砌体结构计算说明书课程设计.docx
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砌体结构计算说明书课程设计
砌体结构计算说明书——课程设计
课程设计任务书
设计题目
办公室墙体及条形基础设计
学生姓名
所在学院
专业、年级、班
设计要求:
(1)平、立、剖面;
(2)选择材料(块材和砂浆标号);
(3)墙体高厚比验算;
(4)墙体承载力验算;
(5)与规范对比,是否满足构造要求;
(6)基础设计,并绘出施工图。
学生应完成的工作:
课程设计说明书一份
参考文献阅读:
[1]沈蒲生主编.建筑工程课程设计指南[M].北京:
高等教育出版社,2005.1.
[2]施楚贤主编.砌体结构(第三版)[M].北京:
中国建筑工业出版社,2012.11.
[3]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB50009-2012)[S].北京:
中国建筑工业出版社,2012.9.
[4]中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范(GB50003-2011)[S].北京:
中国建筑工业出版社,2012.1.
[5]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)[S].北京:
中国建筑工业出版社,2012.3.
[6]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2010)[S].北京:
中国建筑工业出版社,2010.8.
工作计划:
1.一天高厚比部分计算
2.一天荷载部分计算
3.一天承载力的计算
4.基础设计
5.说明书整理完成
任务下达日期:
2013年9月1日
任务完成日期:
2013年9月6日
指导教师(签名):
学生(签名):
办公室墙体及条形基础设计
摘要:
这是砌体结构的办公室墙体,以纵横墙承重。
考虑底部承载力需要的多,所以一层用370的墙,以上三层和其他的墙体都用240的。
本次设计首先,考虑墙体的高厚比以初步确定墙体的稳定性;其次,考虑墙体的纵横墙的承载力,包括考虑受压承载力和局部受压承载力。
选取不利的墙体局部,计算相关的荷载值,以便计算内力,最后算得相关的承载力,通过校核,确定所设计的结构安全合理;最后由以上所提供的荷载值确定基础的相关尺寸。
本座办公室结构的空间比较大,可以有较充分的活动空间。
考虑共有四层,底部荷载比较大而取370的墙体,而又考虑到经济性第二层就用壁柱以提供较大的承载力和较好的稳定性。
在计算墙体承载力后还要考虑梁下局部受压承载力是否满足要求。
一般都用混凝土垫块以提高砌体结构的局部受压承载力,经过相关的试算确定适合的垫块类型。
基础的设计考虑到土质的种类,确定地基承载力特征值,再用到以上的荷载值确定基础的形式和尺寸。
由于用砌体基础不合适,所以选用混凝土条形基础。
关键词:
刚性结构纵横墙壁柱高厚比荷载承载力
1设计背景
1.1设计资料
设计例题
某四层办公楼平面、剖面图如图7-1所示,屋盖、楼盖采用预应力混凝土空心板,墙体采用烧结页岩砖MU15和水泥混合砂浆砌筑,三、四层砂浆的强度等级为M2.5,一、二层砂浆的强度等级为M5,施工质量控制等级为B级。
各层墙厚如图所示。
窗洞尺寸为1800mm2100mm,门洞尺寸为1200mm2400mm。
图1平面图、剖面图
1.2材料标号
屋面构造层做法:
40mm厚配筋细石混凝土板
顺水方向砌120mm厚180mm高条砖
三毡四油沥青防水卷材,撒铺绿豆砂
40mm厚防水珍珠岩
20mm厚1:
2.5水泥砂浆找平层
120mm厚预应力混凝土空心板
15mm厚板底粉刷
楼面构造层做法:
大理石面层
20mm厚水泥砂浆找平
120mm厚预应力混凝土空心板
15mm厚板底粉刷
工程地质资料:
地表下0.3m内为填土,填土下1.2m内为粘土(),其下层为砾石层()。
2设计方案
静力计算方案
本房屋的屋盖、楼盖采用预制钢筋混凝土空心板,属第一类屋盖和楼盖;横墙的最大间距为,因此本房屋属于刚性方案。
本房屋中的横墙也符合刚性方案房屋对横墙的要求。
3高厚比验算
3.1外纵墙高厚比验算
取D轴线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,,,查表3-2,。
四层墙的砂浆强度等级为M2.5,查表3-3,[β]=22。
一、二层墙的砂浆强度等级为M5,查表3-3,[β]=24。
考虑窗洞的影响,。
三,四外纵墙的实际高厚比,满足要求。
对于第二层外纵墙,属带壁柱墙,其几何特征为:
,查表3-2,
整片墙的高厚比,满足要求。
验算壁柱间墙时,,查表3-2,
。
壁柱间墙的高厚比,亦满足要求。
对于一层外纵墙,,查表3-2,。
一层外纵墙的实际高厚比,满足要求。
3.2内纵墙高厚比验算
C轴线上横墙间距最大的一段内纵墙上开有两个门洞,,大于上述0.8,故不必验算便可知三、四层内纵墙高厚比符合要求。
对于一层内纵墙,,,满足要求。
二层内纵墙的计算高度比一层内纵墙的小,显然其高厚比亦能满足要求,不必再验算。
3.3横墙高厚比验算
横墙厚度为240mm,墙长s=7m,且墙上无洞口,其允许高厚比较纵墙的允许高厚比有利,不必再验算。
4承载力验算
4.1荷载资料
(1)屋面恒荷载标准值
40mm厚配筋细石混凝土板:
顺水方向砌120mm厚180mm高条砖:
三毡四油沥青防水卷材,撒铺绿豆砂:
0.4kPa
40mm厚防水珍珠岩:
20mm厚1:
2.5水泥砂浆找平层:
120mm厚预应力混凝土空心板(包括灌缝):
2.15kPa
15mm厚板底粉刷:
屋面恒荷载标准值合计:
5.17kPa
(2)上人屋面的活荷载标准值:
2.0kPa
(3)楼面恒荷载标准值
大理石面层:
20mm厚水泥砂浆找平层:
120mm厚预应力混凝土空心板:
2.15kPa
15mm厚板底粉刷:
0.24kPa
楼面恒荷载标准值合计:
3.21kPa
(4)楼面活荷载标准值:
2.0kPa
(5)屋面梁、楼面梁自重标准值:
(6)墙体自重标准值
240mm厚墙体自重:
5.24kPa(按墙面计)
370mm厚墙体自重:
7.71kPa(按墙面计)
铝合金玻璃窗自重:
0.4kPa(按墙面计)
本地区的基本风压为0.35kPa,且房屋层高小于4m,房屋总高小于28m,故该设
计可不考虑风荷载的影响。
4.2纵墙承载力验算
(1)选取计算单元
该房屋有内、外纵墙,D轴墙较A轴墙不利。
对于B、C轴内纵墙,走廊楼面传来的荷载,虽使内纵墙上的竖向压力有所增加,但梁(板)支承处墙体轴向力的偏心距却有所减少,且内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小。
因此,可只在D轴取一个开间的外纵墙为计算单元,其受荷面积为(按理需扣除一部分墙体的面积,这里仍近似地以轴线尺寸计算)。
(2)确定计算截面
通常每层墙的控制截面位于墙顶部梁(或板)底面(如截面1-1)和墙底底面(如截面2-2)处。
在截面1-1等处,梁(板)传来的支承压力产生的弯矩最大,且为梁(板)墙支承处,其偏心受压和局部受压均不利。
在截面2-2等处,则承受的轴心压力最大。
本房屋中第四层和第三层墙体所采用的砖、砂浆强度等级和墙厚虽相同,但轴心力的偏心距不同;第一层和第二层墙体的墙厚不同,因此需对截面1-1~截面8-8的承载力分别进行计算。
(3)荷载计算
取一个计算单元,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、四层楼面恒荷载:
屋面活荷载:
二、三、四层楼面活荷载:
三、四层墙体和窗自重:
二层墙体(包括壁柱)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
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
三、四层墙体采用烧结页岩砖MU15、水泥混合砂浆M2.5砌筑,查表3-8,砌体的抗压强度设计值一二层墙体采用烧结页岩砖MU15、水泥混合砂浆M5砌筑,砌体的抗压强度设计值。
屋(楼)面梁端均设有刚性垫块,由公式(3-29)和表3-15,取,此时刚性垫块上表面处梁端有效支承长度a0,b为
第四层截面2-2处:
轴向力为上述荷载与本层墙自重之和:
②第三层
第三层截面3-3处:
轴向力为上述荷载与本层楼盖荷载之和:
查表3-15,由公式(3-29)得
查表3-15,,由公式(3-29)得
第三层截面4-4处:
轴向力为上述荷载与本层墙自重之和:
③第二层
第二层截面5-5处:
轴向力为轴向荷载N4与本层楼盖荷载之和:
由表3-15,,由公式(3-29)得:
由表3-15,,由公式(3-29)得:
第二层截面6-6处:
轴向力为上述荷载N5与本层墙体自重之和:
④第一层
第一层截面7-7处:
轴向力为上述荷载N6与本层楼盖荷载之和:
查表3-15,,由公式(3-29)得:
查表3-15,由公式3-29得:
第一层截面8-8处:
轴向力为上述荷载与本层墙体自重之和:
(5)第四三窗间墙承载力验算
①窗间墙受压承载力验算结果列于表4-1。
表4-1第四层窗间墙受压承载力验算结果
项目
第一组内力
第二组内力
截面
截面
1-1
2-2
1-1
2-2
164.4
230.5
168.9
243.2
67
0
66
0
0.28
_
0.28
_
120
_
120
_
0.56
_
0.55
_
14.6
14.6
14.6
14.6
0.28
0.70
0.28
0.70
0.528>0.3
0.528>0.3
0.528>0.3
0.528>0.3
1.6
1.6
1.6
1.6
221.8>164.4
554.4>230.5
221.8>168.9
554.4>243.2
满足要求
满足要求
③梁端支撑处(截面1-1)砌体局部受压承载力验算
梁端设置尺寸为的预制刚性垫块
垫块面积
第一组内力:
按,查表3-6,。
同时
按公式(3-25)有
取1.0
按公式(3-26)有
满足要求。
对于第二组内力,由于相等,梁端反力非常接近,因此采用的刚性垫块能满足局部承压力的要求。
(6)第三窗间墙承载力验算
①窗间墙受压承载力验算结果列于表4-2。
表4-2第三层窗间墙受压承载力验算结果
项目
第一组内力
第二组内力
截面
截面
3-3
4-4
3-3
4-4
339.4
405.5
349.6
413.9
24
0
23
0
0.10
_
0.10
_
120
_
120
_
0.20
_
0.19
_
14.6
14.6
14.6
14.6
0.50
0.70
0.50
0.70
0.528>0.3
0.528>0.3
0.528>0.3
0.528>0.3
1.6
1.6
1.6
1.6
396.0>339.4
554.4>405.5
396.0>349.6
554.4>413.9
满足要求
满足要求
②梁端支撑处
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