二、砌體房屋的靜力計算
房屋中的墻，柱等豎向構(gòu)件用砌體材料，屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件用鋼筋混凝土或其他材料建造的房屋，由于采用了兩種或兩種以上材料，稱為混合結(jié)構(gòu)房屋，或稱為砌體結(jié)構(gòu)房屋。
(一)砌體結(jié)構(gòu)房屋承重墻布置的四種方案
1．橫墻承重體系
在多層住宅、宿舍中，橫墻間距較小，可做成橫墻承重體系，樓面和屋面荷載直接傳至橫墻和基礎(chǔ)。這種承重體系由于橫墻間距小，因此房屋空間剛度較大，有利于抵抗水平風(fēng)載和地震作用，也有利于調(diào)整房屋的不均勻沉降。
2．縱墻承重體系
在食堂、禮堂、商店、單層小型廠房中，將樓、屋面板(或增設(shè)檁條)鋪設(shè)在大梁 (或屋架)上，大梁(或屋架)放置在縱墻上，當進深不大時，也可將樓、屋面板直接放置在縱墻上，通過縱墻將荷載傳至基礎(chǔ)，這種體系稱為縱墻承重體系。
縱墻承重體系可獲得較大的使用空間，但這類房屋的橫向剛度較差，應(yīng)加強樓、屋蓋與縱墻的連接，這種體系不宜用于多層建筑物。
3．縱橫墻承重體系
在教學(xué)樓、實驗樓、辦公樓、醫(yī)院門診樓中，部分房屋需要做成大空間，部分房間可以做成小空間，根據(jù)樓、屋面板的跨度，跨度小的可將板直接擱置在橫墻上，跨度大的方向可加設(shè)大梁，板荷載傳至大梁，大梁支承在縱墻上，這樣設(shè)計成縱橫墻同時承重，這種體系布置靈活，其空間剛度介于上述兩種體系之間。
4．內(nèi)框架承重體系
在商場、多層廠房中，常需要較大的空間，可在房屋中部設(shè)柱，大梁一端支承在柱上，另一端支承在周邊承重墻上，這樣，在大梁中部形成內(nèi)框架承重體系。這種體系房屋橫墻少，空間剛度差，且柱基礎(chǔ)與基礎(chǔ)形式不同，容易產(chǎn)生不均勻沉降。
(二)砌體結(jié)構(gòu)房屋靜力計算的三種方案
砌體結(jié)構(gòu)房屋，根據(jù)其橫墻間距的大小、屋(樓)蓋結(jié)構(gòu)剛度的大小及山墻在自身平面內(nèi)的剛度(即房屋空間剛度)，可將房屋的靜力計算分為三種方案，下面以單層房屋為例。
1．剛性方案
房屋空間剛度大，在荷載作用下墻柱內(nèi)力可按頂端具有不動鉸支承的豎向結(jié)構(gòu)計算。
2．剛彈性方案
在荷載作用下，墻柱內(nèi)力可考慮空間工作性能影響系數(shù)，按頂端為彈性支承的平面排架計算。
3．彈性方案
在荷載作用下，由于空間剛度很差，墻柱內(nèi)力按有側(cè)移的平面排架計算。
規(guī)范將房屋按屋蓋或樓蓋的平面剛度分為三種類型，并按房屋橫墻間距確定靜力計算 方案，見表7-10。
房屋的靜力計算方案 表7-10
屋蓋或樓蓋類別 剛性方案 剛彈性方案 彈性方案
整體式、裝配整體式和裝配無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋 S<32 32≤s≤72 s>72
裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋 S<20 20≤s≤48 s>48
瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋 S<16 16≤s≤36 s>36
注：表中s為房屋橫墻間距，其長度單位為m。
對于單層砌體房屋，在風(fēng)載作用下，一般可按剛性、彈性、剛彈性三種方案進行設(shè)計。
對于多層砌體房屋，在風(fēng)載作用下，一般均按剛性方案設(shè)計，很少情況下按彈性方案設(shè)計。
作為剛性和剛彈性方案的橫墻，為了保證屋蓋水平梁的支座位移不致過大，橫墻應(yīng)符合下列要求，以保證其平面剛度。
(1)橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截面面積的50％。
(2)橫墻厚度不宜小于180mm。
(3)單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋橫墻長度，不宜小于H／2(打為橫墻總高度)。
當橫墻不能同時滿足上述要求時，應(yīng)對橫墻剛度進行驗算，如其水平位移值μ≤H／4000時，仍可視作剛性或剛彈性方案的橫墻。
(三)剛性方案房屋的靜力計算
1．單層房屋承重縱墻
(1)計算單元和計算簡圖
對有門窗洞口的外縱墻，可取一個開間的墻體作為計算單元。對無門窗洞口的縱墻，可取1．0m墻體作為計算單元。
在豎向和水平荷載作用下，可將墻上端視作為不動鉸支座支承于屋蓋，下端嵌固于基礎(chǔ)頂面的豎向構(gòu)件。
作用于排架上的豎向荷載(包括屋蓋自重、屋面活載和雪載)，以集中力Nl的形式作用于墻頂端。由于屋架或大梁對墻體中心線有偏心距e，屋面豎向荷載還產(chǎn)生彎矩M=N1*e
作用于屋面上的風(fēng)載簡化為集中力形式直接通過屋蓋傳至橫墻，對縱墻不產(chǎn)生內(nèi)力。作用于墻面上的風(fēng)荷載為均布荷載，迎風(fēng)面為壓力，背風(fēng)面為吸力。
墻體自重作用于墻體中心線上，對等截面墻時，墻體自重不產(chǎn)生彎矩。
(2)內(nèi)力計算
豎向荷載作用下及水平荷載作用下，分別進行計算。
2．多層房屋承重縱墻
多層房屋通常選取荷載較大、截面較弱的—個開間作為計算單元，受荷寬度為（l1+12）/2。
在豎向荷載作用下，多層房屋墻體在每層范圍內(nèi)，可近似地看作兩端鉸支的豎向構(gòu)件；在水平荷載作用下，可視作豎向的多跨連續(xù)梁。
剛性方案多層房屋因風(fēng)荷載引起的內(nèi)力很小，當剛性房屋外墻符合下列要求時，可不 考慮風(fēng)荷載的影響。
(1)洞口水平截面面積不超過全截面面積的2／3；
(2)層高和總高不超過表7-11的規(guī)定；
(3)屋面自重不小于0．8kN／m2。
房屋中的墻，柱等豎向構(gòu)件用砌體材料，屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件用鋼筋混凝土或其他材料建造的房屋，由于采用了兩種或兩種以上材料，稱為混合結(jié)構(gòu)房屋，或稱為砌體結(jié)構(gòu)房屋。
(一)砌體結(jié)構(gòu)房屋承重墻布置的四種方案
1．橫墻承重體系
在多層住宅、宿舍中，橫墻間距較小，可做成橫墻承重體系，樓面和屋面荷載直接傳至橫墻和基礎(chǔ)。這種承重體系由于橫墻間距小，因此房屋空間剛度較大，有利于抵抗水平風(fēng)載和地震作用，也有利于調(diào)整房屋的不均勻沉降。
2．縱墻承重體系
在食堂、禮堂、商店、單層小型廠房中，將樓、屋面板(或增設(shè)檁條)鋪設(shè)在大梁 (或屋架)上，大梁(或屋架)放置在縱墻上，當進深不大時，也可將樓、屋面板直接放置在縱墻上，通過縱墻將荷載傳至基礎(chǔ)，這種體系稱為縱墻承重體系。
縱墻承重體系可獲得較大的使用空間，但這類房屋的橫向剛度較差，應(yīng)加強樓、屋蓋與縱墻的連接，這種體系不宜用于多層建筑物。
3．縱橫墻承重體系
在教學(xué)樓、實驗樓、辦公樓、醫(yī)院門診樓中，部分房屋需要做成大空間，部分房間可以做成小空間，根據(jù)樓、屋面板的跨度，跨度小的可將板直接擱置在橫墻上，跨度大的方向可加設(shè)大梁，板荷載傳至大梁，大梁支承在縱墻上，這樣設(shè)計成縱橫墻同時承重，這種體系布置靈活，其空間剛度介于上述兩種體系之間。
4．內(nèi)框架承重體系
在商場、多層廠房中，常需要較大的空間，可在房屋中部設(shè)柱，大梁一端支承在柱上，另一端支承在周邊承重墻上，這樣，在大梁中部形成內(nèi)框架承重體系。這種體系房屋橫墻少，空間剛度差，且柱基礎(chǔ)與基礎(chǔ)形式不同，容易產(chǎn)生不均勻沉降。
(二)砌體結(jié)構(gòu)房屋靜力計算的三種方案
砌體結(jié)構(gòu)房屋，根據(jù)其橫墻間距的大小、屋(樓)蓋結(jié)構(gòu)剛度的大小及山墻在自身平面內(nèi)的剛度(即房屋空間剛度)，可將房屋的靜力計算分為三種方案，下面以單層房屋為例。
1．剛性方案
房屋空間剛度大，在荷載作用下墻柱內(nèi)力可按頂端具有不動鉸支承的豎向結(jié)構(gòu)計算。
2．剛彈性方案
在荷載作用下，墻柱內(nèi)力可考慮空間工作性能影響系數(shù)，按頂端為彈性支承的平面排架計算。
3．彈性方案
在荷載作用下，由于空間剛度很差，墻柱內(nèi)力按有側(cè)移的平面排架計算。
規(guī)范將房屋按屋蓋或樓蓋的平面剛度分為三種類型，并按房屋橫墻間距確定靜力計算 方案，見表7-10。
房屋的靜力計算方案 表7-10
屋蓋或樓蓋類別 剛性方案 剛彈性方案 彈性方案
整體式、裝配整體式和裝配無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋 S<32 32≤s≤72 s>72
裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋 S<20 20≤s≤48 s>48
瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋 S<16 16≤s≤36 s>36
注：表中s為房屋橫墻間距，其長度單位為m。
對于單層砌體房屋，在風(fēng)載作用下，一般可按剛性、彈性、剛彈性三種方案進行設(shè)計。
對于多層砌體房屋，在風(fēng)載作用下，一般均按剛性方案設(shè)計，很少情況下按彈性方案設(shè)計。
作為剛性和剛彈性方案的橫墻，為了保證屋蓋水平梁的支座位移不致過大，橫墻應(yīng)符合下列要求，以保證其平面剛度。
(1)橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截面面積的50％。
(2)橫墻厚度不宜小于180mm。
(3)單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋橫墻長度，不宜小于H／2(打為橫墻總高度)。
當橫墻不能同時滿足上述要求時，應(yīng)對橫墻剛度進行驗算，如其水平位移值μ≤H／4000時，仍可視作剛性或剛彈性方案的橫墻。
(三)剛性方案房屋的靜力計算
1．單層房屋承重縱墻
(1)計算單元和計算簡圖
對有門窗洞口的外縱墻，可取一個開間的墻體作為計算單元。對無門窗洞口的縱墻，可取1．0m墻體作為計算單元。
在豎向和水平荷載作用下，可將墻上端視作為不動鉸支座支承于屋蓋，下端嵌固于基礎(chǔ)頂面的豎向構(gòu)件。
作用于排架上的豎向荷載(包括屋蓋自重、屋面活載和雪載)，以集中力Nl的形式作用于墻頂端。由于屋架或大梁對墻體中心線有偏心距e，屋面豎向荷載還產(chǎn)生彎矩M=N1*e
作用于屋面上的風(fēng)載簡化為集中力形式直接通過屋蓋傳至橫墻，對縱墻不產(chǎn)生內(nèi)力。作用于墻面上的風(fēng)荷載為均布荷載，迎風(fēng)面為壓力，背風(fēng)面為吸力。
墻體自重作用于墻體中心線上，對等截面墻時，墻體自重不產(chǎn)生彎矩。
(2)內(nèi)力計算
豎向荷載作用下及水平荷載作用下，分別進行計算。
2．多層房屋承重縱墻
多層房屋通常選取荷載較大、截面較弱的—個開間作為計算單元，受荷寬度為（l1+12）/2。
在豎向荷載作用下，多層房屋墻體在每層范圍內(nèi)，可近似地看作兩端鉸支的豎向構(gòu)件；在水平荷載作用下，可視作豎向的多跨連續(xù)梁。
剛性方案多層房屋因風(fēng)荷載引起的內(nèi)力很小，當剛性房屋外墻符合下列要求時，可不 考慮風(fēng)荷載的影響。
(1)洞口水平截面面積不超過全截面面積的2／3；
(2)層高和總高不超過表7-11的規(guī)定；
(3)屋面自重不小于0．8kN／m2。