砌体结构设计_砌体结构设计简介

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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3.6m，外内墙厚均为240mm，双面抹灰，墙面及梁侧抹灰均为20mm，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4.2m，2-3层采用Mb5混合砂浆，层高3.4m；基础采用砖基础，埋深1.2m。大梁L-1截面尺寸为200mm450mm，伸入墙内240mm；窗宽1800mm，高1500mm；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，0.35kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层，0.4kN/m

250mm厚加气混凝土，0.3kN/m2

120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2 楼面做法:

20mm厚水泥砂浆找平层，0.4kN/m2

120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2 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： 0.45kN/m2 楼面活荷载：

楼面活载：2.0kN/m2，屋面活载: 2.0kN/m2（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，0.35kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层，0.4kN/m

250mm厚加气混凝土，0.3kN/m2

120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2 钢筋混凝土进深梁200mm450mm，这算厚度30mm（含两侧抹灰），0.775kN/m2 屋面恒荷载标准值 4.365kN/m2 屋面活荷载标准值 2.0kN/m2 2.2楼面荷载

20mm厚水泥砂浆找平层，0.4kN/m2

120mm厚现浇钢筋混凝土板（包括灌缝），2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆，0.34kN/m2

钢筋混凝土进深梁200mm450mm，这算厚度30mm（含两侧抹灰），0.775kN/m2 楼面恒荷载标准值 3.715kN/m2 楼面活荷载标准值 2.0kN/m2 2.3墙体荷载

240mm厚混凝土空心砌块双面水泥砂浆粉刷20mm，3.56kN/m2

铝合金窗： 0.25kN/m2 2.4横梁L-1自重

0.20.45252.25kN/m

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s3.6310.8m32m，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2/3，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s3.6310.8m32m，查表属于刚性方案；

二、三层墙高H3.4m(2H6.8m)，墙厚240mm，Mb5砂浆，查表得24；一层墙高H4.2m(2H8.4m)，墙厚240mm，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240mm300mm的钢筋混凝土构造柱（构造柱沿墙长方向的宽度为300mm）。(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

s3.6310.8m2H6.8m，查表，H01.0H3.4m

210.40.05bs1.810.40.80.7，承重墙11.0 s3.6bc300b3000.0830.25，c1c11.01.083 l3600l3600 H0340014.1712c1.00.81.0832420.79（满足要求）h240构造柱间墙高厚比验算

构造柱间距 s3.6m，H3.4ms2H6.8m H00.4s0.2H0.43.60.23.42.12m

210.4 bs1.810.40.80.7，承重墙11.0 s3.6H021208.83121.00.82419.2（满足要求）h240(3)一层纵墙高厚比验算（只验算外纵墙）整片墙高厚比验算

s3.6310.8m2H8.4m，查表，H01.0H4.2m 210.4bs1.810.40.80.7，承重墙11.0 s3.6 0.05bc300b3000.0830.25，c1c11.01.083 l3600l3600 H0420017.512c1.00.81.0832622.53（满足要求）h240构造柱间墙高厚比验算

构造柱间距 s3.6H4.2m，H00.6s0.63.62.16m

210.4 bs1.810.40.80.7，承重墙11.0 s3.6H021609.0121.00.82620.8（满足要求）h2404.2横墙高厚比验算

最大纵墙间距s5.4m32m，查表属于刚性方案；

二、三层墙高H3.4m(2H6.8m)，墙厚240mm，Mb5砂浆，查表得24；一层墙高H4.2m(2H8.4m)，墙厚240mm，Mb7.5砂浆，查表得26。(1)

二、三层纵墙高厚比验算

s5.4m，H3.4ms2H6.8m

查表，H00.4s0.2H0.45.40.23.42.84m

bc2400.0440.05，不考虑构造l5400承重墙11.0，无门窗洞口21.0，且柱的影响（即c1.0）。

H0284014.95121.01.02424（满足要求）h240(2)一层纵墙高厚比验算

s5.4m，H4.2ms2H8.4m

查表，H00.4s0.2H0.45.40.24.23.0m

H0300012.5121.01.02626（满足要求）h240

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f2.22MPa，一层砌体抗压强度设计值f2.50MPa。每层墙计算截面的面积为：

A1A2A32401800432000mm20.3m2，a1

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900mm，屋面板或楼面板的厚度为120mm，梁高度为450mm，则

Gk0.90.120.453.63.5618.84kN

3.63.41.81.53.561.81.50.2534.64kN 二至三层墙重（从上一层梁底面到下一层梁底面）：

G2kG3k 底层墙重（大梁底面到基础顶面）：

G1k3.63.631.81.53.561.81.50.2537.59kN

14.3653.65.42.255.448.50kN 2(2)屋面梁支座反力

由恒载标准值传来 Nl3gk1N2.03.65.419.44kN

由活载标准值传来 l3qk2 有效支承长 a0310hc45010142.4mm240mm，取a03142.4mm f2.22(3)楼面梁支座反力

1NN3.7153.65.42.255.442.18kN

由恒载标准值传来 l2gkl1gk2 由活载标准值传来 Nl2qkNl1qk 二层楼面梁有效支承长度 a0212.03.65.419.44kN 2a03142.4mm 一层楼面梁有效支承长度a0110hc45010134.2mm f2.50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，G N21.2、Q1.4）

1.2GkG3kNl3gkNl2gk1.4Nl3qkNl2qk

1.218.8434.6448.5042.181.419.4419.44227.42kN

Nl21.2Nl2gk1.4Nl2qk1.242.181.419.4477.83kN

2400.4a021200.4142.463.04mm 2 el2 eNl2el277.8363.0421.57mm N2227.42 第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，G N21.35、Q1.4、c0.7）

1.35GkG3kNl3gkNl2gk1.40.7Nl3qkNl2qk

1.3518.8434.6448.5042.181.40.719.4419.44

232.72kN

Nl2 e1.35Nl2gk1.40.7Nl2qk1.3542.181.40.719.4475.99kN Nl2el275.9963.0420.58mm N2232.72(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，G N21.2、Q1.4）

1.2G2k227.421.234.64227.42268.99kN

1.35、Q1.4、c0.7）第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，G N21.35G2k232.721.3534.64232.72279.48kN

(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，G N11.2、Q1.4）

1.2GkG3kG2kNl3gkNl2gkNl1gk1.4Nl3qk0.85Nl2qkNl1qk

 1.218.8434.64248.5042.1821.419.440.8519.442

338.66kN

Nl1Nl277.83kN

2400.4a011200.4134.266.32mm 2 el2 eNl1el177.8366.3215.24mm N1338.66 第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，G1.35、Q1.4、c0.7）

N11.35GkG3kG2kNl3gkNl2gkNl1gk1.40.7Nl3qk0.85Nl2qkNl1qk

1.3518.8434.64248.5042.1821.40.719.440.8519.442

349.76kN

Nl1 eNl275.99kN

Nl1el175.9966.3214.41mm N1349.76(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，G N11.2、Q1.4）

1.2G1k338.661.237.59338.66383.77kN

1.35、Q1.4、c0.7）第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，G N11.35G1k349.761.3537.59349.76400.51kN

5.5截面承载力验算(1)二层墙Ⅰ-Ⅰ截面

mm,f2.22MPa、H0 第一种组合：A432000 23400mm

H034001.115.6，e21.57mm0.6y0.612072mm h240e21.570.090，查表得，0.54

5h240 fA0.5452.22432000522.68kNN2 第二种组合：e20.58mm，227.42kN（满足要求）

e20.580.086，查表得，0.552 h240 fA0.5522.22432000529.39kNN2(2)二层墙Ⅱ-Ⅱ截面

232.72kN（满足要求）

按轴心受压计算（e0），取两种组合中较大的轴力N279.48kN进行验算

15.6，查表得，0.73 fA0.732.22432000700.10kNN2(3)一层墙Ⅰ-Ⅰ截面

279.48kN（满足要求）

mm,f2.50MPa、H0 第一种组合：A432000 24200mm

H042001.119.25，e15.24mm0.6y0.612072mm h240e15.240.064，查表得，0.517

h240 fA0.5172.50432000558.36kNN1 第二种组合：e14.41mm，338.66kN（满足要求）

e14.410.060，查表得，0.525 h240 fA0.5252.50432000567.0kN(4)一层墙Ⅱ-Ⅱ截面

N1349.76kN（满足要求）

按轴心受压计算（e0），取两种组合中较大的轴力N400.51kN进行验算

19.25，查表得，0.639

fA0.6392.50432000690.12kNN1400.51kN（满足要求）

5.6梁下局部承压验算

设计中在大梁支承处均设有钢筋混凝土构造柱（大梁支承在构造柱上），由于构造柱混凝土抗压强度（一般为C20）远大于砌体抗压强度，因而可不进行梁下局部承压验算。

六、横墙内力计算和承载力验算

取1m宽墙体作为计算单元，沿房屋纵向取3.6m为受荷宽度，计算截面面积A100024024000mm02。由于房屋开间及所承受荷载均相同，因而按轴心受压计算。

(1)第二层墙体Ⅱ-Ⅱ截面

第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，G N21.2、Q1.4）

1.213.43.56213.64.36513.63.715

1.412.012.03.684.12kN

第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，G N21.35、Q1.4、c0.7）

1.3513.43.56213.64.36513.63.715

1.40.712.012.03.686.06kN

取N86.06kN

e0，由上述计算求得H02.84m，H028401.113.02，查表得，h2400.795

fA0.7952.22240000423.58kNN86.06kN（满足要求）

(2)第一层墙体Ⅱ-Ⅱ截面

第一种组合（由可变荷载效应控制的组合，G N11.2、Q1.4）

84.121.214.083.5613.63.715

1.413.62127.68kN

第二种组合（由永久荷载效应控制的组合，G N11.35、Q1.4、c0.7）

86.061.3514.083.5613.63.715

1.40.713.62130.78kN

取N130.78kN

e0，由上述计算求得H03.0m，H030001.113.75，查表得，h2400.776

fA0.7762.50240000465.6kNN130.78kN（满足要求）