砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

一、基本資料某五層混合結(jié)構(gòu)辦公樓，采用裝配式鋼筋混凝土梁板樓屋蓋，墻200mm×500mm,梁端伸入墻內(nèi)240mm,大梁間距(開(kāi)間)3.6m。底層墻厚為370mm,2~5層墻厚為240mm,墻體均雙面批檔。磚的強(qiáng)度等級(jí)為MU10。樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取1.5+0.1n(n:學(xué)號(hào)的個(gè)位數(shù)),層高取3.2+0.1p(p:學(xué)號(hào)的十位數(shù)),抗震設(shè)防烈度為6度，基本風(fēng)二、材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案及計(jì)算單元確定(1)墻體材料1~2層采用燒結(jié)普通磚強(qiáng)度等級(jí)MU10,M7.5混合砂漿；3~5層采用燒結(jié)普通磚強(qiáng)度等級(jí)MU10,M5混合砂漿。(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案根據(jù)建筑功能分區(qū)，本設(shè)計(jì)選用縱橫墻混合承重方案，即在房間內(nèi)無(wú)橫墻處設(shè)置橫向的鋼筋混凝土進(jìn)深梁，上面鋪設(shè)橫向120mm厚預(yù)應(yīng)力空心板，大梁支承于窗間墻中部，走廊處用80mm厚現(xiàn)澆實(shí)心板支承于內(nèi)縱墻上。上述結(jié)構(gòu)布置方案的剛性橫墻的最大間距Smax=10.8<32m(剛性方案要求的最大間距),所以該法案屬于剛性方案。(3)計(jì)算單元縱墻：根據(jù)墻體負(fù)載面積(②④⑥⑦軸線處大梁負(fù)載面積較大，具體看施工圖)與墻體剛性(在條件相同的情況下，有開(kāi)洞口的墻體的剛性較沒(méi)開(kāi)洞口的小，故選外縱墻)判斷：A、D軸樓屋面梁支承處一個(gè)開(kāi)間范圍內(nèi)窗間墻墻段為最不利位置，取窗間墻墻段3.6m寬的墻體作為計(jì)算單元。橫墻：根據(jù)墻體負(fù)載面積(③⑤軸線處內(nèi)橫墻負(fù)載面積較大，具體看施工圖)判斷：②④⑥軸樓屋面支承兩側(cè)預(yù)制板處1米長(zhǎng)墻段為最不利位置，取取1m寬墻作為計(jì)算單元。三、墻體的穩(wěn)定性驗(yàn)算(1)縱墻的高厚比驗(yàn)算M7.5混合砂漿，則墻的允許高厚比值[β]=26;s=3×3.6=10.8m;2H=2×4=8m<s=10.2層：M7.5混合砂漿，則墻的允許高厚比值[β]=26;s=3×3.6=10.8m;2H=2×3.2=6.4m<s=10.8m;則計(jì)算高度H?=H=3.2m;μ?=1-0.4×4.5/10.8=0.83縱墻的高厚比β=H?/h=3.210.24=13.3<μ?[β]=0.83×26=21.583-5層：M5混合砂漿，則墻的允許高厚比值[β]=24;s=3×3.6=10.8m;2H=2×3.2=6.4m<s=10.8m;(2)橫墻的高厚比驗(yàn)算M10混合砂漿，則墻的允許高厚比值[β]=26;s=5.7m;2H=2×4=8m>s=5.7m>H=4.0m;則計(jì)算高度H?=0.4s+0.2H=0.4×5.7+0.2×4.0=3.08m;2層：M7.5混合砂漿，則墻的允許高厚比值[β]=26;s=5.7m;2H=2×3.2=6.4m>s=5.7m>H=3.2m;則計(jì)算高度H?=0.4s+0.2H=0.4×5.7+0.2×3.2=2.92m;因?yàn)闄M墻沒(méi)有窗洞口，故μ?=1;M7.5混合砂漿，則墻的允許高厚比值[β]=24;s=5.7m;2H=2×3.2=6.4m>s=5.7m>H=3.2m;則計(jì)算高度H?=0.4s+0.2H=0.4×5.7+0.2×3.2=2.92m;因?yàn)闄M墻沒(méi)有窗洞口，故μ?=1;四、承重墻體承載力計(jì)算(1)外縱墻(窗間墻)的受壓承載力計(jì)算a、荷載計(jì)算①屋面荷載APP改性瀝青防水層20厚水泥砂漿找平層50厚泡沫混凝土120厚空心板20厚抹灰層折算厚度33mm鋼筋混凝土進(jìn)深梁200mm×500mm折算厚度33mm0.25kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2kN/m2(含兩側(cè)抹灰40mm)屋蓋永久荷載準(zhǔn)值Z3.99kN/m2由屋蓋大梁傳給計(jì)算墻垛的荷載標(biāo)準(zhǔn)值N=(3.99+0.7)×5.7×3.6×0.5=48.12KN由可變荷載控制的組合N?=1.2G+1.4Q?=(1.2×3.99+1.4×0.7)×5.7×3.6×0.5=59.18KNN?=1.35G+10Q=(1.35×3.99+1.0×0.7)×5.7×3.6×0.5=62.45KN②樓面荷載20厚水泥砂漿120厚空心板20厚抹灰層鋼筋混凝土進(jìn)深梁200mm×500mm,樓面永久荷載準(zhǔn)值折算厚度33mm(含兩側(cè)抹灰40mm) Z3.44kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.2kN/m2由樓面大梁傳給計(jì)算墻垛的荷載設(shè)計(jì)值由可變荷載控制的組合N?=1.2G+1.4Q=(1.2×3.44+1.4×2.2)×5.7×3.6×0.5=73.95KN由永久荷載控制的組合N?=1.35G+10Q=(1.35×3.44+1.0×2.2)×5.7×3.6×0.5=70.22KN③墻體自重天溝重(厚80mm,高700mm)計(jì)入兩面抹灰40mm,其標(biāo)準(zhǔn)值為：Nx=19KN1m3×3.6×0.12×0.7=5.57KN設(shè)計(jì)值由可變荷載控制的組合5.57×1.2=6.90KN由永久荷載控制的組合5.57×1.35=7.76KN天溝根部至進(jìn)深梁地面高度范圍內(nèi)的墻體240mm,其自重標(biāo)準(zhǔn)值為：19KN/m3×3.6×0.5×(0.24+0.4設(shè)計(jì)值由可變荷載控制的組合9.6×1.2=11.5KN由永久荷載控制的組合9.6×1.35=13.0KN計(jì)算每層墻體自重時(shí)，應(yīng)扣除窗口面積，加上窗自重，墻體厚度考慮兩面抹灰增加40mm一并計(jì)算。塑鋼玻璃自重標(biāo)準(zhǔn)值按0.4kN/m2計(jì)算。對(duì)2~5層，墻體厚度240mm,計(jì)算高度3.2m,其自重標(biāo)準(zhǔn)值為：(0.24+0.04)×(3.2×3.6-1.5×1.8)19KN/m3+1.5×1.8×0.4=48.00KN設(shè)計(jì)值由可變荷載控制的組合48.00×1.2=57.60KN由永久荷載控制的組合48.00×1.35=64.80KN對(duì)低層，墻體厚度370mm,計(jì)算高度3.2+0.8-0.5=3.5m,其自重標(biāo)準(zhǔn)值為：(0.37+0.04)×(3.5×3.6-1.5×1.8)19KN/m3+1.5×1.8×0.4=78.20KN設(shè)計(jì)值由可變荷載控制的組合78.20×1.2=93.84KN由永久荷載控制的組合78.20×1.35=105.57KNb、內(nèi)力計(jì)算樓蓋、屋蓋大梁截面為b*h=200mm*500mm,梁端在外墻的支承長(zhǎng)度為由可變荷載控制下的梁端有效支承長(zhǎng)度計(jì)算樓層54δ由永久荷載控制下的梁端有效支承長(zhǎng)度計(jì)算樓層54δ各層I-I,IV-IV截面的內(nèi)力按可變荷載控制和由永久荷載控制的組合分別列于下表中由可變荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面I-I截面IV-IVMKN·mN,IKN504030201e?=h12-0.4a?M=N?·e?+N·e?N,=N?+N,Nw=N,+Nn由可變荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面I-I截面IV-IVMKN·m504030201C.墻體承載力計(jì)算滿足要求。承載力計(jì)算一般可對(duì)I-I截面進(jìn)行，但多層磚房的底部可能IV-IV截面更不利，計(jì)算結(jié)果列于下表中。縱向墻體由可變荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算第5層第4層第3層第2層第1層I-I截面IV-IV截面I-I截面IV-IV截面M/KN·m00N/KN0000φA/mm2555縱向墻體由永久荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算第4層I-I截面IV-IV截面I-I截面IV-IV截面MIKN·m00N/KN0000φA/mm2555(2)縱墻的高厚比驗(yàn)算對(duì)由樓板均勻傳遞荷載的橫墻，其墻上承擔(dān)的是均布線荷載，故計(jì)算時(shí)可取1m,選其中一軸線墻體計(jì)算其承載力。①屋面荷載屋蓋永久荷載準(zhǔn)值Z3.99kN/m2屋蓋活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.7kN/m2由屋蓋大梁傳給計(jì)算墻體的荷載標(biāo)準(zhǔn)值N=(3.99+0.7)×1×7.2×0.5=16.88KN由可變荷載控制的組合N?=1.2G+1.4Q=(1.2×3.99+1.4×0.7)×1×7.2×0.5=20.76KN由永久荷載控制的組合N?=1.35G+10Q?=(1.35×3.99+1.0×0.7)×1×7.2×0.5=21.91KN②樓面荷載樓面永久荷載準(zhǔn)值Z3.44kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.2kN/m2由樓面大梁傳給計(jì)算墻體的荷載標(biāo)準(zhǔn)值N2=(3.44+2.2)×1×7.2×0.5=20.30KN由可變荷載控制的組合N?=1.2G+1.4Q?=(1.2×3.44+1.4×2.2)×1×7.2×0.5=25.95KN由永久荷載控制的組合N?=1.35G?+10Q?=(1.35×3.44+1.0×2.2)×1×7.2×0.5=24.64KN③墻體自重對(duì)2~5層，墻體厚度240mm,計(jì)算高度3.2m,其自重標(biāo)準(zhǔn)值為：(0.24+0.04)×19KN/m3×3.2×1m=17.02KN由可變荷載控制的組合由永久荷載控制的組合17.02×1.35=22.98KN對(duì)低層，墻體厚度370mm,計(jì)算高度3.2+0.8-0.5=3.5m,(0.37+0.04)×4×1×19KN/m3=31.16KN由可變荷載控制的組合31.16×1.2=37.39KN由永久荷載控制的組合31.16×1.35=42.07KNb.墻體承載力計(jì)算H?/h=2.9210.24=12.17<μ?[β]=1×26=26由于墻體兩側(cè)開(kāi)間相同，按軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算截面可取每層墻體的根部墻體的承載力計(jì)算列于下表中橫向墻體由可變荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目N/KNφA/mm2磚MU555計(jì)算項(xiàng)目第5層第4層第3層第2層第1層N/KNφA/mm2555上述承載力計(jì)算滿足要求4.驗(yàn)算梁端下部砌體的局部受壓承載力①3-5層，材料相同，3層最不利荷載作用，故驗(yàn)算3層局部受壓承載力。窗間墻截面為2100mm×240mm,大梁截面為200mm×500mm,支承長(zhǎng)度a=240mm。根據(jù)規(guī)范要求在梁下設(shè)240mm×500mm×180mm的混凝土剛性墊塊。由永久荷載控制的組合：N,=70.22kNNA=(b+2b)h=(500+2×240)×240=235200mm2<2100mm×240mm=504000mm2計(jì)算墊塊上縱向力的偏心距取N,作用點(diǎn)于距墻內(nèi)表面0.4a?處由可變荷載控制的組合下，a?=107.91mmN?=σ?A,=0.506×120000=60.72kNe/h=42.19/240=0.176查表β≤3情況下，得φ=0.73y?=0.8y=0.8×1.343=1.07<φy?A,f=0.73×1.07×120000×1.50=140.598kN滿足要求N?=σ?A=0.536×120000=64.32kNN?+N,=64.32+70.22=134.54kN<φγ?A,f=0.742×1.07×120000×1.50=142.909kN滿足要求窗間墻截面為2100mm×240mm,大梁截面為200mm×500mm,支承長(zhǎng)度a=240mm。根據(jù)規(guī)范要求在梁下設(shè)240mm×500mm×180mm的混凝土剛性墊塊。A,=a?×b=240×500=120000mm2N?=σ?A,=0.767×120000=92.04kNy?=0.8y=0.8×1.343=1.07<φy?A,f=0.81×1.07×120000×1.69=175.77kNN?=σ?A?=0.804×120000=96.48kN<qr?A,f=0.82×1.07×120000×1.69=177.63kN窗間墻截面為2100mm×240mm,大梁截面為200mm×500mm,支承長(zhǎng)度a=240mm。A,=a?×b=240×500=120000mm2N?=σ?A?=0.667×120000=80.04kNy?=0.8y=0.8×1.59=1.27<φγ?Af=0.91×1.27×120000×1.69=234.38kNN?=σ?A?=0.695×120000=83.4kN<φγA,f=0.93×1.27×120000×1.69=239.52kN由以上計(jì)算，墻體局部受壓是安全的。雨篷板懸挑長(zhǎng)度L=1m,根部高度h=90mm,端部h=80mm。雨篷梁截面為370mm×300mm,梁端支承于墻內(nèi)370mm,取1m板寬為計(jì)算單恒載板平均厚為85mm,25kN/m3×0.085m×1m=2.13kN/m抹灰取20mm厚，17kN/m3×0.02m×1m=0.34kN/m總恒載=2.47kN/m雨篷活荷載取施工檢修荷載1KN,應(yīng)沿板寬每隔1.0m取一個(gè)集中荷載，即1KN/1m與使用活荷載0.5KN/平方米=0.5KN/m之不利者。5=1-√l-2a,=0.051A,=pbh?=0.289%×1000×70=202.30mm2本結(jié)構(gòu)方案，樓板荷載對(duì)雨篷梁無(wú)影響，板傳力至橫墻，而縱墻不受板的荷載影響，考慮墻體的內(nèi)拱作用，雨篷梁只考慮承受其上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計(jì)算：A,min=Pmibh=0.221%×A=Pmibh=0.169%×370×300=187.59mm2取3D10,As=236mm2雨篷為現(xiàn)澆梁板，板寬為1.5+0.37×2=2.24m1?=370mm<2.2h?=660mm故x?=0.131?=48.1mm<0.3h,=90mm(1)抗傾覆的活荷載有兩種可能：0.5KN/m2或施工集中荷載1.0KN分別計(jì)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雨篷為現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件，其上墻高h(yuǎn)=1.30m,每層窗為1500mm×1800mmG,=19kN/m3×(3.74m×13.0m-2×0.75212-1.5×1.8×48、抗震構(gòu)造措施(參照2010抗規(guī)執(zhí)行)(1)圈梁的布置及截面設(shè)計(jì)GB50003-2002/第7.1.3條第7.1.3條宿舍、辦公樓等多層砌體民用房屋，且層數(shù)為3～4層時(shí)，應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道。當(dāng)層數(shù)超過(guò)4層時(shí)，應(yīng)在所有縱橫墻上隔層GB50003-2002/第7.1.5條第7.1.5條圈梁應(yīng)符合下列構(gòu)造要求：1圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上，并形成封閉狀；當(dāng)圈梁被門(mén)窗洞口截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于其中到中垂直間距的二倍，且不得小于1m;2縱橫墻交接處的圈梁應(yīng)有可靠的連接。剛彈性和彈性方案房屋，圈梁應(yīng)3鋼筋混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同，當(dāng)墻厚h≥240mm時(shí)，其寬度不宜小于2h/3。圈梁高度不應(yīng)小于120mm?？v向鋼筋不應(yīng)少于4φ10,綁扎接頭的搭接長(zhǎng)度按受拉鋼筋考慮，箍筋間距不應(yīng)大于300mm;4圈梁兼作過(guò)梁時(shí)，過(guò)梁部分的鋼筋應(yīng)按計(jì)算用量另行增配。縱橫墻連接7.3.3多層普通磚、多孔磚房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置應(yīng)符合下列1裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房，橫墻承重時(shí)應(yīng)按表7.3.3的要求設(shè)置圈梁；縱墻承重時(shí)每層均應(yīng)設(shè)置圈梁，且抗震橫墻上的圈梁間距應(yīng)比表內(nèi)要求適當(dāng)加密。2現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋，應(yīng)允許不另設(shè)圈梁，但樓板沿墻體周邊應(yīng)加強(qiáng)配筋并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可墻類89外墻和內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處內(nèi)橫墻應(yīng)大于7m;樓蓋處間距不應(yīng)大于15m;構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位樓蓋處間距不應(yīng)大于7m7.3.4多層普通磚、多孔磚房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁構(gòu)造應(yīng)符合下列1圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口圈梁應(yīng)上下搭接。圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)2圈梁在本節(jié)第7.3.3條要求的間距內(nèi)無(wú)橫墻時(shí)，應(yīng)利用梁或板縫中配3圈梁的截面高度不應(yīng)小于120mm,配筋應(yīng)符合表7.3.4的要求；按本規(guī)范第3.3.4條3款要求增設(shè)的基礎(chǔ)圈梁，截面高度不應(yīng)小于180mm,配筋不應(yīng)少于4φ12。9最小縱筋4中14最大箍筋間距(mm)(2)構(gòu)造柱的布置及截面設(shè)計(jì)7.3.1多層普通磚、多孔磚房，應(yīng)按下列要求設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造2外廊式和單面走廊式的多層房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，按表7.3.1的要求設(shè)置構(gòu)造柱，且單面走廊兩側(cè)的縱墻均應(yīng)按外墻處理。3教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，按表7.3.1的要求設(shè)置構(gòu)造柱；當(dāng)教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋為外廊式或單面走廊式時(shí)，應(yīng)按2款要求設(shè)置構(gòu)造柱，但6度不超過(guò)四層、7度不超過(guò)三層和8度不超過(guò)二層時(shí)，應(yīng)按增加二層后的層數(shù)對(duì)待。房屋層數(shù)設(shè)置部位6度7度8度9度四、五三、四二、三外墻四角大房間內(nèi)外墻交接處，較大洞口兩側(cè)15m或單元橫墻與外縱墻交接處六、七五四二八六、七五、六三、四接處08抗規(guī)：樓、電梯間四角，樓梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處；外墻四角和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角；錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處，大房間內(nèi)外墻交接處，較大洞口大房間：長(zhǎng)度大于7.2米GB50011-2002/第7.3.2條7.3.2多層普通磚、多孔磚房屋的構(gòu)造柱應(yīng)符合下列要求