砌体结构房屋的静力计算，按照作用于屋盖（楼盖）平面内的水平荷载传力途径的不同，可划分为刚性方案、弹性方案和刚弹性方案。现以单层房屋为例，分析其受力特点及静力计算方案的划分。

图2.2.1所示为纵墙承重、无山墙，屋盖为钢筋混凝土结构的单层房屋。设外纵墙上窗洞是有规律均匀排列的，则在风荷载作用下，整个屋盖的水平位移是相同的（图2.2.1b）。如以窗洞中线截取出计算单元如图2.2.1c所示，其受力状态有如一个单跨平面排架，纵墙为排架立柱。屋盖结构为排架横梁。水平风荷载是通过纵墙的受弯、受剪传至基础的，屋盖处水平位移Δ_p的大小取决于纵墙的平面外抗弯刚度。因此，这种无山墙的单层房屋在水平荷载作用下属于平面受力体系。

如果上述单层房屋两端有山墙（图2.2.2a），则风荷载作用下屋盖的水平位移及房屋传力体系将发生改变。由于山墙的存在（山墙在其自身平面内刚度很大），屋盖在山墙处的水平位移Δ很小，山墙间距中间的屋盖水平位移（f+Δ）最大。设想在屋盖处加一个不动铰支承（图2.2.2a）。作用在外纵墙面上的风荷载，通过纵墙的局部弯曲将风力传至基础及屋盖（将不动铰支座反力R反方向作用于屋盖）。作用于屋盖平面内的水平力R，通过什么途径传至基础是房屋受力体系（静力计算方案）的区别所在。

图2.2.1 两端无山墙时的情况（平面受力体系）

a）墙体平面 b）屋盖平面 c）立体模型 d）Ⅰ—Ⅰ剖面 e）计算图形

图2.2.2 端部有山墙时的情况（空间受力体系）

一般情况下，屋盖平面内的水平力R分为两部分；一部分R₁通过前后纵墙（立柱）与屋盖（横梁）形成的平面排架作用传至基础；另一部分R₂通过屋盖以山墙为支座的水平梁作用（挠度为f）传至山墙，再由山墙的竖向悬臂梁作用（挠度为Δ）传至基础。如前所述，R₁的传力途径是平面传力体系；而R₂的传力途径则是空间传力体系（图2.2.2b）。

至于R₁与R₂各在R中占多大比例，取决于两种体系刚度的对比。平面传力体系的刚度与纵墙的高度、厚度，窗洞大小、是否有壁柱以及砌体材料强度等级有关。而空间传力体系的刚度与屋盖在其自身平面内的刚度（取决于屋盖结构类别）、横（山）墙间距（L）及横墙在其自身平面内的刚度（取决于横墙的长度、厚度、洞口大小及砌体种类）有关。按下述三种情况计算：

（1）当无山墙或山墙有很大开洞，其自身平面内刚度很小（墙体位移Δ较大）：或即使横（山）墙具有足够的刚度，但横墙间距（图2.2.2中水平梁的跨度L）很大或屋盖刚度很差（如木屋盖），屋盖作为水平梁的挠度f很大。即（Δ+f）/Δ_p≈1.0，使得R₁≈R，R₂≈0，绝大部分屋盖处水平力R将通过R₁传至基础，为平面传力体系，称为弹性方案。静力计算时不考虑空间作用，按平面排架分析。

（2）如横（山）墙刚度很大（Δ很小），且间距（L）不大，同时屋盖在自身平面内具有足够的刚度（f很小），即屋盖的位移（Δ+f）与Δ_p相比很小，可忽略不计，即（Δ+f）/Δ_p≈0，屋盖可视为纵墙的水平不动支座。绝大部分屋盖处水平力R将通过R₂传至基础，R₁≈0，R₂≈R，为空间传力体系。屋盖与纵墙和山墙在水平力R作用下有如一个空间刚性盒子，称为刚性方案。静力计算时，墙、柱可作为以屋盖（楼盖）为不动铰支座的竖向构件计算。

（3）介于以上两种情况之间的为刚弹性方案。即屋盖的水平梁作用可作为以纵墙为立柱的平面排架的弹性支承，R₁与R₂均不容忽略。设R₁=ηR，R₂=（1-η）R，η称为房屋的空间性能影响系数。η值越小，房屋的空间刚度越大，通过空间传力体系传至基础的水平力R₂就越大；η值越大，房屋的空间刚度越小，通过平面排架作用传至基础的水平力R₁越大。

三种静力计算方案的计算简图如图2.2.3所示。

图2.2.3 三种静力计算方案的计算简图

a）刚性方案 b）弹性方案 c）刚弹性方案

《砌体结构设计规范》规定：

4.2.1 房屋的静力计算，根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案。设计时，可按表4.2.1确定静力计算方案。

表4.2.1 房屋的静力计算方案

注：1.表中s为房屋横墙间距，其长度单位为“m”。

2.当屋盖、楼盖类别不同或横墙间距不同时，可按本规范第4.2.7条的规定确定房屋的静力计算方案。

3.对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。

【2.2.1】 确定房屋的静力计算方案（弹性方案）

条件：如图2.2.4所示单层单跨砌体结构，轻钢屋盖，仅两端有山墙，山墙间距为48m，纵墙间距12m。

要求：给出横向和纵向内力计算时的静力计算方案。

图 2.2.4（单位：mm）

【解答】

1.横向内力计算时的静力计算方案

横墙间距s=48m>36m，轻钢屋盖为3类，根据《砌体结构设计规范》表4.2.1，横向内力计算方案属弹性方案。

2.纵向内力计算时的静力计算方案

纵向计算时横墙间距s=12m<16m，根据《砌体结构设计规范》表4.2.1，纵向内力计算方案属刚性计算方案。

【2.2.2】 确定房屋的静力计算方案（刚弹性方案）

条件：如图2.2.5所示单层单跨砌体结构、装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖，两端山墙间距为30m，纵墙间距15m。

图 2.2.5（单位：mm）

要求：确定横向和纵向内力计算时的静力计算方案。

【解答】

（1）横向内力计算时的静力计算方案

装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖属屋盖类别2类，20m≤s=30m≤48m，根据《砌体结构设计规范》表4.2.1，属刚弹性方案。

（2）纵向内力计算时静力计算方案

纵向计算时s=15m〈20m，根据《砌体结构设计规范》表4.2.1，属刚性计算方案。(www.daowen.com)

【2.2.3】 确定房屋的静力计算方案（刚性方案）

条件：如图2.2.6所示单层单跨砌体结构、整体式钢筋混凝土屋盖，两端山墙间距为24m，纵墙间距15m。

要求：给出横向和纵向内力计算时的静力计算方案。

图 2.2.6（单位：mm）

【解答】

（1）横向内力计算时的静力计算方案

整体式钢筋混凝土屋盖的屋盖类别属1类，s=24m，小于32m，根据《砌体结构设计规范》表4.2.1，属刚性方案。

（2）纵向内力计算时的静力计算方案

纵向计算时，间距s=15m，小于32m，根据《砌体结构设计规范》表4.2.1，属刚性方案。

真题 【2.2.4】 （2002年一级考题）

关于影响房屋空间刚度大小的主要因素，下述何项见解较为正确？

（A）仅与横墙的间距有关

（B）仅与屋盖、楼盖的类型有关

（C）仅与横墙的间距和屋盖、楼盖的类型有关

（D）仅与横墙间距、屋盖、楼盖的类型以及横墙在自身平面内抗侧刚度有关

【答案】 （D）

【解答】 在《砌体结构设计规范》第4.2.2条中，有3条有关对横墙开洞、厚度、长度的要求，在第4.2.4条有刚弹性方案中有关空间工作性能影响系数中有屋盖、楼盖类别及横墙间距的参数，所以（D）正确。

真题 【2.2.5】 （2005年二级考题）

试问，下述对于砌体结构的理解，其中何项正确？

（A）砌体结构房屋的可靠度低于钢筋混凝土结构房屋的可靠度

（B）对于安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，不应采用砌体结构

（C）砌体结构房屋的静力计算方案是根据房屋空间工作性能划分的

（D）在冻胀地区，地面以下的砌体，不可以采用多孔砖

【答案】 （C）

【解答】

（1）根据《建筑结构可靠度设计统一标准》1.0.1条，（A）不正确。

（2）根据《砌体结构设计规范》4.1.5条，（B）不正确。

（3）根据《砌体结构设计规范》4.2.1条，“房屋的静力计算，根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案。”故（C）正确。

（4）根据《砌体结构设计规范》4.3.5条，（D）不正确。

真题 【2.2.6】 （1998年考题）

就下列四项论点：

（Ⅰ）砌体房屋的空间刚度完全取决于横墙的抗侧移刚度；

（Ⅱ）在多层砌体房屋中，当在下层施加水平力时，下层的层间位移比上层的位移大；

（Ⅲ）无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按刚弹性方案考虑；

（Ⅳ）在划分房屋的静力计算方案时，横墙的情况是区分方案的重要因素。

指出以下何项组合都正确？

（A）Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ （B）Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ （C）Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ （D）Ⅱ，Ⅳ

【答案】 （D）

【解答】 根据《砌体结构设计规范》4.2.4条，考虑空间性能影响系数的计算方案中，还有屋盖、楼盖类别及横墙间距的要求，所以（Ⅰ）不正确。

根据《砌体结构设计规范》4.2.1条和表5.2.1注3，“无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋应按弹性方案考虑”，故所以（Ⅲ）不正确，（Ⅳ）正确。

多层砌体房屋的变形曲线，一般为曲线，上大下小，所以（Ⅱ）正确。