砌体结构设计

1、砌体结构课程设计姓 名：学 号：班 级：指导老师： 时 间：2016年6月计算书内容一、 结构方案1. 主体结构设计方案该建筑物层数为四层，总高度为 13.2m,层高3.3m<4m;体形简单，室内要 求空间小，横墙较多，所以采用砖混结构能基本符合规范要求。2. 墙体方案及布置(1) 变形缝：由建筑设计知道该建筑物的总长度 31.5m<60m,可不设伸缩缝。工程地质资料表明： 场地土质比较均匀， 领近无建筑物， 没有较大差异的荷载等， 可不设沉降缝；根据建筑抗震设计规范可不设防震缝。( 2)墙体布置：应当优先考虑横墙承重方案，以增强结构的横向刚度。大房间 梁支撑在内外纵墙上，为纵墙承

2、重。纵墙布置较为对称，平面上前后左右拉通； 竖向上下连续对齐， 减少偏心； 同一轴线上的窗间墙都比较均匀。 个别不满足要 求的局部尺寸，以设置构造拄后，可适当放宽。根据上述分析，本结构采用纵横 墙混合承重体系。( 3) 14 层墙厚为 240mm。(4) 一至二层采用 MU10 烧结页岩砖， Mb7.5 混合砂浆；三至四层采用 MU10 烧结页岩砖， Mb5.0 混合砂浆。(5) 梁的布置：梁尺寸为 L-1， L-4 为 250mm*500mm；L-2 为 250mm*600mm； L-3 为 250mm*300mm ;L-5 为 250mm*400mm，伸入墙内 240mm，顶层为 180m

3、m。 梁布置见附图 1-1。( 6)板布置：雨篷，楼梯间板和卫生间楼面采用现浇板，其余楼面均采用预制装配式楼面，预制板型号为 YKB3652，走廊采用YKB2452。具体布置见附图。3. 静力计算方案由建筑图可知，最大横墙间距s=10.5m,屋盖、楼盖类别属于第一类，s<32m， 查表可知，本房屋采用刚性计算方案。、荷载资料(均为标准值)根据设计要求，荷载资料如下：1、 屋面恒荷载：,5.0kN/m2 0.4kN/m2（平顶粉刷） 5.4kN/m2 屋面活荷载：0.5KN/ m202、 楼面恒荷载：，3.3kN/m2 0.4kN /m（平顶粉刷）3.7kN/m2 楼面活荷载：2.4KN/

4、 m2o3、卫生间恒荷载：7.0kN/m2，活荷载：2.5kN/m2。4、 钢筋混凝土容重：25kN/m3。5、墙体自重标准值1-4层240mm厚墙体自重5.24kN/m2铝合金玻璃窗自重0.25kN/m2 （按墙面计）6、基本风压0.40kN/m2，且房屋层高小于4m,房屋总高小于28米，所以设计不考虑风荷载的影响。7、楼梯间恒荷载5.0KN/川，活荷载3.5KN/ m2三、墙体高厚比验算1、外纵墙高厚比验算室内地面距基础高度为 0.95m，故底层高度 H=3.3+0.95=4.3m，s=10.5m，即 s>2H=8.2m 第一层计算高度 Hb=1.0，H=4.3m 二层及二层以上为

5、Hb=3.3m。一 至四层墙厚0.24m，承重墙取 ,1.0 ob1 5有窗户的墙允许高厚比：2 1 0.41 0.4 0.829 ；s3.5B 允许高厚比，查表得：当砂浆强度等级为 M7.5, M5时，一二层B =26, 三四层B =24 oa、一层高厚比验算：B =4.3/0.24=17.92<卩 q 2 B =1.0X 0.289X 26=21.554 （满足要求）；b、二层纵墙高厚比验算：3313.750.241 2 1.0 0.829 26 21.554 （满足要求）；c、三四层纵墙高厚比验算:B =3.3/0.24=13.75卩 1 卩 2 B =1.0X 0.829X 24

6、=19.896 （满足要求）2、内纵墙高厚比验算a、墙体的计算咼度，底层：H0底=4.3m1-0.4 bss1-0.410 0.8863.5B 竺 17.080.24b、二层纵墙高厚比验算:山血3 1.0 0.886 26 23.036 （满足要求）；313.75 凶他目 1.0 0.886 26 23.036 （满足要求）；c、三四层内纵墙高厚比验算：3 =3.3/0.24=13.75<卩 5 2 3 =1.0 X 0.886X 24=21.264 （满足要求）3、横墙高厚比验算外横墙底层：左横墙 s=6.3m, H=4.3m, H<s<2H , H0=0.4X 6.3+0

7、.2X 4.3=3.38m，无门 洞卩2=1.03 =H0/h=3.38/0.24=14.08<3 =26右横墙 s=6.0m, H=4.3m, H<s<2H , H0=0.4X 6+0.2X 4.3=3.26m，无门洞 （1 2=1.03 =H0/h=3.26/0.24=15.58<3 =26Hoh3.060.2412.75 326二层：左横墙：s=6.3m, H=3.3m, H<s<2H, H0=0.4X 6.3+0.2X 3.3=3.18m3 Hh0 需 13.25 3 26右横墙：s=6.0m, H=3.3m, H<s<2H, H0=0.

8、4s+0.2H=3.06m三四层：左横墙：s=6.3m, H=3.3m, H<s<2H, H0=0.4s+0.2H=3.18m3 =H0/h=3.18/0.24=13.25<3 =24右横墙：s=6.0m, H=3.3m, H<s<2H, H0=0.4s+0.2H=3.06m3 =H0/h=3.06/0.24=12.75<3 =24内横墙：底层：s=2.4m, H=4.3m, s<H, H0=0.6s=1.44mH 1 44 3=j 二一=6.0< 3 =26 h 0.24二层：s=2.4m, H=3.3m, s<H, H0=0.6s=1.

9、44mH 01.44- _ _ _ cc3= u =6.0< 3 =26h 0.24三四层：s=2.4m, H=3.3m, s<H, H0=0.6s=1.44m3 =H0/h=1.44/0.24=6.0<3 =24故所有横墙满足要求四、结构承载力计算1.荷载资料 （ 1） 屋面恒荷载标准值40厚C30细石混凝土刚性防水层，表面压光25X 0.04=1.0kN/卅20 厚 1:2.5 水泥砂浆找平20X 0.02=0.4kN/tf40厚挤塑聚苯板0.4X 0.04=0.016kN加20厚 1:2.5水泥砂浆找平20X 0.02=0.4kN/tf3 厚氯丁沥青防水涂料（二布八涂）

10、0.045kN/tf110 厚预应力混凝土空心板（包括灌缝）2.0kN/tf20 厚板底粉刷5.0+0.4=5.4N加 屋面梁自重0.25X 0.6=3.75kN/m（2）不上人屋面的活荷载标准值0.5kN/tf（3）楼面恒荷载标准值大理石面层28X 0.02=0.56kN加20 厚水泥砂浆找平20X 0.02=0.4kN/tf110 厚预应力混凝土空心板（包括灌缝）0.4kN/tf20 厚板底粉刷3.3+0.4=3.7kN加楼面梁自重25X 0.25 X 0.6=3.75kN/m(4) 墙体自重标准值240 厚墙体自重5.24kN/m (按墙面计)铝合金门窗自重0.25kN/m (按窗面积计

11、)( 5)楼面活荷载标准值2.4kN/ m22.纵墙承载力计算( 1)荷载计算 取一个计算单元，作用于纵墙的荷载标准值如下： 屋面恒荷载5.4X 3.5X 3.15+3.75X 3.15=71.35kN女儿墙自重5.24X 0.9X 3.5=16.51kN二、三、四层楼面恒荷载3.7X 11.025+3.75X 3.15=52.61kN屋面活荷载0.5X 11.025=5.51kN二、三、四层楼面活荷载2.4X 11.025=26.46kN三、四层墙体和窗自重5.24X( 3.3X 3.51.5X 1.5) +0.25X 1.5X 1.5=49.29kN 二层墙体(包括壁柱)和窗自重5.24X

12、( 3.3X 3.51.5X 1.5) +0.25X 1.5X 1.5=49.29kN 一层墙体和窗自重5.24X( 3.5X 4.31.5X 1.5) +0.25X 1.5X 1.5=67.63kN( 2)控制截面的内力计算第四层：1) 第四层截面 1-1 处： 由屋面荷载产生的轴向力设计值应考虑两种内力组合，即分别按式( 2-10)、式( 2-11)计算：N(1)1=1.2X( 71.35+16.51) +1.4X 1.0X 5.51=113.15kNN(2)i=1.35X( 71.35+16.51) +1.4 X 1.0X 0.7X 5.51=124.01kNN(1)51=1.2X 71

13、.35+1.4X 1.0X 5.51=93.33kN N(2)5l=1.35X71.35+1.4X1.0X 0.7X 5.51=101.72kN三、四层墙体采用 MU10 烧结页岩砖、 Mb5.0 混合砂浆砌筑，查表 2-4可知砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa、二层墙体采用 MU10烧结页岩砖、 Mb7.5 混合砂浆砌筑，砌体的抗压强度设计值f=1.69MPa。2) 第四层截面 2-2 处： 轴向力为上述荷载 N1 与本层自重之和：(1)N(1)2 =113.15+1.2X49.29=172.30kN(2)N 2 =124.01+1.35X49.29=190.55kN第三层：1) 第三层截

14、面 3-3 处：轴向力为上述荷载N2与本层楼盖荷载N41之和：N(1)4l=1.2X52.61+1.4X1.0X 26.46=100.17kN( 1 )N(1)3=172.30+100.17=272.47kNN(2)4l=1 .35X 52.61 +1 .4X 1.0X0.7X26.46=96.95kN N(2)3=1 90.95+96.55=287.5kN2) 第三层截面 4-4 处：轴向力为上述荷载N 3与本层墙自重之和：N(1)4=272.47+1 .2X 49.29=332.08kN(2)N(2)4=287.5+1 .35X 49.29=354.04kN第二层：1) 第二层截面 5-5

15、 处：轴向力为上述荷载N4与本层楼盖荷载之和：N(1)3l=100.17kN( 1 )N(1)5=332.08+100.17=432.25kNN(2)3l=96.95kNN(2)5=354.04+96.95=450.99kN2) 第二层截面 6-6 处：轴向力为上述荷载N 5与本层墙体自重之和：N(1)6=432.25+1.2X49.29=491.40kN N(2)6=450.99+1.35X49.29=517.53kN第一层：1) 第一层截面 7-7 处：轴向力为上述荷载N6与本层楼盖荷载之和：N(1 2i=100.17kNN(1 7=491.40+100.17=591.57kNN(2)2i

16、=96.55kNN(2)7=517.53+96.95=614.48kN2)第一层截面8-8处：轴向力为上述荷载N7与本层墙体自重之和：N(1 s=591.57+1.2X 67.63=672.73kNN(2)8=614.48+1.35X 67.63=705.78kN砌体局部受压计算大梁下局部受压验算，验证 W N0+N1 WnY A|f上述窗间墙第一层墙垛为例，墙垛截面为240mm X 1900mm,混凝土梁截面为600mmX 250mm,支承长度 240mm.根据内力计算，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为N|=100.17kN, Nu=516.73kNa0=188.42mm<240

17、 mmAl = a0 b =188.42X 250=47105 mm2A h(2h b) =240X (2X 240+250)=175200 mm2=175200/47105=3.723,取书=0Al丫 =1+0.35" (A0/ A”-1)=1+0.35 XV (175200/47105)-1)=1.58<2.0压应力图形完整系数n =0.7nY Af=0.7 X 1.58X 47105X 1.69=88.05KN< Nl=100.17KN （满足要求）。 同理，改变砌筑材料后的第二层也会满足要求。第三层由于材料强度值降低，故需验算局压。第三层梁端局压验算：根据内力计算

18、，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=100.17KN， Nu=190.55KNa0= 200mm<240mmAl = a0 b =200x 250=50000mm2A0 h(2h b) =240 x (2x 240+250)=175200 mm2丫 =1+0.35V (A0/ Ai)-1)=1+0.35xV (175200/50000)-1)=1.55<2.0A0 =175200/50000=3.50 3 ,所以屮=0;A压应力图形完整系数n =0.7nY Af=0.7 x 1.55X 50000 x 1.5= 81.38KNV Nl =100.40KN横墙的承载力验算横

19、墙上承受由屋面和楼盖传来的均匀荷载，可取 1m宽的横墙进行计算，其受 荷面积为1X 3.5=3.5 m20由于该横墙为轴心受压构件，随着墙体材料、墙体高度 不同，可只验算第三层截面4-4、第二层截面6-6以及第一层截面8-8的承载力。(1)荷载计算取一个计算单元，作用于横墙的荷载标准值如下：屋面恒荷载5.4X 3.5=18.9kN/m屋面活荷载0.5X 3.5=1.75kN/m二、三、四层楼面恒荷载3.7X 3.5=12.95kN/m二、三、四层楼面活荷载2.5X 3.5=8.75kN/m二、三、四层墙体自重5.24X 3.3=17.29kN/m一层墙体自重5.24X 4.3=22.53kN/

20、m(2)控制截面内力计算1)第三层截面4-4处：轴向力包括屋面荷载、第四层楼面荷载和第三、四层墙体自重：N(4=1.2X (18.9+12.95+2X 17.29)+1.4X 1.0X (1.75+8.75)=93.65kN/mN(2)4=1.35X (18.9+12.9+2X 17.29)+1.4X 1.0X 0.7X (1.75+8.75)=99.15kN/m 2)第二层截面 6-6 处：轴向力为上述荷载 N 4和第三层楼面荷载及第二层墙体自重之和：N(1) 6=93.65+1.2X (12.95+17.29)+1.4X 1.0X8.75=142.19kN/mN(2) 6=99.15+1.

21、35X(12.95+17.29)+1.4X 1.0X 0.7X 8.75=148.55kN/m3) 第一层截面 8-8 处： 轴向力为上述荷载 N 6和第二层楼面荷载及第一层墙体自重之和：(1)N(1) 8=142.19+1.2X(12.95+22.53)+1.4X 1.0X 8.75=197.01kN/mN(2) 8=148.55+1 .35X (12.95+22.53)+1 .4X 1 .0X 0.7X 8.75=205.02kN/m(2) 横墙承载力验算1) 第三层截面 4-4：e/h=O,B =3.3/0.24=13.75,查表 3-3, ©=0.80, A=1 X 0.24

22、=0.24 卅由式(3-11)：© f A=0.80 X 1.5X 0.24X 103=288kN>99.15kN，满足要求。2) 第一层截面 8-8：e/h=0,B =4.3/0.24=17.92,查表 3-2, ©=0.62，由式(3-11):© f A=0.62 X 1.69X 0.24 X 103=251kN>205.02kN，满足要求。 上述验算结果表明, 该横墙有较大的安全储备, 显然其他横墙的承载力均不必验 算。B.楼梯间的横墙计算 屋盖荷载设计值： 由可变荷载控制：N1 1.2Gk 1.4Qk = 1.2X(5.4X3.5/2X1.0+

23、5.4X3.5/2X1.0)+1.4X(2X3.5/2X1.0+2 X3.5/2X 1.0)=32.48KN 由永久荷载控制的组合：N1 1.35Gk 0.7 1.4Qk=1.35X(5.4X 3.5/2X 1.0+5.4X3.5/2X1.0)+0.7X1.4X(2X3.5/2X1.0+2 X3.5/2 X 1.0)=32.38KN楼面荷载： 由可变荷载控制N1 1.2Gk 1.4Qk=1.2X3.7X1.75X1.0+1.4X 2.6X 1.75X1.0=14.14KN由永久荷载控制的组合：N11.35Gk 1.0Qk=1.35X 3.7X 1.75X 1.0+0.7X 1.4X 2.6X

24、1.75X 1.0=15.09KNL-3 梁自重标准值：Nb=25x 0.25X 0.4X 3.5X 0.6=8.75KN(集中荷载) 设计值：由可变荷载控制的组合：8.75X 1.2=10.5KN由永久荷载控制的组合：8.75X 1.35=11.81KN楼梯间荷载传给梁L-3,再通过L-3以集中力的形式传给墙体，荷载设计值如下: 由可变荷载控制的组合：(1.2X 5.0X 3.5X 6.3+ 1.4X 3.5X 3.5X 6.3)X 0.5= 120.17KN由永久荷载控制的组合：(1.35X 5.0X 3.5X 6.3+ 0.7X 1.4X 3.5X 3.5X 6.3)X 0.5=112.

25、23KN楼梯间荷载与梁L-3 一起转变为均布线荷载作用于墙上： 设计值：由可变荷载控制的组合：q= (8.75+120.17) /6.3=20.46KN/m 由永久荷载起控制的组合：q=(11.81+112.23)/6.3=19.69KN/m 则一米横墙所承受荷载：由变荷载控制的组合：N=20.46KN/m由永久荷载起控制的组合：N=19.69KN/m对一层，墙厚为240mm,计算高度4.3m自重标准值为：5.24X 4.3 X 1.0 =22.53KN 设计值：由可变荷载控制的组合：22.53X 1.2=27.04KN由永久荷载控制的组合：22.53X 1.35=30.42KN承载力验算横向

26、墙体由可变荷载控制时的承载力计算表计算项目第一层第三层N(kN)263.29127.14h(mm)240240H。4.33.3H°/h17.9213.750.6650.776A(mm)240000240000f (N/mm2)1.691.65Af (kN)269.72279.36Af/N> 1> 1横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表计算项目第一层第三层N(kN)266.21131.98h(mm)240240He4.33.3H°/h17.9213.750.6650.776A(mm)240000240000f (N/mm2)1.691.5Af (kN)269.7

27、2279.36Af/N> 1> 1上述承载力计算表明，墙体的承载力满足要求。C、卫生间横墙的承载力验算（按双向板计算） 屋面荷载：恒载标准值：g k=5.4X 1.75=9.45kN/m （梯形分布）如图活载标准值：qk=0.5X 1.75=0.875kN/m （梯形分布）设计值：由可变荷载控制的组合：1.2 g k +1.4 q k=1.2X 9.45+1.4X 0.875=12.57kN/m由永久荷载控制的组合：1.35 g k +0.7X 1.4 q k=1.35X 9.45+0.7X 1.4X 0.875=13.62kN/m可变控制组合荷载：N=0.5X （6.3+6.3

28、1.75X 2） X 12.57X 2=114.39kN （包括左右卫生间的荷 载）永久控制组合荷载：N=0.5X （6.3+6.3 1.75X 2） X 13.62X 2=123.94kN （左右卫生间荷载） 楼面荷载：恒载标准值：g k=7.0X 1.75=12.25kN/m （梯形分布）如图活载标准值：qk=2.4X1.75=4.2kN/m （梯形分布）设计值：由可变荷载控制的组合：1.2 g k +1.4 q k=1.2X 12.25+1.4X 4.2=20.65kN/m由永久荷载控制的组合：1.35 g k +0.7X 1.4 q k=1.35X 12.25+0.7X 1.4X 4.

29、2=20.65kN/m由可变控制组合荷载：N=0.5X （6.3+6.3 1.75X 2） X 20.65=187.92kN 包括左右卫生间的荷载） 由永久荷载控制组合荷载：N=0.5X （6.3+6.3 1.75X 2） X 20.83=187.92kN 包括左右卫生间的荷载） 墙体自重：对一层，墙厚为240mm,计算高度4.3m自重标准值为：5.24X 4.3X 6.3 =141.95KN设计值：由可变荷载控制的组合：141.95X 1.2=170.34KN由永久荷载控制的组合：141.95X 1.35=191.63KN承载力验算横向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表计算项目第一层第三层N

30、(kN)1237.412564.215h(mm)240240Ho4.33.3H°/h17.9213.750.6650.776A(mm)f (N/mm2)1.691.5Af (kN)1699.2611759.968Af/N> 1> 1横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表计算项目第一层第三层N(kN)1324.371605.982h(mm)240240Ho4.33.3Ho/h17.9213.750.6650.776A(mm)f (N/'mm2)1.691.5Af (kN)1699.2611759.968Af/N> 1> 1上述计算表明，墙体的承载力满足要

31、求。五、挑梁布置及构造措施挑梁截面配筋计算（按受弯构件计算）其中M max=39.92kN/mM max 1)正截面受弯承载力计算：fy fy/300 N /mm2混凝土取 C25,钢筋取 HRB335 级钢筋，fc 11.9N /mm2ft 1.27N /mm21 1.0，as 30mm 则 ho=35O30=320mma s=M/ a 1fcbh20=39920000/1.0X 11.9X 250X 3202=0.131E =1V (1-2 a s)=1V (1-2 X 0.131)=0.141<E b=0.5501 1-20.904b 0.550As=M/ 丫 sfyh0=39920000/300 X 0.904 X 370=447mm2> min bh =0.2 % X 250 X 350=175mm2配 2 18, As=509mm2 2）斜截面受剪承载力计算（箍筋采用HPB300级钢筋，f y v=270kN/mm2）:V=24.39kNhw=h0=320mmhw/b=320/250<40.25 B cfcbh0=0.25X 1.0X 11.9X