砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計實例

1、砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書 學(xué)院：土木工程學(xué)院 專業(yè)：土木工程 指導(dǎo)老師：楊建輝 班級：土木本1102 姓名：屈健健 學(xué)號：32110702025 日期：2013年1月11號綜合課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計二、設(shè)計資料1、某磚混結(jié)構(gòu)建筑物，可選擇教學(xué)樓、住宅樓或賓館，建筑平面、刨面及梁、墻體的截面尺寸自己設(shè)計；2、屋面、樓面做法參考國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集；3、地質(zhì)資料：地下水位標(biāo)高-1.0，地基承載力為150，該地區(qū)的基本風(fēng)壓值為0.55 kN /。三、設(shè)計要求 1、確定房屋的結(jié)構(gòu)承重方案；2、確定房屋的靜力計算方案；3、熟練掌握各種方案多層房屋墻體設(shè)計及墻、柱高厚比驗算方法；4、熟悉梁

2、端下砌體的局部受壓承載力驗算；5、熟悉過梁、挑梁的設(shè)計計算；6、掌握墻體設(shè)計中的構(gòu)造要求，確定構(gòu)造柱和圈梁的布置；7、熟悉基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計；8、掌握繪制結(jié)構(gòu)施工圖。一、設(shè)計資料某四層教學(xué)樓（無地下室）平面剖面如圖，才用1類樓蓋體系，大梁尺寸250mm×500mm。墻體用MU10磚，M5砂漿砌筑，墻厚均為240mm。屋面和樓面構(gòu)造做法及相應(yīng)荷載可由標(biāo)準(zhǔn)圖集98ZJ001查?。ㄗ远ǎ?，空心板自置按2.5 kN /，190mm厚雙面粉刷，墻自重2.08 kN /，240mm厚雙面粉刷墻自重5.24 kN /，鋁合金窗按025 kN /計算。屋面、樓面活荷載查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范。工程地質(zhì)資料：地下

3、水位標(biāo)高-1.0，地基承載力為150，該地區(qū)的基本風(fēng)壓值為0.55 kN /。二、設(shè)計要求1、確定房屋的結(jié)構(gòu)承重方案；2、確定房屋的靜力計算方案；3、熟練掌握各種方案多層房屋墻體設(shè)計及墻、柱高厚比驗算方法；4、熟悉梁端下砌體的局部受壓承載力驗算；5、熟悉過梁、挑梁的設(shè)計計算；6、掌握墻體設(shè)計中的構(gòu)造要求，確定構(gòu)造柱和圈梁的布置；7、熟悉基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計；8、掌握繪制結(jié)構(gòu)施工圖。 剖面圖示意圖9.8<50, 因此樓面活荷載不必折剪。 由于本地區(qū)的基本風(fēng)壓值=0.55 kN /，且房屋高度小于4m，房屋總高小于18m，洞口水平截面面積小于截面的2/3，屋面自重大于0.8 kN /，所以不考慮風(fēng)載

4、的影響。4.縱墻承載力驗算 <1>選取計算單元 該房屋有內(nèi)、外縱墻。對于外縱墻，相對而言，D軸線強(qiáng)比A軸線墻更不利。而內(nèi)縱墻，雖然走廊樓面荷載是內(nèi)縱墻上的豎向壓力有所增加，但梁支乘處墻體的軸向力偏心距卻有所減小，并且內(nèi)縱墻上的洞口寬度較外縱墻上的小。所以可只在D軸線上取一個開間的外縱墻作為計算單元，其受荷面積為：3.3×3=9.9。 <2>確定計算面積： 每層墻的控制截面位于墻的頂部梁（或板）的底面和墻低的底面處。因為墻的頂部梁（或板）的底面處，梁（或板）傳來的支撐壓力產(chǎn)生的彎矩最大，且為梁（或板）端支承處，其偏心承壓和局部變壓均為不利。而墻底的底面處承受的軸

5、向壓力最大。所以此處對截面：1-16-6的承受力分別進(jìn)行計算。 <3>荷載計算： 取一個計算單元，作用于縱墻的荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下： 層面橫荷載： 4.79×9.9+3×3.3=56.82 kN 女兒墻自重： 5.24×3.3×0.6=10.38 kN 二、三四樓面活荷載： 3.4×3.3×3+3×3.13=43.05 kN屋面活荷載： 2.0×9.9=19.8 kN 二、三四層樓面活荷載： 3×9.9=29.7 kN 二、三四層墻體和窗自重：5.24×（3.3×3.3-2.1&

6、#215;1.5）+0.25×2.1×1.5=41.35 kN 一層墻體和窗自重：5.24×（3.75×3.3-2.1×1.5）+0.25×2.1×1.5=49.13 kN <4>控制截面的內(nèi)力計算：1> 第四層： 第四層截面1-1處： 由屋面荷載產(chǎn)生的軸向力涉及值應(yīng)考慮兩種內(nèi)力組合，由可變荷載效應(yīng)控制的組合， =1.2， =1.4 則=1.2×（56.82+10.38）+1.4×19.8=108.36 kN=1.2×56.82+1.4×19.8=95.91 kN 由

7、永久荷載效應(yīng)控制的組合： =1.2， =1.4 =1.35×（56.82+10.38）+1.4×0.7×19.8=110.13 kN =1.35×56.82+1.4×0.7×19.8=96.12 kN 因為本教學(xué)樓采用MU10，M5砂漿砌筑，查表24得，砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值f=1.5MPa。 屋（樓）面均設(shè)有剛性墊塊，0，=5.4，此時剛性墊塊上表面處梁端有效支承長度=5.4=5.4×=99mm=（y-0.4）=95.91×(0.12-0.4×0.099)=7.72 kN /m=（y-0.4）=96.12

8、×（0.12-0.4×0.099）=7.73 kN /m=0.072m=0.071m 第四層截面2-2處軸向力為上述荷載和本層墻自重之和=108.36+1.2×41.35=158 kN=110.13+1.35×41.35=165.96 kN 2>第三層 第三層截面3-3處：軸向力為上述荷載和本層樓蓋荷載之和 =1.2×43.05+1.4×29.7=93.24 kN=158+93.24=251.24 kN=0.366MPa，=0.244查表3-5，=5.74，則：=5.74×=105mm=（y-0.4）=93.24

9、15;（0.12-0.4×0.105）=7.28 kN /m =0.029m=1.35×43.05+0.7×1.4×29.7=87.23 kN=165.96+87.23=253.19 kN=0.385MPa=0.266 查表3-5 =5.8=5.8×=106m=（y-0.4）=87.23×（0.12-0.4×0.106）=6.77 kN /m=0.027m 第三層截面4-4處軸向力為上述荷載與本層墻自重之和，=251.24+1.2×41.35=300.86 kN=253.19+1.35×41.35=309

10、.02 kN 3>第二層： 第一層截面5-5處 軸向力為上述荷載和本層樓蓋荷載之和=93.24 kN=300.86+93.24=394.1 kN=0.697MPa=0.465 查表=6.30 =6.30×=115mm=×（y-）=93.24×（0.12-0.4×0.115）=6.90 kN /m=0.018m=87.23 kN=309.02+87.23=396.25 kN=0.716=0.478 查表3-5 =6.35=6.35×=116mm=×（y-）=87.23×（0.12-0.4×0.116）=6.42

11、 kN /m=0.016m 第二層截面6-6處軸向力為上述荷載與本層本層墻自重之和=394.1+1.2×41.35=443.72kN=396.25+1.35×41.35=452.07 kN 3>第一層： 第一層截面7-7處 軸向力為上述荷載和本層樓蓋荷載之和N=93.24 第一層截面6-6處窗間墻受壓承載力驗算：第一組內(nèi)力：=453.06 kN，=0第二組內(nèi)力：=462.58 kN，=0=0，=15.63 查表3-1，=0.73fA =0.73×1.5×？1.8×0.24×=473.04 kN >462.58 kN滿足要求

12、梁端支撐處（截面5-5）砌體局部受壓承載力驗算：梁端設(shè)置尺寸為740mm×240mm×240mm的預(yù)制剛性墊塊第一組內(nèi)力：=0.097，=93.24 kN，=115mm=0.697×0.1776×=123.79 kN+=123.79+93.24=217.79 kNE=×（y-0.4）/（+） =93.24×（0.12-0.4×0.115）/217.03=0.033m=0.033/0.24=0.1375 ，=3 查表3-1得，=0.815=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928=1.629=1+

13、0.35=1.282<2=0.8=1.02bf=0.815×1.026×1.5×0.1776×=222.76 kN >217.03 kN所以滿足要求對于第二組內(nèi)力：=0.716=87.23 kN=116mm由于基本接近且較小，所以才有此墊塊亦能滿足局壓承載力的要求。=443.72+93.24=536.96 kN=443072*/(0.24*1.8)=1.027MPa=1.027/1.5=0.685 查表=7.283 =7.283×=132.9mm =N×（y-）=93.24×（0.12-0.4×0.11

14、5）=6.90 kN /m= / =0.012m=87.23 kN=309.02+87.23=396.25 kN=1.046=1.046/1.5=0.698 查表3-5 =7.35=7.35×=134.19mm=×（y-）=87.23×（0.12-0.4×0.13419）=5.79 kN /m= /=0.011m 第一層截面8-8處軸向力為上述荷載N與本層本層墻自重之和=536.96+1.2×49.13=595.96kN=539.30+1.35×49.13=605.626 kN<5>第四層窗間墻承載力驗算 第四層截面1-1

15、處窗間墻受壓承載力驗算：第一組內(nèi)力：=108.36 kN，=0.072m 第二組內(nèi)力：=110.13 kN，=0.071m 對于第一組內(nèi)力：=0.3 且e=0.0720.6y=0.6×0.12=0.0721 =13.75查表3-1，=0.275fA=0.275×1.5×1.8×0.24×=178.2 kN >108.36 kN滿足要求對于第二組內(nèi)力：=0.296E=0.071<0.6×0.12=0.072=13.75查表3-1，=0.278fA=0.278×1.5×1.8×0.24×

16、=180.14 kN >110.13 kN滿足要求 第四層截面2-2處窗間墻受壓承載力驗算：第一組內(nèi)力：=158 kN，=0 =165.96 kN，=0·=0，=13.75， 查表3-1，=0.78fA =0.78×1.5×1.8×0.24×=505.4 kN >165.96 kN滿足要求。 梁端支撐處（截面1-1）砌體局部受壓承載力驗算：梁端設(shè)置尺寸為740mm×240mm×300mm的預(yù)制剛性墊塊。 =×=0.24×0.74=0.1776第二組內(nèi)力：=0.024，=96.12 kN，=99

17、mm； =0.024×0.1776×=4.26 kN +=4.26+96.12=100.4 kN e=(y-0.4)/(+)=96.12×（0.12-0.4×0.099）/100.4=0.072m =0.072/0.24=0.3，=3 查表3-1得=0.48=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928=1.649=1+0.35=1.282<2=0.8=1.026f=0.48×10.26×1.5×0.1776×=131.20 kN >+=100.4 kN , 滿足要求。對于第一

18、組內(nèi)力，由于相等，梁端反力略小些，對結(jié)構(gòu)更有利。因此采用740×240×300mm的剛性墊塊能滿足局壓承載力的要求。 （6）第三層窗間墻承載力驗算： 第三層截面3-3處窗間墻受壓承載力驗算： 第一組內(nèi)力：=251.24 kN，=0.029m 第二組內(nèi)力：=253.19 kN，=0.027m 對于第一組內(nèi)力：=0.029/0.24=0.12且e=0.0290.6y=0.6×0.12=0.072m=3.3/0.24=13.75查表3-1，=0.525fA =0.525×1.5×1.8×0.24×=340.2 kN >251

19、.24 kN滿足要求 對于第二組內(nèi)力：=0.027/0.24=0.11且e=0.027<0.6，=13.75 查表3-1，=0.53fA =0.53×1.5×1.8×0.24×=343.44 kN >253.19 kN滿足要求 第三層截面4-4處窗間墻受壓承載力驗算： 第一組內(nèi)力：=300.86 kN，=0 第二組內(nèi)力：=309.02 kN，=0=0，=13.75， 查表3-1，=0.78fA =0.78×1.5×1.8×0.24×=505.4 kN >309.02 kN滿足要求梁端支承處（截面3

20、-3）砌體局部受壓承載力驗算：梁端尺寸設(shè)置尺寸為740mm×240mm×300mm的預(yù)制剛性墊塊。 第一組內(nèi)力：=0.366，=3.24 kN=105mm=0.366×0.1776×=65 kN+=65+93.24=158.24 kNe=(y-0.4)/(+) =93.24×（0.12-0.4×0.105）/158.24 =0.046m=0.046/0.24=0.19，=3 查表3-1得：=0.69=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928=1.649=1+0.35=1.282<2=0.8=1.02

21、bf=0.69×1.026×1.5×0.1776×=188.60 kN >+=158.24 kN滿足要求 對于第二組內(nèi)力：=0.385=87.23 kN=106mm 由于第二組內(nèi)力與第一組內(nèi)力相近，且=87.23 kN更小，這對局部變壓更有利，所以才有740×240×300mm的預(yù)制剛性墊塊能滿足局部受壓承載力的要求。（7）第二層窗間墻的承載力驗算： 第二層截面5-5處窗間墻受壓承載力驗算： 第一組內(nèi)力：=394.1 kN，=0.018m 第二組內(nèi)力：=396.25 kN，=0.016m 對于第一組內(nèi)力: 0.018/0.24=

22、0.075且e0.6y=0.072m=3.75/0.24=15.63查表3-1，=0.62fA =0.62×1.5×1.8×0.24×=402 kN >394.1 kN滿足要求 對于第二組內(nèi)力: =0.016/0.24=0.067且e0.6y=0.072m，=15.63查表3-1，=0.63fA =0.63×1.5×1.8×1.24×=408.24 kN >396.25 kN滿足要求第二層截面6-6處窗間墻受壓承載力驗算：第一組內(nèi)力：=443.72kN，=0第二組內(nèi)力：=452.07 kN，=0=0，=

23、13.75 查表3-1，=0.78fA =0.78×1.5×1.8×0.24×=505.4 kN >452.07 kN滿足要求梁端支撐處（截面5-5）砌體局部受壓承載力驗算：梁端設(shè)置尺寸為740mm×240mm×240mm的預(yù)制剛性墊塊第一組內(nèi)力：=0.097，=93.24 kN，=115mm=0.101×0.1776×=17.9 kN+=17.9+93.24=111.14 kNe=×（y-0.4）/（+） =93.24×（0.12-0.4×0.115）/111.14=0.062

24、m=0.062/0.24=0.25 ，=3 查表3-1得，=0.64=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928=1.629=1+0.35=1.282<2=0.8=1.02bf=0.64×1.026×1.5×0.1776×=177.51 kN >111.14 kN所以滿足要求（8）第一層窗間墻的承載力驗算： 第一層截面7-7處窗間墻受壓承載力驗算： 第一組內(nèi)力： =536.96 kN， =0.012m 第二組內(nèi)力： =539.3 kN，=0.011m 對于第一組內(nèi)力: 0.012/0.24=0.05且e0.6y=0

25、.072m=3.75/0.24=15.63查表3-1，=0.85fA =0.85×1.5×1.8×0.24×=550.6 kN >536.9 kN滿足要求 對于第二組內(nèi)力: =0.016/0.24=0.067且e0.6y=0.072m，=15.63查表3-1，=0.86fA =0.85×1.5×1.8×1.24×=557.26 kN >539.3 kN滿足要求第一層截面8-8處窗間墻受壓承載力驗算：第一組內(nèi)力：=595.916 kN，=0第二組內(nèi)力：=605.62 kN，=0=0，=15.63 查表3-

26、1，=0.95fA =0.95×1.5×1.8×0.24×=557.26 kN >539.3 kN滿足要求梁端支撐處（截面7-7）砌體局部受壓承載力驗算：梁端設(shè)置尺寸為740mm×240mm×240mm的預(yù)制剛性墊塊第一組內(nèi)力：=0.097，=93.24 kN，=132.9mm=0.897×0.1776×=252.78kN+=159.54+93.24=252.78 kNE=×（y-0.4）/（+） =93.24×（0.12-0.4×0.115）/252.78=0.029m=0.0

27、29/0.24=0.1208 ，=3 查表3-1得，=0.915=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928=1.629=1+0.35=1.282<2=0.8=1.02bf=0.915×1.026×1.5×0.1776×=260.1kN >252.78 kN所以滿足要求對于第二組內(nèi)力：=0.698=87.23 kN=116mm由于基本接近且較小，所以才有此墊塊亦能滿足局壓承載力的要求。.橫墻承載力驗算 取軸線上的橫墻，由于橫墻上承受有屋面和樓面?zhèn)鱽淼木己奢d，取1m寬的橫墻進(jìn)行計算，其受荷面積：1×3.3

28、=3.3。由于該橫墻為軸心受壓構(gòu)件，隨著墻體材料，墻體高 度不同，可之驗算第二層的4-4截面和第一層的6-6截面的承載力。（1）荷載計算 取一個計算單元，作用于橫墻的孩子標(biāo)準(zhǔn)值如下： 屋面橫荷載： 4.79×3.3=15.81 kN /m 屋面活荷載： 2×3.3=6.6 kN /m 二、三、四層樓面橫荷載： 3.4×3.3=11.22 kN /m 二、三。、四層樓面活荷載： 3×3.3=9.9 kN /m 二、三、四層樓體自重： 5.24×3.3=17.29 kN /m 一層墻體自重： 5.24×3.75=19.65 kN /m（2

29、）控制截面內(nèi)力計算 第二層截面6-6處：軸向力包括屋面荷載，第四、三層樓面荷載和第二、三、四層墻體自重，=1.2×（15.81+11.22+17.29×3）+1.4×（6.6+9.9*2） =131.648 kN /m=1.35×（15.81+11.22+17.29×3）+1.4×（6，6+9.9*2） =136.501kN /m 第一層截面8-8處： 軸向力為上述荷載和第二層樓面荷載及第一層墻體自重 =131.648+1.2×（11.22+17.29）+1.4×9.9 =179.728 kN /m=136.501

30、+1.35×（11.22+17.29）+1.4×0.7×9.9 =184.701 kN /m （3）橫墻承載力驗算 第二層截面6-6處： =0，=3.3/0.24=13.75 查表3-1 =0.78A=1×0.24=0.24fA=0.78×1.5×0.24×=280.8 kN >99.35 kN 第二層截面8-8處： =0，=13.75 查表3-1 =0.78A=1×0.24=0.24fA=0.78×1.5×0.24×=280.8 kN >184.701 kN 上述結(jié)果表明

31、，該橫墻有較大的安全儲備，顯然其他橫墻的承載力均不必驗算。6、過梁設(shè)計因為此教學(xué)樓的墻高均為240mm，而二三層等高小于一層層高，所以選擇第二層墻高設(shè)計過梁。墻窗洞口凈寬為1.5m，距洞口頂面500mm處受有樓面均部荷載，樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值為，活載標(biāo)準(zhǔn)值為，設(shè)計成鋼筋混泥土過梁。1> 內(nèi)力計算根據(jù)跨度墻厚及荷載等初步確定過梁截面尺寸：b=240mm; h=240mm. 因墻高=0.6m>=0.5m,故僅考慮1m高的墻體自重。樓面均布荷載設(shè)計值：1.23.43+1.433=24.84 kN.m P=1.2(14.2+0.240.2425)+24.84=31.64 kN.m過梁支座反力接近

32、矩形公布，取1.1ln=1.11.5=1.65m. 支座中心的跨度 =1.5 +0.24=1.74m 故取計算跨度lo=1.65mM=P=31.01=1076 kN .mV= P=31.611.5=23.71 kN2> 過梁的受彎承載力計算混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002:過梁采用C20混泥土=，=1.1，縱向鋼筋采用HRB 335級鋼筋， =；箍筋采用HPB235級鋼筋，= ；去保護(hù)墻厚度為15mm=0.111=0.5(1+)=0.5(1+)=0.941=186選配3 10 （236） 滿足要求。3> 過梁的承載力計算V=23.71 kN <0.25fcb=0.259.6240205=118.08 kN受剪截面滿足要求； <7b=0.71.1240205=37.88 kN可按構(gòu)造配置箍筋。選配雙肢箍筋6 200,滿足要求4> 梁端砌體局部受壓承載力驗算由表2-4查得f=,取=a=240mm,y=1.0 =1.25 =0 = b=240240=57600=31.611.65=26.08 kN<yf=1.251.557600=108 kN 滿足要求。7墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計 根據(jù)工程地質(zhì)條件，墻下條形基礎(chǔ)的埋深取1.8m。取1.0m長條形基礎(chǔ)為