砌体结构设计计算书

多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101791/25多功能综合楼结构设计书一．设计题目………………2二．设计规模与要求……2三．设计条件……3四．建筑方案设计……4五．结构方案设计……5六．设计依据和参考资料……25多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101792/25一．设计题目北方某地区建设一座多功能综合楼，建筑场地平面如下图所示，结构形式采用混合结构（墙体为砌体结构，楼屋盖为钢筋混凝土结构）。二．设计规模与要求三层办公和小型活动场所，包括阅览室、游艺室、储藏室、办公室等。建议采用混凝土砌块砌体混合结构，层高3.3m～3.9m，标准开间3.3m～3.9m，进深4.8m～6.0m，无吊顶，内墙抹灰或涂料，外墙为水刷石或清水墙。设两个楼梯间，首层有门厅和主要出入口，每层设男女卫生间各一间。除标准单开间房间外，每层设双开间和三开间房间各二间。单开间房间在内多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101793/25纵墙设一M4门，双开间房间设一M4门和一C4高窗，窗台距室内地面1.8m，三开间房间设两M4门和一C4高窗。外纵墙每开间设一C1窗，窗台距室内地面1.0m。其它门窗尺寸由设计者决定。女儿墙、阳台、雨罩、台阶等，由设计者自行处理。三．设计条件1、工程地质条件建筑物场地地势平坦，地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的粉土（孔隙比e0.85，饱和度Sr0.5）；再往下为厚砂卵层。粉土层可做持力层，地基承载力标准值为190kN/m2。场地土的类型为中软土，场地土覆盖厚度为60m，地基土容重19kN/m3。2、基本荷载条件活荷载：屋面活载（不上人）0.7kN/m2，（上人）1.5kN/m2；楼面活载2.0kN/m2，走廊活载2.5kN/m2；挑棚、罩雨、天沟、施工活荷载0.7kN/m2；基本风压：0.45kN/m2；基本雪压：0.3kN/m2；多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101794/25恒荷载：由具体设计决定；抗震设防烈度：6度；3、主要结构材料强度等级和规格砌块强度≥MU10，砂浆≥M5，梁板混凝土≥C30，圈梁、构造柱和基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15。四．建筑方案设计1.建筑平面设计根据场地实际，将多功能综合楼设计为两排纵向房间，中间为使其连接的走廊（走廊宽度设为2m）。房间的进深分为4800mm和6000mm两种，开间为3600mm。建筑的正门（正门均为普通双开门，宽度均为2400mm）有两个，分别在建筑的南面的左边和右边。与两个正门正对的是两个楼梯间。正门之间的广阔空间可以作为停车场。层高设定为3600mm。楼顶为不上人的女儿墙。整个建筑左右几乎完全对称，这样简化了结构的设计和计算。详尽信息见建筑首层平面图。2.建筑立面设计整个南立面左右对称。外墙面为混水墙。其上均布着钢框玻璃窗。门均为钢铁门。左右两边均有出入口，中间部分为停车场。详细信息见建筑立面图。3.墙身剖面设计多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101795/25墙身采用190×190×390混凝土砌块砌筑，厚190mm。在每一层均设有钢筋混凝土圈梁。顶部设有高为700mm的女儿墙，上设混凝土压顶。地面及楼面均采用水磨石地面及楼面。各层的标高依次为：+0.600，+4.200，+7.800，+11.600(左右).详细信息见建筑剖面图。建筑设计方案特色：1.出入口与楼道距离近，方面人流流通和紧急情况下人流疏散。2.结构对称，体现了对称美。五．结构方案设计①结构概览一．总体结构。本结构采用了混凝土空心砌块砌体混合结构，墙体为混凝土空心砌块190×190×390.砂浆强度等级选定为M7.5.楼房的屋盖，主梁，圈梁，楼板均为现浇钢筋混凝土结构。二．承重方式本结构为横墙纵墙混合承重形式。其中单开间为横墙纵墙混合承重，双开间及三开间主要是纵墙承重（主梁将荷载传到纵墙）三．楼板多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101796/25楼板的长跨与短跨分别为6000mm，3600mm。为连续现浇双向板。规定板厚在80-160mm。其中连续板板厚h与短跨跨长𝑙0之比要求：ℎ𝑙0≥150,所以有h≥150𝑙0=72mm，故可以取板厚为100mm。四．梁梁高h应该满足:lhl121181，l=4800mm,6000mm为梁的跨度。故h满足40033.333h，故取梁高为400mm。梁的宽度b应该满足：hbh2131，所以，200133b，可以取b=200mm。详图见梁的构造详图。五．圈梁圈梁的高度依据规范应该不小于120mm。常见的有180和240mm，在这里选择240mm。宽度可取为190mm。六．垫梁根据设计的综合楼中的梁的跨度为4800mm与6000mm。（均大于等于4800mm，需要设计垫梁）垫梁的设计尺寸可以选为190*500*200.七．构造柱在墙的拐角处均需要设计构造柱。在开间较大的房间中，根据需要可以增加一定的构造柱已达到计算要求。多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101797/25八．基础构造设计采用条形基础，一共3匹，每匹高度为120mm，在上面设有地基圈梁。②计算方案与计算单元1.选择计算方案：结构中横墙满足规范要求：1.横墙中开有洞口时空口的水平截面积不应超过横墙截面积的50%。2.横墙的厚度不宜小于180mm3.单层房屋的横墙长度不宜小于其高度多层房屋的横墙长度不宜小于H/2（H为横墙总高度）横墙的最大间距s=3.6*3=10.832m,满足规范中房屋静力计算方案为刚性方案的要求，因此，可以选择刚性方案。根据规范规定，刚性方案多层房屋在竖向荷载作用下墙柱在每一层范围内可以近似的视作两端铰支的竖向构件，在水平荷载作用下可以视为竖向连续梁。在考虑竖向的荷载时，应当考虑对墙柱实际的偏心的影响。当梁支承在墙上时，梁端的压力𝑁1到墙内边的距离应取为梁端的有效支承长度𝑎0的0.4倍，由上面楼层传下来的荷载𝑁𝑢可以视为作用在上一层楼的墙柱的截面重心处。多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101798/252.选择计算单元在墙体所用的材料种类，尺寸，楼面荷载相同的情况下，可以分别计算各墙体负载面积与墙垛长度的比值来确定最不利的承载位置，从而以此为计算单元，这样就充分的保证的各处承载的安全。墙体类型墙垛长度l/mm负载面积A/㎡A/l外纵墙18003.6*3=10.8618003.6*2.4=8.644.8外横墙4800（4.8-0.9）*0.9=3.510.736000（6-2.7）*2.7=8.911.485内横墙6000（6-1.8）*1.8*2=15.122.524800（4.8-1.8）*1.8*2=10.82.25内纵墙3600（6000）3.6*（1+3）=15.65.763600（4800）3.6*（1+2.4）=13.263.4通过计算发现，在外纵墙处均处于不利的位置，故多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽20090101799/25选择外纵墙处为计算单元。③墙体高厚比验算由于整个建筑的墙体厚度相同，均为190mm，但是可以发现，底层的墙的高度最大，而其他参数完全相同，因此，只需要计算底层的高厚比，从而可以确定整个建筑是否满足高厚比的要求。外墙的墙体高度从地基圈梁（+0.24）计算到首层的顶板板底（+4.01），高度为3.77m内墙墙体的高度从基础顶面到一层板底，同样也为3.77.墙体类型横墙间距s/mS,H关系计算高度𝐻0βμ1μ2μ𝑐【β】μ1μ2μ𝑐【β】外纵墙10.8S2H3.7719.841.00.81.02620.87.22HSH3.6319.101.00.81.02620.85.42HSH2.9115.321.00.81.02620.83.6SH2.1611.371.00.81.02620.8外横墙2SH1.26.321.00.71.02618.24.82HSH2.6714.051.01.01.0262662HSH3.1516.581.01.01.02626内10.8S2H3.7719.841.00.861.02622.4多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽200901017910/25纵墙7.22HSH3.6319.101.00.861.02622.41.8SH1.085.681.00.781.02620.33.6SH2.1611.371.00.881.02622.9内横墙62HSH3.1516.581.01.01.026264.82HSH2.6714.051.01.01.02626注：在上述计算过程中，因为考虑到μ𝑐=1+γb𝑐/L,其中b𝑐/L0.05时，可将其取为0.在b𝑐=0.19时，L3.8m.在这个结构中，很多房间的L已经大于3.8.为了保守考虑并简化计算，可以认为μ𝑐=1.通过以上表格的验算，底层的高厚比都满足要求，而二层和三层的H更小，故也满足要求。④荷载计算1.屋盖荷载（kN/㎡）改性沥青防水卷材（六层做法）0.3520厚1:2.5水泥砂浆找平20*0.02=0.40200厚加气混凝土保温层5.5*0.2=1.101:6水泥焦渣找2％坡度，最薄30厚（平均90）14*0.090=1.26100厚钢筋混凝土板24*0.10=2.4020厚抹灰0.1静荷载5.61（标准值）活荷载0.7（标准值）多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽200901017911/25静+活6.31（标）由可变荷载效应控制的基本组合5.61*1.2+0.7*1.4=7.712（设计值）由永久荷载效应控制的基本组合5.61*1.35+0.7*1.4*0.7=8.26（设计值）2.楼盖荷载（kN/㎡）10厚1:2.5水磨石面层0.65素水泥结合层20厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4060厚1：6水泥焦渣垫层1.4×0.06=0.84100厚现浇钢筋混凝土楼板24×0.1=2.420厚抹灰0.1静荷载4.39（标）活荷载楼面：22(标)走廊：2.52.5（标）静+活屋内6.39（标）走廊6.89（标）走廊由可变荷载效应控制的基本组合4.39*1.2+2.5*1.4=8.768（设计值）走廊由永久荷载效应控制的基本组合4.39*1.35+2.5*1.4*0.7=8.376（设计值）屋内由可变荷载效应控制的基本组合多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽200901017912/254.39*1.2+2.0*1.4=8.068（设计值）屋内由永久荷载效应控制的基本组合4.39*1.35+2.0*1.4*0.7=7.886（设计值）3.墙体自重（标准值）（kN/㎡）190厚混凝土砌块11.8*0.19=2.2420厚水泥砂浆抹灰20*0.02=0.40墙体自重2.64（标准值）由可变载荷效应控制的基本组合2.64*1.2=3.17（设计值）由永久荷载效应控制的基本组合2.64*1.35=3.56（设计值）4.圈梁自重（kN/㎡）圈梁自重（190*240）24*0.19*0.24=1.094自重1.094由可变荷载效应控制的基本组合1.094*1.2=1.313（设）由永久荷载效应控制的基本组合1.094*1.35=1.477（设）5.梁的自重（kN/㎡）400*200厚现浇钢筋混凝土梁24*0.4*0.2=1.92自重1.92（标）多功能综合楼结构设计书土木工程系结93罗爽200901017913/25由可变荷载效应控制的基本组合1.92*1.2=2.304（设）由永久荷载效应控制的基本组合1.92*1.35=2.592（设）6.女儿墙上钢筋混凝土压顶（kN/㎡）钢筋混凝土（280*60）24*0.28*0.06=0.403自重0.403（标）由可变荷载