【专业】砌体结构的承重方案与空间工作性能详解

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【专业】砌体结构的承重方案与空间工作性能详解

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https://m.renrendoc.com/paper/323507391.html

砌体结构是建筑领域中常见的结构形式，其承重方案与空间工作性能直接影响建筑物的安全性和稳定性。本文详细介绍了砌体结构的承重方案分类、房屋静力计算方案以及横墙的要求等内容，为建筑结构领域的专业人士提供了重要的参考信息。

房屋静力计算方案

作用于屋盖平面内的水平力R分为两部分传递：一部分R1通过前后纵墙与屋盖楼盖形成的平面排架作用传至基础，R1的传力途径属平面传力体系；另一部分R2通过屋盖以横墙为支座的水平梁作用传至横墙，再由横墙的竖向悬臂梁作用传至基础，R2的传力途径属空间传力体系。按房屋空间作用大小，混合结构房屋静力计算方案分为：

刚性方案
弹性方案
刚弹性方案

在设计多层混合结构房屋时，不宜采用弹性方案，因为弹性方案房屋水平位移较大，当房屋高度增加时，会因过大位移导致房屋的倒塌，或需要过度增加纵墙截面面积。

建筑结构—砌体结构房屋静力计算方案的分类

作为刚性方案或刚弹性方案的横墙，其刚度必须符合要求，才能保证屋盖或楼盖水平梁的支座位移不致过大，满足抗侧力横墙的要求。《规范》规定，刚性方案或刚弹性方案的横墙应符合以下要求：

横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50％；
横墙的厚度不宜小于180mm；
单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于H/2（H为横墙总高度）。

横墙应与纵墙同时砌筑，如不能同时砌筑时，应采取其他措施以保证房屋的整体性。多层房屋也可仿照上述方法计算。

砌体房屋的空间工作性能

墙体的计算是混合结构房屋结构设计的重要内容，包括墙体的内力计算和墙体的截面承载力计算。混合结构房屋主要由屋盖、楼盖、墙、柱、基础等主要承重构件组成的空间受力体系，承担竖向和水平向各种荷载。

单层房屋的计算简图

进行墙体内力计算首先要确定计算简图，分析如下：

两端无山墙的单层房屋：水平荷载传递路线为风荷载→纵墙→基础→地基。屋面板→屋面大梁→纵墙→基础→地基。假定作用于房屋的荷载是均匀分布的，外纵墙的窗口也是有规律均匀排列的。水平荷载作用下，墙顶横向位移相等，屋盖内水平梁只有平移，没有变形。平面计算单元代表了房屋整体受力性能。
两端有山墙的单层房屋：在均匀的水平荷载作用下，整个房屋墙顶的水平位移中间大两端小。原因在于水平荷载不仅在纵墙和屋盖组成的平面排架内传递，也通过屋盖平面和山墙进行传递。屋盖结构水平方向的梁，其跨度等于两山墙之间的距离，支承在两端的山墙上；山墙竖向的悬臂梁，嵌固于基础上。纵墙顶部的水平位移不仅与纵墙本身刚度有关，而且与屋盖结构水平刚度和山墙顶部水平方向的位移有很大关系。

多层房屋的空间性能影响系数

多层房屋不仅存在沿房屋纵向各开间的相互作用，而且还存在各层之间的相互作用，计算结果表明，多层房屋的空间性能影响系数较表中数值偏小，《规范》取表中数值。

砌体结构的承重方案

混合结构房屋主要承重构件由不同的材料组成，如房屋的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构（或木结构），墙、柱、基础等竖向承重构件采用砌体材料。墙体既是混合结构房屋的承重构件，又是围护结构，设计时同时考虑结构和建筑两方面的要求。

横墙承重方案

竖向荷载主要传递路线：板→横墙→基础→地基。适用范围：房屋的开间不大（3～4.5m），将楼面（或屋面）板直接搁置在横墙上。横墙承重方案的特点：

横墙是主要的承重墙，纵墙为围护、隔断和将横墙连成整体的作用。对设在纵墙上的门窗洞口大小和位置的限制较少。
由于横墙的数量多，间距小，又有纵墙在纵向拉结，房屋的空间刚度大、整体性好，在抵抗风荷载、地震作用和调整地基的沉降不均匀方面比纵墙承重方案好。
横墙承重方案结构跨度小、整体性好，但与纵墙承重方案相比墙体材料用量多。

纵墙承重方案

竖向荷载主要传递路线：板→纵墙→基础→地基；板→梁→纵墙→基础→地基。纵墙承重体系方案的特点：

纵墙是主要的承重墙，横墙虽然也承受荷载，但设置横墙的目的是为了满足房屋空间刚度和整体性的要求，因此，其间距可较大。这种方案房屋的空间较大，有利于使用上的灵活布置。
适用范围：要求有较大空间的房屋（食堂、单厂、仓库等）或隔墙位置可能变化的房屋，通常无内横墙或横墙间距很大，因而由纵墙直接承受楼面、屋面荷载。
由于纵墙承受的荷载较大，所以设在纵墙上门窗洞口的大小和位置受到一定限制。
由于横墙数量较少，相对于横墙承重方案而言，房屋的横向刚度较小，整体性较差，楼盖材料用量多，墙体材料用料少。