砌体结构课程设计.doc

蚂螆羅膆螄肁芄膅蒄袄膀膄薆肀肆膃蚈袂羂膂螁蚅芀芁蒀袁膆芀薃蚃肂芀螅衿肈艿蒅螂羄芈薇羇芃芇虿螀腿芆螁羆肅莅蒁螈羁莄薃羄袇莄蚆螇芅莃蒅羂膁莂薈袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂蚆膈葿薄袁肄蒈蚇蚄羀蒇莆袀袆蒆蕿蚃芄蒅蚁羈膀蒄螃螁肆蒃蒃羆羂蒃薅蝿芁薂蚇羅膇薁螀螇肃薀葿羃罿膆蚂螆羅膆螄肁芄膅蒄袄膀膄薆肀肆膃蚈袂羂膂螁蚅芀芁蒀袁膆芀薃蚃肂芀螅衿肈艿蒅螂羄芈薇羇芃芇虿螀腿芆螁羆肅莅蒁螈羁莄薃羄袇莄蚆螇芅莃蒅羂膁莂薈袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂蚆膈葿薄袁肄蒈蚇蚄羀蒇莆袀袆蒆蕿蚃芄蒅蚁羈膀蒄螃螁肆蒃蒃羆羂蒃薅蝿芁薂蚇羅膇薁螀螇肃薀葿羃罿膆蚂螆羅膆螄肁芄膅蒄袄膀膄薆肀肆膃蚈袂羂膂螁蚅芀芁蒀袁膆芀薃蚃肂芀螅衿肈艿蒅螂羄芈薇羇芃芇虿螀腿芆螁羆肅莅蒁螈羁莄薃羄袇莄蚆螇芅莃蒅羂膁莂薈袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂蚆膈葿薄袁肄蒈蚇蚄羀蒇莆袀袆蒆蕿蚃芄蒅蚁羈膀蒄螃螁肆蒃蒃羆羂蒃薅蝿芁薂蚇羅膇薁螀螇肃薀葿羃罿膆蚂螆羅膆螄肁芄膅蒄袄膀膄薆肀肆膃蚈袂羂膂螁蚅芀芁蒀袁膆芀薃蚃肂芀螅衿肈艿蒅螂羄芈薇羇芃芇虿螀腿芆螁羆肅莅蒁螈羁莄薃羄袇莄蚆螇芅莃蒅羂膁莂薈袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂蚆膈葿薄袁肄蒈蚇蚄羀蒇莆袀袆蒆蕿蚃芄蒅蚁羈膀蒄螃螁肆蒃蒃羆羂蒃薅蝿芁 一、选择房屋的承重方案由于本房屋房间大小不一，其中有开间较小的办公室，还有开间比较大的教室，所以采用纵横墙承重方案。如图1二、确定房屋的静力计算方案最大横墙间距s=10.8m,屋盖、楼盖类别属于第一类，查表可知s32m,因此本房屋属于刚性方案房屋。三、 钢筋混凝土梁截面尺寸；根据结构的承重方案的选择，需在、之间分别设置两根独立梁。 独立梁截面尺寸： bh=350mm700mm四、外纵墙高厚比验算本房屋第一，二层墙体采用M10混合砂浆：其高厚比=4.80.37=13.0第三、四、五层墙体采用M7.5混合砂浆：其高厚比=3.30.24=13.8由于本房屋采用混合结构，墙体为承重墙1=1.0。由于梁的跨度为7.5m6m,墙厚为240mm .因此支承处宜加设壁柱.窗间墙尺寸如图所示：第二层窗间墙的截面几何特征为：A=1.80.240.130.62=0.5126y=1.80.620.240.120.620.370.185 0.5126=0.149my=0.370.149=0.221mI=1.80.1491.80.620.240.1490.620.2213=4.51210i=IA=0.049mh=3.5i=3.50.049=0.328m第二层整片墙体的高厚比=3.30.328=10.1 。 由此可见，第三、四、五层的墙体的高厚比最大，而且砂浆强度等级相对较低。因此首先应对其加以验算。对于砂浆强度等级为M7.5的墙，查表可知=26取D轴线上横墙间距最大的一段外纵墙，H=3.3m,s=10.8m2H=6.6m,查表，H0=1.0H=3.3,考虑窗洞的影响，=10.41.83.6=0.80.7 。=3.30.24=13.8 =0.826=20.8 ，符合要求。五、 横墙高厚比验算横墙厚为240mm，墙长s=7.5m。且强上无门窗洞口，其允许高厚比较纵墙的有利，因此不需要验算即可知该墙高厚比符合要求。六、承载力计算根据设计要求，荷载资料如下： 屋面恒荷载标准值三毡四油防水层： 0.4 KN20厚水泥砂浆找平层： 200.02=0.4 KN150mm厚水泥蛭石保温层： 60.15=0.9 KN120mm厚预应力混凝土空心板： 2.0 KN15mm厚顶棚粉刷： 170.015=0.255 KN 合计：3.955 KN屋面梁自重： 250.70.35=6.125KN 不上人屋面活荷载标准值： 0.5 KN 楼面恒荷载标准值35mm水磨石地面面层： 0.7 KN120mm厚混凝土空心板： 2.0 KN15mm厚顶棚粉刷： 170.015=0.255 KN 合计：2.955 KN楼面梁自重： 250.70.35=6.125 KN 墙体自重标准值单面清水，单面粉刷240厚墙体自重：5.24 KN （按墙面计）单面清水，单面粉刷370厚墙体自重：7.71 KN （按墙面计）铝合金玻璃窗自重： 0.45 KN （按窗面积计） 楼面活荷载标准值： 1.5 KN按荷载规范，设计房屋墙和基础时，楼面活荷载标准值采用与其楼面梁相同的折减系数，而楼面梁的从属面积为7.53.6=27m 50m ，因此此楼面活荷载不必折减。该房屋所在地区的基本风压为0.35 KN，且房屋层高小于4m，房屋总高小于28m，查表可知，该房屋设计时可不考虑风荷载的影响。又雪压为0.4 KN小于屋面活荷载标准值，可不考虑雪荷载的影响。七、纵墙承载力计算 选取计算单元该房屋有内、外纵墙。对于外纵墙，相对而言，D轴线墙比A轴线墙更不利。对于内纵墙，虽然走廊楼面荷载使内纵墙（B、C轴线）上的竖向压力有所增加，但梁（板）支承处墙体的轴向偏心距却有所减小，并且内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小。因此可只在D轴线上取一个开间的外纵墙作为计算单元，其受荷载面积为3.63.75=13.5 确定计算截面每层墙的控制截面位于墙的顶部梁（或板）的底面（11截面）和墙底的底面（22截面）。由于每层的材料不同，以及轴向力的偏心距不同，因此需要对截面111010的承载力分别进行计算。 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： 3.95513.56.1253.75=76.36KN女儿墙自重（厚240mm，高600mm，单面粉刷）： 5.240.63.6=11.32KN二、三、四、五层楼面恒荷载：2.95513.56.1253.75=62.86 KN屋面活荷载： 0.513.5=6.75 KN二、三、四、五层楼面活荷载：1.513.5=20.25 KN三、四、五层墙体和窗自重：5.243.753.61.81.80.451.81.8=55.22 KN二层墙体（包括壁柱）和窗自重： 5.243.753.61.81.80.623.30.451.81.87.710.623.3=60.27KN 一层墙体和窗自重：7.713.64.81.81.80.451.81.8=109.71 KN 控制截面的内力计算第五层第五层截面11处：由屋面荷载产生的轴向力设计值应考虑两种内力组合，N11=1.276.3611.321.46.75=114.67KNN12=1.3576.3611.32+1.40.76.75=124.98KNN6l1=1.276.361.46.75=101.08KNN6l2=1.3576.361.40.76.75=109.7KN墙体采用MU10实心烧结粘土砖，一、二、三层采用M10混合砂浆，四、五层采用M7.5混合砂浆。查表可知一、二、三层砌体抗压强度设计值f=1.89MPa；四、五层砌体抗压强度设计值f=1.69MPa。屋楼面梁端均设有刚性垫块，由表3-5和式3-31可知1=5.4，则此刚性垫块上表面处梁端有效支撑长度a0,b=5.4=5.4700/1.69=109.9mmM11=N6l1(y-0.4a0,b)=101.080.120.40.1099=7.69KNmM12=N6l2(y-0.4a0,b)=109.70.120.40.1099=8.34KNme11=M11/N11=7.69114.67=0.067me12=M12/N12=8.34124.98=0.067m第五层截面2-2处：轴力为上述荷载N1与本层墙自重之和，N21=114.671.255.22=180.93KNN22=124.981.3555.22=199.53KN第四层截面3-3处：轴力为上述荷载N2与本层楼盖荷载N5l之和N5l1=1.262.861.420.25=103.78KNN31=180.93103.78=284.71KN01=180.5310-3/1.80.24=0.418MPa，01/f=0.4181.69=0.25，查表1=5.775则a0b1=5.775700/1.69=117.6mmM31=N5l1（y-0.4a0b1）=103.780.120.40.1776=7.53KNme31=M31/N31=7.53288.36=0.026mN5l2=1.3562.861.40.720.25=104.7KNN32=199.53104.7=304.23KN02=199.5310-3/1.80.24=0.471MPa，02/f=0.4711.69=0.271，查表2=5.82则a0b2=5.82700/1.69=118.4mmM32=N5l2（y-0.4a0b2）=104.70.120.40.1184=7.61KNme32=M32/N32=7.61308.26=0.025m第四层截面4-4处：轴力为上述荷载N3与本层墙自重之和，N41=284.711.255.22=350.97KNN42=304.231.3555.22=378.73KN第三层截面5-5：轴力为上述荷载N4与本层楼盖荷载N5l之和N4l1=103.78KNN51=350.97103.78=454.78KN01=350.9710-3/1.80.24=0.812MPa，01/f=0.8121.69=0.48，查表1=6.36则a0b1=6.36700/1.89=129.4mmM51=N4l1（y-0.4a0b1）=103.780.120.40.1294=7.08KNme51=M51/N51=7.08448.35=0.016mN4l2=104.7KNN52=378.73104.7=483.43KN02=378.7310-3/1.80.24=0.877MPa，02/f=0.8771.69=0.52，查表2=6.49则a0b2=6.49700/1.89=132mmM52=N4l2（y-0.4a0b2）=104.70.120.40.132=6.97KNme52=M52/N52=6.97483.43=0.015m第三层截面6-6处：轴力为上述荷载N5与本层墙自重之和，N61=454.781.255.22=520.04 KNN62=483.431.3555.22=557.98KN第二层截面7-7：轴力为上述荷载N6与本层楼盖荷载N5l之和N3l1=103.78KNN71=520.04103.78=623.82KN01=520.0410-3 / 0.5126=1.01MPa，01/f=1.011.89=0.54，查表1=6.63则a0b1=6.63700/1.89=127.5mmM71=N3l1（y0.4a0b1）N71yy=103.780.2210.40.1275520.040.1490.12=2.56KNme71=M71/N71=2.56623.82=0.004mN3l2=104.7KNN72=557.98104.7=662.68KN02=557.9810-3/ 0.5126=1.09MPa，02/f=1.091.89=0.58，查表2=6.82则a0b2=6.82700/1.89=131.2mmM72=N3l2（y0.4a0b2）N72yy=104.70.2210.40.1312557.980.1490.12=1.64KNme72=M72/N72=1.64662.68=0.003m第二层截面8-8处：轴力为上述荷载N7与本层墙自重之和，N81=623.821.260.27=696.14KNN82=662.681.3560.27=744.04KN第一层截面9-9：轴力为上述荷载N8与本层楼盖荷载N5l之和N2l1=103.78KNN91=696.14103.78=799.92KN01=696.1410-3/1.80.37=1.05MPa，01/f=1.051.89=0.55，查表1=6.67则a0b1=6.67700/2.31=116.1mmM91=N2l1（y0.4a0b1）N81 yy=103.780.1850.40.1161696.140.1850.149=11 KNme91=M91/N91=11799.92=0.014mN2l2=104.7KNN92=744.04104.7=848.74KN02=744.0410-3/1.80.37=1.12MPa，02/f=1.121.89=0.59，查表2=6.9则a0b2=6.9700/2.31=120.1mmM92=N2l2（y0.4a0b2）N82 yy=104.780.1850.40.1201744.040.1850.149=12.77KNme92=M92/N92=12.77848.74=0.015m第一层截面10-10处：轴力为上述荷载N9与本层墙自重之和，N101=799.921.2109.71=931.57KNN102=848.741.35109.71=996.85KN八、窗间墙承载力验算第五层1-1截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N11=114.67KN， e11=0.067m第二组内力 N12=124.98KN， e12=0.067m 由于e11= e12，所以只需验算第二组内力e/h=0.0670.24=0.279， e/y=0.0670.12=0.5580.6=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.4由 fA =0.331.691.80.24103=240.93KN114.67KN，满足要求第五层2-2截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N21=180.93KN， e21=0m第二组内力 N22=199.53KN， e22=0m 对于第一组内力： e/h=0，=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.73由 fA =0.731.691.80.24103=532.96KN199.53KN，满足要求第四层3-3截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N31=284.71KN， e31=0.026m第二组内力 N32=304.23KN， e32=0.025m 对于第一组内力： e/h=0.026/0.24=0.11， e/y=0.026/0.12=0.220.6=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.51由 fA =0.511.691.80.24103=372.3KN288.3KN，满足要求对于第二组内力： e/h=0.025/0.24=0.10， e/y=0.025/0.12=0.200.6=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.516由 fA =0.5161.691.80.24103=376.7KN308.26KN，满足要求第四层4-4截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N41=350.97KN， e41=0m第二组内力 N42=378.97KN， e42=0m 对于第一组内力： e/h=0，=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.728由 fA =0.7281.691.80.24103=531.5KN350.97KN，满足要求第三层5-5截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N51=454.78KN， e51=0.016m第二组内力 N52=483.48KN， e52=0.015m 对于第一组内力： e/h=0.016/0.24=0.07， e/y=0.016/0.12=0.130.6=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.63由 fA =0.631.891.80.24103=512KN454.78KN，满足要求对于第二组内力： e/h=0.015/0.24=0.06， e/y=0.015/0.12=0.120.6=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.64由 fA =0.641.891.80.24103=522.5KN483.48KN，满足要求第三层6-6截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N61=520.04KN， e61=0m第二组内力 N62=557.98KN， e62=0m 对于第一组内力： e/h=0，=H0/h=3.30.24=13.75 ，查表3-1 =0.728由 fA =0.7281.891.80.24103=594.4KN520.04KN，满足要求第二层7-7截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N71=623.82KN， e71=0.004m第二组内力 N72=662.68KN， e72=0.003m 对于第一组内力： e/hT=0.0040.328=0.012， e/y=0.0040.221=0.0180.6=H0/ hT h=3.30.328= 10.1 查表3-1 =0.87由 fA =0.871.890.5126103=842.9KN623.82KN，满足要求对于第二组内力： e/h=0.003/0.328=0.01， e/y=0.003/0.221=0.0140.6=H0/ hT =3.30.328=10.1 查表3-1 =1由 fA =11.890.5126103=968.7KN662.68KN，满足要求第二层8-8截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N81=696.14KN， e81=0m第二组内力 N82=744.04KN， e82=0m 对于第一组内力： e/h=0，=H0/ hT h=3.30.328=10.1查表3-1 =0.87由 fA =0871.890.5126103=842.9KN696.14KN，满足要求第一层9-9截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N91=670.74KN， e91=0.014m第二组内力 N92=715.43KN， e92=0.015m 对于第一组内力： e/h=0.0140.37=0.038， e/y=0.014/0.185=0.0760.6=H0/h=4.80.37=13.0查表3-1 =0.74由 fA =0.742.311.80.37103=1137.9KN670.74KN，满足要求对于第二组内力： e/h=0.0150.37=0.04， e/y=0.0150.185=0.080.6=H0/h=4.80.37=13.0查表3-1 =0.65由 fA =0.651.891.80.37103=818.16KN715.43KN，满足要求第一层10-10截面出窗间墙承载力验算 第一组内力 N101=931.57KN， e101=0m第二组内力 N102=996.85KN， e102=0m 对于第一组内力： e/h=0，=H0/h=4.80.37=13.0 查表3-1 =0.82由 fA =0.822.311.80.37103=1261.5KN931.57KN，满足要求九、梁端支承处砌体局部受压承载力验算截面1-1：梁端设置尺寸为740mm240mm300mm的预制刚性垫块Ab=abbb=0.740.24=0.1776m2第一组内力 0=0.031MPa ，N6l=101.08KN，a0,b=109.9mmN0=0Ab=0.0310.1776103=5.5KN ，N0+N6l=5.5+101.08=106.58KNe=N6l(y0.4a0,b) (N0N6l)=101.080.120.40.1099106.58=0.072m ，e/h=0.0720.24=0.30，3，查表3-1，=0.48A0=（0.7420.24）0.24=0.2928m2 ，A0/Ab=1.649=1+0.351.6491=1.2822 ， 1 =0.8=1.0261fAb =0.481.0261.690.1776103=147.81 N0+N6l=106.58KN， 满足要求对于另一组内力，由于a0,b相等，其梁端反力较小，对局部压力有利，所以满足要求截面3-3：梁端设置尺寸为740mm240mm300mm的预制刚性垫块Ab=abbb=0.740.24=0.1776m2第二组内力 0=0.427MPa ，N5l=103.78KN，a0,b=117.6mmN0=0Ab=0.4270.1776103=75.8KN ，N0+N5l=75.8+103.78=179.6KNe=N5l(y0.4a0,b) (N0N6l)=0.028m ，e/h=0.0280.24=0.12，3，查表3-1，=085由前面计算结果可知1 =1.0261fAb =0.851.0261.690.1776103=261.7N0+N6l=179.6KN， 满足要求对于第一组内力，由于a0,b相等，其梁端反力却小些，对局部压力有利，所以满足要求截面5-5：梁端设置尺寸为740mm240mm300mm的预制刚性垫块Ab=abbb=0.740.24=0.1776m2第一组内力 0=0.812MPa ，N4l=103.78KN，a0,b=129.4mmN0=0Ab=0.8120.1776103=144.2KN ，N0+N4l=248KNe=N4l(y0.4a0,b) (N0N6l)=0.029m ，e/h=0.0290.24=0.12，3，查表3-1，=0.85由前面计算结果可知1 =1.0261fAb =0.851.0261.890.1776103=292.73N0+N6l=245.86KN， 满足要求第二组内力 0=0.877MPa ，N4l=104.7KN，a0,b=132mmN0=0Ab=0.8610.1776103=152.9KN ，N0+N4l=257.6KNe=N4l(y0.4a0,b) (N0N6l)=0.029m ，e/h=0.0290.24=0.12，3，查表3-1，=0.85由前面计算结果可知1 =1.0261fAb =0.851.0261.890.1776103=292.73N0+N6l=257.61KN， 满足要求截面7-7：梁端设置尺寸为620mm370mm240mm的预制刚性垫块Ab=abbb=0.620.37=0.2294m2第一组内力 0=1.01MPa ，N3l=103.78KN，a0,b=127.5mmN0=0Ab=1.010.2294103=231.7KN ，N0+N3l=235.48KNe=N3l(y0.4a0,b) (N0N6l)=103.780.1850.40.126235.48=0.059m ，e/h=0.0590.37=0.17，3，查表3-1，=0.74A0=0.620.37=0.2294m2 （只计壁柱面积），并取1 =1.0，则1fAb =0.741.01.890.2294103=329.18 N0+N6l=223.06KN， 满足要求第二组内力 0=1.09MPa ，N3l=104.7KN，a0,b=131.5mmN0=0Ab=1.090.2294103=250.05KN ，N0+N3l=354.75KNe=N3l(y0.4a0,b) (N0N6l)=0.041m ，e/h=0.0410.37=0.11，3，查表3-1，=0.87A0=0.620.37=0.2294m2 （只计壁柱面积），并取1 =1.0，则1fAb =0.871.01.890.2294103=377.2 N0+N6l=345.57KN， 满足要求截面9-9：梁端设置尺寸为490mm370mm180mm的预制刚性垫块Ab=abbb=0.490.37=0.181m2第一组内力 0=1.05MPa ，N2l=103.78KN，a0,b=116.1mmN0=0Ab=1.050.181103=190.05KN ，N0+N2l=193.83KNe=N2l(y0.4a0,b) (N0N6l)=0.052m ，e/h=0.0520.37=0.14，3，查表3-1，=0.81A0=（0.4920.37）0.37=0.455m2 ，A0/Ab=2.514=1+0.35=2.5141=1.4312 ， 1 =0.8=1.1451fAb =0.811.1452.310.181103=387.78 KNN0+N6l=268.49KN， 满足要求对于第二组内力，由于a0,b基本接近，且N2l 较小，采用此垫块亦能满足局压承载力的要求，故不必再验算。十、 选取计算单元，纵墙控制截面承载力验算横墙上承受由屋面和楼面传来的均布荷载，可取1m宽的横墙进行计算，其受荷面积13.6=3.6m2。由于横墙为轴心受压构件，由于材料，高度不同，可只验算第三层的6-6，第二层的8-8，以及第一层的10-10截面。 荷载计算屋面恒荷载： 3.9553.6=14.24KN/m屋面活荷载： 0.53.6=1.8KN/m2、 三、四、五楼面恒荷载： 2.9553.6=106.44KN/m2、 三、四、五楼面活荷载： 1.53.6=5.4KN/m2、 三、四、五层墙体自重： 5.243.3=17.29KN/m一楼墙体自重： 7.714.8=37KN/m 控制截面内力计算6-6截面：N61=1.214.24210.64317.291.41.825.4=122.51KN/mN62=1.3514.24210.64317.291.40.71.825.4=130.32KN/m8-8截面：N81=1.214.24310.64417.291.41.835.4=163.58KN/mN82=1.3514.24310.64417.291.40.71.835.4=173.32KN/m10-10截面：N101=1.214.24410.64417.29371.41.845.4=228.31KN/mN102=1.3514.24410.64417.29