某砌體結構四層教學樓設計

河南工程學院《砌體結構》課程設計某砌體結構四層教學樓設計學生姓名:趙晨學號:201310810122專業(yè)班級:土木工程1341班專業(yè)課程:砌體結構指導教師:許衛(wèi)華2016年6月26日目錄TOC\o"1-2"\h\u一、設計資料 某砌體結構四層教學樓設計設計資料本人學號201310810122,根據任務書所選數據為:樓面活荷載標準值:學號倒數第一位為2,選取值為1.4C-D軸線房間進深:學號倒數第二位為2,選取值為5200mm二層以上層高值:學號倒數第三位為1,選取值為3100mm1.某砌體結構四層教學樓設計,其平面圖、剖面圖如附圖所示。圖1教學樓建筑平面圖（一層外縱墻厚370,其他墻體厚240；二、三、四層墻厚均為240）圖2一、二層窗間墻示意圖圖3教學樓剖面2.荷載:上人屋面活荷載標準值為2.0kN/m2該地區(qū)基本風壓力0.45kN/m2墻體自重標準值240mm厚墻體自重:5.24kN/m2(按墻面計)370mm厚墻體自重:7.71kN/m2(按墻面計)500mm厚墻體自重:10.52kN/m2(按墻面計)鋁合金玻璃窗自重:0.4kN/m2(按墻面計)3.材料:屋蓋、樓蓋采用預應力混凝土空心板,一、二層墻體采用MU25燒結普通磚和M10砂漿砌筑,三、四層墻體采用MU20輕骨料混凝土砌塊M7.5砂漿砌筑,施工質量控制等級為B級。各層墻厚如圖所示。圖中梁L-1截面為250mm×500mm,兩端伸入墻內190mm,窗洞尺寸為1800mm×2100mm,門洞尺寸為900mm×2400mm及1200mm×2400mm。4.屋面構造層做法:35mm厚配筋細石混凝土板三氈四油瀝青防水卷材；40mm厚防水珍珠巖；20mm厚1:2.5水泥砂漿找平層；120mm厚預應力混凝土空心板；15mm厚板底抹灰。5.樓面構造層做法:大理石面層20mm厚水泥砂漿找平120mm厚預應力混凝土空心板15mm厚板底抹平其他所需未知材料容重可參閱《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）,或網絡搜尋自行查找。選擇合理的承重方案本設計為砌體結構四層教學樓設計,而縱橫墻承重方案適用于教學樓等建筑,且縱橫墻承重方案房屋平面布置較靈活,房間可以有較大的空間,可以很好地滿足教學功能,故本設計采用縱橫墻承重方案。三、確定房屋的靜力計算方案本房屋的屋蓋、樓蓋采用預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。本房屋中的橫墻也符合剛性方案房屋對橫墻的要求。墻體高厚比驗算1.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5-4,。相鄰窗間墻間距s=3.6m,則四層墻的砂漿強度等級為M7.5,查表5-5,[β]=26。一、二層墻的砂漿強度等級為M10,查表5-5,[β]=26?？紤]窗洞的影響,。三,四外縱墻的實際高厚比,滿足要求。對于第二層外縱墻,屬帶壁柱墻,其幾何特征為：S=10.8m>2H=6.2m,查表5-4,整片墻的高厚比,滿足要求。驗算壁柱間墻時,S=3.6m>H=3.1m,查表5-4：壁柱間墻的高厚比,亦滿足要求。對于一層外縱墻,,查表5-4：一層外縱墻的實際高厚比,滿足要求。2.內縱墻高厚比驗算C軸線上橫墻間距最大的一段內縱墻上開有兩個門洞,,大于上述0.8,故不必驗算便可知三、四層內縱墻高厚比符合要求。對于一層內縱墻:,滿足要求。二層內縱墻的計算高度比一層內縱墻的小,顯然其高厚比亦能滿足要求,不必再驗算。3.橫墻高厚比驗算橫墻厚度為240mm,墻長s=5.4m和5.2m,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。承載力驗算（一）荷載資料1.屋面荷載標準值35mm厚配筋細石混凝土板三氈四油瀝青防水卷材40mm厚防水珍珠巖20mm厚1:2.5水泥砂漿找平層120mm厚預應力混凝土空心板15mm厚板底粉刷屋面荷載合計屋面活荷載(上人)樓面荷載標準值大理石面層20mm厚水泥砂漿找平120mm厚預應力混凝土空心板15mm厚板底抹平樓面恒載合計樓面活荷載墻體荷載標準值240mm厚墻體自重370mm厚墻體自重500mm厚墻體自重鋁合金玻璃窗自重4.屋面梁、樓面梁自重標準值本地區(qū)的基本風壓為,且房屋層高小于4m,房屋總高小于28m,故該設計可不考慮風荷載的影響。（二）縱墻承載力計算1.選取計算單元該房屋有內、外縱墻,D軸墻較A軸墻不利。對于B.C軸內縱墻,走廊樓面?zhèn)鱽淼暮奢d,雖使內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1-1）和墻底底面（如截面2-2）處。在截面1-1等處,梁（板）傳來的支承壓力產生的彎矩最大,且為梁（板）墻支承處,其偏心受壓和局部受壓均不利。在截面2-2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1-1~截面8-8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:女兒墻自重（厚240mm,高900mm,雙面粉刷）:三、四層樓面恒荷載:屋面活荷載:二、三、四層樓面活荷載:三、四層墻體和窗自重:二層墻體（包括壁柱）和窗自重:一層墻體和窗自重:KN4.控制截面的內力計算（1）第四層第四層截面1-1處:由屋面荷載產生的軸向力設計值應考慮兩種內力組合

三、四層墻體采用MU20輕骨料混凝土砌塊M7.5砂漿砌筑,查表2-4,砌體的抗壓強度設計值為,一二層墻體采用MU25燒結普通磚和M10砂漿砌筑,查表2-3,砌體的抗壓強度設計值。屋（樓）面梁端均設有剛性墊塊,由公式（3-50）和表3-8,取,,此時剛性墊塊上表面處梁端有效支承長度a0,b為第四層截面2-2處:軸向力為上述荷載與本層墻自重之和:（2）第三層第三層截面3-3處:軸向力為上述荷載與本層樓蓋荷載之和:查表3-5,,由公式得查表3-5,,由公式得第三層截面4-4處:軸向力為上述荷載與本層墻自重之和:第二層第二層截面5-5處:軸向力為軸向荷載N4與本層樓蓋荷載之和:由表3-5,,由公式得:由表3-5,,由公式得:第二層截面6-6處:軸向力為上述荷載N5與本層墻體自重之和:第一層第一層截面7-7處:軸向力為上述荷載N6與本層樓蓋荷載之和:查表3-5,,由公式得:查表3-5,,由公式得:第一層截面8-8處:軸向力為上述荷載與本層墻體自重之和:5.第四層窗間墻承載力驗算（1）第四層截面1-1處窗間墻受壓承載力驗算第一組內力:第二組內力:對于第一組內力有查表3-4,,按公式有,滿足要求對于第二組內力有查表3-3,,按公式3-16有,亦滿足要求（2）四層截面2-2處,窗間墻受壓承載力驗算第一組內力:第二組內力:查表3-3,,按公式有,滿足要求（3）梁端支撐處（截面1-1）砌體局部受壓承載力驗算梁端設置尺寸為的預制剛性墊塊墊塊面積第一組內力:按,查表3-4,。同時按公式（3-25）有按公式有,滿足要求。對于第二組內力,由于相等,梁端反力非常接近,因此采用的剛性墊塊能滿足局部承壓力的要求。6.第三窗間墻承載力驗算(1)窗間墻受壓承載力驗算結果列于表4-1。表5-1第三層窗間墻受壓承載力驗算結果項目第一組內力第二組內力截面截面3-34-43-34-4216.14266.62228.76285.552502400.10_0.10_120_120_0.21_0.21_13.313.313.313.30.5740.7890.5740.7890.432>0.30.432>0.30.432>0.30.432>0.32.392.392.392.39592.6>216.14784.0>266.62592.6>228.76784.0>285.55滿足要求滿足要求(2)梁端支撐處（截面3-3）砌體局部受壓承載力驗算梁端設置尺寸為的預制預制剛性墊塊。第一組內力:墊塊面積:按查表3-4,。同時,,滿足要求。第二組內力,第二組內力與上組內力相比,基本相等,而梁端反力卻小些,這對局部受壓有利,因此采用的剛性墊塊能滿足局部承載力的要求。7.第二層間窗間墻承載力驗算（1）窗間墻受壓承載力驗算結果列于表4-2。表5-2第二層窗間墻受壓承載力驗算結果項目第一組內力第二組內力截面截面5-56-65-56-6327.85384.21350.82414.231209012/329=0.036_9/329=0.027_221_221_12/221=0.054_9/221=0.041_10.010.010.010.00.7620.8700.7920.8700.51260.51260.51260.51262.982.982.982.981164.0>327.851329.0>384.211209.8>350.821329.0>414.23滿足要求滿足要求（2）兩端支撐處（截面5-5）砌體局部受壓承載力驗算梁端設置尺寸為的剛性墊塊第一組內力:按查表3-4,。同時（只計算壁柱面積）,并取,則按公式有承載力的要求第二組內力:采用上述剛性墊塊時e=65.27/166.25=0.061me/h=0.061/0.37=0.16按因此,采用的預制剛性墊塊可滿足局部受壓承載力要求。8.第一層窗間墻承載力驗算（1）窗前墻受壓承載力驗算結果列于表4-3。表5-3第一層窗間墻受壓承載力驗算結果項目第一組內力第二組內力截面截面7-78-87-78-8445.44584.57479.50636.0210011010/3700.027_11/3700.030_212_212_0.047_0.052_13.013.013.013.00.7210.7950.7140.7950.6660.6660.6660.6662.982.982.982.98/KN1431.0>445.441577.8>584.571417.1>479.501577.8>636.02滿足要求滿足要求(2)（三）橫墻承載力計算以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件,隨著墻體材料,墻體高度不同,可只驗算第三層的截面4-4,第二層的截面6-6以及第一層的截面8-8的承載力（1）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:屋面活荷載:三、四層樓面恒荷載:三、四層樓面活荷載:三、四墻體自重:一層墻體自重:（2）控制截面內力計算①第三層截面4-4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。N4(1)=1.2×(15.41+11.74+2×18.86)+1.4×(7.2+5.04)=94.98kN/mN4(2)=1.35×(15.41+11.74+2×18.86)+1.0×(7.2+5.04)=99.81kN/m②第二層截面6—6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。N6(1)=94.98+1.2×(11.74+18.86)+1.4×5.04=138.76kN/mN6(2)=99.81+1.35×(11.74+18.86)+1.0×5.04=146.16kN/m③第一層截面8—8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。N8(1)=138.76+1.2×(11.74+25.68)+1.4×5.04=190.72kN/mN8(2)=146.16+1.35×(11.74+25.68)+1.0×5.04=201.72kN/m（四）橫墻承載力驗算1.三層截面4—4e/h=0,H（=3.1）<s(=5.2)<2H,查3-3,H0=0.4s+0.2H=0.4×5.2+0.2×3.1=2.720m,β=H0/h=2.70/0.24=11.30,查表3-4,=0.838同時A=1×0.24=0.24m2按公式（3-16）有fA=0.838×2.39×0.24×103=480.67kN>99.81kN,滿足要求。2.二層截面6—6e/h=0,β=10,查表3-4,=0.870,按公式有fA=0.870×2.98×0.24×103=622.22kN>140.62kN,滿足要求。3.一層截面8—8e/h=0,H（=4.9）<s(=5.2)<2H,查3-3,H0=0.4s+0.2H=0.4×5.2+0.2×4.9=3.06m,β=H0/h=3.06/0.24=12.75,查表3-4,=0.81按公式（3-16）有fA=0.81×2.98×0.24×103=579.31kN>194.21kN,滿足要求。上述驗算結果表明,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六、梁受力及配筋計算（一）梁L-1已知梁L-1的截面尺寸,設環(huán)境類別為一類,混凝土強度等級為C30,鋼筋采用HRB400級鋼筋。由混凝土強度和鋼筋等級查表可得,,,,,C30時梁的混凝土保護層最小厚度。假設箍筋直徑為8mm,下部縱向受拉鋼筋為一層,直徑為22mm,則,取整,則。1.荷載計算屋面恒荷載和屋面梁自重合計,上人屋面活荷載標準值為。該教學樓C-D軸線房間進深5.2m。（1）由可變荷載控制作用時:永久荷載設計值可變荷載設計值荷載總設計值（2）由永久荷載控制作用時:永久荷載設計值可變荷載設計值荷載總設計值2.驗算正截面受彎承載力:則荷載總設計值取。將L-1視為簡支梁,彎矩設計值按跨中最大彎矩計算,即最大彎矩值截面抵抗矩系數:＜,可以。截面縱向受拉鋼筋最大截面面積:選用4/18,,L-1配筋圖見圖4所示,驗算在b=250mm寬度內能否放的下:＜,可以放下。圖4L-1配筋圖驗算最小配筋率:,＞,則最小配筋率滿足要求。故正截面受彎承載力滿足要求。3.驗算斜截面受剪承載力:支座邊緣處剪力最大,剪力設計值：驗算截面尺寸:,,屬于厚腹梁,,應滿足:,截面符合要求。箍筋按熱軋HPB300級鋼筋（）。驗算是否需要按計算配置箍筋:>,故按構造配置箍筋即可,采用雙肢箍筋,實有:,滿足要求。驗算最小配箍率:,滿足故斜截面受剪承載力滿足要求。為了滿足構造,另放置2/14,架立筋選用2/14。（二）梁L-2已知梁L-2的截面尺寸,設環(huán)境類別為一類,混凝土強度等級為C30,鋼筋采用HRB400級鋼筋。由混凝土強度和鋼筋等級查表可得,,,,,C30時梁的混凝土保護層最小厚度。假設箍筋直徑為8mm,下部縱向受拉鋼筋為一層,直徑為22mm,則,取整,則。1.荷載計算屋面恒荷載和屋面梁自重合計,上人屋面活荷載標準值為。該教學樓A-B軸線房間進深5.4m。（1）由可變荷載控制作用時:永久荷載設計值可變荷載設計值荷載總設計值（2）由永久荷載控制作用時:永久荷載設計值可變荷載設計值荷載總設計值2.驗算正截面受彎承載力:則荷載總設計值取。將L-2視為簡支梁,彎矩設計值按跨中最大彎矩計算,即最大彎矩值截面抵抗矩系數:＜,可以。截面縱向受拉鋼筋最大截面面積:選用3/22,,L-2配筋圖見圖5所示,驗算在b=250mm寬度內能否放的下:＜,可以放下。圖5L-2配筋圖驗算最小配筋率:,＞,則最小配筋率滿足要求。故正截面受彎承載力滿足要求。3.驗算斜截面受剪承載力:支座邊緣處剪力最大,剪力設計值：驗算截面尺寸:,,屬于厚腹梁,,應滿足:,截面符合要求。箍筋按熱軋HPB300級鋼筋（）。驗算是否需要按計算配置箍筋:＜,需按計算配置箍筋。只配箍筋不配彎起鋼筋:采用雙肢箍筋,實有:,滿足要求。驗算最小配箍率:,滿足故斜截面受剪承載力滿足要求。為了滿足構造,另放置2/14,架立筋選用2/14。繪制施工圖按照建筑結構制圖要求繪制剖面圖平面圖以及建筑詳圖,見所附圖紙。參考資料:(1)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010—2010),中國建筑工業(yè)出版社；(2)《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009—2012),中國建筑工業(yè)出版社；(3)《砌體結構設計規(guī)范》(GB50003—2011),中國建筑工業(yè)出版社；(4)《建筑結構制圖標準》(GB／T50105—2010),中國建筑工業(yè)出版社?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究與開發(fā)