砌体结构设计计算书

砌 体 结 构 课 程 设 计 计 算 书设计题目 某教学楼墙下条形基础设计 专业班级 土木工程 072 班 学生姓名 学 号 指导教师 完成时间 2010.1.8 成 绩 目录一. 荷载统计 11. 屋面荷载 12. 楼盖荷载 13. 楼（屋）盖大梁自重 24. 外墙自重 25. 内墙自重 26. 窗自重 2二. 墙体高厚比验算 31. 外纵墙 32. 内纵墙 43. 内横墙 44. 隔墙 5三. 墙体内力计算和截面承载力验算 .61. 外纵墙内力计算和截面承载力验算 .62. 内纵墙内力计算和截面积承载力验算 .173. 内横墙内力计算和承载力验算 .21四. 过梁设计 221. 荷载计算 222. 钢筋混凝土过梁的设计 .223. 过梁梁端支承处局部抗压承载力验算 .23五. 挑梁设计 241. 抗倾覆验算 242. 挑梁下砌体局部受压验算 .253. 挑梁承载力计算 25六. 墙梁设计 .261. 基本尺寸的确定 262. 荷载设计值计算 26七. 地下室墙体计算 301. 內力计算 302. 内力组合 313. 承载力验算 33图索引图 1 壁柱墙截面 .3图 2 结构布置图及剖面图 .6图 3 地下室墙 .30浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 1 页 一. 荷载统计1. 屋面荷载40 厚配筋细石混凝土 250.040 =1.00顺水方向间隔 500 砌 120 厚、180 高条砖190.1200.180/0.5=0.82三毡四油沥青防水卷材上铺绿豆沙 =0.420 厚水泥砂浆找平层 200.020 =0.440 厚水泥珍珠岩 60.04=0.24110 厚预制钢筋混凝土空心板 =2.0016 厚混合砂浆板底抹灰 170.016 =0.27合计 5.13KN/m2屋面恒荷载标准值：5.13 KN/m 2屋面活荷载标准值：2.00 KN/m 22. 楼盖荷载(1) 一、二、三、四层楼盖15 厚大理石面层 280.015=0.4220 厚水泥砂浆结合层 200.020=0.4020 厚水泥砂浆找平层 200.020=0.40110 厚预制钢筋混凝土空心板 =2.0016 厚混合砂浆板底抹灰 170.016=0.27合计 3.49 KN/m2楼盖恒荷载标准值：3.49 KN/m 2楼盖活荷载标准值：2.00 KN/m 2(2) 地下室楼盖15 厚大理石面层 280.015=0.4220 厚水泥砂浆结合层 200.020=0.40浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 2 页 20 厚水泥砂浆找平层 200.020=0.40120 厚现浇钢筋混凝土楼板 250.120=3.0020 厚水泥砂浆板底抹灰 200.020=0.34合计 4.62 KN/m2楼盖恒荷载标准值：4.62 KN/m 2楼盖活荷载标准值：2.00 KN/m 23. 楼（屋）盖大梁自重设梁截面尺寸为 250550mm砌体自重 250.2500.550=3.4416 厚混合砂浆抹灰 170.0161.35=0.37合计 3.81KN/m2梁自重标准值：3.81 KN/m 24. 外墙自重砌体自重 190.240=4.56外装修自重 280.015+200.020=0.82内装修自重 170.016=0.27合计 5.65 KN/m2外墙自重标准值：5.65 KN/m 25. 内墙自重砌体自重 190.240=4.56装修自重 170.0162=0.54合计 5.10 KN/m2内墙自重标准值：5.10 KN/m 26. 窗自重塑钢窗自重标准值：0.40 KN/m 2浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 3 页 二. 墙体高厚比验算1. 外纵墙(1) 确定静力计算步骤该办公楼采用装配式屋檩条体系屋盖，属一类屋盖，最大横墙间距，属刚性方案。mS328.106.3墙高 ，墙厚 。H.7mh240一、二层使用 砂浆，则 ，三、四层使用 砂浆，则 ，故5M5.2M2满足 时即可。2(2) 带壁柱墙截面几何参数 78024y1图 1 壁柱墙截面截面面积 50896.420418A行心位置 my 2.14815. /2m32截面惯性矩 4932310278.5.1460 240100.8I 回转半径 mAIi .39.5折算厚度 ihT .68.1035.浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 4 页 (3) 整片墙高厚比验算选取 轴线带壁柱墙作为研究对象 A, 查表mHS2.78.10 mH360.0.1，承重墙7863/.401/42 Sb .1则 ，满足要求.728.9./36210 Th(4) 壁柱间墙高厚比验算选取 轴线壁柱间墙作为研究对象 A，查表mHS6.3.mS16.23.06.0同上取 ，018.2,满足要求.78.194/ 21h2. 内纵墙同外纵墙，静力计算方案亦为刚性方案 , 选取 轴线带构造柱墙作为研究对 B象(1) 带构造柱墙高厚比验算,查表mHS2.78.10 mH360.0.1798/401/42 Sb承重墙 0.05bc/l=240/3600=0.0670.25.1 1.36025.lC,满足要求51.2.1930.4/ 210 ChH(2) 构造柱间墙高厚比验算构造柱间距 ,查表mHS6.3.mS66.0承重墙 , 无洞口0112,满足要求2.194/26/ hH浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 5 页 3. 内横墙(1) 确定静力计算方案最大纵墙间距 ,属刚性方案 ,墙高 , mS326mH6.32(2) 有门洞内横墙高厚比验算选取 轴线内横墙作为研究对象 2, ,mS4.5H6.3S2查表 m8.263.045.00 承重墙 ,有门洞.1 7.082.45/1/12 Sb,满足要求1./28/ 20h(3) 无门洞内横墙高厚比验算选取 轴线内横墙作为研究对象 4, ,mS0.6H.3HS2查表 m12.36.04.承重墙 , 无洞口.112.30/3/0h4. 隔墙, ,mS8.4H6.HS2m64.3.084200 自承重墙 , 无洞口.1.12, 满足要求68.3120.6/3/0 h浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 6 页 三. 墙体内力计算和截面承载力验算根据屋盖类别及横墙间距，知该办公楼属刚性方案，因其层高小于 ，总高小m4于 ，故外墙不考虑风荷载影响。m241. 外纵墙内力计算和截面承载力验算(1) 计算单元外纵墙取一个开间为计算单元，由一至四层平面图中（1）斜虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积，窗间距为计算截面360360360360603053603603605072Gk图 2 结构布置图及剖面图(2) 控制截面由于一、二层和三、四层砂浆等级不同，需验算一层及三层墙体承载力，每层墙体取两个控制截面 、 ，如图（b）所示，一、二层砌体抗压强度设 计值 ，三、四层为 ，每层墙体的计算截面面积为：MPaf5.1MPaf3.1浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 7 页 24321 4896020182mA(3) 各层墙体内力标准值计算1) 各层墙重女儿墙及顶层梁高范围内墙重 1女儿墙高度为 ，屋面板或楼面板厚度为 ，梁高度为 ，m60m10m50kNGK 52.6.24.06.35.1. 层墙重（从上一层梁底面到下一层梁底面） 2 4kNKK 10.64.8138.1.43 底层墙重（大梁底面到地下室板底） 3 kGK 3.9.0.65.240.8106.1 2) 屋面梁支座反力由恒荷载标准值传来： NNgkl 8.6.813.13.4 由活荷载标准值传来： kql 2062有效支承长度： , 取mfhac 47.53.10104 ma7.25043) 楼面梁支座反力由恒荷载标准值传来： kNNgklgklgkl 12.490.683.649.321321 由活荷载标准值传来： Nqklqklqkl 6.321三层楼面梁有效支承长度： ma7.5043一、二楼面梁有效支承长度： fhac 2.1950.10201 各层墙面承受轴向力标准值如图（c）所示(4) 内力组合浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 8 页 以下所称第一种组合为由可变荷载效应控制的组合 , 2.1G4.Q第二种组合力由永久荷载效应控制的组合 , , , 35. 70C1) 三层墙 截面 第一种组合 1 kNNNGNqklklgklklK 76.3042.142.983.610.52.6. 43 qklgkll 89633 mayel .574.01Nl 3.1976.325893第二种组合 2 kNNNGqlklgklklK 16.372.198.02.483.610.5.63.1 744 Nqklgkll 8593mel 18.6.174832) 三层墙体 截面 第一种组合 1 kNGNK 08.376.410.627.3042.3 第二种组合 2 K 5.9515.333) 一层墙 截面（考虑 层楼面活荷载折减系数 0.85） 32第一种组合 1 kNNNNGqklklqklqkl gklklgklKK 16.36.2185.04.132.498.6310.52.6.184. 12 24 ll93浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 9 页 mayel 6.715.94.02184.01 Nl 3.6.791第二种组合 2 kNNNGqklklqklqkl gklklglKK 56.4736.2185.09.0312.48.6310.52.63.1704.4 22 NNll 8mel 67.95.64714) 一层墙 截面 第一种组合 1 kNGNK 42.6751.38.49216.2.1 第二种组合 2 K .5735.11(5) 截面承载力验算1) 三层墙体 截面 第一种组合 1248960mAMPaf3.1mH3609Thye721060319查表 5.Th6.,满足要求kNkNfA 76.30410.458930.176. 第二种组合 29. mye26.浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 10 页 查表05.3618.The72.0,满足要求kNkNfA 16.3798.456.72. 2) 三层墙体 截面 按轴心受压计算（ ）,取两种组合中较大的轴力 进行0e 5.9查表91.8327., 满足要求kNkNfA 65.395496832703) 一层墙体 截面 第一种组合 1248960mAMPaf50.1mH3609.3.Thye7210603.1查表 29.6Th84.,不满足要求kNkNfA 16.32.594605.187.01第二种组合 29.mye7.查表027.36Th810.,不满足要求kNkNfA 56.47.6495.18. 1故将一二层砂浆等级提高到 57M再次验算第一种组合 1248960mAPaf69.1mH360.3.Th浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 11 页 mye7210601. 查表 3.6Th89.,满足要求kNkNfA 16.40.6749.18.01第二种组合 2.9 mye20.查表3.6710Th819.,满足要求kNkNfA 56.4740.6749.8. 14) 一层墙体 截面 按轴心受压计算（ ）,取两种组合中较大的轴力 进行e 2.1查表91.871.0, 满足要求kNkNfA .7435.24968701(6) 梁下局部承压验算1) 四层墙体 截面 设预知刚性垫块尺寸为 2190824mAbhb0826023641A第一种组合 1 kNNGNqklgklK 26.14.83.651.2. 444 klll 41028362.1MPa05.489652.30查表 1/./0f 475.1mfhac 206.3.5047.10 浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 12 页 kNANb 480.12192065.0 maell 35.674404 查表28.35.67h35120.1.010bA6.3.8.1，安全kNNkf lb 92.146.1359201520 40第二种组合 2 kNNGqklgklK 19.476.8.03.6.2.7.43.144 kNqlll 91980365198.054 MPa7.62.3.130查表05/7./0f 48.51mfhac 20.3.148.10 kNANb 16.49207.0 aell 4.391820404 查表28.6.h35.1，安全kNNkfA lb 406.12546.13920.1650 402) 四层墙体 截面 第一种组合 1 kGNK 58.216.410.62.142.4 浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 13 页 第二种组合 2 kNGNK 68.291.470.635.19.4735.14 3) 三层墙体 截面 设预知刚性垫块尺寸为 282mAbhb10480260 2361A第一种组合 1 kNl8.93MPa40.461.2530查表 /./0f 91.5mfhac 2406.13.509.10 kNANb 8.824.0 aell 6.340.1.923003 查表15.246h7833.3.00bA6.1.8.1，安全kNNkf lb 6.17316.2079307 40第二种组合 2 kNl48.3 MPa469.0916.30查表/./0f 94.51浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 14 页 mfhac 240.13.5094.10 kNANb 8.926.0aell 05.304872143003 查表16.245.h9.1，安全kNNkfA lb 528.171.2103.7980 404) 三层墙体 截面 第一种组合 1 kN.3第二种组合 6595) 二层墙体 截面 设预制刚性垫块尺寸 2190824mAb203648mA第一种组合 1 kNNNGN qlklqklgklklgklKK 2.4586.2185.04.12.4983.610.52.6. 34342 kNll8932 MPa72.046.730查表 45.9.1/./0f 0.61mfhac 24.086.0.10 kNANb .181927.0aell .2.4.804004 查表12.8h35浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 15 页 06.1，安全kNNkfA lb 38.274.291069.850第二种组合 2 kNNGN qllqklgklklgklKK 7.48026.185.029.012.483.610.5.63.1 4123434 kll 872 MPa16.049.30查表48/8./0f 37.61mfhac 2409.6.15037.10 kNANb 7.15628.0 aell .2.48.79042002 查表1.95h36.1，安全kNNkfA lb 18.242.91069.08706) 二层墙体 截面 第一种组合 1 kGNK 52.31.4810.62.4582. 第二种组合 2 NK 7.3.3.127) 一层墙体 截面 设预制刚性垫块尺寸 2190824mAb203648mA第一种组合 1 kNl8.9浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 16 页 MPa086.148952.330查表 4/./0f 08.71mfhac 24.69.1508.710 kNANb 5.082.0 aell 6.2.21.897443003 查表86.25.h0.1，安全kNNkfA lb 68.2977.31592.109 10第二种组合 kNl48.71MPa094.162.5330查表5/./0f 125.7mfhac 40.869.102.710 kNANb 214.0 aell .048.75.0.23003 查表8.4h936.1，安全kNNkfA lb 5.297.1206.1093 108) 一层墙体 截面 第一种组合 1 kN4.751浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 17 页 第二种组合 kN2.7142. 内纵墙内力计算和截面积承载力验算(1) 计算单元内纵墙取一个开间为计算单元，由一层至四层平面图中（2）斜虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积，带构造柱墙为计算截面(2) 控制截面由于一、二层和三，四层砂浆等级不同，需验算一层及三层墙体承载力，每层墙体去两个控制截面 、 一、二层 ,三、四层 ,每层墙体计算截面面积为MPaf69.1MPaf3.124321 790320mA(3) 各层墙体内力标准值计算1) 各层墙重顶层梁高范围内墙重 1 kNGK12.0.563.0层墙重（从上一层梁底面到下一层底面） 2 4kKK 0.643底层墙重（大梁底面到地下室板底） 3 kNGK18.50.6.12) 屋面梁支座反力由恒荷载标准值传来： kNgkl 894.13.863.24 由活荷载标准值传来： Nql 2001有效支承长度： ma7.0543) 楼面梁支座反力由恒荷载标准值传来： kNNgklgklgkl 20.64.8134.69.321321 由活荷载标准值传来：浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 18 页 kNNqklqklqkl 4.326.24.635.21321 有效支承长度： ma7040fhac .1869.1021 (4) 内力组合1) 三层墙体 截面 第一种组合 1 kNNNGNqklklgklklK 4.365.24.30.12.648910.2 343 qklgkll 33mayel 75.4.01Nl 64.12.36723第二种组合 2 kNNNGqklklgklklK 80.374.2.3098.2.64891035.1 734 Nqklgkll 1533mel 9.180.74232) 三层墙体 截面 第一种组合 1 kNGNK 72.4.36510.24.3652.3 第二种组合 2 K 035.8.87.1333) 一层墙体 截面（考虑 层楼面活荷载折减系数 0.85） 32第一种组合 1浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 19 页 kNNNNGqklklqklqkl gklklgklKK 43.78.3285.04.3.120.6489310.62154. 124 ll3 mayel 8.74.011 Nl 2.3.7821第二种组合 2 kNNNGqklklqklqkl gklklglKK 83.74.3285.04.398.02.6489310.62.35.15704. 14 12 NNll mel 31.78.7414) 一层墙 截面 第一种组合 1 kNGNK 85.143.718.56243.782.1 第二种组合 2 K 67.05.11(5) 截面承载力计算1) 三层墙体 截面 第一种组合 12790mAMPaf3.1mH3605436hye72100.12查表 53.46Th59.浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 20 页 ,满足要求kNkfA 4.36514.5967203.159.0 第二种组合 2mye72.查表05249.1h580,满足要求kNkNfA 80.33.67923.8. 2) 三层墙体 截面 按轴心受压计算（ ）,取两种组合中较大的轴力 进行0e k35.46查表1569., 满足要求kNkNfA 0.342.713.03) 一层墙体 截面 第一种组合 12790mAMPaf69.1mH360543hye72106082.7查表34h8.,满足要求kNkNfA 43.7899 1第二种组合15mye20603.7查表24.h83,满足要求kNkNfA 83.74.914269.8.014) 一层墙体 截面 按轴心受压计算（ ）,取两种组合中较大的轴力 进行0e k67.50查表15745., 满足要求kNkNfA .817.9269.01浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 21 页 (6) 梁下局部本例在大梁支承出均设有钢筋混凝土构造柱，由于构造柱混凝土抗压强度远大于砌体抗压强度，因而可不进行梁下局部承压验算。3. 内横墙内力计算和承载力验算(1) 计算单元取 宽墙体作为计算单元，房屋纵向取 为受荷宽度，计算截面面积m1 m3.由于房间开间及所承受荷载均相同，因而可按轴心24020mA受压计算。(2) 内力组合及承载力验算（1）三层墙体 截面 第一种组合 1 kNN 46.10.3214.9.361.563120.5632.3 第二种组合 2 588.0.1.3取两种组合中较大的轴力 进行kN58100emH20查表 134h75.0，满足要求kNkNfA8.1240.753(2)一层墙体 截面 第一种组合 1 kNN 84.19526.314.29.36120.56312.604 第二种组合 2 .03.8.0.1取两种组合中较大的轴力 进行kN192030emH320浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 22 页 查表 13240h795.0,满足要求kNkNfA 19.203.269.75. 1浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 23 页 四. 过梁设计考虑过梁跨度及荷载等情况。过梁截面取 mhb30241. 荷载计算过梁上的墙体高度为 lh nw 247930124360故要考虑梁、板传来的均匀荷载；因 小于 。所以考虑 高的whmln8m790墙体自重，从而得到作用在过梁上的荷载为： kNq 8.316.27.0413.20579.1056.3495.1 2. 钢筋混凝土过梁的设计 过梁的计算跨度maln2640240 mln25040.15.取较小值为计算跨度，则 l剪矩： kNqlM31.258.93120剪力： ln7.4.2受压区高度: mbfhxc 47.2903.1425625620 纵筋面积： 2.73.94.1mfAycS纵筋选用 312 2ms属于厚腹梁429.07bhw且 kNbhfkNVc 38.2765403.125.05.8 又 kNhft 6317.0 故按构造配置箍筋，采用 。6浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 24 页 3. 过梁梁端支承处局部抗压承载力验算(1) 三、四层墙体砌体抗压强度设计值 ，取应力图形完整系数MPaf3.10.1过梁的有效支撑长度 mfhb9.53.100承压面积 20 468291.5haAl 影响面积 2.905由于 .14.365840.135.010 lA故局部承压强度提高系数取 2不考虑上部荷载，则局部压力为 kNqlNl 18.4025.910局部承压的抗力 ，KfAll 3.46825.1安全(2) 一、二层墙体MPaf69.10.1mfhab23.169.020 .397524.3mhAl 2.801a，故5.147.2.3975.035.010 lA 5.1kNqNl18.420，安全 kNkf ll 18.405.679.12375. 浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第 25 页 五. 挑梁设计选取 2 轴线的挑梁作为研究对象，设挑梁面积为 mhb35024过梁截面为 。嵌入与纵墙交接成 T 形截面楼墙内的长度m304，则挑梁自重：l01