砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)書

1、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書一、工程概況 設(shè)計(jì)棲霞市實(shí)驗(yàn)小學(xué)三層教學(xué)樓，結(jié)構(gòu)形式采用混合結(jié)構(gòu)（墻體為砌體結(jié)構(gòu)，樓屋蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）。層高3.6m，標(biāo)準(zhǔn)開間 6m，進(jìn)深 9m，樓板以及屋面板為80mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，無吊頂，外墻為37墻、內(nèi)墻為24墻，墻體采用MU10實(shí)心粘土磚，采用M10混合砂漿砌筑，墻面和梁側(cè)抹灰均為15mm，鋼筋混凝土工程部分采用C30混凝土以及HPB300、HRB335鋼筋，施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)。本工程設(shè)計(jì)標(biāo)高0.000相當(dāng)絕對(duì)標(biāo)高，見施工圖。2、 設(shè)計(jì)依據(jù)1、 符合煙臺(tái)大學(xué)土木工程學(xué)院提出的要求。2、 基本雪壓：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 ，煙臺(tái)為0.4kN/m2。3、 抗

2、震設(shè)計(jì)：根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 ，本工程抗震設(shè)防烈度為8度。4、 設(shè)計(jì)遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定：中小學(xué)校建筑設(shè)計(jì)規(guī)范）（GBJ 9986）、民用建筑設(shè)計(jì)通則(GB 50140-2005)、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2011）、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001）、建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB 50068-2001）、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50003-2001）、建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（GB 502232008）、建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB 50016-2006）。三、確定結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案和選擇計(jì)算單元1、確定結(jié)構(gòu)布置方案和計(jì)算方案根據(jù)建筑功能，選擇縱橫墻混合承重方案，樓板均

3、為雙向板,在房間內(nèi)無橫墻處設(shè)置橫向鋼筋混凝土進(jìn)深梁，梁軸線3米間距等間距設(shè)置。為了達(dá)到8度抗震設(shè)防要求，在外墻的四角、內(nèi)外墻交接、內(nèi)墻轉(zhuǎn)角以及較大門窗洞口兩側(cè)、樓梯間四角及平臺(tái)板角部設(shè)有構(gòu)造柱。為了增強(qiáng)縱橫墻的連接，增加房屋整體性和空間剛度，在各層樓蓋處設(shè)置了圈梁,縱向走廊兩側(cè)墻體上部沿橫墻布置連系圈梁。另外，在門、窗洞口上方設(shè)置一道過梁。梁、圈梁、樓面板和屋面板均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工時(shí)澆注于一體。具體尺寸及做法見施工圖。上述結(jié)構(gòu)布置方案的剛性橫墻間距均小于01規(guī)范第4.2.1條規(guī)定的剛性方案要求的最大間距s=9m32m，故屬于剛性構(gòu)造方案。結(jié)構(gòu)布置圖見圖1-1。圖1-12、選定計(jì)算單元

4、橫墻與縱墻比較：在承受荷載方面，由于主梁是搭在縱墻上的，所以上部的荷載傳到縱墻上的相對(duì)多一些，使得縱墻所受彎矩較大，從而偏心矩較大，最終導(dǎo)致允許荷載較小。兩外縱墻上開有門窗洞口，而橫墻上沒有開洞。故縱墻較橫墻更危險(xiǎn)。外縱墻與內(nèi)縱墻：軸向荷載方面，外縱墻有女兒墻。內(nèi)縱墻雖沒有女兒墻產(chǎn)生的軸向荷載，但有由走廊樓板傳下的荷載，相比之下較大，但樓板有偏心荷載效應(yīng)，與開間內(nèi)方向的偏心荷載方向相反，從而能夠抵消掉一部份，所以內(nèi)縱墻的偏心荷載較小。外縱墻的窗間墻最短只有 1.2m，而內(nèi)縱墻不開窗，門垛處由構(gòu)造柱加強(qiáng)，承載能力更大。外縱墻同時(shí)受風(fēng)荷載、地震荷載等的影響。故綜合考慮外縱墻更危險(xiǎn)，應(yīng)以此為單元進(jìn)行

5、各項(xiàng)驗(yàn)算。 在房屋層數(shù)、墻體所用材料種類、材料強(qiáng)度、樓面（屋面）荷載均相同的情況下，外縱墻的最不利計(jì)算位置可根據(jù)墻體的負(fù)載面積與其截面面積的比之來判別。由圖1-1，外縱墻的窗間墻垛寬度與負(fù)載面積的比值均為7.5?？芍x擇任一墻垛作為計(jì)算位置。四、荷載計(jì)算荷載計(jì)算應(yīng)依據(jù)建筑構(gòu)造進(jìn)行，屋面及樓面荷載計(jì)算如下：1、 屋蓋荷載（KN/m2）APP改性瀝青防水層 0.3020 mm厚水泥砂漿找平層 0.40平均150 mm 厚水泥珍珠巖保溫找坡層 0.52APP改性瀝青隔氣層 0.0525 mm厚水泥砂漿找平層抹面 0.5080 mm厚混凝土現(xiàn)澆板 2.0015 mm厚混合砂漿天棚抹灰 0.26鋼筋混凝

6、土進(jìn)深梁240 mm370 mm折算厚度32 mm（含兩側(cè)抹灰） 0.80屋蓋永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4.83屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.7由屋蓋大梁傳給計(jì)算墻垛的荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN） N1k=(4.83+0.7)0.563=49.8設(shè)計(jì)值（KN） 由可變荷載控制的組合 N1 =(1.204.83+1.40.7)0.563=61.0由永久荷載控制的組合 N1 =(1.354.83+1.00.7)0.563=65.0故取永久荷載控制的組合為設(shè)計(jì)值2、 樓面荷載10 mm水磨石地面面層 0.2525 mm厚水泥砂漿找平層抹面 0.5080 mm厚混凝土現(xiàn)澆板 2.0015 mm厚混合砂漿天棚抹灰 0.26鋼筋混

7、凝土進(jìn)深梁240 mm370 mm折算厚度32 mm（含兩側(cè)抹灰） 0.80樓蓋永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.81樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0由樓蓋大梁傳給計(jì)算墻垛的荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN） N1k=(3.81+2.0)0.563=52.3設(shè)計(jì)值（KN） 由可變荷載控制的組合 N2 =(1.203.81+1.42.0)0.563=66.3由永久荷載控制的組合 N2 =(1.353.81+1.02.0)0.563=64.3故取可變荷載控制的組合為設(shè)計(jì)值3、 墻體自重女兒墻至屋蓋進(jìn)深梁底部墻重計(jì)入兩面抹灰30mm，其標(biāo)準(zhǔn)值（KN）為 N3k =1930.41.05=23.9設(shè)計(jì)值（KN）由可變荷載控制的組合 N3

8、=23.91.2 =28.7由永久荷載控制的組合 N3 =23.91.35=32.3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30mm一并計(jì)算。塑鋼玻璃窗自重標(biāo)準(zhǔn)值按0.4kN/m2 計(jì)算。對(duì)于2、3層墻體厚度240mm，計(jì)算高度3.6m，自重標(biāo)準(zhǔn)值（KN）為：(0.37+0.03)(3.63-1.82.1)19+2.11.80.4=54.9設(shè)計(jì)值（KN）由可變荷載控制的組合 N4 =54.91.2 =65.9由永久荷載控制的組合 N4 =54.91.35=74.1對(duì)于1層墻體厚度240mm，基礎(chǔ)埋深800mm，計(jì)算高度4.36m，自重標(biāo)準(zhǔn)值（KN）為：(0.37

9、+0.03)(4.363-1.82.1)19+2.11.80.4=72.2設(shè)計(jì)值（KN）由可變荷載控制的組合 N4 =72.21.2 =86.6由永久荷載控制的組合 N4 =72.21.35=97.5注：計(jì)算高度按規(guī)范5.1.3條取值五、內(nèi)力計(jì)算樓蓋、屋蓋大梁截面為bh=240mm450mm，梁端在外墻支承長(zhǎng)度為240mm，下設(shè)bbabtb=500mm240mm240mm的剛性墊塊，則梁端墊塊上表面有效支承長(zhǎng)度采用下式計(jì)算： 對(duì)由可變荷載控制及由永久荷載控制的組合，計(jì)算結(jié)果分別列于表5-1。進(jìn)深梁傳來荷載對(duì)外墻的偏心距,h為支撐墻的厚度。表5-1梁端有效支承長(zhǎng)度計(jì)算可變荷載控制永久荷載控制樓層

10、321321h/mm450450450450450450f/(N/mm2)1.891.891.891.891.891.89Nu/kN16.4143.3275.518.5157.62960/(N/mm2)0.04 0.32 0.62 0.04 0.35 0.67 15.435.665.95.435.695.90/mm83.8 87.3 91.0 83.8 87.8 91.0 注：1取值查規(guī)范表5.2.5 外縱墻的計(jì)算面積為窗間墻垛的面積A=1200mm370mm，墻體在豎向荷載作用的計(jì)算模型與計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5-1所示。各層-、-截面的內(nèi)力按由可變荷載控制和永久荷載控制的組合列于表5-2中。表中 N

11、=Nu+Nl M=Nue2+Nle1（負(fù)值表示方向相反） N=N+Nw（墻重） 圖5-1 表5-2 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-截面-Nu/kNe2/mmNl/kNe1/mmM/(kNm)N/kNN/kN可變荷載控制3 89.7061.0151.5 9.2 150.7216.62221.9 066.3150.1 9.9 288.2354.11354.1 066.3148.6 9.9 420.4507.0永久荷載控制3 97.3065.0151.5 9.8 162.3236.42235.7064.3149.9 9.6 300374.11374.1064.3148.6 9.6

12、438.4535.96、 墻體承載力驗(yàn)算 承載能力計(jì)算一般可對(duì)截面-進(jìn)行，但考慮到多層磚房的底部可能截面-更不利。計(jì)算表列于表6-1中。由表可知，所有最危險(xiǎn)截面墻體全部滿足承載力要求，所以，其他墻體也能滿足承載力要求?？勺兒奢d控制永久荷載控制計(jì)算項(xiàng)目第3層第2層第1層第3層第2層第1層-M/(kNm)9.29.99.909.89.69.60N/kN150.7288.2420.4507162.3300438.4535.9e/mm61.0 34.4 23.5 0.0 60.4 32.0 21.9 0.0 h/mm370370370370370370370370e/h0.165 0.093 0.06

13、4 0.000 0.163 0.086 0.059 0.000 =H0/h9.73 9.73 11.78 11.78 9.73 9.73 11.78 11.78 0.520.670.680.820.520.680.690.82A/mm2磚MU1010101010101010砂漿M1010101010101010f/(N/mm2)1.891.891.891.891.891.891.891.89Af/kN436.4 562.2 570.6 688.1 436.4 570.6 579.0 688.1 Af/N11111111表6-1 縱向墻體承載力計(jì)算表7、 砌體局部受壓計(jì)算由表5-2知，在可變荷載

14、控制下，1層的窗間墻處局壓承載力最差，對(duì)此處進(jìn)行驗(yàn)算。墻垛截面為370mm1200mm，混凝土梁截面為240mm450mm，支撐長(zhǎng)度a=240mm，下設(shè)bbabtb=500mm240mm240mm的混凝土剛性墊塊。根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，當(dāng)由可變荷載控制時(shí)，本層梁的支座反力為Nl=66.3kN，墻體的上部荷載為Nu=354.1kN；當(dāng)永久荷載控制時(shí)，本層梁的支座反力為Nl=64.3kN，墻體的上部荷載為Nu=374.1kN。墻體采用MU10實(shí)心粘土磚，M10混合砂漿砌筑。前面已經(jīng)計(jì)算出a0=91.0mmA0=（b+2h）h =（500+2370）370= mm2 A= mm2 上述面積已經(jīng)超過窗間墻的實(shí)

15、際面積，故取A0= mm2 墊塊面積Ab=bbab=240500= mm2 （5.2.5-3）計(jì)算墊塊上縱向力的偏心距，取Nl作用點(diǎn)位于距內(nèi)墻表面0.4a0處，由可變荷載控制組合下：N0=0Ab=/(1200370)=95.7kNe=66.3148.6/(66.3+95.7)=60.8mme/h=60.8/370=0.164查表，3時(shí)，=0.76=1+0.35=1.58 （5.2.2）l=0.8=1.26墊塊下局壓承載力按下列公式驗(yàn)算：N0+Nl=66.3.+95.7=162kNlAbf=0.761.261.89=217kN （5.2.5-1）由永久荷載控制組合下：N0=0Ab=/(12003

16、70)=101.1kN （5.2.5-2）e=64.3148.6/(64.3+101.1)=57.8mme/h=57.8/370=0.156查表，3時(shí)，=0.78=1+0.35=1.58l=0.8=1.26墊塊下局壓承載力按下列公式驗(yàn)算：N0+Nl=64.3.+101.1=165.4kNlAbf=0.781.261.89=223kN由此可見，在各種組合下均能滿足局壓承載力要求。八、墻體穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于底層高度最高，故取底層驗(yàn)算，底層滿足則其余各層均滿足。驗(yàn)算的基本公式為 =H0/hc2（6.1.1）2為有門窗洞口允許高厚比修正系數(shù)，2=1-0.4bs/s0.7（6.1.4），考慮構(gòu)造柱對(duì)墻體的

17、影響,c=1+bc/l（6.1.2），對(duì)于磚砌體=1.05。外墻的最大高厚比：=H0/h=4850/370=13.1c2=1.050.7626=20.6滿足要求。內(nèi)墻的最大高厚比：=H0/h=4850/240=20.2c2=1.050.7626=20.6滿足要求。 經(jīng)過驗(yàn)算，在考慮構(gòu)造柱對(duì)墻體的影響下，首層各墻體高厚比均滿足要求。因此，整個(gè)建筑墻體的高厚比都滿足要求。九、雨篷抗傾覆驗(yàn)算局部加大圈梁高度作為雨篷梁，b=370mm，h=400mm。（1） 荷載計(jì)算 梁自重 5.0kN/m15 mm厚梁粉刷重 0.05kN/m梁上磚砌體重 10.12kN/m 雨篷板傳來的均布荷載 5.3kN/m恒荷

18、載（設(shè)計(jì)值） 20.47kN/m雨篷傳來的集中荷載（檢修荷載） 1.4kN（2）傾覆力矩 由施工圖可知，雨篷總長(zhǎng)度為3000mm。荷載設(shè)計(jì)值對(duì)計(jì)算傾覆點(diǎn)O產(chǎn)生的傾覆力矩式計(jì)算，其中?。簒0=0.13b=0.13370=48.1mmMcr=F(ln+x0)+0.5q(ln+x0)=1.4(1.6+0.0481)+0.55.31.6(1.6+0.0481)=7.55kN/m（3）抗傾覆力矩:雨篷梁（包括粉刷）自重標(biāo)準(zhǔn)值5.05/1.353=11.2kN，雨篷梁上磚砌體自重標(biāo)準(zhǔn)值：(0.3719+0.0317)(37.8-21.82.1)=119.4kN恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值總和：Gk=11.2+119.4=130.6kN雨篷的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值為：Mr=0.8Gk(b/2-x0)=0.8130.6(0.185-0.0481)=14.3kNmMcr所以滿足要求。十、風(fēng)荷載計(jì)算 本結(jié)構(gòu)滿足以下條件：剛性方案設(shè)計(jì)；外墻上洞口水平截面積不超過全截面積的2/3；基本風(fēng)壓0.55kN/m2，層高3.6m4.0m；總高小于18m；屋面自重遠(yuǎn)