砌体结构四层教学楼设计Word格式.docx
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屋盖、楼盖采用预应力混凝土空心板,墙体采用烧结页岩砖MU1(和水泥混合砂浆砌筑,三、四层砂浆的强度等级为M2.5,—、二层砂浆的强度等级为M5施工质量控制等级为B级。
各层墙厚如图所示。
窗洞尺寸为1800mm2100mm门洞尺寸为1200mm2400mm屋面构造层做法:
35mm厚配筋细石混凝土板
三毡四油沥青防水卷材,撒铺绿豆砂
40mn厚防水珍珠岩
20mm厚1:
2.5水泥砂浆找平层
120mm厚预应力混凝土空心板
15mm厚板底粉刷
楼面构造层做法:
大理石面层
20mm厚水泥砂浆找平
120mm厚预应力混凝土空心板
2设计方案
2.1确定房屋的静力计算方案
本房屋的屋盖、楼盖采用预制钢筋混凝土空心板,属第一类屋盖和楼盖;
横墙的最大间距为s3.6m310.8m32m,因此本房屋属于刚性方案。
本房屋中的横墙也符合刚性方案房屋对横墙的要求。
3墙体高厚比验算
3.1外纵墙高厚比验算
取D轴线上横墙间距最大的一段外纵墙进行高厚比验算。
对于三、四层外纵墙,
H3.6m,s10.8m2H(7.2m),查表3-2,Ho1.0H3.6m。
三、四层墙的砂浆强度等级为M2.5,查表4-4,[B]=22。
一、二层墙的砂浆强度等级为M5查表4-4,[B]=24。
考虑窗洞的影响,。
三,四外纵墙的实际高厚比巴152[]0.82217.6,满足要求
h0.24
对于第二层外纵墙,属带壁柱墙,其几何特征为:
2
A1.8m0.24m0.13m0.62m0.5126m
y20.37m0.149m0.221m
I[1.80.1493(1.80.62)(0.240.149)30.620.2213]m4/34.512103m4
iTTa4.512103/0.5126m0.094m
3.6m
hT3.5i3.50.094m0.329m
s10.8m2H7.2m,查表3-2,H°
1.0H
整片墙的高厚比
验算壁柱间墙时,
壁柱间墙的高厚比
H0
2.16“r
9.02【
]19.2,亦满足要求。
h
0.24
对于一层外纵墙,s
10.8m
2H(24.8m
9.6m),查表4-2,H01.0H4.8m
层外纵墙的实际高厚比
H。
4・813.0
2[]0.82419.2,满足要求。
0.37
s3.6mH,查表4-3,H00.6s0.63.6m2.16m。
3.2内纵墙咼厚比验算
C轴线上横墙间距最大的一段内纵墙上开有两个门洞,210.42.4/10.80.91,
大于上述0.8,故不必验算便可知三、四层内纵墙高厚比符合要求。
对于一层内纵墙,H。
1.0H4.8m,020.02[]0.912421.84,满
足要求。
二层内纵墙的计算高度比一层内纵墙的小,显然其高厚比亦能满足要求,不必再验
3.3横墙咼厚比验算
横墙厚度为240mm墙长s=4.8m,且墙上无洞口,其允许高厚比较纵墙的允许高厚比有利,不必再验算。
4承载力验算
4.1荷载资料
(1)屋面恒荷载标准值
35mn厚配筋细石混凝土板:
25kN/m30.035m0.88kPa
顺水方向砌120mml?
180mn高条砖:
19kN/m30.18m0.12m/0.5m0.82kPa
三毡四油沥青防水卷材,撒铺绿豆砂:
0.4kPa
40mm厚防水珍珠岩:
4kN/m30.04m0.16kPa
20mm厚1:
2.5水泥砂浆找平层:
20kN/m30.02m0.4kPa
110mm厚预应力混凝土空心板(包括灌缝):
2.0kPa
15mm厚板底粉刷:
16kN/m0.015m0.24kPa
屋面恒荷载标准值合计:
4.90kPa
(2)上人屋面的活荷载标准值:
(3)楼面恒荷载标准值
大理石面层:
28kN/m30.015m0.42kPa
20mm厚水泥砂浆找平层:
110mm厚预应力混凝土空心板:
0.24kPa
楼面恒荷载标准值合计:
3.06kPa
(4)楼面活荷载标准值:
2.0kPa
(5)屋面梁、楼面梁自重标准值:
25kN/m30.2m0.5m2.5kN/m
(6)墙体自重标准值
240mn厚墙体自重:
5.24kPa(按墙面计)
370mn厚墙体自重:
7.71kPa(按墙面计)
铝合金玻璃窗自重:
0.4kPa(按墙面计)
本地区的基本风压为0.35kPa,且房屋层高小于4m,房屋总高小于28m,故该设计可不
考虑风荷载的影响。
4.2纵墙承载力计算
(1)选取计算单元
该房屋有内、外纵墙,D轴墙较A轴墙不利。
对于BC轴内纵墙,走廊楼面传来的荷载,虽使内纵墙上的竖向压力有所增加,但梁(板)支承处墙体轴向力的偏心距却有所减少,且内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小。
因此,可只在D轴取一个开间的外纵
墙为计算单元,其受荷面积为3.62.48.64m2(按理需扣除一部分墙体的面积,这里仍
近似地以轴线尺寸计算)。
(2)确定计算截面
通常每层墙的控制截面位于墙顶部梁(或板)底面(如截面1-1)和墙底底面(如截面2-2)处。
在截面1-1等处,梁(板)传来的支承压力产生的弯矩最大,且为梁(板)墙支承处,其偏心受压和局部受压均不利。
在截面2-2等处,则承受的轴心压力最大。
本房屋中第四层和第三层墙体所采用的砖、砂浆强度等级和墙厚虽相同,但轴心力的偏心距不同;
第一层和第二层墙体的墙厚不同,因此需对截面1-1~截面8-8的承载力分别进行计算。
(3)荷载计算
取一个计算单元,作用于纵墙的荷载标准值如下:
屋面恒荷载:
4.9kPa8.64m2+2.5kN/m2.4m=48.34kN
女儿墙自重(厚240mm高900mm双面粉刷):
5.24kPa0.9m3.6m=16.98kN
二、三、四层楼面恒荷载:
3.06kPa8.64m2+2.5kN/m2.4m=32.44kN
二、三、四层楼面活荷载:
2.0kPa8.64m2=17.28kN
三、四层墙体和窗自重:
5.24kPa(3.63.61.82.1)0.4kPa1.8m2.1m=49.62kN
二层墙体(包括壁柱)和窗自重:
5.24kPa(3.6m3.6m-1.8m2.1m-0.62m3.6m)+0.4kPa1.8m
2.1m+7.71kPa0.62m3.6m=55.13kN
一层墙体和窗自重:
7.71kPa(3.64.8m-1.8m2.1m)+0.4kPa1.8m2.1m=105.60kN
(4)控制截面的内力计算
1第四层
第四层截面1-1处:
由屋面荷载产生的轴向力设计值应考虑两种内力组合
N|1}=1.2(48.34kN16.98kN)1.417.28kN102.58kN
Nl
(2)=1.35(48.34kN16.98kN)17.28kN105.46kN
N1(l1)=1.248.34kN1.417.28kN82.2kN
N1(l2)=1.3548.34kN17.28kN82.54kN
三、四层墙体采用烧结页岩砖MU10水泥混合砂浆M2.5砌筑,查表2-4,砌体的抗压强
度设计值一二层墙体采用烧结页岩砖MU10水泥混合砂浆M5砌筑,砌体的抗压强度设
计值。
屋(楼)面梁端均设有刚性垫块,由公式(3-18)和表3-5,取°
」f0,15.4,此时刚性垫块上表面处梁端有效支承长度a°
b为
mV
M;
2)
a0,b
106mm
N1(l1)(yO.4a0,b)82.2kN(0.12
0.40.106)m6.38kNm
Nf(y0.4a0,b)82.54kN(0.12
0.40.106)m6.41kNm
e⑴mJN
(1)6.38kNm.102.58kN0.062m
e⑵Mi⑵N⑵6.41kNm105.46kN0.061m
第四层截面2-2处:
轴向力为上述荷载N1与本层墙自重之和:
NJ102.58kN1.249.62kN162.12kN
N22)105.46kN1.3549.62kN172.45kN
2第三层
第三层截面3-3处:
轴向力为上述荷载N2与本层楼盖荷载N31之和:
nT
1.232.44kN1.417.28kN63.12kN
Nf
162.12kN63.12kN225.24kN
(1)
162.12kN
0.375MPa
1.8m0.24m
01)f0.3751.30.29
查表3-5,1
(1)5.835,由公式得
a01b5.835Q-^mm115mm
m31)N31)(y0.4a01b)63.12kN(0.120.40.115)m4.67kNm
e31)mJ,nJ4.67kNm225.24kN0.021m
N32)1.3532.44kN17.28kN61.07kN
n32)
172.45kN61.07kN233.52kN
(2)
172.45kN
0.399MPa
02).f0.3991.30.31
查表3-5,,2)5.865,由公式得
a02b5.865J500mm115mm
m32)N?
(y0.4a02b)61.07kN(0.120.40.115)m4.52kNm
e32)m3[.n32)4.52kNm233.52kN0.019m
第三层截面4-4处:
轴向力为上述荷载N3与本层墙自重之和:
Nf225.24kN1.249.62kN284.78kN
N42)233.52kN1.3549.62kN300.51kN
3第二层
第二层截面5-5处:
轴向力为轴向荷载Na与本层楼盖荷载之和:
n51)
63.12kN
284.78kN
63.12kN347.9kN
284.78kN
0.556MPa
0.5126m2
0/
0.556:
/1.5
由表3-5,1
(1)5.955,由公式得:
a0;
5.955(500mm110mm
0.4盘)Nf(y1y)
0.12)m
63.12kN(0.2210.40.11)m284.78kN(0.149
2.91kNm
£
曲吋)2・91kNm347.9kN0.008m
N5l61.07kN
N52)300.51kN61.07kN361.58kN
由表3-5,1
(1)5.985,由公式得:
m52)n52)(y20.4a02b)Nf)®
y)
61.07kN(0.2210.40.11)m300.51kN(0.1490.12)m
2.09kNm
e52)M^/2.09kN叱0006m
e5N;
361.58kN0.006m
第二层截面6-6处:
轴向力为上述荷载N=与本层墙体自重之和:
347.9kN1.255.13kN414.06kN
n62)361.58kN1.3555.13kN436.01kN
4第一层
第一层截面7-7处:
轴向力为上述荷载Ns与本层楼盖荷载之和:
n71)
414.06kN63.12kN477.18kN
414.06kN
20.622MPa
1.80.37m2
⑴/f0.622/1.50.42
查表3-5,⑴6.09,由公式得:
0,b
1)N7?
yO.4a0;
N『(yyj
63.12kN0.1850.40.112m414.06kN0.1850.149m
6.06kNm
mJ/nJ6.06kNm/477.18kN0.013m
N72)61.07kN
n72)436.01kN61.07kN497.08kN
⑵
436.01kN
0.655MPa
1.8m0.37m
/f0.655/1.5
0.44
查表3-5,,2)6.18,由公式得:
61.07kN(0.1850.40.113)m436.01kN(0.1850.149)m
7.16kNm
e72)M72)/N72)7.16kNm/497.08kN0.014m
第一层截面8-8处:
轴向力为上述荷载N7与本层墙体自重之和:
N81)477.18kN1.2105.60kN603.9kN
N82)497.08kN1.35105.60kN639.64kN
第四层窗间墙承载力验算
①第四层截面1-1处窗间墙受压承载力验算
第一组内力:
汕⑴102.58kN,e1
(1)0.062m
第二组内力:
N,2)105.46kN,e;
2)0.061m
对于第一组内力有
e/h0.062/0.240.26
e/y0.061/0.120.520.6
H0/h3.6/0.2415
查表3-3,0.29,按公式有
fA0.291.31.80.2410‘kN162.86kN102.58kN,满足要求
对于第二组内力有
e/h0.061/0.240.25e/y0.061/0.120.500.6
15
查表3-3,0.30,按公式3-16有
fA0.301.31.80.2410‘kN168.5kN105.46kN,亦满足要求
第一组内力:
②第四层截面2-2处,窗间墙受压承载力验算
162.12kN,ey
第二组内力:
n22)
172.45kN,e⑴
e/h
0,
查表3-3,
0.69,按公式有
fA
0.691.31.8
3
0.2410kN
387.50kN172.45kN,满足要求
③梁端支撑处(截面1-1)砌体局部受压承载力验算
梁端设置尺寸为740mm240mm300mm的预制刚性垫块
垫块面积
Aabbb0.24m0.74m0.1776m
01)16.98kN0.04MPa
N1(l1)82.2kN
a0,b106mm
N。
。
代0.04MPa0.1776103m27.1kN
N1l7.1kN82.2kN89.3kN
eNny0.4a°
b
/NoNn
82.2kN0.120.40.106m/89.3kN0.071m
0.071/0.240.30
按3,查表3-3,
0.48。
同时
A00.74m
20.24m0.24m0.2928m2
A。
/A
0.2928/0.17761.65
按公式(3-25)有
10.35〔Ab110.351.6511.282.0
0.80.81.281.02
按公式有
ifAb0.481.021.30.177610113.03kNNoNii(89.3kN),满足要求。
对于第二组内力,由于a0,b相等,梁端反力非常接近,因此采用740mm240mm300mm
的刚性垫块能满足局部承压力的要求。
(6)第三窗间墙承载力验算
1窗间墙受压承载力验算结果列于表4-1。
2梁端支撑处(截面3-3)砌体局部受压承载力验算
梁端设置尺寸为620mm240mm240mm的预制预制刚性垫块。
01)0.375MPa
表4-1第三层窗间墙受压承载力验算结果
项目
第一组内力
第二组内力
截面
3-3
4-4
N/kN
225.24
284.78
233.52
300.51
e/mm
21
19
0.09
—
0.08
y/mm
120
e/y
0.18
0.16
0.508
0.69
0.526
A/m2
0.432>
0.3
f/MPa
1.3
285.3>
387.5>
295.4>
满足要求
附)63.12kN,a0'
b115mm
垫块面积:
Ababbb0.24m0.62m0.1488m2
N((l)0l)Ab0.375MPa0.1488m255.8kN
n3:
)N0)55.8kN63.12kN118.92kN
e/h0.040.240.167,
按3,查表3-3,0.75。
A(0.62m20.24m)0.24m0.264m2,A0/Ab0.264/0.14881.77
1fAb
0.751.051.30.1488103
152.33kN
N3l118.92kN,满足要求
0.399MPa,砒2)
61.07kN,a0?
115mm
第二组内力与上组内力相比,aob基本相等,而梁端反力却小些,这对局部受压有利,因
此采用620mm240mm240mm的刚性垫块能满足局部承载力的要求。
(7)第二间窗间墙承载力验算
①窗间墙受压承载力验算结果列于表4-2。
表4-2第二层窗间墙受压承载力验算结果
5-5
6-6
N/kN
347.9
414.06
361.58
436.01
8
e/hT
8/329=0.024
6/329=0.018
y/mm
221
8/221=0.036
6/221=0.027
11.0
0.797
0.845
0.809
0.5126
1.5
612.81>
649.72>
622.04>
②两端支撑处(截面5-5)砌体局部受压承载力验算
梁端设置尺寸为490mm370mm180mm的刚性垫块
A0.490.370.1813m2
0l)0.556MPa
N(5)63.12kN
a0,b110mm
N0"
((l)Ab0.5560.1813103100.8kN
N01)N(5)100.863.12163.92kN
e63.12(0.1850.40.11)/163.920.054m
e/h0.054/0.370.15
按3,查表3-2,0.79。
同时A0.490.370.1813m2(只计算壁柱面积),并取
11.0,贝U按公式有
1fAb0.791.01.50.1813103214.84kNN0N5L163.9kN,满足局压载力的要求。
02)0.586MPa
N5L)61.07MPaa0,110mm
采用上述刚性垫块时
a02)02Ab0.5860.1813103kN106.24kN
a02)N5?
106.2461.07167.31kN
e=61.07(0.185-0.40.11)/167.31=0.051m
e/h=0.056/0.37=0.15
按3,查表3-2,0.81,按公式有
fAb0.811.01.50.1813103220.28kNn5((167.31kN)
因此,采用490mm370mm180mm的预制刚性垫块可满足局部受压承载力要求
(8)第一层窗间墙承载力验算
1窗前墙受压承载力验算结果列于表4-3。
表4-3第一层窗间墙受压承载力验算结果
7-7
8-8
477.18
603.9
497.08
639.64
e/mm
13
14
e/h
13/3700.035
14/3700.038
185
0.07
0.076
13.0
0.721
0.795
0.714
0.666
fA/KN
720.3>
794.2>
713.3>
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