砌体结构专业课程设计

砌体结构课程设计

一、工程概况

I、建筑名称：北京体育大学学生宿舍楼；

2、结构类型：砌体结构；

3、层数：4层；层高3.1m：

4、开间3.9m；进深6.3m；

5、建筑分类为二类，耐火等级为二级，抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组；

6、天然地面以下5〜10m范围内无地下水，冰冻深度为地面以下0.8m,推荐持力层为粘土层，地基承载

力特征值力&=170kN/n?。粘土层在天然地面下2〜加处，II类场地；

7)、内外承重墙采取240厚页岩煤杆石多孔枝，隔墙采取150厚陶粒空心砌块，屋盖、楼盖采取钢筋混

凝土全现浇板。

二、荷载计算和屋面板、楼面板配筋计算

1.可变荷载标准值、常见材料自重

表1可变荷载标准值

标准值(JW/ZM2)

(1)住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所2.0

(2)教室、试验室、阅览室、会议室2.0

(3)食堂、办公楼中通常资料室2.5

(4)藏书库、档案库5.0

(5)厨房(通常)2.0

(6)浴室、厕所、盥洗室

①对第一项中民用住宅2.0

②对其它民用住宅2.5

(7)走廊、门厅、楼梯

①住宅、托儿所、幼稚园2.0

②宿舍、旅馆、医院、办公楼、教室、餐厅2.5

③消防疏散楼梯3.5

(8)不上人屋面0.7

(9)上人屋面2.0

(10)雪荷载0.40

(11)风荷载0.45

2.楼面荷载计算(88J1X1)

表2楼面板荷载计算

楼面板荷载计算

荷载编号楼①楼②楼③楼④

厕所盥洗室

走廊、门厅活动室

项目宿舍(kN/m2)淋浴室

(kN/m2)(kN/m2)

(kN/m2)

楼而活荷载2.02.52.52.0

楼8A1.41.4

楼面做法楼18A1.35

楼8F1.9+3.42

板做法板自重2.12.12.13.75

棚2B0.07

顶棚做法

棚70.1360.1360.136

永久荷载标准值3.6363.6367.425.17

荷可变荷载标准值2.02.52.52.0

荷载标准值

载5.6366.1369.927.17

永久荷载设计值4.3634.3638.96.2

计

可变荷载设计值2.83.53.52.8

算

-荷载设计值7.1637.86312.49.0

3.屋面荷载计算(88J1)

表3屋面板荷载计算

荷载编号屋①屋②屋③屋④

项目活动室(kN/m2)走廊(kN/nr)宿舍厕所

(kN/m2)(kN/m2)

屋面荷载、雪荷载0.70.70.70.7

屋面做法屋132.82.82.82.8

板做法板自重3.752.12.12.1

顶棚做法棚2B0.07

棚7A0.1360.1360.136

永久荷载标准值6.625.0365.0365.036

可变荷载标准值0.70.70.70.7

荷载标准值7.325.7365.7365.736

荷载永久荷载设计值7.9448.9376.0436.7996.0436.7996.0435.799

计算

可变荷载设计值0.980.6860.980.6860.980.6860.980..686

荷载设计值9.6237.4857.4857.485

4.墙体荷载计算

1)360厚外墙重

砖砌体19X0.365kN/ni2=6.935kN/m2

20厚内墙抹灰17X0.02kN/m2=0.34kN/m2

20厚外墙抹灰17X0.02kN/m=0.34kN/m2

7.615kN/m2

2)360厚内墙重

砖砌体19X0.365kN/m=6.935kN/m2

20厚内墙抹灰17X0.02kN/m2=0.34kN/m2

20厚外墙抹灰17X0.02kN/m2=0.34kN/m2

7.615kN/m2

3)240厚内墙重

砖砌体19X0.24kN/m=4.56kN/m2

20厚内墙抹灰17X0.02kN/m=0.34kN/m2

20厚外墙抹灰17X0.02kN/m2=0.34kN/m2

5.24kN/m2

4)240厚外墙重

砖砌体19X0.24kN/m2=4.56kN/m2

20厚内墙抹灰17X0.02kN/m=0.34kN/m2

20厚外墙抹灰17X0.02kN/m2=0.34kN/m2

5.24kN/m2

5)240厚女儿墙重

砖砌体19X0.24kN/m2=4.56kN/m2

20厚内墙抹灰17X0.02kN/m2=0.34kN/m2

20厚外墙抹灰17X0.02kN/m2=O.34kN/m2

5.24kN/m2

6)150厚隔墙重

陶粒空心砌块5X0.15kN/m2=0.75kN/m2

双面抹灰17X0.02X2kN/m2=0.68kN/m2

1.43kN/m2

三、现浇板设计

各关键板块计算配筋以下

1)宿舍6.3mX3,9m

①荷载设计值：

1.2x3.636+1.3x2.0=6.96kN/m,

g=1.2x3.636=4.36kN/0f

q=1.3x2.0=2.6kN/m2

g+S=5.66kN/nf

q/2=1.3OKN/m2

P=g+q=6.96kN/m2

②计算跨度：(支撑长度a=l20im)

内跨：loi=ki=3.9mlo2=lc2=6.3m

loi/lfn=6/3.9=1.6<2

按双向板计算。

边冷：loi=lci-12O+8O/2=3.82mlo2=lc2-12O+8O/2=6.22m

loi/102=6.22/3.82=1,6<2

按双向板计算。

③内跨弯矩值(B区格板)：

22

Mx=(ki+Vk2)(g+q/2)loi+(h+Vk4)q/2loi

(0.0384+0.2x0.0059)x5.66x3.92+(0.0820+0.2x0.0242)x1.30x3.92=5.1kNm

M,

As=------------=318.75mm-

VsfyK

选择(p8@2004s=251mm?

22

My=(ki+Vk2)(g+q/2)loi+(k?+yk4)q/2loi

=0.0059+0.2x0.0384)x5.66x3.92+(0.0242+0.2x0.0820)xl.30x3.92=l.97kN-m

M,

As=------------=229.13mm-

VsfyK

选择(p8@2004=251mm?

④边跨弯矩值(A区格板)：

Mx=(ki+Vk2)(g+q/2)loi2+(k3+VkQq/2loi2

=：0.0496+0.2x0.()129)x5.66x3.822+(0.0820+0.2x0.0242)xl,30x3.822=5.9kNm

M,

As=------------=394.7mnr

选择(p8/10@200y4s=322mm2

My=(ki+Vk2)(g+q/2)loJ+(k3+VL)q/2loi2

=：0.0129+0.2x0.0496)x5.66x3.822+(0.0242+0.2x0.0820)xl.30x3.822=2.6kNm

M9

As=------------=163mnr

YsfyK

选择(p8@200y4s=251mm2

2)厕所楼面板6.0mX3.9m

①荷载设计值：

1.2x7.42+1.3x2.5=12.15kN/m2

g=1.2x7.42=8.90kN/m1

q=1.3x2.5=3.25kN/m,

g+q/2=10.53kK^/m2

“=/.63&N/nf

P=g+q=12.15kN/m2

②计算跨度：(支撑长度a=120mri)

loi=lci=3.9mI(j2=lC2=6.0ni

loi/102=6.0/3.9=1.8<2

按双向板计算。

③弯矩值：

22

Mx=(ki+Vk2)(g+q/2)loi+(k3+vk4)q/2loi

=：0.0398+0.2x0.0042)x10.53x3.92+(0.0827+0.2x0.0570)xl.63x3.92=6.33kNm

M,

As=-----------=377mm~

"h。

选择q)8@100As=503mm2

=(ki+vkzXg+q/2)loi2+(k3+VMq/2loi2

=：0.0059+0.2x0.0384)x10.53x3.92+(0.0242+0.2x0.0820)xl.63x3.92=2.28kNm

M

As=-----------=164mm/

Ysfyho

2

选择(p8@2OOAs=251mm

3)走廊楼面板1.8mX13.2m

①荷载设计值：

1.2x3.636+13x2.5=7.61kN/m1

g=l.2x3.636=4.36kN/m2

q=l.3x2.5=3.25kN/m2

g+g/2=5.99kN/nf

q/2=1.63kN

P=g+q=7.61kN/m2

根据标准图集,选择Y-KB2112-1,其许可荷载为14.42kN/n?,满足要求。

四、过梁选择

一、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500mme

过梁上荷载设计值:

ln=1.8m,%=0.6m,hw=0.5/n<0.6/n

过梁上部墙体荷毂：0.5x5.?.4^AZ/w2=262kNIm

过梁上部板传来荷载：0.6x3.636攵N/〃J=2A8kN/m

过梁上部传来荷载设计值：q=1.35x(2.62+2.18)+1.4x0.7x2.0=8.44ZN/m

M=-qL2=lx8.44xl.82=3.42kN•m

8HO8

M

2

As=------=199mm2选择2(p12As=226mm

九/%

7=1x8.44x1.8=7.60^

过梁端剪力设计值：

2

查表得砖砌体抗剪强度：fv=0.UN/"〃〃2

内力臂z=2ht>/3=2x500/3=333.93nini

frhz=0.11x240x333.33=8.8kN>V=7.67AN

所以受剪承载力满足要求。

直图集《钢筋混凝上过梁》03G322-1,240墙矩形截面过梁选择及技术经济表，选择编号为GL-4180P

过梁。

2.内墙洞口过梁选择:

240厚承重墙，洞口宽度10()0,梁下墙体高度700mm。

过梁上荷载设计值：ltl=1.0m,%=0.3m,hw=1.0/«>0.3/w

过梁卜部墙体荷载：L0x5.24〃N/=52AkNim

梁上部传来荷载设计值:q=1.35x5.24+1.4x0.7x2.0=9.03AN/m

11,

M=-ql2=-x9.03xl.02=1129kNm

8(0)8

4二--------=63mm2选择2(p8A=101mm2

"力。s

ylx9xl.O=4.5^7V

过梁端萌力设计值：=

2

杳表得砖砌体抗剪强度<=0.1IN/〃"/

内力臂z=2hb/3=2x700/3=466.67mm

fvhz=0.11x240x466.67=12.32A:/V>V=45kN

所以受剪承载力满足要求。

查图集《钢筋混凝土过梁》03G322-1,240墙矩形截面过梁选择及技术经济表，选择编号为GL-4100P

过梁。

五、墙体高厚比验算

高厚比验算公式

h

计算步骤：

(1)计算高度”0确实定，由计算方案和拉结墙间距确定。

(2).确实定,承重墙必=1.0,非承重墙必按公式计算。

(3)“2确实定，〃2=1-。・也/5

(4)［/7］可由砂浆强度等级确定。

注：首层层高下端应去取基础顶，且不深于室外地坪下500mm处。

本工程横墙最大间距Smax=6m,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,

本工程二层以上横墙厚度为240mm>180mm,全部横墙水平截面开洞率均小「50%,横墙为刚性横

墙，

1.许可高厚比［B］

本工程采取采取砂浆最低强度等级为M5.0,查书表4-4,墙身许可高厚比［8］=24。

2.由建筑图纸所表示，外纵墙取A轴和23〜25轴间门厅处墙体验算，内纵墙取G轴和23〜25轴间处墙

体验算。

1)外纵墙:S=6m,H=3.l+0.45+0.5=4.05m,2H=8.10m,2H2S>H,

查表4-1Ho=0.4S+0.2H=2.28+0.81=3.09m

Ho=3.O9m,h=240mm,=0.58

〃2=1-0.4%=0.77,〃="%=合=12.88

4出10=1x0.80x24=18.48

力=12.88<从〃2［夕］=18.48，满足要求。

2)内纵墙:S=6m,H=4.05m,2H=8.Im,2H2S>H,查表4/Ho=O.4S+0.2H

Ho=3.O9m,h=240mm,1.0,乡/==0.211

〃产1-0.4久=0.916,^=Ho/=—=12.88

s/h0.24

网=1。x0.916x24=21.98

夕=12.88<〃]〃2[0=21・98,满足要求。

3）横墙高厚比验算

内外横墙厚度为240〃7m.墙长s=66,日墙卜门窗洞口较少.其许可高厚比较纵堵有利,所以无

须再作验算，亦能满足高厚比要求。

六、重力荷载作用下墙体承载力验算

1.最不利荷载组合和验算部位选择

第一个荷载组合ro（1.2SGK+1.45'跳+1.4

i=2

第二种荷载组合汴（1.355或+1.4£忆匐欣）

1=1

选择荷载较大墙体计算。

2.外纵墙承载力

1/2开间1/2开间

图3-1楼由荷载计算单兀

外纵培计斛元

图3-2外纵墙计算单元

外级墙结穆计算筒图

图3-3外纵墙结构冲算简图

每层墙取两个控制截面1-1、II-II,墙体抗压强度设计值/=2.12MPa。分析建筑图纸墙体受力情

况：选择墙体G轴上和21-23轴间1.8m窗间墙进行承载力验算。

?l

A1=A2=A3=A.1=240X1950=468000mm>0.3m,ya=1

计算步骤:

屋盖荷载标准值:5.036

屋面梁自重25xO.25xO.6=3.75W/ni

屋盖活荷载标准值:0.7kN/in2

屋面恒荷载

5.036x3.9x2.85+3.75x3.9=70.6MV

屋面活荷载

0.7x3.9x2.85=7.78XTV

女儿墙自重(厚240nun,高900"〃〃，双面粉刷)

5.24x0.9x3.9=18.39/W

楼面恒荷载

3.94x3.9x2.85+3.75x3.9=58.41/^

楼面活荷载

2.0x3.9x2.85=22.23/W

墙体和窗自重

[5.24x(3.9x3.1-1.8x1.9}H.8xL9x0.4]=46.80&N

3.控制截面内力计算

(I)第5层

第5层截面1-1处

由屋面荷载产生轴向力设计值应考虑两种内力组合。

乂⑴=1.2x(70.6+18.39)+1.4x7.78=117.68KN

乂⑵=1.35x(70.6+18.39)+1.4x0.7x7.78=127.76KN

N?=1.2x70.6+1.4x7.78=95.61KN

M7=1.35x70.6+1.4x0.7x7.78=106.2KN

墙体采取MU20烧结一般砖、M5.0水泥混合砂浆砌筑，查表可知砌体抗压强度设计值/=2.12MP4；

屋（楼）面梁端均设有刚性垫块，取。0//弋0，凡=5.4,此时刚性垫块上表面处梁端有效支承长

度即力为:

=N'(y_0.4心=95.6lx(0.12-0.4x0.091)=179KN.m

M；2)=(),一0.4%„)=]06.2x(0.12-0.4x0.091)=8.88KM〃z

(1

e•

I=/乂⑴=7.99/117.68=0.068加

(2

e-

I=M⑵/M”=8.88/127.76=0.069m

第4层截面n-n处:

轴引力为上述荷载N1和本层墙自重之和,

=117.68十1.2x46.80=173.84KN

N?=117.68+1.35x46.80=180.86KN

（2）第4层

第4层截面I」处

轴句力为上述荷载$和本层楼盖荷载N5I之和,

N：=1.2x58.41+1.4x22.23=101.21KN

/V；0=180.86+101.21=282.07ZN

180.86xlO-3

靖==0.457MPa,囚5If=0.457/2.12=0.215MPa,

1.65x0.24

查表3-5,四⑴=5.685,则

嗯=5685，翳=96mm

M?=M?()，-0.4。比)=85.65x(0.12-0.4x0.096)=6.99KN.m

=M；D/Nf)=6.99/235.24=0.030，〃

=1.35x49.43+1.4x0.7x18.81=85.16KN

N?=149.59+85.16=234.75KN

149.59xlO-3

5(2))=-------------=O.378MP]

1.65x0.24

&2)//=0.378/2.12=0.18

查表4-5,①⑵=57]5,则

(21LL/600c/

可；=5.715^—=96/n/?z

M?=N/(y-().44：)=85.16x(0.12-0.4x0.096)=6.95KN•m

42)=/Nf)=6.95/289.2=().024/〃

第3层截面4-4处

轴句力为上述荷载Na和本层墙自重之和

N『=234.75+1.2x37.05=279.21XN

N;）=234.75+1.35x37.05=284.77KN

（3）第2层：

第2层截面5-5处

轴句力为上述荷载和本层楼盖荷载之和,

N；：，=85.65KN

N?=284.77+85.65=370.42KN

⑴279.21x1()7八“〃八

b，=--------------=().705MPab：/f=0.705/2.12=0.33MPa,

°1.65x0.24

查表4-5,伪⑴=5.93,则

端=5.93般器=100〃〃〃

=N；：)(y-0.4媪;)=85.65x(0.12-0.4x0.100)=6.852KN•m

e,=M，/Np=6.852/370.42=0.018〃?

N；；)=85.16KN

N『=284.77+85.16=369.93KN

284.77x10-3

=0.719MPQ

1.65x0.24

=0.719/2.12=0.34

查表4-5,£2)=5%,则

=5.96、幽

=100/77/77

V2.12

Mf)=85.65x(0.12-0.4x0.1)=6.852KN•m

靖=碎/加分=6.852/369.93=0.01Sm

第2层截面6-6处

轴句力为上述荷载Ng和本层墙自重之和

N：）=369.93+1.2x37.05=414.39KN

N黑=370.42+1.35x37.05=420.44KN

⑷第1层

第1层截面7-7处

轴句力为上述荷载和本层楼盖荷载之和，

N；；=85.65KN

N；)=420.44+85.65=506.09KN

婕=420.44X10-3/0.24X1.65=1.061/WPtz

^0//=1.061/2.12=0.500

杳表4-5,伪⑴=5.79,则

喘=579,笔=87〃〃〃

州“网；)(>-0.4瞰)

=85.65x(0.12-0.4x0.087)

=1291kN7n

e”=7.297/506.09=。0147n

N；7=85.65ZN

N?=485.1+85.65=570.75KN

姆=485.lx10-3/(o24x1.65)=\.225MPa

*//=1.225/2.12=0.578

查表4-5,d⑵=5.81,则

眄=97如“

啕=5.81

2.12

=85.65x(0.165-0.4x0.097)=10.81KN•m

邛=M产/泗2)=10.81/570.75=0.019/n

第1层截面8-8处

轴句力为上述荷教N?和本层墙体自重之和

N；)=570.75+1.2x37.05=615.21A：?/

N,=570.75+1.35x37.05=62().77KN

4、第四层窗间墙承载力验算

(1)第四层截面1・1处窗间墙受压承载力验算

第一组内力：N;)=99.57AN,e，=0.068m

第二组内力：N；2)=l08.10kN,e：2)=0.067/z?

对于第一组内力：

e/h=0.068/0.24=0.28

e/y=0.068/0.12=0.56<0.60

P=H(l^=3.1/0.24=12.92

查表，(p=0.309

所以，(pfA=().309X2.12X1.65X0.24X103=282.99kN>132.5lkN,满足要求。

对于第二组内力：

c/h=0.067/0.24=0.28

e/y=0.067/0.12=0.56<0.60

p=Ho/h=3.1/0.24=12.92

查表，(p=0.31

所以，(pfA=0.31X2.12X1.65X0.24X103=283.91kN>144.80kN,亦满足要求。

(2)第四层截面2-2处窗间墙受压承载力验算

第一组内力：N，=144.03ZN,e?=0

第二组内力：N?=149.59KV&2)=0

c/h=0

p=H(/h=3.1/0.24=12.92

查表，(p=0.819

所以，(pfA=0.819X2.12X1.65X0.24X103=750.07kN>l96.30kN,满足要求。

5、第三层窗间墙承载力验算

窗间墙承载力验算结果列于下表

第一组内力第二组内力

项目截面截面

3-34-43-34-4

N(KN)235.24279.21234.75284.77

e(mm)3()0240

e/h0.120.11

12.0812.0812.0812.08

P

().5580.8190.5780.819

中

0.432>0.30.432>0.30.432>0.30.432>0.3

W)

2.122.122.122.12

f(MPd)

511>270.74750.07>316.52529.36>289.2750.07>340.70

崂4KN)

满足要求满足要求

6、第二层窗间墙承载力验算

窗旬墙受压承载力验算结构列「下表

第二层窗间墙受压承载力验算结果

第一组内力第二组内力

项目截面截面

5-56-65-5|6-6

N(kN)470.42414.39369.93420.44

e(mm)180180

e/h18/240=0.07518/240=0.07

12.0812.0812.0812.08

P

0.658().8180.647().818

0.4320.4320.4320.432

4一)

2.122.122.122.12

f[MPa)

602.62>409.95749.16>455.73592.55>433.6749.16>485.10

0A伙N)

满足要求满足要求

第一层窗间墙承载力验算

窗间墙受压承载力验算结构列于卜.表

第一层窗间墙受压承载力验算结果

第一组内力第二组内力

项目截面截面

7-78-87-78-8

N(kN)506.09615.21570.75620.77

e(mm)1419

elh14/240=0.0719/240=0.065

10.4110.4110.4110.41

P

0.7300.8590.7200.859

0.6660.6660.6660.666

Aim2)

2.672.672.672.67

.八MPa)

1298.1>549.161527.49>616.441280.32>5781527.49>653.69

时NkN)

满足要求满足要求

七、地震作用下墙体承载力验算

(-)重力荷载计算：

I.屋面总荷载(活荷载组合值系数取0.5)

(29.7x14.1+8.7x13.2)x(5.036+0.5x0.7)

=2874AN

2.楼面总荷载(活荷载组合值系数取0.5)

(29.7x14.1+8.7x13.2)x(5.636+0.5x2.5)

=3674AN

3.墙体自重（未计入门窗重量）

1)一层外墙自重:

[(29.7+14.1x2+8.7x2+13.2)x3.85-(1.8x1.9x20+1.5x1.2x3+1.2x2.1x2)]x7.615

=1994ZN

2)一层内墙自重：

(6x21+29.7x2+2x14.1)x3.85x5.24-(0.9x20+2.1+1.2x2)x2.1x5.24-2x2.1x3.85x5.24

=39rlikN

3)二、三、四层外墙自重：

[(29.7+14.1x2+8.7x2+13.2)x3.1-<1.8x1.9x20+1.2x1.5x4)]x7.615

=1513kN

4)二、三、四层内墙自重：

(6x22+29.7x2+2x14.1)x3.1x5.24-(0.9x23+1.2)x2.1x5.24-2x2.1x3.1x5.24

=3258AN

5)女儿墙自重：

(29.7+14.1x2+8.7x2+13.2)x5.24=464^

(二)集中在各楼、屋盖标高处重力荷载代表值，结果为：

四层：G.=2874+464+-(1513+3258)=5724kN

2

三层：G,=3674+1513+3258=8445kN

二层：G2=3674+1513+3258=8445kN

一层：G,=3674+1994+3977=9M5kN

=0.85之G,=27420ZN

j=i

(三)水平地宸作用及楼层地宸剪力

用基底剪力法计算基底剪力

FEK=amaxG”

%二0.85%

8度设防amax=0.16

1.结构总水平地震作用标准值

GK=«max^=0.16x27420=4387kN

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

5

G凡

GKkN)GN,用m

楼层^(111)\GjHj

i-i

4572413.35764150.29112771277

3844510.25865610.33014472725

2844b7.lb603820.23。10093734

196454.05390620.1496534387

E322592624211.0004387

F3\~~Yn

\V3=F3

\V2=F3+F2

FIX)1-1

\VI=F3+F2+F1

，舟7〃

重炖林箱型

精髓钝联力躺

（四）横墙抗震承载力验算

1.取第一楼层16轴横墙面积最小，进行验算。

2

16轴横墙面积：AI7=6x2x0.24=2.88;??

16轴负担荷载面积：A17=3.3x）4.1=39.93/

首层横墙总截面面积：A=6x21x0.24+22.8x2x0.24=41.184w2

首层建筑面积：A=29.7X14.1+8.7x13.2=534，/

7轴负担地震剪力：

V17=4（&+瓦）匕=1（^§L+222^）x4387=317.4Zr^

2A%।241.184534

2.抗震抗剪强度设计值

抗震抗剪强唐设计值

%E=GN’V

墙段%(MPa)%(MPa)%UN

70.1140.170.6710.9710.165

G4+G，+G+-G,5724+2x8445+-x9645

=-------——--2_=---------------2-------=0.114M

°A240x1000

3.墙体抗震承载力验算

抗震抗剪强度设计值

2维