工程结构计算书

1办公楼（四层）砖混房屋结构设计计算书一、设计资料(1)、设计标高：室内设计标高0.000,室内外高差450㎜。地震烈度：8度。(2)、墙身做法：外墙墙身为普通实心砖墙，底层外墙厚370㎜，其余墙厚240㎜。墙体底层MU15砖，M7.5砂浆砌筑，二至四层用MU10砖，用M5混合砂浆砌筑，双面抹灰刷乳胶漆。(3)、楼面做法：20㎜水泥砂浆地坪。100㎜钢筋混凝土板，20㎜厚天棚水泥砂浆抹灰。(4)、屋面做法：二毡三油绿豆砂保护层，20mm厚水泥砂浆找平层，50mm厚泡沫砼，100厚钢筋砼现浇板，20mm厚天棚水泥砂浆抹灰。(5)、门窗做法：门厅，底层走廊大门为铝合金门，其余为木门。窗为木窗。(6)、地质资料：砂质粘土层地基承载为特征值fak=190KN/m2，fa=1.1fak。(7)、活荷载：走廊2.0KN/㎡,楼梯间2.0KN/㎡,厕所2.5KN/㎡,办公室2.0KN/㎡,门厅2.0KN/㎡。结构平面布置图如下：一层平面图2二、构件初估。1、梁尺寸确定。初步确定梁尺寸（取最大开间4500mm）：梁高h:L/12=375㎜，取h=500㎜宽b:h/3=167㎜，取b=200㎜3．初选楼板。楼板为现浇双向连续板，t(1/60)L=75㎜.取t=100㎜.三、结构计算书一、荷载计算（1）屋面荷载二毡三油绿豆砂0.35KN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.40KN/m250mm厚泡沫砼0.25KN/m2100厚钢筋砼现浇板2.50KN/m220mm厚板底抹灰0.34KN/m2屋面恒载合计3.84KN/m2屋面活荷载（不上人）0.7KN/m2（2）楼面荷载20mm厚水泥砂浆面层0.40KN/m2100厚钢筋砼现浇板2.50KN/m220mm厚板底抹灰0.34KN/m2楼面恒载合计3.24KN/m23楼面活荷载2.0KN/m2（3）墙体荷载双面粉刷240mm厚砖墙5.24KN/m2双面粉刷370mm厚砖墙7.62KN/m2木窗0.30KN/m2此办公楼为一般民用建筑物，安全等级为二级。按《建筑结构荷载规范》规定：结构的重要性系数0＝1.0永久荷载的分项系数G＝1.2可变荷载的分项系数Q＝1.4二)正常情况下墙体承载力验算1、确定房屋静力计算方案查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》表4.2.1“房屋的静力计算方案”，因本设计为现浇钢筋混凝土屋盖和楼盖，最大横墙间距9m(小于32m)，该房屋属于刚性方案房屋。查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》表4.2.6“外墙不考虑风荷载影响时的最大高度”，本设计层高3.3m＜最大层高4m；房屋总高13.65m＜最大总高28m，故不考虑风荷载的影响。2.高厚比验算(1)根据M7.5和M5混合砂浆，从《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》查得墙体的允许高厚比：首层为[β]＝26；2-4层为[β]＝24。(2)内横墙高厚比验算。4①2-4层横墙：2-4层横墙间距s＝9m；层高H＝3.3m根据s＝9m＞2H＝6.6m。查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得H0＝1.0×H＝3.3mh＝240mm承重横墙允许高厚比不提高，即μ1＝1.0。横墙无开洞允许高厚比降低系数为μ1＝1.0。于是按《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》式(5.1.1)得β＝H0/h＝3300/240＝13.75μ1μ2[β]＝242-4层横墙高厚比满足要求。②首层横墙：首层横墙间距S＝9m；层高H＝3.3+0.45+0.5＝4.25m根据S＝9m＞2H＝8.5m查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得H0＝1.0×H＝4.25mh＝240mm承重横墙允许高厚比不提高，即μ1＝1.0横墙无开洞允许高厚比降低系数为μ2＝1.0于是β＝H0/h＝4250/240＝17.7μ1μ2[β]＝26首层横墙高厚比满足要求。②2-4层外纵墙高厚比验算：2-4层横墙间距S＝9m；层高H＝3.3m根据S＝9m＞2H＝6.6m，查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001》得H0＝1.0×H＝3.3m5h＝240mm承重纵墙允许高厚比不提高，即μ1＝1.0纵墙S＝9m范围内开窗洞两个bs＝4.2m（取较大开间窗洞），开洞后允许高厚比的降低系数为μ2＝1.0-0.4bs/s＝1-0.4×2×2.1/9＝0.813＞0.7取μ1＝0.813于是按《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得β＝H0/h＝3300/240＝13.75μ1μ2[β]＝1.0×0.813×24＝19.5122-4层纵墙高厚比满足要求。④首层外纵墙高厚比验算：首层横墙间距S＝9m；层高H＝3.3+0.45+0.5＝4.25m根据S＝9m＞2H＝8.5m，查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得H0＝1.0×H＝4.25mH＝370mm承重横墙允许高厚比不提高，即μ1＝1.0纵墙开洞后允许高厚比降低系数为μ2＝0.813于是β＝H0/h＝4250/370＝11.48μ1μ2[β]＝1.0×0.813×26＝21.138首层纵墙高厚比满足要求。3.外纵墙墙体承载力验算(1)选取计算单元和确定受荷面积。6因外纵墙有窗洞口，窗间墙承受进深梁传来的集中荷载，故取-个较大开间，即4.5m作为计算单元。其受荷载面积为（近似的按装配式简化）4.5×3.0＝13.5m2(2)确定控制截面。每层取两个控制截面：窗间墙顶部截面I—I和窗间墙下部截面II—II。2-4层墙厚均为240mm，窗间墙宽2400mm，故控制截面面积为A2＝A3＝A4＝240×2400＝576000mm2底层370mm厚墙的截面面积为：A1＝370×2400＝888000mm2墙体轴力及弯矩计算简图7(3)计算进深梁反力对墙体中心线的偏心距。先确定梁端的有效支承长度a0，然后再计算偏距e。①有效支承长度a0；2—4层为a0＝10chf＝10500/1.5＝183mm＜h＝240mm故取a0＝183mm。首层为a0＝10chf＝10500/2.07＝155.4mm＜h＝370mm故取a0＝155.4mm⑨偏心距；2-4层进深梁反力对墙体中心线的偏心距e1为ei＝0.5h-0.4a0＝0.5×240-0.4×183＝46.8mm首层进深梁反力对墙体中心线的偏心距e1为e1＝0.5h-0.4a0＝0.5×370-0.4×155.4＝122.84mm(4)验算各层：当设计墙和基础时，计算截面以上各楼层活荷载应乘以折减系数，当计算截面以上楼层为2--3层时折减系数为0.85。1)屋面荷载q1=1.2×3.84+1.4×0.70=5.588KN/m22)楼面荷载静荷载q2=1.2×3.24=3.888KN/m2活荷载q3=1.4×2.00=2.8KN/m2.3)墙体自重8第4层I—I截面以上240mm墙体自重为：N1=1.2×4.5×0.4×5.24+1.2×0.24×0.30×4.5×25=21.04KN第2、3、4层I-I截面至II-II截面240m墙体自重为：N2=1.2×2.1×2.7×5.24+1.2×2.1×1.8×0.3=37.01KN第1-4层I-I截面至I-I截面240mm墙体自重为：N3=1.2×(4.5×3.3-2.1×1.8)×5.24+1.2×2.1×1.8×0.3=70.97KN底层370厚墙体自重为:I-I截面至Ⅱ-Ⅱ截面370mm墙体自重为：N4=1.2×2.1×2.7×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3=53.21KN底层I-I截面至二层Ⅱ-Ⅱ截面240mm墙体自重为：N5=1.2×4.5×0.9×5.24+1.2×4.5×0.3×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3=39.17KNⅡ-Ⅱ截面以下370mm墙体自重为N6=1.2×(4.5×1.85-2.1×1.8)×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3=42.92KN4)大梁自重(线荷载)q4=1.2×0.2×0.5×25.0=3.0KN／m(4)内力分析1)屋面传来的集中荷载Np1=4.5×3×5.588+3×3=84.44KN92)楼面传来的集中荷载当折减系数为0.85时Np2=Np3=Np4=4.5×3×(3.888+0.85×2.8)+3×3=93.62KN3)第2-4层墙顶大梁反力偏心距当M5时0a=10chf=10500/1.5=183mmep=d/2-0.40a=240/2-0.4×183=46.8mm4)底层墙顶大梁反力偏心距当M7.5时0a=10chf＝10500/2.07＝155.4mmep=370/2-0.4×155.4=122.84mm(5)内力组合及截面验算1)试验算第二层墙体假定第二层及以上墙体均采用M5砂浆。取两个控制截面进行验算，上截面I—I为窗洞口上部,下截面Ⅱ-Ⅱ为墙体窗洞口下部。第二层I—I截面的内力组合及承载力验算N1-2=21.04+2×70.97+84.44+2×93.62=434.66KNM1-2=Np3ep=93.62×46.8=4381.42KN·mm当采用MU10砖、M5砂浆时，砌体的抗压强度设计值f=1.50MPa。截面面积A=240×2400=576000mm2墙的计算高度H0=3300mm墙的高厚比β=H0／h=3300／240=13.75e=M1-3／N1-3=4381.42／434.66=10.08mm10e/h=10.08／240=0.042由M5，e／h=0.042，β=13.75，查表可得=0.685[N]=Af=0.685×0.576×1.5×103=591.84NI-2截面承载力满足要求。2)第二层Ⅱ--Ⅱ截面内力组合及承载力验算NⅡ-2=NI-2+Nd2=434.66+37.01=471.67KNMⅡ-2=0由M5，e／h=0,β=13.75，查表可得=0.776[N]=Af=0.776×0.576×1.50×103=670.464KNNⅡ-2截面承载力满足要求。3)底层墙体墙体厚度370mm，A=370×2400=888000mm2=0.888m2采用M7.5砂浆底层墙I--I截面内力组合及承载力验算NI-I=471.67+39.17=510.84KNMI-1=510.84×65-93.62×122.84=21705.2554KN·mme=M1-1／N1=21705.255／510.84=42.489mme/h=42.489/370=0.115β=H0／h=3950／370=10.67由M7.5，e／h=0.115,β=10.67，查表可得=0.4166[N]=Af=0.4166×0.888×1.69×103=765.78KNNI-111截面承载力满足要求。底层墙基础顶面内力组合及承载力计算NⅡ-1=NI-1+Nd1=510.84+39.17+42.92=592.93KNMⅡ-1=0由M7.5，e／h=0,β=10.67，查表可得=0.853[N]=Af=0.85325×0.888×1.69×103=1280.48KNNⅡ-1截面承载力满足要求。4、局部抗压承载力验算(1)进深梁梁端无梁垫时的局部抗压承载力验算：1）验算二层大梁底：a1＝10chf＝10500/1.5＝183mm＜h＝240mm故取a1＝183mm。A1＝a1bc＝183×200＝36600mm2压应力不均匀系数η＝0.7A0＝h(2h+b)＝240(2×240+200)＝163200mm2＝1+0.3501AA＝1+0.35＝1.65＜2.0故取γ＝1.65上部荷载折减系数：01AA＝16320036600＝4.459＞3，故取ξ＝0ηA1f＝0.7×1.65×36600×1.5＝63.4095KN＜NU+N1＝93.62KN结论是：局部受压承载力均不满足要求，需设置粱垫。12选梁垫厚tb＝200mm,宽ab＝240mm,长度bb＝500mm,垫块两侧各挑出150mm＜hb＝200mm，符合规范不宜大于垫块高度的要求。验算梁垫下砌体