砌体结构课程设计实例.docx

1、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 150 MPa ，该地区的基本风压值为 0.55 kN / 。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

2、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 2.5 kN/ ， 190mm厚双面粉刷，墙自重 2.08 kN / ， 240mm厚双面粉刷墙自重 5.24 kN/ ，铝合金窗按 025 kN / 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 150 MPa ，该地区的基本风压值为 0.55 kN / 。二、设计要求1

3、、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29.8 50 , 因此楼面活荷载不必折剪。由于本地区的基本风压值 W0 =0.55 kN / ，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 0.8 kN / ，所以不考虑风载的影响。4. 纵墙承载力验算 选取计算单元该房屋有内、外纵墙。对于外纵墙，

4、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 。 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。 荷载计算：取一个计算单元，作用于纵

5、墙的荷载标准值如下：层面横荷载：4.799.9+3 3.3=56.82 kN女儿墙自重：5.243.3 0.6=10.38 kN二、三四楼面活荷载：3.43.3 3+33.13=43.05 kN屋面活荷载：2.0 9.9=19.8 kN二、三四层楼面活荷载：3 9.9=29.7 kN二、三四层墙体和窗自重：5.24 （ 3.3 3.3-2.11.5 ）+0.25 2.1 1.5=41.35 kN一层墙体和窗自重：5.24 （ 3.75 3.3-2.1 1.5 ）+0.252.1 1.5=49.13 kN 控制截面的内力计算：1 第四层： 第四层截面 1-1 处：3由屋面荷载产生的轴向力涉及值应

6、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=108.36 kNN11(1) =1.256.82+1.419.8=95.91 kN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=110.13 kN( 2 )N11 =1.3556.82+1.40.719.8=96.12 kN因为本教学楼采用 MU10，M5 砂浆砌筑，查表 24 得，砌体的抗压强度设计值 f=1.5MPa。屋（楼）面均设有刚性垫块， 0 f

7、0， 1 =5.4，此时刚性垫块上表面处梁端有效支承长度a0,b =5.4 hc =5.4 500 =99mmf 1.5M1(1) = N11(1) （y-0.4 a0,b ）=95.91(0.12-0.40.099)=7.72 kN /mM1(2) = N11(2) （y-0.4 a0,b ）=96.12（0.12-0.40.099）=7.73 kN /m(1)M 1(1)N1(1) = 7.72 108.36=0.072me1=e1(2)= M 1(2)(2) = 7.73 110.13=0.071mN1 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.

8、36+1.241.35=158 kNN2(2) =110.13+1.35 41.35=165.96 kN2 第三层 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 =1.243.05+1.4 29.7=93.24 kNN3(1) =158+93.24=251.24 kN0(1) = 15810-30.366MPa， 0(1) f = 0.366 1.5=0.2440.241.8查表 3-5，（11）=5.74，则：（1）500a0， b =5.74=105mm1.5M 3(1)= N3l(1)（ ）（y-0.4 a01，b=93.24（0.12-

9、0.40.105）=7.28 kN /me(1)= M 3(1)(1) =7.28 =0.029m0N 3251.24N3l(2) =1.3543.05+0.7 1.4 29.7=87.23 kNN3(2) =165.96+87.23=253.19 kN0(2)= 165.9610-3=0.385MPa0.241.8(2)f = 0.385 1.5 =0.266 查表 3-5（2）01=5.8（2）=5.8500=106ma0，b1.5M 3(2)（2）= N3l(2) （y-0.4 a0，b ）=87.23（0.12-0.40.106）=6.77 kN /m(2)M 3(2)e =(2) =

10、6.77 253.19=0.027m3N3 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，5N4(1) =251.24+1.241.35=300.86 kNN4(2) =253.19+1.3541.35=309.02 kN3 第二层： 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) =93.24 kNN5(1) =300.86+93.24=394.1 kN0(1) = 300.86 10-31.8)=0.697MPa(0.24(1)0f = 0.697=0.465 查表 1(1) =6.301.5（1）500a0，b =6.30=115mm1.5

11、（ ）M 5(1) = N5(1)l （y- 0.4a01，b=93.24（0.12-0.40.115）=6.90 kN /m(1)M5(1)N 5(1) =6.90e5=394.1=0.018mN5l(2) =87.23 kNN5(2) =309.02+87.23=396.25 kN0(2) =309.210-3=0.716MPa0.241.80f = 0.716=0.478 查表 3-5 1=6.35(2)1.5(2)（2）500a0，b =6.35=116mm1.5M 5(2)（2）= N5l(2) （y- a0 ，b=87.23（0.12-0.40.116）=6.42 kN /m6(2

12、)=M 5(2)=0.016me5(2) = 6.42396.25N 5 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=443.72kNN6(2) =396.25+1.3541.35=452.07 kN3 第一层： 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N 7 l ( 1) =93.24 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) =453.06 kN， e6(1) =0第二组内力： N6(2) =462.58 kN， e6(2) =0e h =0， =15.63 查表 3-1

13、， =0.73fA =0.731.5？ 1.80.24 103 =473.04 kN 462.58 kN 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 740mm240mm 240mm的预制刚性垫块第一组内力：01(1)（1）=0.097MPa ， N5(1)l =93.24 kN， a0 ，b =115mmN0=0Ab =0.6970.1776106 =123.79 kNN0+ N5 l =123.79+93.24=217.79 kNE= N5 l （ y-0.4 a0,(1)b ） /（ N0 + N5 l ）=93.24（0.12-0.40.115）/217

14、.03=0.033me=0.033/0.24=0.1375 ， = H 0h3h查表 3-1 得， =0.8157A0 =（0.74+20.24） 0.24=0.2928A0Ab =1.629=1+0.351.6491 =1.282217.03 kN 所以满足要求对于第二组内力： 0(2) =0.716MPaN5(2)l =87.23 kN（2）a0， b =116mm（ 2）由于 a0， b 基本接近且 N 2l 较小，所以才有此垫块亦能满足局压承载力的要求。(1)N 7 =443.72+93.24=536.96 kN0(1) =443072*10 3 /(0.24*1.8)=1.027MP

15、a(1)f =1.027/1.5=0.685 查表(1)=7.28301（1）500a0，b =7.283=132.9mm1.5(1)（ ）M 7= N 7l(1)（y- 0.4a01，b）=93.24（0.12-0.40.115）=6.90 kN /m(1)(1)(1)6.90e7 =M 7/ N 7=394.1=0.012m( 2)N 7l =87.23 kN(2 )N =309.02+87.23=396.25 kN70(2) = 452.07* 10 30.24 * 1.8=1.046MPa(2)0f =1.046/1.5=0.698 查表 3-5 1(2) =7.358（2）=7.35

16、500a0，b=134.19mm1.5( 2 )( 2)（ 2）M7 =N7（ y- a0， b）=87.23（0.12-0.40.13419）=5.79 kN /m(2 )( 2)( 2)e7 =M 7/ N7=0.011m 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)N 8 =536.96+1.249.13=595.96kN(2 )N 8 =539.30+1.3549.13=605.626 kN第四层窗间墙承载力验算 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) =108.36 kN， e1(1) =0.072m第二组内力： N1(2) =1

17、10.13 kN， e1(2) =0.071m对于第一组内力： e h =0.072 0.24 =0.3且 e=0.072 0.6y=0.60.12=0.0721= H 0= 3.3=13.75H0.24查表 3-1，=0.275fA=0.2751.51.8 0.24 103 =178.2 kN 108.36 kN满足要求对于第二组内力： e h =0.071 0.24 =0.296E=0.071110.13 kN 满足要9求 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) =158 kN， e(1)2 =0(2 )(2)=0N2=165.96 kN， e2 e h =0

18、， =13.75， 查表 3-1， =0.78fA =0.781.51.80.24 103 =505.4 kN 165.96 kN满足要求。 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 740mm240mm 300mm 的预制刚性垫块。Ab = ab bb =0.240.74=0.1776m2第二组内力： 0 = 10.38 =0.024MPa ， N1l =96.12 kN， a0,b =99mm；1.8 0.24N0 = 0 Ab =0.024 N / mm2 0.1776 106 =4.26 kNN0 + N1l =4.26+96.12=100.4 kNe= N1l

19、 (y-0.4 a0, b )/( N0 + N1l )=96.12（ 0.12-0.40.099）/100.4=0.072me=0.072/0.24=0.3， = Hh3 查表 3-1 得 =0.48hA0 =（0.74+20.24） 0.24=0.2928 A0Ab =1.649=1+0.351.6491 =1.282 N0 + N1l =100.4 kN , 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 240300mm 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： 第三层截面 3-3 处窗间墙受压承载力验算：第

20、一组内力： N3(1) =251.24 kN， e3(1) =0.029m第二组内力： N3(2) =253.19 kN， e3(2) =0.027m对于第一组内力： e h =0.029/0.24=0.12且 e=0.029 0.6y=0.60.12=0.072m= H h =3.3/0.24=13.75查表 3-1， =0.525fA =0.525 1.51.80.24 103 =340.2 kN 251.24 kN 满足要求对于第二组内力： e h=0.027/0.24=0.11且 e=0.027253.19 kN 满足要求第三层截面 4-4 处窗间墙受压承载力验算：第一组内力： N4(

21、1) =300.86 kN， e4(1) =0第二组内力： N4(2) =309.02 kN， e4(2) =0e=0，=13.75， 查表 3-1， =0.78hfA =0.781.51.80.24103 =505.4 kN 309.02 kN 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 740mm240mm 300mm的预制刚性垫块。第一组内力：01 =0.366MPa ， N3(1)l= 3.24 kN（ 1）=105mma0，bN0=A106=65 kN0 b =0.366 0.1776N0+ N3l =65+93.24=158.24 kN11e=N

22、3l (y-0.4 a0,b )/( N0 + N3l )=93.24（0.12-0.40.105）/158.24=0.046me=0.046/0.24=0.19， = Hh3h查表 3-1 得： =0.69A0 =（0.74+20.24） 0.24=0.2928 A0Ab =1.649=1+0.351.6491 =1.282 N0 + N3l =158.24 kN 满足要求对于第二组内力： 0(2) =0.385MPaN3l(2) =87.23 kNa0,(2)b =106mm由于第二组内力与第一组内力相近，且 N3(2)l =87.23 kN 更小，这对局部变压更有利，所以才有 74024

23、0300mm 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：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) =394.1 kN， e5(1) =0.018m第二组内力： N5(2) =396.25 kN， e5(2) =0.016m对于第一组内力 :e0.018/0.24=0.075且 e 0.6y=0.072mh= H 0h=3.75/0.24=15.63查表 3-1， =0.6212fA =0.62 1.5 1.80.24103 =402 kN 394.1 kN 满足要求对于第二组内力 : eh=0.016/0.24=0.067且 e0.6y=0.072m， =15.63查表 3-1， =0.63fA =0.631.5 1.8 1.2410 3 =408.24 kN 396.25 kN 满足要求第二层截面 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) =452.07 kN， e6(2) =0e h =0， =13.75 查表 3-1， =0.78fA =0.78 1.5 1.80.24103 =505.4 kN 452.07 kN 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 740mm240mm