砌体结构课程设计计算书.doc

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1、砌体结构课程设计计算书班级：10级建工一班姓名：学号：2012年12月目 录一.设计资料- 3二.设计计算- 5 (1)墙体强度验算- 5 (2)高厚比验算- 7 (3)纵墙内力计算- 9 (4) 纵墙内力承载力验算-13 (5) 横墙内力计算-15 (6) 梁局部受压验算-16 (7) 楼梯的设计-16 (8) 雨棚设计-20(9) 基础设计-23三.参考文献- 24 砌体结构设计计算书一 设计题目某教学综合楼结构设计二 设计内容（一） 墙体设计 1、选定墙体承重方案 2、判定房屋结构体系的静力计算方案。 3、进行承重墙、柱的稳定性和强度设计计算（包括梁端支承处砌体局部受压强度验算）。（二）

2、楼、屋盖结构设计 1、进行楼、屋盖的结构布置，绘制楼盖平面布置图。 2、选择一楼梯或雨蓬进行结构设计，并绘制楼梯和雨蓬的配筋和钢筋表。（三）基础设计 1、确定墙体基础方案。 2、选择外墙基础为一计算单元进行基础设计，确定基础材料、基础埋深、基底宽度及基础剖面尺寸。 3、绘制基础平面布置图及一基础剖面图。（四）设计图纸 2号图34张。三. 设计资料1、气象资料 基本风压值 W0=0.35KN/m2 基本雪压值 S0=0.35KN/m22、 水文、地质资料 耕植土及填土最大深度为-1.5m 持力层：轻质粘土、容许承载力q=200KN/m23、 材料供应 砖强度等级：MU10、MU15实心粘土砖 砂

3、浆强度等级：M10M7.5、M5、M2.5 混疑土：C20、C30 钢筋HPB235、HRB335 钢筋混疑土构件：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。门、窗重（KN/m2）：木窗：0.2-0.3；木门：0.1-0.2；钢窗：0.4-0.45；铁门：0.4-0.45屋顶女儿墙：240mm，高900mm屋顶采用油毡防水屋面，二毡三油0.35K/m2楼面水磨石地面：0.65KN/m2设 计 计 算一 结构平面布置该多层办公楼结构平面布置如图1所示，其中，梁L-1截面550x250mm2，伸入墙内240mm，墙厚240mm，采用普通烧结砖，其中一，

4、二层使用Mu15普通烧结砖、Mb10混合砂浆，=26，三，四层采用Mu10普通烧结砖，Mb5混合砂浆，=24。窗高2100mm，施工质量控制等级为B级。二 确定结构布置方案及静力算方案 由于建筑物房间大小变化较大，所以适合采用纵横墙承重方案。 又由于屋盖，楼盖类型为一类，横墙最大间距为8.4m180mm；横墙长度l=5.4mh=3.6m;所以查表得，该建筑物宜使用刚性方案。三 墙体强度验算1. 楼盖及屋盖布置方案楼盖和屋盖均采用预制空心板，依据平面图，选用2900x600mm、2600x900mm、3300x900mm，厚度h=120mm，基本满足房屋的热工和隔声要求。布置方案见详图。2. 梁

5、L-1的计算单元的选取和计算h=（1/81/12）L=（1/121/8）x5400=450675 选取h=550b=（1/21/3）h=（1/31/2）x550=183275 选取b=250计算单元如图：3. 楼面及屋面恒载计算1.屋面荷载（采用材料找坡方式）A 恒荷载块瓦0.55KN/m240mm厚C15细石混凝土配钢筋网 1.00 KN/m2二毡三油防水层 0.35 KN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平 0.02x23=0.46 KN/m235mm厚无机溶剂卷硬泡沫保温层 0.14 KN/m2120mm混凝土空心板 0.87 KN/m215mm混合砂浆天棚抹灰 0.015x17=0.26

6、 KN/m2屋面恒荷载合计 gk=4.63 KN/m2取4.7 KN/m2B.屋面活载 qk=0.7 KN/m22楼面荷载A. 恒荷载水磨石地面面层 0.65 KN/m220mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.02x23=0.46 KN/m2120mm厚混凝土空心板 1.87 KN/m215mm厚混合砂浆天棚抹灰 0.015x17=0.26 KN/m2楼面恒荷载合计 gk=3.24 KN/m2取3.3 KN/m2B.楼面活载2 KN/m2，卫生间，走廊，厕所取2.5 KN/m2荷载计算资料如下：1. 屋面：恒载4.7 KN/m2 活载0.7 KN/m22. 楼面：恒载3.3 KN/m2 活载2 K

7、N/m23. 卫生间：活载2.5 KN/m24. 钢筋混凝土容重：25 KN/m25. 墙体荷载：24墙双面抹灰5.24 KN/m26. 门窗:0.4 KN/m27. 雪载：0.35 KN/m2四. 高厚比验算 一层纵墙加构造柱，构造柱尺寸：240x370 几何特征值计算： 截面面积：A=0.75x0.24+0.37x0.25=0.2752mm2 截面中心位置： Y1=0.75x0.24x0.12+0.37x0.25x(0.24x0.37/2)/0.2752=0.221mm Y2=0.61-0.221=0.389mm截面惯性矩：I=0.24x0.75x(0.221-0.12)2+0.37x0.

8、25x(0.389x0.185)2+(0.75x0.243)/12+(0.25x0.373)/12=0.00766mm4截面回转半径i=I/A=166mmT形截面折算厚度hT=3.5i=582mm一层外纵墙: hT=0.582 HS=8.4m2H H0=0.4S+0.2H=4.24m1=1.0 2=1-0.4（bs/s）=1-0.4x（5.4/8.8）=0.75=H0/h=7.2912=23 满足要求一层内纵墙：门窗洞口高度未超过墙高的4/5，按整片墙计算H0=3.9 1=1.0 2=0.9 =3.9/0.24=16.2512=23 满足要求一层内横墙：S=5.4m 1=1.0 2=0.9 =

9、3.9/0.24=16.252H=7.2m, 查表得 H0=1.0H=3.6m1=1.2 2=1-0.4（bs/s）=1-0.4（5400/8400）=0.740.7= H0/h=3.6/0.24=150.7 = H0/h=3.6/0.24=1512=28 满足要求二层内横墙：S=5.4m HS2H H0=0.4S+0.2H=2.88m1=1.2 2=1 =122H=7.2m H0=1.0H=3.6m1=1.2 2=1-0.4（bs/s）=1-0.4（3600/8400）=0.740.7= H0/h=3.6/0.24=150.7 = H0/h=3.6/0.24=1512=28 满足要求三，四层

10、内横墙：S=5.4m HS2H H0=0.4S+0.2H=2.88m1=1.2 2=1 =1212=24 满足要求五. 纵墙内力计算 1.计算单元 外纵墙取一个开间作为计算单元，根据图1，窗间墙为计算截面，纵墙承载力有外纵墙，内纵墙由于洞口面积较小不起控制作用，因而无需验算。2.计算截面由于一二层和三四层所用砖和砂浆等级不同，需要验算底层，二层和三层承载力每层墙取两个计算截面I-I和II-II截面。一二层强度f=2.31MPa 三四层强度f=1.50MPa每层墙的计算面积A=240x750=180000mm2一层墙体加壁柱，尺寸为370x250mm3.各层墙体内力标准值计算 女儿墙采用240m

11、m烧结多孔砖砖墙双面粉刷，qk=5.24KN/m2，h=900+120=1020mm，梁高550mmGk=1.02x2.55x5.24+0.55x2.55x5.24=20.98 KN/m2二至四层：G2k=G3k=G4k =（2.55x3.6-1.8x2.1）x5.24+ 1.8x2.1x0.4+ 0.25x3.6x7.62 =36.67 KN/m2一层：G1k=（2.55x4.4-1.8x2.1）x5.24+1.8x2.1x0.4+0.25x3.6x7.62=47.36 KN/m2屋面梁支座反力：Nl4gk=1/2x4.7x3.6x5.4+3.44x5.4x1/2=54.97KNNl4qk=

12、0.7x1/2x3.6x5.4=6.8KN有效支承长度：a4=10h/f=10550/1.5=191mm240mm楼面支座反力：Nl3gk=Nl2gk=Nl1gk=1/2x3.3x3.6x5.4+3.44x5.4x1/2=41.36KNNl3qk=Nl2qk=Nl1qk =1/2x2x3.6x5.4=19.44KN有效支承长度：a3=10h/f=10550/1.5=191mm240mm a2=a110h/f=10550/2.31=154mm三层墙体I-I截面a.第一种组合（rG=1.2 rQ=1.4 rL=1.0）N3I=1.2（G4k+Gk+Nl3gk+Nl4gk）+1.4（Nl3qk+Nl

13、4qk） =1.2（20.98+36.67+41.36+54.97）+1.4（19.44+6.8）221.52KNN3l=1.2Nl3gk+1.4Nl3qk=1.2x41.36+1.4x19.4=476.85KNe3l=h/2+0.4a3=120-0.4x191=43.6mme=N3le3l/N3I=（76.85x43.6）/221.52=15.13mmb.第二种组合（rG =1.35 rQ =1.4 rL=1.0 =0.7）N3I=1.35（G4k+Gk+Nl3gk+Nl4gk）+1.4x0.7（Nl3qk+Nl4qk）=1.35（20.98+36.67+41.36+54.97）+1.4x0

14、.7（19.44+6.8）=233.6KN N3l=1.35Nl3gk+1.4x0.7Nl3qk=1.35x41.36+1.4x0.7x19.44=74.88KN e=13.98mm2三层墙体II-II截面a. 第一种组合（rG=1.2 rQ=1.4 rL=1.0）N3II=1.2（G4k+G3k+Gk+Nl3gk+Nl4gk）+1.4（Nl3qk+Nl4qk）=1.2（20.98+36.67x2+41.36+54.97）+1.4（19.44+6.8）=265.52KNb. 第二种组合（rG =1.35 rQ =1.4 rL=1.0 =0.7）N3II=1.35（G4k+G3k+Gk+Nl3g

15、k+Nl4gk）+1.4x0.7（Nl3qk+Nl4qk） =1.35（20.98+36.67x2+41.36+54.97）+1.4x0.7（19.44+6.8）=283.1KN取283.1KN3二层墙体I-I截面a. 第一种组合（rG=1.2 rQ=1.4 rL=1.0）N2I=1.2（G4k+G3k+Gk+Nl3gk+Nl4gk）+1.4（Nl4qk+Nl3qk+Nl2qk） =1.2（20.98+36.67x2+41.36+54.97）+1.4（19.44x2+6.8）=292.74KNN2l=1.2Nl2gk+1.4Nl2qk=1.2x41.36+1.4x19.44=76.85KNe2

16、l=h/2-0.4a2=240/2-0.4x154=58.4mme= N2le2l/N2I=(76.8x58.4)/292.74=15.33mmb. 第二种组合（rG =1.35 rQ =1.4 rL=1.0 =0.7）N2I=1.35（G4k+G3k+Gk+Nl3gk+Nl4gk）+1.4x0.7（Nl4qk+Nl3qk+Nl2qk） =1.35（20.98+36.67x2+41.36+54.97）+1.4x0.7（19.44x2+6.8）=302.15KNN2l=1.35Nl2gk+1.4x0.7Nl2qk=1.35x41.36+1.4x0.7x19.44=74.89KNe=N2le/N=

17、14.48mm取302.15KN4二层II-II截面a.第一种组合（rG=1.2 rQ=1.4 rL=1.0）N2II=1.2G2k+292.74=1.2x36.67+292.74=336.75KNb.第二种组合（rG =1.35 rQ =1.4 rL=1.0 =0.7）N2II=1.35G2k+302.15=1.35x36.67+302.15=351.66KN取351.66KN5一层I-I截面（考虑二三四层活载折减系数0.85）a.第一种组合（rG=1.2 rQ=1.4 rL=1.0）N1I=1.2（G4k+G3k+G2k+Gk+Nl3gk+Nl4gk+Nl2gk+Nl1gk）+1.4Nl4

18、qk+0.85（Nl1qk+Nl3qk+Nl2qk）=1.2（20.98+3x36.67+54.97+41.36）+1.4(6.8+0.85x3x19.44)=450.97KNN1l=1.2Nl1gk+1.4Nl1qk=1.2x41.36+1.4x19.44=76.85KNe1l=58.4mme=9.95mmb.第二种组合（rG =1.35 rQ =1.4 rL=1.0 =0.7）N1I=1.35（G4k+G3k+G2k+Gk+Nl3gk+Nl4gk+Nl2gk+Nl1gk）+1.4x0.7Nl4qk+0.85（Nl1qk+Nl3qk+Nl2qk） =1.35（20.98+3x36.67+54

19、.97+41.36）+1.4x0.7(6.8+0.85x3x19.44)=497.48KN N1l=1.35Nl1gk+1.4x0.7Nl1qk=1.35x41.36+1.4x0.7x19.44=74.89KN e=8.79mm6一层墙体II-II截面a.第一种组合N2II=1.2G1k+450.97=1.2x47.36+450.97=507.8KNb.第二种组合N2II=1.35G1k+497.48=1.35x47.36+497.48=561.42KN取561.42KN5.纵墙内力承载力验算三层I-I截面a.第一种组合A=240x750=180000mm2, f=1.5MPa H0=3600

20、 =H0/h=1x3600/550=6.55 e/h=15.13/550=0.028 查表得=0.88 fA=0.88x1.5x180000=237.6KN221.5KN满足要求b.第二种组合e/h=0.025 =0.891 fA=0.891x1.5x180000=240.57KN233.6KN 满足要求二层I-I截面a.第一种组合f=2.31MPa H0=3600 =H0/h=1x3600/550=6.55 e/h=0.028=0.88 fA=0.88x2.31x180000=365.9KN292.74KN 满足要求b.第二种组合e/h=0.026 =0.879 fA=365.49KN302

21、.15KN 满足要求二层II-II截面（e=0）a.第一种组合=6.55 =0.898 fA=0.898x2.31x180000=373.39KN336.75KN满足要求b.第二种组合fA=0.898x2.31x180000=373.39KN351.66KN 满足要求一层I-I截面A=370x250+240x750=272500mm2a.第一种组合=4400/550=8 e/h=0.018 =0.874 fA=0.874x2.31x272500=550.16KN450.97KN 满足要求b.第二种组合e/h=0.016 =0.906 fA=570.3KN497.48KN 满足要求一层II-II

22、（e=0）a.第一种组合=8 =0.91 fA=0.91x2.31x275200=578.5KN507.8KN 满足要求b.第二种组合=0.91 fA=578.5KN561.42KN 满足要求6.横墙内力计算取1m宽墙体作为计算单元，沿纵墙取2.55m作为受荷宽度，计算截面面积A=0.24x1=0.24m2，由于房间开间，荷载均相同，近似按轴压计算。三层II-II截面a.N3II=1.2（1x3.6x5.24x2+1x2.55x4.7+1x2.55x3.3）+1.4（1x2.55x0.7+1x2.55x2）=79.39KNb.N3II=1.35（1x3.6x5.2x2+1x2.55x4.7+1

23、x2.55x3.3）+1.4x0.7（2.55x2.7）=64.88KN取N3II=79.39KNe=0 =3600/240=15 =0.745 fA=0.745x240x1.5=268.2KN79.39KN二层II=II截面a.N2II=1.2x(1x3.6x5.24x3+1x2.55x4.7+1x2.55x3.3x2)+1.4x(1x2.55x0.7+1x2.55x2x2)=119.27KNb.N2II=1.35（3.6x5.24x3+2.55x4.7+2.55x3.3x2）+1.4x0.7(2.55x4.7)=127.04KN取127.04KNe=0 =3600/240=15 =0.74

24、5 fA=268.2KN127.04KN 满足要求 一层II-II截面a.N1II=1.2(3.6x5.24x3+4.28x5.24+2.55x4.7+2.55x3.3x3)+1.4(0.7x2.55+0.85x2.55x2x3)=160.21KNb.N1II=1.35(3.6x5.24x3+4.28x5.24+2.55x4.7+2.55x9.9)+1.4x0.7x(0.7x2.55+0.85x2.55x6)=171.18KN 取171.18KNe=0 H=4.4 S=5.4 H0=0.4S+0.2H=3.04 =12.67 =0.803 fA=0.803x2.31x0.24=455KN171

25、.8KN 满足要求7.梁局部受压验算计算跨度l=5.4+0.12=5.52m bxh=250x550mm 设垫块尺寸为370x300x180垫块从两边每边挑出长度为30N1l=76.85KN 满足要求六.楼梯的设计教学楼采用现浇整体式钢筋混凝土楼梯，C20混凝土板式楼梯，采用HRB335钢筋，楼梯开间3.3m，进深5.4m，层高3.3m采用双跑楼梯，踏步尺寸采用150x300，阶数n=3.6/0.15=24。活载标准值q=2.5KN/m2，楼梯布置如下图：1.梯段板计算a.荷载计算：b=（3002+1502）1/2=335.4mm cos=300/335.4=0.894 =26.57板厚h=1

26、20mm（板斜长的1/30） 踏步重： （1x0.3x0.15x25）x1/2x1/0.3=1.875KN/m板重： 1x0.3x25x（0.12/0.894）x1/0.3=3.356KN/m水磨石面层： （0.3+0.15）x1x0.65/0.3=0.975KN/m混合砂浆底板抹灰： 1x0.3x0.015x17/0.894x1/0.3=0.285KN/m恒载标准值： 6.491KN/m活载标准值： 2.5KN/m按活载效应为主的标准值：1.2x6.491+1.4x2.5=11.29KN/m按恒载效应为主的标准值：1.35x6.491+1.4x0.7x2.5=11.21KN/m 取11.29

27、KN/mb.内力计算计算跨度：ln=l0+b=3300+2x200/2=3500跨中弯矩：M=pln2/10=1/10x11.29x3.52=13.83KNmh0=20-20=100mmc.配筋计算s=M/1fcbh02=13830000/（9.6x1000x1002）=0.144=1-（1-2a）=0.156min选配10140,As=550mm2,分布钢筋选用83002.平台板验算设平台板厚h=70mm，取1m宽板带计算a.荷载计算板重： 0.07x1x25=1.75KN/m水磨石地面： 1x0.65=0.65KN/m15mm混合砂浆底板抹平: 0.015x1x17=0.26KN/m恒荷载

28、标准值： 2.66KN/m活载标准值： 2.5KN/m按活载效应为主的标准值：1.2x2.66x1.4x2.5=6.69KN/m按恒载效应为主的标准值：1.35x2.66+1.4x0.7x2.5=6.04KN/m 取6.69KN/mb.内力计算l0=ln+h/2=1580+70/2=1.615m M=2.18KN/m h0=70-20=50mms=M/1fcbh02=0.091 =1-（1-2a）=0.095min选配8180,As=279mm2,分布钢筋选用63003.平台梁LT-1计算，设平台梁截面：b=200mm h=350mma.荷载计算p=（3.3/2x6.49+1.58/2x2.6

29、6+1.15）x1.2+2.5x1.4=21.25KN/mM=1/8xpl02=29KNm V=1/2pln=1/2x21.25x3.3=35.06KNV=1/2pln=35.7KN截面按倒L形计算：bf=b+5hf=200+5x70=550mm h0=350-35=315mm经计算书第一类T形截面，采用HRB335钢筋s= M/1fcbh02=0.07 =1-（1-2a）=0.074min选配214+116，As=509.1mm2斜截面受剪承载力计算，配置箍筋6200mmV=0.7ftbh0+fyv（Asv/s）h0=80.08KNV=35.7KN 满足要求七.雨棚设计雨棚板尺寸由图中确定为

30、1100x3000mm，端部厚度取80mm，根部厚度取120mm，最小保护层那个厚度s=25mm；雨篷梁宽度取240mm，高度370mm，雨篷梁伸入墙内支承长度为500mm；为防止雨水渗入墙内，在梁顶设置高于板面60mm的凸缘。雨棚整体采用C20混凝土，fc=9.6，纵向受力筋选用HRB335，其余选用HPB2351.雨棚板的正截面承载力计算h0=80-25=55mm 活载标准值q1=0.5KN/m，雨雪荷载q2=0.35KN/m，施工荷载1KN/m，恒载3.3KN/m。内力组合：a.雨雪荷载组合F1=1.2x3.3+1.4x(0.5+0.35)=5.15KN/mM1=1/2Fl2=1/2x5

31、.15x1.12=3.12KNmb.维修荷载组合F2=1.2x3.3=3.96KN/m p=1.4x1=1.4KNM2=1/2gln2+pln=3.94KNm按第二种组合计算配筋：s= M/1fcbh02=0.045 =1-（1-2a）=0.1470.2% 满足条件2.雨篷梁的弯矩，剪力，扭矩承载力计算雨篷梁净跨ln=2400mm，由于梁上梁板高度hw=3600mmln，所以不考虑此部分荷载，雨篷梁上墙体高度hw=600+900=1500mmln/3=800mm,只计算800mm墙体均布自重。墙体荷载：g1=2.4x0.8x5.24=10.06KN梁自重：g2=0.24x0.37x25=2.2

32、2KNgk=12.28KN活载：雨雪荷载：0.3KN/m 施工荷载：1KN/m 雨篷板传来荷载：1.4KN/mqk=2.7KN/mM=pl(b+l/2)=11.4KNmV=(g+q)/2xl=8.24KNT=Ml0/2=14.37KNm计算配筋：h=370mm，b=240mm，保护层厚度c=35mmh0=370-（35+20/2）=325mmWt=b2/6(3h-b)=835.2x104mm2按V/bh0+T/0.8Wt0.25cfc和V/bh0+T/Wt0.7ft有V/bh0+T/0.8Wt=2.15N/mm20.7ft=1.01 截面满足要求配筋计算：受弯纵筋： s= M/1fcbh02=

33、0.144 =1-（1-2a）=0.1561,取t=1 取=1.2则Ast1/s=0.588mm0.194mmAst1=209mm2Ast1/3=69.37mm2顶部及两侧选配28，As=101mm2底部纵筋选配：Ast1/3+As=69.37+160.7=230.07mm2选配112+210，As=270.1mm2 Ast1+/s+Asv1/s=0.194 选用262503.抗倾覆验算由于l1=2402.2hb=814 x0=0.13l1=31.2 取x0=31.2 l+x0=1100+32=1132mmG=(3+5.8)x0.6x0.5x5.24+(3.6x5.8-2.1x1.8)x5.2

34、4x3+2.1x1.8x0.4x3=287.2KNl2=0.12 M=0.8 G（l2-X0）=21KNmMov=1.2x(12.76x1.1322)0.5+1.4x1x1.132x3=15.17KNm Fk/(fak-Gd)=1.45 取b=1.5m fak进行深宽修正：fa=fak+d（d-0.5）=240.8KN/m2台阶高宽比依照规范取1:1.5 tan=1/1.5确定灰土垫层宽度：b1=Nk/(q-)=1.09m 取1.1m基础高度H0(b-b0)/2tan=717mm 取720mm采用二一间隔发砌筑，台阶数n=(b-b0)/120=6.86 取7阶设计简图：九.参考文献1.砌体结构（第四版）/刘立新 主编-武汉：武汉理工大学出版社.2012.082.混凝土结构设计原理（第二版）/刘锡军 主编-长沙：中南大学出版社2010.083.新编混凝土结构设计/张季超 主编-北京：科学出版社 20114.实用砌体结构计算与构造/张培生 主编-北京：机械工业出版社 2008.35.砌体结构设计规范算例/苑振芳 主编-北京：中国建筑工业出版社2006.126.简明砌体结构设计手册/唐珊森 主编-北京：中国建筑工业出版社 1996.4.7.房屋建筑学（第四版）/同济大学等 合编-北京：中国建筑工业出版社 2006.02