砌体结构设计

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3.3m4m;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31.5m60m，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180mm。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，s2H=8.2m，第一层计算高度H0=1.0，H=4.3m，二层及二层以上为H0=3.3m。一至四层墙厚0.24m，承重墙取。有窗户的墙允许高厚比 ： ；允许高厚比，查表得：当砂浆强度等级为M7.5, M5时，一二层=26，三四层=24。a、一层高厚比验算：=4.3/0.24=17.9212=1.00.28926=21.554（满足要求）；b、二层纵墙高厚比验算： （满足要求）；c、三四层纵墙高厚比验算： =3.3/0.24=13.7512=1.00.82924=19.896（满足要求）2、内纵墙高厚比验算 a、墙体的计算高度，底层：H0底=4.3m （满足要求）； b、二层纵墙高厚比验算： （满足要求）；c、三四层内纵墙高厚比验算： =3.3/0.24=13.7512=1.00.88624=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，Hs2H，H0=0.46.3+0.24.3=3.38m，无门洞2=1.0 =H0/h=3.38/0.24=14.08=26 右横墙s=6.0m，H=4.3m，Hs2H，H0=0.46+0.24.3=3.26m，无门洞2=1.0 =H0/h=3.26/0.24=15.58=26 二层：左横墙：s=6.3m，H=3.3m，Hs2H，H0=0.46.3+0.23.3=3.18m 右横墙：s=6.0m，H=3.3m，Hs2H，H0=0.4s+0.2H=3.06m 三四层：左横墙：s=6.3m，H=3.3m，Hs2H，H0=0.4s+0.2H=3.18m =H0/h=3.18/0.24=13.25=24 右横墙：s=6.0m，H=3.3m，Hs2H，H0=0.4s+0.2H=3.06m =H0/h=3.06/0.24=12.75=24 内横墙：底层：s=2.4m，H=4.3m，sH，H0=0.6s=1.44m 二层：s=2.4m，H=3.3m，sH，H0=0.6s=1.44m 三四层：s=2.4m，H=3.3m，sH，H0=0.6s=1.44m =H0/h=1.44/0.24=6.0=24 故所有横墙满足要求。4、 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 250.04=1.0kN/20厚1:2.5水泥砂浆找平 200.02=0.4kN/40厚挤塑聚苯板0.40.04=0.016kN/20厚1:2.5水泥砂浆找平 200.02=0.4kN/3厚氯丁沥青防水涂料（二布八涂） 0.045kN/110厚预应力混凝土空心板（包括灌缝） 2.0kN/20厚板底粉刷 5.0+0.4=5.4N/屋面梁自重 0.250.6=3.75kN/m（2）不上人屋面的活荷载标准值 0.5kN/（3）楼面恒荷载标准值大理石面层 280.02=0.56kN/20厚水泥砂浆找平 200.02=0.4kN/110厚预应力混凝土空心板（包括灌缝） 0.4kN/20厚板底粉刷 3.3+0.4=3.7kN/楼面梁自重 250.25 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）（5）楼面活荷载标准值 2.4kN/2.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5.43.53.15+3.753.15=71.35kN女儿墙自重5.240.93.5=16.51kN二、三、四层楼面恒荷载 3.711.025+3.753.15=52.61kN屋面活荷载 0.511.025=5.51kN二、三、四层楼面活荷载 2.411.025=26.46kN三、四层墙体和窗自重5.24（3.33.51.51.5）+0.251.51.5=49.29kN二层墙体（包括壁柱）和窗自重5.24（3.33.51.51.5）+0.251.51.5=49.29kN一层墙体和窗自重5.24（3.54.31.51.5）+0.251.51.5=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=1.2（71.35+16.51）+1.41.05.51=113.15kNN（2）1=1.35（71.35+16.51）+1.41.00.75.51=124.01kNN（1）5l=1.271.35+1.41.05.51=93.33kNN（2）5l=1.3571.35+1.41.00.75.51=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；一、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：N（1）2 =113.15+1.249.29=172.30kNN（2）2 =124.01+1.3549.29=190.55kN第三层：1)第三层截面3-3处：轴向力为上述荷载N2与本层楼盖荷载N4l之和：N（1）4l=1.252.61+1.41.026.46=100.17kNN（1）3=172.30+100.17=272.47kN N（2）4l=1.3552.61+1.41.00.726.46=96.95kN N（2）3=190.95+96.55=287.5kN2)第三层截面4-4处：轴向力为上述荷载N3与本层墙自重之和： N（1）4=272.47+1.249.29=332.08kN N（2）4=287.5+1.3549.29=354.04kN第二层：1)第二层截面5-5处：轴向力为上述荷载N4与本层楼盖荷载之和： N（1）3l=100.17kN N（1）5=332.08+100.17=432.25kN N（2）3l=96.95kN N（2）5=354.04+96.95=450.99kN2)第二层截面6-6处：轴向力为上述荷载N5与本层墙体自重之和： N（1）6=432.25+1.249.29=491.40kN N（2）6=450.99+1.3549.29=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）2l=100.17kN N（1）7=491.40+100.17=591.57kN N（2）2l=96.55kN N（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）8=591.57+1.267.63=672.73kN N（2）8=614.48+1.3567.63=705.78kN 砌体局部受压计算大梁下局部受压验算，验证 +f 上述窗间墙第一层墙垛为例，墙垛截面为240mm1900mm,混凝土梁截面为600mm250mm,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 =100.17kN，=516.73kN =188.42mm240 mm=b =188.42250=47105 mm=240(2240+250)= mm =/47105=3.723，取=0 =1+0.35(A0/ A1)-1)=1+0.35(/47105)-1)=1.582.0 压应力图形完整系数=0.7 f=0.71.58471051.69=88.05KN=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，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为 =100.17KN， =190.55KN = 200mm240mm =b =200250=50000mm =240(2240+250)= mm =1+0.35(A0/ A1)-1)=1+0.35(/50000)-1)=1.5599.15kN，满足要求。2)第一层截面8-8：e/h=0，=4.3/0.24=17.92，查表3-2，=0.62，由式(3-11)：A=0.621.690.24103=251kN205.02kN，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： = 1.2（5.43.5/21.0+5.43.5/21.0）+1.4（23.5/21.0+2 3.5/21.0)=32.48KN由永久荷载控制的组合：= 1.35（5.43.5/21.0+5.43.5/21.0）+0.71.4（23.5/21.0+2 3.5/21.0)=32.38KN楼面荷载： 由可变荷载控制= 1.23.71.751.0+1.42.61.751.0=14.14KN 由永久荷载控制的组合： =1.353.71.751.0+0.71.42.61.751.0=15.09KNL-3梁自重标准值：=250.250.43.50.6=8.75KN(集中荷载)设计值： 由可变荷载控制的组合：8.751.2=10.5KN 由永久荷载控制的组合：8.751.35=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： 1.25.03.56.31.43.53.56.30.5120.17KN由永久荷载控制的组合： （1.355.03.56.30.71.43.53.56.3）0.5=112.23KN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：5.244.31.0 =22.53KN设计值 : 由可变荷载控制的组合：22.531.2=27.04KN 由永久荷载控制的组合：22.531.35=30.42KN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263.29127.142402404.33.317.9213.750.6650.776 1.691.65269.72279.3611 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266.21131.982402404.33.317.9213.750.6650.7761.691.5269.72279.3611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=5.41.75=9.45kN/m（梯形分布）如图活载标准值：q k=0.51.75=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=1.29.45+1.40.875=12.57kN/m 由永久荷载控制的组合： 1.35 g k +0.71.4 q k=1.359.45+0.71.40.875=13.62kN/m可变控制组合荷载： N=0.5(6.3+6.31.752) 12.572=114.39kN (包括左右卫生间的荷载) 永久控制组合荷载： N=0.5(6.3+6.31.752) 13.622=123.94kN（左右卫生间荷载）楼面荷载：恒载标准值：g k=7.01.75=12.25kN/m（梯形分布）如图活载标准值：q k=2.41.75=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=1.212.25+1.44.2=20.65kN/m 由永久荷载控制的组合： 1.35 g k +0.71.4 q k=1.3512.25+0.71.44.2=20.65kN/m 由可变控制组合荷载： N=0.5(6.3+6.31.752) 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=0.5(6.3+6.31.752) 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：5.244.36.3 =141.95KN设计值: 由可变荷载控制的组合：141.951.2=170.34KN 由永久荷载控制的组合：141.951.35=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1237.412564.2152402404.33.317.9213.750.6650.7761.691.51699.2611759.96811 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1324.371605.9822402404.33.317.9213.750.6650.7761.691.51699.2611759.96811上述计算表明，墙体的承载力满足要求。5、 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/m 1）正截面受弯承载力计算：混凝土取C25，钢筋取HRB335级钢筋， ； 则h0=35030=320mms=M/1fcbh20=/1.011.92503202=0.131=1(1-2s)=1(1-20.131)=0.141=0.2250350=175mm2配218，As=509mm22）斜截面受剪承载力计算(箍筋采用HPB300级钢筋，fv=270kN/mm2)：V=24.39kN hw=h0=320mm hw/b=320/250V=24.39kN故截面尺寸符合要求验算是否需要计算配箍0.7ftbh0=0.71.27250320=71.12kNV=24.39kN故不需按计算配箍，按最小配箍率配置箍筋：sv,min=0.24ft/ fv=0.241.27/270=0.1129%Asv,min=sv,minbh=0.1129%250350=98.79采用双肢箍8200，则有s