《砌体结构》课程设计任务书_多层混合结构房屋设计 - 副本

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1、 《砌体结构》课程设计任务书 一、 设计题目：多层混合结构房屋设计 某多层办公楼，建筑条件图见附图，对其进行结构设计。 二、 设计内容 1、结构平面布置图：柱、主梁、圈梁、构造柱及板的布置 2、墙体的承载力的计算 3、墙体局部受压承载力的计算 4、挑梁、雨蓬的计算 5、墙下条形基础的设计 6、绘制各层结构平面布置图（1：200） 7、完成计算书 三、 设计资料 1、题号及楼面荷载取值 第n题（见表一，表中有42道题目，每班学生根据学号选择相应的题号，学号43号及以后的同学按从1号开始排序选择题号。） 2、其它荷载取值 （1）、屋面活荷载取2.0,恒荷载

2、取5.0 （2）、卫生间活荷载取2.5,恒荷载取7.0 （3）、钢筋混凝土容重，240mm厚墙体5.24kN/m,180厚墙体4.10kN/m （4）、平顶粉刷： 0.4kN/m2 （5）、基本风压：0.40kN/m2 3、地质条件 本工程建设场地地质条件较好，持力层为粘土层，持力层厚度4.0米，上部杂填土厚度1.2米,持力层下无软弱下卧层。粘土层地耐力特征值为180kpa。 4、材料 （1）、混凝土：C20或C25 （2）、砖采用页岩砖，砂浆采用混合砂浆或水泥砂浆，强度等级根据计算选定。 表一 题号 恒载 活载 2.0 2.1 2.2 2.3

3、 2.4 2.5 2.6 3.0 1 2 3 4 5 6 7 3.1 8 9 10 11 12 13 14 3.2 15 16 17 18 19 20 21 3.3 22 23 24 25 26 27 28 3.4 29 30 31 32 33 34 35 3.5 36 37 38 39 40 41 42 注：恒载、活载指的是楼面恒载、活载标准值，单位为，要求同学按学号选择每题的楼面恒载、活载值。 《砌体结构》设计计

4、算书 一、结构平面布置 该多层办公楼结构平面布置图如图纸所示，其中，梁L-1截面为250mm600mm,伸入墙内240mm，墙厚240mm，采用普通烧结砖，一、二、三层为Mu15砖块，M10混合砂浆，四、五层为Mu10砖块，M7.5混合砂浆，窗高1500mm,宽1500mm，施工质量控制等级为B级。 二、确定静力计算方案 最大横墙间距S=3.33=9.9m<32m，查表4.2属刚性结构方案。承重墙高H=3.3m （2H=6.6m） h=240m 查表4.3 Mb7.5砂浆 =26 3、 荷载计算 根据《建筑结构荷载规范》或标准图ZJ 001 确定屋面及楼面做法和相

5、应的荷载 1、 楼面 活荷载： 恒荷载： 2、 屋面 活荷载： 恒荷载： 3、 卫生间 活荷载： 恒荷载： 4、 墙体荷载 240mm厚墙体自重 (按墙面计) 180mm厚墙体自重 (按墙面计) 铝合金门窗自重 (按墙面计) 5、 钢筋混凝土容重： 6、 平顶粉刷： 7、 基本风压： 8、 四、墙体高厚比验算： 1、底层纵

6、墙高厚比验算 室内地面距室外地面0.45m，室外地面距基础高度为，故底层高度 ,可知 ， ，满足要求。 2、2～5层纵墙高厚比验算 横墙间距，满足。 所以 。 3、底层横墙高厚比验算 ，故 4、2～5层横墙高厚比验算 五、纵墙内力计算和承载力验算 1、计算单元 外纵墙取一个开间为计算单元，根据下图所示，取图中斜、虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积，窗间墙为计算截面。纵墙承载力由外纵墙（A、D轴线）控制内纵墙取开门处的内纵墙为计算单元。 2、控制截面 砖采用烧结页岩砖，1至3层砖采用MU15，4至5层砖采用MU10，1至3层沙浆

7、采用M10，4至5层沙浆采用M7.5均采用水泥沙浆。1至3层与4至5层采用不同强度等级的材料，由于一二三层和四五层砖、砂浆等级不同，需验算，底层、3层、4层及5层墙体承载力。四五层墙体强度f= 1.69，一二三层墙体强度f=2.31。如下图所示： Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 3、4、5层 2层 层 图二、控制截面示意图 3、取办公室一个开间的开窗外纵墙进行计算。每层墙的计算截面面积都为A=2401650=396000 1）各层墙体内力标准值计算 女儿墙重（厚240mm，高

8、600+120（板厚）mm） 其标准值为： = 5.243.30.72=12.45KN 计算每层墙体自重时，应扣除窗口面积，加上窗自重，考虑抹灰 对2,3,4,5层，墙体厚度均为240mm，计算高度3.3m，其自重标准值为： （3.33.3－1.51.5）5.24+1.51.50.25= 45.83KN 对1层，墙体厚度为240mm，首层室内地面距基础0.8m，底层楼层高度为3.3+0.8m=4.1m, 其自重标准值为： （3.34.1－1.51.5）5.24+1.51.50.25=59.67KN 屋面梁支座反力： 由恒载传来 由活载传来

9、 有效支乘长度 所以，取 楼面梁支座反力： 由恒载传来 由活载传来 第4～5层有效支乘长度 所以，取 第1～3层有效支乘长度 所以，取 2）内力组合 A.五层墙体截面 a.第一种组合（ ） =1.2(+)+1.4=1.2(63.79+12.45)+1.423.91=125.23KN =1.2+1.4=1.263.79+1.423.91=110.02KN = -0.4=-0.4188.4=44.64mm e===39.11mm b. 第二种组合（ =0.7） =1.35(+)+1.4

10、0.7=1.35(63.79+12.45)+1.40.723.91=126.4KN =1.35+1.40.7=1.3563.79+1.40.723.91=109.55KN = -0.4=-0.4188.4=44.64mm e===38.69mm B. 四层墙体截面 a. 第一种组合（ ） =1.2()+1.4（） =1.2（63.79+45.08+12.45 +45.832)+1.4（20.79+23.91）=318.16KN b. 第二种组合（ =0.7） =1.35()+1.40.7（） =1.35（63.79+45.08+12.45 +45.832)+1

11、.40.7（20.79+23.91）=331.33KN 所以 ，取N=331.33KN C.三层墙体截面 a. 第一种组合（ ） =1.2()+1.4（） =1.2（63.79+45.082+12.45+45.832)+1.4（20.79+23.91+23.91）=405.73KN =1.2+1.4=1.245.08+1.423.91=87.57KN = -0.4=-0.4161.2=55.52mm e==(87.5755.52)／405.73=11.98mm b. 第二种组合 =1.35+1.40.7（） =1.35（63.79+45.082+12.45+45

12、.832)+1.40.7（20.79+23.91+23.91）=415.62KN =1.35+1.40.7=1.3545.08+1.40.723.91=84.29KN = -0.4=-0.4161.2=55.52mm e== (87.5755.52)／415.62=11.7mm D.一层墙体截面 a. 第一种组合 =+1.2（）+1.4（）=405.73+1.2（45.832+59.67+45.082）+1.423.912=762.47KN b. 第二种组合 =+1.35（）+1.40.7（）=415.62+1.35（45.832+59.67+45.082）+1.40.723

13、.912=788.49KN 所以 ，取N=788.49KN 3、截面承载力验算 A. 五层墙体截面（A=396000 f=1.69 =3300mm） a. 第一种组合 1.03300/240=13.75 e/h =38.55/240=0.161 查表3.12得=0.457 0.4573960001.69=305.84KN>=120.59KN, 满足要求。 b. 第二种组合 e/h =35.88/240=0.161，13.75，查表3.12得=0.457 0.4573960001.69=305.84KN>=106.49KN, 满足要求。 B. 四层墙体截面（e

14、=0） 由13.75，查表3.12得=0.776 . 0.7763960001.69=519.33KN>=329.29, 满足要求。 C.三层墙体截面（A=396000 f=2.31 =3300mm） a. 第一种组合 1.03300/240=13.75 e/h =11.75/240=0.049， 查表3.12得=0.666 0.6663960002.31=609.23>=399.9KN, 满足要求。 b. 第二种组合 e/h =11.1/240=0.046，13.75，查表3.12得=0.676 0.6763960002.31=618.38>=411.54K

15、N, 满足要求。 D.一层墙体截面（e=0） 查表3.12得=0.693 0.6933960002.31=633.93=780.34KN, 不满足要求。 4）大梁下局部受压承载力验算（仅验算底层，其余层可参照进行） 161.2mm =161.2250=40300 =240(250+2240)=1752003,取=0 =0.7， =1.64<2.0 所以，=0.71.642.310.0403=106.87KN>=82.25KN，满足

16、要求。 4、取一个内纵墙进行计算。每层墙的计算截面面积都为A=2404120/2=494400 1）各层墙体内力标准值计算 屋顶无女儿墙，无需计算女儿墙重。但板厚120，其标准值为 Gk =5.244.100.12=2.58kN 。 对2,3,4,5层，墙体厚度均为240mm，计算高度3.3m，其自重标准值为： 4.103.35.24= 70.90KN 对1层，墙体厚度为240mm，首层室内地面距基础0.8m，底层楼层高度为3.3+0.8m=4.1m, 其自重标准值为： 4.104.15.24=88.08KN 屋面梁支座反力： 由恒载传来 由活载传

17、来 有效支乘长度 所以，取 楼面梁支座反力： 由恒载传来 由活载传来 第4～5层有效支乘长度 所以，取 第1～3层有效支乘长度 所以，取 2）内力组合 A.五层墙体截面 a.第一种组合（ ） =1.2（+Gk)+1.4=1.2(70.90+2.58)+1.425.83=124.31KN =1.2+1.4=1.270.90+1.425.83=121.25KN = -0.4=-0.4188.4=44.64mm e==128.36144.64/124.31=45.78mm b. 第二种组合（ =

18、0.7） =1.35（+Gk)+1.40.7=1.35(70.90+2.58)+1.40.725.83=124.51KN =1.35+1.40.7=1.3570.90+1.40.725.83=121.03KN = -0.4=-0.4188.4=44.64mm e==121.0344.64/124.51=43.39mm B. 四层墙体截面 a. 第一种组合（ ） =1.2()+1.4（） =1.2（76.39+51.85+70.92)+1.4（25.83+25.83）=396.37KN b. 第二种组合（ =0.7） =1.35()+1.40.7（） =1

19、.35（76.39+51.85+70.92+2.58)+1.40.7（25.94+27.25）=415.17KN 所以 ，取N=415.17KN C.三层墙体截面 a. 第一种组合（ ） =1.2()+1.4（） =1.2（76.38+51.852+70.92+2.58)+1.4（25.83+25.83+27.25）=496.62KN =1.2+1.4=1.251.85+1.425.83=98.38KN = -0.4=-0.4161.2=55.52mm e==(102.1655.52)／496.62=10.95mm b. 第二种组合 =1.35()+1.40.7

20、（） =1.35（76.39+51.852+70.92+2.58)+1.40.7（25.83+5.83+27.25）=512.75KN =1.35+1.40.7=1.3551.85+1.40.725.85=94.25KN = -0.4=-0.4161.2=55.52mm e== (94.2555.52)／512.75=11.49mm D.一层墙体截面 a. 第一种组合 =+1.2（）+1.4（）=506.76+1.2（71.242+88.51+53.342）+1.427.252=988.26KN b. 第二种组合 =+1.2（）+1.4（）=522.24+1.35（71.

21、242+88.51+53.342）+1.40.727.252=1085.5KN 所以 ，取N=1085.5KN 3）截面承载力验算 A. 五层墙体截面（A=494400 f=1.69 =3300mm） a. 第一种组合 1.03300/240=13.75 e/h =53.79/240=0.223 查表3.12得=0.367 0.3674944001.69=306.64KN>=132.46KN, 满足要求。 b. 第二种组合 e/h =43.46/240=0.181，13.75，查表3.12得=0.428 0.4284944001.69=357.61KN>=132.

22、46KN, 满足要求。 B. 四层墙体截面（e=0） 由13.75，查表3.12得=0.776 . 0.7764944001.69=648.38KN>=423.52, 满足要求。 C.三层墙体截面（A=494400 f=2.31 =3300mm） a. 第一种组合 1.03300/240=13.75 e/h =11.19/240=0.0466， 查表3.12得=0.674 0.6744944002.31=769.75KN>=506.76KN, 满足要求。 b. 第二种组合 e/h =10.49/240=0.0437，13.75，查表3.12得=0.681 0

23、.6814944002.31=777.75KN>=522.24KN, 满足要求。 D.一层墙体截面（e=0） 查表3.12得=0.693 0.6934944002.31=791.45KN<=1085.5KN, 不满足要求。 4）大梁下局部受压承载力验算（仅验算底层，其余层可参照进行） 161.2mm =161.2250=40300 =240(250+2240)=1752003,取=0 =0.7， =1

24、.64<2.0 所以，=0.71.642.310.0403=106.87KN>=102.16KN，满足要求。 六 横墙内力计算及截面承载力验算 取1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取3.3m为受荷宽度，计算截面面积=0.241=0.24，由于房屋开间、荷载均相同，因此近似按轴压验算。 由于任务书中未给出楼梯间活载，故在此不做楼梯间验算 卫生间计算 1. 第四层墙体截面 A. 第一种组合 1.2(13.35.242+13.35.0+13.37.0)+1.4(13.32.0+13.32.5)=109.81KN B. 第二种组合 1.35(13.35.242+13.35.0

25、+13.37.0)+1.40.7(13.32.0+13.32.5)=114.70KN 取N=114.70KN e=0，由于楼板厚120mm，故H0=3300-120=3180mm 1.03180/240=13.25，查表3.12得=0.79 0.790.241.69=320.42KN>N=114.70KN, 满足要求。 3. 第一层墙体截面 A. 第一种组合 =1.2(13.35.244+14.15.24+13.35.0+13.37.04)+1.4(13.32.0+13.32.54)=294.9 KN B. 第二种组合 =1.35(13.35.244+14.15.24+13.

26、35.0+13.37.04)+1.40.7(13.32.0+13.32.54)=308.20KN 取N=308.2KN e=0,底层H=4.1m (算至基础顶面)，纵墙间距s=6.3m, HN=308.2 KN, 满足要求 上述承载力计算表明，墙体的承载力 满足要求。 办公室计算 1. 第四层墙体截面 A. 第一种组合 1.2(13.35.242+13.35.0+13.33.2)+1.4(13.32.0+13.32.1)

27、=92.91KN B. 第二种组合 1.35(13.35.242+13.35.0+13.33.2)+1.40.7(13.32.0+13.32.1)=96.48KN 取N=96.48KN e=0，1.03180/240=13.25，查表3.12得=0.79 0.790.241.69=320.42KN>N=96.48KN, 满足要求。 3. 第一层墙体截面 A. 第一种组合 =1.2(13.35.244+14.15.24+13.35.0+13.33.24)+1.4(13.32.0+13.32.14)=198.21KN B. 第二种组合 =1.35(13.35.244+14.15

28、.24+13.35.0+13.33.24)+1.40.7(13.32.0+13.32.14)=214.94 KN 取N=214.94 KN e=0,底层H=4.1m (算至基础顶面)，纵墙间距s=6.3m, HN=214.94 KN, 满足要求 上述承载力计算表明，墙体的承载力 满足要求。 七、挑梁，雨蓬的计算 （一）、挑梁的设计 挑梁断面，挑梁挑出长度

29、长度l=1.8m,埋入长度为2.5，雨篷厚100mm,挑梁檐口有180mm厚,1650mm高砖墙，横墙240mm,外隔墙180mm,高度均为3300mm. 砖墙自重集中力：F=0.51.53.545.24=13.91KN 隔墙均布荷载： q1 =5.240.53.3=8.646KN/m 内横墙均布荷载：q2=5.243.3=17.292KN/m 挑梁自重：埋入段=0.250.425=2.5KN/m，

30、 挑出段=0.250.425=2.5KN/m 100mm厚雨蓬板荷载：q3 =250.13.54=8.85KN/m 楼面恒荷载：3.2 KN/m2 楼面活荷载：2.3 KN/m2 计算简图如图4所示：

31、 1 计算倾覆点 l

32、2=2.5m>2.2=2.20.4=0.88m =0.30.4=0.12m＜0.13=0.325m 2 倾覆力矩： MOV=1.213.91(1.8+0.12)+0.5[1.2(8.646+2.5+8.85)+1.42.33.54](1.8+0.12)2 =90.03KN﹒m 抗倾覆力矩： MR==0.8(2.5-0.105)[5.24(43.3-1/21.51.5)+(2.5+17.292)(2.5-0.105)]=210.16KN﹒m MOV< MR 满足抗倾覆验算 3 挑梁下砌体局部受压承载力计算

33、 Nl=2R=2{1.213.91+[1.2(2.5+8.646+8.85)+1.42.33.54](1.5+0.12)} =145.21KN γήfAl=0.71.51.22.31250400=291.06 KN Nl<γήfAl 满足挑梁下砌体局部受压验算 4 配筋 挑梁上部配筋322，下部配筋214，箍筋8@100 （二）、雨篷的设计 雨蓬板厚100mm，计算同挑梁，挑梁檐口500mm厚砖墙 雨蓬梁配筋实配418 (三)、挑梁的构造要求 挑梁设计除按符合国家现行《混凝土结构设计规范》有关规定外，尚应满足、下列要求： （1

34、） 纵向受力钢筋至少应有1/2的钢筋伸入梁尾端，且至少不少于212，其余钢筋伸入支座的长度不应小于2/3 （2） 挑梁埋入砌体的长度与挑出长度之比应大于1.2，当挑梁上无砌体时与之比应大于2 八、过梁，圈梁，墙梁悬梁构件布置及构造措施 1、窗洞口跨度为1.5m选用《中南地区建筑标准图集》过梁 门洞口跨度为1.5m选用《中南地区建筑标准图集》过梁 2、圈梁:为了满足建筑的整体稳定性，故应设置圈梁。 圈梁的设置：本建筑为多层住宅建筑，层数为5层，应在0、2、4、5层设置现浇钢筋混凝土圈梁,圈梁截面尺寸:240240 mm2, 圈梁纵筋配412,箍筋配6@200 九、 墙下条形基础的

35、设计 Ⅰ、纵墙基础设计 1、选取计算单元 根据工程地质条件，墙下条形基础的埋深取d=1.5m 。取 1m长条形基础为计算单元。采用砖基础。 基础材料：采用混凝土C25 钢筋HRB335 由以上的计算可知 基础顶面单位长度内轴压最大值为 FK=780.34/3.3=236.47N/m 故取 FK=237KN/m 2、基础地面尺寸的确定 =237/(180－201.5)=1.58 取b=1.7m 3、基础内力计算 地基土净反力P=237/1.5=158KN/ m 经分析可知在墙角位置产生的弯曲最大 弯矩M==1/2158(1.5

36、/2-0.12) 2 =31.36KN.m 剪力V==158(1.5/2-0.12)=99.54KN 4、验算地基承载力 5、确定基础高度 基础高度： h=b/8=1700/8=225㎜ 取h=300㎜ 实际基础有效高度 h0=300-40-20/2=250mm 抗剪验算： =0.71.271000250=222.25kN> V=99.54 kN 满足要求 6、配筋计算： 31.36 /(0.9165300)=703.9 选用 Ф10@100 分布钢筋选用6@250基础下面设置C10的混凝土垫层 由于本建筑所处场地无软弱下卧层，故不需要进行地基软弱下卧层承载力验算。 十、 参考文献： 《砌体结构规范》（GBJ3-设计88） 《建筑基础设计手册》 《砌体结构设计手册》 《地基基础设计手册》