砌体结构课程设计计算书.docx

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1、QINGHAIuniversity昆仑学院土木工程专业砌体结构课程设计计算书班级：姓名：学号：日期：目录课程设计任务书3一、 房屋结构承重方案6二、 房屋静力计算方案6三、 荷载统计6四、 墙体的高厚比验算7五、 墙体承载力计算7六、 墙下条形基础设计18七、 过梁计算20八、 挑梁计算22九、抗震计算23十、平面图、剖面图、计算单元27砌体结构课程设计一、设计资料某四层砖混教学楼其平面、剖面如图。图中梁和墙体的截面尺寸自己选择。墙体荷载情况如下：(1)一、二层墙体厚370mm,采用MulO轻骨料混凝土砌块，Mb7.5砂浆。三、四墙厚240mm,采用MUK)轻骨料混凝土砌块，Mb5砂浆。(2)

2、砖墙面粉刷做法及总重量G)轴线纵向墙及、轴横墙均系双面粉刷，总重5.24kNn?；其它轴纵墙为单面粉刷，总重5.07kN/m2o(3)屋面恒荷载二毡三油绿豆砂矿渣混凝土找平层20mm架空板厚25mm架空板支墩圆孔板自重(含灌缝)0.35kN/m20.4kN/m20.63kN/m20.47kN/m21.70kNm2梁自重25kN/m3(4)天沟荷载二毡三油绿豆砂0.3kN/m2沟内找平层0.46kN/m2沟外边粉刷0.06kN/m2天沟白重(折算成m2)0.93kN/m2沟内积木重0.42kNm2（线荷载为2.17kNm）(5)各层楼面恒荷载细石混凝土粉面层20mm22kN/m3圆孔板自重1.7

3、0kNm2大梁自重25kN/m3使用活载屋面0.5kN/m3楼面2.0kNm2风载320kN/m2木窗自重0.35kN/m2走廊栏板重2kN/m2注：底层构件高度H取至室内地坪标高(0.00)以下350mm处。根据地质资料表明，地下水位标高为-0.950m,此处的地基承载力为150MPa0该地区的基本风压值为Wo=0.55kNm20二、设计要求1、确定房屋的结构承重方案；2、确定房屋的静力计算方案；3、熟练掌握各种方案多层房屋墙体设计及墙、柱高厚比验算方法；4、熟悉梁端下砌体的局部受压承载力验算；5、熟悉过梁、挑梁的设计计算；6、掌握墙体设计中的构造要求，确定构造柱和圈梁的布置;7、熟悉基础结

4、构设计；8、掌握绘制结构施工图。三、设计期限：两周四、参考资料(GB 50009-2001)(GB 50003-2001)1 .建筑结构荷载规范2 .砌体结构设计规范3 .砌体结构3)0C；川0()17501231J050450450IOSoJ200J504*2100t+T9。%1200jj25ULloOOj75()30013Q(t3000课程设计计算书一、确定房屋的结构承重方案该房屋为某高校四层砖混结构教学楼，采用纵横墙承重方案。二、确定房屋静力计算方案房屋、楼盖采用钢筋混凝土屋盖、钢筋混凝土楼盖，s=3.03=9m2H=7.5m,查表4-3得，Ho=1.0/7=3.75m,考虑窗洞口影响，

5、4二1一045=l-0.431.59=0.80.7所以第一层实际高厚比/=o=3.75/0.37=10.132=6.8m,查表4-3得，H0=I.OH=3Am,所以第二层实际高厚比=Holh=3.4/0.37=9.192=6.8m,查表4-3得，/0=1.0/7=3.4m,所以第三层实际高厚比=Hoh=34/0.24=14.17n? =6.05/317.873 = 0.019m2）第三层截面4-4处NT=306.391 +1.2 41.8092 =356.562 kNNf）= 317.873 +1.35 41.8092 = 371.315 kN（3）第二层：1）第二层截面5-5处= 1.2 X

6、 57.63 + 1.4 36.04 = 119.264kN=356.562 + 119.264 = 475.826kN（I）356.562 八E0 =0.353MPa 1.80.37,7 = 0.353/2.5 = 0.14 ,查表得，不=5.61,则500Z =5.6 L型=79.34mm2.5MD=泗）（y-。4X必）=119.264x（0.25-0.40.079）=26.05kNm靖=MFlNf=26.05/475.826=0.055m=1.3557.34+1.40.736.04=112.728kNN/=112.728+374.315=487.043kN2j=芋装亘=562.03=0.

7、562MPa1.80.3727=0.562/2.5=0.2248,查表得，G=5.7372M2)=M?(y-04X啕)=112.728X(0.25-0.4X0.081)=19.05kNm2=19.05/487.043=0.039m2)第二层截面6-6处MD=475.826+1.2X61.48=549.603kNN3)=487.043+1.3561.48=570.042kN(4)第一层D第一层截面7-7处易求得楼面恒荷载产生的支座反力F=57.34kN,楼面活荷载产生的支座反力尸=36.04kN0轴向力为上述荷载可6与本层楼盖荷载之和：N=l.257.34+1.436.04=119.264kN=

8、549.603+119.264=668.86kN靖=、=825.2=0.825MPa1.80.37bf=0.825/2.5=0.33,查表得，b=5.895,则Mr=NM(y_0.4x期=119.264(0.25-0.40.083)=25.86kNmHD=M；INT=25.86/668.86=0.039mN；”1.35X57.34+1.40.736.04=112.728kNNy=H2.728570.042=682.77kN若)=570.042=8559=0856MPa1.80.37136.956kN,满足要求。对第二组内力：e/h=0.0773/0.24=0.3,e/y=0.773/0.12=

9、0.60.6,=Ho/。=3.4/0.24=14.2,查表得，=0.288,由公式得fA=0.2881.711.80.24103=212.75kN148.72kN,满足要求。（2）第四层截面2-2处窗间墙受压承载力验算第一组：N）=187.127kN,e,=O第二组：NP=205.145kN,ef）=Oeh=Of=Ho=3.4/0.24=14.2,查表得，0=0.427fA=0.4271.711,80.241O3=315.43kN205.145kN,满足要求。（3）梁端支撑处（1-1截面）砌体局部受压承载力验算梁端尺寸为90Ommx24OmmX30Omm的预制刚性垫块，垫块面积：Atf=abb

10、h=0.240.9=0.216m2第一组内力*=B6=o.o18MPa,NY=I27.524kN,斓=92mmO1.80.24%NQ=OQAb=0.0180.216103=3.888kNNO+NM=3.888+127.524=131.412kNe=N/(y0.4)/(NO+NJ=127.524x(0.120.4x0.092)131.412=0.08m=0.81/0.24=0.3,按夕3,查表得，O=O.48A)=(0.9+20.24)0.24=0.3312m24/4=0.3312/0.216=1.533/=1+0.35Jl.533-1=1.2560+Vu=131.412kN对于第二组内力，比第

11、一组梁端反力小，且相等，这对局压受力更加有利，因此，采用90OmmX24OmmX30Omm的刚性垫块能满足局压承载力的要求。6、第三层窗间墙承载力验算(1)第四层截面3-3处窗间墙承载力验算第一组内力：N,=306.39IkN,=0.031m第二组内力：Nf)=317.873kN,epl=0.0773m对第一组内力，e/h=0.031/0.24=0.129,ey=0.031/0.12=0.2580.6,=Hqh=3.4/0.24=14.2,查表得，=0.5,由公式得%=0.5X1.71X1.8X0.24103=369.365kN30639IkN,满足要求。对第二组内力：e=0.019/0.24

12、=0.079,y=0.019/0.12=0.1580.6,/7=H0=3.4/0.24=14.2,查表得，O=O.6,由公式得=0.6X1.71X1.8X0.24103=443.23kN317.873kN,满足要求。(2)第四层截面4-4处窗间墙受压承载力验算第一组：N356.562kN,WD=O第二组：Np=374.315kN,ef)=。e=0,-H0/h=3.4/0.24=14.2,查表得，=0.765fA=0.7651.711.80.24lO3=565.12kN374.315kN,满足要求。(3)梁端支撑处(3-3截面)砌体局部受压承载力验算梁端尺寸为90Ommx24OmmX30Omm的

13、预制刚性垫块，垫块面积：Ab=abbb=0.240.9=0.216m2第一组内力356.562=825=0.825MPa,N；)=119.26kN,斓=97.6mm01.80.240=0ft=0.8250.216103=178.2NNo+N”=l78.2+119.26=297.46kNe=M(y-0.4%)/(%+Nw)=II9.26x(0.12-0.4x0.098)297.46=0.032me=0.032/0.24=0.13,按3,查表得，夕=0.83A)=(0.9+224)0.24=0.3312m24/4=0.3312/0.216=1.53/=1+().35Jl.53-1=1.255N。+

14、N31=297.46kN对于第二组内力，比第一组梁端反力小，且旬力相等，这对局压受力更加有利，因此，采用90OmmX24OmmX30Omm的刚性垫块能满足局压承载力的要求。7、第二层窗间墙承载力验算(1)第四层截面5-5处窗间墙承载力验算第一组内力：Nr=475.826kN,=0.055m第二组内力：NP=487.043kN,嘤=0.039m对第一组内力，=0.055/0.37=0.15,ey=0.055/0.12=0.460.6,=o=3.4/0.37=9.2,查表得，0=0.57,由公式得f=0.572.51.80.37103=949.05kN475.826kN,满足要求。对第二组内力：z

15、=0.039/0.37=0.1,e/y=0.39/0.12=0.3250.6，7=o=3.4/0.37=9.2,查表得，=0.67,由公式得fA=0.672.51.80.37103=1115.55kN487.043kN,满足要求。(2)第四层截面6-6处窗间墙受压承载力验算第一组：Nr=549.603kN,=0第二组：2V=570.042kN,或)=。eh=Of=Hq/h=3.4/0.37=9.2,查表得，=0.89夕分=0.89X2.5X1.8X0.37103=1481.85kN570.042kN,满足要求。(3)梁端支撑处5-5截面)砌体局部受压承载力验算梁端尺寸为6mm370mm30Om

16、m的预制刚性垫块，垫块面积：Ab=ahbh=0.60.37=0.222m2第一组内力端=356.562=535.4=0.535MPa,=119.264kN,斓=79.34mm1.80.3752NO=OoA=0-5350.222103=ll8.77kNN0+N“=118.77+119.264=238.034kNe=N5l(y-O.4h)(7Vo+TV5,)=119.26(0.25-0.40.079)/238.034=0.1me=0.1/0.37=0.27,按夕3,查表得，=0.566A0=(0.620.37)0.0.37=0.4958m2AjAb=0.4958/0.222=2.237=1+0.3

17、52.23-l=1.40+N11=238.03kN对于第二组内力，比第一组梁端反力小，且旬力相等，这对局压受力更加有利，因此，采用60OmmX37OmmX30Omm的刚性垫块能满足局压承载力的要求。8、第一层窗间墙承载力验算(1)第四层截面1-1处窗间墙承载力验算第一组内力：Nr=668.86kN,e；0=0.039m第二组内力：f)=682.77kN,e668.86kN,满足要求。对第二组内力：eh=0.036/0.37=0.097,ey=0.036/0.12=0.30.6,=Hz=3.75/0.37=10,查表得，0=0.65,由公式得f=0.652.51.80.37103=l082.25

18、kN682.77IkN,满足要求。(2)第四层截面8-8处窗间墙受压承载力验算第一组：MD=742.64kN,=O第二组：=765.77kN,42)=0=0,=Ho=3.75/0.37=10,查表得，夕=0.87fA=0.872.51.80.37103=l448.55kN765.77kN,满足要求。(3)梁端支撑处(7-7截面)砌体局部受压承载力验算梁端尺寸为60OmmX37OmmX30Omm的预制刚性垫块，垫块面积：Ab=abbh=0.60.37=0.222m2第一组内力*二549.603=825.2=0.825MPa,N，=127.524kN,a!；,=92mm0=04=0825x0.22

19、2IO3=183.15kN/V0+/V7z=183.15+119.26=302.4IkNe=N71(j-O.4)(2Vo+N,)=119.26(0.25-0.40.083)302.41=0.085m=0.085/0.37=0.23,按夕3,查表得，.=0.614=(0.6+20.37)0.37=0.4958mA0/Ab=0.4958/0.222=2.23/=1+0.352.23-l=1.39N0+Nlt=302.4IkN对于第二组内力，比第一组梁端反力小，且相等，这对局压受力更加有利，因此，采用60OmmX37OmmX30Omm的刚性垫块能满足局压承载力的要求。（二）横墙承载力计算以轴线4上的

20、横墙为例，横墙上承受由屋面和楼面传来的均布荷载，可取Im宽的横墙进行计算,其受荷面积为ImXI.5m=1.5r112。由于该横墙为轴心受压构件,随着墙体材料、墙体高度不同，可只验算第三层的截面4-4、第二层6-6及第一层截面8-8的承载力。1、荷载计算取一个计算单元，作用于横墙的荷载标准值如下：屋面荷载二、三、四层楼面恒荷载屋面活荷载二、三、四层楼面活荷载三、四层墙体自重3.555=5.325kNm2.14x1.5=3.2IkNm0.5L5=0.75kNm2L5=3kNm5.24(3.4-0.3)+250.30.24=18.044kNm二层墙体自重7.71(3.4-0.3)+250.3X0.3

21、7=26.676kN/m一层墙体自重7.71(3.75-0.3)+250.3X0.37=29.3745kN/m2 .控制截面内力计算(1)第三层截面4-4处。轴向力包括屋而荷载，第四层楼面荷载和第三、四层墙体自重：N?=1.2X(5.325+3.21+18.044)+1.4(0.75+3)=37.14kN/mN二1.35X(5.32+3.21+18.044)+1.47(0.75+3)=39.56kN/m(2)第二层截面6-6处。轴向力包括上述荷载N11,第三层楼面荷载和第二层墙体自重。N7=37.14+1.2X(3.21+26.676)+1.43=77.2kN/m然2)=39.56+1.35(

22、3.21+26.676)+1.40.73=82.85kN/m(3)第一层截面8-8处。轴向力包括上述荷载N6、第二层楼面荷载和第一层墙体自重。Nj=77.2+1.2(3.21+29.3745)+1.43=120.5kN/mNP=82.85+1.35(3.21+29.3745)+1.4.73=129.78kN/m3 .横墙承载力验算(1)第三层截面4-4：eh=O,s=7.22H=23.4m=6.8m,查表得名=LOH=3.4m,7=7o=3.4/0.24=14.2,查表得，0=0.765,同时A=IXO.24=0.24r112按公式有JA=0.7651.710.241O3=313.956kN3

23、9.56kN,满足要求。(2)第二层截面6-6：e/h=0,s=7.2m2H=6.8m,查表得，H0=1.0/=3.4m,P=HO=3.4/0.37=9.2,查表得*=0.886,同时A=IXo.37=0.37?,按公式有7/4=0.8861.710.37103=560.57kN82.85kN,满足要求。(3)第三层截面8-8：eh=O,(3.75m)vs(7.2m)129.78kN,满足要求。上述验算结果表明，该横墙有较大的安全储备，显然其他横墙的承载力功能满足要求。六、墙下条形基础设计根据工程地质条件，墙下条形基础埋深取1.8m。取LOm长条形基础为计算单元，采用条形砖基础。1 .外纵墙下

24、条形基础Fk=(7.86+13.775+9.5453+41.80922+61.482+1.50.7+60.73)3=90.168kN/m按公式有人-=90168=0.683m,取基础宽为700mm。基础剖fa-rnd150-101.8面图如图a所示：2 .内横墙下条形基础Fk=5.325+3.21x3+18.044+26.676+18.044+0.50.7+20.73=82.27kN按公式有h-_=宅Z_=0.623m,取基础宽为700mm。取基础fi-rtnd150-10x1.8剖面如图b所示。基础砖采用MmO烧结页岩砖和M7.5砂浆砌筑。a纵墙下条形基础120250b横墙下条形基础七、过梁

25、计算1、荷载计算，作用在过梁上的均布荷载设计值为:第四层，净跨z,=1.5m,3=O.5mg=1.35X(4.99X0.4+4.5)+1.40.70.75=9.5KNm2、钢筋混凝土过梁的计算.过梁的计算跨度o=l.O5=1.051500=l575mm fy 210配266,A=57mn,钢筋为HRB235o3、过梁梁端支承处局部抗压承载力验算查得砌块抗压强度设计值=l71Nmm2,取压力图形完整系数=1.0过梁的有效支承长度:% = 10,6 = 101.25A,V31800故取局部受压强度提高系数=125不考虑上部荷载，则局部压力为：N=%=95x1575=748KN22局部承压的抗力：A

26、lf=1.01.25318001.71=67.97KNN1故过梁支座处砌体局部受压是安全的。八、挑梁计算:挑梁的截面尺寸为24OmmX35Omm,埋入砌体长度=26，挑出长度/=2.1m,/?=1.3m2(1)抗倾覆验算：挑梁埋入墙体长度1=2.6m2.2hb=2.20.35=0.77m,从而倾覆点距离墙边距离：x0=0.3=0.30.35=0.105N,满足要求。挑梁承载力计算挑梁最大弯矩Mnax=Mqv=86.64kNm最大剪力Vmax=j=1.356.88+（13.7+2.1）2.1+1.40.762.1=67.37kN。采用C20混凝土，HPB235钢筋按构造配置，26钢筋。九、抗震验

27、算抗震设计防烈度为7度，抗震设计分组为1组，II度场地土。1、水平地震作用计算：（1）各层重力荷载代表值屋面均布荷载3.55kNm2楼面均布荷载2.14+2l=4.14kNm2各层重力荷载代表值G1=1105kN,G2=983kN,G3=868kN,G4=577kN,Za=IIo5+983+868+577=3533kN（2）结构总水平地震作用标准值FEk=alGeq=0.835330.85=2402kN（3）各层水平地震作用和地震剪力标准值如下表层G(kN)”i(m)Gf7f(kNm)覃L(kN)GiHiEka=(kN)j=i四57713.958049681681三86810.55915777

28、51456二9837.1570285952051b11053.754144351240213533283782402各层地震作用代表值和所受的水平地震剪力如下图所示681kN681水平地震作用代表值和水平地震剪力2、横墙截面抗震承载力验算二层：全部横向抗侧力墙体截面面积为：A2=7.440.372=5.51m2轴线1横墙截面面积为：A21=7.44.37=2.755m2楼面总面积为：=9.39=83.7m2轴线1横墙重力荷载从属面积为：/1=9.390.5=41.85kN轴线1横墙所承担的水平地震剪力为：K=La+殳）匕=L（2L+iL更）x1.3x2051=1333.15kN2,2A2F2c

29、h2k22.75583.7轴线1横墙每米长度上所承担的竖向荷载（在该层的半高处）为:N=3.55X1.5+4.14X1.5X2+5.24X（3.40.3）+25X0.3X0.24X2+7.71（1.7-0.3）+25X0.3X0.37=67.4kN轴线1横墙截面的平均压应力为:o=674003701000=0.182Nmm2采用M7.5级砂浆fv=O.O6Nmm2,o,=0.178/0.06=3.03,查表，n=1.76v0A,1=1.760.062.755106=290928=290.9kN67.4kNYre-1。满足要求一层：A1=7.440.37X2=5.5lm2,11=7.44X0.37=2.755m2,7=9.39=83.7m2,*1=9.390.5=41.85m2V=1(l+l)zV=l(AL+lL)i3