（一）单层刚性方案房屋承重纵墙的计算
《砌体结构设计规范》规定：
4.2.5 刚性方案房屋的静力计算，应按下列规定进行：
1 单层房屋：在荷载作用下，墙、柱可视为上端不动铰支承于屋盖，下端嵌固于基础的竖向构件。
【2.2.9】 刚性方案房屋带壁柱墙底截面内力
条件：图2.2.11为某跨度15m的单层厂房的平面、剖面示意图，车间长度为18m，采用钢筋混凝土组合屋架、槽瓦檩条屋盖体系，带壁柱砖墙承重，柱距6m，基础顶面到墙顶高度5.9m。风荷载设计值产生的柱顶集中力W=3.50kN，迎风面均布荷载w1=3.60kN/m，背风面均布荷载w2=2.10kN/m。
图2.2.11 某15m跨单层厂房示意（单位：mm）
要求：求车间在风荷载作用下的带壁柱墙底截面内力
【解答】
（1）计算方案的确定
根据《砌体结构设计规范》4.2.1条，屋盖为钢筋混凝土组合屋架，有檩条屋盖体系属于第2类，查《砌体结构设计规范》表4.2.1可知，横墙间距s=18m<20m，应为刚性方案房屋。根据《砌体结构设计规范》4.2.5条，墙柱可按上端为不动铰支、下端为嵌固于基础上的竖向杆件计算。
由于墙柱的上端为不动铰支，集中力W将直接通过屋盖传给横墙，在求墙柱的内力时无需考虑。
（2）A柱在w1=3.60kN/m作用下的柱底内力（图2.2.12）：
（3）B柱在w2=2.10kN/m作用下的柱底内力（图2.2.12）：
图2.2.12 l=18m车间柱底弯矩
（二）单层弹性方案房屋承重纵墙的计算
《砌体结构设计规范》规定：
1.2.3 弹性方案房屋的静力计算，可按屋架或大梁与墙（柱）为铰接的、不考虑空间工作的平面排架或框架计算。
【2.2.10】 弹性方案房屋带壁柱墙底截面内力
条件：除车间长度l=60m外，其他同【2.2.9】。
要求：求车间在风荷载作用下的带壁柱墙底截面内力
【解答】
（1）计算方案的确定
屋盖体系属于第2类，查《砌体结构设计规范》表4.2.1可知，横墙间距s=60m>48m，应视为弹性方案房屋。
根据《砌体结构设计规范》4.2.3条，可按平面排架计算。
由于车间对称，两柱截面、材料相同，故两柱刚度相等，可按剪力分配法分配内力，其剪力分配系数μ=1/2。
（2）在排架柱上端设水平不动铰支杆，求排架在w1、w2作用下的柱顶不动铰支座的反力和柱底弯矩和剪力（图2.2.13，图中F为柱顶集中力）：
图2.2.13 l=60m车间排架计算简图及柱底弯矩
柱A不动铰反力：
柱B不动铰反力：
刚性方案下的柱底弯矩MA1=15.66kN·m，VA1=13.28kN；MB1=9.14kN·m，VB1=7.74kN（即与l=18m的刚性方案厂房相同）。
（3）拆除水平不动铰支杆，将柱顶反力R反向作用于排架柱顶的柱底弯矩和剪力：
R=F+RA+RB=3.5+7.97+4.65=16.12kN
（4）以上两步计算结果叠加，即为最后计算结果：
MA=MA1+MA2=15.66+47.55=63.21kN·m
VA=VA1+VA2=13.28+8.06=21.34kN
MB=MB1+MB2=9.14+47.55=56.69kN·m
VB=VB1+VB2=7.74+8.06=15.80kN
（三）单层刚弹性方案房屋承重纵墙的计算
《砌体结构设计规范》规定：
4.2.4 刚弹性方案房屋的静力计算，可按屋架、大梁与墙（柱）铰接并考虑空间工作的平面排架或框架计算。房屋各层的空间性能影响系数，可按表4.2.4采用，其计算方法应按本规范附录C的规定采用。
表4.2.4 房屋各层的空间性能影响系数ηi （单位：m）
注：i取1～n，n为房屋的层数。
附录C 刚弹性方案房屋的静力计算方法
C.0.1 水平荷载（风荷载）作用下，刚弹性方案房屋墙、柱内力分析可按以下方法计算，并将两步结果叠加，得出最后内力：
1 在平面计算简图中，各层横梁与柱连接处加水平铰支杆，计算其在水平荷载（风荷载）作用下无侧移时的内力与各支杆反力Ri（图C.0.1a）。
2 考虑房屋的空间作用，将各支杆反力Ri乘以由表4.2.4查得的相应空间性能影响系数ηi，并反向施加于节点上，计算其内力（图C.0.1b）。
图C.0.1 刚弹性方案房屋的静力计算简图
【2.2.11】 刚弹性方案房屋带壁柱墙底截面内力
条件：除车间长度l=36m，其他同【2.2.9】。
要求：求车间在风荷载作用下的带壁柱墙底截面内力
【解答】
（1）计算方案的确定
本车间屋盖体系属于第2类，查《砌体结构设计规范》表4.2.1可知，横墙间距s=36m，介于20m与48m之间，应为刚弹性方案房屋。根据《砌体结构设计规范》4.2.4条按平面排架并考虑空间性能影响系数计算，根据横墙间距和屋盖类别，查《砌体结构设计规范》表
4.2.4得空间性能影响系数η=0.68。因车间对称，两柱截面、材料相同，故两柱刚度相等，其剪力分配系数μ=1/2。
（2）在排架柱上端设水平不动铰支杆，求排架在w1、w2作用下的柱顶不动铰支座的反力和柱底弯矩和剪力（同刚性方案房屋）（图2.2.14）：
RA=7.97kN，RB=4.65kN(www.daowen.com)
MA1=15.66kN·m，MB1=9.14kN·m
VA1=13.28kN，VB1=7.74kN
（3）拆除水平不动铰支杆，将柱顶反力乘以空间性能影响系数，即R′=ηR反向作用在排架柱顶，求柱底弯矩和剪力：
R′=ηR=0.68×（3.5+7.97+4.65）=10.96kN
图2.2.14 车间排架计算简图及柱底弯矩
（4）以上两步计算结果叠加，即为最后计算结果：
MA=MA1+MA2=15.66+32.33=47.99kN·m
MB=MB1+MB2=9.14+32.33=41.47kN·m
VA=VA1+VA2=13.28+5.48=18.76kN
VB=VB1+VB2=7.74+5.48=13.22kN
讨论：综合上述3个算例的计算结果，将三个车间柱底内力计算结果比较见表2.2.1。
表2.2.1 三个车间排架计算结果比较
从表2.2.1中可以看出，在基本条件相同的情况下，弹性方案的柱底内力最大，刚性方案的最小，而刚弹性的则介于二者之间。其中，弯矩差别较大，剪力差别要小些。
图2.2.15还列出三种静力计算方案在一侧有均布风荷载时的墙体弯矩图。由图可见，弹性方案时墙体截面弯矩最大，刚性方案时最小，刚弹性方案时居中。
图2.2.15 三种静力计算方案内力分析
a）刚性方案 b）弹性方案 c）刚弹性方案
真题 【2.2.12】～【2.2.13】 （2001年二级考题）
某建筑物如图2.2.16所示，墙体采用MU10普通机砖、M5混合砂浆砌筑，纵墙厚度为370mm。山墙及底层每隔三开间有道横墙。厚度240mm；二层为全空旷房间（无内横墙及内纵墙）。屋面采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖系统，楼面采用装配式梁板结构。屋面恒荷载标准值为1.9kN/m2（水平投影），活荷载标准值为0.5kN/m2。基本风压值为0.35kN/m2，高度变化系数μz=1。
图 2.2.16
真题 【2.2.12】 （2001年二级考题）
屋架在风荷载作用下，每榀屋架下弦产生的柱顶集中力设计值Pw与下列何项数值最相近？
（A）0.89kN （B）1.25kN （C）1.84kN （D）3.49kN
【答案】 （C）
【解答】 根据《建筑结构荷载规范》7.1.1条的规定：
Wk=βzμsμzw0，βz=1.0，μz=1.0，w0=0.35kN/m2。
μs=（0.5-0.14）=0.36
Wk=（0.5-0.14）×1.0×0.35=0.126kN/m2
取4m为一个计算单元，Pw=1.4WkA=1.4×0.126×4×2.6=1.83kN
真题 【2.2.13】 （2001年二级考题）
在风荷载作用下，作用在排架上的荷载如图2.2.17所示，已知作用在每个计算单元上的W=1.83kN（设计值）。试确定在Ⓐ轴线二层楼面处，由风荷载（风向见图2.2.16的Ⅰ—Ⅰ剖面）产生的弯矩设计值M0与下列何项数值最相近？
（A）-10.83kN·m （B）-6.03kN·m
（C）-7.74kN·m （D）-15.93kN·m
【答案】 （A）
【解答】 根据《砌体结构设计规范》表4.2.1、表4.2.4：
图 2.2.17
装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖，类别属2类，山墙间距36m，静力计算方案为刚弹性方案，η=0.68，取4m为一个计算单元，W=1.83kN（设计值）。
风荷载作用在柱A的标准值
q1=0.35×0.8×4=1.12kN/m
风荷载作用在柱B的标准值
q2=0.35×0.5×4=0.7kN/m
按《砌体结构设计规范》第4.2.4条“刚弹性方案的静力计算，可按屋架或大梁与墙（柱）铰接，并考虑空间工作的平面排架计算”。在柱顶加水平支杆，让排架变成无侧移排架，求出支杆反力R及相应的内力。然后将水平支杆撤掉并考虑空间工作性能，将考虑空间工作性能的支反力ηR反向施加在排架上，求出内力，然后将两者叠加。
（1）集中力W=1.83kN引起弯矩
加水平支杆，求考虑空间工作的支反力ηR1=0.68×1.83=1.25kN。
因为两个柱子刚度相同，按刚度分配到每个柱子的剪力为
，引起柱底弯矩
（2）风荷载q1作用下柱A的柱底弯矩和柱顶剪力
加水平支杆时，柱A弯矩为
撤掉水平支杆，将考虑空间工作的支反力ηR2引起的柱顶剪力为
按两个柱子刚度分配，并求出柱底弯矩为
（3）风荷载q2作用下柱A的弯矩
由于q2作用在柱B上，对柱A没有作用，只有撤掉水平支杆后q2引起的支反力ηR3要分配给柱A，即：
VB要分配给两个柱子，在柱A为
，
引起的柱A弯矩为
MA=MA1+1.4（MA2+MA′2+MA3）=2.5+1.4（2.24+2.28+1.428）=10.83kN·m
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