砌体结构设计范例

一、设计资料某三层办公楼，其平面图1和剖面图2所示。采用装配式钢筋混凝土空心板屋（楼）盖，开间为m6.3，外内墙厚均为mm240，双面抹灰，墙面及梁侧抹灰均为mm20，内外墙均采用MU10单排孔混凝土小型空心砌块，1层采用Mb7.5混合砂浆，一层墙从楼板顶面到基础顶面的距离为m2.4，2-3层采用Mb5混合砂浆，层高m4.3；基础采用砖基础，埋深m2.1。大梁L-1截面尺寸为mmmm450200，伸入墙内mm240；窗宽mm1800，高mm1500；施工质量控制等级为B级。图2办公楼平面图1.1荷载资料屋面做法:防水层：三毡四油铺小石子，2/35.0mkN20mm厚水泥砂浆找平层，2/4.0mkN50mm厚加气混凝土，2/3.0mkN120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2/20.2mkN20mm厚水泥白灰砂浆，2/34.0mkN楼面做法:20mm厚水泥砂浆找平层，2/4.0mkN120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2/20.2mkN20mm厚水泥白灰砂浆，2/34.0mkN墙体荷载:墙体拟采用MU10混凝土小型空心砌块，两侧采用20mm砂浆抹面铝合金窗：2/45.0mkN楼面活荷载：楼面活载：2/0.2mkN，屋面活载:2/0.2mkN（上人屋面）1.2设计内容1、确定墙体材料的种类及强度等级。2、验算各层纵、横墙的高厚比。3、验算各承重墙的承载力。图2办公楼剖面及建筑构造图二、荷载计算由《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）和屋面、楼面及构造做法求出各类荷载值如下：2.1屋面荷载防水层：三毡四油铺小石子，2/35.0mkN20mm厚水泥砂浆找平层，2/4.0mkN50mm厚加气混凝土，2/3.0mkN120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2/20.2mkN20mm厚水泥白灰砂浆，2/34.0mkN钢筋混凝土进深梁mmmm450200，这算厚度mm30（含两侧抹灰），2/775.0mkN屋面恒荷载标准值2/365.4mkN屋面活荷载标准值2/0.2mkN2.2楼面荷载20mm厚水泥砂浆找平层，2/4.0mkN120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2/20.2mkN20mm厚水泥白灰砂浆，2/34.0mkN钢筋混凝土进深梁mmmm450200，这算厚度mm30（含两侧抹灰），2/775.0mkN楼面恒荷载标准值2/715.3mkN楼面活荷载标准值2/0.2mkN2.3墙体荷载mm240厚混凝土空心砌块双面水泥砂浆粉刷mm20，2/56.3mkN铝合金窗：2/25.0mkN2.4横梁L-1自重mkN/25.22545.02.0三、静力计算方案采用装配式钢筋混凝土空心板屋盖，最大横墙间距mms328.1036.3，查表属于刚性方案房屋；且洞口水平截面面积不超过全截面面积的3/2，风荷载较小，屋面自重较大，即外墙可不考虑风荷载的影响。四、高厚比验算4.1纵墙高厚比验算最大横墙间距mms328.1036.3，查表属于刚性方案；二、三层墙高)8.62(4.3mHmH，墙厚mm240，Mb5砂浆，查表得24；一层墙高)4.82(2.4mHmH，墙厚mm240，Mb7.5砂浆，查表得26。(1)构造柱的要求在纵横墙相交处和屋面或楼面大梁支承处，均设有截面为mmmm300240的钢筋混凝土构造柱（构造柱沿墙长方向的宽度为mm300）。(2)二、三层纵墙高厚比验算由于外纵墙窗口的宽度大于内纵墙门洞口的宽度，只需要验算外纵墙的高厚比。整片墙高厚比验算mHms8.628.1036.3，查表，mHH4.30.107.08.06.38.14.014.012sbs，承重墙0.1125.0083.0360030005.0lbc，083.136003000.111lbcc79.2024083.18.00.117.142403400210chH（满足要求）构造柱间墙高厚比验算构造柱间距ms6.3，mHsmH8.624.3mHsH12.24.32.06.34.02.04.007.08.06.38.14.014.012sbs，承重墙0.112.19248.00.183.82402120210hH（满足要求）(3)一层纵墙高厚比验算（只验算外纵墙）整片墙高厚比验算mHms4.828.1036.3，查表，mHH2.40.107.08.06.38.14.014.012sbs，承重墙0.1125.0083.0360030005.0lbc，083.136003000.111lbcc53.2226083.18.00.15.172404200210chH（满足要求）构造柱间墙高厚比验算构造柱间距mHs2.46.3，msH16.26.36.06.007.08.06.38.14.014.012sbs，承重墙0.118.20268.00.10.92402160210hH（满足要求）4.2横墙高厚比验算最大纵墙间距mms324.5，查表属于刚性方案；二、三层墙高)8.62(4.3mHmH，墙厚mm240，Mb5砂浆，查表得24；一层墙高)4.82(2.4mHmH，墙厚mm240，Mb7.5砂浆，查表得26。(1)二、三层纵墙高厚比验算ms4.5，mHsmH8.624.3查表，mHsH84.24.32.04.54.02.04.00承重墙0.11，无门窗洞口0.12，且05.0044.05400240lbc，不考虑构造柱的影响（即0.1c）。24240.10.195.142402840210hH（满足要求）(2)一层纵墙高厚比验算ms4.5，mHsmH4.822.4查表，mHsH0.32.42.04.54.02.04.0026260.10.15.122403000210hH（满足要求）五、纵墙内力计算和截面承载力验算5.1计算单元外纵墙取一个开间为计算单元，取图1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，内纵墙由于洞口面积较小，不起控制作用，因而不必计算。5.2控制截面由于一层和二、三层砂浆等级不同，需验算一层及二层墙体承载力，每层墙取两个控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ（图3）。二、三层砌体抗压强度设计值MPaf22.2，一层砌体抗压强度设计值MPaf50.2。每层墙计算截面的面积为：223213.04320001800240mmmAAA，1a5.3各层墙体内力标准值计算(1)各层墙重女儿墙及顶层梁高范围内墙高女儿墙高度为mm900，屋面板或楼面板的厚度为mm120，梁高度为mm450，则kNGk84.1856.36.345.012.09.0二至三层墙重（从上一层梁底面到下一层梁底面）：kNGGkk64.3425.05.18.156.35.18.14.36.332底层墙重（大梁底面到基础顶面）：kNGk59.3725.05.18.156.35.18.163.36.31(2)屋面梁支座反力由恒载标准值传来kNNgkl50.484.525.24.56.3365.4213由活载标准值传来kNNqkl44.194.56.30.2213有效支承长mmmmfhca2404.14222.2450101003，取mma4.14203(3)楼面梁支座反力由恒载标准值传来kNNNgklgkl18.424.525.24.56.3715.32112由活载标准值传来kNNNqklqkl44.194.56.30.22112二层楼面梁有效支承长度mmaa4.1420302一层楼面梁有效支承长度mmfhca2.13450.2450101001各层墙体承受的轴向力标准值如图3所示。图3计算简图和主梁（L-1）底部受压荷载示意图5.4内力组合(1)二层墙Ⅰ-Ⅰ截面第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，2.1G、4.1Q）qklqklgklgklkkNNNNGGN2323324.12.1kN42.22744.1944.194.118.4250.4864.3484.182.1kNNNNqklgkll83.7744.194.118.422.14.12.1222mmael04.634.1424.01204.02240022mmNeNell57.2142.22704.6383.77222第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，35.1G、4.1Q、7.0c）qklqklgklgklkkNNNNGGN2323327.04.135.144.1944.197.04.118.4250.4864.3484.1835.1kN72.232kNNNNqklgkll99.7544.197.04.118.4235.17.04.135.1222mmNeNell58.2072.23204.6399.75222(2)二层墙Ⅱ-Ⅱ截面第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，2.1G、4.1Q）kNGNk99.26842.22764.342.142.2272.122第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，35.1G、4.1Q、7.0c）kNGNk48.27972.23264.3435.172.23235.122(3)一层墙Ⅰ-Ⅰ截面（考虑二至三层楼面活荷载折减系数0.85）第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，2.1G、4.1Q）qklqklqklgklgklgklkkkNNNNNNGGGN12312323185.04.12.1244.1985.044.194.1218.4250.48264.3484.182.1kN66.338kNNNll83.7721mmael32.662.1344.01204.02240012mmNeNell24.1566.33832.6683.77111第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，35.1G、4.1Q、7.0c）qklqklqklgklgklgklkkkNNNNNNGGGN12312323185.07.04.135.1244.1985.044.197.04.1218.4250.48264.3484.1835.1kN76.349kNNNll99.7521mmNeNell41.1476.34932.6699.75111(4)一层墙Ⅱ-Ⅱ截面第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，2.1G、4.1Q）kNGNk77.38366.33859.372.166.3382.111第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，35.1G、4.1Q、7.0c）kNGNk51.40076.34959.3735.176.34935.1115.5截面承载力验算(1)二层墙Ⅰ-Ⅰ截面第一种组合：2432000mmA,MPaf22.2、mmH340006.1524034001.10hH，