第十六节 混合结构房屋设计
混合结构房屋通常是指楼（屋）盖等水平构件采用钢筋混凝土材料或木材，而墙、柱、基础等竖向构件采用砌体材料的房屋。
混合结构房屋设计包括结构布置，房屋静力计算，墙、柱设计及构造设计。 一、结构布置 （一）结构布置方案
按结构的承重体系与荷载的传统路线，房屋的结构布置方案可分为下列四种类型： 1．横墙承重体系
它是由横墙直接承受屋盖、楼盖荷载的结构承重体系。其特点是： (1)房屋横向刚度较大，整体性好。
外纵墙不承重，便于设置洞口大的门窗，外墙面的装饰也容易处理。
(2)楼盖结构较简单，施工方便，楼盖的材料用量较少，但墙体材料用量较多。 这种体系适用于横墙间距较密的多层住宅、宿舍和旅馆等建筑。 2.纵墙承重体系
它是由纵墙直接承受屋盖、楼盖荷载的结构承重体系。其特点是： (1)横墙较少，楼盖跨度较大，建筑平面布置较灵活。
但楼盖材料用量较多，纵墙承受的荷载较大，往往要设扶壁柱，且纵墙上门窗洞口尺寸和位置受到一定的限制。
墙体材料用量较横墙承重体系少。 (2)房屋的横向刚度较横向承重体系差。
这种体系适用于要求空间较大的教学楼、办公楼、实验楼、影剧院和仓库等建筑。 3.纵横墙承重体系
它是由纵墙和横墙混合承受屋盖、楼盖荷载的结构承重体系，兼有上述两种承重体系的优点。 在多层房屋中一般采用这种承重体系。 4.底层框架或多层内框架承重体系
是指底层为钢筋混凝土框架而上面各层仍为混合结构，或由房屋内部的钢筋混凝土框架和外部砌体
墙、柱构成的承重体系（见图17-30）。其特点是：
（1）房屋或房屋底层开间大，平面布置较为灵活， 但横墙或房屋底层的横墙较少，房屋刚度或底层刚度较差。
(2)多层内框架房屋由钢筋混凝土和砌体两种性能不同 的材料组成，在荷载作用下墙、柱将产生不同的压缩变形， 从而在结构中引起较大的附加内力，抵抗地基不均匀沉降
和抗震能力较弱。对于底层为框架上层为混合结构的房屋， 图17-30底层框架或多层内框架房屋
其抗震性能也较差。因此，在抗震设防地区选用这种承重体系时，应注意限制层数、总高度及抗震墙的最大间距。
(3)与钢筋混凝土框架结构承重房屋相比，可节省材料。 （二）结构布置一般规定
多层砌体结构房屋的总层数和总高度，不应超过表17-42的规定；
多层砌体房屋的层数和总高度限值(m) 表17-42 设防烈度和设计基本地震加速度 最小 墙厚 房屋类别 度 (mm) 0.05g 0.10g 0.15g 0.20g 0.30g 层数 度 数 度 数 度 度 度 数 度 普通砖 多孔砖 多层砌体房屋 多孔砖 混凝土砌190 21 7 21 7 18 6 18 6 15 5 块 普通砖多240 22 7 22 7 19 6 16 5 — — — — 底部框架-抗震墙 孔砖 多孔砖 190 22 7 19 6 16 5 13 4 — — — — 190 22 7 22 7 19 6 16 5 — — — — 块 9 3 190 21 7 18 6 15 5 15 5 12 4 — — 度 数 0.40g 高层高层高层高层高层高6 7 8 9 240 21 7 21 7 21 7 18 6 15 5 12 4 240 21 7 21 7 18 6 18 6 15 5 9 3 砌体房屋 混凝土砌
注：1.房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度，半地下室从地下室室内地面
算起，全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起；对带阁楼的坡屋面应 算到山尖墙的1/2高度处；
2.室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中的数据适当增加，但增加量应少于
1.0m；
3.乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表，其层数应减少一层且总高度应降低3m；不应
采用底部框架-抗震墙砌体房屋。
二、房屋的静力计算
（一）划分房屋静力计算方案的依据
主要是房屋楼（屋）盖的刚度及横墙的刚度与间距。
对于不同屋盖或楼盖的房屋，当横墙间距，符合表17-45的规定，即可把房屋划分为三种静力计算方案：刚性方案、刚弹性方案、弹性方案。
房屋的静力计算方案 表17-45
刚性屋盖或楼盖类别 方案 方案 方案 整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝上屋盖或1 s＜32 32≤s≤72 s＞72 钢筋混凝土楼盖 装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望2 s＜20 20≤s≤48 s＞48 板的木屋盖或木楼盖 3 瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖 s＜16 16≤s≤36 s＞36 刚弹性 弹性注：1.表中s为房屋横墙间距，其长度单位为“m”； 2.对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。
对于刚性和刚弹性方案房屋的横墙，应符合下列规定：
（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，多层房屋的横墙长度不宜小于横墙总高度的1/2。 （4） 当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙或其他结构构件（如框架等），也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。
(5)凡符合上述第(4)项刚度要求的一段横墙或其他结构构件（如框架等），也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。
【例17-25/2016年考题】影响砌体结构房屋空间工作性能的主要因素是下面哪一项：
A.房屋结构所用块材和砂浆的强度等级 B.外纵墙的高厚比和门窗洞口的开设是否超过规定 C.圈梁和构造柱的设置是否满足规范的要求 D.房屋屋盖、楼盖的类别和横墙的距离
解：砌体结构房屋静力计算时，根据房屋空间工作性能划分为刚性方案、刚弹性方案、弹性方案。影响房屋空间工作性能的主要因素是房屋楼（屋）盖的刚度及横墙的刚度与间距。
答案：D
（二）计算单元划分
对承重纵墙：一般选取一段有代表性的，宽度等于一个开间的竖条墙、柱为计算单元，受荷宽度为相邻两开间宽度之和的一半。当计算截面有窗洞时，取窗间墙宽度内的截面面积（见下图）；
无窗洞时，取一个开间宽度内的墙截面面积。
对承重横墙：一般可沿横墙取宽度为1m的墙作为计算单元，受荷范围为计算单元1m内的两侧各二分之一开间内的所有荷载。计算截面取每层墙顶的大梁底面及墙底截面。
（三）刚性方案墙、柱内力分析 1．单层房屋
对于刚性方案单层房屋，纵墙顶端的水平位移很小，静力分析时可以认为水平位移为零，分析时采用下列假定：
在荷载作用下，墙、柱可视为上端不动铰支承于屋盖，下端嵌固于基础的竖向构件，见图17-31。 构件的高度H上端取至梁底面或楼板底面，下端取至基础顶面，当基础埋置较深，且有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处。
图17-31单层刚性房屋计算简图
2.多层房屋
对多层民用房屋，如住宅、教学楼、办公楼等，由于横墙间距较小，一般属于刚性方案。
en+1H竖向荷载作用下：两端铰支的竖向构件，图17-32c)、d)。
eln+1HHHNw1Nn+1Nn+1HnHneMn=Nln+1eln+1HNn+1Nn+1lNwNN,2M=NeMn=Nn+1en+1en+1+HM=N+1e+1+Nl,i+1el,i+1+HNwne+1e+1N+1N+1M=N+1e+1+Nl,i+1el,i+1HnH+1HnHnHH+1H+1Nwne+1e+1N+1HNweNn+1Nn+1i+1eli+1Mn=Nn+1en+1l+1i+1+1eHHNi+1N+1wN+1=NNMwnNMi=Ni+1ei+1+Nl,i+1el,i+1wH+1H+1H+1
500Nn+1Nn+1HnN+1Mn=Nn+1en+1ww+1wne+1een+1NN+1N+1H+e+1HHH+HHN+1N+1HM=N+1e+1+Nl,i+1el,i+1NwiN2e2N2N,2HHHHH1H1H1Nw1HHNw1 a) b) c) d) e) f)
图17-32多层房屋刚性方案内力分析
水平荷载作用下：竖向连续梁，图17-32e)、f)。 满足以下条件时可以不考虑风荷载的作用:
? ? ?
外墙上洞口水平截面积不超过全截面积的2/3； 层高和总高不超过表17-46中的要求； 屋面自重不小于0.8kN/m。
外墙不考虑风荷载影响时的最大高度 表17-46 表4.2.6 外墙不考虑风荷载影响时的最大高度 2
基本风压值 (kN/m2) 0.4 0.5 0.6 0.7 层高 (m) 4.0 4.0 4.0 3.5 H1NMw11=N2e2H1H1HN2N,2M1=N2e2NwHNwe2Nl,2M=N+1e+1+Nl,i+1el,i+1N2M1=Nl2el2N,2M1=N2e2Nw1总高 (m) 28 24 18 18 注：对于多层砌块房屋190mm厚的外墙，当层高不大于2.8m，总高不大于19.6m， 基本风压不大于0.7kN/m2时可不考虑风荷载的影响。
【例17-26/2014年考题】对多层砌体房屋进行承载力验算时，“墙在每层高度范围内，可近似视作两端铰支的竖向构件”所适用的荷载是： A.风荷载
He+1e+1e2Nwe2w
第89讲第十六章结构设计(三十五)
