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钢结构设计试题
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钢筋混凝土屋架图集设计专题简介
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钢筋混凝土屋架图集
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　　第一节概述
　　一、建筑结构的总概念
　　（一）建筑结构的定义
　　建筑物用来形成一定空间及造型，并具有抵御人为和自然界施加于建筑物的各种作用力，使建筑物得以安全使用的骨架，即称为结构。
　　（二）建筑结构的组成
　　建筑结构一般都是由以下结构构件组成的。
　　1．水平构件
　　用以承受竖向荷载的构件。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、网架等。
　　2．竖向构件
　　用以支承水平构件或承担水平荷载的构件。一般有：
　　（1）柱；
　　（2）墙体；
　　（3）框架。
　　3．墓础
　　用以将建筑物所承受的所有荷载传至地基上。
　　（三）建筑结构的类型
　　1．按组成建筑结构的主要建筑材料划分
　　（1）钢筋混凝土结构；
　　（2）砌体结构：砖砌体，石砌体，小型砌块，大型砌块、多孔砖砌体等；
　　（3）钢结构；
　　（4）木结构；
　　（5）塑料结构；
　　（6）薄膜充气结构。
　　2．按组成建筑结构的主体结构型式划分
　　（1）墙体结构，以墙体作为支承水平构件及承担水平力的结构；
　　（2）框架结构；
　　（3）框架&剪力墙（抗震墙）；
　　（4）筒体结构；
　　（5）桁架结构；
　　（6）拱型结构；
　　（7）网架结构；
　　（8）空间薄壁结构（包括薄壳、折板、幕式结构）；
　　（9）钢索结构（悬索结构）；
　　（10）薄膜结构。
　　3．按组成建筑结构的体型划分
　　（1）单层结构（多用于单层厂房、食堂、影剧场、仓库等）；
　　（2）多层结构（2－6层）；
　　（3）高层结构（一般为7层以上）；
　　（4）大跨度结构（跨度在40&50m以上）。
　　此外尚可按建筑结构的受力特点划分为：平面结构体系与空间结构体系两大类。
　　二、建筑结构基本构件与结构设计
　　组成结构体系的单元体称为基本构件。按受力特征来划分主要有以下三类：轴心受力陶件、偏心受力构件和受弯构件。
　　按其主要受力性质常常又划分为：拉杆、压杆和受弯构件。
　　（一）轴心受力构件
　　当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，这种构件称为轴心受力构件。可分为：
　　1．轴心受拉构件
　　构件所受的力，使构件横断面仅产生均匀拉应力时即为轴心受拉构件。常用于桁架的下弦杆及受拉斜腹杆。
　　&1＝F/bh
　　此构件的承载能力为&1&[&]
　　式中[&]&&材料的允许应力。
　　这种构件最能充分发挥材料的强度。
　　2．轴心受压构件
　　外力以压力的方式作用在构件的轴心处，使构件产生均匀压应力时，即为轴心受压构件。
　　其截面应力为：&1＝F/bh
　　但轴心受压构件的实际承载力是由稳定性控制，稳定系数&P&1，故其承载力的表达式为：
　　&2＝F/&Pbh&[&]（6－3）
　　这是因为受压构件承载时，截面应力尚未达到材料的强度设计值前就会因弯折而失去承载能力，这种现象称为丧失稳定性。上式中的&P值即为按稳定考虑的承载力与强度承载力的比值，称为稳定系数。
　　由此可见相同材料的拉杆与压杆受同样的荷载F作用时，拉杆所需的截面尺寸要比压杆小。
　　拉杆所需截面为：A1＝F/[&]
　　压杆所需截面为：A2＝F/&P[&]
　　式中[&]&&材料的强度设计值（即允许应力）。
　　&P&1，故A2&A1
　　&P值与杆件的长细比&有关，&＝l0/i；
　　式中l0&&杆件计算长度；
　　i&&截面的回转半径，i＝；
　　I&&截面的惯性矩，矩形截面时：I＝bh3，A＝b*h
　　所以i＝＝＝h＝0．289h
　　&越大，&P越小。则实际承载力越小。
　　一般提高压杆承载力的措施为：
　　（1）选用有较大i值的截面，即面积分布尽量远离中和轴；
　　（2）改变柱端固接条件或增设中间支承以改变杆件计算长度l0。
　　（二）偏心受力构件的分类
　　即分为偏心受拉和偏心受压构件。
　　1．偏心受拉构件
　　（1）定义：构件承受的拉力作用点与构件的轴心偏离，使构件既受拉又受弯时，即为
　　偏心受拉构件（亦称拉弯构件）。常见于屋架下弦有节间荷载时。
　　（2）构件的受力状态。
　　截面产生的应力是由两种应力叠加的，其边沿应力公式为：
　　构件的承载能力应满足&max&[&]
　　式中&max&&边沿最大拉应力；
　　&min&&边沿最小拉应力；
　　W&&截面抵抗矩。
　　由上式可见，在受同样的外拉力时，偏心受拉构件，其应力耍比轴心受拉构件增大许多，因此在结构设计中应尽量避免出现这种构件。
　　2．偏心受压构件
　　（1）定义：构件承受的压力作用点与构件的轴心偏离，使构件既受压又受弯时即为偏心受压构件（亦称压弯构件）。常见于屋架的上弦杆、框架结构柱、砖墙及砖垛等。
　　（2）构件的受力状态
　　截面产生的边沿应力公式为：
　　式中&max一&&边沿最大压应力；
　　&min&&边沿最小压应力。
　　由上式可见，在受同样的压力F时，当作用点与截面轴心偏离时，截面内的压应力增加甚多，而且当偏心距较大时截面内除压应力外将产生一部分拉应力。
　　在实践中尚有双向偏心构件。
　　（三）受弯构件
　　1．定义
　　当一水平构件在跨间承受荷载，使其产生弯曲，构件将产生弯矩和剪力，截面内将产生弯曲应力和剪应力。这种构件即称为受弯构件。这是结构设计中最常见的构件。
　　2．受弯构件的受力状态
　　（1）简支梁在不同荷载作用下的弯矩df及剪力y，见图6－6。
　　（2）多跨连续梁在均布荷载作用下的弯矩和剪力，见图6－7。
　　在跨度范围内弯矩和剪力都是变化的。
　　（3）粱截面内的应力分布
　　1）弯曲应力（图6－8）
　　&＝（6－6）
　　边沿最大应力：
　　③截面的抗剪主要靠腹板（即粱的截面中部）。
　　（4）受弯构件的变形
　　受弯构件在荷载作用下要产生弯曲，于是将产生弯曲变形，使梁产生挠度。
　　1）梁的挠度跨中最大。
　　2）挠度的大小与正弯矩成正比。
　　3）跨度相同、荷载相同时，简支梁的挠度比连续梁、二端固定或一端固定、一端简支的梁要大。
　　4）挠度的大小与梁的EI成反比。
　　（5）受弯构件的设计要点
　　1）要满足弯曲应力不超过材料的强度设计值。即最大弯矩处的最大弯曲应力必须小于强度设计值。
　　2）梁内最大剪力的断面平均剪应力不超过材料抗剪的设计值。
　　3）梁的最大挠度值不得超过规范规定的数值。
　　（四）几种基本构件的比较
　　上述几种基本构件的合理应用，就能取得合理的结构设计。
　　1．轴心受拉构件是受力最好的构件
　　（1）最能充分发挥材料性能。因在外力作用下，沿构件全长及截面的内力及应力都是均匀分布；
　　（2）在承受相同的荷载下，与受压和受弯构件相比所需的断面最小；
　　（3）只有具有最多数量的轴拉构件和较少轴压和受弯构件组成的结构体系才是最省材料和经济合理的体系。
　　2．轴压构件
　　承载力受稳定的影响，故应避免长杆受压，设计时要特别注意侧向稳定。
　　3．偏心受压构件．
　　在相同截面下，因受偏心弯矩的影响，其承载力将随偏心距的加大而大为减小。而且也要考虑侧向稳定的影响。
　　4．受弯构件
　　（1）构件内的内力不均匀分布，因此不能充分发挥材料的作用。
　　（2）还存在变形能否满足要求的问题，有时虽已满足强度要求，变形不能满足时，则应按变形要求增大构件断而尺寸。
　　习题：
　　1，按基本构件的主要受力性质划分为：拉杆、压杆和（）
　　A受弯构件；B偏心受压构件；C轴心受拉构件；D偏心受拉构件
　　2，建筑结构的组成不包括：（）
　　A水平构件；B竖向构件；C基础；D地基
　　3，提高压杆的承载力可（）
　　A选用较大截面回转半径的截面；B选用较小截面回转半径的截面；
　　C选用较大长细比的杆件；D选用较大计算长度的杆件；
　　4，轴心受拉构件内力及应力（）
　　A分布不均；B分布均匀；C有时均匀，有时不均；D不确定
　　第二节多层建筑结构体系
　　9层及9层以下为多层建筑，10层及10层以上或高度超过28m为高层建筑。
　　一、多层砌体结构
　　（一）概述
　　（1）混合结构房屋是指同一房屋结构体系中，采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构体系。
　　（2）砖砌体结构是指由钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构体系（亦称砖混结构）。
　　（3）砌体结构一般是指采用钢筋混凝土楼（屋）盖和用砖或其他块体（如混凝土砌块）砌筑的承重墙组成的结构体系。
　　（4）过去曾有过用木楼（屋）盖与砖墙承重组成的结构体系，称为砖木结构。目前已很少采用。
　　（二）砌体结构的优缺点和应用范围
　　1．主要优点
　　（1）主要承重结构（承重墙）是用砖（或其他块体）砌筑而成的，这种材料任何地区都有，便于就地取材。常用的墙体材料有：1）烧结普通砖：黏土砖、煤矸石砖、页岩砖、煤矸石页岩砖；2）烧结多孔砖：黏土多孔砖（P型、M型）、煤矸石多孔砖、页岩多孔砖；3）蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖；4）混凝土小型空心砌块。
　　（2）墙体既是围护和分隔的需要，又可作为承重结构，一举两得。
　　（3）多层房屋的纵横墙体布置一般很容易达到刚性方案的构造要求，故砌体结构的刚度较大。
　　（4）施工比较简单，进度快，技术要求低，施工设备简单。
　　2．主要缺点
　　（1）砌体强度比混凝土强度低得多，故建造房屋的层数有限，一般不超过7层。
　　（2）砌体是脆性材料，抗压能力尚可；抗拉、抗剪强度都很低，因此抗震性能较差。
　　（3）多层砌体房屋一般宜采用刚性方案，故其横墙间距受到限制，因此不可能获得较大的空间，故一般只能用于住宅、普通办公楼、学校、小型医院等民用建筑以及中小型工业建筑。
　　（三）砖砌体房屋的墙体布置方案
　　1．横墙承重方案
　　楼层的荷载通过板梁传至横墙，横墙作为主要承重竖向构件，纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成接体作用。
　　优点：横墙较密，房屋横向刚度较大，整体刚度好。外纵墙不是承重墙立面处理比较方便，可以开设较大的门窗洞口。抗震性能较好。
　　缺点：横墙间距较密，房间布置的灵活性差，故多用于宿舍、住宅等居住建筑。
　　2．纵墙承重方案
　　其受力特点是：板荷载传给梁，再由梁传给纵墙。这时纵墙是主要承重墙。横墙只承受小部分荷载，横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要，其间距比较大。
　　优点：房间的空间可以较大，平面布置比较灵活。
　　缺点：房屋的刚度较差，纵墙受力集中，纵墙较厚或要加壁柱。
　　适用于：教学楼、实验室、办公楼、医院等。
　　3．纵横墙承重方案
　　根据房间的开间和进深要求，有时需采取纵横墙同时承重的方案。
　　横墙的间距比纵墙承重方案小，所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。
　　4．内框架承重方案
　　在外墙承重的同时，有一部分内墙采用钢筋混凝土柱代替，以取得较大的空间。
　　其特点：（1）横墙较少，房屋的空间刚度较差；（2）墙的带形基础与柱的单独柱基沉降不容易一致；（3）钢筋混凝土柱与砖墙的压缩，陛能不一样，容易造成不均匀变形而产生次应力，当层数较多时，在设计上应给予考虑；（4）以柱代替内承重墙，在使用上可以取得较大的空间。
　　适用于：教学楼、医院、商店、旅馆等建筑物。
　　（四）砌体房屋的构造要求
　　1，要满足墙体的高厚比
　　（1）砌体结构设计规范规定砖墙（或砖柱）的允许高厚比应按下式验算（（砌体结构设计规范》GB50003－－2001，6．1．1式）：
　　（6－10）
　　式中H0&&墙、柱的计算高度，应按《砌体结构设计删6》GB50003－－2001第5．1．3条采用；
　　h&&墙厚或矩形柱与H0相对应的边长；
　　&1&&非承重墙允许高厚比的修正系数，h＝240，&1＝1．2；h＝90，&1＝1．5；
　　&2&&有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数，&2＝1－0．4；
　　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。
　　[&]&&墙、柱的允许高厚比，应按（砌体结构设计规范》表6．1．1采用，当与墙连接的相邻两横墙间的距离。S&&1&2[&]h时，墙的高度可不受上述限制。
　　注：1．上端为自由端时，墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，尚可提高30%。
　　2．对厚度小于90tm的墙，当双面用不低于M10的水泥砂浆抹面，包括抹面层的墙厚不小于90mm时，可按墙厚等于90mm验算高厚比。
　　（2）当高厚比不能满足要求时，可采取以下措施：
　　1）增加墙体厚度；
　　2）加设壁柱（即墙垛）；
　　3）加设构造柱；
　　4）减小横墙间距。
　　2．要注意控制横墙的间距
　　砖砌体房屋的静力计算有三种计算方案（见表6－1）：
　　（1）刚性方案。在荷载作用下，楼层视为墙、柱的不动铰支座。即认为房屋不产生水平位移（见图6－11）。
　　（2）刚弹性方案。在荷载作用下，楼层视为墙柱可动铰支座，楼盖平面较大，可考虑空间工作的平面排架或框架计算。其空间影响系数可按（砌体结构设计规范）表4．2．4采用。
　　（3）弹性方案。房屋在水平力作用下将产生水平位移，房屋的静力计算可按屋架、大
　　（1）对砖砌体为4．8m；
　　（2）对砌块和料石砌体为4．2m；
　　地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间墙所用材料的最低强度等级表6－2
　　基土的潮湿程度烧结普通砖、蒸压灰砂砖混凝土砌块石材水泥砂浆
　　严寒地区一般地区
　　稍潮湿的MU10MU10MU7．5MU30MU5
　　很潮湿的MU15MU10MU7．5MU30MU7．5
　　含水饱和的MU20MU15MU10MU40MU10
　　注：1．在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采用的，其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用混凝土砌块砌体时，其孔洞应采用强度等级不低干Om的混凝土灌实。
　　2．对安全等级为一级或UI计使用年限大于50年的房屋，表中材料强度等级应至少提高一级。
　　3．框架结构的优点
　　（1）框架结构所用的钢筋混凝土或型钢有很好的抗压和抗弯能力，因此，可以加大建筑物的空间和高度。
　　（2）可以减轻建筑物的重量。
　　（3）有较好的抗震能力。
　　（4）有较好的延性。
　　（5）有较好的整体性。
　　4．框架结构的缺点
　　因构件截面尺寸不可能太大故强度和刚度受到一定限制，因此房屋的高度受到限制。
　　6．多层砌体房屋的结构体系，应符合下列要求：
　　（1）应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
　　（2）纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。
　　（3）房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用50&100mm。
　　1）房屋立面高差在6m以上；
　　2）房屋有错层，且楼板高差较大；
　　3）各部分结构刚度、质量截然不同。
　　（4）楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。
　　（5）烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体被削弱时，应对墙体采取加强措施；不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。
　　（6）不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
　　7．底部框架－抗震墙房屋的结构布置，应符合下列要求：
　　（1）上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。
　　（2）房屋的底部，应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。6、7度且总层数不超过五层的底层框架－抗震墙房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙，但应计人砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力；其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。
　　（3）底层框架－抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2．5，8度时不应大于2．0，且均不应小于1．0。
　　（4）底部两层框架－抗震墙房屋的纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2．0，8度时不应大于1．5，且均不应小于1．0。
　　（5）底部框架－抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。
　　8．多层多排柱内框架房屋的结构布置，应符合下列要求：
　　（1）房屋宜采用矩形平面，且立面宜规则；楼梯间横墙宜贯通房屋全宽。
　　（2）7度时横墙间距大于18m或8度时横墙间距大于15m，外纵墙的窗间墙宜设置组合柱。
　　（3）多排柱内框架房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。
　　9．多层普通砖、多孔砖房，应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造柱（以下简称构造柱）：
　　（1）构造柱设置部位，一般情况下应符合表6－10（《抗规》表7．3．1）的要求。
　　（2）外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按表6－10的要求设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。
　　（3）教学楼、医院等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按表6－10的要求没置构造柱；当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时，应按上面（2）款要求设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时，应按增加二层后的层数对待。
　　砖房构造柱设置要求表6－10
　　房屋层数设置部位
　　6度7度8度9度
　　四、五三、四二、三外墙四角，错层部位横墙与外纵墙交接处，大房间内外墙交接处，较大洞口两侧7，8度时，楼、电梯间的四角；隔15m或单元横墙与外纵墙交接处
　　六、七五四二隔开间横墙（轴线）与外墙交接处，山墙与内纵墙交接处；7－9度时，楼、电梯间的四角
　　八六、七五、六三、四内墙（轴线）与外墙交接处，内墙的局部较小墙垛处；7－9度时，楼、电梯间的四角；9度时内纵墙与横墙（轴线）交接处
　　（4）构造柱应伸人室外地面下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连接。
　　10．多层普通砖、多孔砖房屋的钢筋混凝土圈梁设置应符合下列要求：
　　（1）装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房，横墙承重时，应按表6－11（《抗规》表7．3．3）的要求设置圈梁；纵墙承重时，每层均应设置圈梁，且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。
　　砖房现浇钢筋混凝土圈梁设置要求表6－11
　　墙类烈度
　　6，789
　　外墙和内纵墙屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处
　　内横墙同上；屋盖处间距不应大于7m；楼盖处间距不应大于7m；构造柱对应部位同上；屋盖处沿所有横墙，且间距不应大于7m；楼盖处间距不应大于7m；构造柱对应部位同上；各层所有横墙
　　（2）现浇或装配整体式钢筋馄凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，应允许不另设圈梁，但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。
　　（3）圈梁应闭合，遇有洞口圈梁应上下搭接。圈梁宜与预制板设在同一标高处，或紧靠板底。
　　（4）圈梁在上述（1），（2）条要求的间距内无横墙时，应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。
　　（5）圈梁的截面高度不应小于120mm。
　　11．小砌块房屋应按表6－12（《抗规》表7．4．1）的要求设置钢筋混凝土芯柱。对医院、教学楼等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按表6－12的要求设置芯柱。
　　小砌块房屋芯柱设置要求表6－12
　　房屋层数设置部位设置数量
　　6度7度8度
　　四、五三、四二、三外墙转角，楼梯间四角；大房间内外墙交接处；隔15m或单元横墙与外纵墙交接处外墙转角，灌实3个孔；内外墙交接处，灌实4个孔
　　六五四外墙转角，楼梯间四角；大房间内外墙交接处，山墙与内纵墙交接处，隔开间横墙（轴线）与外纵墙交接处
　　七六五外墙转角，楼梯间四角；各内墙（轴线）与外纵墙交接处；内纵墙与横墙与交接处和洞口两侧外墙转角，灌实5个孔；内外墙交接处，灌实4个孔；内墙交接处，灌实4－5个孔；洞口两侧各灌实1个孔
　　七六同上；横墙内芯柱间距不宜大于2m外墙转角，灌实7个孔；内外墙交接处，灌实5个孔；内墙交接处，灌实4－5个孔；洞口两侧各灌实1个孔
　　注：外墙转角、内外墙交接处、楼电梯间四角等那位，应允许采用钢筋混凝土构造柱替代部分芯柱。
　　（1）芯柱截面不宜小于120mmxl20mm。
　　（2）芯柱应伸人室外地面下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。
　　（3）替代芯柱的构造柱，最小截面为190nunxl90mm。
　　12．小砌块房屋的现浇钢筋混凝土圈梁应按表6－13（《抗规》表7．4．4）的要求设置，
　　圈梁宽度不应小于190mm，配筋不应少于4&12，箍筋间距不应大于200mm。
　　小砌块房屋现浇钢筋混凝土圈梁设置要求表6－13
　　墙类烈度
　　外墙和内纵墙屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处
　　内横墙同上；屋盖处沿所有横墙；楼盖处间距不应大于7m；构造柱对应部位同上；各层所有横墙
　　（3）对毛石砌体为3．9m。
　　8．当梁跨度大于或等于下列数值时，其支承处宜加设壁柱，或采取其他加强措施；
　　（1）对加240mm厚的砖墙为6m，对180m厚的砖墙为4．8m；
　　（2）对砌块、料石墙为4．8m。
　　9．预制钢筋混凝土板的支承长度，在墙上不宜小于lOOmm；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm；当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度可为40mm，但板端缝宽不小于80mm，灌缝混凝土不宜低于即C20。
　　10．支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于或等于下列数值的预制梁的端部，应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固：
　　（1）对砖砌体为9m；
　　（2）对砌块和料石砌体为7．2m。
　　11．填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接。
　　12．山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部，屋面构件应与山墙可靠拉结。
　　13．砌块砌体应分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不得小于90mm。当搭砌长度不满足上述要求时，应在水平灰缝内设置不少于2&4的焊接钢筋网片（横向钢筋的间距不宜大于200mm），网片每端均应超过该垂直缝，其长度不得小于300mm。
　　14．砌块墙与后砌隔墙交接处，应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于2&4、横筋间距不大于200mm的焊接钢筋网片。
　　15．混凝土砌块房屋，宜将纵横墙交接处、距墙中心线每边不小于300mm范围内的孔洞，采用不低于Cb20灌孔混凝土灌实，灌实高度应为墙身全高。
　　16．混凝土砌块墙体的下列部位，如未设圈梁或混凝土垫块，应采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实：
　　（1）搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下，高度不应小于200mm的砌体；
　　（2）屋架、梁等构件的支承面下，高度不应小于600mm，长度不应小于600mm的砌体；
　　（3）挑梁支承面下，距墙中心线每边不应小于300mm，高度不应小于600mm的砌体。
　　17．在砌体中留槽洞及埋设管道时，应遵守下列规定：
　　（1）不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线；
　　（2）不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。
　　18．夹心墙应符合下列规定：
　　（1）混凝土砌块的强度等级不应低于MU1O；
　　（2）夹心墙的夹层厚度不宜大于lOOmm；
　　（3）夹心墙外叶墙的最大横向支承间距不宜大于9m。
　　19．夹心墙叶墙间的连接应符合下列规定：
　　（1）叶墙应用经防腐处理的拉结件或钢筋网片连接。
　　（2）当采用环形托结件时，钢筋直径不应小于4mm；当为Z形拉结件时，钢筋直径不应小于6mm。拉结件应沿竖向梅花形布置，拉结什的水平和竖向员大间距分别不宜大于800mm和600mm；对有振动或有抗震设防要求时，其水平和竖向最大间距分别不宜大于800mm和400mm。
　　（3）当采用钢筋网片作拉结件时，网片横向钢筋的直径不应小于4mm，其间距不应大于400mm；网片的竖向间距不宜大于600mm，对有振动或有抗震设防要求时，不宜大于400mm。
　　（4）拉结件在叶墙上的搁置长度，不应小于叶墙厚度的2/3，并不应小于60mm。
　　（5）门窗洞口周边30mm范围内应附加间距不大于600mm的拉结件。
　　注：对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，夹心墙叶墙间宜采用不锈钢拉结件。
　　20．为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。伸缩缝的间距可按表6－3采用。
　　（二）框架结构的类型
　　1．按构件组成划分为两种类型
　　（1）梁板式结构。由梁、板、柱三种基本构件组成骨架形成的框架结构。
　　（2）无梁式结构。由板和柱子组成的结构。
　　2．按框架的施工方法划分为四种类型
　　（1）现浇整体式框架
　　框架全部构件均在现场现浇成整体。
　　1）整体性和抗震性能好；
　　2）构件尺寸不受标准构件限制。
　　（2）装配式框架
　　框架全部构件采用预制装配：
　　1）可加速施工进度，提高建筑工：业化程度；
　　2）节点构造刚性差，抗震性能差。
　　（3）半现浇框架
　　梁、柱现浇，楼板预制或现浇柱，预制梁板。
　　1）梁、柱整体性较好，适用于抗震建筑；
　　2）楼板预制可节约模板，约20%。
　　（4）装配整体式框架
　　预制梁、柱，装配时通过局部现浇混凝土使构件联结成整体。
　　1）保证了节点的刚接，结构憋体性好；
　　2）可省去连接件；
　　3）增加了后浇混凝土工序；
　　4）比全现浇可节省模板及加快进度。
　　（三）框架结构的平面布置方式
　　1，横向为主要承重框架，纵向为连系梁，只适用于非地震区。
　　2．纵向为主要承重框架，横向为连系梁。
　　（1）有利于提高楼层净高的有效利用。
　　（2）房间的使用和划分比较灵活。
　　（3）不适用于地震区。
　　3．主要承重框架纵横两个方向布置；
　　结构类别室内或土中露天
　　挡土墙、地下室墙壁等类结构装配式4030
　　现浇式3020
　　注：1．装配整体式结构房厘的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用；
　　2．框架&剪力墙结构或框架&核心筒结构房屋的伸缩缝问趴可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；
　　3．当屋面尤保温或隔热措施时，框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按在中露天栏的数值取用；
　　4．现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于12m。
　　（2）对下列情况，表6－14中的伸缩缝最大间距宜适当减小：
　　1）柱高（从基础顶面算起）低于8m的排架结构；
　　2）屋面无保温或隔热措施的排架结构；
　　3）位于气候于燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构；
　　4）采用滑模类施工工艺的剪力墙结构；
　　5）材料收缩较大、室内结构因施工外露时间较长等。
　　（3）对下列情况，如有充分依据和可靠措施，表6－14中的伸缩缝最大间距可适当增大：
　　1）混凝土浇筑采用后浇带分段施工；
　　2）采用专门的预应力措施；
　　3）采用减小混凝土温度变化或收缩的措施。
　　当增大伸缩缝间距时，尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
　　（二）沉降缝
　　（1）当建筑物体形比较复杂，地基土比较软弱或压缩性不均匀时，宜根据其平面形状和高度差异情况，在适当部位用沉降缝将其划分成若干个刚度较好的单元；当高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开距离后的两单元必须连接时，应采用能
　　自由沉降的连接构造。
　　（2）建筑物的下列部位，宜设置沉降缝：
　　1）建筑平面的转折部位；
　　2）高度差异或荷载差异处；
　　3）长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；
　　4）地基土的压缩性有显著差异处；
　　5）建筑结构或基础类型不同处；
　　6）分期建造房屋的交界处。
　　沉降缝应有足够的宽度，缝宽可按表6－15选用。
　　房屋沉降缝的宽度表6－15
　　房屋层数沉降缝宽度（mm）
　　二－三50－80
　　四－五80－120
　　五层以上不小于120
　　（3）相邻建筑物基础间的净距，应按表6－16选用。
　　相邻建筑物基础间的净距表6－16
　　被影响建筑物的长高比
　　影响建筑物的预估平均沉降量s（mm）2．0&L/Hf&3．03．0&L/Hf&5．0
　　&4009－12&12
　　住：1．表中L为建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度（m）；Hf为自基础底面标高算起的建筑物高度（m）；
　　2．当被影响建筑的长高比为1．5
　　（三）防震缝
　　钢筋混凝土房屋宜避免采用《抗规》第3．4市胡定的不规则建筑结构方案，不设防震缝；当需要设置防震缝时，应符合下列规定：
　　1．防震缝最小宽度应符合下列要求：
　　（1）框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。
　　（2）框架－抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用（1）项规定数值的70%，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用（1）项规定数值的50%；。且均不宜小于70mm。
　　（3）防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。
　　2．8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距，框架和抗撞墙的内力应按设置和不设置抗撞墙两种情况分别进行分析，并按不利情况取值。防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架的边柱，箍筋应沿房屋全高加密。
　　3．有抗震设防要求的建筑物，当需要设置伸缩缝或沉降缝时，其缝宽及结构布置均
　　应满足防震缝的要求。
　　4．防震缝两侧应形成各自独立的结构单元，即在防震缝处，应设置双柱（双墙）。
　　5，防震缝只需设置于上部结构。
　　第三节单层厂房的结构体系
　　一、单层工业厂房的结构型式
　　（一）单层钢筋混凝土柱厂房：主要承重构件采用钢筋混凝土柱，钢筋混凝土屋架
　　（薄腹梁）或钢屋架。当有吊车时，一般采用钢筋混凝土吊车梁。
　　（二）单层钢结构厂房：主要承重构件采用钢柱、钢屋架、钢吊车梁。
　　（三）门式刚架轻工厂房：门式刚架是由柱和梁结合在一起，形状像门字的结构。有
　　钢筋混凝土门式刚架和钢门式刚架二种。其形状如图6－21。
　　的跨度（即柱子的进深间距）一般为：9m，12m，15m，18m，2lin，24m，27m，30m&&等，柱网的尺寸都是3．Om的模数。厂房的山墙应布置抗风柱，其间距一般为6．Om，亦可根据山墙门洞位置，调整确定抗风柱的位置（图6－22）。
　　三、单层工业厂房围护墙
　　单层工业厂房的围护墙，宜采用外贴式的轻质墙体（或砖砌体），即外墙体紧贴柱外皮设置，轻质墙体与柱宜采用柔性连接。
　　（一）当有抗震设防要求时，单层钢筋混凝土柱厂房的砌体隔墙和围护墙应符合下列要求：
　　1．砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，并应采取措施使墙体稳定，隔墙顶部应设现浇钢筋混凝土压顶梁。
　　2．厂房的砌体围护墙宜采用外贴式并与柱可靠拉结；不等高厂房的高跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙采用砌体时，不应直接砌在低跨屋盖上。
　　3．砌体围护墙在下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁：
　　（1）梯形屋架端部上弦和柱顶的标高处应各设一道，但屋架端部高度不大于900mm时可合并设置。
　　（2）8度和9度时，应按卜密下稀的原则，每隔4m左右在窗顶增设一道圈梁，不等高厂房的高低跨封墙和纵墙跨交接处的悬墙，圈梁的竖向间距不应大于3m。
　　（3）山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁，并应与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。
　　4．圈梁的构造应符合下列规定：
　　（1）圈梁宜闭合，圈梁截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于180nma；圈梁的纵筋，6－8度时不应少于4&12，9度时不应少于4&14。
　　（2）厂房转角处柱顶圈梁在端开间范围内的纵筋，6～8度时不宜少于4&14，9度时不宜少于4&16，转角两侧各1m范围内的箍筋直径不宜小于48，间距不宜大于lOOmm；圈梁转角处应增设不少于3根且直径与纵筋相同的水平斜筋。
　　（3）圈梁应与柱或屋架牢固连接，山墙卧梁应与屋面板拉结；顶部圈梁与柱或屋架连接的锚拉钢筋不宜少于4&12，目．锚固长度不宜少于35倍钢筋直径，防震缝处圈梁与柱或屋架的拉结宜加强。
　　5．8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，砖围护墙下的预制基础梁应采用现浇接头；当另设条形基础时，在柱基础顶面标高处应设置连续的现浇钢筋混凝土圈梁，其配筋不应少于4&12。
　　6．墙梁宜采用现浇，当采用预制墙梁时，梁底应与砖墙顶面牢固拉结并应与柱锚拉；厂房转角处相邻的墙梁，应相互可靠连接。
　　（二）有抗震设防要求的单层钢结构厂房的砌体围护墙不应采用嵌式，8度时尚应采取措施，使墙体不妨碍厂房柱列沿纵向的水平位移。
　　四，单层工业厂房的屋盖结构
　　（一）组成
　　一般由屋面梁（或屋架）、屋面板、檩条、托架、天窗架、屋盖支撑系统等组成。
　　1．屋面根据材料的不同分为：由轻型板材组成的有檩体系和由大型屋面板（预制）
　　组成的无檩体系。
　　2．有檩体系是在屋面梁（或屋架）上铺设檩条，檩条上放置轻型板材而成。檩条的间距1．0&5．Om，视轻型板材的承载能力而定，支承檩条的屋架间距一般为6．0－12．Om；
　　3．无檩体系是指在屋面梁或屋架上，直接放置预制大型钢筋混凝土预制板的屋盖。
　　大型屋面板的尺寸一般为1．5mx6．Om、3．Omx6．Om，屋架间距为6．Om，屋面坡度为1/10&1/12；
　　（二）屋盖支撑系统
　　1．屋盖结构的支撑系统，通常由下列支撑组成：
　　（1）屋架和天窗架的横向支撑；还可分为屋架和天窗架的上弦横向支撑以及屋架下弦横向水平支撑。
　　（2）屋架的纵向支撑；还可分为屋架上弦纵向支撑和屋架下弦纵向水平支撑。
　　（3）屋架和天窗架的垂直支撑。
　　（4）屋架和天窗架的水平系杆；还可分为屋架和天窗架上弦水平系杆以及屋架下弦水平系杆。
　　所有支撑应与屋架、托架、天窗架和檩条（或大型屋面板）等组成完整的体系。
　　2．屋盖结构的支撑形式一般可按以下要求采用：
　　（1）屋架和天窗架的上弦横向支撑，屋架下弦横向水平支撑和屋架上弦纵向支撑以及屋架下弦纵向水平支撑，一般采用十字交叉的形式。
　　（2）屋架和天窗架的垂直支撑，
　　（3）屋架和天窗架的水平系杆，包括柔性系杆（拉杆）和刚性系杆（压杆），通常，柔性系杆采用单角钢，刚性系杆采用由两个角钢组成的十字形截面。
　　在有檩屋盖体系中，檩条可兼作横向支撑的承压杆（刚性杆）。此时，充任支撑承压杆的檩条应计算其所承受的轴心力。
　　3．屋盖结构支撑是屋盖结构的一个组成部分，它的作用是将厂房某些局部水平荷载传递给主要承重结构，并保证屋盖结构构件在安装和使用过程中的接体刚度和稳定性。
　　各种支撑的主要作用如下：
　　（1）屋架和天窗架上弦横向支撑，主要是保证屋架和天窗架上弦的侧向稳定，当屋架上弦横向支撑作为山墙抗风柱的支承点时，还能将水平风力或地震水平力传到纵向柱屋架下弦横向水平支撑，当作为山墙抗风柱的支承点时，或当屋架下弦设有悬挂吊车和其他悬挂运输设备时，能将水平风力或悬挂吊车等产生的水平力或地震水平力传到纵向柱列；同时能使下弦杆在动荷载作用下不致产生过大的振动。
　　（2）屋架的纵向支撑通常和横向支撑构成封闭的支撑体系，加强整个厂房的刚度。屋架下弦纵向水平支撑能使吊车产生的水平力分布到邻近的排架柱上，并承受和传递纵墙墙架柱传来的水平风力或地震水平力。当厂房设有托架时，还能保证托架的平面外稳定。
　　（3）屋架的垂直支撑及水平系杆主要是保证屋架上弦杆的侧向稳定和缩短屋架下弦杆平面外的计算长度。屋架端部的垂直支撑，承受由屋架横向支撑传来的水平风力或纵向地震水平力；中部的垂直支撑主要是保证安装时屋架位置的正确性。当下弦横向水平支撑和垂直支撑设置在厂房两端或温度伸缩缝区段两端的第二个屋架间时，则第一个屋架间的下弦水平系杆，除能缩短屋架下弦平面外的计算长度外，当山墙抗风柱与屋架下弦连接时，尚有传递山墙水平风力和稳定抗风柱的作用。
　　（4）天窗架的垂直支撑及水平系杆除了保证天窗架的侧向稳定外，对于天窗架侧立柱处的垂直支撑，还能承受和传递由天窗架上弦横向支撑传来的水平风力和纵向地震水平力；天窗中部的垂直支撑主要是为了安装的需要而设置的。
　　4．在进行屋盖结构支撑的布置时，应考虑：厂房的跨度和高度，柱网布置，屋盖结构形式，有无天窗，吊车类型、起重量和工作制，有无振动设备，有无特殊的局部水平荷载等因素。
　　通常，每一温度伸缩缝区段，或分期建设的工程，应分别设置完整的支撑系统。
　　5．在无檩屋盖体系中，当采用宽度为1．5m的钢筋混凝土大型屋面板，且大型屋面板
　　与屋架或天窗架的连接均能满足下列要求时，可考虑屋面板能起一定的支撑作用。此时，屋架上弦杆或天窗架上弦杆子面外的计算长度可取两块屋面板的宽度。
　　（1）每块屋面板与屋架上弦杆或天窗架上弦杆的焊接应保证三点焊牢，在厂房端部或温度伸缩缝处，当不可能焊接三点时，允许沿屋面板纵肋一侧焊接两点。
　　（2）当屋架间距为6m时，每点的焊缝长度不小于70mm，焊缝厚度不小于5mm；或焊缝长度不小于60mm。焊缝厚度不小于6mm。当屋架间距大于6m时，焊缝长度不小于80mm，焊缝厚度不小于6mm。
　　（3）屋面板肋间的空隙，应用150－200号的细石混凝土灌实。
　　（4）跨度为6m的屋面板的支承长度不小于60mm；跨度大于6m的屋面板的支承长度不小于80mm。
　　第四节木屋盖的结构型式与布置
　　一、概述
　　1．木屋盖结构是指用木梁或木屋架（桁架）、檩条（木檩或钢檩），木望板及屋面防水材料等组成的屋盖。
　　2．木屋盖根据房屋的情况，可用于单层空旷房屋的屋盖，也可用于多层房屋的屋盖。
　　（1）单层空旷房屋的木屋盖结构的特点是：
　　1）跨度较大（一般为9－15m），主要受弯构件采用木屋架（桁架）。
　　2）屋盖结构中屋架（桁架）的支点一般为：钢筋混凝土柱、砌体墙（墙垛、砖柱），
　　（2）多层房屋的木屋盖一般用于多层砌体房屋的屋顶，屋盖中的主要受弯构件为木梁（跨度&6．om）或檩条，这些受弯构件的支点为砌体墙；当檩条直接搭在墙上时，俗称硬山搁檩。
　　二、桁架和木梁的一般规定
　　1．木材宜用作受压或受弯构件，在作为屋架时，受拉杆件宜采用钢材（如：屋架下弦及受拉竖杆），当采用木下弦时，对于圆木，其跨度不宜大于15m；对于方木不应大于12m。采用钢下弦，其跨度可适当加大，但一般不宜大于18m。
　　2．受弯构件采用木梁时，其跨度一般不大于6．Om，超过6．Om时，宜采用桁架（屋架）。
　　3．桁架或木梁的间距：当采用木檩时，其间距不宜大于4．Om；当采用钢檩条时，其间距不宜大于6．Om。
　　4．桁架的形状：一般为三角形，也可采用梯形、弧形和多边形屋架。屋架中央高度与跨度之比，不应小于表6－17规定的数值。桁架应有约为跨度1/200的起拱。
　　表6－17珩架最小高跨比
　　序号桁架类型h/l
　　1三角形木桁架1/5
　　2三角形钢木桁架；平行弦木桁架；弧形，多边形和梯形木桁架1/6
　　3弧形，多边形和梯形钢木桁架1/7
　　注：h－－桁架中央高度；
　　L&桁架跨度。
　　5．当屋顶需设天窗时，天窗架的跨度，不宜大于屋架跨度的1/3。
　　三、木屋盖的支撑
　　1．为防止桁架的侧倾，保证受压弦杆的侧向稳定，承担和传递纵向水平力，应采取有效措施保证结构在施工和使用期间的空间稳定。
　　2．屋盖中的支撑，应根据结构的型式和跨度、屋面构造及荷载等情况选用上弦横向支撑或垂直支撑。但当房屋跨度较大或有锻锤、吊车等振动影响时，除应选用上弦横向支撑外，尚应加设垂直支撑。
　　支撑构件的截面尺寸，可按构造要求确定。
　　注：垂直支撑系指在两榀屋架的上、下弦间设置交叉腹杆（或人字腹杆），井在下弦平面设置纵向水平系杆，用螺栓连接，与上部锚固的檩条构成一个不变的竖向桁架体系。
　　3．当采用上弦横向支撑时，若房屋端部为山墙，则应在房屋端部第二开间内设置；若房屋端部为轻型挡风板，则在第一开间内设置，若房屋纵向很长，对于冷摊瓦屋面或大跨度房屋尚应沿纵向每隔20、30m设置一道。
　　上弦横向支撑的斜杆如选用圆钢，应设有调整松紧的装置。
　　4．当采用垂直支撑时，在跨度方向可根据屋架跨度大小设置一道或两道，沿房屋纵向应隔间设置并在垂直支撑的下端设置通长的纵向水平系杆。
　　在有上弦横向支撑的屋盖中，加设垂直支撑时，可仅在有上弦横向支撑的开间中设置，但应在其他开间设置通长的纵向水平系杆。
　　5．在下列部位，均应设垂直支撑：
　　（1）在梯形屋架的支座竖杆处；
　　（2）屋架下弦低于支座呈折线形式，在下弦的折点处；
　　（3）当设有悬挂吊车时，在吊轨处；
　　（4）在杆系拱、框架及类似结构的受压下弦部分节点处；
　　（5）在屋盖承重胶合大梁的支座处。
　　以上各项垂直支撑的设置方法，除第3）项应按（4）的规定设置外，其余各项可仅在房屋两端第一开间（无山墙时）或第二开间（有山墙时）设置，但应在其他开间设置通长的水平系杆。
　　6．对于下列非开敞式的房屋，可不设置支撑。但若房屋纵向很长，则应沿纵向每隔20－30m设置一道支撑：
　　（1）当有密铺屋面板和山墙，且跨度不大于9m时；
　　（2）当房屋为四坡顶，且半屋架与主屋架有可靠连接时；
　　（3）当房屋的屋盖两端与其他刚度较大的建筑物相连时。
　　7．当屋架设有天窗时，可按3和4条的规定设置天窗架支撑。天窗架的两边柱处，设置柱间支撑。在天窗范围内沿主屋架脊节点和支撑节点，应设通长的纵向水平系杆。
　　8．有抗震设防要求时木屋盖的支撑布置，宜符合表6－18要求；支撑与屋架或天窗架应采用螺栓连接；山墙应沿屋面设置现浇钢筋混凝土卧梁，并应与屋盖构件锚拉。
　　参考习题1
　　1在地震区，下列各类砌体结构中哪类结构可以建造的高度相对最高（　　）。
　　A．烧结普通砖砌体房屋
　　B．混凝土小砌块房屋
　　C．混凝土中砌块房屋
　　D．粉煤灰中砌块房屋
　　2下列关于网架结构的叙述，哪项是不正确的（　　）。
　　A．网架按外形分类有平面网架和曲面网架
　　B．平面网架可以是单层的，也可以是双层的
　　C．曲面网架可以是单层的，也可以是双层的
　　D．曲面网架可以做成单曲或双曲的
　　提示：平面网架只能是双层的，否则刚度和强度都无法满足要求。
　　3高层建筑防震缝的最小宽度，与下列哪些因素有关（　　）。
　　Ⅰ．结构体系；Ⅱ．房屋平面形式；Ⅲ．设防烈度；Ⅳ．房屋高度
　　A．Ⅰ、Ⅱ
　　B．Ⅲ、Ⅳ
　　C．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
　　D．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
　　4对有抗震设防要求的影剧院建筑，大厅与两侧附属房间之间（　　）。
　　A．应设防震缝
　　B．可不设防震缝
　　C．当为砌体结构时，应设防震缝
　　D．当为钢筋混凝土结构时，可不设防震缝
　　提示：对有防震设防要求的影剧院建筑，在大厅与两侧附属房之间，可不设防震缝。
　　5抗震规范限制了多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值。这是为了（　　）。
　　A．避免内部非结构构件过早破坏
　　B．保证装修不会损坏
　　C．保证房屋在地震作用下的稳定性
　　D．限制房屋在地震作用下产生过大的侧向位移
　　6图示高层建筑由防震缝分成Ⅰ、Ⅱ两部分，当Ⅰ、Ⅱ两部分各为下列何种结构时，要求的防震缝宽度最大（　　）。
　　A．Ⅰ?框架；Ⅱ?框?剪
　　B．Ⅰ?框?剪；Ⅱ?框?剪
　　C．Ⅰ?框?剪；Ⅱ?剪力墙
　　D．Ⅰ?剪力墙；Ⅱ?剪力墙
　　提示：根据《高层建筑钢筋混凝土结构设计规范》（JGJ3－2002）第4．3．10条第1，2款，框架结构防震缝最小宽度值为最大，框架一剪力墙结构次之，剪力墙最小。
　　7《高层建筑钢筋混凝土结构设计规范》对各类钢筋混凝土结构房屋有一个适用的最大高度。这个规定是根据：Ⅰ．结构体系；Ⅱ．设防烈度；Ⅲ．房屋的高宽比；Ⅳ．房屋的长宽比，诸因素中的哪些因素确定的（　　）。
　　A．Ⅰ、Ⅱ、
　　B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
　　C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
　　D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
　　提示：根据《高层建筑钢筋混凝土结构设计规范》（JGJ3－2002）第4．2．2条表4．2．2?1，各类钢筋混凝土结构房屋适用的最大高度与结构体系、设防烈度有关。
　　8对于砌体结构，现浇钢筋混凝土楼、屋盖房屋，设置顶层圈梁，主要是在下列哪一种情况发生时起作用（　　）。
　　A．发生地震时
　　B．发生温度变化时
　　C．在房屋中部发生比两端大的沉降时
　　D．在房屋两端发生比中部大的沉降时
　　9设防烈度为7度时的底层框架?抗震墙砖房总高度和层数不宜超过多少（　　）。
　　A．22m、七层
　　B．19m、六层
　　C．16m、五层
　　D．11m、三层
　　10钢筋混凝土框架或框?剪结构房屋当必须设置防震缝时，若高度不超过15m，缝宽可采用（　　）mm。
　　C．100
　　11框架结构中梁柱的连接构造要求为下列哪一条（　　）。
　　A．可以任意相交
　　B．梁柱中心线应一致不能偏心
　　C．框架梁与柱中心线之间偏心距不宜大于柱宽1/4
　　D．框架梁与柱中心线之间偏心距不宜大于梁宽1/4
　　12设防烈度为7度时的毛料石砌体房屋总高度和层数不宜超过多少（　　）。
　　A．7m、二层
　　B．10m、三层
　　C．13m、四层
　　D．16m、五层
　　13设防烈度为7度时的毛料石砌体房屋总高度和层数不宜超过多少（　　）。
　　A．7m、二层
　　B．10m、三层
　　C．13m、四层
　　D．16m、五层
　　14对框架结构作抗震变形验算时，下列概念何者为正确（　　）。
　　A．结构的层间弹性位移限值与结构的层高有关
　　B．结构的层间弹性位移限值与结构的层高无关
　　C．结构的层间弹性位移限值与结构的总高有关
　　D．结构的层间弹性位移限值与建筑的装修标准有关
　　提示：《高层建筑钢筋混凝土结构设计规范》（JGJ3－2002）第4．6．3条表4．6．3及《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）第5．5．1条表5．5．1及条文说明第5．5．1条。
　　15钢筋混凝土框架?剪力墙结构中剪力墙的最大间距，当墙间楼面无大洞口时，在下列四个因素中与（　　）因素有关。
　　Ⅰ．楼面的宽度；
　　Ⅱ．是否抗震以及抗震设防烈度；
　　Ⅲ．建筑物高度；
　　Ⅳ．楼面是现浇或是装配整体
　　A．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
　　B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
　　C．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
　　D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
　　提示：《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）第6．1．6条下表。
　　参考习题2
　　1在层数、房屋高度、平面尺寸、重量相同的情况下，在三种不同结构体系的房屋：I．框架结构；Ⅱ．框一剪结构；Ⅲ．剪力墙结构。其结构的基本自振周期，按从长到短排列为：
　　AI、Ⅱ、ⅢBⅡ、Ⅲ、ICm、I、ⅡDm、Ⅱ、1
　　2高层建筑采用钢筋混凝土筒中筒结构时．外筒柱子截面设计成下列何者为最好?
　　A圆形截面B正方形截面
　　c矩形截面，长边平行外墙放置D矩形截面，短边平行外墙放置
　　3钢筋混凝土高层建筑的框支层楼板（即转换层楼板）应采用现浇，且应有一定厚度，下列最小厚度的要求，何者是正确的?
　　A&100mmB&150mmC&180mmD&200mm
　　4在其他条件相同的情况下，钢筋混凝土：框架结构的伸缩缝最大间距比钢筋混凝土剪力墙结构的：
　　A大B小C相同D不能肯定
　　5下列哪项措施对增大钢筋混凝土房屋伸缩缝的间距无效?
　　A在温度变化影响较大的部位提高配筋率
　　B采用架空通风屋面
　　c顶部设局部温度缝
　　D加强顶郁楼层的刚度
　　6国家标准设计图集中，上置1．5m&6m预应力屋面板的钢筋混凝土折线形屋架的最大跨度为：
　　A15mB18mC21mD24m
　　7纵墙承重的砌体房屋，适用于下列四类建筑中的哪几类?
　　I．住宅；n．办公楼；Ⅲ．多层商场；Ⅳ．教学楼。
　　AI、ⅡBⅡ、ⅢCⅡ、ⅣDm、Ⅳ
　　8菜单层房屋的屋面采用屋架，波纹薄钢板瓦覆盖，要求屋面有较大的坡度，，下列几种钢屋架形式中，哪种形式晨合适?
　　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，柱沿周边按4m间距布置，采用钢筋混凝土楼盖（不考虑预应力），为取得较大的楼层净高（压缩楼盖结构高度），下列各种结构布置中哪种最为合适?
　　A12m跨、4m间距的主梁，另一向采用2m间距的4跨连续次梁
　　B16m跨、4m间距的主粱，另一向采用2m间距的3跨连续次梁
　　C沿长向柱列设两根主梁，并布置1m间距、12m跨的次梁
　　D采用3x4格的井字粱
　　10一幢单层的单身宿舍，平面为12mx52m，无抗震要求，但风力较大，拟采用框架结构，此时采用下列各种框架形式中的哪一种比较合适?
　　A主要承重框架纵向布置，横向采用连系梁
　　B主要承重框架横向布置，纵向采用连系梁
　　c主要承重框架纵横两向布置
　　D无粱式框架结构（无粱楼盏，取板带作为框架梁）
　　11一幢四层轻工业加工厂房，平面尺寸为16mx48m，布置两条同样的缴向流程生产线，楼面活载5kN/m2，建设场地为非抗震设防区，风力也较小。现已确定采用现浇横向框架结构。下列各种框架布置中哪种最为合适?
　　A单跨框架，跨度16mB两跨框架，跨度8m＋Sm
　　C两跨框架，跨度10m＋6mD三跨框架，跨度6m＋4m＋6m
　　12如图所示变形曲线，是下列四种结构中哪一种结构在水平荷载作用下的变形曲线（　　）。
　　A．框架结构
　　B．无梁楼盖结构
　　C．剪力墙结构
　　D．框架－剪力墙结构
　　提示：底部为弯曲型变形，顶部为剪切型变形。
　　13在水平力作用下，钢筋混凝土无梁楼盖结构的计算简图，应采用下列何种假定（　　）。
　　A．板柱刚接
　　B．板柱铰接
　　C．板柱弹性固接
　　D．板厚时板柱刚接，否则铰接
　　提示：只有刚接才能抗侧力。
　　14钢筋混凝土剪力墙，设墙长为，厚度为t，则当符合下列哪个条件时应按剪力墙进行设计（　　）。
　　A．&4t
　　B．&3t
　　D．t&层高的1/25
　　提示：《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）第10．5．1条，当构件截面的长边（长度）大于其短边（厚度）的4倍时，宜按墙的要求进行设计。
　　15根据《高层建筑钢筋混凝土结构设计规范》（JGJ3－2002），非地震区现浇框架－剪力墙结构适用的最大高度为（　　）m。
　　B．100
　　C．140
　　D．160
　　第一节建筑结构荷载及设计方法（第五课时）
　　一、荷载和效应概念
　　（一）结构上的作用、作用效应和结构抗力
　　结构产生各种效应的原因，统称为结构上的作用。结构上的作用包括直接作用和间接作用。直接作用指的是施加在结构上的集中力或分布力，例如结构自重、楼面活荷载和设备自重等，引起的效应比较直观。间接作用指的是引起结构外加变形或约束变形的作用，例如温度的变化、混凝土的收缩或徐变、地基的变形和地震等，这类作用引起的效应比较复杂，例如地震会引起建筑物产生裂缝、倾斜下沉以至倒塌，但这些破坏效应不仅仅与地震震级、烈度有关，还与建筑物所在场地的地基条件、建筑物的基础类型和上部结构体系有关。
　　考虑到广大设计人员的现状及习惯上的衔接，目前还未将两类作用严格划分，而将其简称为荷载。
　　作用在结构上的直接作用或间接作用，将引起结构或结构构件产生内力（如轴力、弯矩、剪力、扭矩等）和变形（如挠度、转角、侧移、裂缝等），这些内力和变形总称为作用效应，其中由直接作用产生的作用效应称为荷载效应。
　　结构或结构构件承受内力和变形的能力，称为结构的抗力，如构件的承载能力、刚度的大小、抗裂缝的能力等。结构抗力与结构构件的截面形式、截面尺寸及材料强度等级等因素有关。
　　（二）荷载的分类
　　荷载是一个不确定的随机变量。在《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB）以下简称《统一标准》中，规定设计基准期为50年，在这段期间内，荷载不仅在量值上是变化的，并且，作用在结构上的时间持续性也是变化的。因此在荷载规范中，将荷载按以下原则进行了分类。
　　1．按随时间变异分类
　　（1）永久荷载（亦称恒载）。在设计基准期内，其量值不随时间变化，或即使有变化，其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。如结构的自重、土压力、预应力等。
　　（2）可变荷载（亦称活载）。在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不能忽略的荷载。如楼（屋）面活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等。
　　（3）偶然荷载。在设计基准内，可能出现，也可能不出现，但一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载。如地震、爆炸力、撞击力等。
　　2．按随空间位置的变异分类
　　（1）固定荷载。在结构空间位置上具有固定分布的荷载。如结构自重、楼面上的固定设备荷载等。
　　（2）自由荷载。在结构&亡的一定范围内可以任意分布的荷载。如民用建筑楼面上的活荷载、工业建筑中的吊车荷载等。
　　3．按结构的动力反应分类
　　（1）静态荷载。对结构或结构构件不产生加速度或产生的加速度很小可以忽略不计。如结构的自重、楼面的活荷载等。
　　（2）动态荷载。对结构或构件产生不可忽略的加速度。如吊车荷载、地震荷载、作用在高层建筑上的风荷载等。
　　（三）荷载的代表值
　　设计中用来验算极限状态所采用的荷载量值，称为荷载代表值。例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。
　　1．荷载标准值
　　荷载标准值是指在结构的设计基准期内，在正常情况下可能出现的最大荷载值，例如在荷载规范中，住宅楼面的均布活荷载规定为2．0kN/m2。
　　对于永久荷载的标准值，是按结构构件的尺寸（如梁、柱的断面）与构件采用材料的容重的标准值（如梁、柱材料为钢筋混凝土，则其自重的标准值一般取25kN/m3）来确定的数值。对常用材料容重，可按荷载规范附录A采用。
　　对于可变荷载的标准值，则由设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位数来确定，一般取具有95%保证率的上分位值，对可变荷载的标准值，可按荷载规范的规定采用。
　　2，荷载组合值
　　当结构上作用两种或两种以上的可变荷载时，考虑到其同时达到最大值的可能性较少，因此，在按承载能力极限状态设计或按正常使用极限状态的短期效应组合设计时，应采用荷载的组合值作为可变荷载的代表值。
　　可变荷载的组合值，为可变荷载乘以荷载组合值系数。组合值系数见荷载规范表4．1．1。
　　3．荷载频遇值
　　可变荷载频遇值是正常使用极限状态按频遇组合设计所采用的一种可变荷载代表值。在设计基准期内，荷载达到和超过该值的总持续时间仅为设计基准期的一小部分。
　　可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数。荷载频遇值系数见荷载规范表4．1．1。
　　达到荷载值的频率越大，频遇值系数越大，频遇值亦越大。如：书库频遇值系数为0．9，住宅频遇值系数为0．57。
　　频遇组合目前仪在桥梁结构设计中应用。
　　4．荷载准永久值
　　作用在建筑物上的可变荷载（如住宅楼面上的均布活荷载为2．0kN/m2），其中有部分是长期作用在上面的（可以理解为在设计基准期50年内，不少于25年），而另一部分则是不出现的。因此，我们也可以把长期作用在结构物上面的那部分可变荷载看作是永久活载来对待。可变荷载的准永久值，为可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数&Pq。也就是说，准永久值系数&Pq。为荷载准永久值与荷载标准值的比值，其值恒小于1．0。
　　在荷载规范中，规定了各种不同建筑楼面上均布活荷载的准永久值系数&Pq，如对住宅楼面的均布活荷载，其准永久值系数少&Pq＝0．4，而对书库、档案库则&Pq＝0．8，这表示了对不同用途的建筑物，其准永久值系数&Pq是不同的。&Pq的大小表示了均布活荷载数值变动的大小，&Pq大表示变动较小，&Pq小则表示变动大。如住宅楼面的均布活荷载标准值为2．0kN/m2，准永久值系数&Pq＝0．4，因此，荷载准永久值为2．Ox0．4＝O．8kN/m2；而对一般书库、档案库楼面均布活荷载为5．0kN/m2，准永久值系数&Pq＝0．8，因此荷载准永久值为5．OxO．8＝4．0kN/m2。
　　（二）结构的功能要求及可靠度
　　1．结构的功能要求
　　结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：
　　（1）安全性
　　在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用。在设计规定的偶然事件（如地震、爆炸）发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
　　所谓整体稳定性，系指在偶然事件发生时及发生后，建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。
　　（2）适用性
　　在正常使用时具有良好的工作性能。如不产生影响使用的过大的变形或振幅，不发生足以让使用者产生不安的过宽的裂缝。
　　（3）耐久性
　　在正常维护下具有足够的耐久性能。
　　所谓足够的耐久性能，系指结构在规定的工作环境中，在预定时期内，其材料性能的恶化不致导致结构出现不可接受的失效概率。从工程概念上讲，足够的耐久性能就是指在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。
　　2．结构的可靠度
　　上述对结构安全性、适用性、耐久性的要求可概括为结构可靠性的要求。结构的可靠性指的是，结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
　　结构可靠度与结构的使用年限长短有关，《统一标准》所指的结构可靠度或结构失效概率，是对结构的设计使用年限而言的，也就是说，规定的时间指的是设计使用年限；而规定的条件则是指正常设计、正常施工、正常使用，不考虑人为过失的影响，人为过失应通过其他措施予以避免。
　　为了保证建筑结构具有规定的可靠度，除了应进行必要的设计计算外，还应对结构材料性能、施工质量、使用与维护进行相应的控制。对控制的具体要求，应符合有关勘察、设计、施工及维护等标准的专门规定。
　　（三）结构功能的极限状态
　　整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为下列两类：
　　1．承载能力极限状态
　　这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：
　　（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；
　　（2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；
　　（3）结构转变为机动体系；
　　（4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）：
　　（5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。
　　2．正常使用极限状态
　　这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：
　　（1）影响正常使用或外观的变形；
　　（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；
　　（3）影响正常使用的振动；
　　（4）影响正常使用的其他特定状态。
　　在建筑结构设汁时，除了考虑结构功能的极限状态之外，还须根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况：
　　（1）持久状况，即在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况，例如房屋结构承受家具和正常人员荷载的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。
　　（2）短暂状况，即在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如结拇施工和维修时承受堆料荷载的状况。
　　（3）偶然状况，即在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如结构遭受火灾、爆炸、撞击、罕遇地震等作用。
　　这三种设计状况分别对应不同的极限状态设计。对于持久状况、短暂状况和偶然状况，都必须进行承载能力极限状态设计；对于持久状况，尚应进行正常使用极跟状态设计；而对于短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。
　　（四）结构极限状态的设计表达式
　　建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
　　1．承载力极限状态设计表达式
　　根据荷载规范的要求，结构构件承载力设计应根据荷载效应的基本组合或偶然组合进行，其一般表达式为
　　&0S&R（7－1）
　　式中&0&&结构重要性系数；
　　S&&结构效应组合的设计值；
　　R－－结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。
　　（1）结构构件重要性系数&0
　　根据《统一标准》，在建筑结构设计时，根据破坏可能产生的后果（危及人的生命安全、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，采用不同的安全等级或设计使用年限按表7－3取值。
　　结构重要性系数&0表7－3
　　安全等级&0设计使用年限&0
　　一级不应小于1．1100年及以上不应小于1．1
　　二级不应小于1．050年不应小于1．0
　　三级不应小于0．95年不应小于0．9
　　注：对设计使用年限为25年的结构构件，各类材料结构设计规范可根据各自情况确定结构重要性系数&0的取值。
　　在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数。
　　同一建筑物中的各类构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。但应根据需要，对某些构件的安全等级可采取提高一级或降低一级。
　　（2）荷载效应组合设计值s
　　1）荷载效应基本组合
　　①对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：
　　（1）由可变荷载效应控制的组合
　　S＝&GSGK＋&Q1SQ1k＋（7－2）
　　式中&G_____永久荷载的分项系数，应按《建筑结构荷载规范》GB50009－－2001第3．2．5条采用；
　　&Qi&&第i个可变荷载的分项系数，其中&Q1为可变荷载Q1的分项系数，应按《荷载规范》第3．2．5条采用；
　　SGk－－按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；
　　SQik&&按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者；
　　&Pci－－可变荷载Qi的组合值系数，应分别按《荷载规范》各章的规定采用；
　　n－－参与组合的可变荷载数。
　　（b）由永久荷载效应控制的组合
　　S＝&GSGK＋（7－3）
　　②对一般排架、框架结构，基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：
　　（a）由可变荷载效应控制的组合：
　　S＝&GSGK＋&Q1SQ1k（7－4）
　　S＝&GSGK＋0．9（7－4a）
　　（b）由永久荷载效应控制的组合仍按公式（7－3）式采用。
　　③基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：
　　（a）永久荷载的分项系数：
　　a）当其效应对结构不利时
　　对由可变荷载效应控制的组合，应取1．2；
　　对由永久荷载效应控制的组合，应取1．35。
　　b）当其效应对结构有利时
　　一般情况下应取1．0；
　　对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0．9。
　　（b）可变荷载的分项系数：
　　一般情况下应取1．4；
　　对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1．3。
　　2）荷载效应偶然组合
　　对于偶然组合，荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：偶然荷载的代表值不乘分项系数；与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值，各种情况下荷载效应的设计值公式，可由有关规范另行规定。
　　2．正常使用极限状态表达式
　　对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合，并应按下列设计表达式进行设计：
　　S&C（7－5）
　　式中C－－结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值，应按各有关建筑结构设计规范的规定采用。
　　对于标准组合，荷载效应组合的设计值s应按下式采用：
　　S＝SGK＋SQ1k＋（7－6）
　　对于频遇组合，荷载效应组合的设计值S应按下式采用：
　　S＝SGK＋&Pf1SQ1k＋（7－7）
　　式中&Pf1－－可变荷载Q1的频遇值系数，应按有关的规定采用；
　　&Pqi－－可变荷载Qi的准永久值系数，应按有关的规定采用。
　　对于准永久组合，荷载效应组合的设计值S可按下式采用：
　　S＝SGK＋（7－8）
　　（三）雪荷载
　　雪荷载是房屋屋面结构的主要荷载之一。在寒冷地区的大跨度结构和轻型结构，对雪荷载更为敏感。
　　1．雪荷载标准值及基本雪压
　　《荷载规范》规定，屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：
　　Sk＝&rs0（7－9）
　　式中Sk&雪荷载标准值，kN/m2；
　　&r&&屋面积雪分布系数；
　　s0&&基本雪压，kN/m2。
　　基本雪压系以当地一般空旷平坦地面上统计所得刃年一遇最大积雪的自重确定。
　　基本雪压应按（荷载规范》全国基本雪压分布图的规定采用。山区的基本雪压，当无实测资料时，可按当地空旷平坦地面的基本雪压值乘以1．2采用。
　　全国基本雪压标准值范围为0～1．0kN/m2
　　雪荷载的组合值系数可取0．7；频遇值系数可取0．6；准永久值系数应按雪荷载分区I、Ⅱ和Ⅲ的不同，分别取0．5、0．2和0；雪荷载分区按《荷载规范》的规定采用。
　　2．屋面积雪分布系数
　　屋面积雪分布系数实际上就是将地面基本雪压换算为屋面雪荷载的换算系数，它与屋面形式、朝向及风力等因素有关。
　　&z&&风压高度变化系数；
　　W0－基本风压（kN/m2）。
　　（2）当计算围护结构时
　　Wk＝&gz&s&zw0（7－11）
　　式中&gz&&高度z处的阵风系数。
　　基本风压应按规范附录D．4中附表D．4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0．3kN/m2。
　　全国基本风压标准值范围为0．3－0．9kN/m2对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。
　　2．地面粗糙度与风压高度变化系数&z：
　　对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表7－8确定。
　　地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：
　　（1）A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
　　（2）B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；
　　（3）C类指有密集建筑群的城市市区；
　　（4）D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
　　第二节砌体结构（第六课时）
　　一、砌体材料及其力学性能
　　（一）砌体分类
　　砌体是由各种块材和砂浆按一定的砌筑方法砌筑而成的整体。它分为无筋砌体和配筋砌体两大类。无筋砌体又因所用块材不同分为砖砌体、砌块砌体和石砌体。在砌体水平灰缝中配有钢筋或在砌体截面中配有钢筋混凝土小柱者称为配筋砌体。
　　1．砖砌体
　　由砖与砂浆砌筑而成的砌体，其中砖包括实心黏土砖和黏土空心砖。
　　（1）实心黏土砖（简称实心砖）
　　实心黏土砖具有全国统一的规格，其尺寸为（mm）：240x115x53，它以黏土为主要原料，经过焙烧而成，其保温隔热及耐久性能良好，强度也较高，是最常见的砌体材料。由于黏土材料耗费广大耕地，从保护土地资源考虑，目前实心黏土砖的应用受到政策上的限制。
　　（2）黏土空心砖（简称空心砖）
　　为了减轻砌体自重，保护农田资源，近来，我国部分地区生产了不同孔洞形状和不同孔洞率的黏土空心砖。这种砖由于做成部分孔洞，因此自重较轻，保温隔热性能有了进一步改善。
　　由于孔洞方向不同．黏土空心砖分为竖孔空心砖和水平孔空心砖两类。竖孔空心砖孔洞率一般为15%－20%，以免强度降低过多影响使用。砌筑时由于孔洞垂直于受压面，强度较高，可用于承重墙，其强度等级划分同实心砖。水平孔空心砖可采用较大的孔洞率，一般为40%&60%，以取得更好的隔热、隔声性能。砌筑时孔洞平行于承压面，故强度较低，一般只能用于外承重隔墙或框架填充墙。
　　在竖孔空心砖型号中，字母K表示空心，M表示模数，P表示普通。普通空心砖KPl重量较轻，可与标准砖配合使用，砍砖容易，不需配砖，因此在部分地区用得较多。普通空心砖KP2也能与标准砖配合使用，但砍砖较多，施工时尚需辅助规格的配砖。模数空心砖KMI不能与普通标准砖配合使用，同时在拐角、T字形接头处，由于错缝要求，还需要辅助规格的配砖。
　　目前，国家标准对空心砖的孔洞形状、孔洞率及布置方式未作统一规定，因此各地区产品不尽相同。
　　2．砌块砌体
　　由砌块与砂浆砌筑而成，砌块材料有混凝土、粉煤灰等。目前，我国常用的有混凝土中、小型空心砌块和粉煤灰中型砌块。小型砌块高度为180～350mm，中型彻块高度为360&900mm。小型砌块可用手工砌筑，中型砌块采用机械施工，大型砌块由于起重设备的限制，很少应用。
　　3．配筋砌体
　　在砌体中配置钢筋或钢筋混凝土时，称为配筋砖砌体。目前，我国采用的配筋砌体有：
　　（1）网状配筋砖砌体
　　在砌体水平灰缝中配置双向钢筋网，可加强轴心受压或偏心受压墙（或柱）的承载能力。
　　（2）纵向配筋砖砌体
　　在砌体的竖向灰缝中配置纵向钢筋，施工麻烦。
　　（3）组合砌体
　　由砌体和钢筋混凝土组成，钢筋混凝土薄柱也可用钢筋砂浆面层代替。主要用于偏心受压墙、柱。
　　此外，在砌体结构拐角处或内外墙交接处放置的钢筋混凝土构造柱，也是一种组合砌体，但其作用只是对墙体变形起约束作用，提高房屋抗震能力。
　　4．石砌体
　　由石材和砂浆或由石材和混凝土砌筑而成。石砌体可用作一般民用建筑的承重墙、柱和基础。
　　（二）砌体材料的强度等级
　　块材和砂浆的强度等级，依据其抗压强度来划分。它是确定砌体在各种受力情况下强度的基本数据。
　　1．烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级分为5级，以MU表示，单位为MPa，即MU30、MU25、MU20、MUl5、MUIO。砖的抗压强度应根据抗压强度和抗折强度综合评定。
　　2．蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级分为4级，即MU25、MU20、MUl5、MU10。
　　3．砌块的强度等级分为5级，即MU20、MUl5、MUIO、MU7．5、MU5。
　　4．石材的强度等级由边长为70mm的立方体试块的抗压强度来表示，可分为7级，即MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。
　　5．砂浆的强度等级由边长为70．7mm的立方体试块，在标准条件下养护，进行抗压试验，取其抗压强度平均值。砂浆强度等级分为5级，以M表示，即M15、M10、M7．5、M5、M2．5，当验算施工阶段砌体承载力时，砂浆强度取为0。
　　（三）砌体的受力性能及影响砌体抗压强度的因素
　　砌体受压时单块块材处在复杂应力状态下工作，不仅受压，并且还受弯、受剪和受拉，从而使块材抗压强度不能充分发挥，因此，砌体的抗压强度低于所用块材的抗压强度。
　　影响砌体抗压强度的因素有：
　　1．块材和砂浆强度的影响
　　块材和砂浆强度是影响砌体抗压强度的主要因素，砌体强度随块材和砂浆强度的提高而提高。对提高砌体强度而言，提高块材强度比提高砂浆强度更有效。
　　一般情况下，砌体强度低于块材强度。当砂浆强度等级较低时，砌体强度高于砂浆强度；当砂浆强度等级较高时，砌体强度低于砂浆强度。
　　2，块材的表面平整度和几何尺寸的影响
　　块材表面愈平整，灰缝厚薄愈均匀，砌体的抗压强度可提高。当块材翘曲时，砂浆层严重不均匀，将产生较大的附加弯曲应力使块材过早破坏。
　　块材高度大时，其抗弯、抗剪和抗拉能力增大；块材较长时，在砌体中产生的弯剪应力也较大。
　　3．砌筑质量的影响
　　砌体砌筑时水平灰缝的厚度、饱满度、砖的含水率及砌筑方法，均影响到砌体的强度和整体性。水平灰缝厚度应为8－12mm（一般宜为l0mm）；水平灰缝饱满度应不低于80%；砌体砌筑时，应提前将砖浇水湿润，含水率不宜过大或过低（一般要求控制在10%－15%）；砌筑时砖砌体应上下错缝，内外搭接。
　　二、砌体房屋的静力计算
　　房屋中的墙，柱等竖向构件用砌体材料，屋盖、楼盖等水平承重构件用钢筋混凝土或其他材料建造的房屋，由于采用了两种或两种以上材料，称为混合结构房屋，或称为砌体结构房屋。
　　（一）砌体结构房屋承重墙布置的四种方案
　　1．横墙承重体系
　　在多层住宅、宿舍中，横墙间距较小，可做成横墙承重体系，楼面和屋面荷载直接传至横墙和基础。这种承重体系由于横墙间距小，因此房屋空间刚度较大，有利于抵抗水平风载和地震作用，也有利于调整房屋的不均匀沉降。
　　2．纵墙承重体系
　　在食堂、礼堂、商店、单层小型厂房中，将楼、屋面板（或增设檩条）铺设在大梁（或屋架）上，大梁（或屋架）放置在纵墙上，当进深不大时，也可将楼、屋面板直接放置在纵墙上，通过纵墙将荷载传至基础，这种体系称为纵墙承重体系。
　　纵墙承重体系可获得较大的使用空间，但这类房屋的横向刚度较差，应加强楼、屋盖与纵墙的连接，这种体系不宜用于多层建筑物。
　　3．纵横墙承重体系
　　在教学楼、实验楼、办公楼、医院门诊楼中，部分房屋需要做成大空间，部分房间可以做成小空间，根据楼、屋面板的跨度，跨度小的可将板直接搁置在横墙上，跨度大的方向可加设大梁，板荷载传至大梁，大梁支承在纵墙上，这样设计成纵横墙同时承重，这种体系布置灵活，其空间刚度介于上述两种体系之间。
　　4．内框架承重体系
　　在商场、多层厂房中，常需要较大的空间，可在房屋中部设柱，大梁一端支承在柱上，另一端支承在周边承重墙上，这样，在大梁中部形成内框架承重体系。这种体系房屋横墙少，空间刚度差，且柱基础与基础形式不同，容易产生不均匀沉降。
　　（二）砌体结构房屋静力计算的三种方案
　　砌体结构房屋，根据其横墙间距的大小、屋（楼）盖结构刚度的大小及山墙在自身平面内的刚度（即房屋空间刚度），可将房屋的静力计算分为三种方案，下面以单层房屋为例。
　　1．刚性方案
　　房屋空间刚度大，在荷载作用下墙柱内力可按顶端具有不动铰支承的竖向结构计算。
　　2．刚弹性方案
　　在荷载作用下，墙柱内力可考虑空间工作性能影响系数，按顶端为弹性支承的平面排架计算。
　　3．弹性方案
　　在荷载作用下，由于空间刚度很差，墙柱内力按有侧移的平面排架计算。
　　规范将房屋按屋盖或楼盖的平面刚度分为三种类型，并按房屋横墙间距确定静力计算方案，见表7－10。
　　房屋的静力计算方案表7－10
　　屋盖或楼盖类别刚性方案刚弹性方案弹性方案
　　整体式、装配整体式和装配无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖S&3232&s&72s&72
　　装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖S&2020&s&48s&48
　　瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖S&1616&s&36s&36
　　注：表中s为房屋横墙间距，其长度单位为m。
　　对于单层砌体房屋，在风载作用下，一般可按刚性、弹性、刚弹性三种方案进行设计。
　　对于多层砌体房屋，在风载作用下，一般均按刚性方案设计，很少情况下按弹性方案设计。
　　作为刚性和刚弹性方案的横墙，为了保证屋盖水平梁的支座位移不致过大，横墙应符合下列要求，以保证其平面刚度。
　　（1）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%。
　　（2）横墙厚度不宜小于180mm。
　　（3）单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋横墙长度，不宜小于H/2（打为横墙总高度）。
　　当横墙不能同时满足上述要求时，应对横墙刚度进行验算，如其最大水平位移值&&H/4000时，仍可视作刚性或刚弹性方案的横墙。
　　（三）刚性方案房屋的静力计算
　　1．单层房屋承重纵墙
　　（1）计算单元和计算简图
　　对有门窗洞口的外纵墙，可取一个开间的墙体作为计算单元。对无门窗洞口的纵墙，可取1．0m墙体作为计算单元。
　　在竖向和水平荷载作用下，可将墙上端视作为不动铰支座支承于屋盖，下端嵌固于基础顶面的竖向构件。
　　作用于排架上的竖向荷载（包括屋盖自重、屋面活载和雪载），以集中力Nl的形式作用于墙顶端。由于屋架或大梁对墙体中心线有偏心距e，屋面竖向荷载还产生弯矩M＝N1*e
　　作用于屋面上的风载简化为集中力形式直接通过屋盖传至横墙，对纵墙不产生内力。作用于墙面上的风荷载为均布荷载，迎风面为压力，背风面为吸力。
　　墙体自重作用于墙体中心线上，对等截面墙时，墙体自重不产生弯矩。
　　（2）内力计算
　　竖向荷载作用下及水平荷载作用下，分别进行计算。
　　2．多层房屋承重纵墙
　　多层房屋通常选取荷载较大、截面较弱的&个开间作为计算单元，受荷宽度为（l1＋12）/2。
　　在竖向荷载作用下，多层房屋墙体在每层范围内，可近似地看作两端铰支的竖向构件；在水平荷载作用下，可视作竖向的多跨连续梁。
　　刚性方案多层房屋因风荷载引起的内力很小，当刚性房屋外墙符合下列要求时，可不考虑风荷载的影响。
　　（1）洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3；
　　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