上柔下刚的多层房屋指顶层横墙间距超过刚性方案的限值,而下面各层横墙间距均在刚性方案限值范围内的房屋。在确定计算简图时,顶层可按单层刚弹性或弹性方案进行静力计算,空间性能影响系数取根据屋盖类别按表确定。确定。下面各层仍按刚性方案进行内力分析,上下层交接处可只考虑竖向荷载向下传递,不考虑固端弯矩。
2.上刚下柔房屋的静力计算
上刚下柔房屋是指底层横墙间距超过刚性方案的限值,而上面各层横墙间距在刚性方案限值内的房屋。在水平荷载作用下,内力可按下述方法进行计算。
首先,在各层横梁与立柱连接处加一水平铰支杆,计算其在水平荷载作用下(结点处无侧移)的内力和各支杆反力Ri),然后将上面各层楼层叠合成刚度无限大的横梁,成为单层排架。
其次,将各层水平支杆反力兄反向后对单层排架顶部取矩,则
总弯矩 M= (7—13)
总水平力 v=η 竖向力 N=M/B
式中 B——底层排架的宽度;
η——按第一类房屋确定的空间性能影响系数;
Ri——假定水平铰支杆反力(i=1,2,…,n);
——底层一米高度以上水平荷载之和。
最后,将上述计算结果叠加,即得所求的内力。
三、无筋砌体构件承载力计算
(一)受压构件
1.在工程中无筋砌体受压构件是最常遇到的,如混合结构房屋的窗间墙和砖柱,它们承受上部传来的竖向荷载和自身重量。《砌体结构设计规范》对不同高厚比β=H0/h和不同偏心率言(或之)的受压构件承载力采用下式计算:
N≤ΦfA (7-14)
式中 N--轴向力设计值;
Φ——高厚比卢和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数,可按《砌体结构设计规范》附录D的规定采用;
f--砌体的抗压强度设计值,应按《砌体结构设计规范》第3.2.1条采用;
A——截面面积,对各类砌体均应按毛截面计算;对带壁柱墙,其翼缘宽度可按《砌体结构设计规范》第4,2.8条采用。
注:对矩形截面构件,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向,按轴心受压进行验算。
2.计算影响系数甲或查甲表时,构件高厚比卢应按下列公式确定:
对矩形截面 β=γβH0/h (7-15)
对T形截面 β=γβH0/hT (7-16)
式中 γβ——不同砌体材料的高厚比修正系数,按表7-12采用;
Ho——受压构件的计算高度,按表7-13确定;
h——矩形截面轴向力偏心方向的边长,当轴心受压时为截面较小边长;
hT——T形截面的折算厚度,可近似按3.5i计算;
i——截面回转半径。
高厚比修正系数γβ 7-12
砌体材料类别γβ
烧结普通砖、烧结多孔砖1.0
混凝土及轻骨料混凝土砌块1.1
蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石1.2
粗料石、毛石1.5
注:对灌孔混凝土砌块,γβ取I.0。
3.受压构件的计算高度厅H0,应根据房屋类别和构件支承条件等采用。表中的构件高度"应按下列规定采用:
(1)在房屋底层,为楼板顶面到构件下端支点的距离。下端支点的位置可取在基础顶面。当埋置较深且有刚性地坪时,可取室外地面下500mm处。
(2)在房屋其他层次,为楼板或其他水平支点间的距离。
(3)对于无壁柱的山墙,可取层高加山墙尖高度的1/2;对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高度。
(二)局部受压
当荷载均匀地作用在砌体局部受压面积上时,其承载能力按下列公式计算:
Nl≤γfAl (7-17)
γ=1+0.35 (7-18)
式中 Nl——局部受压面积上的轴向力设计值;
γ——砌体局部抗压强度提高系数。由于局部受压砌体有套箍作用存在,其抗压强度的提高通过γ来考虑;
Al--局部受压面积;
A0——影响砌体局部抗压强度的计算面积。