建工砌体结构课程设计.doc

学 号：0552010908 姓 名：班 级：指导老师： 建筑工程系 2008.06.28一墙体设计41、选定墙体承重方案42，判断房屋结构体系的静力计算方案43 进行承重墙柱的稳定性和强度验算（包粱端支承处砌体局部受压强度验算）4二楼盖及屋盖方案41 进行楼，屋盖的结构布置,绘制楼盖平面布置图(含预制构件统计表)42选择一楼梯和雨蓬进行结构设计,并绘制楼梯和雨蓬的配筋和钢筋表4 基础选择41确定墙体基础方案42 选择外墙基础为一设计单元进行基础设计确定基础材料,基础深度,基底宽度及基础剖面尺寸.43 绘制基础平面布置及基础剖面图.4 设计图纸 2号图34张4楼面可变荷载 2 kN/m2 L1=6.3 m L2=10.8 m42、确定计算截面5屋面板作用在横墙上的恒荷载标准值 4.704 kN/m23.175m1.0m 14.94 kN9六、楼梯的设计14（2）荷载计算（取1m板宽作为计算单元）15(4)配筋计算150.7ftbh00.71.1200365/100056.21 kNVmax40.51 kN，按构造配筋16七、雨篷的设计161、计算单元215、基础截面简图21一、设计题目某教学综合楼二、设计资料（一）建筑方案（二）自然条件及物质技术条件1、气象资料基本风压值 W00.35kN/m2基本雪压值 S00kN/m22、水文、地质资料耕土及填土最大深度为-1.5m持力层：轻质粘土、容许承载力q200 kN/m23、材料供应砖强度等级：MU10、MU15实心粘土砖砂浆强度等级： M7.5、M5、M2.5（建议底层用M5，其余各层用M2.5）混凝土：C20、C30钢筋：HPB235、HRB335钢筋混凝土构件：所有的梁、板、过梁、雨蓬等构件均在预制场预制，在教学楼施工现场安装，楼梯在教学楼内现浇。预制厂构件生产规格见附表（三）结构设计1、结构方案本结构采用混合结构体系，墙承重，钢筋混凝土预制平面楼（屋）盖。2、使用荷载（1）屋面可变荷载：按不上人屋面取0.7 kN/m2（2）楼面可变荷载：走廊、楼梯、厕所2.5 kN/m2，其余房间为3.5 kN/m2，其余房间内可变荷载见附表2（3）门、窗重：（KN/m2）木窗：0.2-0.3；铁窗：0.4-0.45；木门：0.1-0.2；铁门：0.4-0.45材料标准容重（KN/m3）普通实心砖：19KN/m3、混合砂浆17KN/m3、素混凝土23KN/m3、钢筋25KN/m3（4）屋顶女儿墙240mm，高900mm（5）屋面采用油毡防水屋面，二毡三油0.35 KN/m2（6）楼面水磨石地面按0.65KN/m23、楼（屋）面及墙体构造（1）屋面：油毡防水屋面（结构找坡）（2）楼面：水磨石地面（3）所有内墙及外墙厚240mm（4）墙面：内墙抹灰、仿瓷涂料，外墙由设计人员自己决定三 结构设计内容及要求一墙体设计1、选定墙体承重方案2，判断房屋结构体系的静力计算方案3 进行承重墙柱的稳定性和强度验算（包粱端支承处砌体局部受压强度验算）二楼盖及屋盖方案1 进行楼，屋盖的结构布置,绘制楼盖平面布置图(含预制构件统计表)2选择一楼梯和雨蓬进行结构设计,并绘制楼梯和雨蓬的配筋和钢筋表 基础选择1确定墙体基础方案2 选择外墙基础为一设计单元进行基础设计确定基础材料,基础深度,基底宽度及基础剖面尺寸.3 绘制基础平面布置及基础剖面图. 设计图纸 2号图34张楼面可变荷载 2 kN/m2 L1=6.3 m L2=10.8 m 墙体设计房屋的静力计算方案因为横墙间距S=10.8M2H， H0底1.0H4.4M其他楼层墙计算高度：H3.6m s10.8m2H=7.2m H01.0H3.6m 由于墙厚为0.24 m墙，承重墙均取。有窗户的墙允许高厚比 ：210.4bs/s10.41750*3/108000.8060.7底层高厚比验算：允许高厚比，查表得：砂浆采用M5时,=24.H0/h4.4/0.2418.3121.20.8062423.2128，满足要求。二至四层外纵墙高厚比验算:允许高厚比，查表得：砂浆采用M2.5时,=22H0/h3.6/0.2415121.20.8062221.2784，满足要求。（2）、内纵墙高厚比验算底层墙体计算高度H3.6+0.5m=4.1m Hs10.8m2H， H0底1.0H4.1 m其他层墙体计算高度H3.6m s10.8m2H H01.0H3.6m 墙厚0.37m和0.24 m墙，承重墙均取。有窗户的墙允许高厚比 ：210.4bs/s1(0.41750+12002)/108000.8460.7(教室门取1200mm)底层内纵墙高厚比验算:H0/h4.1/0.2417.08121.20.8462424.3648，满足要求。二至四层内纵墙高厚比验算:H0/h3.6/0.2415121.20.8462222.3344，满足要求。（3）、横墙高厚比验算底层墙体计算高度H4.4m Hs10.82H， H0底1.0H4.4m 其他层墙体计算高度H3.6m Hs10.8m2H， H03.6m墙厚0.24 m墙，承重墙均取。横墙上没有洞口, 21.0底层横墙高厚比验算:H0/h4.4/0.2418.33121.21.02428.8，满足要求。二至四层横墙高厚比验算:H0/h3.6/0.2415121.21.02226.4， 满足要求。五、墙体承载力计算： 1、选取计算单元对于该房屋的外纵墙，A、D轴受荷最不利情况基本相同，对于B、C轴的内纵墙，走廊楼面传来的荷载虽使内纵墙的竖向压力有所增加，但梁（板）支撑处的墙体轴向力的偏心距却有所减少，且内纵墙的洞口宽度也较外纵墙的小，故可以只对A轴线对应处纵墙进行计算，取图中斜线的部分为计算单元，其受荷面积为2.43.0=7.2m2 。横墙选1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取775+1750+650mm=3.175m为受荷宽度，计算截面面积A b积=0.241=0.24 m2 由于房屋开间、荷载近似，因此按轴压验算。2、确定计算截面 由于底层和二、三、四层砂浆等级不同，及墙厚不同，因此需验算一、二层墙体承载力，每层取两个控制截面 ，。一层墙体强度取 MPa，二三四层墙体强度取MPa。墙体截面如图：2400065017501750300010003600360044001000横墙计算简图纵墙计算简图纵墙计算单元L13600360044003600ujiu单元3荷载计算 （1）、纵墙1）、屋面荷载a. 恒荷载两毡三油防水层 0.35KNm2 20mm水泥沙浆找平层 0.0220KNm2 陶粒混凝土找坡2%1.414 KNm2120mm厚预应力空心板（含灌缝） 2.20 KNm2 20mm天棚抹灰 0.0217 KNm2屋面恒荷载标准值 4.704KNm2作用在纵墙上的恒荷载:板传来荷载 4.704 kN/m22.4m3m 33.87 kN进深梁自重（截面为250mm500mm包括抹灰15mm）：0.250.5250.015(20.50.25)176/2 10.33 kN屋面纵墙上的恒荷载标准值 44.2 kN屋面纵墙上的活荷载标准值 1.0 kN/m23.0m2.4m 7.2 kN2）、楼面荷载a. 恒荷载水磨石地面 0.65 KNm220mm厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220 KNm3 =0.4KNm2120mm厚预应力空心板 2.20 KNm2 20mm天棚抹灰 0.02m17KNm2 =0.34 KNm2楼面恒荷载标准值 3.59 KNm2 作用在纵墙上的恒荷载:板传来荷载 3.59 kN/m23.0m2.4 m25.85 kN进深梁自重（截面为250mm500mm包括抹灰15mm）： 0.250.5250.015(20.50.25)176/2 10.33 kN楼面纵墙上的恒荷载标准值 36.18 kN楼面纵墙上的活荷载标准值 2.5 kN/m23.0m2.4m18 kN3)、墙体自重双面粉刷240mm厚砖墙自重标准值 5.24 kN/m2钢窗自重标准值 0.40 kN/m2铁门 0.45 kN/m2a.女儿墙1.0m2.4m5.24 kN/m212.58 kN b.女儿墙底至控制截面(忽略因梁引起的误差)0.5m2.4m5.24kN/m26.29 kNc.二至四层纵墙(窗1750mm2100mm)（2.4m3.6m1.75m2.1m）5.24 kN/m21.75m2.1m0.40 kN/m227.49kNd.底层纵墙（2.4m4.4m1.75m2.1m）7.62kN/m21.75m2.1m0.40 kN/m253.93kN（2）横墙屋面板作用在横墙上的恒荷载标准值 4.704 kN/m23.175m1.0m 14.94 kN屋面活荷载标准值 1.0 kN/m23.175m1.0m 3.18 kN楼面板作用在横墙上的恒荷载标准值 3.59 kN/m23.175m1.0m 11.40kN楼面横墙上的活荷载标准值 2.5 kN/m23.175m1.0m 7.94kN标准层横墙自重 1.0m3.6m5.24 kN/m218.86 kN底层横墙自重 1.0m3.6m7.62 kN/m227.43 kN由于本地区的基本风压为0.35KNm2，且房屋层高小于3.6m4m，房屋总高小于15.4m28m，故该设计可不考虑风荷载影响。4、荷载组合荷载设计值按可变荷载效应控制组合时G1.2、Q1.4，按可变荷载效应控制组合时G1.35、Q1.0。各项组合计算列表如下荷载组合计算表组合项目恒荷载活荷载可变荷载效应永久荷载效应控制的组合控制的组合屋面荷载（纵墙）44.27.263.1266.87屋面荷载（横墙）14.943.1822.3823.349楼面荷载（纵墙）36.181868.61666.843楼面荷载（横墙）11.47.9424.79623.33女儿墙12.58015.09616.983女儿墙底至梁底6.2907.5488.4915标准层墙体自重（纵墙）27.49032.98837.1115标准层墙体自重（横墙）18.86022.63225.461一层墙体自重（纵墙）53.93064.71672.8055一层墙体自重（横墙）27.43032.91637.03054、内力分析（1）梁端有效支承长度的计算.屋盖及一、二、三层梁L1截面尺寸bh250mm500mm，梁端伸入墙内240mm，下设刚性垫块bbabtb240mm500mm180mm，A=240mm500mm=120000mm刚梁端垫块上表面有效支承长度采用计算。外纵墙的计算面积为窗间墙的面积A1.25m0.24m0.3m2, 由可变荷载效应控制的组合及可变荷载效应控制的组合计算列表如下由可变荷载效应控制的梁端有效支承长度计算楼层4321h/mm500500500500f/Mpa2.072.072.072.31Nu/kN22.644118.752220.356321.960(N/mm2)0.18870.98961.83632.6830/f0.091159420.4780676330.8871014491.16147186115.536.358.199.42a0/ mm85.9458598398.69009221127.2869063138.5893682由永久荷载效应控制的梁端有效支承长度计算楼层4321h/mm500500500500f/Mpa2.072.072.072.31Nu/kN25.4745129.456233.4105337.3650(N/mm2)0.21228751.07881.94508752.8113750/f0.1025543480.521159420.9396557971.21704545515.556.548.439.68a0/ mm86.25669476101.6430241131.0169256142.4145525(2)外纵墙控制截面的内力计算进深梁传递荷载对外墙的偏心距eh/20.4 a0。各层，-截面的内力按可变荷载控制的组合及可变荷载控制的组合计算列表如下由可变荷载效应控制的纵墙截面内力计算楼层上层传来荷载本层楼盖荷载截面截面Nu/kNe2/mmNl/kNe1/mmM(kNm)N/kNN/kN422.644063.1285.621656075.40443893185.764118.7523118.752068.61680.523963125.525232253187.368220.3562220.356068.61669.085237474.740352654288.972321.961321.96-6568.616129.5642527-12.03721924390.576455.292由永久荷载效应控制的纵墙截面内力计算楼层上层传来荷载本层楼盖荷载截面截面Nu/kNe2/mmNl/kNe1/mmM(kNm)N/kNN/kN425.4745066.8785.49732215.71720592892.3445129.4563129.456066.84379.342790365.303510136196.299233.41052233.4105066.84367.593229784.518134258300.2535337.3651337.365-6566.843128.034179-13.37053637404.208477.01355、墙体承载力验算（1）纵墙承载力验算承载力一般只对截面进行，但对多层砖砌体房屋的底部截面可能更不利，因此也对一层的截面进行承载力验算，计算过程及结果列表如下纵向墙体由可变荷载效应控制的组合承载力验算项目第4层第3层第2层第1层截面截面M/（kNm）5.4044389315.5252324.74035265412.037219240N/kN85.764187.368288.972390.576455.292e/mm63.0152386929.4886716.4041936730.81914720h/mm240240240370370e/h0.2625634950.1228690.0683508070.083294992015151511.8918918911.891891890.3120.4940.5980.6430.823Amm2300000300000300000300000300000f/Mpa2.072.072.072.312.31Af193.752306.774371.358445.599570.339Af / N2.2591297051.6372811.2851002871.1408765521.252688385Af / N均大于1，满足要求纵向墙体由永久荷载效应控制的组合承载力验算项目第4层第3层第2层第1层截面截面M/（kNm）5.7172059285.303514.51813425813.370536370N/kN92.3445196.299300.2535404.208477.0135e/mm61.9117102627.0175115.0477321933.078356620h/mm240240240370370e/h0.2579654590.1125730.0626988840.089400964015151511.8918918911.891891890.3170.5140.610.7280.823Amm2300000300000300000462500462500f/Mpa2.072.072.072.312.31Af196.857319.194378.81777.777879.272625Af / N2.1317674581.626061.2616339191.9241999171.843286668满足要求（2）横墙承载力验算取1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取3.175m为受荷宽度，由于房间开间、荷载均相同，因此近似按轴压验算，计算过程及结果列表如下横向墙体承载力验算项目由可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合第2层第1层第2层第1层截面截面截面截面N/kN139.868197.58146.392206.7525H0/m3.123.283.123.28h/m0.240.370.240.37138.864864865138.8648648650.7950.8930.7950.893Amm2240370240370f/Mpa2.072.312.072.31Af394.956763.2471394.956763.2471Af / N2.8237767043.8629775282.6979343133.691597925满足要求6、砌体的局部承载力验算以上述窗间墙第一层为计算对象，在梁下设刚性垫块bbabtb240mm500mm180mm，验算刚性垫块下的砌体局部抗压强度。Abbbab240mm500mm120000mm2，A0（2240mm500mm）240mm235200mm2，计算过程及结果列表如下砌体局部抗压强度验算项目由可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合Ab120000120000A0235200235200A0/Al1.961.962.3297958972.3297958971.8638367181.86383671802.6832.8110/f1.1614718611.216883117a084.5984.329.429.680.4a033.83633.728el151.164151.272N0=0*Ab321.96337.32Nl68.61666.843N0Nl390.576404.163eNl* el/ N0Nl26.5563399325.0183077e/ab0.1106514160.1042429490.870.882449.4903182455.69018461.1508395761.127491098满足要求六、楼梯的设计本教学楼采用现浇整体式钢筋混凝土楼梯，采用C20混凝土，梁的纵向受力钢筋选用HRB335级钢筋，其余选用HPB235级钢筋，活荷载标准值为2.5 kN/，按板式楼梯进行设计，其平面布置如下图所示：1、梯段板的计算（1）确定板厚hl0/303300/30110mm，取h120mm。h0120mm25mm95mm，取1m板宽进行计算。（2）荷载计算（取1m板宽作为计算单元）楼梯板的倾斜角：aarctan150/3002634 cos a 0.894踏步重 1/0.31/20.3m0.15m25 kN/m3 1.875 kN/m斜板重 1/0.894m0.12m25 kN/m3 1.875 kN/m水磨石面层 (0.30.15)/0.31m0.65 kN/m2 0.975 kN/m15mm厚混合砂浆底板抹灰 1/0.894m0.015m17 kN/m3 0.285 kN/m恒荷载标准值 6.491 kN/m活荷载标准值 2.5 kN/m21m 2.5 kN/m总荷载设计值：P1.26.491 kN/m1.42.5 kN/m11.3 kN/m(3)内力计算计算跨度：l03.3m，跨中弯矩：M1/10Pl021/1011.3 kN/m3.3m212.31 kNm(4)配筋计算受力纵筋计算表M（kNm）选用钢筋实配钢筋面积（mm）12.3100142015446794510160491分布钢筋选用83002、平台板的计算（1）确定板厚取h100mm。h0100mm25mm75mm，取1m板宽进行计算。（2）荷载计算（取1m板宽作为计算单元）板自重 0.1m1.0m25 kN/m3 2.5 kN/m水磨石面层 1m0.65 kN/m2 0.65 kN/m15mm厚混合砂浆底板抹灰 0.015m1m17 kN/m3 0.26 kN/m恒荷载标准值 3.41 kN/m活荷载标准值 2.5 kN/m21m 2.5 kN/m总荷载设计值：P1.23.41 kN/m1.42.5 kN/m7.592 kN/m(3)内力计算计算跨度：l0lnh/21.3m0.1/2 1.35m跨中弯矩：M1/8Pl021/87.592 kN/m1.352m21.73 kNm(4)配筋计算受力纵筋计算表M（kNm）选用钢筋实配钢筋面积（mm）1.730.0320.03399.06250113分布钢筋选用63003、平台梁的计算设计（2）荷载计算（取1m板宽作为计算单元）取bh200mm400mm。h0400mm35mm365mm。梯段板传来 3.3/211.3 kN/m 18.65 kN/m平台板传来 (1.3/20.20)7.59 kN/m 6.45 kN/m梁自重 1.20.2m0.4m25 kN/m3 2.4 kN/m平台梁荷载设计值 P 26.74 kN/m (3)内力计算计算跨度：l01.05ln1.053.060m 3.213ml0lna3.060m0.24m 3.3mm最大弯矩：Mmax1/8Pl021/826.74kN/m3.213m234.17 kNm最大剪力：Vmax1/2Pln1/226.74 kN/m3.06m40.51 kN(4)配筋计算a进行平台梁正截面承载力计算时，按一类倒L形截面计算，其翼缘宽度bf1/6l01/63213536mmbS0/22001300/2850mm。受力纵筋计算表M（kNm）选用钢筋实配钢筋面积（mm）34.5060.1350.145442.26314461.0b进行平台梁斜截面承载力计算时，按矩形截面计算0.25cfcbh00.251.09.6200365/1000175.2kNVmax40.51 kN，截面尺寸满足要求0.7ftbh00.71.1200365/100056.21 kNVmax40.51 kN，按构造配筋选配6200。七、雨篷的设计雨篷板的尺寸为1100mm3000mm，雨篷板的厚度取悬挑长度的1/81/12，端部板厚取为80mm，根部板厚取为100mm。雨篷梁的宽度一般与墙厚相同，取240mm；高度为跨度的1/81/12，取为370mm；雨篷梁伸入墙内的支承长度为600mm。为防止雨水渗入墙内，梁顶设置高于板面60mm的凸缘。采用C20混凝土，纵向受力钢筋选用HRB335级钢筋，其余选用HPB235级钢筋。1、雨篷板的设计取1m板宽进行计算， h080mm25mm55mm计算简图如下（1）荷载计算a. 恒荷载20mm厚防水砂浆 0.02m1.0m20 kN/m3 0.4 kN/m雨篷板自重 ( 0.08m0.1m)/21.0m25 kN/m3 2.25 kN/m15mm厚板底混合砂浆抹灰 0.015m1.0m17 kN/m3 0.4 kN/m恒荷载标准值 2.66 kN/mb.活荷载活荷载标准值 1.0 kN/m21m 1.0 kN/m施工、检修荷载 1.0 kN/m1m 1.0 kN/m（2）内力计算a.第一种荷载组合情况下gq1.22.66 kN/m1.41.0 kN/m4.59 kN/mM11/2(gq)ln21/24.591.122.78 kNmb.第二种荷载组合情况下g1.22.66 kN/m3.19 kN/mp1.41.0 kN1.4 kNM21/2gln2pln1/23.191.121.41.13.47 kNm（3）配筋计算由于第二种组合的荷载值较大，起控制作用，故按第二种组合来考虑。受力纵筋计算表M（kNm） =1- 1-M/0.5fcbh02As=a1fcbh0/fy(mm)选用钢筋实配钢筋面积（mm）3.4700.128320.9138150335.0分布钢筋选用63002、雨篷梁的设计bh240mm370mm，h0370mm35mm335mm（1）荷载计算墙体传来的荷载：雨篷梁上墙体高度hc600mm900mm370mm1130mmln/31800mm/3600m，按ln/3高度墙体的均布质量计算。雨篷板传来的荷载：由于第二种组合的荷载值较大，起控制作用，故按第二种组合来考虑。a. 恒荷载墙体传来的恒荷载 (3.03.020.60)m0.60m /27.62 kN/m2/3m 5.49 kN/m雨篷板传来的恒荷载 3.19 kN/m雨篷梁自重 0.37m0.37mm25 kN/m3 3.42 kN/m恒荷载标准值 12.10 kN/m恒荷载设计值 1.212.10 kN/m 14.52 kN/mb.活荷载雨篷板传来的活荷载 1.4 kN/m施工、检修荷载 1.0 kN/m活荷载标准值 2.4 kN/m活荷载设计值 1.42.4kN/m 3.36 kN/m（2）内力计算a.弯矩M1/8(gq)l21/8(14.523.36)3.0220.12 kNmb.剪力V1/2(gq)l1/2(14.523.36)3.026.82 kNc.单位长度上的扭矩（a）第一种荷载组合情况下gq1.212.10 kN/m1.41.4 kN/m16.48 kN/mtq (gq) l(lb)/216.48 1.1(1.10.24)/212.15 kNm（b）第二种荷载组合情况下g1.212.10 kN/m14.52 kN/mp1.41.0 kN1.4 kNtqgl(lb)/2q (lb)/214.521.