砌体结构设计.docx

砌体结构设计 一、设计资料 某三层办公楼，其平面图1和剖面图2所示。采纳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，内外墙均采纳MU10单排孔混凝土小型空心砌块，1层采纳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层采纳Mb5混合砂浆，层高3.4m；基础采纳砖基础，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；施工质量限制等级为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: 墙体拟采纳MU10混凝土小型空心砌块，两侧采纳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（GB50009-2022）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 采纳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b=24；一层墙高H=4.2m(2H=8.4m)，墙厚240mm，Mb7.5砂浆，查表得b=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，只须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 m2=1-0.40.05<bs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.6bc300b300=0.083<0.25，mc=1+gc=1+1.0´=1.083 l3600l3600 b=H03400=14.17<m1m2mcb=1.0´0.8´1.083´24=20.79 （满意要求） 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 m2=1-0.4 b=bs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.6H02120=8.83<m1m2b=1.0´0.8´24=19.2 （满意要求） 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 m2=1-0.4bs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.6 0.05<bc300b300=0.083<0.25，mc=1+gc=1+1.0´=1.083 l3600l3600 b=H04200=17.5<m1m2mcb=1.0´0.8´1.083´26=22.53 （满意要求） 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 m2=1-0.4 b=bs1.8=1-0.4´=0.8>0.7，承重墙m1=1.0 s3.6H02160=9.0<m1m2b=1.0´0.8´26=20.8 （满意要求） 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b=24；一层墙高H=4.2m(2H=8.4m)，墙厚240mm，Mb7.5砂浆，查表得b=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m1=1.0，无门窗洞口m2=1.0，且柱的影响（即mc=1.0）。 b=H02840=14.95<m1m2b=1.0´1.0´24=24 （满意要求） 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 b=H03000=12.5<m1m2b=1.0´1.0´26=26 （满意要求） 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）限制，内纵墙由于洞口面积较小，不起限制作用，因而不必计算。 5.2限制截面 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，每层墙取两个限制截面-、-（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，ga=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-截面 第一种组合（由可变荷载效应限制的组合，gG N2I=1.2、gQ=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 N2I227.42 其次种组合（由永久荷载效应限制的组合，gG N2I=1. 35、gQ=1.4、yc=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 N2I232.72 (2)二层墙-截面 第一种组合（由可变荷载效应限制的组合，gG N2II=1.2、gQ=1.4） =1.2G2k+227.42=1.2´34.64+227.42=268.99kN =1. 35、gQ=1.4、yc=0.7） 其次种组合（由永久荷载效应限制的组合，gG N2II=1.35G2k+232.72=1.35´34.64+232.72=279.48kN (3)一层墙-截面（考虑二至三层楼面活荷载折减系数0.85） 第一种组合（由可变荷载效应限制的组合，gG N1I=1.2、gQ=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 N1I338.66 其次种组合（由永久荷载效应限制的组合，gG=1. 35、gQ=1.4、yc=0.7） N1I=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 N1I349.76 (4)一层墙-截面 第一种组合（由可变荷载效应限制的组合，gG N1II=1.2、gQ=1.4） =1.2G1k+338.66=1.2´37.59+338.66=383.77kN =1. 35、gQ=1.4、yc=0.7） 其次种组合（由永久荷载效应限制的组合，gG N1II=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-截面 mm,f=2.22MPa、H0 第一种组合：A=432000 b=gb2=3400mm H03400=1.1´=15.6，e=21.57mm<0.6y=0.6´120=72mm h240e21.57=0.090，查表得，j=0.54 5=h240 jfA=0.545´2.22´432000=522.68kN>N2I 其次种组合：e=20.58mm， =227.42kN （满意要求） e20.58=0.086，查表得，j=0.552 h240 jfA=0.552´2.22´432000=529.39kN>N2I (2)二层墙-截面 =232.72kN （满意要求） 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 b=15.6，查表得，j=0.73 jfA=0.73´2.22´432000=700.10kN>N2II (3)一层墙-截面 =279.48kN （满意要求） mm,f=2.50MPa、H0 第一种组合：A=432000 b=gb2=4200mm H04200=1.1´=19.25，e=15.24mm<0.6y=0.6´120=72mm h240e15.24=0.064，查表得，j=0.517 =h240 jfA=0.517´2.50´432000=558.36kN>N1I 其次种组合：e=14.41mm， =338.66kN （满意要求） e14.41=0.060，查表得，j=0.525 h240 jfA=0.525´2.50´432000=567.0kN (4)一层墙-截面 >N1I=349.76kN （满意要求） 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 b=19.25，查表得，j=0.639 jfA=0.639´2.50´432000=690.12kN>N1II=400.51kN （满意要求） 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)其次层墙体-截面 第一种组合（由可变荷载效应限制的组合，gG N2II=1.2、gQ=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 其次种组合（由永久荷载效应限制的组合，gG N2II=1. 35、gQ=1.4、yc=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，b=gbH02840=1.1´=13.02，查表得， h240j=0.795 jfA=0.795´2.22´240000=423.58kN>N=86.06kN （满意要求） (2)第一层墙体-截面 第一种组合（由可变荷载效应限制的组合，gG N1II=1.2、gQ=1.4） =84.12+1.2´(1´4.08´3.56+1´3.6´3.715) +1.4´1´3.6´2=127.68kN 其次种组合（由永久荷载效应限制的组合，gG N1II=1. 35、gQ=1.4、yc=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，b=gbH03000=1.1´=13.75，查表得， h240j=0.776 jfA=0.776´2.50´240000=465.6kN>N=130.78kN （满意要求） 砌体结构设计 砌体结构设计总结 0724砌体结构设计总结 砌体结构设计任务书 GB 500032001 砌体结构设计规范 勘误 结构设计总结 箱体结构设计 结构设计原理 结构设计总结 结构设计感想 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