多层砖混结构住宅设计

多层砖混结构住宅设计第一页，共25页。标题主标题：多层砖混结构住宅设计指导老师:学生姓名：院系：土木工程学院时间:二00四年六月第二页，共25页。内容摘要本结构依据国家相关标准规范设计。整个设计步骤主要分为7大部分：楼板设计、斜屋面板设计、楼梯设计、墙体抗压承载力验算、抗震验算、基础设计、阳台及构件设计。在设计中使用了PKPM软件，分别对架空层和一层墙体进行了高厚比、抗压承载力、水平地震作用下墙体抗剪承载力。经过手算和部分电算结果表明该住宅结构设计满足安全性、可靠行要求。第三页，共25页。目录1.工程概况2.楼板设计3.斜屋面板设计4.楼梯设计5.墙体抗压承载力要求6.抗震验算7.基础设计8.阳台及构件设计9.参考文献10致谢第四页，共25页。1工程概况本工程为多层砖混民用住宅。建筑层数为六层、建筑高度为20.38m，基底占地面积为574.33㎡、总建筑面积3470.0㎡。抗震等级三级，抗震设防烈度7度、场地类别为Ⅱ类，结构设计使用年限为50年。本工程为二类建筑，耐火等级为二级，工程±0.00同绝对标高13.38m。建筑主要承重材料为KP1多空砖、架空层以上隔墙采用轻质120ALC板。基础采用C15混凝土，其它均为C20，钢筋使用HPB235、HRB335本工程施工质量等级为B级第五页，共25页。2楼板设计1、楼板采用现浇楼板，民用住宅双向板最小板厚为80mm,本工程楼板厚用板厚100mm2、荷载计算:根据现浇板厚、面层厚及日后使用要求（如铺设地板）等因素，确定楼板的恒荷载为3.58kN/m²，再从《建筑结构荷载规范》查得民用建筑楼面均布活荷载2.0kN/m²第六页，共25页。楼板设计3、此房屋为对称结构，经观察可选择轴①－⑬部分结构为代表单元计算。在此部分中设了3根梁，通时为了计算简便将板在楼梯间处做一些调整，这样做是偏于安全的。具体调整及布置见图1.4确定板的类型：根据划分的单元格，经计算各单元格的长短跨比均小于2.0（按弹性理论）故板应按双向板设计。双向板的挠度没另做计算因板厚符合h/L≥1/50的要求。第七页，共25页。楼板设计5、弯矩计算：按弹性理论计算，多跨连续双向板的实用计算法。考虑活荷载的最不利布置。求跨中最大弯矩需活荷载按棋盘式布置，此种荷载布置可看成式满布荷载g+q/2和间隔布置±q/2两种情况之和。G+q/2布置时内支座视为固端，q/2时为简支。楼盖周边按简支考虑。求支座负弯矩近似满布活荷载，按g+q求得。当求得的相邻区格在同一支座的负弯矩不相等时，取绝对值较大值。第八页，共25页。楼板设计6.计算跨中弯矩时要考虑垂直方向弯矩的影响，计算弯矩时引入泊松比ν=0.2。在按实用计算法求跨中弯矩时，个别板块的相邻跨度比值Lmin/Lmax<0.75，产生计算误差。因此需对个别板跨中弯矩进行调整。7.板截面设计：考虑短跨方向受力比长跨方向受力大故将短跨方向钢筋放在长向钢筋下。配筋内力臂系数取γs=0.95。混凝土强度为C20，钢筋均用

Ι级钢。根据理论值算的弯矩配筋面积较小，考虑到施工中的缺陷，及日后的实用情况。加大配筋面积.并保证板的配筋率在0.8%内(按照我国的第九页，共25页。楼板设计的经验，板的经济配筋率约为0.3%－0.8%）8、楼面梁设计：在确定双向板传给支撑梁得荷载时，根据传递路径最短的原则按下图方式进行传递。由图可知短跨方向梁承受三角形分布荷载，长跨方向承受梯形分布荷载。选择受力较大梁L1作设计。L1分别承受由A取传来的梯形分布荷载和D取传来的三角形分布荷载如图2。8.1分别计算两种荷载形式引起的跨中、支座弯矩和支座剪力。第十页，共25页。楼面设计（L1设计）1）、将梯形和三角形分布荷载转为等效均布荷载，其是根据支座弯矩相等的条件得出的，求出支座弯矩。再根据实际分布情况求出跨中弯矩和支座剪力。最后将两种形式算得的值及梁自重产生的荷载叠加。考虑内力塑性重分布，调幅支座弯矩并将梁跨中弯矩扩大.2）、算梁跨中弯矩时考虑梁和楼板形成T形梁，故需按T形梁计算跨中配筋。梁支座配按普通梁配筋3）、斜截面承载力验算：首先确定梁是否是一般梁，再根据混凝土的强度等级确定βc取值C50以下βc=0.8。当根据公式0.25βcfcbho算得的值大于梁支剪力时截面符合要求，否则重新确定截面尺寸。经计算L1截面符合要求。再验算梁截面是否需要配筋：0.7ftbho=0.7×1.1×240

×265＝48.97>33.52kN即只须构造配筋，配完箍筋需验算是否满足最小配箍率的要求。楼面其它梁计算方法相同。第十一页，共25页。楼面设计9、一层板、荷载布置及配筋方式均同标准层10、夹层在C区格处由楼层板改为平台。设计时将将其视作上人屋面计算。查得规范活荷载取2.0kN/m².由于平台恒载改变需另外计算板配筋。在夹层有2400×1300的洞口。因此在洞口长边处设置一550×100的暗梁（AL1).取暗梁的计算跨度为3.0m。其承受相邻一半板的荷载。求出暗梁弯矩值12.43kNm,考虑弯矩较大。采用双筋截面配筋计算。计算书中Mu2相当于单筋梁所承受的弯矩。楼梯间顶板配筋X向由C区格板筋拉通，Y向配φ8@180。考虑到开洞的影响，F、G区格Y向跨中弯矩增大，故需加大配筋。第十二页，共25页。3斜屋面板设计1、屋面现浇板厚取120mm，屋面倾角tgα=0.5。同楼面板一样，对屋面板进行一定的划分，选代表性部分作为计算单元。具体做法如图52、荷载计算：将屋面斜向均布荷载转化为水平均布荷载。此屋面为不上人屋面，取活载值0.6kN/m²。算得屋面恒载设计值为5.53kN/m²,屋面活载设计值为1.0kN/m²3.板弯矩计算：在计算屋面板弯矩时暂不考虑老虎窗和屋顶窗的影响。计算板弯矩仍采用连续多跨双向板的实用计算法计算。由于活载值较小，不对算得的跨中弯矩调整。其具体计算过程同屋面板4、板配筋计算：板采用双层双排双向配置。长跨向钢筋置于短跨向钢筋上。因板面受环境因素影响较大，板面钢筋第十三页，共25页。斜屋面设计不宜断开，若断开需另加温度筋。屋面板采用C20混凝土、φ8钢筋、内力臂系数γs=0.955屋面梁设计：设计中将梁两相邻板各一半板荷载传给梁，这样算得的梁的弯矩偏大。同样考虑内力重分布影响，在暗弹性理论求得支座弯矩的基础上，对值座弯矩进行调幅，再计算梁跨中弯矩。根据调幅后的值进行配筋，并验算斜截面承载力6、老虎窗设计;主要计算老虎窗顶板、上翻梁及老虎窗墙下暗梁(AL2).老虎窗按单个双向板设计，取较大的板块计算。上翻梁承受梁自重、窗重第十四页，共25页。斜屋面设计（0.3kN/m²）和梁轴线至Ⓕ间板的荷载，并将荷载传给AL2.上翻梁按普通梁设计。老虎窗墙下暗梁主要承受梁边板荷载和老虎窗墙传的荷载计算时假设老虎窗墙等高，均为最大处1.48m。将屋面荷载则折算成水平荷载计算。则暗梁主要承受的均布线荷载如图6。求出跨中弯矩为24.76KNm。因弯矩较大，故采用双筋截面配筋。在屋脊板折处存在负弯矩。经计算将板面钢筋在此处拉通即客满足受力要求。在板折下部按一下方法配筋，以满足构造要求。屋面窗洞口按构造要求沿边上下各放置3φ12筋。

第十五页，共25页。4楼梯设计1、考虑楼梯跨度不大，采用板式楼梯梯板采用C20混凝土、HPB235，梯梁纵筋采用HRB335。2、梯段板按斜放的简支梁计算，它的正截面是与梯段板垂直的。楼梯的活荷载是按水平投影面布的。将板上斜向荷载转化为水平均布荷载，并取1m板宽作为计算单元。其后计算方法同单向板。斜板内分布筋采用φ8筋，每级踏步配两根。楼梯采用两种梯板分别进行配筋验算

3、平台板按单向板设计第十六页，共25页。楼梯设计4、平台梁设计的设计与一般梁相同。TL1计算中求梯板传荷时，考虑较大荷载即由TB1传来荷载沿梁全长布置5、楼梯间Ⓐ轴休息平台梁TL3、TL4设计。将TL以上层高范围内的墙体自重及平台荷载全由本层TL承担，并传给楼梯间构造柱。TL3、TL4按普通梁设计。算得结果中考虑TL4下无墙的不利影响加大配筋。6、由于楼梯平台梁TL1、TL2直接搁在墙上，需进行局部承载力验算。具体验算过程系数据涵义见计算书第十七页，共25页。墙体抗压承载力验算1、根据行业标准求出孔洞率为25%的空心砖的密度γ＝[1-q/2]×19＝16.525kN/m³,考虑砂浆灌注取γ=17KN/m³。墙体每侧抹15厚水泥砂浆，则求出240墙重4.68kN/m²370墙重6.89kN/m²,在架空层和一层考虑文化石饰面因素，外墙加0.5kN/m²2、确定房屋的静力计算方案，且满足要求静力计算可不考虑风荷载的影响。3、根据砂浆墙度等级确定墙的允许高厚比，本工程砂浆强度≥7.5，查得[β]=26第十八页，共25页。墙体抗压承载力验算选择几片不利墙段做高厚比验算：4、承载力验算：首先根据双向板的传力原则，计算出各层楼板传给各片墙的线荷载，具体结果列于计算书表10。表中数值均为标准值，这些值不仅是接下来验算抗压承载力的依据，也为后面算基础顶面受荷提供了依据。选择Ⓕ～②⑤的窗间墙及⑬～ⒷⒹ横墙做承载力验算。4.1对于窗间墙首先确定计算单元宽度和受荷宽度、选择两个控制截面，然后分别计算墙体自重及各层楼板传给此墙体的力，并算出各层墙体上有效支撑长度第十九页，共25页。墙体抗压承载力验算4.2分别验算五层、一层和架空层的控制截面的承载力。在验算过程中根据《荷载规范》对活荷载进行了折减。4.3对于横墙：取1m作为计算单元。近似按轴压计算。控制截面选择墙底部截面经验算抗压承载力满足要求。第二十页，共25页。6抗震验算1、本工程设防列度为7级,场地类别为Ⅱ类，为丙类建筑。将夹层近似按层高1.4m的结构层计算2、检查是否满足抗震设计一般规定要求

3、荷载资料：列出阳台、墙体、飘窗自重，并对楼面和屋面恒活载进行组合4、重力荷载代表值计算：5、水平地震作用及楼层地震剪力：6、抗震承载力验算：分别验算五层和一层⑦轴横墙及Ⓕ轴纵墙：此结构为刚性楼盖房屋，且各墙的高度和材料相同。因此楼层水平地震剪力可按各抗震墙的横截面面积比例分配

第二十一页，共25页。7基础设计1、计算出各段基础顶部承受上部荷载，由于部分上部墙体与架空层墙体存在偏心，因此计算时应考虑偏心引起的弯矩对其下基础的影响。其它基础均按轴压计算。荷载竖向传导时考虑活荷载折减。2、基础设计

:确定基础形式、基础埋深、根据地基承载力特征值求出地基承载力设计值,（先假设基础宽度＜3）,选两组荷载做基础设计第二十二页，共25页。8阳台及构件设计1、阳台屋面柱设计2、阳台空调板设计3、一～五层阳台设计

3.1、阳台板设计

3.2、阳台拉梁设计

3.3、阳台挑梁4、六层阳台挑梁设计5、挑梁抗倾覆验算6、圈梁兼做过梁设计7、构造柱及圈梁配筋

第二十三页，共25页。9参考文献[1]中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001).北京：中国建筑工业出版社，2001[2]中华人民共和国国家标准.房屋建筑制图统一标准(GB50001-2001).北京：中国计划出版社，2001[3]中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准(GB50105-2001).北京：中国计划出版社，2001[4]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB50009-2001).北京：中国建筑工业出版社，2002[5]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2001).北京：中国建筑工业出版社，2001[6]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002[7]中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范(GB50003-2001).北京：中国建筑工业出版社,2002[