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1、 课程名称：砌体结构姓 名 学 号 年 级 09级 专 业 土木工程 学 院 建筑学院 2012年05月目 录设计资料3一、确定房屋的结构承重方案4二、确定房屋的静力计算方案4三、墙体高厚比验算41、外纵墙42、内纵墙53、横墙6四、荷载统计61、 楼面恒荷载标准值62、楼面活荷载标准值63、屋面恒荷载标准值64、楼面梁自重标准值75、上人屋面活荷载标准值76、墙体自重标准值77、风载7五、房屋纵墙截面内力计算和承载力验算71、选取承载力计算72、确定计算截面73、荷载计算84、控制截面的内力计算9六、房屋横墙截面内力计算和承载力验算181、 荷载计算182、控制截面内力计算193、横墙承载力
2、验算19七、砌体结构教学楼抗震设计201、水平地震作用计算202 、横墙截面抗震承载力验算223 、 纵墙截面抗震承载力验算23八、基础计算261、外纵墙下条形基础262、内横墙下条形基础27九、过梁的设计281、求最大弯矩设计值292、过梁梁端支承处局部抗压承载力验算30十、构造措施311、抗震构造措施312、砌体结构非抗震构造措施31十一、平面图31参考文献32砌体结构课程设计一、设计资料某高校一四层砖混结构教学楼，其平面图如图所示，内外墙均为240mm厚，墙体拟采用MU10烧结多扎砖，一、二层采用M10混合砂浆，三、四层采用M75混合砂浆砌筑，室内外高差为450mm，基础埋深为800mm
3、，拟定除底层层高为39m外，其余各层层高均为3.3m，窗台高为900mm，窗高为2m，墙面及梁侧抹灰均为20mm。楼面做法为：35厚水磨石面层；120厚混凝土空心板；15厚混合砂浆天棚抹灰。屋面的做法为：防水层；20厚水泥砂浆找平层；150厚水泥珍珠岩保温找坡层；隔气层；20厚水泥砂浆找平层；120厚混凝土空心扳；15厚混合砂浆天棚抹灰。根据地质资料表明，地下水位标高为-0.950m，基础底面标高为-0.195m，此处的地基承载力为150MPa。该地区的基本风压值为W00.55kN/m2。试选择合适的静力计算方案，对其进行设计。二、设计要求1、确定房屋的结构承重方案；2、确定房屋的静力计算方案
4、；3、熟练掌握各种方案多层房屋墙体设计及墙、柱高厚比验算方法；4、熟悉梁端下砌体的局部受压承载力验算；5、熟悉过梁、挑梁的设计计算；6、掌握墙体设计中的构造要求，确定构造柱和圈梁的布置；7、熟悉基础结构设计；8、掌握绘制结构施工图。三、设计期限：两周四、参考资料1.建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）2.砌体结构设计规范（GB 50003-2001）3.砌体结构一、确定房屋的结构承重方案本房屋为某高校一四层砖混结构教学楼，在使用上要求有较大空间，因而选用纵横墙结构承重方案。二、确定房屋的静力计算方案本房屋的屋盖、楼盖采用混凝土空心板，属一类屋盖和楼盖；横墙的最大间距，因此本房屋属刚性
5、方案。三、墙体高厚比验算根据构造要求：在一层与四层加设圈梁，宽度为240mm，高度为180mm。相邻壁柱间距离为3600mm，则此时墙高H只取到圈梁处。由于一二层设置壁柱，其墙体高度仍取层高。1、外纵墙取轴线D上横墙间距最大的一段外纵墙进行高厚比验算。对于三、四层外纵墙，H=3.3m，s=3. 63=10.8m2H=6.6m。=1.0=3.3m。一、二层墙的砂浆强度等级为M10，查表得=26；三、四层墙的砂浆强度等级M7.5，查表得=26.考虑窗洞的影响，。三、四层外纵墙的实际高厚比，满足要求。图一 壁柱对于第一二层外纵墙，属于带壁柱墙，几何特征为查表，故整片墙的高厚比，满足要求验算一层壁柱间
6、墙，查表，故壁柱间墙的高厚比，满足要求。验算二层壁柱间墙，查表。故壁柱间墙的高厚比,满足要求。2、内纵墙C轴线上横墙间距最大的一段内纵墙上开有两个门洞，满足要求。其他各层层高较一层层高较小，故其他各层不必验算，均满足要求。3、横墙横墙厚度为240mm，墙长6.6m，且墙上无洞口，其允许高厚比比纵墙的允许高厚比有利，故不必进行验算。四、荷载统计根据设计要求，荷载资料如下：1、 楼面恒荷载标准值35厚水磨石面层120厚混凝土空心板15厚混合砂浆天棚抹灰楼面恒荷载标准值合计2、楼面活荷载标准值3、屋面恒荷载标准值 40厚C30细石混凝土刚性防水层，表面压光)20厚水泥砂浆找平层150厚水泥珍珠岩保温
7、找平层隔气层20厚水泥砂浆找平层120混凝土空心板15厚混合砂浆天棚抹灰 屋面恒荷载标准值合计4、楼面梁自重标准值0.210.5525+0.02（20.55+0.21）20=3.44kN/m5、上人屋面活荷载标准值6、墙体自重标准值240厚墙体自重（考虑双面抹灰）370厚墙体自重（考虑双面抹灰）真空双层玻璃窗自重7、风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=0.55N/m0.6N/m，且层高小于4m，总高小于18m;房屋自重不小于0.8N/m。因此不考虑风荷载的影响。五、房屋纵墙截面内力计算和承载力验算1、选取承载力计算该房屋有内、外纵墙，对于内纵墙，虽然
8、走廊楼面，虽然走廊楼面荷载使内纵墙上的竖向压力有所增加，但梁板支承处墙体的轴向力偏心距却有所减小，并且纵墙上的洞口宽度较外墙上的小，因此可只在D轴线上取一个开间的外纵墙作为计算单元，其受力面积为：3.63.3=11.88（近似以轴线尺寸计算）。2、确定计算截面每层墙的控制截面位于墙顶部梁底面（如截面1-1）和墙底底面（如截面2-2）处。在界面1-1处，既有轴力N又有弯矩M，按偏心受压承载力，同时还应验算砌体的局部受压承载力；在截面2-2处，所受的轴心压力最大。图二 剖面图3、荷载计算取一个荷载单元，作用于纵墙的荷载标准值如下：屋面恒荷载：女儿墙自重(厚240mm，高900mm，双面粉刷)二、三
9、、四层楼面恒荷载屋面活荷载： 二三四层楼面活荷载：四层墙体和窗自重：三层墙体和窗自重：二层墙体和窗自重：一层墙体和窗自重：4、控制截面的内力计算（1）、第四层： 1）第四层截面1-1处：由屋面荷载产生的轴向力设计值应考虑两种内力组合：由可变荷载效应控制的组合，,则由永久效应控制的组合，则三四层墙体采用MU10烧结多扎砖，Mb7.5混合砂浆砌筑，查表得，砌体的抗压强度设计值，一二层墙体采用MU10烧结多扎砖，Mb10混合砂浆砌筑，查表得，砌体的抗压强度设计值。屋（楼）面梁端均设有圈梁，即取，则。2）、第四层截面2-2处：轴向力为上述荷载N1与本层墙自重之和：（2）第三层1）第三层截面3-3处：该
10、层楼面梁支承处设刚性垫块，查表得，由此得,查表得，由此得2）、第三层截面4-4处：轴向力为上述荷载N3与本层墙自重之和：（3）、第二层：1）、第二层截面5-5处：轴向力为上述荷载与本层楼盖荷载之和：,查表得 ，由此得 查表得，由此得2）、第二层截面6-6处：轴向力为上述荷载N5与本层墙自重之和：（4）、第一层：1）、第一层截面7-7处：轴向力为上述荷载与本层楼盖荷载之和：,查表得，由此得 查表，由此得，=2）、第一层截面8-8处：轴向力为上述荷载N7与本层墙自重之和：（5）第四层窗间墙承载力验算1）、窗间墙受压承载力验算结果如下表表1 第四层窗间墙验算结果项目第一组内力第二组内力截面截面112
11、21122N（kN）138.19184.47141.33209.832e（mm）680660e/h0.28300.2750y(mm)120120e/y0.570.60.570.30.360.30.360.30.360.3f(MPa)1.691.691.691.69fA(kN)176.44138.19474.552184.47182.52141.33474.552193.40结论满足要求满足要求2）、梁端支撑处（截面1-1）砌体局部受压承载力验算：两端设置尺寸为的预制刚性垫块。垫块面积：第一组内力： ，=112.63（0.12-0.40.093）/119.2=0.078m，按，查表，。，故（满足
12、要求）对于第二组内力，由于梁端反力非常接近，且相等，故采用相同尺寸的刚性垫块能满足局部受压承载力的要求（6）第三层窗间墙承载力验算1）、窗间墙受压承载力验算结果如下表表2 第三层窗间墙验算结果项目第一组内力第二组内力截面截面33443344N（kN）273.27272.22324.078329.379e（mm）260240e/h0.10800.10y(mm)120120e/y0.220.60.20.30.360.30.360.30.360.3f(MPa)1.691.691.691.69fA(kN)340.09273.21474.55227222343.746324.078474.552229.
13、329结论满足要求满足要求2）、梁端支承处（33截面）砌体局部受压承载力验算 梁端设置尺寸为740mm240mm300mm的预制刚性垫块，=0.240.74=0.1776，对于第一组内力：， ，按3时，查表得=0.84，=（0.74+20.24）0.24=0.2928；/=1.649，=1+0.35=1.282,满足要求。对于第二组内力，=0.6MPa，=84.359kN，=101.84mm该组内力与第一组相比相等，而梁端反力较小，这对局压受力有利，则用该垫块也能满足局压承载力要求。(7)、第二层窗间墙承载力验算1）、窗间墙受压承载力验算结果如下表表3 第二层窗间墙验算结果项目第一组内力第二组
14、内力截面截面55665566N（kN）412.878470.478408.199473e（mm）10.1060e/0.02900.0180y(mm)216216e/y0.1340.60.0830.30.44060.30.44060.30.44060.3f(MPa)1.891.891.891.89fA(kN)707.824412.88720.203487.48732.806408.02724.479473结论满足要求满足要求2）、梁端支承处（55截面）砌体局部受压承载力验算两端设置尺寸为620mm370mm240mm刚性垫块，垫块伸入翼墙内长度为240mm120mm，=0.620.37=0.22
15、94； 第一组内力： ， 按3时，查表得=0.82，（只计壁柱面积），取，则满足要求。对于第二组内力，=0.785MPa，与上组内力相比大致相等，而梁端反力较小，这对局压受力更有利，则采用该垫块亦能满足要求。（8）、第一层窗间墙承载力验算1）、窗间墙受压承载力验算结果如下表表4 第一层窗间墙验算结果项目第一组内力第二组内力截面截面77887788N（kN）564.46650.74560.00657.06e（mm）1.8070e/000.020y(mm)216216e/y0.0030.60.030.30.4406 0.30.4406 0.30.4406 0.3f(MPa)1.891.891.89
16、1.89fA(kN)653.69564.46653.69650.74564.573560653.69657.06结论满足要求满足要求满足要求不满足要求为了使底层墙体承载力满足要求，可以提高砌体的抗压强度，则底层选用MU20烧结多扎砖，Mb7.5混合砂浆砌筑，则。经验算，此时偏心距变化很小，故可使用原偏心距。对于8-8处截面由于砌体抗压强度提高，不用验算，均可满足要求。2）、梁端支撑出（截面7-7）砌体局部受压承载力验算：梁端设置尺寸为的刚性垫块。垫块面积为对于第一组内力：，,按447.76kN，满足要求二层：，=1669.93=581.3kNN=4.813.6+3.943.62+5.243.3
17、2.5=88.914kN，=88.914/(2401000)=0.37MPa采用M10级砂浆，=0.17MPa，/=0.37/0.17=2.176，查表得=1.185/=1.1850.173.28/1.0=660.756kN581.3kN，满足要求一层：，=1902.11=562.12kNN=4.813.6+3.943.63+5.243.33+5.243.90.5=121.962kN=121.962/(2401000)=0.508MPa，采用M7.5级砂浆，=0.14MPa，/=0. 0.508/0.14=3.628，查表得=1.35/=1.350.143.28/1.0=619.92kN562
18、.12kN满足要求3 、 纵墙截面抗震承载力验算外纵墙的窗间墙为不利墙段，取轴线的墙段进行抗震承载力验算。纵墙各墙肢比较均匀，各轴线的纵墙的刚度比可近似用墙截面面积比代替。三层：纵墙墙体截面总面积：=（36.24 -102.1）0.242+（36.24 -70.9）0.242=21.69，轴线A墙体截面面积：=（36.24 -102.1）0.24=3.66=1.31286.33=282.17kN二层：=21.69，=3.66，=1.31669.93=399.634kN，一层：=21.69，=3.66，=1.31902.11=417.25kN不利墙段的剪力按式计算尽端墙段（墙段1）：=h/b=2
19、000/870=2.299中间墙段（墙段2）：=h/b=2000/1500=1.333由于，应同时考虑弯曲、剪切变形，各墙段抗侧力刚度计算结果列于下表表6 一、二、三层外纵墙墙段地震剪力设计值墙段类别h（m）b（m）个数3（kN）一层二层三层120.8726.89712.1510.05211.9210.688.43221.593.9992.3690.15736.4933.1225.65验算第三层：采用M7.5级砂浆，=0.14MPa，=0.870.24=0.2088（墙段1） =1.50.24=0.36（墙段2）墙段1仅承受墙体自重，=0.75N=5.243.30.871.5=22.57kN，
20、 =22.57/0.2088=0.108MPa/=0.108/0.14=0.771，查表得=0.954/=0.9540.140.2088/0.75=37.18kN8.43kN满足要求轴线2、3、4、5的墙段2仅承受墙体自重N=5.243.31.51.5=38.907kN， =38.907/0.36=0.108MPa/=0.108/0.14=0.771，查表得=0.954/=0.9540.140.36/0.75=64.11kN25.65kN满足要求其他墙段2除了承受墙体自重外还承受大梁传来的屋面、楼面荷载N=5.243.31.51.5+4.8111.88+3.9411.88+2.53.32=16
21、5.561kN=165.561/0.36=0.460MPa/=0.460/0.14=3.29，查表得=1.312/=1.3120.140.36/1.0=66.12kN25.65kN满足要求验算第二层：采用M10级砂浆，=0.17MPa，=0.36 墙段1仅承受墙体自重，=0.75N=5.243.30.872.5=37.61kN，=37.61/0.4406=0.18MPa/=0.18/0.17=1.06，查表得=1.008/=1.0080.170.2088/0.75=47.71kN10.68kN满足要求轴线2、3、4、5的墙段2仅承受墙体自重N=5.243.31.52.5=64.845kN=64
22、.845/0.36=0.18MPa，/=0.18/0.17=1.06，查表得=1.008/=1.0080.170.36/0.75=82.25kN33.12kN满足要求其他墙段2除了承受墙体自重外还承受大梁传来的屋面、楼面荷载N=5.243.31.52+5.243.3（1.5-0.62）+7.710.623.3+ 4.8111.88+3.9411.882+3.4426.60.5=242.88kN=242.88/0.4406=0.675MPa/=0.675/0.17=3.97，查表得=1.387/=1.3870.170.36/1.0=84.88kN33.12kN满足要求验算第一层：采用M7.5级砂
23、浆，=0.14MPa，墙段1仅承受墙体自重，=0.75N=5.243.30.873.5=52.65kN，=52.65/0.2088=0.25MPa/=0.25/0.14=1.79，查表得=1.111/=1.1110.140.2088/0.75=43.30kN11.92kN满足要求轴线2、3、4、5的墙段2仅承受墙体自重N=5.243.31.53+5.243.91.50.5=93.141kN =93.141/0.36=0.26MPa/=0.26/0.14=1.857，查表得=1.120/=1.120.140.36/0.75=75.26kN36.49kN其他墙段2除了承受墙体自重外还承受大梁传来的
24、屋面、楼面荷载N=5.243.31.52+5.24（1.5-0.6）+7.710.62+ 4.8111.88+3.9411.883+3.4426.60.5=305.95kN=305.95/0.4406=0.694MPa/=0.694/0.14=4.96，查表得=1.49/=1.490.140.36/1.0=75.096kN36.49kN满足要求八、基础计算根据工程地质条件，墙下条形基础的埋深取0.8m。取1.0m长条形基础为计算单元，采用砖基础。1、外纵墙下条形基础有，取该承重墙的基础宽度b=1000mm。选取基础材料，并确定基础高度。基础下层为200mm厚素混凝土垫层。基础上采用砖和砂浆砌筑
25、的“二、一间隔收”砖基础。混凝土垫层设计：，所以混凝土垫层缩进200mm。上层砖基础所需要的台阶数阶相应的基础高度：墙体验算时，取基础顶面的距离为0.3m，则埋深，与题意符合。2、内横墙下条形基础有，取基础宽为1000mm。选取基础材料，并确定基础高度。基础下层为200mm厚素混凝土垫层。基础上采用砖和砂浆砌筑的“二、一间隔收”砖基础。混凝土垫层设计：，所以混凝土垫层缩进200mm。上层砖基础所需要的台阶数阶相应的基础高度。墙体验算时，取基础顶面的距离为0.3m，则埋深，与题意符合。图四 纵墙下条形基础图五 横墙下条形基础九、过梁的设计由于教学楼为内廊式，故不必设置挑梁。 图六 过梁立面配筋图
26、由于窗的洞口跨度为2.1m大于1.5m,因此采用钢筋混凝土过梁。根据构造要求，过梁两侧伸出窗口取250mm，则过梁的总长度取2600mm墙体的计算高度由于，按高度为的墙体均布自重计算。240mm墙体的自重为5.24kPa,1、求最大弯矩设计值永久荷载分项系数为1.2，楼面活荷载的分项系数为1.4，结构重要性系数为1.0，因此梁的跨中截面的最大弯矩设计值为以恒载为主时因此取配筋。假设钢筋混凝土垫梁尺寸为240mm120mm，采用混凝土，级钢筋。选用314钢筋。因此过梁承载力满足要求，同时由，可不设置箍筋2、过梁梁端支承处局部抗压承载力验算查得砌块抗压强度设计值，取压力图形完整系数。过梁的有效支承
27、长度： 承压面积：80370=32930影响面积：由于故取局部受压强度提高系数不考虑上部荷载，则局部压力为：局部承压的抗力： 故过梁支座处砌体局部受压符合规范要求。十、构造措施1、抗震构造措施构造柱：根据建筑结构抗震设计规范，因此教学楼处在地震裂度为7度，层数为四层，所以构造柱设置在楼梯间、电梯间的四角，隔15m或单元横墙与外纵墙交界处。构造柱的截面采用240mm180mm，纵向钢筋采用412，箍筋间距为200mm，且在柱上、下端加密间距为100mm。同时构造柱必须先砌墙、后浇筑。构造柱与墙连接处砌成马牙搓，并沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，每边伸入墙内为1.2m，转载自同时与圈梁连接，在
28、连接处，广告主的纵筋应穿过圈梁的主筋。圈梁：根据设置要求，圈梁设置在屋盖及每层楼高处，圈梁截面高度为150mm，纵向钢筋412，箍筋间距为200mm，同时圈梁应闭合，洞口处，要上下搭接。2、砌体结构非抗震构造措施整体性措施 a墙体转角处，纵横墙的交界处进行错缝搭砌，对不能同时砌筑二又必须留置的临时间断处，应砌成斜槎，斜槎长度为其高度的2/3.若不能留斜槎，也可做成直槎，但此时必须在墙体内加设拉结钢筋，要求是240mm墙厚为26，每次设置3根，沿墙高的间距400mm，埋入长度从墙的留槎处算起，每边均为600mm，末端做成弯钩。防止温度在和砌体干缩变形引起的墙体开裂a.在墙间设置保温层b.在屋面或
29、屋面刚性面及砂浆找平层设置分割缝，其间距为6m，并与女儿墙隔开，缝宽为300mm。c.在顶层门窗洞口过梁上的水平灰缝内设置3道焊接钢筋网片，并应伸入过梁两端墙内650mm。防止或减轻房屋其他部位墙体开裂的构造措施a.在底层窗台下砌体灰缝中设置3道24焊接钢筋网片。b.在墙体中设置26的拉结筋，竖向间距为450mm。c.沿墙体的全高设置竖向控制缝。十一、平面图 图七 平面图 参考文献1 混凝土结构设计规范S. 北京：中国建筑工业出版社，2002.2 施楚贤主编.砌体结构理论与设计（第二版）M.北京：中国建筑工业出版社，2003.3 施楚贤，徐建，刘桂秋.砌体结构设计与计算M.北京：中国建筑工业出版社，2003.4 砌体结构设计规范 .北京：中国建筑工业出版社，2002.5 建筑抗震设计规范 .北京：中国建筑工业出版社，2001.6 建筑结构荷载规范S.北京：中国建筑工业出版社，2002.33