指導書土木教研室
2015.9
民用房屋牆體及條形基礎設計
1 本課程設計的基本要求
（1）根據房屋的使用性質和各種承重方案的特點，選擇合理的承重方案，進行牆體布置，同時根據材料的**情況，選擇砌體的型別。
（2）根據屋（樓）蓋類別和橫牆間距確定房屋的靜力計算方案，然後縱、橫牆進行高厚比驗算。對於帶壁柱或帶構造柱的牆，除了驗算整片牆的高厚比外，還應驗算壁柱間牆或構造柱間牆的區域性高厚比。
（3）選擇有代表性或受力較不利的開間牆、柱作為計算單元，確定牆、柱計算簡圖，選擇最不利截面，計算控制截面內力，然後驗算牆、柱受壓承載力。
（4）房屋中設有屋（樓）面梁時，尚應驗算樑端下砌體的區域性受壓承載力；樑端下因構造要求或為了提高砌體區域性受壓承載力設定墊塊或墊梁時，尚應驗算墊塊或墊梁下砌體的區域性受壓承載力。
（5）為了滿足正常使用極限狀態的要求，牆體尚應滿足相應的構造要求。
（6）根據工程地質勘察報告確定基礎埋置深度、地基承載力，然後按地基承載力要求計算基礎底面尺寸，最後按剛性角要求確定基礎高度，繪製基礎施工圖。
2 承重牆體的布置和房屋靜力計算方案的確定
2.1 承重牆體的布置
混合結構房屋承重牆的布置不僅影響房屋的平面劃分和房間的大小，而且還影響房屋的空間剛度。
承重牆體布置方案有四種，即橫牆承重、縱牆承重、縱橫牆承重及內框架承重。其中，橫牆承重結構主要用於房間大小固定、橫牆間距較密的住宅、宿舍、旅館以及辦公樓房屋中，縱牆承重結構主要用於開間較大的教學樓、醫院、食堂、倉庫等房屋中；縱橫牆承重結構主要用於多層塔式住宅等房屋中；內框架承重結構主要用於商場、餐廳以及多層工業廠房等房屋中。
2.2 房屋靜力計算方案的確定
房屋靜力計算方案，實際上是通過對房屋空間受力效能的分析，根據房屋空間剛度的大小確定牆、柱設計時的計算簡圖，同時也是牆、柱承載力計算和構造措施的主要依據。
根據影響房屋空間剛度的兩個主要因素，即屋蓋或樓蓋的類別和橫牆的間距，《砌體結構設計規範》（gb 5003-2011）將房屋靜力計算方案分為三種，即剛性方案、彈性方案以及剛彈性方案，可按表2-1確定。
表2-1 房屋靜力計算方案
注：1. 表中s為房屋橫牆間距，其長度單位為m；
2. 對無山牆或伸縮縫處無橫牆的房屋，應按彈性方案考慮。
3 牆、柱高厚比驗算
牆、柱高厚比驗算是確保砌體結構穩定、滿足正常使用極限狀態要求的重要構造措施之一。
3.1 矩形截面牆、柱高厚比的驗算
矩形截面牆、柱高厚比應按下式驗算：
3-1）
式中：h0——牆柱的計算高度，按表3-1確定；
h——牆厚或矩形柱與相對應的邊長；
——牆、柱的允許高厚比，按表2-3確定。
表3-1 受壓構件的計算高度h0
注：1. 表中為變截面柱的上段高度；為變截面柱的下段高度；
2. 對於上牆為自由端的構件，h0=2h；
3. 獨立磚柱，當無柱間支撐時，柱在垂直排架方向的h0應按表中數值乘以1.25後採用；
4. s為房屋橫牆間距；
5. 自承重牆的計算高度應根據周邊支承或拉接條件確定。
表3-2 牆、柱的允許高厚比值
注：1. 毛石牆、柱允許高厚比應按表中數值降低20％；
2. 砌體和鋼筋帶有混凝土或砂漿面層的組合磚砌體構件的允許高厚比，可按表中數值提高20％，但不得大於28；
3. 驗算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體構件高厚比時，允許高厚比對牆取14，對柱取11。
——自承重牆（h≤240 mm）允許高厚比修正係數，按下列規定採用：
當h=240 mm時， =1.2；
當h=90 mm時， =1.5；
當240 mm＞ h ＞90 mm時，可按插入法取值。
——有門窗洞口的牆體允許高厚比的修正係數，應按式（3-2）計算，即
3-2）
式中：——在寬度範圍內的門窗洞口總寬度；
——相鄰窗間牆或壁柱之間的距離。
當按式3-2計算的值小於0.7時，取0.7；當洞口高度等於或小於牆高的1/5時，可取=1.0。
3.2 帶壁柱牆的高厚比驗算
對於帶壁柱的牆體，需分別對整片牆和壁柱間牆進行高厚比驗算。
3.2.1 整片牆的高厚比驗算
對於帶壁柱牆，由於其截面為t形，因此按式（3-1）驗算高厚比時，公式中應改為用帶壁柱牆截面的折算厚度,即
3-3）
式中：——帶壁柱牆截面的折算厚度， =3.5i；
——帶壁柱牆截面的迴轉半徑，；
i、a——分別為帶壁柱牆截面的慣性矩和面積。
確定帶壁柱牆的計算高度時，牆長取相鄰橫牆間的距離。
3.2.2 壁柱間牆的高厚比驗算
驗算壁柱間牆的高厚比時，可將壁柱視為壁柱間牆的不動鉸支點，按矩形截面牆驗算。確定牆體計算高度時，牆長取相鄰壁柱間的距離。
3.3 帶構造柱牆高厚比驗算
對於帶構造柱的牆體，亦需分別對整片牆和構造柱間牆進行高厚比驗算。
3.3.1 整片牆的高厚比驗算
當構造柱截面寬度不小於牆厚h時，可按式（3-4）驗算帶構造柱牆的高厚比，即
3-4）
式中：——設構造柱牆體允許高厚比的修正係數，按下式計算：
3-5）
其中：——係數，對細料石砌體，；對混凝土砌塊、混凝土多孔磚、粗料石、毛料石及毛石砌體，；其他砌體，；
——構造柱沿牆長方向的寬度；
——構造柱的間距。
當時取；當時取。
確定牆體計算高度時，s取相鄰橫牆間的距離，h取牆厚。
3.3.2 構造柱間牆的高厚比驗算
驗算構造柱間牆的高厚比時，亦可將構造柱視為構造柱間牆的不動鉸支點，按矩形截面牆驗算。確定牆體計算高度時，牆長s取相鄰構造柱間的距離。
4 承重牆的計算
承重牆的計算包括下列幾個步驟：首先選取牆體的計算單元和計算截面，然後確定計算簡圖並進行牆體內力分析，最後驗算牆體的受壓承載力。牆體中設有樓（屋）面梁時，尚應驗算樑端支承處砌體的區域性受壓承載力；樑端下設有墊塊或墊梁時，則應驗算墊塊或墊梁下砌體的區域性受壓承載力。
4.1 牆體計算單元和計算截面
對於承重縱牆，常選取乙個有代表性或較不利的開間牆作為牆體計算單元，其承受荷載範圍的寬度取相鄰兩開間的平均值，長度取進深的一半。
對於承重橫牆，常沿牆軸線取寬度為1.0m的牆作為牆體計算單元，其承受荷載範圍的寬度取1.0m，長度取相鄰兩開間的平均值。
確定牆體計算截面的關鍵在於正確取用截面翼緣寬度，按下列原則確定：
（1）多層房屋中，當有門窗洞口時，帶壁柱牆的計算截面翼緣寬度可取窗間牆寬度；當無門窗洞口時，每側翼緣寬度可取壁柱高度的1/3；
（2）單層房屋中，帶壁柱牆的計算截面翼緣寬度可取壁柱寬度加2/3牆高，但不大於窗間牆寬度和相鄰壁柱間距離；
（3）計算帶壁柱牆的條形基礎時，計算截面翼緣寬度可取相鄰壁柱間的距離；
（4）當轉角牆段角部受豎向集中荷載時，計算截面的長度可從角點算起，每側宜取層高的1/3。當上述牆體範圍內有門窗洞口時，則計算截面取至洞邊，但不宜大於層高的1/3。
4.2 計算簡圖和內力分析
4.2.1 單層剛性方案房屋牆、柱
單層剛性方案房屋牆、柱可視為上端不動鉸支承於屋（樓）蓋處、下端嵌固於基礎的豎向構件。圖4-1a為某單層剛性方案房屋計算單元內牆、柱的計算簡圖。
作用於牆、柱上的荷載有兩種，即豎向荷載和風荷載。其中，豎向荷載包括屋蓋自重、屋面活荷載或雪荷載以及牆、柱自重。屋面荷載通過屋架或大樑作用於牆體頂部，其作用位置如圖4-1b所示，存在偏心距；牆、柱自重則作用於牆、柱截面的重心。
豎向荷載作用下牆、柱的內力如圖4-1c所示，分別為
4-1）
圖4-1 單層剛性方案房屋牆、柱內力分析
風荷載又分為屋面風荷載和牆面風荷載兩部分。其中，屋面風荷載最後以集中力通過不動鉸支點由屋面復合梁傳給橫牆，不會對牆、柱的內力造成影響。牆面風荷載作用下牆、柱內力如圖4-1d所示，分別為
4-2）
計算時，迎風面，背風面。
4.2.2 多層剛性方案房屋承重縱牆
豎向荷載作用下，多層剛性方案房屋承重縱牆在每層高度範圍內可近似地視作兩端鉸支的豎向構件，其計算簡圖如圖4-2c所示；水平荷載作用下，多層剛性方案房屋承重縱牆則視作豎向連續梁，其計算簡圖如圖4-2e所示。
承重縱牆的控制截面取每層牆的上、下端i—i和ii—ii截面，如圖4-2b所示。
圖4-2 多層剛性方案房屋計算簡圖
每層承重縱牆承受的豎向荷載包括上面樓層傳來的豎向荷載nu、本層傳來的豎向荷載和本層牆體自重ng。 作用位置如圖4-3所示。其中，nu作用於上一樓層牆體截面的重心處； 距離牆內邊緣的距離取0.
4a0（a0為有效支承長度）；ng則作用於本層牆體截面重心處。
砌體結構課程設計指導書
目錄課程設計任務書3 一 房屋結構承重方案6 二 房屋靜力計算方案6 三 荷載統計6 四 牆體的高厚比驗算7 五 牆體承載力計算7 六 牆下條形基礎設計18 七 過梁計算20 八 挑樑計算22 九 抗震計算23 一十 平面圖 剖面圖 計算單元27 砌體結構課程設計 一 設計資料 某四層磚混教學樓其平...
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