砌体结构课程设计

1某砌体结构四层教学楼设计一、设计资料某砌体结构四层教学楼设计，其建筑平面图如图1所示，1-1剖面图如图2所示，窗间墙示意图如图3所示，。学号：20000。楼面活荷载标准值2kN/m8.1，D-C轴线房间进深mm5300，二层以上层高值mm3200。屋盖、楼盖采用预应力混凝土空心板，一、二层墙体采用MU25烧结普通砖和M10砂浆砌筑，三、四层墙体采用MU20轻骨料混凝土砌块M7.5砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级。各层墙厚如图所示。图中梁L-1截面为250mm×500mm，两端伸入墙内190mm，窗洞尺寸为1800mm×2100mm，门洞尺寸为900mm×2400mm及1200mm×2400mm。一层外纵墙厚370mm，其他墙体厚240mm；二、三、四层墙厚均为240mm。2图1建筑平面图图21-1剖面图图3窗间墙示意图（一层370mm，二层240mm）3二、荷载计算（一）屋面荷载35mm厚配筋细石混凝土板2kN/m875.0035.025三毡四油沥青防水卷材2.4kN/m040mm厚防水珍珠岩2kN/m16.004.0420mm厚1：2.5水泥砂浆找平层2kN/m4.002.020120mm厚预应力混凝土空心板2kN/m2.215mm厚板底抹灰2kN/m255.0017.015屋面恒荷载合计2.29kN/m4上人屋面活荷载标准值2.0kN/m2屋面梁自重2kN/m125.35.025.025（二）楼面荷载大理石面层2kN/m42.0015.02820mm厚水泥砂浆找平2kN/m4.002.020120mm厚预应力混凝土空心板2.2kN/m215mm厚板底抹平2kN/m255.0017.015楼面恒荷载合计2275kN/m.3楼面活荷载标准值2.6kN/m1楼面梁自重2kN/m125.35.025.025（三）墙体、窗荷载240mm厚墙体自重(按墙面计)2.24kN/m5370mm厚墙体自重(按墙面计)2.71kN/m7500mm厚墙体自重(按墙面计)20.52kN/m14铝合金玻璃窗自重(按墙面计)2.4kN/m0（四）风荷载基本风压2.45kN/m0＜2.5kN/m0，建筑层高3.2m＜4.0m，建筑总高13.6m＜24m，故可不考虑风荷载的影响。三、静力计算方案该教学楼屋盖楼盖为装配式预应力混凝土空心板，类别属于第1类，最大橫墙间距m8.1036.3s＜2m3，属于刚性方案。四、承重方案根据对教学楼建筑平面图分析，有较大跨度和较小跨度的房间，即大小变化较多，为了布置的合理性，采用纵横墙承重方案。大跨度需要L-1梁的房间，荷载通过L-1梁传递给纵墙，再由基础传递给地基。小跨度的房间，荷载通过橫墙传递给基础再传递给地基。五、高厚比验算该工程施工质量控制等级为B级。一、二层墙体采用MU25烧结普通砖和M10砂浆砌筑，查表可知允许高厚比限值26；三、四层墙体采用MU20轻骨料混凝土砌块M7.5砂浆砌筑，查表可知允许高厚比限值26。（一）外纵墙高厚比验算一层、二层外纵墙带有壁柱，三层、四层外纵墙没有壁柱。1.一层外纵墙几何特征：2m7466.062.013.037.08.1Am212.07466.0)065.037.0(13.062.0185.037.08.11ym288.0212.05.02y432323m1021.12)065.0212.05.0(13.062.013.062.0121)185.0212.0(37.08.137.08.1121I5m128.07466.01021.123AIim448.0128.05.35.3Tih（1）该层整片墙高厚比验算外纵墙墙最大间距m8.10s＞m100.522H，则m9.40HH，0.11，m4.538.1sb。8.036.338.14.014.012sbs94.10448.09.4T0hH＜8.20268.00.121（2）壁柱间墙高厚比验算梁间墙间距m6.3s＜m9.4H，则m16.26.36.06.00sH，0.11，m8.1sb。8.06.38.14.014.012sbs84.537.016.20hH＜8.20268.00.121故一层外纵墙高厚比满足要求。2.二层外纵墙几何特征：2m5126.062.013.024.08.1Am149.05126.0)065.024.0(13.062.012.024.08.11ym221.0149.037.02y432323m1035.4)065.0149.037.0(13.062.013.062.0121)12.0149.0(24.08.124.08.1121Im092.05126.01035.43AIi6m322.0092.05.35.3Tih（1）该层整片墙高厚比验算外纵墙墙最大间距m8.10s＞m4.62.322H，则m2.30HH，0.11，m4.538.1sb。8.036.338.14.014.012sbs94.9322.02.3T0hH＜8.20268.00.121（2）壁柱间墙高厚比验算梁间墙间距m2.3H＜m6.3s＜m4.62H，则m08.22.32.06.34.02.04.00HsH，0.11，m8.1sb。8.06.38.14.014.012sbs58.824.008.20hH＜8.20268.00.121故二层外纵墙高厚比满足要求。3.三、四层外纵墙（1）该层整片墙高厚比验算外纵墙墙最大间距m8.10s＞m4.62.322H，则m2.30HH，0.11，m4.538.1sb。8.036.338.14.014.012sbs33.1324.02.30hH＜8.20268.00.121（2）壁柱间墙高厚比验算梁间墙间距m2.3H＜m6.3s＜m4.62H，则m08.21.32.06.34.02.04.00HsH，0.11，m8.1sb。8.06.38.14.014.012sbs58.824.006.20hH＜8.20268.00.1217故三、四层外纵墙高厚比满足要求。（二）内纵墙高厚比验算轴线C上的橫墙间距最大的一段内纵墙上开有两个门洞，0.11，m4.22.12sb，m8.1036.3s，9.08.104.24.014.012sbs，1.一层内纵墙24.1337.09.40hH＜4.23269.00.121故一层内纵墙高厚比满足要求。2.二、三、四层内纵墙，因9.02＞0.8，故此处一定满足要求。33.1324.02.30hH＜4.23269.00.121故二、三、四层内纵墙高厚比满足要求。（三）横墙高厚比验算橫墙厚240mm，最大墙长5400mm，且墙上没有洞口，其允许高厚比较纵墙的允许高厚比更为有利，因此无需再进行验算。六、纵墙承载力计算（一）选取计算单元该教学楼有内外纵墙。对于外纵墙，D轴墙较A轴墙不利。对B、C轴内纵墙，走廊楼面传来的荷载，虽使内纵墙上的竖向力有些增加，但梁（板）支承处墙体轴向心的偏心距却有所减小，且内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小。因此可以只在D轴取一个开间的外纵墙为计算单元，其受荷面积为2m54.965.26.3（按理需扣除一部分墙体面积，这里仍近似地以轴线尺寸计算）。（二）确定计算截面通常每层墙的控制截面位于墙顶部梁（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，且在梁（板）端支承处，其偏心受压和局部受压均不利。在截面2-2等处，承受的轴心压力最大。（三）荷载计算8按一个计算单元，作用于纵墙的荷载标准如下：屋面恒荷载kN21.4965.2125.354.929.4女儿墙自重kN98.166.39.024.5二、三、四层楼面恒荷载kN52.3965.2125.354.9275.3二、三、四层楼面活荷载kN26.1554.96.1屋面活荷载kN08.1954.90.2三、四层墙和窗自重kN79.468.11.24.08.16.16.31.324.5）（二层墙和窗自重（含壁柱）kN69.512.362.071.72.362.024.579.46一层墙和窗自重（含壁柱）kN86.1190.562.052.108.11.24.00.562.08.11.26.30.571.7）（（四）控制截面的内力计算此办公楼为一般民用建筑物，安全等级为二级，结构的重要性系数：0.10。由屋面荷载产生的轴向力设计值包括两种内力组合，即由可变荷载控制作用和由永久荷载控制作用。由可变荷载控制作用时：永久荷载的分项系数为1.2；可变荷载的分项系数为1.4。由永久荷载控制作用时：永久荷载的分项系数为1.35；可变荷载的分项系数为1.4，可变荷载组合值系数7.0c。由于一、二层墙体采用MU25烧结普通砖和M10砂浆砌筑，查表得MPa98.2f，三、四层墙体采用MU20轻骨料混凝土砌块M7.5砂浆砌筑，查表得MPa44.4f，施工质量控制等级为B级。1.第四层内力计算（1）第四层截面1-1处①由可变荷载控制作用时：kN14.10608.194.1)98.1621.49(2.11NkN76.8508.194.121.492.15lNmkN65.6)10612.04.012.0(76.85)4.0(051ayNMl9mm65.6214.1061065.63111NMe②由永久荷载控制作用时：kN05.10808.197.04.1)89.1621.49(35.11NkN13.8508.197.04.121.4935.15lNmkN60.6)10612.04.012.0(13.85)4.0(051ayNMlmm08.6105.1081060.63111NMe验算梁端截面1-1支承处砌体局部受压承载力：第四层截面1-1处窗间墙梁的支承情况如图4所示，梁的截面尺寸mm500mm250hb，在墙上支承长度190mm，窗间墙截面尺寸为240mm1800mm，梁端支承压力设计值kN76.855lN，梁端上部荷载设计值产生的轴向力kN05.1081N，这里验算梁端支承处局部受压承载力。图41-1、3-3处窗间墙梁的支承情况影响局部抗压强度的计算面积：220m1752.0mm175200240)2402250()2(hhbA10梁端有效支承长度：mm12.10644.450010100fhac＜mm190a梁端局部受压面积：220m02653.0mm2653025012.106baAl局部抗压强度提高系数：83.1102653.01752.035.01135.010lAA＜2.0，满足规定要求。由于6.602653.01752.00lAA＞3.0，则0，可不考虑上部轴心荷载。梁端支承处局部受压承载力：kN9.1502653044.483.17.0fA＞kN76.8576.8500lNN故梁端截面1-1支承处局部受压承载力满足要求，无需设置垫块。（2）第四层截面2-2处①由可变荷载控制作用时