砌體結構設計

大學砌體結構課程設計Ⅰ.墻體設計確定靜力方案縱橫墻承重體系，保證有靈活布置得房間，又具有較大的空間剛度和和整體性。樓板沿縱向布置鋪設在梁或屋架上，而梁或屋架則擱置在縱向承重墻上，同時橫墻，山墻承受部分荷載，縱橫墻一起將荷載傳至基礎。由于該教學綜合樓采用裝配式鋼筋混凝土樓蓋，且橫墻最大間距S=10.2m<32m,則可以判定房屋采用剛性結構體系的靜力計算方案。湖南長沙地區(qū)抗震設防烈度為6級，可不考慮防震縫的設置；而為防止建筑物各部分由于地基不均勻沉降引起房屋破壞，應設置沉降縫，樓高H>15m,則取沉降縫B為70mm。由于基本風壓0.35KN/m2小于規(guī)范值（查表0.35<0.4），可不考慮風荷載的影響。計算荷載標準值屋面荷載標準值恒荷載標準值：屋面防水層：0.35KN/m220mm厚水泥砂漿找平層：20×0.02=0.4KN/m250mm厚泡沫混凝土保溫層：5×0.05=0.25KN/m2120mm厚空心預制板（包括灌漿）：2.2KN/m220mm厚水泥石灰砂漿抹灰：17×0.02=0.34KN/m2合計：3.54KN/m2活荷載標準值：（屋面均布活荷載0.5KN/m2大于雪荷載0.3KN/m2)0.5KN/m2屋面荷載標準值：4.04KN/m2樓面荷載標準值恒荷載標準值：15mm水磨石地面：0.65KN/m230mm厚細石混凝土面層：22×0.03=0.66KN/m2120mm厚空心板（包括灌漿）：2.2KN/m220mm厚水泥石灰砂漿抹灰：0.34KN/m2合計：3.85KN/m2樓面活荷載各個教室取1.5KN/m2，走廊、樓梯、廁所取2.5KN/m2，為偏于安全樓面活荷載取：4層樓面活荷載標準值：2.5KN/m22~3層樓面活荷載標準值：2.5×0.85=2.125KN/m2其他荷載標準值：梁自重（設計梁b×h=240×400,且包括15mm厚粉刷）：25×0.24×0.40+0.015×（2×0.4+0.24）×20=2.7KN/m2240mm厚雙面抹灰墻重：5.24KN/m2鋼框玻璃窗自重：0.40KN/m2木門自重：0.10KN/m2縱墻高厚比驗算根據(jù)上述荷載計算結果，采用MU15普通燒結磚和M5混合砂漿、M7.5混合砂漿。計算單元取3.4m寬的開間為計算單元，根據(jù)梁板布置及門窗洞口的開設情況，僅以外縱墻為例進行計算分析，內(nèi)縱墻分析方法類同。截面性質(zhì)1~4層縱墻計算單元如下圖示：A=1600×240+490×250=506500mm2y1=[1600×240×240/2+250×490×(240+250/2)]/506500=179.25mm2y2=240+250-179.25=310.75mm2I=1600×2403/12+1600×240×(240/2-179.25)2+490×2503/12+490×250×(310.75-250/2)=3.85×109mm4i==-=87.21mm.hT=3.5i=3.5×87.21=305.22mm.驗算高厚比查表得2~4層墻體允許高厚比[β]=24最大橫墻間距S=10.2m>2H=7.2m,查表得：H01=1.0H=1.0×3.6=3.6m.μ1=1.0,μ2=1-0.4bs/s=1-0.4×1800/3400=0.788.μ1μ2[β]=1.0×0.788×24=18.912.β1==3600/305.72=11.79<μ1μ2[β]=18.912.故滿足要求。查表得底層墻體的允許高厚比[β]=26，且H02=1.0H=3.6+0.3=3.9m.μ1μ2[β]=20.488.β2==3900/305.72=12.757<μ1μ2[β]=20.488.故也滿足要求?？v墻控制截面的內(nèi)力計算和承載力驗算每層取兩個控制截面，Ⅰ-Ⅰ截面為墻上部梁底下的截面，該截面彎矩最大；Ⅱ-Ⅱ截面為墻下部梁底稍上截面，底層基礎頂面截面。在進行承載力驗算時，以上兩者均取窗間墻截面，即1~4層A=506500mm2。荷載設計值計算①屋面?zhèn)鱽砑泻奢d由荷載組合規(guī)定，設P為可變荷載效應與永久荷載效應之比，當荷載效應比值ρ≤0.376時，組合由永久荷載控制；當ρ>0.376時，組合由可變荷載控制。ρ===0.116<0.376.所以組合由永久荷載控制。組合值：1.35×(3.54×3.4×3+2.7×3)+1.4×0.5×0.7×3.4×3=64.68KN.②每層樓面?zhèn)鱽淼募泻奢d4層樓面組合值：1.2×(3.85×3.4×3+2.7×3)+1.4×2.0×3.4×3=85.40KN.2、3層樓面組合值：1.2×(3.85×3.4×3+2.7×3)+1.4×2.0×3.4×3=81.12KN.③每層磚墻自重（窗間尺寸1.8m×2.1m)2~4層樓面組合值：1.35×[(3.4×3.6-1.8×2.1)×5.24+1.8×2.1×0.40]=61.36KN.底層樓面組合值：1.35×[(3.4×3.9-1.8×2.1)×5.24+1.8×2.1×0.4]=68.57KN.620mm高的240mm厚的磚墻自重（樓板面至梁底）：1.35×0.62×5.24×3.4=14.91KN.900mm高的240mm厚的女兒墻自重：1.35×0.9×5.24×3.4=21.65KN.梁端支承處砌體局部受壓承載力計算底層材料選用MU15普通燒結粘土磚，M7.5混合砂漿砌筑，查表得砌體抗壓強度設計值：2.07MPa.2~4層材料選用MU15普通燒結粘土磚，M5混合砂漿砌筑，查表得2~4層砌體抗壓強度設計值：1.83MPa.①2~4層Ⅰ-Ⅰ截面混凝土梁軸線跨度為6m,深入墻體長度為240mm,則梁的計算跨度大于4.8m,應設置剛性墊塊。設墊塊尺寸為ɑb=490mm,bb=400mm,tb=180mm,墊塊自梁邊每邊挑出長度為180mm<tb,同時深入翼墻內(nèi)長度為240mm,滿足剛性墊塊的要求，故Ab=ɑb×bb=490×400=19600mm2.A0=490×490=240100mm2.A0/Ab=240100/196000=1.23.砌體局部抗壓強度提高系數(shù)為：γ=1+0.35×=1.17.γ1=0.8×1.28×γ.0.8×γ×1.28=0.934<1.0,取γ1=1.0.在2~4層各個樓層中，考慮到上部傳來荷載的影響，驗算2層的Ⅰ-Ⅰ截面：上部傳來壓力：N0′=64.68+21.65+14.91+61.36+85.40+61.36=309.36KN.上部傳來的平均應力：σ0=N0′/A==0.61MPa.墊塊面積內(nèi)的上部軸向力：N0=σ0Ab=0.61×196000=119.56KN.全部軸向力：N=119.56+81.12=200.68KN.σ0/?==0.333,查表得：δ1=5.90.則ɑ0=δ1=5.90×=87.23mm.ei=ɑb/2-0.4ɑ0=490/2-0.4×87.23=210.11mm.e=Nlei/N==84.93.e/ɑb==0.173.φ===0.736.φ?γ1Ab=0.736×1.0×196000=263.99>N=200.68KN.故滿足要求。②底層Ⅰ-Ⅰ截面梁的軸線跨度為6m,深入墻體長度為240mm，則梁的計算跨度大于4.8m,同樣應設置剛性墊塊：設墊塊尺寸為a0=490mm,bb=400mm,tb=180mm,墊塊自梁邊每邊挑出80mm<tb,同時深入翼墻內(nèi)的長度為240mm，滿足剛性墊塊的要求，故：Ab=490×400=196000mm2,A0=490×490=240100mm2.A0/Ab=1.23.則，γ=1+0.35×=1.17.0.8×γ×1.28=0.934<1.0,取γ1=1.0.上部傳來壓力：N0′′=64.68+21.65+14.91+61.36+85.40+61.36+81.12=390.48KN.上部傳來平均壓應力：σ0=N0′′/A==0.77MPa.墊塊面積內(nèi)的上部軸向力：N0=σ0Ab=0.77×196000=150.92KN.全部軸向力：N=150.92+81.12=232.04KN.σ0/?==0.372,查表得：δ1=5.958，則ɑ0=δ1=5.958×=82.82mm.ei=ɑb/2-0.4ɑ0=490/2-0.4×82.82=211.87mm.e=Nlei/N==74.07mm.e/ɑb==0.151.φ====0.785.φ?γ1Ab=0.785×1.0×2.07×196000=318.49KN>N=232.04KN,滿足要求。內(nèi)力計算及截面面受壓承載載力驗算①4層墻體對于Ⅰ-Ⅰ截面，計算如下下：梁端加剛性墊塊塊后計算得得：ɑ0=δ1=5.90×==87.223mm..ei=y2-0.44ɑ0=3100.75--0.4××87.223=2775.8558mm..M=64.688×2755.8588=17..84KNN·m,N=64.688+21..65+114.911=1011.24KKN,e===1766.21mmm<0..6y2.抗壓強度驗算如如下：==0.577,,φ0===0.8827.φ==0.142..φA?=0.142××5065500×11.83==131..62KNN>N=1101.224KN..故滿足要要求。對于Ⅱ-Ⅱ截面面，計算如如下：M=0，N=1011.24++61.336=1662.600KN.因為β=11..79，查表得：φ=0.8825.則φA?=0.8825×55065000×1..83=7764.669KN>>N=1662.600KN.故滿足要要求。其它層計算列表表見所附圖圖表：橫墻控制截面的的內(nèi)力計算算和承載力力驗算1.控制截面面橫墻的兩側恒荷荷載是對稱稱的，而活活荷載有可可能一側有有。計算表表明，即使使考慮僅有有一側有本本層活載，引引起的彎矩矩也是非常常小的，故故取滿布活活荷載計算算。由于兩側樓蓋傳傳來的縱向向力相同時時，沿整個個高度都承承受軸心壓壓力，則和和每層Ⅱ-Ⅱ截面，即即墻下部板板底稍上截截面進行驗驗算。因此此，僅需驗驗算第二層層Ⅱ-Ⅱ截面與底底層基礎頂頂面。2.計算單元元內(nèi)橫墻計算單元元取1m,,計算單元元和計算簡簡圖如下：：荷載設計值計算算①屋面?zhèn)鱽砑泻珊奢d組合值值：1.335×3..54×33.4×11.0+11.4×00.7×33.4×11.0=119.588KN.②每層樓面?zhèn)鱽砑泻奢d。4層樓面組合值：：1.2××3.855×3.44×1.00+1.44×2.55×3.44×1.00=27..61KNN.2~3層樓面荷荷載組合值值：1.2×33.85××3.4××1.0++1.4××2.5××0.855×3.44×1.00=25..82KNN.③每層磚墻自重（窗窗間尺寸11.8m×2.11m)2~4層：1..35×11.0×33.6×55.24==25.447KN..底層：1..35×11.0×33.9×55.24==27.559KN..驗算高厚比①2~4層墻體查表得墻體的允允許高厚比比[β]=24，且H0=1.00H=3..6m.μ1=μ2=1.0,μ1μ2[β]=244,β===15,,即：β==115<μ1μ2[β]=244.故滿足要要求。②底層墻體查表得墻體的允允許高厚比比[β]=26，且H0=1.00H=3..9m.μ1=μ2=1.0,μ1μ2[β]=266,β===16..25.即：β==116.255<μ1μ2[β]=266.故也滿足足要求。內(nèi)力計算及截面面受壓承載載力驗算①2層Ⅱ-Ⅱ截面N==19.558+277.61++25.882+255.47××3=1449.422KN.β=15,且由于于軸心受壓壓=0，查表得得：φ=0.7757，A=0..24×11.0=00.24mmm2<0.33mm2,則=0.77+A=00.7+00.24==0.944.φA?=0.757××0.944×2400000××1.833=3122.53KKN>N==149..42KNN.故滿足要求。②底層Ⅱ-Ⅱ截面N==149..42+227.599=1777.01KKN.β=15,且由于于軸心受壓壓=0，查表得得：φ=0.7757，A=0..24×11.0=00.24mmm2<0.33mm2,則=0.77+A=00.7+00.24==0.944.φA?=0.757××0.944×2400000××2.077=3533.51KKN>N==177..01KNN.故滿足要求。Ⅱ.樓、屋蓋結構設設計樓、屋蓋的結構構布置普通鋼筋混凝土土空心板長長度通常為為L=2..4m~44.8m,,小于承重重橫墻最大大間距S=100.2m,,因此樓，屋屋蓋采用梁梁板布置。樓蓋平面布置圖圖（見所示示附圖一）。樓梯的結構設計計結構平面布置由課本《混凝土土結構設計計》一書顯顯示，當梯梯段板水平平方向跨度度在3.0mm~3.33m時，采用用板式樓梯梯更適宜。板板式樓梯由由梯段、平平臺板和平平臺梁組成成。(混凝土強強度為C20))根據(jù)資料提示，板板式樓梯的的梯段板厚厚一般取h=L/25~~L/300=36000/255~36000/300=1400mm~1117mmm取h=1220mm；平臺板厚按跨高高比要求，h≥L/30=13350/330=455mm單向板最小厚度度為60mm，取h=700mm。根據(jù)常見樓梯假假定斜梁、平平臺梁的截截面尺寸：：平臺梁TL-11:b×hh=2000×3000mm；平平臺梁TL-2：b×h=1150mmm×2000mm。板板式樓梯結結構平面布布置圖。樓段板的設計((TB-11)樓段板按斜放的的簡支梁計計算。①荷載計算（取11m板寬計算算）樓梯斜板的傾角角：cosɑ==0.89944.踏步重：1//2×1..0×0..3×0..15×225÷0..3=1..875KKN/m..斜板重：0.122×1.00×25÷÷0.89944=33.35KKN/m..面層重：（0.3++0.155）×1.00×0.002×200÷0.33=0.660KN//m.板底抹灰重：0.0115×1..0×177÷0.88944==0.299KN/mm.恒荷載標準值：：gk=1.8875+33.35++0.600+0.229=6..12KNN/m.活荷載標準值：：qkk=2.55×1.00=2.55KN/mm.根據(jù)《建筑結構構規(guī)范》（GB500009--20011）的規(guī)定定，荷載設設計值為p11=gk+qk=1.335×6..12+11.4×00.7×22.5=110.7112KN//m.p22=gk+qk=1.22×6.112+1..4×2..5=100.8444KN/mm.取荷載設計值pp=10..84KNN/m.②內(nèi)力計算?？紤]慮到梯段板板與平臺板板整澆，平平臺對斜板板的轉變變變形有一定定得約束作作用，故計計算板的跨跨中正彎矩矩時，常近近似取M=ppl2=10..84×33.82/10==15.665KN//m.③配筋計算（=11.0）=1.0,,=1220-200=1000mm.====0.16630.==0.5××(1+))=0.99105..===8188.49mmm2.選用鋼筋Ф122@1300（870mmm2)平臺板的設計（PB-11)平臺板一般設計計成單向板板，可取1m寬板帶進進行計算。①荷載計算（取11m板寬計算算）。平臺板自重：0.077×1.00×2.55=1.775KN//m.面層重：00.02××1.0××20=00.4KNN/m.板底抹灰重：0..015××1.0××17=00.2555KN/mm.恒荷載標準值：：gkk=1.775+0..4+0..255==2.411KN/mm.活荷載標準值：： qk=2.55×1.00=2.55KN/mm.根據(jù)《建筑結構構規(guī)范》（GB500009--20011）的規(guī)定定，荷載設設計值為：：pp1=gk+qk=1.335×2..41+11.4×00.7×22.5=55.7KNN/m.pp2=gk+qk=1.22×2.441+1..4×2..5=6..39KNN/m.取荷載設計值pp=6.339KN//m.②內(nèi)力計算。由于于兩端與平平臺梁整澆澆，故計算算跨度取支支承中心線線間的距離離，即LL=L0=1.333+(00.15++0.2))/2=11.5055m.板跨中彎矩MM=pL2=6.339×1..50522/8=11.81KKN·m..③配筋計算（=11.0）==1.0,,=700-15==55mmm.===0.0662.=0..5×(11+)=00.9688.===1611mm2.選用鋼筋Ф8@@200（251mmm2)平臺梁的設計（TL）①荷載計算梯段板傳來的荷荷載：100.84××3.8//2=200.5966KN/mm.平臺板傳來荷載載：6.339×1..505//2=4..80KNN/m.梁自重：00.2×（0.3--0.077）×25++0.022×（0.3--0.077）×17==1.2228KN//m.荷載設計值：p=200.5966+4.880+1..2×1..228==26.887KN//m.②內(nèi)力計算計算跨度：LL=L0+a=3..3m.LL=1.005L0=1.055×(3..3-0..24)==3.211m.取較小值：L==3.211m.跨中彎矩：M=ppL2=26..87×33.2122/8=344.61KKN·m..支座剪力：V=ppL0=26..87×33.06//2=411.11KKN/m..（取支座座邊緣截面面處剪力）③配筋計算（=11.0）縱向鋼筋計算（按按倒L形截面）翼緣寬度：bf′=L//6=3..21/66=0.5535mmm.bff′=b++=0.2++=0.8865mmm.取較小值：bf′=0.5535mmm.判斷截面類型：：bf′hf′(h0-hff′/2)==1.0××9.6××535××70×((265--70/22)=82