论砌体结构房屋斜屋面结构设计.doc

论砌体结构房屋斜屋面结构设计
摘要:砌体结构,特别是多层砌体结构是目前我国应用较广的结构形式,在我国黄土高原地区,由于黄土资源丰富,粘土分布广泛,因此以粘土砖为主要承重构件的砌体结构得以推广,在许多住宅、办公等民用建筑方面大多是采用的砖砌体结构。然而,由于砌体结构本身的特殊性,砌体结构的抗震性能一般,而且墙体容易出现开裂的现象,因此本文对当前砌体结构设计方面进行探讨,不足之处,敬请指正。
关键词:砌体结构;斜屋面;结构设计
中图分类号:TU318文献标识码: A

一、砌体结构的组成
砌体结构包括上部结构和基础。上部结构由竖向承重构件和水平承重构件组成,竖向承重构件包括砌体墙和砌体独立柱。砌体房屋中一般布置有圈梁和构造柱,此外,根据需要还有过梁、挑梁和墙梁等构件。为了增强砌体结构的整体性,防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响,在房屋的檐口、基础顶面和适当的楼层处布置有钢筋混凝土圈梁。为提高房屋的延性,地震设防区的砌体结构,在外墙四角、内外墙交接处等部位设有钢筋混凝土构造柱或芯柱(对砌块砌体),构造柱要求先砌墙后浇柱。为了将门窗洞上方的荷载传递给洞口侧边的墙体,需要设置过梁,过梁分钢筋混凝土过梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁。挑梁是指嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁,一般有阳台挑梁、雨篷挑梁和外走廊挑梁。当悬挑梁与混凝土圈梁连成一体时,不称其为挑梁。当房屋因底部大空间的需要,部分墙体不能落地时,需设置钢筋混凝土托梁,钢筋混凝土托梁和托梁上的墙体共同组成墙梁。另外,单层工业厂房围护结构中的基础梁与墙体、连系梁与墙体也构成墙梁。墙梁分简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。
二、斜屋面结构方案设计
斜屋面结构设计方案一般有两种:
第一种是顶部直接做成斜面板,该斜面板兼作屋面板。
第二种是斜屋面先做一层水平板,斜面部分按造型做。
对比两种方案,方案一结构造价相对较低,但屋面保温、隔热及防水施工较为困难。方案二结构造价相对较高,但屋面防水、保温、隔热易于施工;同时砖混结构在地震区结构层数达到规范规定的上限、总高度超过规范的规定时,应采用此方案,但超出屋面部分的面积不得超过顶层的30%,且高度不应过高。如采用框架结构,上述二种结构方案均可以在斜屋面的最低点处设置水平框架梁,再采用梁托小柱支承倾斜部分。,但应充分考虑三角拱结构对框架柱顶产生的水平推力。
三、斜屋面结构设计计算
结构设计计算包括抗震验算和静力计算两部分。
1 、抗震验算
方案一,抗震验算时顶层层高可取顶层倾斜屋面顶点高度的 2/3 作为该层的结构高度。
方案二,抗震验算时屋面造型部分仅以屋面荷载作用在顶层屋面板处,不单独作为一个质点考虑。
2 、静力计算
以下以四边简支的单向板为例讨论倾斜构件的荷载特点。对某一倾斜构件,其荷载 g′+q′为沿斜向板长每延 1m 的屋面自重(包括防水层、找平层、保温层、结构板自重、板底抹灰、吊顶等)和使用活荷载的设计值。为计算斜板的内力,应将 g′+q′(图 1)分解为垂直于板面(图 2)和平行于板面的两个分量,以其中垂直于板面的荷载分量 g?+q?=(g′+q′)?COSα为荷载,可求得斜板跨中最大弯矩为: