砌體結(jié)構(gòu)計算說明書——課程設(shè)計

課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目辦公室墻體及條形基礎(chǔ)設(shè)計學(xué)生姓名所在學(xué)院專業(yè)、年級、班設(shè)計要求（1）平、立、剖面；（2）選擇材料（塊材和砂漿標號）；（3）墻體高厚比驗算；（4）墻體承載力驗算；（5）與規(guī)范對比，是否滿足構(gòu)造要求；（6）基礎(chǔ)設(shè)計，并繪出施工圖。學(xué)生應(yīng)完成的工作課程設(shè)計說明書一份參考文獻閱讀1沈蒲生主編建筑工程課程設(shè)計指南M北京高等教育出版社，200512施楚賢主編砌體結(jié)構(gòu)（第三版）M北京中國建筑工業(yè)出版社，2012113中華人民共和國國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092012）S北京中國建筑工業(yè)出版社，201294中華人民共和國國家標準砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500032011）S北京中國建筑工業(yè)出版社，201215中華人民共和國國家標準建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB500072011）S北京中國建筑工業(yè)出版社，201236中華人民共和國國家標準建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB500112010）S北京中國建筑工業(yè)出版社，20108工作計劃1一天高厚比部分計算2一天荷載部分計算3一天承載力的計算4基礎(chǔ)設(shè)計5說明書整理完成任務(wù)下達日期2013年9月1日任務(wù)完成日期2013年9月6日指導(dǎo)教師（簽名）學(xué)生（簽名）辦公室墻體及條形基礎(chǔ)設(shè)計摘要這是砌體結(jié)構(gòu)的辦公室墻體，以縱橫墻承重?？紤]底部承載力需要的多，所以一層用370的墻，以上三層和其他的墻體都用240的。本次設(shè)計首先，考慮墻體的高厚比以初步確定墻體的穩(wěn)定性；其次，考慮墻體的縱橫墻的承載力，包括考慮受壓承載力和局部受壓承載力。選取不利的墻體局部，計算相關(guān)的荷載值，以便計算內(nèi)力，最后算得相關(guān)的承載力，通過校核，確定所設(shè)計的結(jié)構(gòu)安全合理；最后由以上所提供的荷載值確定基礎(chǔ)的相關(guān)尺寸。本座辦公室結(jié)構(gòu)的空間比較大，可以有較充分的活動空間?？紤]共有四層，底部荷載比較大而取370的墻體，而又考慮到經(jīng)濟性第二層就用壁柱以提供較大的承載力和較好的穩(wěn)定性。在計算墻體承載力后還要考慮梁下局部受壓承載力是否滿足要求。一般都用混凝土墊塊以提高砌體結(jié)構(gòu)的局部受壓承載力，經(jīng)過相關(guān)的試算確定適合的墊塊類型。基礎(chǔ)的設(shè)計考慮到土質(zhì)的種類，確定地基承載力特征值，再用到以上的荷載值確定基礎(chǔ)的形式和尺寸。由于用砌體基礎(chǔ)不合適，所以選用混凝土條形基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞剛性結(jié)構(gòu)縱橫墻壁柱高厚比荷載承載力目錄1設(shè)計背景111設(shè)計資料112材料標號22設(shè)計方案2靜力計算方案23高厚比驗算331外縱墻高厚比驗算332內(nèi)縱墻高厚比驗算433橫墻高厚比驗算44承載力驗算441荷載資料442縱墻承載力驗算55基礎(chǔ)設(shè)計2051概述2052基礎(chǔ)平面布置圖2053外縱墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計2154內(nèi)橫縱墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計216結(jié)果與結(jié)論237收獲與致謝2471收獲2472致謝248參考文獻251設(shè)計背景11設(shè)計資料設(shè)計例題某四層辦公樓平面、剖面圖如圖71所示，屋蓋、樓蓋采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，墻體采用燒結(jié)頁巖磚MU15和水泥混合砂漿砌筑，三、四層砂漿的強度等級為M25，一、二層砂漿的強度等級為M5，施工質(zhì)量控制等級為B級。各層墻厚如圖所示。窗洞尺寸為1800MM2100MM，門洞尺寸為1200MM2400MM。4040167024716881LL1L1L1三、四層平面圖（墻厚2）一層平面圖（外縱墻厚37，其他墻厚）二層平面圖（墻厚240）351003192三樓9一樓二樓四樓02406713第二層壁柱剖面圖350圖1平面圖、剖面圖12材料標號屋面構(gòu)造層做法40MM厚配筋細石混凝土板順水方向砌120MM厚180MM高條磚三氈四油瀝青防水卷材，撒鋪綠豆砂40MM厚防水珍珠巖20MM厚125水泥砂漿找平層120MM厚預(yù)應(yīng)力混凝土空心板15MM厚板底粉刷樓面構(gòu)造層做法大理石面層20MM厚水泥砂漿找平120MM厚預(yù)應(yīng)力混凝土空心板15MM厚板底粉刷工程地質(zhì)資料地表下03M內(nèi)為填土，填土下12M內(nèi)為粘土（），其下120AFKP層為礫石層（）。36AFKP2設(shè)計方案靜力計算方案本房屋的屋蓋、樓蓋采用預(yù)制鋼筋混凝土空心板，屬第一類屋蓋和樓蓋；橫墻的最大間距為，因此本房屋屬于剛性方案。4312SM本房屋中的橫墻也符合剛性方案房屋對橫墻的要求。3高厚比驗算31外縱墻高厚比驗算取D軸線上橫墻間距最大的一段外縱墻進行高厚比驗算。對于三、四層外縱墻，查表32，。3HM127SHM0135HM四層墻的砂漿強度等級為M25，查表33，22。一、二層墻的砂漿強度等級為M5，查表33，24?？紤]窗洞的影響，。21048/207三，四外縱墻的實際高厚比，滿足要求。0235146082104HH對于第二層外縱墻，屬帶壁柱墻，其幾何特征為22041306715AMM21672037185/06146YMM32333444041801462/0I3/52/65092IA39THIM，查表32，17SH0135HM整片墻的高厚比，滿足要求。02358084197TH驗算壁柱間墻時，查表32，4SM。042035HS壁柱間墻的高厚比，亦滿足要求。22981974HH對于一層外縱墻，查表32，。一層外12459SMHM0145HM縱墻的實際高厚比，滿足要求。0210849737H32內(nèi)縱墻高厚比驗算C軸線上橫墻間距最大的一段內(nèi)縱墻上開有兩個門洞，大2104/209于上述08，故不必驗算便可知三、四層內(nèi)縱墻高厚比符合要求。對于一層內(nèi)縱墻，滿足要求。0145HM02451870942082HH二層內(nèi)縱墻的計算高度比一層內(nèi)縱墻的小，顯然其高厚比亦能滿足要求，不必再驗算。33橫墻高厚比驗算橫墻厚度為240MM，墻長S7M，且墻上無洞口，其允許高厚比較縱墻的允許高厚比有利，不必再驗算。4承載力驗算41荷載資料（1）屋面恒荷載標準值40MM厚配筋細石混凝土板325/041KNMKPA順水方向砌120MM厚180MM高條磚39/802/5082MKPA三氈四油瀝青防水卷材，撒鋪綠豆砂04KPA40MM厚防水珍珠巖34/0416KNMKPA20MM厚125水泥砂漿找平層32/024M120MM厚預(yù)應(yīng)力混凝土空心板（包括灌縫）215KPA15MM厚板底粉刷316/015KNKPA屋面恒荷載標準值合計517KPA（2）上人屋面的活荷載標準值20KPA（3）樓面恒荷載標準值大理石面層328/01542KNMKPA20MM厚水泥砂漿找平層3/04MK120MM厚預(yù)應(yīng)力混凝土空心板215KPA15MM厚板底粉刷024KPA樓面恒荷載標準值合計321KPA（4）樓面活荷載標準值20KPA（5）屋面梁、樓面梁自重標準值325/0256375/KNMKNM（6）墻體自重標準值240MM厚墻體自重524KPA（按墻面計）370MM厚墻體自重771KPA（按墻面計）鋁合金玻璃窗自重04KPA（按墻面計）本地區(qū)的基本風壓為035KPA，且房屋層高小于4M，房屋總高小于28M，故該設(shè)計可不考慮風荷載的影響。42縱墻承載力驗算（1）選取計算單元該房屋有內(nèi)、外縱墻，D軸墻較A軸墻不利。對于B、C軸內(nèi)縱墻，走廊樓面?zhèn)鱽淼暮奢d，雖使內(nèi)縱墻上的豎向壓力有所增加，但梁（板）支承處墻體軸向力的偏心距卻有所減少，且內(nèi)縱墻上的洞口寬度較外縱墻上的小。因此，可只在D軸取一個開間的外縱墻為計算單元，其受荷面積為（按理需扣除一24351M部分墻體的面積，這里仍近似地以軸線尺寸計算）。（2）確定計算截面通常每層墻的控制截面位于墻頂部梁（或板）底面（如截面11）和墻底底面（如截面22）處。在截面11等處，梁（板）傳來的支承壓力產(chǎn)生的彎矩最大，且為梁（板）墻支承處，其偏心受壓和局部受壓均不利。在截面22等處，則承受的軸心壓力最大。本房屋中第四層和第三層墻體所采用的磚、砂漿強度等級和墻厚雖相同，但軸心力的偏心距不同；第一層和第二層墻體的墻厚不同，因此需對截面11截面88的承載力分別進行計算。（3）荷載計算取一個計算單元，作用于縱墻的荷載標準值如下屋面恒荷載2517A4M375/3M851KPNKN女兒墻自重（厚240MM,高900MM,雙面粉刷）24A09486P二、三、四層樓面恒荷載1/7屋面活荷載220A8KPN二、三、四層樓面活荷載4MK三、四層墻體和窗自重524A361820A182396KPP二層墻體（包括壁柱）和窗自重M567354170M356087KKN（一層墻體和窗自重71A41820A18M25KPPN）（4）控制截面的內(nèi)力計算第四層第四層截面11處由屋面荷載產(chǎn)生的軸向力設(shè)計值應(yīng)考慮兩種內(nèi)力組合L1L2851861428643923KNKNKNK12三、四層墻體采用燒結(jié)頁巖磚MU15、水泥混合砂漿M25砌筑，查表38，砌體的抗壓強度設(shè)計值一二層墻體采用燒結(jié)頁巖磚MU15、水泥混合砂漿M5砌筑，砌體的抗壓強度設(shè)計值。屋（樓）面梁端均設(shè)有剛性墊塊，由公式（329）和表315，取，此時剛性墊塊上表面處梁端有效支承長度A0,B為0,1605415CBHAMF10,80241056LBMNYAKNMKNA2,4139L11226467980EKMKA第四層截面22處軸向力為上述荷載與本層墻自重之和1N126425062358934KKNK第三層第三層截面33處軸向力為上述荷載與本層樓蓋荷載之和2N3LKK910234MPAM7602F查表315，由公式（329）得158,10,605812BAM130,4890142819LBMNYAKNMKNA133EA2358726LKK410649NN20MPAM2F查表315，由公式（329）得158310,60BAM2230,4101243796LBMNYAKNMKNA37963EA第三層截面44處軸向力為上述荷載與本層墻自重之和3142391250645139NKKNK第二層第二層截面55處軸向力為軸向荷載N4與本層樓蓋荷載之和15089LNK4154NK10265MPAM9038F由表315，由公式（329）得1410,60594183BAM1520,41LBMNYANY89084501462KMKNM71M151754KNEK25064LN1395203KK20765MPA183F由表315，由公式（329）得920,605183BAM22520,41LBMNYANY1064183901462KKM8M2545203KNEK第二層截面66處軸向力為上述荷載N5與本層墻體自重之和165412608574NKKN2032K第一層第一層截面77處軸向力為上述荷載N6與本層樓蓋荷載之和17089LNK541693NK102073MPAM/8F查表315，由公式（329）得15910,6083BM1170,614LBMNYANY89508574018546KMKNMM1177/4/693ENK20LK2765178KN043NMPAM2,/0BF查表315，由公式329得216,20,0983BAM2270,614LBMNYANY16150962501846KKNMM2277/4/78ENKM第一層截面88處軸向力為上述荷載與本層墻體自重之和718269312582977060NKKNK（5）第四三窗間墻承載力驗算窗間墻受壓承載力驗算結(jié)果列于表41。表41第四層窗間墻受壓承載力驗算結(jié)果第一組內(nèi)力第二組內(nèi)力截面截面項目11221122/NK1644230516892432EM670660/H028_028_Y120_120_/E056_055_1461461461460280700280702/AM052803052803052803052803FMPA1616161622181644554423052218168955442432滿足要求滿足要求梁端支撐處（截面11）砌體局部受壓承載力驗算梁端設(shè)置尺寸為的預(yù)制剛性墊塊902430MM墊塊面積2967BAA第一組內(nèi)力108603624KNMPAM10,85LBA320136071969484LNAPMKNKN10,4/25/074LBLENYAM72403EH按，查表36，。同時3820931AMM/0312/674B按公式（325）有053512720BA取10187094按公式（326）有滿足要求。3101048502671254,BLFAKNNK對于第二組內(nèi)力，由于相等，梁端反力非常接近，因此采用,BA的剛性墊塊能滿足局部承壓力的要求。7423MM（6）第三窗間墻承載力驗算窗間墻受壓承載力驗算結(jié)果列于表42。表42第三層窗間墻受壓承載力驗算結(jié)果梁端支撐處（截面33）砌體局部受壓承載力驗算梁端設(shè)置尺寸為的預(yù)制預(yù)制剛性墊塊。70240MM第一組內(nèi)力1037MPA30,1892LBNKA墊塊面積202470168BBAAM203716834LLMPKN第一組內(nèi)力第二組內(nèi)力截面截面項目33443344/NK3394405534964139EM240230/H010_010_Y120_120_/E020_019_1461461461460500700500702/AM052803052803052803052803FMPA1616161639603394554440553960349655444139滿足要求滿足要求30189734182LLNKNKN0,0/90124/1823045LLLLBEYAMKNM,/452H按查表36，。同時,37620704083AMM/28/19B按公式（325）有013513569120829BA按公式（326）有,滿足要求310307613506812182BLFAKNKN第二組內(nèi)力24MPA320,1LBNKAM第二組內(nèi)力與上組內(nèi)力相比，基本相等，而梁端反力卻小些，這對局部受壓有利，BA,0因此采用的剛性墊塊能滿足局部承載力的要求。74第二間窗間墻承載力驗算窗間墻受壓承載力驗算結(jié)果列于表43。表43第二層窗間墻受壓承載力驗算結(jié)果兩端支撐處（截面55）砌體局部受壓承載力驗算梁端設(shè)置尺寸為的剛性墊塊5037180MM2037BA第一組內(nèi)力069LMPA50,18LBNKAM30692014LLAKN51348LL第一組內(nèi)力第二組內(nèi)力截面截面項目55665566/NK5144587452036025EM170160T/H005_005_Y224_224_/E17/224008_16/224007_1081081081080740850740852/AM06151061510615106151FMPA18318318318383305144956858748330520395686025滿足要求滿足要求108950418/23064/6/37EMH按查表35，。同時（只計算壁柱面積），并取,2053705A，則按公式（326）有013B05F7813219K243,LANKN滿足局壓載力的要求。第二組內(nèi)力2067MPA（）MPA54L20BA18M（），采用上述剛性墊塊時）（20A3B06735K7AN（）（5142LNEM48/3062（E/H0062/037017按3507，查表，按公式（）有31BF07813251K2905AN）（2A543KLN（）因此，采用的預(yù)制剛性墊塊可滿足局部受壓承載力要求M8M（8）第一層窗間墻承載力驗算窗前墻受壓承載力驗算結(jié)果列于表44。表44第一層窗間墻受壓承載力驗算結(jié)果。）砌體局部承載力驗算梁端支承處（截面72B1045M3180M6572AAMP（）梁端設(shè)置尺寸為的預(yù)制剛性墊塊。墊塊面積第一組內(nèi)力170,13078916507210289894/68/3LBBLNKAAKNEMH第一組內(nèi)力第二組內(nèi)力截面截面項目77887788/NK6963829770898600EM110100/H11/370003_10/370003_Y185_185_/E005_005_1221221221220760820760822/AM0814081408140814FMPA183183183183/KN113216963122158297113217089122158600滿足要求滿足要求20035071234M/47/681351352714820BBA按，查表，同時（）按公式（）有13107848260713065125291,BLFAKNNK按公式（）有滿足局部受壓承載力的要求。2074A16LMPNK（）第二組內(nèi)力20,121,0,79ABBLLMN由于與基本接近且較小，因此采用此墊塊亦能滿足局部受壓承載力的要求，不必再驗算。43橫墻承載力驗算以3軸線上的橫墻為例，橫墻上承受由屋面和樓面?zhèn)鱽淼木己奢d，可取1M寬的橫墻進行計算，其受力面積為。由于該橫墻為軸心受壓構(gòu)件，隨著墻體材2631M料，墻體高度不同，可只驗算第三層的截面44，第二層的截面66以及第一層的截面88的承載力荷載計算取一個計算單元，作用于橫墻的荷載標準值如下屋面恒荷載51740268/KNM屋面活荷載三、四層樓面恒荷載32/三、四層樓面活荷載048K三、四墻體自重513/NM一層墻體自重52控制截面內(nèi)力計算第三層截面44處軸向力包括屋面荷載、第四層樓面荷載和第三、四層墻體自重。N41122068128421834148810664KN/MN421352068128421834108811077KN/M第二層截面66處軸向力為上述荷載N4和第三層樓面荷載及第二層墻體自重之和。N6110664121284183414815526KN/MN62110771351284183410816086KN/M第一層截面88處軸向力為上述荷載N6和第二層樓面荷載及第一層墻體自重之和。N8115526121284235814821016KN/MN82160861351284235810821803KN/M橫墻承載力驗算第三層截面44E/H0，H（35）11077KN,滿足要求。第二層截面66E/H0，126,查表35，081,按公式（316）有FA081150241032916KN14519KN,滿足要求。第一層截面88E/H0，H（45）21803KN,滿足要求。上述驗算結(jié)果表明，該橫墻有較大的安全儲備，顯然其他橫墻的承載力均不必驗算。5基礎(chǔ)設(shè)計51概述抗震設(shè)防烈度為7度（01G），基礎(chǔ)選用混凝土條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)的埋深D095M基礎(chǔ)承載力特征值為120KPA52基礎(chǔ)平面布置圖50637203150624102655051C2混凝土C混凝土4996圖二圖三53外縱墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計根據(jù)工程地質(zhì)條件，墻下條形基礎(chǔ)的埋深D095M。取10M長條形基礎(chǔ)為計算單元采用磚基礎(chǔ)。外縱下墻條形基礎(chǔ)FK（18868551580735506260857111152828073）/413284KN/M128651807356208571428/0743071216KFM按公式（62）有128413095KAMBMFRD地基凈反力/2167/3JPFKPA基礎(chǔ)邊緣至磚墻計算截面的距離10452BM基礎(chǔ)有效高度10673015JTPHF取基礎(chǔ)高度M基礎(chǔ)剖面如圖2所示。54內(nèi)橫縱墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計20681284318343235888073KNM1626KNMKF12206812843183432358）14（883KNM21076KNM135206812843183432358）1407（883KNM21739KFKNM按公式（62）有16216095KAMFBMFRD地基凈反力/2173/6JPKPA基礎(chǔ)邊緣至磚墻計算截面的距離160248BM基礎(chǔ)有效高度103590127JTPHF取基礎(chǔ)高度M基礎(chǔ)剖面如圖3所示。6結(jié)果與結(jié)論本次設(shè)計的辦公室砌體結(jié)構(gòu)，通過選用相應(yīng)的材料，例如墻體的厚度取值和各種防水保溫材料的選取從而得出房屋結(jié)構(gòu)所取不穩(wěn)定單元的的承載力值；以及取用適當?shù)姆课莩叽?；計算得出縱橫墻的荷載值及相應(yīng)內(nèi)力。驗算所得墻體的高厚比和結(jié)構(gòu)的內(nèi)縱橫墻的承載力以及梁端局部受壓承載力均滿足要求。最后通過相關(guān)的荷載值取用了合適的基礎(chǔ)類型和尺寸。砌體結(jié)構(gòu)的縱橫墻承載能力隨墻厚的增加而增加，一般較低層的結(jié)構(gòu)選用240的就能滿足承載力的要求。但是較多層的例如四層，底層就需要370的才能滿足承載力