砌体结构课程设计计算书

砌体结构课程设计设计计算书班级:姓名:学号:2014.10砌体结构设计原理课程设计任务书一、设计目的与任务1 熟悉砌体结构房屋的结构设计程序和内容，为毕业设计和未来工作打下基础； 2 巩固所学砌体结构房屋设计理论，进一步理解结构布置、荷载传递、承载力计算在工程中的应用；3掌握砌体结构房屋的构造设计；4掌握施工图的画法，学会写计算书。二、设计题目：多层砌体结构房屋设计某多层办公楼，建筑条件图见附图，对其进行结构设计。三、设计内容1、结构平面布置图：墙、柱、主梁、圈梁、过梁、构造柱及板的布置，确定各层墙、柱、梁、板的截面尺寸及材料和强度等级；(过梁按钢筋混凝土过梁标准图集选取)2、确定静力计算方案，荷载及内力计算和内力组合；3、墙柱高厚比验算；4、墙柱的承载力的计算；5、墙柱局部受压承载力的计算；6、墙梁、挑梁、雨蓬的计算；7、地下室墙体的计算；8、绘制各层结构平面布置图（1：100）和圈梁布置及截面图；9、完成结构设计计算书。四、设计资料某四层砖混结构办公楼，各层建筑平面图见后图，地上各层层高均为3.3m。楼板除走廊及卫生间采用现浇钢筋混凝土板外，其余均采用预应力空心板，屋面采用现浇钢筋混凝土，屋面设置高0.9m的女儿墙。地上各层门窗洞口尺寸： （见附图）门 窗 编 号洞 口 尺 寸 备 注 M-110002400 M-215002700 C-115001800 C-2 10001800 室内外高差0.9m，基础顶面距地下室室内地面0.5m，地下室层高3m，门洞高2400mm，窗洞高450mm，窗台高2300（高窗），门窗宽见图。 砌体采用MU10粘土砖，M5混合砂浆砌筑。1、楼面荷载取值每位学生根据自己的学号按表一选择相应的荷载值。表一活载学号恒载2.02.12.22.32.42.52.6 3.11234567 3.2891011121314 3.315161718192021 3.422232425262728 3.529303132333435注：恒载、活载指的是楼面恒载、活载标准值，单位为，要求同学按学号选择自己设计题目的楼面恒载、活载值。2、其它荷载取值（1）屋面：活荷载：110#： 不上人屋面活荷载为05(标准值)； 1120#：不上人屋面活荷载为1.0(标准值)； 21？#：上人屋面活荷载为2.0(标准值)； 恒荷载按屋面做法计算， 屋面工程做法：二毡三油绿豆砂40厚水泥砂浆找平层50mm厚泡沫砼100mm厚现浇砼板15mm厚板底抹灰（2）卫生间：活荷载取2.0； 恒荷载取 （其中n为学号）（3）钢筋混凝土容重，二毡三油绿豆砂0.35 kN/m2, 水泥砂浆20 kN/m3, 泡沫砼5KN/m3 ,抹灰17kN/m3，双面粉刷的240mm厚砖墙5.24kN/m2 ，木窗0.3kN/m2。平顶粉刷： 0.4kN/m23、建筑区域地基的承载力较高，地下水位埋深在地表下-8.00m，地下水对一般建筑材料无侵蚀作用，不考虑土的液化。4、气象条件主导风向为西北风，基本风压W。=045kNm2，地面粗糙度为B类。5、地质条件本工程建设场地地质条件较好，持力层为粘土层，持力层厚度4.0米，上部杂填土厚度1.2米,持力层下无软弱下卧层。粘土层地耐力特征值为200kpa。6、抗震设防烈度：按7度设防，设计地震分组为第一组，建筑场地土类别为类，场地特征周期为0.35S，设计基本地震加速度值为0.10g；7、材料供应及施工能力均能得到保证。五、设计进度安排熟悉题目及资料准备 1天墙体承载力等相关设计计算 2天结构平面布置及构件详图绘制 2天设计成果整理 1天六、主要参考文献1、混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)，中国建筑工业出版社。 2、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)，中国建筑工业出版社。3、砌体结构设计规范(GB 50003-2001)，中国建筑工业出版社。4、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)，中国建筑工业出版社。5、建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)，中国建筑工业出版社。6、建筑结构制图标准(GBT 50105-2001)，中国建筑工业出版社。 地下室平面图1:100 注：各房间的功能均改为储藏。目录1.结构平面布置12.确定房屋的静力计算方案13.高厚比验算13.1.外纵墙高厚比验算13.2内纵墙高厚比验算13.3山墙高厚比验算13.4内横墙高厚比验算24.荷载统计24.1屋面荷载24.2楼面荷载34.3卫生间34.4墙体荷载34.5风荷载35.墙体承载力验算35.1纵墙承载力验算35.1.1荷载计算35.1.2控制截面的内力计算45.1.3窗间墙承载力验算55.1.4地下室墙体承载力计算65.2.横墙承载力计算85.2.1荷载计算85.2.2控制截面内力计算95.2.3横墙承载力验算105.3山墙105.3.1荷载计算105.3.2控制截面内力计算115.3.3承载力验算135.3.4地下室墙体承载力计算156.四层会议室顶梁计算156.1荷载计算156.2正截面受弯承载力验算156.3斜截面受剪承载力验算157.三层会议室顶墙梁计算157.1使用阶段157.1.1荷载计算157.1.2墙梁计算简图157.1.3墙梁的托梁正截面承载力计算167.1.4托梁斜截面受剪承载力计算177.1.5墙梁的墙体受剪承载力计算177.1.6托梁支座上部砌体局部受压承载力计算177.2施工阶段177.2.1荷载计算177.2.2托梁正截面受弯承载力计算187.2.3托梁斜截面受剪承载力计算188.过梁设计189.雨棚设计199.1荷载计算199.2倾覆点位置的确定199.3倾覆力矩的计算209.4抗倾覆力矩的计算2010.走廊现浇板的计算2111.卫生间现浇板计算2312.四层/轴线间现浇板计算2413.构造柱边现浇板带2514.预应力空心板的选择2515.构造措施2715.1构造柱2815.2圈梁28说明：本计算书中表示HRB335钢筋，1.结构平面布置墙：外墙370mm，内墙240mm，地下室490mm，采用MU10粘土砖，M5混合砂浆砌筑。梁：三层、四层会议室顶部设梁。假定梁截面为200500，采用C30混凝土，抗压强度为14.3MPa，钢筋采用HRB335级，强度300MPa。圈梁：在托梁和墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁，其他楼层出应在所有纵横墙上每层设置圈梁，截面见图纸。过梁：按钢筋混凝土过梁标准图集陕09G05选取。构造柱：如平面图所示，截面尺寸依据墙厚选择。2. 确定计算方案采用纵横墙承重方案，现浇屋盖、走廊、卫生间双向传力，三层、四层会议室处纵墙承重，其他为横墙承重。最大横墙间距，所以采用刚性方案。3. 验算高厚比允许高厚比3.1外纵墙一层 满足条件。二层满足条件。三层满足条件。四层满足条件。3.2内纵墙一层满足条件。二层满足条件。三层满足条件。四层满足条件。3.3山墙一层满足条件。二三四满足条件。3.4内纵墙一层满足条件。二三四不必验算。综上所述，所有墙体高厚比满足要求。4. 荷载统计4.1屋面荷载三毡四油防水层 0.35kN/m40mm厚水泥砂浆找平层 0.0420=0.8kN/m50mm厚泡沫混凝土 0.055=0.25kN/m100mm厚现浇混凝土板 250.1=2.5kN/m15mm厚板底抹灰 170.015=0.255kN/m屋面永久荷载标准值 4.155kN/m屋面梁自重标准值 0.20.525+0.01520.517=2.755kN/m屋面活载标准值 0.5kN/m（不上人）4.2楼面荷载楼面恒载标准值 3.1kN/m楼面活载标准值 2.0kN/m楼面梁自重标准值 2.755kN/m4.3卫生间恒载标准值 4.1kN/m活载标准值 2.0kN/m4.4墙体荷载240mm厚墙体自重（女儿墙） 5.24kN/m370mm厚墙体自重 7.62kN/m真空双层玻璃窗自重 0.3kN/m圈梁自重较小，计算时不计入，均按墙体计算。4.5风荷载该刚性房屋满足以下要求洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3;基本风压值=0.45N/mkN,满足条件（2）第一层-载面承载力验算kN, m,kN475.24kN,满足条件（3）第四层梁端支承处砌体局部受压承载力验算外墙 mm,满足条件.内墙 ,kNmmmmmm2,取kNkN,满足条件.5.1.4地下室墙体承载力计算（墙体为490mm）kN,kN/m3室外地面活载kN/m2（1）荷载计算室外活载换算为当量土层厚度m计算单元宽度内的土侧压力设计值：kN/mkN/m地下墙墙体自重 kN/m2（2）内力分析及组合-kNkNm,kN-土压力为矩形分布载荷时,kN土压力为三角形分布载荷时,kNkN令，得，kNm，kN-kN（3）承载力计算计算项目-（kNm）28.51100.190（kN）475.24552.84618.44（mm）59.991810（mm）490490490（mm）3500350035000.1220.37007.147.147.140.6690.25410.927（mm2）102900010290001029000（MPa）2.312.312.31（kN）1032603.9914312.1711.0912.311所以使用MU15粘土砖和M10混合砂浆后，地下室墙体承载力满足条件5.2横墙计算单元取1m，左右半个开间，共3.6m.5.2.1荷载计算尾面双向板，梯形荷载，为简单起见等效为均布载荷恒kN/m活kN/m等效均布荷载kN/m kN/mkN，满足条件（2）一层 ，mm2kNkN，满足条件（3）地下室 ，m，m，m，kNkN，满足条件5.3山墙取卫生间所在山墙1m宽度作计算单元，受荷面积mm25.3.1载荷计算尾面荷载，现浇为双向板，为简单起见，按单向板计算，且便于安全层面恒载kN/m层面活载kN/m楼面恒载kN/m楼面活载kN/m每层墙体自重kN/m女儿墙自重kN/m地下室墙体自重kN/m5.3.2控制截面内力计算考虑荷载偏心（1）四层-kN/mkN/mkN/mkN/mmmmmkNm，mkNm，m查得kNkN，满足条件以上各层且越来越大所以偏心不必验算- kN/m kN/m（2）三层-kN/m kN/m- kN/m kN/m（3）二层-kN/m kN/m- kN/m kN/m（4）一层-kN/m kN/m- kN/m kN/m5.3.3承载力计算一层 查得kNkN，满足条件5.3.4地下室墙体计算（1）载荷计算kN/mmkN/mkN/m墙体自重 kN/m2（2）内力分析及组合-土压力为矩形分布载荷时土压力为三角形分布载荷时令，得-（3） 承载力验算计算项目-（kNm）11.7829.400（kN）196.30208.29232.26（mm）60.01141.150（mm）490490490（mm）3500350035000.1220.28807.147.147.140.66870.38510.9272（mm2）490000490000490000（MPa）1.51.51.5（kN）491.49283.05681.492.5011.3612.931所以地下室墙体承载力满足要求。6.四层会议室顶梁计算6.1荷载计算实际为双向板，梯形荷载，为简单起见按单向板计算，且偏于安全。6.2正截面受弯承载力验算6.3斜截面受剪承载力验算满足条件。7.三层会议室顶墙梁计算7.1使用阶段（1）荷载计算托梁顶荷载设计值为托梁自重，本层楼盖恒载、活载之和墙梁顶荷载设计值为托梁上各层墙自重及墙梁顶面以上各层楼面恒载活载之和（2） 墙梁计算简图（3） 墙梁的托梁正截面受弯承载力计算托梁按钢筋混凝土偏心受拉构件计算所以是大偏心受拉构件。根据，查得令选用，同时作为负弯矩钢筋，重新计算，得选用，跨中截面纵向受力钢筋总配筋率，并且托梁上部钢筋通长布置面积大于下部纵向钢筋的1/3，配置合理。（4） 托梁斜截面受剪承载力计算梁端受剪按钢筋混凝土受弯构件计算所以需要按计算配置箍筋，由得选用双肢箍筋（5） 墙梁的墙体受剪承载力计算安全。（6） 托梁支座上部砌体局部受压承载力计算安全安全。7.2施工阶段（1） 托梁上的荷载（2） 托梁正截面受弯承载力小于使用阶段的计算结果。（3） 托梁斜截面受剪承载力综上所述，托梁按使用阶段的计算结果进行配筋。8. 过梁设计设计依据：按钢筋混凝土过梁图集陕09G05选用。8.1 C-1过梁选择所以应考虑梁、板传至过梁上的荷载梁板荷载计算：第四层:屋面板恒载 屋面板活载 梁传来的荷载三会议室：楼面板恒载， 屋面板活载 梁传来的荷载所以为三级荷载，选用过梁8.2 C-2过梁选择所以应考虑梁、板传至过梁上的荷载板上荷载计算：第四层：一、二、三层所以为耳机和在，选用过梁。8.3 M-1过梁选择所以应考虑梁、板传至过梁上的荷载，荷载计算与C-2相同，按二级荷载选用过梁。8.4 M-2过梁选择所以应考虑梁、板传至过梁上的荷载，荷载计算：考虑雨棚的荷载，所以按二级荷载选择过梁。8.5 地下室门M-1过梁选择所以应考虑梁、板传至过梁上的荷载，按二级荷载选用过梁。8.6 地下室窗C-1过梁选择所以应考虑梁、板传至过梁上的荷载，按二级荷载选用过梁。9. 雨棚设计雨棚位于一层M-2上方，过梁兼做雨篷梁，雨棚板根部厚度板端厚度取9.1荷载计算雨棚板上1米板带荷载恒载标准值：厚水泥砂浆面层 板自重（取平均厚度） 厚板底粉刷 合计 活载标准值： 雨棚板3米，取一个施工检修集中荷载。9.2倾覆点位置的确定因，取9.3倾覆力矩的计算恒载+活载（均布）恒载+集中荷载因此，恒载+均布活载组合（2）的倾覆力矩最不利，所以取。9.4抗倾覆力矩的计算雨棚的抗倾覆力矩由雨篷梁尾端45扩展角范围内墙体与雨篷梁恒载标准值产生，雨篷梁的自重标准值为：满足要求。选用,分布钢筋用10.走廊现浇板的计算kN/mkN/m轴线间板m，m，计算模型为两邻边固定，两邻边简支，查表得kNm/mkNm/mkNm/m，kNm/mkNmkNmkNmkNmmm2mm2mm2mm2选用kNmmm2mm2选用支座mm2mm2轴线间板，计算模型为对边固定对边简支，查表得，与轴线间板计算结果相同所以都为11卫生间现浇板计算（门厅荷载小于卫生间，所以可将门厅处钢筋按卫生间的计算结果布置）kNm/m kNm/m kNm/mkNm/mkN/mkN/mkN/mkNmmm2mm2所以kNmmm2mm2所以12.四层/轴线间现浇板，两邻边固定，两邻边简支kNm/m kNm/m kNm/mkNm/m取较大的值计算kNmkN所以取13. 构造柱边现浇板带BD1现浇板带截面尺寸为，计算模型为两端固定荷载计算：正弯曲钢筋的计算：所以选用支座负筋：所以选用14.预应力空心板的选择按陕02G09图集选用kN/m2，kN/m2，板厚为120mm，查表得板自重及灌缝自重：500宽板时为1.97kN/m2600宽板时为1.93kN/m214.1 3米板长500宽：kNmkNmkNmkN查500宽选用表，选用YKB3051600宽：kNmkNmkNmkN查600宽选用表，选用YKB306114.2 3.6米板长500宽：kNmkNmkNmkN查500宽选用表，选用YKB3651600宽：kNmkNmkNmkN查600宽选用表，选用YKB366115.构造要求15.1构造柱构造柱截面尺寸为墙厚墙厚，纵向钢筋采用，箍筋间距为250mm，且在柱上下端间距为150mm。四个角上的构造柱将钢筋提高一级。构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并沿墙每隔500mm设26拉结钢筋，每边深入墙体1.05m。构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁的主筋，保证构造柱纵筋上下贯通。15.2圈梁圈梁应上下闭合，遇有洞口应上下搭接。圈梁紧靠板底，在同一水平面上。且应设在屋盖及每层楼盖处。圈梁的截面高度为240mm，宽度为370mm或者240mm（详见图纸）纵筋采用，箍筋间距为200mm，房屋中间的一道横向圈梁总经提高一个等级。27