砌体结构设计计算书

1、多功能综合楼结构设计书一设计题目2二设计规模与要求 2三设计条件 3四建筑方案设计 4五结构方案设计 5六设计依据和参考资料25一 设计题目北方某地区建设一座多功能综合楼，建筑场地平面如下图所示，结构形式采用混合结构（墙体为砌体结构，楼屋盖为钢筋混凝土结构）。二 设计规模与要求三层办公和小型活动场所，包括阅览室、游艺室、储藏室、办公室等。建议采用混凝土砌块砌体混合结构，层高3.3m3.9m，标准开间3.3m3.9m，进深4.8m6.0m，无吊顶，内墙抹灰或涂料，外墙为水刷石或清水墙。设两个楼梯间，首层有门厅和主要出入口，每层设男女卫生间各一间。除标准单开间房间外，每层设双开间和三开间房间各二间

2、。单开间房间在内纵墙设一M4门，双开间房间设一M4门和一C4高窗，窗台距室内地面1.8m，三开间房间设两M4门和一C4高窗。外纵墙每开间设一C1窗，窗台距室内地面1.0m。其它门窗尺寸由设计者决定。女儿墙、阳台、雨罩、台阶等，由设计者自行处理。三 设计条件1、工程地质条件建筑物场地地势平坦，地表高程38.5638.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.81.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.81.2m耕杂土；以下有2.5m深的粉土（孔隙比e0.85，饱和度Sr0.5）；再往下为厚砂卵层。粉土层可做持力层，地基承载力标准值为190kN/m2。场地土的类型为中软土，场地土

3、覆盖厚度为60m，地基土容重19kN/m3。2、基本荷载条件活荷载：屋面活载（不上人）0.7kN/m2，（上人）1.5kN/m2；楼面活载2.0kN/m2，走廊活载2.5kN/m2；挑棚、罩雨、天沟、施工活荷载0.7kN/m2；基本风压：0.45kN/m2； 基本雪压：0.3kN/m2；恒荷载：由具体设计决定； 抗震设防烈度：6度；3、主要结构材料强度等级和规格砌块强度MU10，砂浆M5，梁板混凝土C30，圈梁、构造柱和基础混凝土C30，垫层混凝土C15。四 建筑方案设计1. 建筑平面设计根据场地实际，将多功能综合楼设计为两排纵向房间，中间为使其连接的走廊（走廊宽度设为2m）。房间的进深分为4

4、800mm和6000mm两种，开间为3600mm。建筑的正门（正门均为普通双开门，宽度均为2400mm）有两个，分别在建筑的南面的左边和右边。与两个正门正对的是两个楼梯间。正门之间的广阔空间可以作为停车场。层高设定为3600mm。楼顶为不上人的女儿墙。整个建筑左右几乎完全对称，这样简化了结构的设计和计算。详尽信息见建筑首层平面图。2. 建筑立面设计整个南立面左右对称。外墙面为混水墙。其上均布着钢框玻璃窗。门均为钢铁门。左右两边均有出入口，中间部分为停车场。详细信息见建筑立面图。3. 墙身剖面设计墙身采用190190390混凝土砌块砌筑，厚190mm。在每一层均设有钢筋混凝土圈梁。顶部设有高为7

5、00mm的女儿墙，上设混凝土压顶。地面及楼面均采用水磨石地面及楼面。各层的标高依次为：+0.600，+4.200，+7.800，+11.600(左右).详细信息见建筑剖面图。建筑设计方案特色：1. 出入口与楼道距离近，方面人流流通和紧急情况下人流疏散。2. 结构对称，体现了对称美。五 结构方案设计 结构概览一 总体结构。本结构采用了混凝土空心砌块砌体混合结构，墙体为混凝土空心砌块190190390.砂浆强度等级选定为M7.5.楼房的屋盖，主梁，圈梁，楼板均为现浇钢筋混凝土结构。二 承重方式本结构为横墙纵墙混合承重形式。其中单开间为横墙纵墙混合承重，双开间及三开间主要是纵墙承重（主梁将荷载传到纵

6、墙）三 楼板楼板的长跨与短跨分别为6000mm，3600mm。为连续现浇双向板。规定板厚在80-160mm。其中连续板板厚h与短跨跨长l0之比要求：hl0150,所以有h150l0=72mm，故可以取板厚为100mm。四 梁梁高h应该满足: ，l=4800mm,6000mm为梁的跨度。故h满足，故取梁高为400mm。梁的宽度b应该满足：，所以，可以取b=200mm。详图见梁的构造详图。五 圈梁圈梁的高度依据规范应该不小于120mm。常见的有180和240mm，在这里选择240mm。宽度可取为190mm。六 垫梁根据设计的综合楼中的梁的跨度为4800mm与6000mm。（均大于等于4800mm，

7、需要设计垫梁）垫梁的设计尺寸可以选为190*500*200.七 构造柱在墙的拐角处均需要设计构造柱。在开间较大的房间中，根据需要可以增加一定的构造柱已达到计算要求。八 基础构造设计采用条形基础，一共3匹，每匹高度为120mm，在上面设有地基圈梁。 计算方案与计算单元1. 选择计算方案：结构中横墙满足规范要求：1. 横墙中开有洞口时空口的水平截面积不应超过横墙截面积的50%。2. 横墙的厚度不宜小于180mm3. 单层房屋的横墙长度不宜小于其高度多层房屋的横墙长度不宜小于H/2（H为横墙总高度）横墙的最大间距s=3.6*3=10.82H3.7719.841.00.81.02620.87.22HS

8、H3.6319.101.00.81.02620.85.42HSH2.9115.321.00.81.02620.83.6SH2.1611.371.00.81.02620.8外横墙2SSH2.6714.051.01.01.0262662HSH3.1516.581.01.01.02626内纵墙10.8S2H3.7719.841.00.861.02622.47.22HSH3.6319.101.00.861.02622.41.8SH1.085.681.00.781.02620.33.6SSH3.1516.581.01.01.026264.82HSH2.6714.051.01.01.02626注：在上述计

9、算过程中，因为考虑到c=1+bc/L,其中bc/L3.8m.在这个结构中，很多房间的L已经大于3.8.为了保守考虑并简化计算，可以认为c=1.通过以上表格的验算，底层的高厚比都满足要求，而二层和三层的H更小，故也满足要求。 荷载计算1. 屋盖荷载（kN/）改性沥青防水卷材（六层做法） 0.3520厚1:2.5水泥砂浆找平 20*0.02=0.40200厚加气混凝土保温层 5.5*0.2=1.101:6水泥焦渣找2坡度，最薄30厚（平均90）14*0.090=1.26100厚钢筋混凝土板 24*0.10=2.4020厚抹灰 0.1静荷载 5.61（标准值）活荷载 0.7（标准值）静+活 6.31

10、（标）由可变荷载效应控制的基本组合 5.61*1.2+0.7*1.4=7.712（设计值）由永久荷载效应控制的基本组合 5.61*1.35+0.7*1.4*0.7=8.26（设计值） 2.楼盖荷载（kN/）10厚1:2.5水磨石面层 0.65素水泥结合层 20厚1:3水泥砂浆找平层 200.02=0.4060厚1：6水泥焦渣垫层 1.40.06=0.84100厚现浇钢筋混凝土楼板 240 .1=2.420厚抹灰 0.1静荷载 4.39（标）活荷载 楼面：2 2(标)走廊：2.5 2.5（标）静+活 屋内 6.39（标） 走廊 6.89（标）走廊由可变荷载效应控制的基本组合 4.39*1.2+2

11、.5*1.4=8.768（设计值）走廊由永久荷载效应控制的基本组合 4.39*1.35+2.5*1.4*0.7=8.376（设计值）屋内由可变荷载效应控制的基本组合 4.39*1.2+2.0*1.4=8.068（设计值）屋内由永久荷载效应控制的基本组合 4.39*1.35+2.0*1.4*0.7=7.886（设计值）3.墙体自重（标准值）（kN/）190厚混凝土砌块 11.8*0.19=2.2420厚水泥砂浆抹灰 20*0.02=0.40墙体自重 2.64（标准值）由可变载荷效应控制的基本组合 2.64*1.2=3.17（设计值）由永久荷载效应控制的基本组合 2.64*1.35=3.56（设计

12、值） 4.圈梁自重（kN/）圈梁自重（190*240） 24*0.19*0.24=1.094自重 1.094由可变荷载效应控制的基本组合 1.094*1.2=1.313（设）由永久荷载效应控制的基本组合1.094*1.35=1.477（设）5.梁的自重（kN/）400*200厚现浇钢筋混凝土梁 24*0.4*0.2=1.92自重 1.92（标）由可变荷载效应控制的基本组合 1.92*1.2=2.304（设）由永久荷载效应控制的基本组合 1.92*1.35=2.592（设）6.女儿墙上钢筋混凝土压顶（kN/）钢筋混凝土（280*60） 24*0.28*0.06=0.403自重 0.403（标）由

13、可变荷载效应控制的基本组合0.403*1.2=0.484（设）由永久荷载效应控制的基本组合0.403*1.35=0.544（设）7.钢制门窗自重（kN/）自重 0.45自重 0.45（标）由可变荷载效应控制的基本组合0.45*1.2=0.54（设）由永久荷载效应控制的基本组合0.45*1.35=0.608（设）内力计算1. 基本设计参数参数名称数值首层二层三层砌体抗压强度设计值f2.50MPa墙体截面面积A1.80*0.19=0.3420.3调整系数a0.90.90.9墙体厚度h/mm190190190横墙间距s/m10.810.810.8墙高H/m3.773.603.60计算高度H0/m3.

14、773.603.60梁截面尺寸bc * hc /(mmmm)200*400200*400200*400梁端有效支承长度a0=10hcf126.49126.49126.49本层传递荷载偏心距e/mmel=h/2-0.40a0=44.40el=h/2-0.33a0=53.262. 内力计算N0：上层传递的荷载，大小等于上一层的截面-的内力N。顶层的荷载大小可以认为是女儿墙自重与女儿墙下面到梁的底面高度范围内的墙体重量之和e0：上层荷载作用时的偏心距，因为考虑到墙体的厚度没有变化并且认为上部墙的荷载作用在截面的重心，因此，这个参数可以认为等于0.N1：本层传递的荷载，主要是楼面荷载与梁的自重之和。e

15、1:本层传递的荷载的偏心距，对于屋面el=h/2-0.40a0，对于楼面el=h/2-0.33a0。其中，h为墙体的厚度，a0为梁端的有效支承长度。M：截面-的弯矩，根据公式M=N0*e0+Nl*el,负号表示与假设的方向相反；N1：截面-的轴力, N1=N0+Nl;Nw:截面-和截面-之间墙体的重量，底层要求计算到圈梁的顶面。N：截面-的轴力，其中满足N=N1+Nw。由可变荷载控制的外纵墙内力计算表楼层321上层传荷N0/kN钢筋混凝土压顶：0.484*3.6=1.742圈梁：1.313*3.6=4.727墙体：3.17*3.6*0.7=7.988总计：14.46139.21268.04e0

16、/mm000本层传荷N1/kN屋面：7.712*3.6*3=83.29梁自重：2.304*3=6.912总计：90.20楼面：8.068*3.6*3=87.134梁自重：6.912总计94.0594.05e1/mm53.2644.4044.40截面-M/(kNmm)4804.054175.824175.82N(kN)104.66233.26362.09墙体自重Nw（kN）圈梁：1.313*3.6=4.727窗：0.54*1.8=1.750墙：3.17*（3.6-1.8-3.6*0.24）=28.07总计：34.5534.78圈梁4.727窗：1.75墙体：3.17*（3.6*3.77-1.8-

17、3.6*0.24）=30.01总计：36.49截面-N（kN）139.21268.04398.58由永久荷载控制的外纵墙内力计算表楼层321上层传荷N0/kN钢筋混凝土压顶：0.544*3.6=1.958圈梁：1.477*3.6=5.317墙体：3.56*3.6*0.7=8.971总计：16.25151.64282.99e0/mm000本层传荷N1/kN屋面：8.26*3.6*3=89.21梁自重：2.592*3=9.33总计：98.54楼面：7.886*3.6*3=85.169梁自重：9.33总计94.594.5e1/mm53.2644.4044.40截面-M/(kNmm)5248.2441

18、95.84195.8N(kN)114.79246.14377.49墙体自重Nw（kN）圈梁：1.477*3.6=5.317窗：0.608*1.8=1.97墙：3.56*（3.6-1.8-3.6*0.24）=31.53总计：36.8536.85圈梁5.317窗：1.97墙体：3.56*（3.6*3.77-1.8-3.6*0.24）=33.71总计：41.0截面-N（kN）151.64282.99418.5 墙体承载力验算轴心受压构件承载力计算（3）根据公式，有NfA 0=11+偏心受压构件承载力计算（e/h0.3）NfA =11+12【eh+112(10-1)0.5】外纵墙由可变荷载控制的承载力

19、验算表计算项目三层二层一层截面-截面-截面-截面-截面-截面-截面面积A/m0.342调整系数a0.9抗压强度设计值f/MPa2.500.00153.6/0.19=18.94719.8421.100.650.63M/(kNmm)4804.0504175.8204175.820N/kN104.66139.21233.26268.04362.09398.58e/mm45.9017.9011.530h/mm190190190190190190e/h0.24200.09400.06100.288-0.471-0.511-fA270.864611.325442.976611.325480.60592.5

20、15外纵墙由永久荷载控制的承载力验算表计算项目三层二层一层截面-截面-截面-截面-截面-截面-截面面积A/m0.342调整系数a0.9抗压强度设计值f/MPa2.500.00153.6/0.19=18.94719.8421.100.650.63M/(kNmm)5248.2404195.80419580N/kN114.79151.64246.14282.99377.49418.5e/mm45.72017.0011.110h/mm190190190190190190e/h0.24100.08900.05800.289-0.479-0.534-fA271.80611.325450.5611.3255

21、02.23592.515经过验算可以得出，外纵墙在可变荷载控制和永久荷载控制的情况下均满足要求。 梁下局部承压验算本结构采用的大梁的截面为b*h=200mm*400mm,梁端在墙上的支承长度为190mm，跨度分为4800,6000mm。在下面设计的混凝土垫块的尺寸为：ab*bb*tb=190mm*500mm*200mm.刚性垫块下的局部承载力计算：N0+NllfAbN0=0AbAb=ab*bb其中，Ab=ab*bb=190*500=95000mmA0=ab*（bb+2ab）= mm=1+0.35A0/Ab-1=1.305l=0.8=1.0441N0=AbAN0(表示以上分析的单元的荷载)= N0*95000/0.278N0N1：表示梁端支撑力的设计值e1: N1的偏心距；e:合力的偏心距，e=N1*e1N1+N0;:377.49kN可见，考虑风载之后，墙体的承载力依旧满足要求。 基础设计部分结构设计采用条形基础，具体内容见基础平面图和剖面图。基础底层标高为-1.2，基本满足在地下水位以上，冻融深度一下。基础上是墙