大学砌体结构课程设计-多层混合结构房屋设计

大学建筑工程专业砌体结构课程设计目 录一、设计任务书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2）1.设计题目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2）2.设计内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2）3.设计资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2）二、设计计算书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4）1.结构平面布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4）2.确定计算方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4）3.荷载计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（6）4.结构计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（7）5.梁下局压验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（13）圈梁布置及构造措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（14）7.跳梁雨棚计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（14）墙下条形基础计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（16）9.参考资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（18）《砌体结构》课程设计任务书一、 设计题目：多层混合结构房屋设计某多层住宅，建筑条件图见附图，对其进行结构设计。二、 设计内容1、结构平面布置图：柱、主梁、圈梁、构造柱及板的布置2、墙体的承载力的计算3、墙体局部受压承载力的计算4、挑梁、雨蓬的计算5、墙下条形基础的设计6、绘制各层结构平面布置图（ 1：200）三、 设计资料1、题号第n题（见表一，表中有42道题目，每班学生根据学号选择相应的题号。）2、荷载1）、屋面活荷载取kn/m2,恒荷载取kn/m22）、卫生间活荷载取kn/m2,恒荷载取kn/m2（3）、钢筋混凝土容重 25kn/m34）、平顶粉刷：0.40kn/m23、地质条件本工程建设场地地质条件较好，持力层为粘土层，持力层厚度 4.0米，上部杂填土厚度1.2米,持力层下无软弱下卧层。粘土层地耐力特征值为 200kpa。4、材料1）、混凝土：C20或C25（2）、砖采用页岩砖，砂浆采用混合砂浆或水泥砂浆，强度等级根据计算选定。表一活载恒载 题号123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142注：恒载、活载指的是楼面恒载、活载标准值，单位为 kn/m2，要求同学按学号选择每题的楼面恒载、活载值。《砌体结构》设计计算书一、结构平面布置本结构选用纵、横墙混合承重体系。该体系兼有横墙承重体系、纵墙承重体系两种承重体系的特点，能适应房屋平面布置的多种变化，更好地满足建筑功能上的要求。结构平面布置图见图纸。图中，梁L-1为250mm×600mm，伸入墙内240mm，墙厚240mm。一层采用Mu20烧结页岩砖，M10混合砂浆；二至六层采用Mu15砖，混合砂浆，窗高为1500mm，混凝土质量控制等级为B级二、确定计算方案1、确定房屋的静力计算方案由建筑图可知，最大横墙间距 s=×3=，屋盖、楼盖类别属于第 1类，查表s<32m，L=>h/2，因此本房屋属于刚性方案房屋。计算简图如图一所示：图一 计算简图2、墙体高厚比验算：(1)外纵墙的高厚比验算一层外纵墙：基础标高-0.6m，故底层高度取 H=+=3.9ms=10.8m,可知s>2H由表查得计算高度 H0==查表，M10砂浆，[β]=261=,μ2=／s=×=>H03.912=××26=满足要求h16.25＜0.24二层以上纵墙：H=3.3m 横墙间距S=7.2m 满足s=10.8m,可知s>2H=查表，H0 =3.3mH03.3<12=××26=满足要求h13.750.24(2)内纵墙的高厚比验算H0的计算同外纵墙一层纵墙：2=bs／s=×=>H03.9=××26=29满足要求h16.25＜120.24二层以上纵墙：2=bs／s=×=>H03.3<12=××26=29满足要求h13.750.24(3)、承重墙高厚比验算一层横墙：s=6.0m故H＜S＜2H=7.9mH0 +=3.18m无门窗洞口， 2=H03.18<12=××26=所以：13.25h0.24满足要求二层以上横墙H0 +=×+×=3.06mH03.06<12=××26=满足要求h12.750.24三、荷载计算根据设计要求，荷载资料如下：1、屋面恒荷载：m2+平顶粉刷 KN/m2=KN/m2屋面活荷载：m22、楼面恒荷载：m2+平顶粉刷 KN/m2=KN/m2楼面活荷载：m2。3、卫生间活荷载： m2卫生间恒荷载：m2。5、钢筋混凝土容重γ=25KN/m26、墙体自重标准值240mm厚墙体自重m2(按墙面计)铝合金玻璃窗自重m2(按墙面计)7、衡阳地区的基本风压／㎡，且房屋层高小于 4m，房屋总高小于38米，所以该设计不考虑风荷载的影响。四、结构计算（一）纵墙内力计算和截面承载力计算1、选取计算单元该房屋有内外纵墙，楼梯楼面传来的荷载，虽使内纵墙上的竖向力有些增加，但板支撑处墙体轴向力的偏心距却有所减小，但内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小，即是内纵墙的洞口面积较小，不起控制作用，因而不必计算，只在 E轴取一个开间的外纵墙为计算单元，计算单元简图如下：2、控制截面砖采用烧结页岩砖，1层采用MU20，砂浆采用M15混合砂浆，2至5层砖采用MU20，M10混合砂浆，1与2至5层采用不同强度等级的材料，需验算底层及二层墙体承载力，首层墙体强度，其他层墙体强度，每层取两个控制截面Ⅰ -Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ每层墙的计算截面面积为 A1 240×1800=432000mm23、各层墙体内力标准值L—1自重：××25=KN∕m女儿墙及顶层梁高范围内墙重：女儿墙采用240mm厚烧结页岩砖双面粉刷（KN/m2），高度为300+120（板厚）=420mm,梁高为600mm.女儿墙重Gk=042××+×=2至5层墙重G2k=G6k（×－×）×+××=1层墙重(大梁以下部分)G1k=（×—×）×+××=60.1G2kKN屋面梁支座反力：由恒荷载传来 Nl6gk=1/2×××+1/2××=由活荷载传来Nl6qk=1/2×××=有效支承长度a06×=mm＜240mm=10h/f=10600/2.07所以取a06=楼面梁支座反力：由恒荷载传来Nl2gkNl1gk=1/2×××+1/2××=由活荷载传来Nl2qkNl1qk=1/2×××6=2至5层楼面梁有效支承长度a06a02=170.3mm1层楼面梁有效支承长度a01=10h/f=10×600/2.67=150mm所以取a01=150mm4、内力组合（1）第2层墙体Ｉ－Ｉ截面第一种组合（G1.2Q1.4）N2l=(Gk+4×G2k+Nl6gk+4×Nl2gk)+(Nl6gk+4××Nl2qk)=×+4×++4×+×+4×=KNNl2=1.2Nl2gk 1.4Nl2qk=×+×=el2=240÷2-0.4a02=×=51.88mmel2=Nl2el2/N2Ⅰ=第二种组合（G1.35Q1.4c=）N2(G+4×G+Nl6gk+4×Nlgk)+××(N+4××Nlqk)k2kl6gk=Nl2=+×=KNel2=Nl2el2/N2Ⅰ=6.14mm（2）第2层墙体Ⅱ-Ⅱ截面第一种组合N2Ⅱ=1.2G2K+N2Ⅰ=×+=第二种组合N2Ⅱ=1.35G2K+N2Ⅰ=×+=所以，取N=3）第1层墙体Ｉ－Ｉ截面第一种组合NLⅠ=(Gk+5×G2k+Nl6gk+5×Nl2gk)+(Nl6gk+5××Nl2qk)=×+5×++5×+×+5××=NL1=1.2Nl2gk 1.4Nl2qk=×+×=el12400.4a01=120—×150=60mm2e=NL1eL1/N1Ⅰ=60×=7.4mm第二种组合NLⅠ=(Gk+5×G2k+Nl6gk+5×Nlgk)+××(Nl6gk+5××Nlqk)=NL1=+×=KNe=NL1eL1/N1Ⅰ=×=9.05mm（4）第1层墙体Ⅱ-Ⅱ截面第一种组合N1Ⅱ=1.2G1K+N1Ⅰ=×+=第二种组合N1Ⅱ=1.35G1K+N1Ⅰ=×+=所以，取N=5、截面承载力验算1）2层墙体Ｉ－Ｉ截面（A=432000mm2f=H0=3300mm）第一种组合H0h

=×3300/240=e/h=240= 查表得 =Af=×432000×=＞N2= 满足要求第二种组合H0h

=×3300/240=e/h=240=查表得 = Af=×432000×=＞满足要求（2）2层墙体Ⅱ-Ⅱ截面（e=0）H0=查表得=hAf=×432000×=＞满足要求（3）1层墙体Ｉ－Ｉ截面（A=432000mm2f=H0=3900mm）第一种组合H0=×3900/240=he/h=240= 查表得 =Af=×432000×=＞ 满足要求第二种组合e/h=240= H0=×3900/240=查表得 =hAf=×432000×=＞N1 满足要求（4）1层墙体Ⅱ-Ⅱ截面（e=0）H0=查表得 =hAf=×432000×=＞N1= 满足要求（5)卫生间纵墙,楼梯间纵墙经验算满足要求（二）、横墙内力计算及截面承载力验算取1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取3600mm为受荷宽度，计算截面面积Ab=×1=,由于房屋开间，荷载均相同，因此近似按轴压验算，简图如下：1）楼梯间横墙内力计算及承载力验算第2层墙体Ⅱ-Ⅱ截面第一种组合:N2Ⅱ=(1×××4+1××+1××3×+(1××2+1×××3×=第二种组合N2Ⅱ=×+××=所以取N=e=0,

H0

=1×3060/240=

查表得

=hAf=×240×=> 满足要求第1层墙体Ⅱ-Ⅱ截面(考虑2至5层楼面活荷载折减系数第一种组合:N1Ⅱ=(1×××4+1××+1××+1××4×+(1××2+1×××4×=第二种组合:N1Ⅱ=×+×=所以取N=H0=×3900/240=查表得 =Af=×240×=610KN> 满足要求2）卫生间横墙内力计算及承载力验算卫生间采用现浇楼板，h=100mm，力按单向板传递。经验算满足要求.五、梁下局压验算依据端部局压承载力要求： N0 Nl fAl1、顶层局部受压验算：有效支撑长度：a0=Al a0b=×250=42575mm2A0=240×(250+2×240)=175200mm2＜A=432000mm2A0/Al=＞3，取=0=10.35A01＜Al所以fAl×××42575=顶层N=×+×=< 满足要求1、底层局部受压验算：有效支撑长度：a0=150mmAl a0b=150×250=37500mm2A0=240×(250+2×240)=175200mm2＜A=432000mm2A0/Al=＞3，取

=0

=A1 0.35 0 1 ＜所以 fAl ×××37500=底层N=×+×=< 满足要求六、圈梁布置及构造措施为了满足建筑的整体稳定性，故应设置檐口圈梁以及地圈梁。圈梁的设置：由于本建筑多层住宅建筑，故应在所有纵横墙上嗝层设置圈梁一道。圈梁设置时还应符合现行的国家标准 《建筑地基基础设计规范》（GB50007）的有关规定.七、挑梁、雨蓬的计算(一)、挑梁的设计：挑梁根部尺寸取250mm×350mm，挑出段尺寸取1800mm，埋入段取2500mm，雨蓬板厚100mm，挑梁檐口有240mm厚，500mm高砖墙，横墙240mm,外隔墙240mm,高度均为3300mm。砖墙自重集中力：F=1/2×××=隔墙均布荷载：q1=××=m内横墙均布荷载：q2==×=m挑梁自重：埋入段 G埋入=××25=m，挑出段G挑出=××25=m100mm厚雨蓬板荷载：q3=25××=m楼面恒荷载： KN/m2楼面活荷载： KN/m2计算简图如图4所示：、计算倾覆点l1=2.5m>hb=×=0.77mxo 0.3hb=×=0.105m＜l1=0.234m、倾覆力矩：MOV=××++[×+++×]×+=﹒m抗倾覆力矩：MR=××[×++×+××]×2=﹒mMOV<MR满足抗倾覆验算3、挑梁下砌体局部受压承载力计算Nl=2R=2{×+[×+++××]×+}=γ?fAl=××××250×350=KNNl<γ?fAl满足挑梁下砌体局部受压验算4、配筋 挑梁上部配筋2 20+1 22，下部配筋2 14，箍筋 8@100（二）、雨篷的设计雨蓬板厚100mm，计算同挑梁，挑梁檐口 500mm厚砖墙雨蓬梁配筋实配4 18(三)、挑梁的构造要求挑梁设计除按符合国家现行《混凝土结构设计规范》有关规定外，尚应满足、下列要求：（1）纵向受力钢筋至少应有 1/2的钢筋伸入梁尾端，且至少不少于 2 12，其余钢筋伸入支座的长度不应小于 2l1/3（2）挑梁埋入砌体的