砌体抗震计算实例

一工程概况1建筑名称：北京体育大学6号学生公寓2结构类型：砌体结构3层数：4层，层高：2.8m。4开间：3.6m，进深：5.7m。5建筑分类为二类，耐火等级为二级，抗震设防烈度为八度。设计地震分组为第一组。6天然地面下510m无地下水，冰冻深度为地面以下24m处，类场地。7外墙采用240厚页岩煤矸石多孔砖，内墙采用150厚陶粒空心砌块。8楼、地、屋面采用钢筋混凝土现浇板，条形基础，基础顶标高1.000m。墙体采用页岩煤矸石多孔砖，内墙、厨、厕及阳台处隔墙为200厚，其余墙体厚度均为240。砖块强度采用MU15，0.000以下采用M7.5混合砂浆。0.000以上采用M5混合砂浆。构造柱设置见建筑图。二静力计算方案本工程横墙最大间距Smax=7.2m，小于刚性方案横墙最大间距Smax=32m，静力计算方案属于刚性方案。本工程横墙厚度为240mm180mm，所有横墙水平截面的开洞率均小于50，横墙为刚性横墙。本工程外墙水平截面开洞率小于2/3，层高2.8m，4层总高度为11.2m，屋面自重大于0.8kN/m2，本地区基本风压为0.45kN /m2，按规范4.2.6条，可不考虑风荷载影响。三墙身高厚比验算1允许高厚比本工程采用采用砂浆最低强度等级为M5.0，查书表3-4，墙身允许高厚比24。2由建筑图纸所示，外横墙取轴和、轴间墙体验算，内横墙取轴和、轴间墙体验算。外纵墙取轴和轴间门厅处墙体验算，内纵墙取轴和轴间门厅处墙体验算。1）外横墙：S=5.7+1.8=7.5m，H=2.8+0.45+0.5=3.75m，2H =7.5m，2HSH，查表3-3 H0=0.4S+0.2HH0=3.75m，h=240mm， ，满足要求。2）内横墙：S=5.7m，H=3.75m，2H =7.5m，2HSH，查表3-3 H0=0.4S+0.2HH0=3.03m，h=200mm， ，满足要求。3）外纵墙：S=7.2m，H=3.75m，2HSH，查表3-3H0=0.4S+0.2HH0=3.63m，h=240mm， ，满足要求。4）内纵墙：S=7.2m，H=3.75m，2HSH，查表3-3H0=0.4S+0.2HH0=3.63m，h=200mm， ，满足要求。四荷载计算1永久荷载标准值1）屋面：按88J1-1屋5计算。40厚C20配筋刚性防水混凝土屋面1 kN /m23厚麻刀灰或纸筋灰隔离层0.048 kN /m2防水卷材(1.5厚高密度聚乙烯防水卷材)0.024 kN /m230厚C15豆石混凝土找平层0.75 kN /m220厚聚苯乙烯保温板0.01 kN /m2煤渣混凝土找坡层2%平均厚811.05 kN /m2钢筋混凝土现浇板150厚3.75 kN /m220厚顶棚抹灰0.34 kN /m2总计：6.97 kN /m22）楼、地面20厚水泥砂浆找平层0.4 kN /m2150厚钢筋混凝土现浇板3.75 kN /m220厚顶棚抹灰0.34 kN /m2总计：4.49 kN /m23）厕所、阳台40厚水泥砂浆面层0.68 kN /m280厚钢筋混凝土现浇板2 kN /m220厚顶棚抹灰0.34 kN /m2总计：3.02 kN /m24）墙体自重a.240厚墙体5 kN /m2b.200厚墙体4.28 kN /m22活荷载标准值1）屋面（不上人）0.7 kN /m22）楼、地面2.0 kN /m23）厕所2.0 kN /m24）阳台2.5 kN /m23. 计算墙、柱、基础时，楼面活荷载应予以折减。活荷载按楼层折减系数（45层）0.7折减后的活荷载标准值（kN /m2）分项计算截面上的层数（45层）分项计算截面上的层数（45层）屋面0.7厕所2.00.7=1.4楼面2.00.7=1.4五墙体承载力验算分析建筑图纸的墙体受力情况：选用下列墙体进行承载力验算。轴上与轴间横墙，轴上与轴间横墙，轴上与轴间门厅挑檐下的墙体。1. 16轴横墙承载力验算(取1m墙长为计算单元) 1）基础顶面（-1.000标高处）上部荷载产生的轴向力设计值N 永久荷载：活荷载：荷载效应比值：，选用以自重为主的设计表达式。， ， 基础顶面上部荷载产生的轴向力设计值N： 对于200厚单排孔陶粒空心砌块MU15，混合砂浆Mb7.5。查表2-5 , 高厚比，高厚比修正系数。 修正高厚比=查表： ，满足设计要求。2）首层地面（0.000标高处）上部荷载产生的轴向力设计值N 永久荷载：活荷载：设计值：对于200厚单排孔陶粒空心砌块MU15，混合砂浆Mb5。查表2-5 , 高厚比，高厚比修正系数。 修正高厚比=查表： ，满足设计要求。2. 轴横墙承载力验算(由于开洞较多，取荷载比值较大的窗间墙为计算单元)取底层窗台标高处为计算截面，窗间墙面积： ，对砌体强度不修正。上部荷载产生的轴向力设计值N：现浇板传来荷载窗间墙减去洞口后自重轴向力设计值：砌块：MU15，砂浆：M5 查表： ，满足设计要求。3. 轴上与轴间门厅挑檐下的墙体承载力验算由于结构和荷载对称，所以只对半边局部墙体进行验算。取墙体计算长度2100mm。取底层地坪标高处为计算截面，墙面积： ，对砌体强度不修正。上部荷载产生的轴向力设计值N：现浇板传来荷载墙体减去洞口后自重轴向力设计值：砌块：MU15，砂浆：M5 查表： ，满足设计要求。六水平地震力作用下主要墙体承载力验算（一）荷载资料1.屋面荷载：1）屋面恒荷载：6.97 kN /m22）屋面活荷载：0.70 kN /m22.楼面荷载：1）楼面恒荷载：4.49 kN /m22）楼面活荷载：2.0 kN /m23.墙体自重：1）外墙外墙采用240厚页岩煤矸石多孔砖加保温层，保温层重量忽略不计，按双面抹灰，取5 kN /m2。2）内墙200厚，双面抹灰取4.28 kN /m2。（二）重力荷载计算：1屋面总荷载（活荷载组合值系数取0.5）2楼面总荷载（活荷载组合值系数取0.5）3墙体自重（未计入门窗重量）1）一层外横墙自重：2）一层外纵墙自重：3）一层内横墙自重：4）一层内纵墙自重： 5）二层内横墙自重：由于3、4层与2层布置方法相同，重量按2标准层取值。二层其余墙体与一层变化不大，近似按一层墙体重量取值。（三）集中在各楼、屋盖标高处的重力荷载代表值，结果为：四层屋盖： 三层屋盖： 二层屋盖： 一层屋盖： （四）水平地震作用及楼层地震剪力1结构总水平地震作用标准值2各质点水平地震作用标准值及楼层地震剪力各质点水平地震作用标准值及楼层地震剪力楼层45186.7212.1563018.650.361089.61089.635709.889.3553387.380.31938.262027.8625709.886.5537399.710.21635.62663.4615648.313.7521181.160.12363.23026.66.91.0003026.65（五）横墙抗震承载力验算1取第一楼层轴横墙面积最小，进行验算。轴横墙面积： 轴承但荷载面积： 首层横墙总截面面积：首层建筑面积：轴承但的地震剪力2抗震抗剪强度设计值抗震抗剪强度设计值墙段0.8210.117.471.740.193墙体抗震承载力验算抗震抗剪强度设计值墙段验算结论0.19231.38143.77满足要求（六）外纵墙抗震承载力验算以一层轴线为计算单元作用在轴线的地震剪力所有纵墙面积：轴线纵墙面积：轴线承担的地震剪力：窗间墙部分承担总剪力：窗间墙剪力可按窗间墙面积比例进行分配较短的窗间墙分配的剪力：窗间墙剪力设计值：在墙半高处截面上的平均压应力： 轴纵墙满足设计要求。七门窗过梁选择1外墙洞口过梁选择：240厚承重墙，洞口宽度1800，板下墙体高度200mm。 过梁上荷载设计值：，过梁上部墙体荷载：过梁上部板传来荷载：过梁上部传来荷载设计值：过梁端集中反力设计值：查国标图集钢筋混凝土过梁03G322-1，240墙矩形截面过梁选用及技术经济表，选用编号为GL-4182过梁。技术参数：净跨：1800mm，荷载等级：2，梁高：180mm，混凝土等级C20，钢筋种类：HPB235，混凝土体积：，过梁自重：，钢筋总量：，含钢量：，可以达到设计要求。具体参数见详图。2内墙洞口过梁选择：200厚承重墙，洞口宽