单层厂房设计实例.doc

单 层 厂 房 结 构 课 程 设 计 实 例
1.结构构件选型及柱截面尺寸确定
因该厂房跨度在15~36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。
由图2-54可知柱顶标高为9.6m，牛腿顶面标高为6m；设室内地面至基础顶面的距离为0.5m，则计算简图中柱的总高度H，下柱高度Hl，和上柱高度Hu分别为：

图2-54 厂房剖面图

根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表2-22。
表2-22 柱截面尺寸及相应的计算参数
计算参数

柱号
截面尺寸/
面积/
惯性矩/
自重/
A，C
上柱
矩400400
1.6105
21.3108
4.0
下柱
I400900100150
1.875105
195.38108
4.69
B
上柱
矩400600
2.4105
72108
6.0
下柱
I4001000100150
1.975105
256.34108
4.94
本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2-55所示。

图2-55 计算单元和计算简图

2.荷载计算
1.恒载
⑴屋盖恒载

20厚水泥砂浆找平层 2
80厚泡沫混凝土保温层
预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）
屋盖钢支撑
总计
屋架重力荷载为60.5kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值为：

(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值：

(3)柱自重重力荷载设计值
A、C柱:
上柱：
下柱:
B柱:
上柱:
下柱:
各项恒载作用位置如图2-56所示。

图2-56 荷载作用位置图 （单位：kN）

2.屋面活荷载
屋面活荷载标准值为，雪荷载标准值为，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：

的作用位置与作用位置相同，如图2-56所示。
3.风荷载
风荷载的标准值按计算，其中,,根据厂房各部分标高(图2-54)及B类地面粗糙度确定如下：
柱顶(标高)
檐口(标高)
屋顶(标高)
如图2-57所示，则由上式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：

图2-57 风荷载体型系数及计算简图

则作用于排架计算简图(图2-57)上的风荷载设计值为:

4.吊车荷载
由表2-16可得吊车的参数为：，，，，,,根据及可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值如图2-58所示。
(1)吊车竖向荷载
吊车竖向荷载设计值为：

(2)吊车横向水平荷载
作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：

作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为：

图2-58 吊车荷载作用下支座反力影响线

3.排架内力分析
该厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数计算，见表2-23。
表2-23 柱剪力分配系数
柱别

A、C 柱

B 柱

;
;
;

由于图2-59a所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力可根据相应公式计算。对于A，C柱，则：

本例中。求得后，可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力。柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图2-59、。
图2-59d为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定，下同。
图2-59 恒载作用下排架内力图

2．屋面活荷载作用下排架内力分析
(1)AB跨作用屋面活荷载
排架计算简图如图2-60所示，其中，它在柱顶及变阶处引引起的力矩为：

对于A柱，，,则
对于B柱,，则

将R反作用于柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与相应的柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB跨时的柱顶剪力，即

排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-60b，c所示。

图2-60 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图

（2）BC跨作用屋面活荷载
由于结构对称，且BC跨与AB跨作用荷载相同，故只需将图2-60中内力图的位置及方向调整一下即可，如图2-61所示。

图2-61 BC跨作用屋面活荷载时的排架内力图

3．风荷载作用下排架内力分析
(1）左吹风时
计算简图如图2-62a所示。对于A，C柱, ，得

各柱顶的剪力分别为

排架内力如图2-62b所示

(a) (b)
图2-62 左吹风时排架内力图
(2)右吹风时
计算简图如图2-63a所示。将图2-62b所示A，C柱内力图对换且改变内力符号后可得，如图2-63b所示。

图2-63 右吹风时排架内力图
4.吊车荷载作用下排架内力分析
(1)作用于A柱
计算简图如图2-64a所示。其中吊车竖向荷载，。在牛腿顶面处引起的力矩为：

对于A柱，，则

对于柱，，，得

排架各柱顶的剪力分别为：

排架各柱弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图2－64b,c所示。

图2-64 作用在A柱时排架内力图

(1) 作用于B柱左
计算简图如图2-65a所示,计算如下：

柱顶不动铰支反力，及总反力分别为：

各柱顶剪力分别为：

排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图2-65b，c所示

图2-65 作用于B柱左时排架内力图
（3）作用于B柱右
根据结构对称性及吊车吨位相等的条件，内力计算与作用于B柱左的情况相同，只需将A，C柱内力对换并改变全部弯矩及剪力符号，如图2-66所示。

图2-66 作用于B柱右时排架内力图
（4）作用于C柱
同理，将作用于A柱情况的A，C柱内力对换，并注意改变符号，可求得各柱的内力，如图2-67所示。

图2-67 作用在C柱右时排架内力图

（5）作用于AB跨柱
当AB跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图2-68a所示，对于A柱，，，得，则

同理，对于B柱，，，,，则：

排架柱顶总反力R为：

各柱顶剪力为：

排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-68b所示。当方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变。

图2-68 作用于AB跨时排架内力图
(6) 作用于BC跨柱
由于结构对称及吊车吨位相等，故排架内力计算与作用AB跨情况相同，仅需将A柱与C柱的内力对换，如图2-69所示。

图2-69 作用于BC跨时排架内力图

5.内力组合
以柱内力组合为例。表2-24为各种荷载作用下柱内力标准值汇总表，表2-25～
表2-32、表2-33为柱内力组合表，这两表中的控制截面及正号内力方向如表2-24中的例图所示。
对柱进行裂缝宽度验算时，内力采用标准值，同时只需对的柱进行验算。为此，表2-33中亦给出了和的组合值，它们均满足的条件，对设计来说，这些值均取自及相应的和一项。

表2-24 柱内力设计值汇总表
柱号及正向内力
荷载类别
恒载
屋面活载
吊车竖向荷载
吊车水平荷载
风荷载
作用在
跨
作用在
跨
作用
在柱
作
用在
B柱左
作
用在
B柱右
作
用在
柱
作
用在
跨
作
用在
BC跨
左风
右风

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

11.98
0.52
2.30
-51.19
-56.77
44.60
-5.29

10.50
－18.55

237.61
37.8
0
0
0
0
0
0
0
0
0

-29.78
-8.93
2.30
114.41
-21.08
44.60
-5.29

10.50
-18.55

296.41
37.8
0
552
118.97
0
0
0
0
0
0

11.76
-4.58
6.46
21.98
-123.59
125.14
-14.85

139.76
-107.20

332.99
37.8
0
552
118.97
0
0
0
0
0
0

6.39
0.67
0.64
-14.22
-15.77
12.39
-1.47

30.81
－19.10
弯矩图

注：单位()，单位，单位。

表2-25 1.2恒载+1.4屋面活荷载
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1
2
3
14.8
1
11.98
1
2
3
14.8
1
3
14.8
275.41
237.61
275.41
237.61

1
3
-27.48
1
2
-38.71
1
2
-38.71
1
-29.78
296.41
334.21
334.21
296.41

1
3
18.22
1
2
7.18
1
2
3
13.64
1
3
18.22
332.99
370.79
370.79
332.99

1
2
3

相应的
相应的
7.7
`13.64
370.79

注：单位()，单位，单位。

表2-26 1.2恒载+1.4吊车荷载
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1
6
9
73.405
1
5
7
9
-58.95
1
6
9
73.405
1
6
9
73.405
237.61
237.61
237.61
237.61

1
4
6
9
118.713
1
5
7
9
-72.161
1
4
6
9
118.713
1
7
9
-55.826
738.01
391.586
738.01
296.41

1
4
6
8
237.069
1
5
8
-207.084
1
4
6
8
237.069
1
6
9
184.11
774.59
440.063
774.59
332.99

1
6
9

相应的
相应的
23.454
184.11
332.99

注：单位()，单位，单位。

表2-27 1.2恒载+1.4风荷载
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1
10
22.48
1
11
-6.57
1
10
22.48
1
10
22.48
237.61
237.61
237.61
237.61

1
10
-19.28
1
11
-48.33
1
11
-48.33
1
11
-48.33
296.41
296.41
296.41
296.41

1
10
151.52
1
11
-95.44
1
10
151.52
1
10
151.52
332.99
332.99
332.99
332.99

1
10

相应的
相应的
37.2
151.52
332.99

注：单位()，单位，单位。

表2-28 1.2恒载＋0.91.4（屋面活荷载＋吊车荷载＋风载）
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1,2
3,6
9,10
79.251
1,5
7,9
9
-68.555
1,2
3,6
9
10
79.251
1,3
6,9
10
78.783
271.63
237.61
271.63
237.61

1,3
4,6
9,10
115.384
1，2
5，7
9，11
-92.655
1,2
3,4
6,9
10
107.347
1,7
9
11
-69.916
693.85
416.08
727.87
296.41

1,3
4,6
8,10
346.136
1，2
5，8
11
-285.802
1,2
3,4
6,8
10
342.104
1,3
6,9
10
298.473
730.43
463.376
764.45
332.99

1,2
3,6
9,10

相应的
相应的
50.656
294.351
367.01

注：单位()，单位，单位

表2-29 1.2恒载＋0.91.4（屋面活荷载＋吊车荷载）
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1,2
3,6
9
69.801
1
5
7
9
-51.860
1,2
3,6
9
69.801
1
3
6
9
69.333
271.63
237.61
271.63
237.61

1,3
4,6
9
105.934
1，2
5，7
9
75.960
1,2
3,4
6,9

97.897
1
7
9
-53.221
693.85
426.088
727.87
296.41

1,3
4,6
8
220.352
1，2
5，8
-189.322
1，2
3，4
6，8
216.23
1
3
6
9
172.689
730.43
463.376
764.45
332.99

1，2
3，6 

相应的
相应的
22.927
168.567
367.01

注：单位()，单位，单位。

表2-30 1.2恒载＋0.91.4（屋面活荷载＋风载）
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1
2
3
10
23.968
1
11
-4.715
1
2
3
10
23.968
1
3
10
23.5
271.63
237.61
271.63
237.61

1
3
10
-18.26
1
2
11
-54.512
1
2
11
-54.512
1
11
-46.475
296.41
330.43
330.43
296.41

1
3
10
143.358
1
2
11
-88.842
1
2
3
10
139.236
1
3
10
143.358
332.99
367.01
367.01
332.99

1,2
3,10

相应的
相应的
35.298
139.236
367.01

注：单位()，单位，单位。

表2-31 1.2恒载＋0.91.4（吊车荷载＋风载）
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1，6
9，10
76.713
1,5
7,9
11
-68.555
1
6
9
10
76.713
1
6
9
10
76.713
237.61
237.61
237.61
237.61

1，4
6，9
10
113.314
1,5
7,9
11
-84.618
1,4
6,9
10
113.314
1
7
9
11
-69.916
693.85
382.068
693.85
296.41

1,4
6,8
10
340.322
1，5
8，11
-281.680
1,4
6,8
10
340.322
1，6
9，10
292.659
730.43
429.356
730.43
332.99

1，6
9，10

相应的
相应的
49.477
292.659
332.99

注：单位()，单位，单位。

表2-32 1.35恒载+0.71.4屋面活荷载+0.71.4吊车竖向荷载
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、

1，2
3，6
43.550
1
5
-22.288
1，2
3，6
43.550
1
3
6
43.186
293.771
267.311
293.771
267.311

1，3
4，6
57.153
1，2
5，7
54.521
1，2
3，4
33.935
1
7
-36.835
642.581
426.544
707.681
333.461

1，3
4，6
100.139
1
2
5
-67.838
1，2
3，4
6
96.933
1
3
6
96.590
683.733
476.025
710.194
374.614

1，2
3，6

相应的
相应的
15.911
93.384
401.073

注：单位()，单位，单位。

表33 柱内力组合表
截面
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
组合项
及相应的、
,
备注

1,2,3
6,9
10
表14
79.251
1,5,7
9,11
表14
-68.555
1,2
3,6
表18
43.550
1,3,6
9,10
表14
78.783
57.699
标准值取自
及相应的,项
271.63
237.61
293.771
237.61
198.008

1,4,6
9
表12
118.713
1,2,5
7,9
11
表14
-92.655
1,4
6,9
表12
118.713
1,7
9,11
表14
-69.916

标准值取自
及相应的,项
738.01
416.088
738.01
296.41

1,3,4
6,8
10
表14
346.136
1,2,5
8,11
表14
-285.802
1,4
6,8
表12
237.069
1,3,6
9,10
表14
298.473
214.595
标准值取自
及相应的,项
730.43
463.376
774.59
332.99
277.49

1,2,3
6,9
10

相应的
相应的

50.656
294.351
367.01

注：单位()，单位，单位

6. 柱截面设计
以柱为例。混凝土强度等级为,，；采用HRB400级钢筋，，。上、下柱均采用对称配筋。
1．上柱配筋计算。
上柱截面共有4组内力。取

而截面的内力均小于，则都属于大偏心受压，所以选取偏心距较大的一组内力作为最不利内力。即取
=78.783,= 237.61；
吊车厂房排架方向上柱的计算长度。附加偏心矩取（大于）
，
应考虑偏心距增大系数。
， 取

且

选318，则
满足要求。
而垂直于排架方向柱的计算长度，则，（内插） 满足弯矩作用平面外的承载力要求。
2.下柱配筋计算
取与上柱分析方法类似。

而，截面的内力均小于，则都属于大偏心受压。所以选取偏心距最大的一组内力作为最不利内力。
按，计算
下柱计算长度取，附加偏心距（大于20）。，，

应考虑偏心距增大系数且取
, 取 先假定中和轴位于翼缘内，则

即中和轴过翼缘
且

选用418
垂直于弯矩作用面的承载力计算：

，

3．柱箍筋配置
由内力组合表，相应的，
验算截面尺寸是否满足要求。

截面满足要求。
计算是否需要配箍筋：
取

可按构造配箍筋，上下柱均选用箍筋。

满足弯矩作用面的承载力要求。

4．柱的裂缝宽度验算
相应于控制上、下柱配筋的最不利内力组合的荷载效应标准组合为：

表2-34 柱的裂缝宽度验算表
柱截面
上柱
下柱
内力
标准值

57.699
214.595

198.008
277.49

291.390.55
773.34

0.00950.01取
0.0113

1.1
1.0

480.529
1183.34

0
0.523

288.95
722.2

172.06
174.045

0.341
0.436

0.1240.3 满足要求
0.1470.3满足要求
上柱=763，下柱=1018；构件受力特征系数；混凝土保护层厚度取30mm。验算过程见表2-34。
5．牛腿设计
根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如图2-70所示。其中牛腿截面宽度=400mm，牛腿截面高度=600mm, =565mm。

图2-70 牛腿尺寸简图

(1)牛腿截面高度验算
=0.65, ，(牛腿顶面无水平荷载),

取 。
按下式确定。
故截面高度满足要求。
2)牛腿配筋计算。
由于, 因而该牛腿可按构造要求配筋。根据构造要求，
且纵筋不宜少于4根，直径不宜少于12，所以选用416。
由于，则可以不设置弯起钢筋，箍筋按构造配置，牛腿上部范围内水平箍筋的总截面面积不应小于承受的受拉宗纵筋总面积的，箍筋选用。
局部承压面积近似按柱宽乘以吊车梁断承压板宽度取用：

满足要求。
6．柱的吊装验算。
采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊。柱插入杯口深度为,取,则柱吊装时总长度为,计算简图如图2-71所示。

图2-71 柱吊装计算简图
柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载(应考虑动力系数)，即：

在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为：

由得：

令，得，则下柱段最大弯矩为：
柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算过程见表2-35。

表2-35 柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表
柱截面
上柱
下柱

46.656 （38.88）
65.448 (54.540)

87.8970.946.656=41.990
300.510.965.448=58.903

162.697
71.606

0.297
-0.5150.2, 取0.2

0.1020.2 (满足要求)
0.0280.2 (满足要求)

自承重墙

自承重墙的稳定设计问题

在工业与民用建筑中，采用自承重墙是常见的事，除去彩钢板、石膏板等用钢龙骨做骨架的轻质隔墙外，还大量采用由砌体和砂浆砌筑而成的自承重墙，包括外围护墙与内隔墙。《砌体结构设计规范》(GB 50003—2001)的第6.1节通过允许高厚比的方式来规范各类墙的稳定设计问题。这并不是一个复杂的技术问题，只是因为规范的用词比较简洁，当设计人不注意时，会将不同的词义误解为词义相同，在错误引用规范公式的情况下，会将不满足规范要求的自承重墙设计，误认为是已经满足了规范的要求。
在大量的工程实践中，有时能见到一些自承重墙设计，要到快出图的阶段才发现并不满足规范要求。而且加构造柱、加圈梁也不能满足要求，最后只有加壁柱才能解决问题。最终影响与各专业间的配合条件，各专业修改涉及的图纸较多，造成被动。
上述问题与结构、建筑专业均有关系。从是否满足规范要求来看，肯定属于结构专业的职责范围。从能早期发现哪一部分自承重墙需要认真复核这个角度来看，建筑专业的机会更大一些。本文试图从概念设计入手，探讨在常见的设计中哪些比较容易处理，哪些比较难处理。然后再进一步探讨解决方案。期望能够减少最后阶段修改时造成的被动。有些概念对结构专业设计人员来说可能很简单，但为了使建筑专业设计人员也能有轮廓的概念，还是适当的提了一下。
1. 不考虑构造柱、壁柱及圈梁作用时的自承重墙
1.1. 高厚比计算中计算高度H0的取值
规范第6.1.1指出，计算高度H0的取值，应按第5.1.3条采用。
按规范第5.1.3条确定自承重墙的计算高度时，可表达成下面几个基本规则。
1.1.1. 自承重墙砌至楼盖或屋顶
H0 = H 。式中H为自承重墙的高度。
1.1.2. 自承重墙上端为自由端
H0 = 2H 。
1.1.3. 自承重墙两侧与主体结构柱或横隔墙联系(自承重墙上端不是自由端)
设自承重墙两侧与主体结构柱或横墙联系的间距为S 。
当S＞2H时，认为横向的联系不起作用，仍按上述1.1.1.的规则确定计算高度H0 ；
当S≤H时，可以认为是横向联系的距离起控制作用，规范规定H0 = 0.6S ；
当2H≥S＞H时，高度方向与横方向共同起作用，规范规定H0 = 0.4S+0.2H 。
1.1.4. 自承重墙两侧与主体结构柱或横隔墙联系且自承重墙上端是自由端
规范对此未做明确规定，作为一个思路可考虑将H定义为墙高的2倍，再应用上面的规则确定自承重墙的计算高度。

1.2. 自承重墙的高厚比验算，不同厚度自承重墙的允许计算高度
1.2.1. 自承重墙的允许高厚比的基准值〔β〕
自承重墙允许高厚比的基准值〔β〕与砌筑砂浆的强度等级有关，如下所示：
砂浆强度等级 M2.5 M5 ≥M7.5
〔β〕 22 24 26
为了建立基本的概念，下面的讨论均取砂浆强度等级为M5 。
1.2.2. 自承重墙验算时的最终允许高厚比值
自承重墙验算时的最终允许高厚比值，还需乘以修正系数μ1与μ2 。
1.2.2.1. μ1修正系数
与墙厚相关：墙厚 h ＞ 240mm时，μ1 = 1.0 ；h = 240mm时，μ1 = 1.2 ；h = 90mm时，μ1 = 1.5 ；240 ＞ h ＞ 90mm时，μ1可按插入法取值。
按此规定，可以列出几个不同墙厚的μ1值：
墙厚(mm) 100 120 200 240
μ1值 1.48 1.44 1.28 1.20

上端为自由端的自承重墙，除按上述规定提高外，尚可再乘以修正系数1.3 。

1.2.2.2. μ2修正系数
μ2的值与门窗洞口相关，主要取决于墙宽范围内门窗洞口的总宽度。
设墙宽范围内门窗洞口的总宽度为b S ，自承重墙两侧与主体结构柱或横墙联系的间距为S 。
μ2 = 1－0.4
按公式算得μ2的值小于0.7时，取0.7 。
当洞口高度等于或小于墙高的1 / 5时，可取μ2等于1.0 。
μ2的取值范围为0.7~1.0 。 ≥ 0.75时μ2=0.7，无洞时μ2=1.0 。
1.2.2.3. 自承重墙不同墙厚时允许墙高的参考值(砌筑砂浆M5)

墙厚(mm) 100 120 200 240
μ2=0.7(洞口大)时，允许墙高参考值(m) 2.49 2.90 4.30 4.84
μ2=1.0(无洞口)时，允许墙高参考值(m) 3.55 4.15 6.14 6.91

上端为自由端的自承重墙，应综合考虑H0 = 2H及附加的修正系数1.30，其允许墙高参考值应为上述允许墙高参考值乘以修正系数0.65 。

2. 考虑构造柱、壁柱及圈梁作用时的自承重墙
2.1. 构造柱的作用
构造柱可以增加墙的允许高度，但作用有限。
有构造柱时，墙的允许高厚比〔β〕可乘以提高系数μC ：
μC = 1+γ 。
式中 γ—系数。对烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，γ=1.5 ；对混凝土砌块砌体γ=1.0 ；
b c—构造柱沿墙方向的宽度；
l —构造柱的间距。
当b c = 500mm、l =3000mm且采用砖砌体时，μC = 1.25 。在常用范围内这已经是比较密的构造柱设置，一般来说采用比较密的构造柱也就能使墙高的允许值能提高25% 。
当构造柱宽度为500mm，间距为3m，砂浆强度等级为M5时，允许墙高的参考值：
墙厚(mm) 200 240
μ2=0.7(洞口大)时，允许墙高参考值(m) 5.02 6.05
μ2=1.0(无洞口)时，允许墙高参考值(m) 7.17 8.64
注：墙厚200mm时，按混凝土砌块考虑，μC = 1.167 ；
墙厚 240mm时，按砖砌体考虑，μC = 1.25 。

2.2. 壁柱的作用
壁柱对提高墙的允许高度可以有比较明显的作用，壁柱凸出墙面部分的尺寸愈大作用愈明显。
验算带壁柱墙的高厚比时，采用带壁柱墙截面的折算厚度hT ：
hT = 。
式中 I—截面惯性矩；
A—截面面积。
例如：240mm厚的墙，每3m设一壁柱，壁柱宽490mm，凸出墙面250mm，其折算厚度为388mm 。相当于以240mm厚墙为基准时，提高系数为1.62 。与构造柱1.25的提高系数比较，有明显的提高作用。
hT的计算有点麻烦，但有些可以查表，见苑振芳主编《砌体结构设计手册》(第三版)表14—14。

2.3. 构造柱与壁柱的比较
构造柱与壁柱对提高墙的允许高度的作用是相似的，只是在规范中采用了不同的公式来表达。构造柱用的是提高系数，壁柱采用增大折算厚度的办法。其实，折算厚度与原始墙厚的比值也可理解为是提高系数。
构造柱的作用有限。按照规范的规定，构造柱的宽度达到500mm，构造柱的中距3m时，提高系数才能达到1.25 。在最极端的情况下提高系数也只能达到1.375 ，此时3m中距的构造柱就要做成750mm宽，采用1.375 的提高系数不应该是可取的方案。
壁柱可以明显提高墙的允许高度。如前所述，采用壁柱后墙的允许高度可以比不加壁柱提高1.62倍，如有必要，再加大壁柱的尺寸墙的允许高度可以提得更高。缺点是，工艺或建筑专业往往不喜欢出现壁柱。

2.4. 圈梁的作用
2.4.1. 圈梁没有作用的条件
自承重墙的两侧没有横向支承或仅一侧有横向支承时，圈梁对提高墙的允许高度没有任何作用。
2.4.2. 对规范条文可能引起的一点误会
在进一步讨论横向支承的问题前，有必要先澄清一些容易引起误会的概念。《砌体结构设计规范》(GB 50003—2001)的第6.1.2条，叙述了3点。前两点涉及到墙的整体稳定性，第3点谈的是墙的局部稳定性。不应在整体稳定不满足规范要求的情况下讨论墙的局部稳定性，更不能因为仅仅是局部稳定满足规范要求就误认为整体墙的稳定性自动满足要求。请注意规范中上述3点中用词的区别：第1点是“验算带壁柱墙的高厚比” ；第2点是“验算带构造柱墙的高厚比” ；第3点是“验算壁柱间墙或构造柱间墙的高厚比” 。
2.4.3. 对规范条文更容易引起的一点误解
在实践中发现，规范条文中最容易引起误解的是这样一句话(见规范6.1.2-3)：“设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当b/s≥1/30时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点(b为圈梁宽度)” 。注意，这里指的是“壁柱间墙”或“构造柱间墙” ，而不是“带壁柱墙”或“带构造柱墙” 。
规范的条文应该按照下列顺序解读：
“带壁柱墙”或“带构造柱墙”要满足上述第1、2点的高厚比要求；
满足要求后，“壁柱”或“构造柱”已能视为“壁柱间墙”或“构造柱间墙”的侧向支点；
如果此时“壁柱间墙”或“构造柱间墙” 的局部稳定还不能满足规范要求，可以通过设圈梁来解决问题，“此时s应取相邻壁柱间或相邻构造柱间的距离” ，只要上下圈梁间的距离能满足“壁柱间墙”或“构造柱间墙” 的高厚比要求即可。

3. 几种常见的自承重墙稳定设计的思路

3.1. 框架或排架结构的砌体外围护墙
3.1.1. 讨论的范围
由彩钢板、钢龙骨等组成的外围护墙不在本文讨论范围。
常见的讨论范围内的外围护墙使用的材料主要有，烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、混凝土砌