一級(jí)建筑師考試建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)講義3

第二節(jié)  多層與高層建筑結(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(guò)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(guò)去曾有過(guò)用木樓(屋)蓋與磚墻承重的結(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：a．燒結(jié)普通磚：黏土磚、煤矸石磚、頁(yè)巖磚、煤矸石頁(yè)巖磚；b．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；c．蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚；d．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(guò)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(guò)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、    自承重及形成整體作用。

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(kāi)設(shè)較大的門(mén)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(kāi)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性能不一樣，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)

式中  Ho――墻、柱的士博高度，應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50003----1)第5．1．3條采用；

h――墻厚或矩形柱與Ho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(mén)窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)；μ₂=1―0．4b_s/s；

b_s――在寬度s范圍內(nèi)的門(mén)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≤μ₁?μ₂?[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90mm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(jiàn)表10―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(jiàn)圖10-11)。

 (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    梁與墻(柱)為鉸接的不考慮空間工作的平面排架或框架計(jì)算(見(jiàn)圖10-12)。