砌体结构课程设计范例

1、一、设计资料某三层办公楼，其平面图1和剖面图2所示。采用装配式钢筋混凝土空心板屋（楼）盖，开间为3.6m，外内墙厚均为240mm，双面抹灰，墙面及梁侧抹灰均为20mm，内外墙均采用MU10单排孔混凝土小型空心砌块，1层采用Mb7.5混合砂浆，一层墙从楼板顶面到基础顶面的距离为4.2m，2-3层采用Mb5混合砂浆，层高3.4m；基础采用砖基础，埋深1.2m。大梁L-1截面尺寸为200mm´450mm，伸入墙内240mm；窗宽1800mm，高1500mm；施工质量控制等级为B级。图2 办公楼平面图1.1荷载资料屋面做法:防水层：三毡四油铺小石子，0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层

2、，0.4kN/m250mm厚加气混凝土，0.3kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2.20kN/m220mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2楼面做法:20mm厚水泥砂浆找平层，0.4kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2.20kN/m220mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2 墙体荷载:墙体拟采用MU10混凝土小型空心砌块，两侧采用20mm砂浆抹面铝合金窗： 0.45kN/m2楼面活荷载：楼面活载：2.0kN/m2，屋面活载: 2.0kN/m2（上人屋面）1.2设计内容1、确定墙体材料的种类及强度等级。2、验算各层纵、横墙的高厚比。3、验算各承重墙的承载力。

3、图2 办公楼剖面及建筑构造图二、荷载计算由建筑结构荷载规范（GB50009-2012）和屋面、楼面及构造做法求出各类荷载值如下：2.1屋面荷载防水层：三毡四油铺小石子，0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层，0.4kN/m250mm厚加气混凝土，0.3kN/m2120mm厚现浇钢筋混凝土板，3.0kN/m220mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2钢筋混凝土进深梁200mm´450mm，这算厚度30mm（含两侧抹灰）， 0.775kN/m2 屋面恒荷载标准值 4.365kN/m2屋面活荷载标准值 2.0kN/m22.2楼面荷载20mm厚水泥砂浆找平层，0.4kN/m2120mm厚

4、现浇钢筋混凝土板，3.0kN/m220mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2钢筋混凝土进深梁200mm´450mm，这算厚度30mm（含两侧抹灰）， 0.775kN/m2 楼面恒荷载标准值 3.715kN/m2楼面活荷载标准值 2.0kN/m22.3墙体荷载240mm厚混凝土空心砌块双面水泥砂浆粉刷20mm，3.56kN/m2铝合金窗： 0.25kN/m22.4横梁L-1自重0.2´0.45´25=2.25kN/m三、静力计算方案采用装配式钢筋混凝土空心板屋盖，最大横墙间距s=3.6´3=10.8m<32m，查表属于刚性方案房屋；且洞口水平截面面积

5、不超过全截面面积的2/3，风荷载较小，屋面自重较大，即外墙可不考虑风荷载的影响。四、高厚比验算4.1纵墙高厚比验算最大横墙间距s=3.6´3=10.8m<32m，查表属于刚性方案；二、三层墙高H=3.4m(2H=6.8m)，墙厚240mm，Mb5砂浆，查表得b=24；一层墙高H=4.2m(2H=8.4m)，墙厚240mm，Mb7.5砂浆，查表得b=26。(1) 构造柱的要求在纵横墙相交处和屋面或楼面大梁支承处，均设有截面为240mm´300mm的钢筋混凝土构造柱（构造柱沿墙长方向的宽度为300mm）。(2) 二、三层纵墙高厚比验算由于外纵墙窗口的宽度大于内纵墙门洞口的

6、宽度，只需要验算外纵墙的高厚比。 整片墙高厚比验算s=3.6´3=10.8m>2H=6.8m，查表，H0=1.0H=3.4mm2=1-0.40.05<bs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.6bc300b300=0.083<0.25，mc=1+gc=1+1.0´=1.083 l3600l3600b=H03400=14.17<m1m2mcb=1.0´0.8´1.083´24=20.79 （满足要求） h240构造柱间墙高厚比验算构造柱间距 s=3.6m，H=3.4m<s&l

7、t;2H=6.8mH0=0.4s+0.2H=0.4´3.6+0.2´3.4=2.12mm2=1-0.4bbs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.6=H02120=8.83<m1m2b=1.0´0.8´24=19.2 （满足要求） h240(3) 一层纵墙高厚比验算（只验算外纵墙）整片墙高厚比验算s=3.6´3=10.8m>2H=8.4m，查表，H0=1.0H=4.2mm2=1-0.4bs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.60.05<bc3

8、00b300=0.083<0.25，mc=1+gc=1+1.0´=1.083 l3600l3600b=H04200=17.5<m1m2mcb=1.0´0.8´1.083´26=22.53 （满足要求） h240构造柱间墙高厚比验算构造柱间距 s=3.6<H=4.2m，H0=0.6s=0.6´3.6=2.16mm2=1-0.4b=bs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.6H02160=9.0<m1m2b=1.0´0.8´26=20.8 （满足要求） h2404

9、.2横墙高厚比验算最大纵墙间距s=5.4m<32m，查表属于刚性方案；二、三层墙高H=3.4m(2H=6.8m)，墙厚240mm，Mb5砂浆，查表得b=24；一层墙高H=4.2m(2H=8.4m)，墙厚240mm，Mb7.5砂浆，查表得b=26。(1) 二、三层纵墙高厚比验算s=5.4m，H=3.4m<s<2H=6.8m 查表， H0=0.4s+0.2H=0.4´5.4+0.2´3.4=2.84m承重墙m1=1.0，无门窗洞口m2=1.0，且柱的影响（即mc=1.0）。 bc240=0.044<0.05，不考虑构造l5400b=H02840=14.9

10、5<m1m2b=1.0´1.0´24=24 （满足要求） h240(2) 一层纵墙高厚比验算s=5.4m，H=4.2m<s<2H=8.4m查表， H0=0.4s+0.2H=0.4´5.4+0.2´4.2=3.0m b=H03000=12.5<m1m2b=1.0´1.0´26=26 （满足要求） h240五、纵墙内力计算和截面承载力验算5.1计算单元外纵墙取一个开间为计算单元，取图1中斜虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积，窗间墙为计算截面。纵墙承载力由外纵墙（A、D轴线）控制，内纵墙由于洞口面积较小，不起控制作用，

11、因而不必计算。5.2控制截面由于一层和二、三层砂浆等级不同，需验算一层及二层墙体承载力，每层墙取两个控制截面-、-（图3）。二、三层砌体抗压强度设计值f=2.22MPa，一层砌体抗压强度设计值f=2.50MPa。每层墙计算截面的面积为：A1=A2=A3=240´1800=432000mm2>0.3m2，ga=15.3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高女儿墙高度为900mm，屋面板或楼面板的厚度为120mm，梁高度为450mm，则 Gk=(0.9+0.12+0.45)´3.6´3.56=18.84kN二至三层墙重（从上一层梁底面到下

12、一层梁底面）：G2k=G3k=(3.6´3.4-1.8´1.5)´3.56+1.8´1.5´0.25=34.64kN底层墙重（大梁底面到基础顶面）：G1k=(3.6´3.63-1.8´1.5)´3.56+1.8´1.5´0.25=37.59kN(2)屋面梁支座反力由恒载标准值传来 Nl3gk1=´(4.365´3.6´5.4+2.25´5.4)=48.50kN 21=´2.0´3.6´5.4=19.44kN 2 由活载标准值传

13、来 Nl3qk有效支承长 a03=10(3)楼面梁支座反力 hc450=10´=142.4mm<240mm，取a03=142.4mm f2.221N=N=´(3.715´3.6´5.4+2.25´5.4)=42.18kN 由恒载标准值传来 l2gkl1gk2由活载标准值传来 Nl2qk1=Nl1qk=´2.0´3.6´5.4=19.44kN 2二层楼面梁有效支承长度 a02=a03=142.4mm一层楼面梁有效支承长度a01=10hc450=10´=134.2mm f2.50各层墙体承受的轴向力标准

14、值如图3所示。图3 计算简图和主梁（L-1）底部受压荷载示意图5.4内力组合(1)二层墙-截面第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，gG=1.2、gQ=1.4）N2I=1.2Gk+G3k+Nl3gk+Nl2gk+1.4Nl3qk+Nl2qk=1.2´(18.84+34.64+48.50+42.18)+1.4´(19.44+19.44)=227.42kN Nl2=1.2Nl2gk+1.4Nl2qk=1.2´42.18+1.4´19.44=77.83kN el2()()=240-0.4a02=120-0.4´142.4=63.04mm 2e=Nl2

15、el277.83´63.04=21.57mm N2I227.42第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，gG=1.35、gQ=1.4、yc=0.7） N2I=1.35Gk+G3k+Nl3gk+Nl2gk+1.4´0.7´Nl3qk+Nl2qk=1.35´(18.84+34.64+48.50+42.18)+1.4´0.7´(19.44+19.44) ()()=232.72kNNl2=1.35Nl2gk+1.4´0.7Nl2qk=1.35´42.18+1.4´0.7´19.44=75.99kN e=N

16、l2el275.99´63.04=20.58mm N2I232.72(2)二层墙-截面第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，gG=1.2、gQ=1.4）N2II=1.2G2k+227.42=1.2´34.64+227.42=268.99kN第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，gG=1.35、gQ=1.4、yc=0.7） N2II=1.35G2k+232.72=1.35´34.64+232.72=279.48kN(3)一层墙-截面（考虑二至三层楼面活荷载折减系数0.85）第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，gG=1.2、gQ=1.4）N1I=1.2Gk+G3k+

17、G2k+Nl3gk+Nl2gk+Nl1gk+1.4Nl3qk+0.85Nl2qk+Nl1qk =1.2´(18.84+34.64´2+48.50+42.18´2)+1.4´(19.44+0.85´19.44´2) =338.66kNNl1=Nl2=77.83kN el2=()()240-0.4a01=120-0.4´134.2=66.32mm 2e=Nl1el177.83´66.32=15.24mm N1I338.66第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，gG=1.35、gQ=1.4、yc=0.7）N1I=1.35

18、(Gk+G3k+G2k+Nl3gk+Nl2gk+Nl1gk)+1.4´0.7Nl3qk+0.85(Nl2qk+Nl1qk) =1.35´(18.84+34.64´2+48.50+42.18´2)+1.4´0.7´(19.44+0.85´19.44´2) =349.76kNNl1=Nl2=75.99kN e=Nl1el175.99´66.32=14.41mm N1I349.76(4)一层墙-截面第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，gG=1.2、gQ=1.4）N1II=1.2G1k+338.66=1.2&#

19、180;37.59+338.66=383.77kN第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，gG=1.35、gQ=1.4、yc=0.7） N1II=1.35G1k+349.76=1.35´37.59+349.76=400.51kN5.5截面承载力验算(1)二层墙-截面第一种组合：A=432000mm,f=2.22MPa、H0=3400mm b2=gbH03400=1.1´=15.6，e=21.57mm<0.6y=0.6´120=72mm h240e21.57=0.090，查表得，j=0.545 =h240jfA=0.545´2.22´4320

20、00=522.68kN>N2I=227.42kN （满足要求） 第二种组合：e=20.58mm，e20.58=0.086，查表得，j=0.552 h240jfA=0.552´2.22´432000=529.39kN>N2I=232.72kN （满足要求）(2)二层墙-截面按轴心受压计算（e=0），取两种组合中较大的轴力Nb=15.6，查表得，j=0.73 =279.48kN进行验算jfA=0.73´2.22´432000=700.10kN>N2II=279.48kN （满足要求）(3)一层墙-截面第一种组合：A=432000mm,f=2

21、.50MPa、H0=4200mm b2=gbH04200=1.1´=19.25，e=15.24mm<0.6y=0.6´120=72mm h240e15.24=0.064，查表得，j=0.517 =h240jfA=0.517´2.50´432000=558.36kN>N1I=338.66kN （满足要求） 第二种组合：e=14.41mm，e14.41=0.060，查表得，j=0.525 h240jfA=0.525´2.50´432000=567.0kN>N1I=349.76kN （满足要求）(4)一层墙-截面按轴心受压

22、计算（e=0），取两种组合中较大的轴力Nb=19.25，查表得，j=0.639jfA=0.639´2.50´432000=690.12kN>N1II=400.51kN （满足要求）5.6梁下局部承压验算设计中在大梁支承处均设有钢筋混凝土构造柱（大梁支承在构造柱上），由于构造柱混凝土抗压强度（一般为C20）远大于砌体抗压强度，因而可不进行梁下局部承压验算。 =400.51kN进行验算六、横墙内力计算和承载力验算取1m宽墙体作为计算单元，沿房屋纵向取3.6m为受荷宽度，计算截面面积A=1000´240=240000mm2。由于房屋开间及所承受荷载均相同，因而按轴心受压计算。(1)第二层墙体-截面第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，gG=1.2、gQ=1.4）N2II=1.2´(1´3.4´3.56´2+1´3.6´4.365+1´3.6´3.715) +1.4´(1´2.0+1´2.0)´3.6=84.12kN第