砌体结构设计计算书.doc

砌 体 结 构 课 程 设 计 计 算 书设计题目 某教学楼墙下条形基础设计 专业班级 土木工程072班 学生姓名 学 号 指导教师 完成时间 2010.1.8 成 绩 目录一.荷载统计11.屋面荷载12.楼盖荷载13.楼（屋）盖大梁自重24.外墙自重25.内墙自重26.窗自重2二.墙体高厚比验算31.外纵墙32.内纵墙43.内横墙44.隔墙5三.墙体内力计算和截面承载力验算61.外纵墙内力计算和截面承载力验算62.内纵墙内力计算和截面积承载力验算173.内横墙内力计算和承载力验算21四.过梁设计221.荷载计算222.钢筋混凝土过梁的设计223.过梁梁端支承处局部抗压承载力验算23五.挑梁设计241.抗倾覆验算242.挑梁下砌体局部受压验算253.挑梁承载力计算25六.墙梁设计261.基本尺寸的确定262.荷载设计值计算26七.地下室墙体计算301.內力计算302.内力组合313.承载力验算33图索引图 1壁柱墙截面3图 2结构布置图及剖面图6图 3地下室墙30浙江林学院土木工程专业课程设计计算书 共 34 页 第35 页 一. 荷载统计1. 屋面荷载40厚配筋细石混凝土25×0.040 =1.00顺水方向间隔500砌120厚、180高条砖19×0.120×0.180/0.5=0.82三毡四油沥青防水卷材上铺绿豆沙=0.420厚水泥砂浆找平层20×0.020 =0.440厚水泥珍珠岩6×0.04=0.24110厚预制钢筋混凝土空心板=2.0016厚混合砂浆板底抹灰17×0.016 =0.27合计5.13KN/m2屋面恒荷载标准值：5.13 KN/m2屋面活荷载标准值：2.00 KN/m22. 楼盖荷载(1) 一、二、三、四层楼盖15厚大理石面层28×0.015=0.4220厚水泥砂浆结合层20×0.020=0.4020厚水泥砂浆找平层20×0.020=0.40110厚预制钢筋混凝土空心板=2.0016厚混合砂浆板底抹灰17×0.016=0.27合计3.49 KN/m2楼盖恒荷载标准值：3.49 KN/m2楼盖活荷载标准值：2.00 KN/m2(2) 地下室楼盖15厚大理石面层28×0.015=0.4220厚水泥砂浆结合层20×0.020=0.4020厚水泥砂浆找平层20×0.020=0.40120厚现浇钢筋混凝土楼板25×0.120=3.0020厚水泥砂浆板底抹灰20×0.020=0.34合计4.62 KN/m2楼盖恒荷载标准值：4.62 KN/m2楼盖活荷载标准值：2.00 KN/m23. 楼（屋）盖大梁自重设梁截面尺寸为250×550mm砌体自重25×0.250×0.550=3.4416厚混合砂浆抹灰17×0.016×1.35=0.37合计3.81KN/m2梁自重标准值：3.81 KN/m24. 外墙自重砌体自重19×0.240=4.56外装修自重28×0.015+20×0.020=0.82内装修自重17×0.016=0.27合计5.65 KN/m2外墙自重标准值：5.65 KN/m25. 内墙自重砌体自重19×0.240=4.56装修自重17×0.016×2=0.54合计5.10 KN/m2内墙自重标准值：5.10 KN/m26. 窗自重塑钢窗自重标准值：0.40 KN/m2二. 墙体高厚比验算1. 外纵墙(1) 确定静力计算步骤该办公楼采用装配式屋檩条体系屋盖，属一类屋盖，最大横墙间距，属刚性方案。墙高，墙厚。一、二层使用砂浆，则，三、四层使用砂浆，则，故满足时即可。(2) 带壁柱墙截面几何参数图 1壁柱墙截面截面面积 行心位置 截面惯性矩 回转半径 折算厚度 (3) 整片墙高厚比验算选取轴线带壁柱墙作为研究对象, 查表，承重墙则，满足要求(4) 壁柱间墙高厚比验算选取轴线壁柱间墙作为研究对象，查表同上取， ,满足要求2. 内纵墙同外纵墙，静力计算方案亦为刚性方案 , 选取轴线带构造柱墙作为研究对象(1) 带构造柱墙高厚比验算 ,查表承重墙 0.05<bc/l=240/3600=0.067<0.25,满足要求(2) 构造柱间墙高厚比验算构造柱间距,查表承重墙, 无洞口,满足要求3. 内横墙(1) 确定静力计算方案 最大纵墙间距,属刚性方案 ,墙高, (2) 有门洞内横墙高厚比验算选取轴线内横墙作为研究对象, ,查表承重墙 ,有门洞,满足要求(3) 无门洞内横墙高厚比验算选取轴线内横墙作为研究对象, ,查表承重墙 , 无洞口4. 隔墙, ,自承重墙, 无洞口, 满足要求三. 墙体内力计算和截面承载力验算根据屋盖类别及横墙间距，知该办公楼属刚性方案，因其层高小于，总高小于，故外墙不考虑风荷载影响。1. 外纵墙内力计算和截面承载力验算(1) 计算单元外纵墙取一个开间为计算单元，由一至四层平面图中（1）斜虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积，窗间距为计算截面图 2结构布置图及剖面图(2) 控制截面由于一、二层和三、四层砂浆等级不同，需验算一层及三层墙体承载力，每层墙体取两个控制截面、，如图（b）所示，一、二层砌体抗压强度设计值，三、四层为，每层墙体的计算截面面积为：(3) 各层墙体内力标准值计算1) 各层墙重女儿墙及顶层梁高范围内墙重女儿墙高度为，屋面板或楼面板厚度为，梁高度为，层墙重（从上一层梁底面到下一层梁底面）底层墙重（大梁底面到地下室板底）2) 屋面梁支座反力由恒荷载标准值传来：由活荷载标准值传来：有效支承长度：, 取3) 楼面梁支座反力由恒荷载标准值传来：由活荷载标准值传来：三层楼面梁有效支承长度：一、二楼面梁有效支承长度：各层墙面承受轴向力标准值如图（c）所示(4) 内力组合以下所称第一种组合为由可变荷载效应控制的组合 , 第二种组合力由永久荷载效应控制的组合 , , , 1) 三层墙截面第一种组合第二种组合2) 三层墙体截面第一种组合第二种组合3) 一层墙截面（考虑层楼面活荷载折减系数0.85）第一种组合第二种组合4) 一层墙截面第一种组合第二种组合(5) 截面承载力验算1) 三层墙体截面第一种组合 查表 ,满足要求第二种组合 查表,满足要求2) 三层墙体截面按轴心受压计算（）,取两种组合中较大的轴力进行 查表, 满足要求3) 一层墙体截面第一种组合 查表 ,不满足要求第二种组合 查表,不满足要求故将一二层砂浆等级提高到再次验算第一种组合 查表 ,满足要求第二种组合 查表,满足要求4) 一层墙体截面按轴心受压计算（）,取两种组合中较大的轴力进行 查表, 满足要求(6) 梁下局部承压验算1) 四层墙体截面设预知刚性垫块尺寸为第一种组合 查表 查表，安全第二种组合 查表 查表，安全2) 四层墙体截面第一种组合第二种组合3) 三层墙体截面设预知刚性垫块尺寸为第一种组合 查表 查表，安全第二种组合 查表 查表，安全4) 三层墙体截面第一种组合第二种组合5) 二层墙体截面设预制刚性垫块尺寸 第一种组合 查表 查表，安全第二种组合 查表 查表，安全6) 二层墙体截面第一种组合第二种组合7) 一层墙体截面设预制刚性垫块尺寸 第一种组合 查表 查表，安全第二种组合 查表 查表，安全8) 一层墙体截面第一种组合第二种组合2. 内纵墙内力计算和截面积承载力验算(1) 计算单元内纵墙取一个开间为计算单元，由一层至四层平面图中（2）斜虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积，带构造柱墙为计算截面(2) 控制截面由于一、二层和三，四层砂浆等级不同，需验算一层及三层墙体承载力，每层墙体去两个控制截面、一、二层,三、四层,每层墙体计算截面面积为(3) 各层墙体内力标准值计算1) 各层墙重顶层梁高范围内墙重层墙重（从上一层梁底面到下一层底面）底层墙重（大梁底面到地下室板底）2) 屋面梁支座反力由恒荷载标准值传来：由活荷载标准值传来：有效支承长度：3) 楼面梁支座反力由恒荷载标准值传来：由活荷载标准值传来：有效支承长度： (4) 内力组合1) 三层墙体截面第一种组合第二种组合2) 三层墙体截面第一种组合第二种组合3) 一层墙体截面（考虑层楼面活荷载折减系数0.85）第一种组合第二种组合4) 一层墙截面第一种组合第二种组合(5) 截面承载力计算1) 三层墙体截面第一种组合 查表 ,满足要求第二种组合 查表,满足要求2) 三层墙体截面按轴心受压计算（）,取两种组合中较大的轴力进行 查表, 满足要求3) 一层墙体截面第一种组合 查表,满足要求第二种组合 查表,满足要求4) 一层墙体截面按轴心受压计算（）,取两种组合中较大的轴力进行 查表, 满足要求(6) 梁下局部本例在大梁支承出均设有钢筋混凝土构造柱，由于构造柱混凝土抗压强度远大于砌体抗压强度，因而可不进行梁下局部承压验算。3. 内横墙内力计算和承载力验算(1) 计算单元取宽墙体作为计算单元，房屋纵向取为受荷宽度，计算截面面积由于房间开间及所承受荷载均相同，因而可按轴心受压计算。(2) 内力组合及承载力验算（1）三层墙体截面第一种组合第二种组合取两种组合中较大的轴力进行 查表 ，满足要求 (2)一层墙体截面第一种组合第二种组合取两种组合中较大的轴力进行 查表 ,满足要求四. 过梁设计考虑过梁跨度及荷载等情况。过梁截面取1. 荷载计算过梁上的墙体高度为故要考虑梁、板传来的均匀荷载；因小于。所以考虑高的墙体自重，从而得到作用在过梁上的荷载为：2. 钢筋混凝土过梁的设计 过梁的计算跨度 取较小值为计算跨度，则剪矩：剪力：受压区高度:纵筋面积： 纵筋选用312 属于厚腹梁且 又故按构造配置箍筋，采用。3. 过梁梁端支承处局部抗压承载力验算(1) 三、四层墙体砌体抗压强度设计值，取应力图形完整系数过梁的有效支撑长度 承压面积 影响面积 由于 故局部承压强度提高系数取不考虑上部荷载，则局部压力为局部承压的抗力 ，安全(2) 一、二层墙体 ，故，安全 五. 挑梁设计选取2轴线的挑梁作为研究对象，设挑梁面积为过梁截面为。嵌入与纵墙交接成T形截面楼墙内的长度，则挑梁自重：跳台栏板荷载：1. 抗倾覆验算，从而倾覆点距墙边距离倾覆力矩由阳台上的荷载，和挑梁自重产生（以恒载为主的且最为不利），可如下近式计算： ，挑梁抗倾覆能力不够。故改取，则洞口内边至挑梁尾端距离为，挑梁抗倾覆安全。2. 挑梁下砌体局部受压验算第一种组合第二种组合故取,，查表 局部受压面积从而3. 挑梁承载力计算 挑梁最大弯矩 ：最大剪力：采用混凝土，级钢筋 选配312双肢箍筋.六. 墙梁设计1. 基本尺寸的确定墙梁净跨取较小值为计算跨度，则托梁高度，取取托梁宽度托梁截面有效高度为一层层高为，楼板厚故墙体计算高度墙梁计算高度2. 荷载设计值计算(1) 托梁自重标准值(2) 托梁顶面荷载设计值恒荷载标准值： 活荷载标准值：组合一：组合二：取(3) 墙梁顶面荷载设计值恒荷载标准值：墙重楼层盖重活荷载标准值：（20.85×3×2）×3.625.56KN/m组合一：组合二：取(4) 使用阶段托梁正截面承载力计算因为是无洞口墙梁，所以 所以 ，显然为大偏心受拉构件按题意， 取选用425选用414检验最小配筋率，满足要求由于梁高为，故在梁高中部配置通长水平腰筋两道，每道为212，符合规定，其间距不大于(5) 使用阶段托梁斜截面承载力计算由于是无洞口墙梁铰支座，托梁支座边缘建立系数截面验算条件，当采用混凝土时 ，可以由抗剪公式，得选用双肢箍筋（），满足(6) 使用阶段墙体受剪承载力计算窗间墙宽横墙间距故取，查表，则 可以(7) 使用阶段托梁上部砌体局部受压承载力验算，故可不验算局部受压承载力(8) 施工阶段托梁承载力验算托梁自重及一层楼盖恒载：墙体自重：恒载为：一层楼盖施工活荷载：所以，取 取结构重要性系数由此弯矩值单数矩形截面求得的，可以剪力设计值为可以七. 地下室墙体计算地下室外纵墙取一个开间作为计算单位，由地下室平面取图中（4）斜虚线部分为纵墙计算单位的受荷面积。1. 內力计算图 3地下室墙(1) 计算单元宽度内土侧压力标准值(2) 计算单元宽度内地面活荷载侧压力标准值当量土层厚度：(3) 计算单元宽度内上部结构传至地下室墙梁地面的轴力标准值由恒载产生的轴向力标准值： 由活载产生的轴向力标准值：由地下室墙梁传来的由恒载产生的轴向力标准值：采用砖 砂浆砌筑 故 有效支承长度：10(4) 计算宽度内地下室墙体自重Gk19×3.6×2.48×0.372×20×0.020×3.6×2.4865.8KN2. 内力组合(1) 墙顶截面（偏心受压）第一种组合第二种组合(2) 墙底截面（轴心受压）第一种组合第二种组合(3) （最大弯矩作用截面）第一种组合设最大弯矩位于地下室梁底面下的距离为，均布荷载引起的支座反力：三角形分布荷载引起的支座反力：楼面传来轴力标准值在上端支点A引起弯矩：支座反力合力令解得故相应的最大弯矩：相应的轴力第二种组合与第一种组合同理可得 故相应的最大弯矩：相应的轴力：3. 承载力验算(1) 墙顶截面（偏心受压）两种组合中第二种组合较为不利，取 查表 ，满足要求(2) 墙底截面（轴心受压）两种组合中第二种组合较为不利，取 查表 ，满足要求(3) 截面（最大弯矩作用截面）两种组合中第二种组合较为不利， 查表 ，满足要求