《砌体结构设计》课程设计
学生姓名: 指导教师:
学生班级: 学生学号:
任务参数: 序号一 序号二
设计时间: 2013 年 6 月 日
至 2013 年 6 月 日
1
目 录
一、设计资料
二、经历计算方案
三、墙体高厚比验算
四、荷载计算
五、纵墙承载力计算
六、横墙承载力计算
七、过梁设计
八、雨篷设计
九、圈梁设计
十、参考文献
一、设计资料
某四层综合商场办公楼楼盖、屋盖采用预应力钢筋混凝土空心楼板,墙体采用普通烧结砖和水泥混合砂浆砌筑。砖的强度等级为,MU15砂浆强度等级为M7.5,施工等级为B
2
及,外墙厚370mm,内墙厚240mm。屋面梁尺寸为200mm500mm。根据资料,基础买
20.4kNm只较深且有刚性地坪.淮安地区的基本风压为
20.4kNm,基本雪压为
。
二、静力计算方案
最大横墙间距S4.428.8,屋盖楼盖类别属于第一类。查表知S32m,因此本房屋属刚性方案房屋。第四层采用纵横墙承重,对于其它楼层开间为3.6m的房间采用横墙承重,对走廊采用纵墙承重。
三、墙体高厚比验算
1、外纵墙
本房屋墙体采用M7.5级水泥混合砂浆。
第一层:H3.60.54.1 S4.4m HS2H,因此,H00.4S0.2H2.58,其高厚比为:
2.582.15.27210.426210.494.5 第二、三层:
0.44.40.23.65.06221.150.49
第四层:H3.6m S8.8m ,S2H,所以,H03.6
H03.67.35221.15h0.49
3
2、内纵墙
四层平面图中D轴线横墙金凯一个洞口,故,墙20.81210.40.880.968.8,大于上述外纵
,故不需验算即可知该墙高厚比符合要求。
3、横墙高厚比验算
外横墙厚为370mm,内横墙厚为240mm,墙长5.7m,且墙上无洞口削弱,允许高厚比较之纵墙有利,不必另作验算即可知高厚比符合要求。
四、荷载计算
根据屋面及楼面做法荷载如下:
1、 屋面恒荷载标准值:
20.4kNm三毡四油沥青防水卷材,撒铺绿豆沙:
2200.020.40kNm1:2.520mm厚水泥砂浆找平层:
20.52kNm平均150mm厚水泥珍珠岩保温找坡层: 3.467×0.15=
20.05kNmAPP改性沥青隔气层:
20.40kNm20mm厚水泥砂浆找平层: 20×0.02=
4
21.87kNm120mm厚预应力混凝土空心板: 15.58×0.12=
215mm厚混凝土砂浆天棚抹灰: 17.3×0.015=0.26kNm
23.90kNm合计:
屋面梁自重: 2、 屋面活荷载标准值:
3、 楼面恒荷载标准值:
大理石面层: 20mm厚水泥砂浆找平: 120mm厚预应力混凝土空心楼板: 15mm厚混合砂浆天棚抹灰: 合计: 4、 楼面活荷载标准值:
5
250.20.52.5kNm2
0.5kNm2
28×0.02=0.56kNm2
20×0.02=0.4kNm2 15.58×0.12=1.87kNm2
17×0.015=0.26kNm2 3.09kNm2
2.0kNm2
5、 墙体自重
25.24kNm240mm厚墙体自重: 21.8×0.24=
27.71kNm370mm厚墙体自重: 20.84×0.37=
20.4kNm铝合金玻璃窗自重:
2该房屋所在地区的基本风压为0.4kNm,且房屋层高小于4m,房屋总高小于28m,
由规范可知该房屋设计时可不考虑风荷载影响。
五、纵墙承载力计算
1、选取计算单元
该房屋有内、外纵墙,由于第四层采用纵横墙承重,其它层次开间为3.6m的房间皆采用横墙承重,走廊皆采用纵墙承重。但内纵墙承担荷载相对较小截面削弱也较小,加之4轴线的横墙受力类型与内纵墙相同且承受荷载较大,因此4轴线横墙满足则内纵墙必满足承载力要求。所以取外纵墙一个开间为计算单元进行承载力验算。对第四层在C轴线上
5.74.412.m22取一个开间其受荷面积为:。
2、确定计算截面
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通常每层墙的控制截面位于墙的顶部梁(板)的底面,(如截面1-1)和墙底截面处。但在本设计中,由于仅第四层承受来自屋面的偏心荷载,其他层次由于是横墙承重,因此纵墙除第四层1-1截面处承受弯矩和轴力外,其他截面仅承受墙体自重及屋面传来的轴心荷载。
3、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: 3.612.2.52.8552.3KN
屋面活荷载: 0.512.6.27KN
女儿墙自重(厚370mm,高900mm双面粉刷): 7.710.94.430.5KN 各层墙体自重: 7.713.63.62.11.80.42.11.872..29KN
4、控制截面的内力计算:
(1)、 第四层截面1-1处,由屋面荷载产生的轴向力设计值考虑两种内力组合。
N111.252.330.51.46.27108KN
N121.3552.330.51.40.76.27118KN
(1)N5l1.252.31.46.27715kN
(2)N5l1.3552.31.40.76.2776.7kN
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各层墙体采用Mu15烧结普通砖和M7.5水泥混合砂浆砌筑,查表f2.07MPa,屋(楼)
面梁端均设有刚性垫块,取0f0,15.4此时刚性垫块上表面处有效支撑长度a0,b为:
a0,b5.4hc5005.484mmf2.07
M110.37N5ly0.4a0.b71.50.40.08410.8KNm2
10.37M12N52y0.4a76.70.40.08411.6KNml0.b2
M1110.8e110.1mN1108
1 (2)、第三层截面2-2处:
e12M1211.620.1mN1118
1N21081.272.29194.7KN
2N21181.3572.29215.6KN
(3)、第二层截面3-3处:
1N3194.71.272.29281KN
2N3215.61.3572.29313.2KN
8
(4)、第一层截面4-4处:
1N42811.272.29367.7KN
2N313.21.3572.29410.8KN 4
第一层截面5-5处:
1N5367.71.272.294KN
2N5410.81.3572.29508.4KN
1、 窗间墙计算:
由于整个墙体厚度及所用材料强度等级等没有变化,则无需全部验算。第四层1-1截面因有偏心距故需验算。第一层5-5截面因轴向力最大应予验算。
(1)、对第四层1-1截面处窗间墙受压承载力验算:
11N108KNe0.1 11 第一组内力:
22N118KNe0.1 11第二组内力:
e0.10.27e0.10.0.6对第一组内力: h0.37,y0.185
9
H02.586.97h0.37,查表得0.45
fA0.452.070.371.8103620.38KN108KN
e0.10.27e0.10.0.6对第二组内力: h0.37 ,y0.185
H02.586.97h0.37,查表得0.45
fA0.452.070.371.8103620.38KN118KN
梁端支撑处(1-1截面)砌体局部受压承载力验算:
Ababbb0.490.740.3626m2740mm490mm490mm梁端设置尺寸为,预制刚性垫块
71.510300.08Mpaa84mm1.80.49第一组内力: , N5l71.5kN ,0,b
N0N5l2971.5100.5KNN00Ab0.080.362610329.0kN
8
eN5ly-0.4a0,b/N0N5l71.50.1850.40.084/100.50.11m
10
eh0.110.300.37,3时,0.48
A0(0.7420.49)0.490.8428m2
A0Ab0.84282.3240.3626 ,
10.352.32411.4032
10.80.81.4031.122
1fAb0.480.81.4032.070.3626103404.4N0N5l100.5KN
满足要求。
对第二组内力,由于a0,b相等,梁端反力略大一些。但数值较为接近,因此采用
740mm490mm490mm刚性垫块能满足要求。
(2)、对一层5-5截面:
e0,H02.586.97h0.37危险内力为: N508.4KN,h
253fA0.872.071.80.2410777.99KN508.4KN 0.87查表,
满足要求。
六、横墙承载力验算
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1、计算单元的选取
对于横墙的计算,由于10○轴线上的横墙荷载较大但为轴压因此应与验算,而轴线12○处压力虽比10○轴线上的为小但有偏心距,因此应与验算。取1m宽板带进行计算。
2、对10○轴线计算
由于10○轴线荷载为轴心压力且各层墙体厚度及所用材料相同因此只须计算第一层底面截面轴心压力合格即可。其他各层自然符合要求。其受荷面积为:14.44.4m
2(1)、荷载计算:
屋面恒荷载: 3.64.415.84kN
屋面活荷载: 0.54.42.2kN
各层楼面恒荷载: 3.094.413.6kN
各层楼面活荷载: 2.04.48.8kN
二、三、四层墙体重量: 5.243.6119.2KN 一层墙体重量: 5.243.60.521.5KN
(2)、截面计算:
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内力计算考虑两种内力组合:
N11.215.8413.6319.2321.51.42.28.83202..9KN N21.3515.8413.6319.2321.51.40.72.28.83211.3KN
承载力验算:
4.1e017.082h0.24 , , 查表0.72 ,A0.24m
fA0.722.070.940.24103336.23202..9KN
承载力满足要求。
3、对○4轴线墙体计算
由于○4轴线各层墙体厚度及所用材料相同,因此对于轴心压力只需验算一层8-8截面。横墙受荷面积为:
14.42.2m22。
(1)、荷载计算:
屋面恒荷载: 3.64.415.84kN
屋面活荷载: 0.54.42.2kN
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各层楼面恒荷载: 3.092.26.8kN
各层楼面活荷载: 2.02.24.4kN
二、三、四层墙体重量: 5.243.6119.2KN 一层墙体重量: 5.243.60.521.5KN
(2)、墙体承载力验算:
对1-1截面,由于其承受轴向荷载,于○1轴线1-1截面相同,故不需要验算。
对3-3截面:
(1)N3l1.26.81.44.414.32kN
N311.215.841.42.219.21.21.26.81.44.459.5KN
(1)M314.320.060.86kNm
1M30.86e310.01mN359.5 1(2)N3l1.356.81.40.74.413.5kN
N321.3515.841.40.72.219.21.3513.562.96KN
14
(2)M313.50.060.81kNm
e322M30.8120.01mN362.96
A10.240.24m2,a0.7A0.94,查表f2.07MPa
H02.5810.7e100.042h0.24,h240 e10mm0.6y0.60.524072mm
3fA0.722.070.940.2410336.23KN59.5kN。0.72查表,则
满足要求。
沿短边方向按轴心受压验算:
e010.7,h,0.870.7,故无需验算可知满足要求。
对5-5截面:
N5159.51.219.214.3296.86KN(1)N2l14.32kN,
2N2l13.5kN,
N5262.961.219.213.599.5KN
(1)M51M50.86e510.009m14.320.060.86kNmN96.865 ,
1 15
M(1)513.50.060.81kNm ,
e522M50.8120.008mN599.5
A10.240.24m2,a0.7A0.94,查表f2.07MPa
H02.52e810.50.33h0.24,h240 e8mm0.6y0.60.524072mm
6fA0.7762.070.940.2410362.39kN96.86KN。 0.776查表,则
满足要求。
沿短边方向按轴心受压验算:
e010.5,h,0.870.776,故无需验算可知满足要求。
对7-7截面:
1N796.861.219.214.32134.22KNN1(l1)14.32kN,
N12l13.5kN,
2N799.51.3519.213.5138.92KN
(1)M71M70.86e710.006m14.320.060.86kNmN7134.22 ,
1 16
M(1)713.50.060.81kNm ,
e722M70.8120.006mN7138.92
A10.240.24m2,a0.7A0.94,查表f2.07MPa
H02.5810.75e60.025h0.24,h240 e6mm0.6y0.60.524072mm
3fA0.722.070.940.2410336.28kN134.22KN。 0.72查表,则
满足要求。
沿短边方向按轴心受压验算:
e010.9,h,0.8450.795,故无需验算可知满足要求。
8-8截面按轴压验算:
N81134.221.221.48160KN
N82138.921.3521.48168KN
H02.5810.75e0h0.24,h,查表0.82
3fA0.822.070.940.2410382.93kN168KN 则
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满足要求。
七、过梁设计
1、窗过梁设计
窗尺寸均为2100mm×1800mm,过梁支撑长度为300mm,梁尺寸为370mm×250mm,采用C20混凝土,保护层取20mm,层高3.6m,过梁上墙体高度为
360014501800350ln/3700mm,lw350mmln2100mm,所以过梁荷载应计入梁板传来的
荷载,
荷载计算:
① 第四层:墙传来荷载 q11.357.710.353.kN/m
屋面板恒载 q21.353.65.7/213.9kN/m
屋面板活荷 q31.00.55.7/21.425kN/m
qq1q2q33.13.91.42518.97KN/m
② 第一、二、三层:q1.357.710.77.29kN/m
所以取q18.97kN/m计算
18
ql2Mn18.972.11.8/88.96KN/m8 M8.96106s0.05221fcbh01.09.6370230
ξ112α0.051s
Asfcbh09.63702300.051138.9mmρbh0.002370250185mm2minfy300
选用214,
As308mm2
ql2Vn18.972.1/219.9KN0.7ftbh00.71.137023065.53KN2
满足要求,按构造配8@200箍筋。
2、门过梁设计
①M2尺寸为900mm2100mm,过梁支撑长度为150mm,梁尺寸为240mm150mm,过梁上砌
体高度hw3.62.00.151.45m,则hw1450mm1800/3600mm,又因为hw1450mmln900mm,故可不考虑梁板传来荷载:
q1.355.240.9/22.12kN/m
2qlnM2.120.92/80.217kN/m8
19
M0.217106αs0.0056α1fcbh021.09.62401302
ξ112αs0.0056
Asfcbh09.62401300.00565.6mmρminbh0.00224015072mm2fy300
选用212,
As226mm2
②
M2尺寸为2100mm2000mm过梁支撑长度为300mm,梁尺寸为490mm250mm,
hw1450mm2100/3700mm,又hw1450mmln2100mm,则考虑梁板传来荷载:
q1.359.990.714.221.3525.01kN/m
2qlnM25.012.12/813.79kN/m8
M13.79106αs0.055α1fcbh021.09.64902302
ξ112αs0.057
Asfcbh09.64902300.057205.6mm2ρminbh0.002490250245mm2fy300
选用214,As308mm2
2qlnV25.012.1/226.3kN0.7ftbh00.71.1049023086.78kN2
20
八、雨篷设计
1、荷载计算
雨篷挑出长度取l1.5m,雨篷板宽2.4m,雨篷梁利用过梁370mmhl1500125mm1212,取h130mm,板端厚度取
250mm,根部厚度
80mm。
雨篷板1m板带上的恒荷载标准值:
20mm厚水泥砂浆面层 200.020.4kN
板自重(取平均厚度) 250.1052.63kN
15mm厚板底粉刷 160.0150.24kN
合计: 3.72kN
雨篷板1m板带上的祸荷载标准值取0.5kN/m,雨篷板宽为2.4m,所有只能取一个施工或检修集中荷载Fk1kN;
2、倾覆点位置的确定
因l10.372.2hb2.20.250.55m,取x00.13l10.130.370.048m
3、倾覆力矩的计算
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恒载+活荷载(均布)
M0v(1.23.271.40.5)1.5(0.750.048)2.413.28kNm
恒载+集中荷载
M0v1.23.271.5(0.750.0)2.81.4(1.50.048)13.28kNm
13.44kNm因此,恒载+均布活荷的组合所得的倾覆力矩不利,取M0v
4、抗倾覆力矩的计算
雨篷的抗倾覆力矩由雨篷梁尾端45°扩展角范内的墙体和雨篷梁的恒载的标准值产生;
雨篷梁的恒荷载标准值: 250.370.252.45.55kN
Mr0.85.55(0.37/20.048)7.71(4.912.42.1/22.1/22.12.13)(0.37/20.048)
39.84kNm13.44kNm
满足要求:
M39.84106α0.21s22αfbh1.09.63702301c0
ξ112α0.24s
22
Asfcbh09.63702300.24653.57mm2ρbh0.002370250185mm2minfy300
选用416,
As803.84mm2
九、圈梁设计
层层设圈梁,尺寸为490mm200mm,按构造配筋,纵向受力筋为410,箍筋采用6@300。
十、参考文献
《砌体结构》…………………………………………………………………中国建筑工业出版社
《砌体结构设计》…………………………………………………………………同济大学出版社
《砌体结构》…………………………………………………………………武汉理工大学出版社
23
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