整理某宿舍楼砌体结构设计计算书112修改文档格式.docx
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重庆某职业技术学校宿舍楼设计
2).拟建地点:
重庆市×
×
县×
镇
3).占地总面积:
(见建筑施工图);
4).单栋建筑面积:
(见建筑平、立、剖面图);
5).建筑层数及层高:
结构共6层;
层高均为3.6米。
室内外高差0.6米;
6).结构形式:
砖混结构。
1.2结构方案
1.2.1采用以横墙承重为主的纵横墙承重方案。
1.2.2楼板采用预制混凝土空心板。
楼梯为现浇板式楼梯。
1.3设计资料
1.3.1不考虑结构抗震设防,也不考虑水平风荷载。
1.3.2地质条件:
1).场地为浅丘地带,场地按建筑单元进行平整后,基本为裸露页岩,无地质断层、裂缝、软弱夹层,地基承载力特征值:
350kN/m2。
2).地下水位在地表8m以下,地下无侵蚀性介质。
1.4主要建筑构造资料
1.4.1.结构材料:
墙体:
采用240厚MU15页岩实心砖墙,加混凝土构造柱及圈梁;
楼盖:
采用预制混凝土空心板楼(屋)盖,钢筋混凝土现浇楼梯;
基础:
采用素混凝土条形刚性基础。
1.4.2.建筑楼面做法:
(1)宿舍、走道及楼梯间:
由上至下构造做法:
①粘贴玻化砖或踏步砖(0.55kN/m);
②20厚水泥砂浆找平层(0.4kN/m);
③预制混凝土空心板结构层
(2)卫生间:
①水泥砂浆粘贴地面砖(0.55kN/m2)
②1.2厚JS防水涂料防水层(0.1kN/m2)
③20厚水泥砂浆找平层(0.4kN/m2)
④1:
6水泥炉渣填充层(安装卫生洁具后)/(3.0kN/m2)
⑤20厚水泥砂浆保护层(0.4kN/m2)
⑥1.2厚JS防水涂料防水层(0.1kN/m2)
⑦结构层(板面下降450按同层排水处理)。
1.4.3.建筑墙面做法:
(1)外墙面:
为普通抹灰、贴装饰面砖墙面(0.55kN/m2);
(2)内墙面:
为普通抹灰、刮腻子、乳胶漆照面(0.34kN/m2);
1.4.4室内天棚:
15mm厚水泥砂浆抹灰,刮腻子、乳胶漆照面(0.3kN/m2)。
1.4.5屋面防水做法:
①40厚C20细石混凝土整体浇注刚性防水层(1.0kN/m2)
②20厚水泥砂浆保护层(0.4kN/m2)
③3厚2000型SBS改性石油沥青卷材防水层(0.1kN/m2)
④20厚水泥砂浆找平层(0.4kN/m2)
⑤1:
6水泥炉渣找坡兼隔热层,平均厚度100,排水坡度按设计(1.0kN/m2)
⑥30厚C20混凝土整体浇注层(0.72kN/m2);
⑦结构层。
1.5可变荷载资料
1.5.1屋面为不上人屋面,活荷载标准0.5kN/m2,无积雪、积灰荷载;
1.5.2.楼面活荷载标准值:
宿舍、办公室2.0kN/m2,楼梯、阳台及卫生间2.5kN/m2。
1.5.3设计墙、基础的活荷载折减系数见下表:
计算截面以上层数
1
2-3
4-5
6-8
9-20
计算截面以上各楼层
活荷载总和的折减系数
1.0
0.85
0.7
0.65
0.6
1.5.4.不考虑基本风压。
1.6材料供应
1).可就近供应MU10、MU15等级页岩砖;
2).可就近供应门窗过梁、雨棚等预制构件,可提供商品混凝土。
3).采用HPB235级、HRB335级钢筋,以及冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋。
1.7建筑结构设计引用《规范》
1).《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
2).《砌体结构设计规范》(GB50003-2001);
3).《混凝土结构设计规》(GB50010-2010);
4).《建筑结构制图标准》(GBT5001—2001);
5).《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002);
6).西南地区建筑结构标准图集(预应力空心楼板图集、过梁图集、板式楼梯图集等);
7).标准图集[平表法标准图集(11G101-1、2、4、6)]。
2.结构方案设计
2.1主体结构设计方案的确定
该建筑物层数为6层,总高度为22.2m,层高3.6m≤3.6m;
房屋的高宽比22.2/18=1.23<
2;
体形简单,室内要求空间小,横墙较多,所以采用以横墙承重为主的砖混结构基本能符合规范要求。
2.2结构承重方案及墙体布置
2.2.1变形缝(伸缩缝及沉降缝):
该建筑物的总长度32.64m<
60m,可不设伸缩缝。
场地为浅丘地带,场地按建筑单元进行平整后,基本为裸露页岩,无地质断层、裂缝、软弱夹层,地质均匀,邻近无建筑物,没有较大差异的荷载等,可不设沉降缝。
2.2.2墙体布置:
应优采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,以增强结构的横向刚度,房屋的整体性比较好。
由于房屋内通风采光要求,外纵墙门窗洞口较大,不利于承重。
纵墙布置宜均匀对称,平面上前后左右拉通;
竖向上下连续对齐,减少偏心;
同一轴线上的窗间墙都比较均匀,上下对齐。
根据上述分析,采用以横墙承重为主的纵横墙承重结构布置方案是合理的。
2.2.3墙厚:
墙厚均为240mm,砂浆强度等级M7.5。
2.3多层砖混房屋的构造措施
2.3.1构造柱的设置:
构造柱的截面尺寸不宜小于240mm×
240mm,其厚度不应小于墙厚,边柱、角柱的截面宽度宜适当加大、柱内竖向受力钢筋,对于中柱,不宜少于4φ12;
对于角柱、边柱,不宜少于4φ14。
构造柱的竖向受力钢筋的直径也不宜大于16mm。
构造柱的箍筋,在一般部位宜采用φ6、间距200mm,楼层上下500mm范围内宜采用φ6、间距100mm。
构造柱的受力钢筋应在基础梁和楼层圈梁中锚固,并应符合受拉钢筋的锚固要求。
构造柱的根部与地圈梁连接,不再另设基础。
构造柱的具体做法为:
将墙先砌成大马牙槎(五皮砖设一槎),后浇构造柱的混凝土。
沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,且每边伸入墙体内钢筋不宜小于600mm。
构造柱的混凝土强度等级不宜低于C20。
构造柱的截面尺寸及配筋见图
(其中GZ1为四个角柱,GZ2为外墙除角柱外的所有构造柱)
2.3.2圈梁设置:
1).各层、屋面、基础上面均设置圈梁。
横墙圈梁设在板底,纵墙圈梁下表面与横墙圈梁底表面齐平,上表面与板面齐平或与横墙表面齐平。
2).圈梁宜连续墙设在同一水平面上,并形成封闭状;
当圈梁被门窗洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。
附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中到中垂直间距的二倍,且不得小于1m;
3).纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接;
4).钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同,当墙厚h≥240mm时,其宽度不宜小于2h/3。
圈梁高度不应小于120mm。
纵向钢筋不应小于4φ10,绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑,箍筋间距不应大于300mm;
5).圈梁兼作过梁时,过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。
3、结构计算
判断房屋静力计算方案:
本工程为装配式无檩体系钢筋混凝土楼(屋)盖,房间横墙间距S<
32m,所以房屋静力计算方案为刚性方案。
刚性方案房屋的静力计算,可按下列规定进行:
1).多层房屋:
在竖向荷载作用下,墙、柱在每层高度范围内,可近似地视作两端铰支的竖向构件;
在水平荷载作用下,墙、柱可视作竖向连续梁;
2).对本层的竖向荷载,应考虑对墙、柱的实际偏心影响,当梁支承于墙上时,端支承压力N到墙内边的距离,应取梁端有效支承长度a0的0.4倍。
由上面楼层传来的荷载Nu,可视作作用于上一楼层的墙、柱的载面重心处。
3.1预制板的选型
楼、屋面板仅承受均布面荷载,且非库房楼面,所以板的外加荷载设计值按下式计算:
Fd=γGGK+γQQK
楼面及楼面走道荷载设计值:
Fd=1.2×
(0.55+0.40+0.30)+1.4×
2.0=4.3KN/m2
屋面及屋面走道荷载设计值:
(1.0+0.4+0.1+0.4+1.0+0.72+0.30)+1.4×
0.5=5.404KN/m2
查图集《预应力混凝土空心板》(西南04G231),选取板型号为:
屋盖选取的预制板型号为:
bWB3606-6
楼盖选取的预制板型号为:
bKB3606-6
屋盖内走道楼板选取的预制板型号为:
bWB2406-6
楼盖内走道楼板选取的预制板型号为:
bKB2406-6
3.2墙体高厚比验算
3.2.1墙体高厚比验算
(1)外纵墙高厚比验算
横墙最大间距:
s=3.6m
受压墙体的计算高度确定如下:
底层:
H=3.6+1.0=4.6m算到基础顶面
其他楼层:
S=H
墙厚240mm,外纵墙为自承重墙,取
;
砂浆强度等级M7.5,墙允许高厚比取【β】=26
外纵墙每开间有宽800mm的门洞和宽800mm的窗洞
β=H0
h=2160
240=9≤
=1.2×
0.822×
26=25.65
满足高厚比要求
(2)内纵墙高厚比验算
s=H
墙厚240mm,内纵墙为承重墙,取
内纵墙开间有宽1800mm的窗洞,门洞(最危险截面为楼梯间处,取最大洞口计算)
=1.0×
0.8×
26=20.80
(3)横墙高厚比验算
纵墙最大间距:
s=6.0m。
墙厚240mm,横墙为承重墙,取
横墙上无洞口
h=3320
240=13.83≤
1.0×
26=26
满足高厚比要求。
其他层有效高度较底层小,墙厚同样为240mm,故也能满足高厚比的要求。
3.3承重墙体的承载力验算
3.3.1选定计算单元
横墙选如图(参照课本混凝土结构中册365页第四版)所示1m宽墙体作为计算单元,
沿纵向取3600/2+3600/2=3600mm为受荷宽度,计算截面面积Ab=0.24×
1=0.24m2。
由于房屋开间、荷载近似,因此按轴压验算。
3.3.2荷载计算
屋盖荷载
40厚C20细石混凝土整体浇注刚性防水层1.0kn/m2
20厚水泥砂浆保护层0.4kn/m2
3厚2000型SBS改性石油沥青卷材防水层0.1kn/m2
20厚水泥砂浆找平层0.4kn/m2
1:
6水泥炉渣找坡兼隔热层,平均厚度100,排水坡度按设计1.0kn/m2
30厚C20混凝土整体浇注层0.72kn/m2
预制混凝土空心板结构2.0kn/m2
15厚板底水泥砂浆抹灰,刮腻子、乳胶漆照面0.30kn/m2
屋盖的恒荷载标准值:
5.92kn/m2
屋盖的活荷载标准值:
0.5kn/m2
屋盖的荷载标准值:
5.92+0.5=6.42kn/m2
屋盖的荷载设计值:
1.2×
5.92+1.4×
0.5=7.804kn/m2
楼盖荷载
粘贴玻化砖或踏步砖0.55kN/m2
20厚水泥砂浆找平层0.40kN/m2
预制混凝土空心板结构层2.0kn/m2
15厚板底水泥砂浆抹灰,刮腻子、乳胶漆照面0.30kn/m2
楼盖的恒荷载标准值:
3.25kn/m2
楼盖的活荷载标准值:
2.0kn/m2
楼盖的荷载标准值:
3.25+2.0=5.25kn/m2
楼盖的荷载设计值:
3.25+1.2×
3.25=6.70kn/m2
单元墙体自重计算
240mm砖墙(内墙)0.24×
19+2×
0.34=5.24kn/m2
塑钢窗0.4kn/m2
标准值1.0×
3.6×
5.24=18.86kn
设计值1.2×
18.86=22.63kn
3.3.3荷载组合及内力分析
由于承重横墙是按轴心受压构件计算的,又因为《砌体规范》规定沿层高各截面取用相同的纵向力影响系数α,所以应取每层轴向力最大的下端部截面作为控制截面进行计算。
取最底层墙的下端截面为控制界面。
砌体为烧结页岩砖MU15,砂浆强度等级为M7.5,砌体抗压强度设计值f取2.07N/mm2。
屋盖传来的单位竖向荷载如下:
标准值6.42×
1=23.11kn
设计值7.80×
1=28.09kn
楼盖传来的单位竖向荷载如下:
标准值5.25×
1=18.90kn
设计值6.70×
1=24.12kn
底层墙下截面的单位m竖向荷载
标准值(23.11+18.86)+(18.90+18.86)×
5+(5.24×
1.0)=236.534KN
设计值(28.09+22.63)+(24.12+22.63)×
5+1.2×
(5.24×
1.0)=291.39KN
承重横墙轴心受压构件的承载力(采用无筋砌体承载力计算公式)
Nu=φfA
其中烧结普通砖高厚比修正系数γβ=1.0
对于矩形截面β=γβ×
H0/h=1.0×
3600
240=15
查表得φ为0.745
Nu=φfA=0.745×
2.07×
0.24×
1000=370.116KN>291.39KN
承重横墙满足承载力要求。
承重纵墙每层的承载面积为3.6m×
2.4m/2,即走道面积的一半,远小于横墙的荷载,而纵墙的墙厚、页岩砖、砂浆强度均同横墙,故也能满足承载力的要求。
3.4阳台及卫生间现浇楼板的计算
由于阳台及卫生间开间进深都比较小,因此板的跨度基本在1~2m之间,在竖向力作用下产生的跨中弯矩也不大。
因此,在满足构造要求下,可以按照构造配筋即可。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,按构造配以底部纵向及分布钢筋均为φ8@150,上部钢筋选配φ8@150。
3.5楼梯的设计
本宿舍楼采用现浇整体式钢筋混凝土楼梯,采用C25混凝土fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,梁的纵向受力钢筋选用HRB335级钢筋fy=300N/mm2,其余选用HPB235级钢筋fy=210N/mm2,活荷载标准值为2.5kN/㎡,按板式楼梯进行设计,其平面布置如上图所示:
3.5.1梯段板的计算
(1)确定板厚
取板厚h=110mm,约为板斜长的1/30。
板倾斜角的正切tanα=150/300=0.5,
cosα=0.894。
(2)荷载计算(取1m板宽作为计算单元)
粘贴玻化砖或踏步砖(0.3+0.15)×
0.55/0.3=0.83kN/m
20厚水泥砂浆找平层(0.3+0.15)×
0.40/0.3=0.6kN/m
三角形踏步0.5×
0.3×
0.15×
25/0.3=1.88kN/m
混凝土斜板0.11×
25/0.894=3.08kn/m
15厚板底水泥砂浆抹灰,刮腻子、乳胶漆照面0.30/0.894=0.34kn/m
梯段板恒荷载标准值:
6.73kn/m
梯段板活荷载标准值:
2.5kn/m
梯段板荷载标准值:
6.73+2.5=9.23kn/m
梯段板荷载设计值:
1.2×
6.73+1.4×
2.5=11.58kn/m
(3)内力计算
板水平计算跨度Ln=3.3m
弯矩设计值M=0.1×
p×
L2=0.1×
11.58×
3.32=12.61kn·
m
(4)配筋计算
板的有效高度h0=110—20=90mm
,选配φ10@100,As=785.0mm2
分布筋每级踏步1根φ8.
3.5.2平台板的计算
设计平台板厚h=100mm
粘贴玻化砖或踏步砖0.55kN/m
20厚水泥砂浆找平层0.40kN/m
100mm厚混凝土板0.1×
25=2.5kn/m
15厚板底水泥砂浆抹灰,刮腻子、乳胶漆照面0.30kn/m
平台板恒荷载标准值:
3.75kn/m
平台板活荷载标准值:
平台板荷载标准值:
3.25+2.5=5.75kn/m
平台板荷载设计值:
3.75+1.4×
2.5=8.00kn/m
平台板计算跨度L0=2.25-0.24/2=2.13m
8.0×
2.132=3.63kn·
板的有效高度h0=100—20=80mm
选配φ8@200,As=251.0mm2,分布钢筋φ6@200。
3.5.3平台梁的计算设计
平台梁截面尺寸为240mm×
350mm
(1)荷载计算(取短方向1m板宽作为计算单元)
梁自重0.24×
(0.35-0.10)×
25=1.5kN/m
梁侧粉刷层0.02×
2×
17=0.17kN/m
平台板传来荷载3.75×
2.25/2=4.22kn/m
梯段板传来荷载6.73×
3.3/2=11.10kn/m
16.99kn/m
2.5×
(3.3/2+2.25/2)=6.94kn/m
16.99+1.4×
6.94=30.10kn/m
(2)内力计算
计算跨度:
L0=1.05Ln=1.05×
(3.6-0.24)=3.53m
最大弯矩:
M=0.125×
L02=0.125×
30.10×
3.532=46.88kn·
最大剪力:
V=0.5×
Ln=0.5×
(3.6—0.24)=50.57KN
(3)配筋计算
a.进行平台梁正截面承载力计算时,按一类倒L形截面计算,
b`f=b+5h`f=240+5×
100=740mm
梁的有效高度h0=350—35=315mm
判断截面类型:
Mu=α1·
fc·
b`f·
h`f(h0-h`f/2)
11.9×
740×
100×
(315-100/2)=233.36kn·
m>46.88kn·
经判断属第一类T形截面
,
选配4Ф14(Ф表示HRB335级钢筋),As=615.0mm2f
b.进行平台梁斜截面承载力计算时,按矩形截面计算
配置φ6@200箍筋,则斜截面的受剪承载力
斜截面抗剪承载力满足要求
4.阳台封闭梁设计及过梁选择
4.1阳台封闭梁设计
由于阳台及厕所楼板采用现浇结构,故须在阳台外边缘设计一条封闭梁,并与楼板现浇成整体。
拟取b×
h=200mm×
300mm。
阳台梁、板混凝土采用C25,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,梁采用HRB335级钢筋fy=300N/mm2。
阳台楼板荷载:
100mm现浇混凝土板结构层0.08×
25=2.0kn/m2
15厚板底水泥砂浆抹灰,刮腻子、乳胶漆照面0.30kn/m2
阳台板恒荷载标准值:
阳台板活荷载标准值:
2.5kn/m2
阳台板荷载设计值:
3.25+1.4×
2.5=7.40kn/m2
阳台封闭梁线荷载:
p=7.40×
1.8/2=6.66kn/m
(1)内力计算
(2.1-0.24)=1.95m
6.66×
1.952=3.17kn·
(2.1—0.24)=6.19KN
(2)配筋计算
a.进行阳台封口梁正截面承载力计算时,按一类倒L形截面计算,
b`f=b+5h`f=200+5×
80=600mm
梁的有效高度:
h0=300mm-35mm=265mm。
600×
80×
(265-80/2)=128.52kn·
m>2.87kn·
构造配筋,选配2Ф12(Ф表示HRB335级钢筋),As=226.0mm2
b.进行阳台封口梁斜截面承载力计算时,按矩形截面计算
斜截面抗剪承载力满足要求
4.2过梁选择
该幢宿舍楼的门窗过梁有外纵墙门带窗1.8m过梁、楼梯间门窗1.8m过梁,内纵墙门1m过梁,卫生间0.7m过梁,走廊窗2.1m过梁。
a.外纵墙门带窗1.8m过梁:
上部墙体高度1.2m,无楼板荷载。
1.2m>1.8/3m,按高度为Ln/3墙体的均布自重采用。
外加荷载设计值为:
(0.24×
19+0.55+0.34)×
1.8/3=3.27KN/m
外加荷载等级为2级。
查西南建筑图集03G301,选用过梁GL-4182
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