砌体结构课程设计实例.docx
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砌体结构课程设计实例
综合课程设计任务书
一、设计题目
砌体结构设计
二、设计资料
1、某砖混结构建筑物，可选择教学楼、住宅楼或宾馆，建筑平面、刨面及梁、
墙体的截面尺寸自己设计；
2、屋面、楼面做法参考《国家建筑标准设计图集》；
3、地质资料：
地下水位标高-1.0，地基承载力为150MPa，该地区的基本风
压值为0.55kN/㎡。
三、设计要求
1、确定房屋的结构承重方案；
2、确定房屋的静力计算方案；
3、熟练掌握各种方案多层房屋墙体设计及墙、柱高厚比验算方法；
4、熟悉梁端下砌体的局部受压承载力验算；
5、熟悉过梁、挑梁的设计计算；
6、掌握墙体设计中的构造要求，确定构造柱和圈梁的布置；
7、熟悉基础结构设计；
8、掌握绘制结构施工图。
一、设计资料
某四层教学楼（无地下室）平面剖面如图，才用1类楼盖体系，大梁尺寸
250mm×500mm。
墙体用MU10砖，M5砂浆砌筑，墙厚均为240mm。
屋面和楼
面构造做法及相应荷载可由标准图集98ZJ001查取（自定），空心板自置按2.5kN
/㎡，190mm厚双面粉刷，墙自重2.08kN/㎡，240mm厚双面粉刷墙自重5.24kN
/㎡，铝合金窗按025kN/㎡计算。
屋面、楼面活荷载查《建筑结构荷载规范》。
工程地质资料：
地下水位标高-1.0，地基承载力为150MPa，该地区的基本风压
值为0.55kN/㎡。
二、设计要求
1、确定房屋的结构承重方案；
2、确定房屋的静力计算方案；
3、熟练掌握各种方案多层房屋墙体设计及墙、柱高厚比验算方法；
4、熟悉梁端下砌体的局部受压承载力验算；
5、熟悉过梁、挑梁的设计计算；
6、掌握墙体设计中的构造要求，确定构造柱和圈梁的布置；
7、熟悉基础结构设计；
8、掌握绘制结构施工图。
1
剖面图示意图
2
9.8㎡<50㎡,因此楼面活荷载不必折剪。
由于本地区的基本风压值W0=0.55kN/㎡，且房屋高度小于4m，房屋总高小
于18m，洞口水平截面面积小于截面的2/3，屋面自重大于0.8kN/㎡，所以不考虑风载的影响。
4.纵墙承载力验算
<1>选取计算单元
该房屋有内、外纵墙。
对于外纵墙，相对而言，D轴线强比A轴线墙更不利。
而内纵墙，虽然走廊楼面荷载是内纵墙上的竖向压力有所增加，但梁支乘处墙体
的轴向力偏心距却有所减小，并且内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小。
所以可
只在D轴线上取一个开间的外纵墙作为计算单元，其受荷面积为：
3.3×3=9.9㎡。
<2>确定计算面积：
每层墙的控制截面位于墙的顶部梁（或板）的底面和墙低的底面处。
因为墙的
顶部梁（或板）的底面处，梁（或板）传来的支撑压力产生的弯矩最大，且为梁
（或板）端支承处，其偏心承压和局部变压均为不利。
而墙底的底面处承受的轴
向压力最大。
所以此处对截面：
1-1～6-6的承受力分别进行计算。
<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：
层面横荷载：
4.79
×9.9+3×3.3=56.82kN
女儿墙自重：
5.24
×3.3×0.6=10.38kN
二、三四楼面活荷载：
3.4
×3.3×3+3×3.13=43.05kN
屋面活荷载：
2.0
×9.9=19.8kN
二、三四层楼面活荷载：
3
×9.9=29.7kN
二、三四层墙体和窗自重：
5.24×（3.3×3.3-2.1
×1.5）+0.25×2.1×1.5=41.35kN
一层墙体和窗自重：
5.24×（3.75×3.3-2.1×1.5）+0.25×2.1×1.5=49.13kN
<4>控制截面的内力计算：
1>第四层：
①第四层截面1-1处：
3
由屋面荷载产生的轴向力涉及值应考虑两种内力组合，由可变荷载效应控制
的组合，G=1.2，Q=1.4则
N1
（1）=1.2×（56.82+10.38）+1.4×19.8=108.36kN
N11
（1）=1.2×56.82+1.4×19.8=95.91kN
由永久荷载效应控制的组合：
G=1.2，Q=1.4
（2）
N1=1.35×（56.82+10.38）+1.4×0.7×19.8=110.13kN
（2）
N11=1.35×56.82+1.4×0.7×19.8=96.12kN
因为本教学楼采用MU10，M5砂浆砌筑，查表2—4得，砌体的抗压强度
设计值f=1.5MPa。
屋（楼）面均设有刚性垫块，0f0，1=5.4，此时刚性垫块上表面处梁
端有效支承长度
a0,b=5.4hc=5.4×500=99mm
f1.5
M1
（1）=N11
（1）（y-0.4a0,b）=95.91×（0.12-0.4×0.099）=7.72kN/m
M1
（2）=N11
（2）（y-0.4a0,b）=96.12×（0.12-0.4×0.099）=7.73kN/m
（1）
M1
（1）
N1
（1）=7.72108.36=0.072m
e1
=
e1
（2）
=M1
（2）
（2）=7.73110.13=0.071m
N1
②第四层截面2-2处
轴向力为上述荷载Nl和本层墙自重之和
N2
（1）=108.36+1.2×41.35=158kN
N2
（2）=110.13+1.35×41.35=165.96kN
2>第三层
①第三层截面3-3处：
4
轴向力为上述荷载N2和本层楼盖荷载N3l之和
（1）
N3l=1.2×43.05+1.4×29.7=93.24kN
N3
（1）=158+93.24=251.24kN
0
（1）=158
10-3
0.366MPa，0
（1）f=0.3661.5=0.244
0.24
1.8
查表3-5，
（11）=5.74，则：
（1）
500
a0，b=5.74×
=105mm
1.5
M3
（1）
=N3l
（1）
（）
）
（y-0.4a01，b
=93.24×（0.12-0.4×0.105）=7.28kN/m
e
（1）
=M3
（1）
（1）=
7.28=0.029m
0
N3
251.24
N3l
（2）=1.35×43.05+0.7×1.4×29.7=87.23kN
N3
（2）=165.96+87.23=253.19kN
0
（2）
=165.96
10-3
=0.385MPa
0.24
1.8
（2）
f=0.3851.5=0.266查表3-5
（2）
0
1
=5.8
（2）
=5.8×
500
=106m
a0，b
1.5
M3
（2）
（2）
=N3l
（2）（y-0.4a0，b）
=87.23×（0.12-0.4×0.106）
=6.77kN/m
（2）
M3
（2）
e=
（2）=6.77253.19=0.027m
3
N3
②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，
5
N4
（1）=251.24+1.2×41.35=300.86kN
N4
（2）=253.19+1.35×41.35=309.02kN
3>第二层：
①第一层截面5-5处
轴向力为上述荷载N4和本层楼盖荷载之和
N5l
（1）=93.24kN
N5
（1）=300.86+93.24=394.1kN
0
（1）=300.8610-3
1.8）
=0.697MPa
（0.24
（1）
0
f=0.697
=0.465查表1
（1）=6.30
1.5
（1）
500
a0，b=6.30×
=115mm
1.5
（）
）
M5
（1）=N5
（1）l×（y-0.4a01，b
=93.24×（0.12-0.4×0.115）
=6.90kN/m
（1）
M
5
（1）
N5
（1）=
6.90
e5
=
394.1
=0.018m
N5l
（2）=87.23kN
N5
（2）=309.02+87.23=396.25kN
0
（2）=
309.2
10-3
=0.716MPa
0.24
1.8
0
f=0.716
=0.478查表3-51
=6.35
（2）
1.5
（2）
（2）
500
a0，b=6.35×
=116mm
1.5
M5
（2）
（2）
）
=N5l
（2）×（y-a0，b
=87.23×（0.12-0.4×0.116）
=6.42kN/m
6
（2）
=
M5
（2）
=0.016m
e5
（2）=6.42
396.25
N5
②第二层截面6-6处
轴向力为上述荷载N5与本层本层墙自重之和
N6
（1）=394.1+1.2×41.35=443.72kN
N6
（2）=396.25+1.35×41.35=452.07kN
3>第一层：
③第一层截面7-7处
轴向力为上述荷载N4和本层楼盖荷载之和
N7l
（1）=93.24②第一层截面6-6处窗间墙受压承载力验算：
第一组内力：
N6
（1）=453.06kN，e6
（1）=0
第二组内力：
N6
（2）=462.58kN，e6
（2）=0
eh=0，=15.63查表3-1，=0.73
fA=0.73×1.5×？
1.8×0.24×103=473.04kN>462.58kN满足
要求
梁端支撑处（截面5-5）砌体局部受压承载力验算：
梁端设置尺寸为740mm×240mm×240mm的预制刚性垫块
第一组内力：
01
（1）
（1）
=0.097MPa，N5
（1）l=93.24kN，a0，b=115mm
N0
=
0
Ab=0.697×0.1776×106=123.79kN
N0
+N5l=123.79+93.24=217.79kN
E=N5l×（y-0.4a0,
（1）b）/（N0+N5l）
=93.24×（0.12-0.4×0.115）/217.03=0.033m
e
=0.033/0.24=0.1375，=H0
h
3
h
查表3-1得，=0.815
7
A0=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928
A0
Ab=1.629
=1+0.35
1.649
1=1.282<2
1=0.8
=1.02b
1fAb=0.815×1.026×1.5×0.1776×103=222.76kN>217.03kN所以满
足要求
对于第二组内力：
0
（2）=0.716MPa
N5
（2）l=87.23kN
（2）
a0，b=116mm
（2）
由于a0，b基本接近且N2l较小，所以才有此垫块亦能满足局压承载力的要
求。
（1）
N7=443.72+93.24=536.96kN
0
（1）=443072*103/（0.24*1.8）=1.027MPa
（1）
f=1.027/1.5=0.685查表
（1）
=7.283
0
1
（1）
500
a0，b=7.283×
=132.9mm
1.5
（1）
（）
M7
=N7l
（1）
×（y-0.4a01，b
）
=93.24×（0.12-0.4×0.115）
=6.90kN/m
（1）
（1）
（1）
6.90
e7=
M7
/N7
=
394.1
=0.012m
（2）
N7l=87.23kN
（2）
N=309.02+87.23=396.25kN
7
0
（2）=452.07*103
0.24*1.8
=1.046MPa
（2）
0
f=1.046/1.5=0.698查表3-51
（2）=7.35
8
（2）
=7.35×
500
a0，b
=134.19mm
1.5
（2）
（2）
（2）
M7=N
7
×（y-a0，b
）
=87.23×（0.12-0.4×0.13419）
=5.79kN/m
（2）
（2）
（2）
e7==
M7
/N
7
=0.011m
④第一层截面8-8
处
轴向力为上述荷载N与本层本层墙自重之和
（1）
N8=536.96+1.2×49.13=595.96kN
（2）
N8=539.30+1.35×49.13=605.626kN
<5>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：
N1
（1）=108.36kN，e1
（1）=0.072m
第二组内力：
N1
（2）=110.13kN，e1
（2）=0.071m
对于第一组内力：
eh=0.0720.24=0.3
且e=0.0720.6y=0.6×0.12=0.0721
=H0
=3.3
=13.75
H
0.24
查表3-1，
=0.275
fA=0.275×1.5×1.8×0.24×103=178.2kN>108.36kN满足要求
对于第二组内力：
eh=0.0710.24=0.296
E=0.071<0.6×0.12=0.072
=13.75
查表3-1，=0.278
fA=0.278×1.5×1.8×0.24×103=180.14kN>110.13kN满足要
9
求
②第四层截面2-2处窗间墙受压承载力验算：
第一组内力：
N2
（1）=158kN，e
（1）2=0
（
2）
（2）
=0
N2
=165.96kN，e2
·eh=0，=13.75，查表3-1，=0.78
fA=0.78×1.5×1.8×0.24×103=505.4kN>165.96kN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740mm×240mm×300mm的预制刚性垫块。
Ab=ab×bb=0.24×0.74=0.1776m2
第二组内力：
0=10.38=0.024MPa，N1l=96.12kN，a0,b=99mm；
1.80.24
N0=0Ab=0.024N/mm2×0.1776×106=4.26kN
N0+N1l=4.26+96.12=100.4kN
e=N1l（y-0.4a0,b）/（N0+N1l）
=96.12×（0.12-0.4×0.099）/100.4
=0.072m
e
=0.072/0.24=0.3，=H
h
3查表3-1得=0.48
h
A0=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928㎡
A0
Ab=1.649
=1+0.35
1.649
1=1.282<2
1=0.8
=1.026
1fAb=0.48×10.26×1.5×0.1776×103
=131.20kN>N0+N1l=100.4kN,满足要求。
对于第一组内力，由于a0,b相等，梁端反力略小些，对结构更有利。
因此采用740×240×300mm的刚性垫块能满足局压承载力的要求。
10
（6）第三层窗间墙承载力验算：
①第三层截面3-3处窗间墙受压承载力验算：
第一组内力：
N3
（1）=251.24kN，e3
（1）=0.029m
第二组内力：
N3
（2）=253.19kN，e3
（2）=0.027m
对于第一组内力：
eh=0.029/0.24=0.12
且e=0.0290.6y=0.6×0.12=0.072m
=Hh=3.3/0.24=13.75
查表3-1，=0.525
fA=0.525×1.5×1.8×0.24×103=340.2kN>251.24kN满足要求
对于第二组内力：
eh=0.027/0.24=0.11且e=0.027<0.6，=13.75
查表3-1，=0.53
fA=0.53×1.5×1.8×0.24×103=343.44kN>253.19kN满足要
求
②第三层截面4-4处窗间墙受压承载力验算：
第一组内力：
N4
（1）=300.86kN，e4
（1）=0
第二组内力：
N4
（2）=309.02kN，e4
（2）=0
e
=0，
=13.75，查表3-1，=0.78
h
fA=0.78×1.5×1.8×0.24×103=505.4kN>309.02kN满足要求
梁端支承处（截面3-3）砌体局部受压承载力验算：
梁端尺寸设置尺寸为740mm×240mm×300mm的预制刚性垫块。
第一组内力：
01=0.366MPa，N3
（1）l
=3.24kN
（1）
=105mm
a0，b
N0
=
A
×
×10
6
=65kN
0b=0.3660.1776
N0
+N3l=65+93.24=158.24kN
11
e=N3l（y-0.4a0,b）/（N0+N3l）
=93.24×（0.12-0.4×0.105）/158.24
=0.046m
e
=0.046/0.24=0.19，=H
h
3
h
查表3-1得：
=0.69
A0=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928㎡
A0
Ab=1.649
=1+0.35
1.649
1=1.282<2
1=0.8
=1.02b
1fAb=0.69×1.026×1.5×0.1776×103
=188.60kN>N0+N3l=158.24kN满足要求
对于第二组内力：
0
（2）=0.385MPa
N3l
（2）=87.23kN
a0,
（2）b=106mm
由于第二组内力与第一组内力相近，且N3
（2）l=87.23kN更小，这对局部变
压更有利，所以才有740×240×300mm的预制刚性垫块能满足局部受压承
载力的要求。
（7）第二层窗间墙的承载力验算：
①第二层截面5-5处窗间墙受压承载力验算：
第一组内力：
N5
（1）=394.1kN，e5
（1）=0.018m
第二组内力：
N5
（2）=396.25kN，e5
（2）=0.016m
对于第一组内力:
e
＝0.018/0.24=0.075且e0.6y=0.072m
h
=H0
h
=3.75/0.24=15.63
查表3-1，=0.62
12
fA=0.62×1.5×1.8×0.24×103=402kN>394.1kN满足要求
对于第二组内力:
e
h
=0.016/0.24=0.067且e
0.6y=0.072m，=15.63
查表3-1，=0.63
fA=0.63×1.5×1.8×1.24×103=408.24kN>396.25kN满足要
求
②第二层截面6-6处窗间墙受压承载力验算：
第一组内力：
N6
（1）=443.72kN，e6
（1）=0
第二组内力：
N6
（2）=452.07kN，e6
（2）=0
eh=0，=13.75查表3-1，=0.78
fA=0.78×1.5×1.8×0.24×103=505.4kN>452.07kN满足要求
梁端支撑处（截面5-5）砌体局部受压承载力验算：
梁端设置尺寸为740mm×240mm×
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