砌体结构课程设计计算书

一、基本资料某五层混合结构办公楼，采用装配式钢筋混凝土梁板楼屋盖，墙200mm×500mm,梁端伸入墙内240mm,大梁间距(开间)3.6m。底层墙厚为370mm,2~5层墙厚为240mm,墙体均双面批档。砖的强度等级为MU10。楼面活荷载标准值取1.5+0.1n(n:学号的个位数),层高取3.2+0.1p(p:学号的十位数),抗震设防烈度为6度，基本风二、材料、结构构造方案及计算单元确定(1)墙体材料1~2层采用烧结普通砖强度等级MU10,M7.5混合砂浆；3~5层采用烧结普通砖强度等级MU10,M5混合砂浆。(2)结构构造方案根据建筑功能分区，本设计选用纵横墙混合承重方案，即在房间内无横墙处设置横向的钢筋混凝土进深梁，上面铺设横向120mm厚预应力空心板，大梁支承于窗间墙中部，走廊处用80mm厚现浇实心板支承于内纵墙上。上述结构布置方案的刚性横墙的最大间距Smax=10.8<32m(刚性方案要求的最大间距),所以该法案属于刚性方案。(3)计算单元纵墙：根据墙体负载面积(②④⑥⑦轴线处大梁负载面积较大，具体看施工图)与墙体刚性(在条件相同的情况下，有开洞口的墙体的刚性较没开洞口的小，故选外纵墙)判断：A、D轴楼屋面梁支承处一个开间范围内窗间墙墙段为最不利位置，取窗间墙墙段3.6m宽的墙体作为计算单元。横墙：根据墙体负载面积(③⑤轴线处内横墙负载面积较大，具体看施工图)判断：②④⑥轴楼屋面支承两侧预制板处1米长墙段为最不利位置，取取1m宽墙作为计算单元。三、墙体的稳定性验算(1)纵墙的高厚比验算M7.5混合砂浆，则墙的允许高厚比值[β]=26;s=3×3.6=10.8m;2H=2×4=8m<s=10.2层：M7.5混合砂浆，则墙的允许高厚比值[β]=26;s=3×3.6=10.8m;2H=2×3.2=6.4m<s=10.8m;则计算高度H₀=H=3.2m;μ₂=1-0.4×4.5/10.8=0.83纵墙的高厚比β=H₀/h=3.210.24=13.3<μ₂[β]=0.83×26=21.583-5层：M5混合砂浆，则墙的允许高厚比值[β]=24;s=3×3.6=10.8m;2H=2×3.2=6.4m<s=10.8m;(2)横墙的高厚比验算M10混合砂浆，则墙的允许高厚比值[β]=26;s=5.7m;2H=2×4=8m>s=5.7m>H=4.0m;则计算高度H₀=0.4s+0.2H=0.4×5.7+0.2×4.0=3.08m;2层：M7.5混合砂浆，则墙的允许高厚比值[β]=26;s=5.7m;2H=2×3.2=6.4m>s=5.7m>H=3.2m;则计算高度H₀=0.4s+0.2H=0.4×5.7+0.2×3.2=2.92m;因为横墙没有窗洞口，故μ₂=1;M7.5混合砂浆，则墙的允许高厚比值[β]=24;s=5.7m;2H=2×3.2=6.4m>s=5.7m>H=3.2m;则计算高度H₀=0.4s+0.2H=0.4×5.7+0.2×3.2=2.92m;因为横墙没有窗洞口，故μ₂=1;四、承重墙体承载力计算(1)外纵墙(窗间墙)的受压承载力计算a、荷载计算①屋面荷载APP改性沥青防水层20厚水泥砂浆找平层50厚泡沫混凝土120厚空心板20厚抹灰层折算厚度33mm钢筋混凝土进深梁200mm×500mm折算厚度33mm0.25kN/m²kN/m²kN/m²kN/m²kN/m²(含两侧抹灰40mm)屋盖永久荷载准值Z3.99kN/m2由屋盖大梁传给计算墙垛的荷载标准值N=(3.99+0.7)×5.7×3.6×0.5=48.12KN由可变荷载控制的组合N₁=1.2G+1.4Q₄=(1.2×3.99+1.4×0.7)×5.7×3.6×0.5=59.18KNN₁=1.35G+10Q=(1.35×3.99+1.0×0.7)×5.7×3.6×0.5=62.45KN②楼面荷载20厚水泥砂浆120厚空心板20厚抹灰层钢筋混凝土进深梁200mm×500mm,楼面永久荷载准值折算厚度33mm(含两侧抹灰40mm) Z3.44kN/m2楼面活荷载标准值2.2kN/m²由楼面大梁传给计算墙垛的荷载设计值由可变荷载控制的组合N₂=1.2G+1.4Q=(1.2×3.44+1.4×2.2)×5.7×3.6×0.5=73.95KN由永久荷载控制的组合N₂=1.35G+10Q=(1.35×3.44+1.0×2.2)×5.7×3.6×0.5=70.22KN③墙体自重天沟重(厚80mm,高700mm)计入两面抹灰40mm,其标准值为：Nx=19KN1m³×3.6×0.12×0.7=5.57KN设计值由可变荷载控制的组合5.57×1.2=6.90KN由永久荷载控制的组合5.57×1.35=7.76KN天沟根部至进深梁地面高度范围内的墙体240mm,其自重标准值为：19KN/m³×3.6×0.5×(0.24+0.4设计值由可变荷载控制的组合9.6×1.2=11.5KN由永久荷载控制的组合9.6×1.35=13.0KN计算每层墙体自重时，应扣除窗口面积，加上窗自重，墙体厚度考虑两面抹灰增加40mm一并计算。塑钢玻璃自重标准值按0.4kN/m²计算。对2~5层，墙体厚度240mm,计算高度3.2m,其自重标准值为：(0.24+0.04)×(3.2×3.6-1.5×1.8)19KN/m³+1.5×1.8×0.4=48.00KN设计值由可变荷载控制的组合48.00×1.2=57.60KN由永久荷载控制的组合48.00×1.35=64.80KN对低层，墙体厚度370mm,计算高度3.2+0.8-0.5=3.5m,其自重标准值为：(0.37+0.04)×(3.5×3.6-1.5×1.8)19KN/m³+1.5×1.8×0.4=78.20KN设计值由可变荷载控制的组合78.20×1.2=93.84KN由永久荷载控制的组合78.20×1.35=105.57KNb、内力计算楼盖、屋盖大梁截面为b*h=200mm*500mm,梁端在外墙的支承长度为由可变荷载控制下的梁端有效支承长度计算楼层54δ由永久荷载控制下的梁端有效支承长度计算楼层54δ各层I-I,IV-IV截面的内力按可变荷载控制和由永久荷载控制的组合分别列于下表中由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表楼层上层传荷本层楼盖荷载截面I-I截面IV-IVMKN·mN,IKN504030201e₁=h12-0.4a₀M=N₁·e₂+N·e₁N,=N₄+N,Nw=N,+Nn由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表楼层上层传荷本层楼盖荷载截面I-I截面IV-IVMKN·m504030201C.墙体承载力计算满足要求。承载力计算一般可对I-I截面进行，但多层砖房的底部可能IV-IV截面更不利，计算结果列于下表中。纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表计算第5层第4层第3层第2层第1层I-I截面IV-IV截面I-I截面IV-IV截面M/KN·m00N/KN0000φA/mm²555纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表计算第4层I-I截面IV-IV截面I-I截面IV-IV截面MIKN·m00N/KN0000φA/mm²555(2)纵墙的高厚比验算对由楼板均匀传递荷载的横墙，其墙上承担的是均布线荷载，故计算时可取1m,选其中一轴线墙体计算其承载力。①屋面荷载屋盖永久荷载准值Z3.99kN/m2屋盖活荷载标准值0.7kN/m²由屋盖大梁传给计算墙体的荷载标准值N=(3.99+0.7)×1×7.2×0.5=16.88KN由可变荷载控制的组合N₁=1.2G+1.4Q=(1.2×3.99+1.4×0.7)×1×7.2×0.5=20.76KN由永久荷载控制的组合N₁=1.35G+10Q₄=(1.35×3.99+1.0×0.7)×1×7.2×0.5=21.91KN②楼面荷载楼面永久荷载准值Z3.44kN/m2楼面活荷载标准值2.2kN/m²由楼面大梁传给计算墙体的荷载标准值N2=(3.44+2.2)×1×7.2×0.5=20.30KN由可变荷载控制的组合N₂=1.2G+1.4Q₄=(1.2×3.44+1.4×2.2)×1×7.2×0.5=25.95KN由永久荷载控制的组合N₂=1.35G₄+10Q₄=(1.35×3.44+1.0×2.2)×1×7.2×0.5=24.64KN③墙体自重对2~5层，墙体厚度240mm,计算高度3.2m,其自重标准值为：(0.24+0.04)×19KN/m³×3.2×1m=17.02KN由可变荷载控制的组合由永久荷载控制的组合17.02×1.35=22.98KN对低层，墙体厚度370mm,计算高度3.2+0.8-0.5=3.5m,(0.37+0.04)×4×1×19KN/m³=31.16KN由可变荷载控制的组合31.16×1.2=37.39KN由永久荷载控制的组合31.16×1.35=42.07KNb.墙体承载力计算H₀/h=2.9210.24=12.17<μ₂[β]=1×26=26由于墙体两侧开间相同，按轴心受压构件进行计算，计算截面可取每层墙体的根部墙体的承载力计算列于下表中横向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表计算项目N/KNφA/mm²砖MU555计算项目第5层第4层第3层第2层第1层N/KNφA/mm²555上述承载力计算满足要求4.验算梁端下部砌体的局部受压承载力①3-5层，材料相同，3层最不利荷载作用，故验算3层局部受压承载力。窗间墙截面为2100mm×240mm,大梁截面为200mm×500mm,支承长度a=240mm。根据规范要求在梁下设240mm×500mm×180mm的混凝土刚性垫块。由永久荷载控制的组合：N,=70.22kNNA=(b+2b)h=(500+2×240)×240=235200mm²<2100mm×240mm=504000mm²计算垫块上纵向力的偏心距取N,作用点于距墙内表面0.4a₀处由可变荷载控制的组合下，a₀=107.91mmN₀=σ₀A,=0.506×120000=60.72kNe/h=42.19/240=0.176查表β≤3情况下，得φ=0.73y₁=0.8y=0.8×1.343=1.07<φy₁A,f=0.73×1.07×120000×1.50=140.598kN满足要求N₀=σ₀A=0.536×120000=64.32kNN₀+N,=64.32+70.22=134.54kN<φγ₁A,f=0.742×1.07×120000×1.50=142.909kN满足要求窗间墙截面为2100mm×240mm,大梁截面为200mm×500mm,支承长度a=240mm。根据规范要求在梁下设240mm×500mm×180mm的混凝土刚性垫块。A,=a₀×b=240×500=120000mm²N₀=σ₀A,=0.767×120000=92.04kNy₁=0.8y=0.8×1.343=1.07<φy₁A,f=0.81×1.07×120000×1.69=175.77kNN₀=σ₀A₀=0.804×120000=96.48kN<qr₁A,f=0.82×1.07×120000×1.69=177.63kN窗间墙截面为2100mm×240mm,大梁截面为200mm×500mm,支承长度a=240mm。A,=a₀×b=240×500=120000mm²N₀=σ₀A₂=0.667×120000=80.04kNy₁=0.8y=0.8×1.59=1.27<φγ₁Af=0.91×1.27×120000×1.69=234.38kNN₀=σ₀A₀=0.695×120000=83.4kN<φγA,f=0.93×1.27×120000×1.69=239.52kN由以上计算，墙体局部受压是安全的。雨篷板悬挑长度L=1m,根部高度h=90mm,端部h=80mm。雨篷梁截面为370mm×300mm,梁端支承于墙内370mm,取1m板宽为计算单恒载板平均厚为85mm,25kN/m³×0.085m×1m=2.13kN/m抹灰取20mm厚，17kN/m³×0.02m×1m=0.34kN/m总恒载=2.47kN/m雨篷活荷载取施工检修荷载1KN,应沿板宽每隔1.0m取一个集中荷载，即1KN/1m与使用活荷载0.5KN/平方米=0.5KN/m之不利者。5=1-√l-2a,=0.051A,=pbh₀=0.289%×1000×70=202.30mm²本结构方案，楼板荷载对雨篷梁无影响，板传力至横墙，而纵墙不受板的荷载影响，考虑墙体的内拱作用，雨篷梁只考虑承受其上1,13=0.5m25kN/m³×0.37m×0.3+19kN1m³×0.5m×0.37m+17kN1m³×0.04×(0.5+0.3)m+2.47kN1m=9.33kN1m(7.6.2/GB50010-2002)按最小配筋率和最小配箍率计算：A,min=Pmibh=0.221%×A=Pmibh=0.169%×370×300=187.59mm²取3D10,As=236mm²雨篷为现浇梁板，板宽为1.5+0.37×2=2.24m1₁=370mm<2.2h₀=660mm故x₀=0.131₁=48.1mm<0.3h,=90mm(1)抗倾覆的活荷载有两种可能：0.5KN/m²或施工集中荷载1.0KN分别计算M=1.35×2.47×2.24×1.0×(0.5+0.048)+1×1.048=5.14kN·mM=1.2×2.47×2.24×1.0×(0.5+0.048)+1.4×1.048=5.11kN·m雨篷为现浇钢筋混凝土构件，其上墙高h=1.30m,每层窗为1500mm×1800mmG,=19kN/m³×(3.74m×13.0m-2×0.75²12-1.5×1.8×48、抗震构造措施(参照2010抗规执行)(1)圈梁的布置及截面设计GB50003-2002/第7.1.3条第7.1.3条宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋，且层数为3～4层时，应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过4层时，应在所有纵横墙上隔层GB50003-2002/第7.1.5条第7.1.5条圈梁应符合下列构造要求：1圈梁宜连续地设在同一水平面上，并形成封闭状；当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中到中垂直间距的二倍，且不得小于1m;2纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋，圈梁应3钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同，当墙厚h≥240mm时，其宽度不宜小于2h/3。圈梁高度不应小于120mm。纵向钢筋不应少于4φ10,绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300mm;4圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。纵横墙连接7.3.3多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁设置应符合下列1装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房，横墙承重时应按表7.3.3的要求设置圈梁；纵墙承重时每层均应设置圈梁，且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。2现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，应允许不另设圈梁，但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可墙类89外墙和内纵墙屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处内横墙应大于7m;楼盖处间距不应大于15m;构造柱对应部位楼盖处间距不应大于7m7.3.4多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁构造应符合下列1圈梁应闭合，遇有洞口圈梁应上下搭接。圈梁宜与预制板设在同一标2圈梁在本节第7.3.3条要求的间距内无横墙时，应利用梁或板缝中配3圈梁的截面高度不应小于120mm,配筋应符合表7.3.4的要求；按本规范第3.3.4条3款要求增设的基础圈梁，截面高度不应小于180mm,配筋不应少于4φ12。9最小纵筋4中14最大箍筋间距(mm)(2)构造柱的布置及截面设计7.3.1多层普通砖、多孔砖房，应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造2外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按表7.3.1的要求设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。3教学楼、医院等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按表7.3.1的要求设置构造柱；当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时，应按2款要求设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时，应按增加二层后的层数对待。房屋层数设置部位6度7度8度9度四、五三、四二、三外墙四角大房间内外墙交接处，较大洞口两侧15m或单元横墙与外纵墙交接处六、七五四二八六、七五、六三、四接处08抗规：楼、电梯间四角，楼梯段上下端对应的墙体处；外墙四角和对应转角；错层部位横墙与外纵墙交接处，大房间内外墙交接处，较大洞口大房间：长度大于7.2米GB50011-2002/第7.3.2条7.3.2多层普通砖、多孔砖房屋的构造柱应符合下列要求