形。
13在水平力作用下,鋼筋混凝土無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖,應(yīng)采用下列何種假定( )。
A.板柱剛接
B.板柱鉸接
C.板柱彈性固接
D.板厚時(shí)板柱剛接,否則鉸接
提示:只有剛接才能抗側(cè)力。
14鋼筋混凝土剪力墻,設(shè)墻長(zhǎng)為 ,厚度為t,則當(dāng)符合下列哪個(gè)條件時(shí)應(yīng)按剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)( )。
A. >4t
B. ≥3t
C. > m
D.t≥層高的1/25
提示:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2002)第10.5.1條,當(dāng)構(gòu)件截面的長(zhǎng)邊(長(zhǎng)度)大于其短邊(厚度)的4倍時(shí),宜按墻的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
15根據(jù)《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 3-2002),非地震區(qū)現(xiàn)澆框架-剪力墻結(jié)構(gòu)適用的最大高度為( )m。
A.80
B.100
C.140
D.160
第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)荷載及設(shè)計(jì)方法 (第五課時(shí))
一、荷載和效應(yīng)概念
(一)結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力
結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種效應(yīng)的原因,統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)上的作用。結(jié)構(gòu)上的作用包括直接作用和間接 作用。直接作用指的是施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力,例如結(jié)構(gòu)自重、樓面活荷載和設(shè)備自重等,引起的效應(yīng)比較直觀。間接作用指的是引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的作用,例如溫度的變化、混凝土的收縮或徐變、地基的變形和地震等,這類作用引起的效應(yīng)比較復(fù)雜,例如地震會(huì)引起建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜下沉以至倒塌,但這些破壞效應(yīng)不僅僅與地震震級(jí)、烈度有關(guān),還與建筑物所在場(chǎng)地的地基條件、建筑物的基礎(chǔ)類型和上部結(jié)構(gòu)體系有關(guān)。
考慮到廣大設(shè)計(jì)人員的現(xiàn)狀及習(xí)慣上的銜接,目前還未將兩類作用嚴(yán)格劃分,而將其簡(jiǎn)稱為荷載。
作用在結(jié)構(gòu)上的直接作用或間接作用,將引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力(如軸力、彎矩、剪力、扭矩等)和變形(如撓度、轉(zhuǎn)角、側(cè)移、裂縫等),這些內(nèi)力和變形總稱為作用效應(yīng),其中由直接作用產(chǎn)生的作用效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)。
結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力,稱為結(jié)構(gòu)的抗力,如構(gòu)件的承載能力、剛度的大小、抗裂縫的能力等。結(jié)構(gòu)抗力與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形式、截面尺寸及材料強(qiáng)度等級(jí)等因素有關(guān)。
(二)荷載的分類
荷載是一個(gè)不確定的隨機(jī)變量。在《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 (GB50068—2001)以下簡(jiǎn)稱《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中,規(guī)定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年,在這段期間內(nèi),荷載不僅在量值上是變化的,并且,作用在結(jié)構(gòu)上的時(shí)間持續(xù)性也是變化的。因此在荷載規(guī)范中,將荷載按以下原則進(jìn)行了分類。
1.按隨時(shí)間變異分類
(1)永久荷載(亦稱恒載)。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),其量值不隨時(shí)間變化,或即使有變化,其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載。如結(jié)構(gòu)的自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。
(2)可變荷載(亦稱活載)。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),其量值隨時(shí)間變化,且其變化與平均值相比不能忽略的荷載。如樓(屋)面活荷載、屋面積灰荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、吊車荷載等。
(3)偶然荷載。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)內(nèi),可能出現(xiàn),也可能不出現(xiàn),但一旦出現(xiàn),其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。如地震、爆炸力、撞擊力等。
2.按隨空間位置的變異分類
(1)固定荷載。在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定分布的荷載。如結(jié)構(gòu)自重、樓面上的固定設(shè)備荷載等。
(2)自由荷載。在結(jié)構(gòu)—亡的一定范圍內(nèi)可以任意分布的荷載。如民用建筑樓面上的活荷載、工業(yè)建筑中的吊車荷載等。
3.按結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)分類
(1)靜態(tài)荷載。對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不產(chǎn)生加速度或產(chǎn)生的加速度很小可以忽略不計(jì)。如結(jié)構(gòu)的自重、樓面的活荷載等。
(2)動(dòng)態(tài)荷載。對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生不可忽略的加速度。如吊車荷載、地震荷載、作用在高層建筑上的風(fēng)荷載等。
(三)荷載的代表值
設(shè)計(jì)中用來(lái)驗(yàn)算極限狀態(tài)所采用的荷載量值,稱為荷載代表值。例如標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。
1.荷載標(biāo)準(zhǔn)值
荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),在正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值,例如在荷載規(guī)范中,住宅樓面的均布活荷載規(guī)定為2.0kN/m2。
對(duì)于永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,是按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸(如梁、柱的斷面)與構(gòu)件采用材料的容重的標(biāo)準(zhǔn)值(如梁、柱材料為鋼筋混凝土,則其自重的標(biāo)準(zhǔn)值一般取25kN/m3)來(lái)確定的數(shù)值。對(duì)常用材料容重,可按荷載規(guī)范附錄A采用。
對(duì)于可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,則由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布的某一分位數(shù)來(lái)確定,一般取具有95%保證率的上分位值,對(duì)可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,可按荷載規(guī)范的規(guī)定采用。
2,荷載組合值
當(dāng)結(jié)構(gòu)上作用兩種或兩種以上的可變荷載時(shí),考慮到其同時(shí)達(dá)到最大值的可能性較少,因此,在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)或按正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用荷載的組合值作為可變荷載的代表值。
可變荷載的組合值,為可變荷載乘以荷載組合值系數(shù)。組合值系數(shù)見荷載規(guī)范表 4.1.1。
3.荷載頻遇值
可變荷載頻遇值是正常使用極限狀態(tài)按頻遇組合設(shè)計(jì)所采用的一種可變荷載代表值。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),荷載達(dá)到和超過該值的總持續(xù)時(shí)間僅為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的一小部分。
可變荷載頻遇值應(yīng)取可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載頻遇值系數(shù)。荷載頻遇值系數(shù)見荷載規(guī)范表4.1.1。
達(dá)到荷載值的頻率越大,頻遇值系數(shù)越大,頻遇值亦越大。如:書庫(kù)頻遇值系數(shù)為0.9,住宅頻遇值系數(shù)為0.57。
頻遇組合目前儀在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用。
4.荷載準(zhǔn)永久值
作用在建筑物上的可變荷載(如住宅樓面上的均布活荷載為2.0kN/m2),其中有部分是長(zhǎng)期作用在上面的(可以理解為在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年內(nèi),不少于25年),而另一部分則是不出現(xiàn)的。因此,我們也可以把長(zhǎng)期作用在結(jié)構(gòu)物上面的那部分可變荷載看作是永久活載來(lái)對(duì)待?勺兒奢d的準(zhǔn)永久值,為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψq。也就是說,準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψq。為荷載準(zhǔn)永久值與荷載標(biāo)準(zhǔn)值的比值,其值恒小于1.0。
在荷載規(guī)范中,規(guī)定了各種不同建筑樓面上均布活荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψq,如對(duì)住宅樓面的均布活荷載,其準(zhǔn)永久值系數(shù)少Ψq=0.4,而對(duì)書庫(kù)、檔案庫(kù)則Ψq=0.8,這表示了對(duì)不同用途的建筑物,其準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψq是不同的。Ψq的大小表示了均布活荷載數(shù)值變動(dòng)的大小,Ψq大表示變動(dòng)較小,Ψq小則表示變動(dòng)大。如住宅樓面的均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m2,準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψq=0.4,因此,荷載準(zhǔn)永久值為2.Ox0.4=O.8kN/m2;而對(duì)一般書庫(kù)、檔案庫(kù)樓面均布活荷載為5.0kN/m2,準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψq=0.8,因此荷載準(zhǔn)永久值為5.OxO.8=4.0kN/m2。
(二)結(jié)構(gòu)的功能要求及可靠度
1.結(jié)構(gòu)的功能要求
結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)滿足下列功能要求:
(1)安全性
在正常施工和正常使用時(shí),能承受可能出現(xiàn)的各種作用。在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件(如地震、爆炸)發(fā)生時(shí)及發(fā)生后,仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。
所謂整體穩(wěn)定性,系指在偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后,建筑結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。
(2)適用性
在正常使用時(shí)具有良好的工作性能。如不產(chǎn)生影響使用的過大的變形或振幅,不發(fā)生足以讓使用者產(chǎn)生不安的過寬的裂縫。
(3)耐久性
在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能。
所謂足夠的耐久性能,系指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中,在預(yù)定時(shí)期內(nèi),其材料性能的惡化不致導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可接受的失效概率。從工程概念上講,足夠的耐久性能就是指在正常維護(hù)條件下結(jié)構(gòu)能夠正常使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限。
2.結(jié)構(gòu)的可靠度
上述對(duì)結(jié)構(gòu)安全性、適用性、耐久性的要求可概括為結(jié)構(gòu)可靠性的要求。結(jié)構(gòu)的可靠性指的是,結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)可靠度是對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述,即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的概率。
結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)的使用年限長(zhǎng)短有關(guān),《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》所指的結(jié)構(gòu)可靠度或結(jié)構(gòu)失效概率,是對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限而言的,也就是說,規(guī)定的時(shí)間指的是設(shè)計(jì)使用年限;而規(guī)定的條件則是指正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用,不考慮人為過失的影響,人為過失應(yīng)通過其他措施予以避免。
為了保證建筑結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度,除了應(yīng)進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算外,還應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)材料性能、施工質(zhì)量、使用與維護(hù)進(jìn)行相應(yīng)的控制。對(duì)控制的具體要求,應(yīng)符合有關(guān)勘察、設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)等標(biāo)準(zhǔn)的專門規(guī)定。
(三)結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)
整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求,這個(gè)特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為下列兩類:
1.承載能力極限狀態(tài)
這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí),即認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài):
(1)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);
(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞(包括疲勞破壞),或因過度變形而不適于繼續(xù)承載;
(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系;
(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等):
(5)地基喪失承載能力而破壞(如失穩(wěn)等)。
2.正常使用極限狀態(tài)
這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí),即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài):
(1)影響正常使用或外觀的變形;
(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);
(3)影響正常使用的振動(dòng);
(4)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)汁時(shí),除了考慮結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)之外,還須根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工和使用中的環(huán)境條件和影響,區(qū)分下列三種設(shè)計(jì)狀況:
(1)持久狀況,即在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn),其持續(xù)期很長(zhǎng)的狀況,例如房屋結(jié)構(gòu)承受家具和正常人員荷載的狀況。持續(xù)期一般與設(shè)計(jì)使用年限為同一數(shù)量級(jí)。
(2)短暫狀況,即在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大,而與設(shè)計(jì)使用年限相比,持續(xù)期很短的狀況,如結(jié)拇施工和維修時(shí)承受堆料荷載的狀況。
(3)偶然狀況,即在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小,且持續(xù)期很短的狀況,如結(jié)構(gòu)遭受火災(zāi)、爆炸、撞擊、罕遇地震等作用。
這三種設(shè)計(jì)狀況分別對(duì)應(yīng)不同的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。對(duì)于持久狀況、短暫狀況和偶然狀況,都必須進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì);對(duì)于持久狀況,尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極跟狀態(tài)設(shè)計(jì);而對(duì)于短暫狀況,可根據(jù)需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。
(四)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載(效應(yīng))組合,并應(yīng)取各自的最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式
根據(jù)荷載規(guī)范的要求,結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行,其一般表達(dá)式為
γ0S≤R (7-1)
式中 γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);
S——結(jié)構(gòu)效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;
R--結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值,應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定確定。
(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)γ0
根據(jù)《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)破壞可能產(chǎn)生的后果(危及人的生命安全、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等)的嚴(yán)重性,采用不同的安全等級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限按表7-3取值。
結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0 表7-3
安全等級(jí)γ0設(shè)計(jì)使用年限γ0
一級(jí)不應(yīng)小于1.1100年及以上不應(yīng)小于1.1
二級(jí)不應(yīng)小于1.050年不應(yīng)小于1.0
三級(jí)不應(yīng)小于0.95年不應(yīng)小于0.9
注:對(duì)設(shè)計(jì)使用年限為25年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,各類材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范可根據(jù)各自情況確定結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0的取值。
在抗震設(shè)計(jì)中,不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)。
同一建筑物中的各類構(gòu)件的安全等級(jí),宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同。但應(yīng)根據(jù)需要,對(duì)某些構(gòu)件的安全等級(jí)可采取提高一級(jí)或降低一級(jí)。
(2)荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值s
1)荷載效應(yīng)基本組合
、賹(duì)于基本組合,荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)從下列組合值中取最不利值確定:
(1)由可變荷載效應(yīng)控制的組合
S=γGSGK+γQ1SQ1k+ (7-2)
式中 γG_____永久荷載的分項(xiàng)系數(shù),應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009--2001第3.2.5條采用;
γQi——第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù),其中γQ1為可變荷載Q1的分項(xiàng)系數(shù),應(yīng)按《荷載規(guī)范》第3.2.5條采用;
SGk--按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk計(jì)算的荷載效應(yīng)值;
SQik——按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計(jì)算的荷載效應(yīng)值,其中SQ1k為諸可變荷載效應(yīng)中起控制作用者;
Ψci--可變荷載Qi的組合值系數(shù),應(yīng)分別按《荷載規(guī)范》各章的規(guī)定采用;
n--參與組合的可變荷載數(shù)。
(b)由永久荷載效應(yīng)控制的組合
S=γGSGK + (7-3)
、趯(duì)一般排架、框架結(jié)構(gòu),基本組合可采用簡(jiǎn)化規(guī)則,并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定:
(a)由可變荷載效應(yīng)控制的組合:
S=γGSGK+γQ1SQ1k (7-4)
S=γGSGK+0.9 (7-4a)
(b)由永久荷載效應(yīng)控制的組合仍按公式(7-3)式采用。
、刍窘M合的荷載分項(xiàng)系數(shù),應(yīng)按下列規(guī)定采用:
(a)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù):
a)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)
對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合,應(yīng)取1.2;
對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合,應(yīng)取1.35。
b)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)
一般情況下應(yīng)取1.0;
對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算,應(yīng)取0.9。
(b)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù):
一般情況下應(yīng)取1.4;
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載應(yīng)取1.3。
2)荷載效應(yīng)偶然組合
對(duì)于偶然組合,荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值宜按下列規(guī)定確定:偶然荷載的代表值不乘分 項(xiàng)系數(shù);與偶然荷載同時(shí)出現(xiàn)的其他荷載可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇担?各種情況下荷載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值公式,可由有關(guān)規(guī)范另行規(guī)定。
2.正常使用極限狀態(tài)表達(dá)式
對(duì)于正常使用極限狀態(tài),應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求,采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合,并應(yīng)按下列設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì):
S≤C (7-5)
式中 C--結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值,例如變形、裂縫、振幅、加速度、應(yīng)力等的限值,應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)組合,荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值s應(yīng)按下式采用:
S=SGK+SQ1k+ (7-6)
對(duì)于頻遇組合,荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式采用:
S= SGK+Ψf1SQ1k+ (7-7)
式中 Ψf1--可變荷載Q1的頻遇值系數(shù),應(yīng)按有關(guān)的規(guī)定采用;
Ψqi--可變荷載Qi的準(zhǔn)永久值系數(shù),應(yīng)按有關(guān)的規(guī)定采用。
對(duì)于準(zhǔn)永久組合,荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S可按下式采用:
S= SGK+ (7-8)
(三)雪荷載
雪荷載是房屋屋面結(jié)構(gòu)的主要荷載之一。在寒冷地區(qū)的大跨度結(jié)構(gòu)和輕型結(jié)構(gòu),對(duì)雪荷載更為敏感。
1.雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值及基本雪壓
《荷載規(guī)范》規(guī)定,屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)按下式計(jì)算:
Sk=μrs0 (7-9)
式中 Sk—雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值,kN/m2;
μr——屋面積雪分布系數(shù);
s0——基本雪壓,kN/m2。
基本雪壓系以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計(jì)所得刃年一遇最大積雪的自重確定。
基本雪壓應(yīng)按(荷載規(guī)范》全國(guó)基本雪壓分布圖的規(guī)定采用。山區(qū)的基本雪壓,當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí),可按當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛娴幕狙〾褐党艘?.2采用。
全國(guó)基本雪壓標(biāo)準(zhǔn)值范圍為0~1.0kN/m2
雪荷載的組合值系數(shù)可取0.7;頻遇值系數(shù)可取0.6;準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)按雪荷載分區(qū)I、Ⅱ和Ⅲ的不同,分別取0.5、0.2和0;雪荷載分區(qū)按《荷載規(guī)范》的規(guī)定采用。
2.屋面積雪分布系數(shù)
屋面積雪分布系數(shù)實(shí)際上就是將地面基本雪壓換算為屋面雪荷載的換算系數(shù),它與屋面形式、朝向及風(fēng)力等因素有關(guān)。
μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù);
W0-基本風(fēng)壓(kN/m2)。
(2)當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)
Wk=βgzμsμzw0 (7-11)
式中 βgz——高度z處的陣風(fēng)系數(shù)。
基本風(fēng)壓應(yīng)按規(guī)范附錄D.4中附表D.4給出的50年一遇的風(fēng)壓采用,但不得小于0.3kN/m2。
全國(guó)基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值范圍為0.3-0.9kN/m2對(duì)于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu),基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高,并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定。
2.地面粗糙度與風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz:
對(duì)于平坦或稍有起伏的地形,風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按表7-8確定。
地面粗糙度可分為A、B、C、D四類:
(1)A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);
(2)B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū);
(3)C類指有密集建筑群的城市市區(qū);
(4)D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。
第二節(jié) 砌體結(jié)構(gòu) (第六課時(shí))
一、砌體材料及其力學(xué)性能
(一)砌體分類
砌體是由各種塊材和砂漿按一定的砌筑方法砌筑而成的整體。它分為無(wú)筋砌體和配筋砌體兩大類。無(wú)筋砌體又因所用塊材不同分為磚砌體、砌塊砌體和石砌體。在砌體水平灰縫中配有鋼筋或在砌體截面中配有鋼筋混凝土小柱者稱為配筋砌體。
1.磚砌體
由磚與砂漿砌筑而成的砌體,其中磚包括實(shí)心黏土磚和黏土空心磚。
(1)實(shí)心黏土磚(簡(jiǎn)稱實(shí)心磚)
實(shí)心黏土磚具有全國(guó)統(tǒng)一的規(guī)格,其尺寸為(mm):240x115x53,它以黏土為主要原料,經(jīng)過焙燒而成,其保溫隔熱及耐久性能良好,強(qiáng)度也較高,是最常見的砌體材料。由于黏土材料耗費(fèi)廣大耕地,從保護(hù)土地資源考慮,目前實(shí)心黏土磚的應(yīng)用受到政策上的限制。
(2)黏土空心磚(簡(jiǎn)稱空心磚)
為了減輕砌體自重,保護(hù)農(nóng)田資源,近來(lái),我國(guó)部分地區(qū)生產(chǎn)了不同孔洞形狀和不同孔洞率的黏土空心磚。這種磚由于做成部分孔洞,因此自重較輕,保溫隔熱性能有了進(jìn)一步改善。
由于孔洞方向不同.黏土空心磚分為豎孔空心磚和水平孔空心磚兩類。豎孔空心磚孔洞率一般為15%-20%,以免強(qiáng)度降低過多影響使用。砌筑時(shí)由于孔洞垂直于受壓面,強(qiáng)度較高,可用于承重墻,其強(qiáng)度等級(jí)劃分同實(shí)心磚。水平孔空心磚可采用較大的孔洞率,一般為40%—60%,以取得更好的隔熱、隔聲性能。砌筑時(shí)孔洞平行于承壓面,故強(qiáng)度較低,一般只能用于外承重隔墻或框架填充墻。
在豎孔空心磚型號(hào)中,字母K表示空心,M表示模數(shù),P表示普通。普通空心磚KPl重量較輕,可與標(biāo)準(zhǔn)磚配合使用,砍磚容易,不需配磚,因此在部分地區(qū)用得較多。普通空心磚KP2也能與標(biāo)準(zhǔn)磚配合使用,但砍磚較多,施工時(shí)尚需輔助規(guī)格的配磚。模數(shù)空心磚KMI不能與普通標(biāo)準(zhǔn)磚配合使用,同時(shí)在拐角、T字形接頭處,由于錯(cuò)縫要求,還需要輔助規(guī)格的配磚。
目前,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空心磚的孔洞形狀、孔洞率及布置方式未作統(tǒng)一規(guī)定,因此各地區(qū)產(chǎn)品不盡相同。
2.砌塊砌體
由砌塊與砂漿砌筑而成,砌塊材料有混凝土、粉煤灰等。目前,我國(guó)常用的有混凝土中、小型空心砌塊和粉煤灰中型砌塊。小型砌塊高度為180~350mm,中型徹塊高度為360—900mm。小型砌塊可用手工砌筑,中型砌塊采用機(jī)械施工,大型砌塊由于起重設(shè)備的限制,很少應(yīng)用。
3.配筋砌體
在砌體中配置鋼筋或鋼筋混凝土?xí)r,稱為配筋磚砌體。目前,我國(guó)采用的配筋砌體有:
(1)網(wǎng)狀配筋磚砌體
在砌體水平灰縫中配置雙向鋼筋網(wǎng),可加強(qiáng)軸心受壓或偏心受壓墻(或柱)的承載能力。
(2)縱向配筋磚砌體
在砌體的豎向灰縫中配置縱向鋼筋,施工麻煩。
(3)組合砌體
由砌體和鋼筋混凝土組成,鋼筋混凝土薄柱也可用鋼筋砂漿面層代替。主要用于偏心受壓墻、柱。
此外,在砌體結(jié)構(gòu)拐角處或內(nèi)外墻交接處放置的鋼筋混凝土構(gòu)造柱,也是一種組合砌體,但其作用只是對(duì)墻體變形起約束作用,提高房屋抗震能力。
4.石砌體
由石材和砂漿或由石材和混凝土砌筑而成。石砌體可用作一般民用建筑的承重墻、柱和基礎(chǔ)。
(二)砌體材料的強(qiáng)度等級(jí)
塊材和砂漿的強(qiáng)度等級(jí),依據(jù)其抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分。它是確定砌體在各種受力情況下強(qiáng)度的基本數(shù)據(jù)。
1.燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)分為5級(jí),以MU表示,單位為MPa,即MU30、MU25、MU20、MUl5、MUIO。磚的抗壓強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度綜合評(píng)定。
2.蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚的強(qiáng)度等級(jí)分為4級(jí),即MU25、MU20、MU l5、MU10。
3.砌塊的強(qiáng)度等級(jí)分為5級(jí),即MU20、MUl5、MUIO、MU7.5、MU5。
4.石材的強(qiáng)度等級(jí)由邊長(zhǎng)為70mm的立方體試塊的抗壓強(qiáng)度來(lái)表示,可分為7級(jí),即 MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。
5.砂漿的強(qiáng)度等級(jí)由邊長(zhǎng)為70.7mm的立方體試塊,在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù),進(jìn)行抗壓試驗(yàn),取其抗壓強(qiáng)度平均值。砂漿強(qiáng)度等級(jí)分為5級(jí),以M表示,即M15、M10、M7.5、M5、M2.5,當(dāng)驗(yàn)算施工階段砌體承載力時(shí),砂漿強(qiáng)度取為0。
(三)砌體的受力性能及影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素
砌體受壓時(shí)單塊塊材處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下工作,不僅受壓,并且還受彎、受剪和受拉,從而使塊材抗壓強(qiáng)度不能充分發(fā)揮,因此,砌體的抗壓強(qiáng)度低于所用塊材的抗壓強(qiáng)度。
影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素有:
1.塊材和砂漿強(qiáng)度的影響
塊材和砂漿強(qiáng)度是影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素,砌體強(qiáng)度隨塊材和砂漿強(qiáng)度的提高而提高。對(duì)提高砌體強(qiáng)度而言,提高塊材強(qiáng)度比提高砂漿強(qiáng)度更有效。
一般情況下,砌體強(qiáng)度低于塊材強(qiáng)度。當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)較低時(shí),砌體強(qiáng)度高于砂漿強(qiáng)度;當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)較高時(shí),砌體強(qiáng)度低于砂漿強(qiáng)度。
2,塊材的表面平整度和幾何尺寸的影響
塊材表面愈平整,灰縫厚薄愈均勻,砌體的抗壓強(qiáng)度可提高。當(dāng)塊材翹曲時(shí),砂漿層 嚴(yán)重不均勻,將產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力使塊材過早破壞。
塊材高度大時(shí),其抗彎、抗剪和抗拉能力增大;塊材較長(zhǎng)時(shí),在砌體中產(chǎn)生的彎剪應(yīng) 力也較大。
3.砌筑質(zhì)量的影響
砌體砌筑時(shí)水平灰縫的厚度、飽滿度、磚的含水率及砌筑方法,均影響到砌體的強(qiáng)度 和整體性。水平灰縫厚度應(yīng)為8-12mm(一般宜為l0mm);水平灰縫飽滿度應(yīng)不低于80%;砌體砌筑時(shí),應(yīng)提前將磚澆水濕潤(rùn),含水率不宜過大或過低(一般要求控制在10%-15%);砌筑時(shí)磚砌體應(yīng)上下錯(cuò)縫,內(nèi)外搭接。
二、砌體房屋的靜力計(jì)算
房屋中的墻,柱等豎向構(gòu)件用砌體材料,屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件用鋼筋混凝土或其他材料建造的房屋,由于采用了兩種或兩種以上材料,稱為混合結(jié)構(gòu)房屋,或稱為砌體結(jié)構(gòu)房屋。
(一)砌體結(jié)構(gòu)房屋承重墻布置的四種方案
1.橫墻承重體系
在多層住宅、宿舍中,橫墻間距較小,可做成橫墻承重體系,樓面和屋面荷載直接傳至橫墻和基礎(chǔ)。這種承重體系由于橫墻間距小,因此房屋空間剛度較大,有利于抵抗水平風(fēng)載和地震作用,也有利于調(diào)整房屋的不均勻沉降。
2.縱墻承重體系
在食堂、禮堂、商店、單層小型廠房中,將樓、屋面板(或增設(shè)檁條)鋪設(shè)在大梁 (或屋架)上,大梁(或屋架)放置在縱墻上,當(dāng)進(jìn)深不大時(shí),也可將樓、屋面板直接放置在縱墻上,通過縱墻將荷載傳至基礎(chǔ),這種體系稱為縱墻承重體系。
縱墻承重體系可獲得較大的使用空間,但這類房屋的橫向剛度較差,應(yīng)加強(qiáng)樓、屋蓋與縱墻的連接,這種體系不宜用于多層建筑物。
3.縱橫墻承重體系
在教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、辦公樓、醫(yī)院門診樓中,部分房屋需要做成大空間,部分房間可以做成小空間,根據(jù)樓、屋面板的跨度,跨度小的可將板直接擱置在橫墻上,跨度大的方向可加設(shè)大梁,板荷載傳至大梁,大梁支承在縱墻上,這樣設(shè)計(jì)成縱橫墻同時(shí)承重,這種體系布置靈活,其空間剛度介于上述兩種體系之間。
4.內(nèi)框架承重體系
在商場(chǎng)、多層廠房中,常需要較大的空間,可在房屋中部設(shè)柱,大梁一端支承在柱上,另一端支承在周邊承重墻上,這樣,在大梁中部形成內(nèi)框架承重體系。這種體系房屋橫墻少,空間剛度差,且柱基礎(chǔ)與基礎(chǔ)形式不同,容易產(chǎn)生不均勻沉降。
(二)砌體結(jié)構(gòu)房屋靜力計(jì)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(jì)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(dòng)鉸支承的豎向結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算 方案,見表7-10。
房屋的靜力計(jì)算方案 表7-10
屋蓋或樓蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案
整體式、裝配整體式和裝配無(wú)檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋S<3232≤s≤72s>72
裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋S<2020≤s≤48s>48
瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋S<1616≤s≤36s>36
注:表中s為房屋橫墻間距,其長(zhǎng)度單位為m。
對(duì)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(jì)。
對(duì)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(jì),很少情況下按彈性方案設(shè)計(jì)。
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(shí),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(zhǎng)度不宜小于其高度,多層房屋橫墻長(zhǎng)度,不宜小于H/2(打?yàn)闄M墻總高度)。
當(dāng)橫墻不能同時(shí)滿足上述要求時(shí),應(yīng)對(duì)橫墻剛度進(jìn)行驗(yàn)算,如其最大水平位移值μ≤H/4000時(shí),仍可視作剛性或剛彈性方案的橫墻。
(三)剛性方案房屋的靜力計(jì)算
1.單層房屋承重縱墻
(1)計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖
對(duì)有門窗洞口的外縱墻,可取一個(gè)開間的墻體作為計(jì)算單元。對(duì)無(wú)門窗洞口的縱墻,可取1.0m墻體作為計(jì)算單元。
在豎向和水平荷載作用下,可將墻上端視作為不動(dòng)鉸支座支承于屋蓋,下端嵌固于基礎(chǔ)頂面的豎向構(gòu)件。
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Nl的形式作用于墻頂端。由于屋架或大梁對(duì)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(jiǎn)化為集中力形式直接通過屋蓋傳至橫墻,對(duì)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(duì)等截面墻時(shí),墻體自重不產(chǎn)生彎矩。
(2)內(nèi)力計(jì)算
豎向荷載作用下及水平荷載作用下,分別進(jìn)行計(jì)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—個(gè)開間作為計(jì)算單元,受荷寬度為(l1+12)/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。
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(shí),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7-11的規(guī)定;
(3)屋面自重不小于0.8kN/m2。
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(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí),頂層可按單層剛彈性或彈性方案進(jìn)行靜力計(jì)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(jì)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(jì)算。
首先,在各層橫梁與立柱連接處加一水平鉸支桿,計(jì)算其在水平荷載作用下(結(jié)點(diǎn)處無(wú)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(wú)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(duì)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(jì)算結(jié)果疊加,即得所求的內(nèi)力。
三、無(wú)筋砌體構(gòu)件承載力計(jì)算
(一)受壓構(gòu)件
1.在工程中無(wú)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(lái)的豎向荷載和自身重量!镀鲶w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)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(jì)算:
N≤ΦfA (7-14)
式中 N--軸向力設(shè)計(jì)值;
Φ——高厚比盧和軸向力的偏心距e對(duì)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(jì)規(guī)范》附錄D的規(guī)定采用;
f--砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.2.1條采用;
A——截面面積,對(duì)各類砌體均應(yīng)按毛截面計(jì)算;對(duì)帶壁柱墻,其翼緣寬度可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4,2.8條采用。
注:對(duì)矩形截面構(gòu)件,當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長(zhǎng)大于另一方向的邊長(zhǎng)時(shí),除按偏心受壓計(jì)算外,還應(yīng)對(duì)較小邊長(zhǎng)方向,按軸心受壓進(jìn)行驗(yàn)算。
2.計(jì)算影響系數(shù)甲或查甲表時(shí),構(gòu)件高厚比盧應(yīng)按下列公式確定:
對(duì)矩形截面 β=γβH0/h (7-15)
對(duì)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(jì)算高度,按表7-13確定;
h——矩形截面軸向力偏心方向的邊長(zhǎng),當(dāng)軸心受壓時(shí)為截面較小邊長(zhǎng);
hT——T形截面的折算厚度,可近似按3.5i計(jì)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(duì)灌孔混凝土砌塊,γβ取I.0。
3.受壓構(gòu)件的計(jì)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(diǎn)的距離。下端支點(diǎn)的位置可取在基礎(chǔ)頂面。當(dāng)埋置較深且有剛性地坪時(shí),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(diǎn)間的距離。
(3)對(duì)于無(wú)壁柱的山墻,可取層高加山墻尖高度的1/2;對(duì)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(shí),其承載能力按下列公式計(jì)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(jì)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(lái)考慮;
Al--局部受壓面積;
A0——影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計(jì)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(shí),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(jì)算:
Nt≤ftA (7-19)
式中 Nt——軸心拉力設(shè)計(jì)值;
ft——砌體軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算:
M≥ftmW (7-20)
式中 M--彎矩設(shè)計(jì)值;
ftm——砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按(砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)受剪構(gòu)件的承載力,應(yīng)按式(7-21)計(jì)算:
V≤(fv+aμσ0)A (7-21)
式中 符號(hào)及有關(guān)計(jì)算見《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yàn)算:
β=H0/h≤μ1μ2[β] (7-22)
式中 H0——墻、柱的計(jì)算高度,應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.1.3條采用;
h——墻厚或矩形柱與仃。相對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng);
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(yàn)算,應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行:
按公式(7-22)驗(yàn)算帶壁柱墻的高厚比,此時(shí)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(shí),墻截面的翼緣寬度,可按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.8條的規(guī)定采用;當(dāng)確定帶壁柱墻的計(jì)算高度H0時(shí),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(duì)有門窗洞口的墻,允許高厚比修正系數(shù)μ2應(yīng)按下式計(jì)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(shí),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(dòng)或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí),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(jí)應(yīng)符合表7-15的要求。
3.承重的獨(dú)立磚柱截面尺寸不應(yīng)小于240mmx 370mm。毛石墻的厚度不宜小于350mm,毛料石柱較小邊長(zhǎng)不宜小于400mm。
4.跨度大于6m的屋架和跨度大于下列數(shù)值的梁,應(yīng)在支承處砌體上設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土墊塊;當(dāng)墻中設(shè)有圈梁時(shí),墊塊與圈梁宜澆成整體。
(1)對(duì)磚砌體為4.8m;
(2)對(duì)砌塊和料石砌體為4.2m;
(3)對(duì)毛石砌體為3.9m。
5.當(dāng)梁跨度大于或等于下列數(shù)值時(shí),其支承處宜加設(shè)壁柱,或采取其他加強(qiáng)措施:
(1)對(duì)240mm厚的磚墻為6m,對(duì)180mm厚的磚墻為4.8m;
(2)對(duì)砌塊、料石墻為4.8m。
6.預(yù)制鋼筋混凝土板的支承長(zhǎng)度,在墻上不宜小于l00mm;在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80mm;當(dāng)利用板端伸出鋼筋拉結(jié)和混凝土灌縫時(shí),其支承長(zhǎng)度可為40mm,但板端縫寬不小于80mm,灌縫混凝土不宜低于C20。
7.填充墻、隔墻應(yīng)分別采取措施與周邊構(gòu)件可靠連接。
8.山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部,屋面構(gòu)件應(yīng)與山墻可靠拉結(jié)。
9.砌塊砌體應(yīng)分皮錯(cuò)縫搭砌,上下皮搭砌長(zhǎng)度不得小于90mm。當(dāng)搭砌長(zhǎng)度不滿足上述要求時(shí),應(yīng)在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2ø4的焊接鋼筋網(wǎng)片(橫向鋼筋的間距不宜大于200mm),網(wǎng)片每端均應(yīng)超過該垂直縫,其長(zhǎng)度不得小于300mm。
10.砌塊墻與后砌隔墻交接處,應(yīng)沿墻高每400mm在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2 ø 4、橫筋間距不大于200mm的焊接鋼筋網(wǎng)片。
11.混凝土砌塊房屋,宜將縱橫墻交接處、距墻中心線每邊不小于300mm范圍內(nèi)的孔洞,采用不低于C20灌孔混凝土灌實(shí),灌實(shí)高度應(yīng)為墻身全高。
12.在砌體中留槽洞及埋設(shè)管道時(shí),應(yīng)遵守下列規(guī)定:
(1)不應(yīng)在截面長(zhǎng)邊小于500mm的承重墻體、獨(dú)立柱內(nèi)埋設(shè)管線;
(2)不宜在墻體中穿行暗線或預(yù)留、開鑿溝槽,無(wú)法避免時(shí)應(yīng)采取必要的措施或按削弱后的截面驗(yàn)算墻體的承載力。
對(duì)受力較小或未灌孔的砌塊砌體,允許在墻體的豎向孔洞中設(shè)置管線。
(三)防止或減輕墻體開裂的主要措施
1.為了防止或減輕房屋在正常使用條件下,由溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫,應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。伸縮縫的間距可按表7-16采用。
砌體房屋伸縮縫的最大間距(m) 表7-16
屋蓋或樓蓋類別間距
整體式或裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋50
無(wú)保溫層或隔熱層的屋蓋40
裝配式無(wú)檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋60
無(wú)保溫層或隔熱層的屋蓋50
裝配式有檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋75
無(wú)保溫層或隔熱層的屋蓋60
瓦材屋蓋、木屋蓋或樓蓋、輕鋼屋蓋100
注:1.在鋼筋混凝土屋面上掛瓦的屋盞應(yīng)按鋼筋棍凝土屋蓋采用;
2.攢本表設(shè)置的墻體伸縮縫,一般不能同時(shí)防止由于鋼筋混凝土屋蓋的溫度變形和砌體干縮變形引起的墻體局部裂縫;
3。溫差較大且變化頻繁地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)不采暖的房屋及構(gòu)筑物墻體的伸縮縫的最大間距,應(yīng)按表中數(shù)值予以適當(dāng)減小;
4.墻體的伸縮縫應(yīng)與結(jié)構(gòu)的其他變形縫相重合,在進(jìn)行立面處理時(shí).必須保證縫隙的伸縮作用。
2.為了防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫,可根據(jù)情況采取下列措施:
(1)屋面應(yīng)設(shè)置保溫、隔熱層;
(2)屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6m,并與女兒墻隔開,其縫寬不小于30mm;
(3)頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈粱,并沿內(nèi)外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋;
(4)頂層挑梁末端下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置3道焊接鋼筋網(wǎng)片(縱向鋼筋不宜少于2ø4,橫筋間距不宜大于200mm)或2 ø 6鋼筋,鋼筋網(wǎng)片或鋼筋應(yīng)自挑粱末端伸入兩邊墻體不小于1m;
(5)頂層及女兒墻砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M5;
(6)女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱間距不宜大于4m,構(gòu)造柱應(yīng)伸至女兒墻頂并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起;
(7)房屋頂層端部墻體內(nèi)適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造柱。
3。為防止或減輕房屋底層墻體裂縫,可根據(jù)情況采取下列措施:
(1)增大基礎(chǔ)圈梁的剛度;
(2)在底層的窗臺(tái)下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置3道焊接鋼筋網(wǎng)片或2 ø 6鋼筋,并伸人兩邊窗間墻內(nèi)不小于600mm;
(3)采用鋼筋混凝土窗臺(tái)板,窗臺(tái)板嵌入窗間墻內(nèi)不小于600mm。
4.墻體轉(zhuǎn)角處和縱橫墻交接處宜沿豎向每隔400-500mm設(shè)拉結(jié)鋼筋,其數(shù)量為每120mm墻厚不少于1 ø 6或焊接鋼筋網(wǎng)片,埋入長(zhǎng)度從墻的轉(zhuǎn)角或交接處算起,每邊不小于600mm。
5.為防止或減輕混凝土砌塊房屋頂層兩端和底層第一、第二開間門窗洞處的裂縫,可采取下列措施:
(1)在門窗洞口兩側(cè)不少于—個(gè)孔洞中設(shè)置不小于1 ø 12鋼筋,鋼筋應(yīng)在樓層圈梁或基礎(chǔ)錨固,并采用不低于C20灌孔混凝土灌實(shí);
(2)在門窗洞口兩邊的墻體的水平灰縫中,設(shè)置長(zhǎng)度不小于900mm、豎向間距為400mm的2 ø 4焊接鋼筋網(wǎng)片;
(3)在頂層和底層設(shè)置通長(zhǎng)鋼筋混凝土窗臺(tái)梁,窗臺(tái)梁的高度宜為塊高的模數(shù),縱筋不少于4 ø10、箍筋ø 6@200,Cb20混凝土。
五、圈梁、過梁、墻梁和挑梁
(一)圈梁
1.為了增強(qiáng)房屋的整體剛度,防止由于地基的不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載等對(duì)房屋引起的不利影響,可在墻中設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。
2.車間、倉(cāng)庫(kù)、食堂等空曠的單層房屋應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置圈梁
(1)磚砌體房屋,檐口標(biāo)高為5-8m時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道,檐口標(biāo)高大于8m,應(yīng)增加沒置數(shù)員;
(2)砌塊及料石砌體房屋,檐口標(biāo)高為4—5m時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道,檐口標(biāo)高大于5m時(shí),應(yīng)增加沒置數(shù)量。
對(duì)有吊車或較大振動(dòng)設(shè)置的單層工業(yè)房屋,除在檐口或窗頂標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁外,尚應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。
3.宿舍、辦公樓等多層砌體民用房屋,且層數(shù)為3-4層時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道。當(dāng)層數(shù)超過4層時(shí),應(yīng)在所有縱橫墻上隔層設(shè)置。
多層砌體工業(yè)房屋,應(yīng)每層設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。
4.圈梁應(yīng)符合下列構(gòu)造要求:
(1)圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上,并形成封閉狀;當(dāng)圈梁被門窗洞口截?cái)鄷r(shí),應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)少于其中到中垂直間距的二倍,且不得小于1m。
(2)縱橫墻交接處的圈梁應(yīng)有可靠的連接。
(3)鋼筋混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同,當(dāng)墻厚h≥240mm時(shí),其寬度不宜小于2h/3。圈梁高度不應(yīng)小于120mm?v向鋼筋不應(yīng)小于4 ø 10,綁扎接頭的搭接長(zhǎng)度按受拉鋼筋考慮,箍筋間距不應(yīng)大于300mm。
(4)圈梁兼作過梁時(shí),過梁部分的鋼筋應(yīng)按計(jì)算用量另行增配。
5.采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋,當(dāng)層數(shù)超過5層時(shí),除在檐口標(biāo)高處設(shè)置一道圈梁外,可隔層設(shè)置圈梁,井與樓(屋)面板一起現(xiàn)澆。未設(shè)置圈梁的樓面板嵌入墻內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm,井沿墻長(zhǎng)配置不少于2 ø 10的縱向鋼筋。
(二)過梁
1.磚砌過梁的跨度不應(yīng)超過下列規(guī)定:
鋼筋磚過粱為1.5m;
磚砌平拱為1.2m。
對(duì)有較大振動(dòng)荷載或可能產(chǎn)生不均勻沉降的房屋,應(yīng)采用鋼筋混凝土過梁。
2.過梁的荷載應(yīng)按下列規(guī)定采用:
(1)梁、板荷載
對(duì)磚和小型砌塊砌體,當(dāng)梁、板下的墻體高度hw
(2)墻體荷載
1)對(duì)磚砌體,當(dāng)過梁上的墻體高度hw
2)對(duì)混凝土砌塊砌體,當(dāng)過梁上的墻體高度hw
3.磚砌過粱的構(gòu)造要求應(yīng)符合下列規(guī)定;
(1)磚砌過粱截面計(jì)算高度內(nèi)的砂漿不宜低于M5;
(2)磚砌乎拱用豎磚砌筑部分的高度不應(yīng)小于240mm;
(3)鋼筋磚過粱底面砂漿層處的鋼筋,其直徑不應(yīng)小于5mm,間距不宜大于120mm,鋼筋伸入支座砌體內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于240mm,砂漿層的厚度不宜小于30mm。
(三)墻梁
1.墻粱包括簡(jiǎn)支墻梁、連續(xù)墻梁和框支墻粱。可劃分為承重墻梁和自承重墻梁。
2.采用燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體和配筋砌體的墻梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合表7-17的規(guī)定。
墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)每跨允許設(shè)置一個(gè)洞口;洞口邊至支座中心的距離ai,距邊支座不 應(yīng)小于0.15loi,距中支座不應(yīng)小于0.07loi。對(duì)多層房屋的墻梁,各層洞口宜設(shè)置在相同位置,并宜上、下對(duì)齊。
4.墻梁除應(yīng)符合《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003--2001)和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010--2002)的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定外,尚應(yīng)符合下列構(gòu)造要求:
(1)材料
1)托梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30;
2)縱向鋼筋宜采用HRB335、HRB400或RRB400級(jí)鋼筋;
3)承重墻梁的塊體強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MUl0,計(jì)算高度范圍內(nèi)墻體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M10。
(2)墻體
1)框支墻梁的上部砌體房屋,以及設(shè)有承重的簡(jiǎn)支墻梁或連續(xù)墻梁的房屋,應(yīng)滿足剛性方案房屋的要求。
2)墻梁的計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體厚度,對(duì)磚砌體不應(yīng)小于240mm,對(duì)混凝土小型砌塊砌體不應(yīng)小于190mm。
3)墻粱洞口上方應(yīng)設(shè)置混凝土過梁,其支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于240mm;洞口范圍內(nèi)不應(yīng)施加集中荷載。
4)承重墻梁的支座處應(yīng)設(shè)置落地翼墻,翼墻厚度,對(duì)磚砌體不應(yīng)小于240mm,對(duì)混凝土砌塊砌體不應(yīng)小于190mm,翼墻寬度不應(yīng)小于墻梁墻體厚度的3倍,并與墻梁墻體同時(shí)砌筑。當(dāng)不能設(shè)置翼墻時(shí),應(yīng)設(shè)置落地且上、下貫通的構(gòu)造柱。
5)當(dāng)墻梁墻體在靠近支座1/3跨度范圍內(nèi)開洞時(shí),支座處應(yīng)設(shè)置落地且上、下貫通的構(gòu)造柱,并應(yīng)與每層圈梁連接。
6)墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體,每天可砌高度不應(yīng)超過1.5m,否則,應(yīng)加設(shè)臨時(shí)支撐。
(3)托梁
1)有墻梁的房屋的托梁兩邊各一個(gè)開間及相鄰開間處應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋,樓板厚度不宜小于120mm,當(dāng)樓板厚度大于150mm時(shí),宜采用雙層雙向鋼筋網(wǎng),樓板上應(yīng)少開洞,洞口尺寸大于800mm時(shí)應(yīng)設(shè)洞邊梁。
2)托梁每跨度部的縱向受力鋼筋應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)置,不得在跨中段彎起或截?cái)唷d摻罱娱L(zhǎng)應(yīng)采用機(jī)械連接或焊接。
3)承重墻梁的托梁在砌體墻、柱上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于350mm?v向受力鋼筋伸入 支座應(yīng)符合受拉鋼筋的錨固要求。
4)當(dāng)托梁高度札》500mm時(shí),應(yīng)沿梁高設(shè)置通長(zhǎng)水平腰筋,直徑不應(yīng)小于12mm,間距不應(yīng)大于200mm。
5)墻梁偏開洞口的寬度及兩側(cè)
各一個(gè)梁高h(yuǎn)b范圍內(nèi)直至靠近洞口的支座邊的托梁箍筋直徑不宜小于8mm,間距不應(yīng)大于100mm。
(四)挑梁
1.砌體墻中鋼筋混凝土挑粱的抗傾覆應(yīng)按下式驗(yàn)算:
Mov≤Mr (7-24)
式中 Mov——挑粱的荷載設(shè)計(jì)值對(duì)計(jì)算傾覆點(diǎn)產(chǎn)生的傾覆力矩;
Mr——挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值,可按式(7-27)計(jì)算。
2.挑粱計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離可按下列規(guī)定采用:
(1)當(dāng)ll≥2.2hb時(shí)
x0=0.3hb (7-25)
且不大于0.131l。
(2)當(dāng)ll<2.2hb時(shí)
x0=0.3ll (7-26)
式中 ll--挑粱埋人砌體墻中的長(zhǎng)度(mm);
x0—計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離(mm);
hb——挑梁的截面高度(nlm)。
注:當(dāng)挑梁下有構(gòu)造柱時(shí),計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離0.5x0。
3.挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算:
Mr=0.8Gr(l2-x0) (7-27)
式中 Gr—挑梁的抗傾覆荷載,為挑梁尾端上部450擴(kuò)展角的陰影范圍(其水平長(zhǎng)度為l3)內(nèi)本層的砌體與樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和;
12-- Gr作用點(diǎn)至墻外邊緣的距離。
4.挑梁設(shè)計(jì)除應(yīng)符合<棍凝土規(guī)范》GB 50010---2002的有關(guān)規(guī)定外,尚應(yīng)滿足下列要求:
(1)縱向受力鋼筋至少應(yīng)有1/2的鋼筋面積伸人粱尾端,且不少于2øl2。其余鋼筋伸入支座的長(zhǎng)度不應(yīng)小于21l/3。
(2)挑粱埋人砌體長(zhǎng)度1l與挑出長(zhǎng)度1之比宜大于1.2;當(dāng)挑梁上無(wú)砌體時(shí)1l與1之比宜大于2。
5.雨篷等懸挑構(gòu)件可按規(guī)范第7.4.1條-7.4.3條進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算。
習(xí)題3
1下列關(guān)于多層砌體房屋的承重窗間墻最小寬度的敘述,哪一項(xiàng)是正確的( )。
A.設(shè)防烈度為7度的地區(qū)為1.5m
B.設(shè)防烈度為8度的地區(qū)為1.2m
C.不考慮設(shè)防烈度,均為1.2m
D.不考慮設(shè)防烈度,均為1.5m
提示:根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2002)第7.1.6條表7.1.6,當(dāng)設(shè)防烈度為6、7、8、9度時(shí),多層砌體房屋的承重窗間墻寬度分別不應(yīng)小于1.0m、1.0m、1.2m和1.5m。
2多層普通磚、多孔磚房屋的構(gòu)造柱最小截面尺寸、縱向鋼筋和箍筋間距的規(guī)定,下述哪項(xiàng)是正確的( )。
A.240mm×180mm,不宜小于4 12,不宜大于200mm
B.240mm×240mm,不宜小于4 14,不宜大于250mm
C.240mm×240mm,不宜小于4 14,不宜大于200mm
D.240mm×180mm,不宜小于4 12,不宜大于250mm
3為了防止砌體房屋因溫差和砌體干縮引起墻體產(chǎn)生豎向裂縫,應(yīng)設(shè)置伸縮縫。下列哪種情況允許溫度伸縮縫間距最大( )。
A.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋,有保溫層
B.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋,無(wú)保溫層
C.裝配式鋼筋混凝土樓(屋)蓋,有保溫層
D.裝配式鋼筋混凝土樓(屋)蓋,無(wú)保溫層
提示:根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50003-2001)第6.3.1條表6.3.1,砌體房屋溫度伸縮縫最大間距的確定與屋蓋(或樓蓋)是整體式的或裝配式的有關(guān);同時(shí)還與屋蓋是否設(shè)有保溫層或隔熱層有關(guān)。整體式結(jié)構(gòu)比裝配式結(jié)構(gòu)在溫度變化和砌體干縮時(shí)不容易自由變形,因此對(duì)溫度伸縮縫最大間距要控制得嚴(yán);有保溫或隔熱層的屋蓋可以緩解溫差的變化,因而溫度伸縮縫最大間距可以放寬些。綜上所述,對(duì)裝配式有保溫層的樓(屋)蓋,溫度伸縮縫間距可以放得更寬些。從表6.3.1可以看出,對(duì)裝配式有檁體系且有保溫層或隔熱層的屋蓋,溫度伸縮縫最大間距為75m,而整體式且無(wú)保溫層或隔熱層的屋蓋,溫度伸縮縫最大間距僅為40m。
4同一種砌體結(jié)構(gòu),當(dāng)對(duì)其承重墻、柱的允許高厚比[β]值的比較,下列結(jié)論何者為正確( )。
A.砂漿強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí),墻比柱高
B.砂漿強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí),柱比墻高
C.砌體強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí),墻比柱高
D.砌體強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí),柱比增高
5砌體房屋中,在確定墻體高厚比時(shí),下列哪種敘述是正確的( )。
A.根據(jù)建筑設(shè)計(jì)需要
B.根據(jù)承載力確定
C.根據(jù)計(jì)算需要確定
D.根據(jù)墻體的整體剛度確定
6在下列關(guān)于構(gòu)造柱主要作用的敘述中,哪一項(xiàng)是正確的( )。
A.減少多層砌體房屋的不均勻沉降
B.提高墻體的強(qiáng)度
C.提高房屋的承載力
D.改善砌體的變形能力
7砌體防潮層的設(shè)置,下列哪一種敘述是錯(cuò)誤的( )。
A.室內(nèi)地面以下
B.室外散水頂面以下
C.勒腳采用水泥砂漿
D.對(duì)防潮層以下砌體材料最低等級(jí),規(guī)范有專門規(guī)定
提示:根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50003-2001)第6.2.2條規(guī)定,在室內(nèi)地面以下,室外散水坡頂面以上的砌體內(nèi),應(yīng)鋪設(shè)防潮層。防潮層材料一般情況下宜采用防水水泥砂漿。勒腳部位應(yīng)采用水泥砂漿粉刷。題中B將防潮層設(shè)置在室外散水頂面以下是錯(cuò)誤的。
8砌體承重房屋的獨(dú)立磚柱,截面最小尺寸為( )。
A.240mm×240mm
B.240mm×370mm
C.370mm×370mm
D.不做規(guī)定
9砌體結(jié)構(gòu)中,剛性和剛彈性方案房屋橫墻厚度不宜小于( )mm。
A.120
B.180
C.240
D.由計(jì)算確定
10燒結(jié)普通磚尺寸為240mm×115mm×53mm,現(xiàn)共有磚2.78t,問共計(jì)磚數(shù)多少塊( )。
A.800
B.900
C.1000
D.1100
11實(shí)心磚砌體,磚采用MU10,砂漿采用M5,則砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為( )MPa。
A.1.5
B.0.15
C.15.0
D.10
12砌體結(jié)構(gòu)房屋當(dāng)采用整體式或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并有保溫層或隔熱層的屋(樓)蓋時(shí),溫度伸縮縫的最大間距為( )m。
A.40
B.50
C.60
D.75
13砌體結(jié)構(gòu)房屋,當(dāng)樓(屋)蓋為裝配式無(wú)檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),如有保溫層或隔熱層,房屋溫度伸縮縫的最大間距為( )m。
A.60
B.70
C.50
D.65
14對(duì)于地面以下或防潮層以下的磚砌體,在嚴(yán)寒地區(qū)所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)有規(guī)定,下列哪一項(xiàng)是正確的( )。
A.稍潮濕的基土:MU10磚M2.5水泥砂漿
B.很潮濕的基土:MU10磚M5混合砂漿
C.稍潮濕的基土:MU10磚M5水泥砂漿
D.含水飽和的基土:MU10磚M5水泥砂漿
15砌體沿齒縫截面破壞時(shí)的抗壓強(qiáng)度,主要是由下列哪一項(xiàng)決定的( )。
A.砂漿強(qiáng)度
B.塊體強(qiáng)度
C.砂漿和塊體的強(qiáng)度
D.砌筑質(zhì)量