砌体结构课程设计

南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 1 页一. 前言1.1. 选题的依据及课题的意义砌体是包括多种材料的块体砌筑而成的，其中砖石是最古老的建筑材料，几千年来由于其良好的物理力学性能、易于取材、生产和施工，造价低廉，至今仍成为我国主导的建筑材料三层联排别墅由于层高比较低，使用砌体结构可以有效的降低成本。同时新产品新工艺的不断出现,它的实施，对促进我国砌块结构向高档次发展具有重要作用。1.2. 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）目前我国的砌体材料和发达国家相比，强度低、耐久性差，我国的砌体材料普遍存在着自重大、强度低、生产能耗高、毁田严重、施工机械化水平较低，和耐久性、抗震性能较差等弊病。因此要针对这些问题开展下列方面的工作:要积极开发节能环保形的新型建材;发展高强砌体材料;继续加强配筋砌体和预应力砌体的研究;加强砌体结构理论的研究1.3研究内容及实验方案 建筑设计部分:a. 建筑方案及设计:编制建筑设计说明书.b. 设计建筑平面、立面、剖面的设计;完成底层平面图,标准层;屋盖平面图;侧立面图;剖面图.c. 主要部位的建筑构造设计及材料作法:完成外墙大样图;楼梯大样图;材料做法表;门窗表. 结构设计部分:a. 确定结构方案:包括上部结构方案与布置;楼盖结构方案与布;基础方案与布置等.编制结构设计说明书. b. 结构设计计算:基础计算、阳台挑梁计算、楼梯计算、雨蓬计算等.c. 绘制结构构件施工图:基础平面及配筋图;层结构平面图;屋盖结构平面图;梁结构配筋图;结构平面节点详图;柱、梁截面配筋图.d. 用结构设计软件进行整体的验算.南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 2 页二. 结构方案2.1 . 主体结构设计方案该建筑物层数为三层，总高度为 10.880m，层高 3.0m1 1由上表可以看出，计算墙体在房屋的底层满足承载力要求。7) 砌体局部受压计算以上述窗间墙第一层墙垛为例，墙垛截面为 240mm1800mm,混凝土梁截面为250mm400mm,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=68.328KN， =143.418KNlNu当由永久荷载控制时，本层梁的支座反力为 =76.869KN， =153.738KNlNu南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 15 页= 163mm =83.47KN（安全） 。l lN3.4.3 横墙的承载力验算1) 荷载计算对于楼面荷载较小，横墙的计算不考虑一侧无活荷载时的偏心受力情况，按两侧均匀布置活荷载的轴心受压构件取 1m 宽横墙进行承载力验算。计算单元见详图。屋盖荷载设计值：由可变荷载控制：=1.23.973.01.0+1.40.73.01.0=93.95KNkkQGN4.12.1由永久荷载控制的组合：=1.353.973.01.0+1.00.73.01.0=96.91KNkk0.35.1楼面荷载： 由可变荷载控制=1.23.13.01.0+1.423.01.0=23.47KNkkQGN4.12.1由永久荷载控制的组合：=1.353.13.01.0+1.023.01.0=22.27KNkk0.35.1墙体自重：南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 16 页对 1,2，3 层，墙厚 240mm，两侧采用 20mm 抹灰，计算高度 3.0m、3.95m自重标准值为：0.24193.01.0+0.0420.61.0=19.296KN设计值 由可变荷载控制的组合：19.2961.2=23.16KN由永久荷载控制的组合：19.2961.35=26.05KN 对一层，墙厚为 240mm，计算高度 3.95m, 两侧采用 20mm 抹灰自重标准值为：0.24193.951.0+0.04204.551.0=24.388KN设计值 由可变荷载控制的组合：24.3881.2=29.27KN由永久荷载控制的组合：24.3881.35=32.92KN2) 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 第三层 第一层N(KN) 137.1 230.36h (mm) 240 2400H3.0 3.9515 18.9 0.745 0.6475A(mm )2240000 240000f (N/mm ) 1.69 1.89A f(KN) 302.2 293.7N1 1南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 17 页横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表计算项目 第三层 第一层N(KN) 144.5 241.14h (mm) 240 2400H3.0 3.9515 18.9 0.745 0.6475A(mm )2240000 240000f (N/mm ) 1.69 1.89A f(KN) 302.2 293.7N1 1上述承载力计算表明，墙体的承载力满足要求。3.5楼板计算楼面活荷载为 2.0 ，采用 C20 混凝土 HPB235 级钢筋，按弹性理论设计，2mKN其中板厚为 80mm 梁截面均为 240X240 mm, q =1.4 x 20=2.8 2(1) 恒荷载地砖： 0.25 2mKN20 厚水泥砂浆找平层 0.03 x 20 = 0.6 280 厚混凝土板 0.08 x 25= 215 厚混合砂浆抹灰 0.015 x 17 =0.255 2mKN2.905南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 18 页跨中最大正弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时，它可以简化为当支座固支时 g+q/2作用下的跨中弯矩值与支座绞支时 q/2 作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可以近似按活荷载满布求得，即内支座固支时 g+q 作用下支座弯矩.在本例中，楼盖边梁 对板的作用视为固定支座。计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取 =0.2 。cg = 1.2 x 2.905 =3.486 2mKNg + q = 2.8 x3.486 =6.286q/2 = 1.4 2q+q/2 = 1.4 +3.486 =4.886 2mKN（2）.计算跨度区格 A BL01 2.4 3.6南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 19 页L02 5.4 5.4L01/L02 0.444 0.667m1 ( )2mKN(0.0415+0.2 x 0.002)x4.886 x +(0.1038+0.2x0.1038)x24.1.4x =3.63(0.0336+0.2x0.0102) x 4.886x +(0.0737+0.2x0.0281)26.3x 1.4 x =3.696m2( )2(0.002+0.2 x 0.0415)x4.886 x +(0.1038+0.2x0.1038)x2.1.4x =3.1784(0.0102+0.2x0.0336) x 4.886x +(0.0281+0.2x0.0737)2.x 1.4 x =1.95663m1 -0.0844x x286=-3.056-0.0754x6.286x 2.=-6.143m1 -3.056 -6.143m2 -0.0569x6.286x 24.=-2.060-0.0571x6.286x 26.3=-4.652m2 -2.060 -4.652（3） 截面设计截面有效效高度：选用 8 钢筋作为受力主筋，则 L01 方向跨中截面的 h01=h-c-d/2=80-15-4=61mm,L02 方向（长跨）的跨中截面的 h02=h-c-3/2d=60-8=53mm,支座截面处 h0 均为 61mm,计算配筋时取内力臂系数 s=0.95,As= ,截面配筋计算结果hofym95.0及实际配列于表。板的配筋计算h0 m As 配筋 实配 AsL01 方向 61 3.63 298 8150 335A 区格L02 方向 53 3.178 307.5 8150 335L01 方向 61 3.696 304 8150 335跨中B 区格L02 方向 53 1.956 185 8200 251A-B 61 -3.056 249 8200 251A 边支座(L01 方向) 61 -3.056 249 8200 251A 边支座(L02 方向) 61 -2.06 169 8200 251支座B 边支座(L01 方向) 61 -6.143 504 8100 503南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 20 页A 边支座(L02 方向) 61 -4.652 382 8200 4023.6屋面板计算(1) 楼面活荷载为 0.5 ，采用 C20 混凝土 HPB235 级钢筋，按弹性理论设计，其中板2mKN厚为 100mm 梁截面均为 240X240 mm,q =1.4 x 20=2.8 2(2) 恒荷载屋面恒载: 5.619 2mKN不上人屋面 q=1.4x0.5=0.7南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 21 页g=5.614x1.2=6.74 2mKNg+q=6.74+0.7=7.44 q/2=0.35 2mKNg+q/2=7.09 2（3）计算跨度区格 A BL01 2.4 3.6L02 5.4 5.4L01/L02 0.444 0.667m1 ( )2mKN(0.0415+0.2 x 0.002)x7.09 x +(0.1038+0.2x0.1038)x24.1.4x =2.570(0.0336+0.2x0.0102) x 4.886x +(0.0737+0.2x0.0281)26.3x 1.4 x =3.696m2( )2(0.002+0.2 x 0.0415)x7.09 x +(0.1038+0.2x0.1038)x2.1.4x =3.1554(0.0102+0.2x0.0336) x 4.886x +(0.0281+0.2x0.0737)2.x 1.4 x =1.95663m1 -0.0844x 7.44x 2.=-3.617-0.0754x7.44x 2.=-7.270m1 -3.617 -7.270m2 -0.0569x7.44x 24.=-2.438-0.0571x7.44x 26.3=-5.506m2 -2.438 -5.506（4）截面设计截面有效效高度：选用 8 钢筋作为受力主筋，则 L01 方向跨中截面的 h01=h-c-d/2=100-15-4=81mm,L02 方向（长跨）的跨中截面的 h02=h-c-3/2d=81-8=73mm,支座截面处 h0 均为 73mm,计算配筋时取内力臂系数 s=0.95,As= ,截面配筋计算结果及hofym95.0实际配列于表。板的配筋计算h0 m As 配筋 实配 AsL01 方向 81 2.57 159 8200 251A 区格L02 方向 73 3.155 217 8200 251L01 方向 81 4.712 195 8200 251跨中B 区格L02 方向 73 2.332 160 8200 251南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 22 页A-B 81 -3.617 224 8200 251A 边支座(L01 方向) 81 -3.617 224 8200 251A 边支座(L02 方向) 81 -2.438 151 8200 251B 边支座(L01 方向) 81 -7.270 450 8100 503支座A 边支座(L02 方向) 81 -5.506 340 8150 3353.7楼梯计算楼梯截面为 2400x3300mm,采用现浇式板式楼梯:采用 C25（fc=11.9 ）, ft=1.272mN),平台梁的受力钢筋为 HRB335 级(fy=300 ),其余为 HPB235 级(fy=2102mN 2mN),板底为 20 厚的混合砂浆抹灰，板面为 20 厚的水泥砂浆，金 属栏杆，楼梯活荷载为 2.5 ,2K3.7.1. 斜板 (TB-1)（1） 荷载计算,取一个踏步宽(b=1140mm)为计算单元,恒荷载:南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 23 页踏步面层自重: 1.2 (0.26 0.167) 0.02 1.14 20 (1/0.3)=0.7792mKN踏步板自重: 1.2 (0.26 0.16)/2 0.3 1.14 25 (1/0.3)=7.182板底抹灰: 1.2 0.341 0.02 1.14 17 (1/0.3)=0.529 2栏杆自重: 1.2 0.9=0.122mKN恒荷载设计值: g=8.61活荷载设计值： q=1.4 2.5 1.14=4.025 2P=q+g=8.61+4.025=12.6352mKN（2） 斜板弯矩计算:M = = =13.7610/2Pl10/3.65.22(3). 斜板的配筋计算混凝土 C25，ho=100-20=80(mm),受压区高度 :X= 2/120)/(bfhc=80- 2/16)409.0./3.58=16mm钢筋面积As= ycfbx/1=1.0 11.9 1140 16/210=1033.6( )2m则每米板宽钢筋的面积为:1033.6/1.4=906.7( /m),选 12120（As=942 ）2m3.7.2. 平台板厚为 h=80，与斜板组成一块整体板.3.7.3. PTL-1 计算由斜板传来的荷载 15.45 3.3/2=25.492mKN梁侧抹灰自重:0.02 2 (0.35-0.07+0.05) 17 1.2=0.272总恒荷载：P=27.44 23.7.4. 平台梁内力计算（按简支梁计算）南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 24 页计算跨度 M属于第一类 T 形截面计算a. 正截面承载力计算:受压区高度： 2/120)/(fcbMhx=315- =24mm2/16)3.98.0/(59.31钢筋面积:=1.0 11.9 398.3 25/210=564( )ycsfbxA/1 2m选钢筋 316(As=603 )2m配筋率 =0.0083=0.83% 350/(64 %2.0min3.7.6. 斜截面承载力计算.截面尺寸验算: =187.43 KNV=26.11KN31529.1.25.00bhfc验算是否计算配箍筋 =56.0(KN)26.11KN077只需按构造配筋选 6180 验算配箍率:南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 25 页2 28.3/200 80 =0.00157=0.157%sv0.24 1.27/210=0.145%0.85,查表得: 1.,0b埋深范围内土的加权平均重度:南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 27 页=18.136/)1(3.81.7m 3mKN土的承载力特征值为 Paf25持力层土的地基承载力特征值 =250+17.5x1.1x (1.0-0.5)=259.62 2mKN基础宽 =285.8/(259.62-20x1.0)=1.19m)/(dfFbGak取承重墙下条形基础宽度 b=1. 2m2). 选择基础材料，并确定基础高度 ,采用 MU10 砖和 M5 砂浆砌成“二、一间隔收”砖基0H础基层下做 100mm 厚 C10 混凝土垫层 ,砖基所设承台阶数=(285.8+20 1.0 1.0)/1.2=254.83AGFPkk/)(2mKN查表 tanx=1/1.5.所以基础的承台设为 300mm。=3 阶6032412/n相应基础高度 H1=120x2+60x1+300=600mm基础顶面至地面的距离为 400mm，埋深为 1m，与前面假设的 d=1.0m 符合要求.南昌*大学土木建筑系 011112 班毕业论文第 28 页四. 结果与讨论经过紧张的建筑设计、结构设计和编写计算书，基本达到了预期结果。本设计有以下特点：(1) 建筑绘画使用 autocad2002，设计为欧式风格。(2) 全部为手算计算书,使用 pkpm 结构软件进行校正，使结构配筋更经济合理。(3) 全部按现行规范来设计的，特别是在抗震设设计，均符合规范要求。(4) 图纸除大样图外其它图都以 1：100 绘出，大样