建筑師之砌體結(jié)構(gòu)(六)

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(五)彈性方案單層房屋的靜力計算
     1.計算簡圖
     對于彈性方案單層房屋,在荷載作用下,墻柱內(nèi)力可按有側(cè)移的平面排架計算,不考慮房屋的空間工作,計算簡圖按下列假定確定:
     (1)屋架或屋面梁與墻柱的連接,可視為可傳遞垂直力和水平力的鉸,墻、柱下端與基礎(chǔ)頂面為固定端連接。
     (2)將屋架或屋面大梁視作剛度為無限大的水平桿件,在荷載作用下,不產(chǎn)生拉伸或壓縮變形。
     根據(jù)上述假定,計算簡圖為鉸接平面排架。
     2.內(nèi)力計算
     (1)先在排架上端加一假想的不動鉸支座,成為無側(cè)移的平面排架,算出在荷載作用下該支座的反力及,畫出排架柱的內(nèi)力圖。
     (2)將柱頂支座反力及反方向作用在排架頂端,算出排架內(nèi)力,畫出相應(yīng)的內(nèi)力圖。
     (3)將上述兩種計算結(jié)果疊加,假想的柱頂支座反力尺相互抵消,疊加后的內(nèi)力圖即為彈性方案有側(cè)移平面排架的計算結(jié)果。
    (4)內(nèi)力計算(圖11—16)
     1)屋蓋荷載
     屋蓋荷載N1作用點對砌體重心有偏心矩e1,所以柱頂作用有軸向力N1和彎矩M=N1•e1。由于荷載對稱,柱頂無位移,假想柱頂支座反力R=0。
     2)風(fēng)荷載
     屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的風(fēng)荷載以集中力作用于柱頂,迎風(fēng)面風(fēng)載為W1,背風(fēng)面為W2,
    見(圖11-17a)。
    將圖11-17(b)與圖11-17(c)兩種情況所得的彎矩圖11-17(d)與圖11-7(e)疊 加,即可得排架彎矩圖11—17(f)。
    (六)剛彈性方案房屋的靜力計算
     在水平荷載作用下,剛彈性方案房屋產(chǎn)生水平位移較彈性方案小。在靜力計算中,屋蓋作為墻柱的彈性支承,計算方法類似于彈性方案,不同的僅是考慮房屋的空間作用,將作用在排架頂端的支座反力R改為ηiR(圖11—18)。ηi為空間性能影響系數(shù),由表11—12確定。
     對多層剛彈性方案房屋,只需在各層橫梁與柱連接點處加一水平支桿,求出各層水平支桿反力Ri后,再將ηiR反向施加在相應(yīng)的水平支桿上,計算其內(nèi)力,最后將結(jié)果疊加。
    (七)上柔下剛和上剛下柔房屋的靜力計算
     1.上柔下剛房屋的靜力計算
     上柔下剛的多層房屋指頂層橫墻間距超過剛性方案的限值,而下面各層橫墻間距均在剛性方案限值范圍內(nèi)的房屋。在確定計算簡圖時,頂層可按單層剛彈性或彈性方案進(jìn)行靜力計算,空間性能影響系數(shù)ηi根據(jù)屋蓋類別按表11-12確定。下面各層仍按剛性方案進(jìn)行內(nèi)力分析,上下層交接處可只考慮豎向荷載向下傳遞,不考慮固端彎矩。
     2.上剛下柔房屋的靜力計算
     上剛下柔房屋是指底層橫墻間距超過剛性方案的限值,而上面各層橫墻間距在剛性方案限值內(nèi)的房屋。在水平荷載作用下,內(nèi)力可按下述方法進(jìn)行計算。
     首先,在各層橫梁與立柱連接處加一水平鉸支桿,計算其在水平荷載作用下(結(jié)點處無側(cè)移)的內(nèi)力和各支桿反力Ri[(圖11—19(b)],然后將上面各層樓層疊合成剛度無限大的橫梁,成為單層排架,如圖1l—19(c)。
     其次,將各層水平支桿反力凡反向后對單層排架頂部取矩,則
     最后,將上述計算結(jié)果疊加,即得所求的內(nèi)力。