张银山.砌体结构课程设计_砌体结构课程设计

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一、布置构造柱和圈梁

1、构造柱的设置

考虑房屋层数为四层，抗震设防烈度为7度，应在外墙四角，横墙与外纵墙交接处，以及楼梯间的四角设构造柱。构造柱截面采用240mm×180mm，纵向钢筋采用4φ12，箍筋间距为200mm，且在柱上下端应适当加密。构构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并沿墙四角每隔500mm设2φ6的拉结筋，每边伸入墙内不宜小于1m。

2、圈梁的设置

因此建筑物为办公楼，且层数为四层，应在底层和檐口处设置圈梁，基础圈梁的截面尺寸按构造要求取240mm×240mm，檐口圈梁尺寸为200mm×500mm，钢筋混凝土圈梁应闭合，遇有洞口，圈梁应上下搭接。

二、验算纵横墙高厚比

1、确定房屋的静力计算方案

最大横墙间距S=3.6×2=7.2m，屋盖、楼盖类别属于第1类，S

2、外纵墙高厚比验算

本房屋第一层墙体采用M7.5混合砂浆，其高厚比β=3.6/0.24=15 第二、三、四层墙体采用M5.0混合砂浆，其高厚比β=3.6/0.24=15 由此可见，各层高厚比相等，因二、三、四层砂浆等级相对较低，因此首先因对其加以验算。

对于砂浆强度等级为M5.0的墙，查表4-4，可知[β]=24 取第四层A轴线上的横墙间距最大的一段外纵墙，H=3.6m，S=7.2m，2H=S

H0=0.4S+0.2H=0.4×7.2+0.2×3.6=3.6m 考虑窗洞的影响，u2=1-0.4bs/s=1-0.4×1.5/3.6=0.79>0.7 β=3.6/0.24=15

3、内纵墙高厚比验算

轴线B上横墙间距最大的一段内纵墙上揩油两个门洞，u2=1-0.4×2.4/7.2=0.87>0.79 ,故不需验算即可知该墙高厚比满足要求。

4、横墙高厚比验算

横墙厚度为240mm，墙长s=6.0m，且墙上无门洞口，其允许高厚比比纵墙有利，因此不必再做验算亦能满足高厚比要求。三、一二层横墙控制截面承载力

1、静力计算方案

最大横墙间距S=3.6×2=7.2m，屋盖、楼盖类别属于第1类，S

2、荷载资料

根据设计要求，荷载资料如下： ﹙1﹚

屋面恒载标准值

40厚C30细石混凝土刚性防水层，表面压光 25×0.04=1 kN/m2 20厚1：2.5水泥砂浆找平： 20×0.02=0.4kN/m2 两毡三油柔性防水层： 0.3 kN/m2 180mm厚预应力空心板（含填缝）： 2.57 kN/m2 屋面实际情况：会议室上屋面采用180mm厚预应力空心板，其余部分采用120mm厚预应力空心板，问安全起见，整个采用180mm厚预应力空心板进行计算。

20厚板底粉刷： 16×0.02=0.32 kN/m2 合计 4.59 kN/m 屋面梁自重 25×0.2×0.5=2.5 kN/m ﹙2﹚

不上人屋面活荷载标准值： 0.5 kN/m2 ﹙3﹚

楼面恒荷载标准值

地板砖楼面（含水泥砂浆打底）： 0.55 kN/m2 120mm厚预应力空心板（含填缝）： 1.95kN/m2 20厚板底粉刷： 16×0.02=0.32 kN/m2 合计 2.82 kN/m2 楼面梁自重 25×0.2×0.5=2.5 kN/m

﹙4﹚

墙体自重标准值

240墙体： 5.24 kN/m2 面砖墙面(含水泥砂浆找平层)： 0.5 kN/m2 合计 5.74 kN/m2

2木门： 0.2 kN/m 铝合金推拉窗自重： 0.3 kN/m2

﹙5﹚

楼面活荷载标准值

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），办公室的楼面活荷载标准值为2.0 kN/m2。设计房屋墙，基础时，楼面活荷载标准值采用与其楼面梁相同的折减系数，而该楼面梁的从属面积为3.6×6.0=21.6 m2

该房屋所在地区的基本风压为0.3kN/m2，且房屋层高小于4m，房屋总高小于28m，该房屋设计时可不必考虑风荷载的影响。

3、横墙承载力计算

以轴线④上的横墙为例，横墙上承受由屋面和楼面传来的均布荷载，可取1m宽的横墙进行计算，其受荷面积为1×3.6=3.6m2，横墙为轴心受压构件，验算如图1-

1、2-

2、3-

3、4-4截面的承载力。

﹙1﹚

荷载计算

取一个计算单元，作用于横墙的荷载标准值如下：

屋面恒荷载： 4.59×3.6+2.5×3.6/6.0=18.024 kN/m 屋面活荷载： 0.5×3.6=1.8 kN/m二、三、四层楼面恒荷载： 3.84×3.6+2.5×3.6/6.0=11.712 kN/m二、三、四层楼面活荷载： 2.0×3.6=7.2 kN/m 各层墙体自重： 5.71×3.6=20.67 kN/m ﹙2﹚ 控制截面内力计算 1﹚ 第二层截面4-4处：

轴向力包括屋面荷载、第三四楼面荷载和第三四层楼面自重，N4﹙1﹚=1.2×(18.024+11.172×2+2×20.67)+1.4×(1.8+7.2×2)=122.03 kN/m ﹙﹚ N42=1.35(18.024+11.172×2+2×20.67)+1.4×0.7×(1.8+7.2×2)=127.17 kN/m 2﹚

第二层截面3-3处：

轴向力为上述荷载N4和第二层墙体自重，﹙﹚

N31=122.03+1.2×20.67=146.83 kN/m N3﹙2﹚=127.64+1.35×20.67=155.54 kN/m 3﹚

第一层截面2-2处：

轴向力为上述荷载N3和第二层楼面恒活载，N2﹙1﹚=146.83+1.2×155.54+1.4×7.2=170.96 kN/m N2﹙2﹚=155.54+1.35×11.712+1.4×0.7×7.2=178.41 kN/m 4﹚

第一层截面1-1处：

轴向力为上述荷载N2和第一层墙体自重，N1﹙1﹚=170.96+1.2×20.67=195.76 kN/m N1﹙2﹚=178.41+1.35×20.67=206.31 kN/m ﹙3﹚ 横墙承载力验算 1﹚

第二层截面4-4处：

e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1，φ=0.745，A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.5×0.24×103=268.2 kN >127.64 kN, 满足要求。2﹚

第二层截面3-3处：

e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1，φ=0.745，A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.5×0.24×103=268.2 kN >155.54 kN, 满足要求。3﹚

第一层截面2-2处：

e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1，φ=0.745，A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.69×0.24×103=302.17 kN>178.41 kN, 满足要求。4﹚

第一层截面1-1处：

e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1，φ=0.745，A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.69×0.24×103=302.17 kN >206.31 kN, 满足要求。上述验算结果表明，该横墙有较大的安全储备，显然其他横墙的承载力均不必验算。

四、验算会议室屋面梁下砌体局部受压承载力 ﹙1﹚

选取计算单元

取一个开间的外纵墙作为计算单元，其受荷面积为3.6×3.0=10.8 m2。﹙2﹚

内力计算

第四层截面5-5处：

屋面恒荷载： 4.59×3.0×3.6+2.5×3.0=57.07 kN 屋面活荷载： 0.5×3.0×3.6=5.4 kN Nl(1)=1.2×57.07+1.4×5.4=76.05 kN Nl(2)=1.35×57.07+1.4×0.7×5.4= 82.34 kN 由题意圈梁作为钢筋混凝土垫梁，尺寸为200mm×500mm，混凝土强度等级为C30，第四层采用Mu10粘土砖，混合砂浆M5，砌体抗压强度设计值为f=1.50Mpa,弹性模量为E=1600f=2400Mpa, h0=2×((Eb×Ib)/（E×h))1/3 =2×（（30.0×103×20.83×108mm4）/（2400×240））1/3=954mm=0.95m

2.4δ2f bbh0=2.4×0.8×1.5×0.24×0.95×106=656.64 kN>82.84 kN，符合要求。

五、验算横墙抗震承载力

（略）

六、设计墙下条形基础

根据工程地质条件，墙下条形基础的的埋深取d=0.8m，取1.0m长条形基础为计算单元。采用砖基础。

1、外纵墙下条形基础

荷载计算 取一个计算单元，作用于纵墙的荷载标准值如下： 因为此结构为横墙承重，所以基础纵墙底部只受到4层墙体自重作用。一、二、三、四层墙体和窗自重：

5.74×（3.6×3.6-1.8×1.5）+0.3×2.1×1.5=59.84 kN Fk=59.84×4/3.6 =66.49 kN b≥Fk/(fa-rmd)=66.49/(200-20×0.8)=0.36m 基础剖面如图（a）所示

2、内横墙下条形基础

Fk=18.024+11.172×3+20.67×4+7.2+1.8×0.7+7.2×0.7×2 =144.3 kN b≥Fk/(fa-rmd)=144.3/(200-20×0.8)=0.78m 基础剖面图如图（b）所示