砌体结构课程设计.doc

课程设计(论文)

题 目 名 称 砖混结构办公楼结构设计
课 程 名 称 砌体结构
学 生 姓 名
学 号
系 、专 业 城市建设系土木工程房建方向
指 导 教 师 李蓉

2015年 6月 5日

邵阳学院课程设计任务书
年级专业
12土木工程专业（房建方向）
学生姓名

学 号

题目名称
砖混结构办公楼结构设计
设计
时间
2015年6月5日
课程名称
砌体结构课程设计
课程编号
101031302
设计
地点
教学楼南606、北415、北609
一、 课程设计目的
通过这次课程设计要使学生获得以下知识：
1、了解砌体结构基本构件和砌体结构房屋结构设计之间的关系，掌握计算模型的选取方法。
2、掌握实际工程结构的计算简图取法并对实际结构进行内力分析，建立结构设计的基本概念，系统掌握砌体结构基本构件的计算理论与设计方法。

二、 已知技术参数和条件
1. 本课程设计为一砖混结构办公楼的结构设计，共3层，如图所示，（图中未标注的尺寸由学生自行拟定）。楼(屋)面板为预应力预制空心板。墙体材料：首层为机制Mu10粘土砖，混合砂浆M 7.5，2～3层为机制Mu10粘土砖，混合砂浆M 5，墙厚为h=240mm。外走道栏板高1100mm，为60mm厚钢筋混凝土实心栏板，内墙表面刷乳胶漆，外墙贴面砖，楼面为地板砖，屋面为两毡三油柔性防水不上人屋面，不做隔热保温层，窗为铝合金推拉窗，门为普通胶合板夹板门，门洞高2.1m，窗洞高1.8m，窗台高0.9m。房屋首层室内地面比室外地面高0.3m，各层层高、开间尺寸和窗洞宽度按学生学号不同分别见下表。
2. 工程地质资料：拟建场地地势平坦，地面标高为300.000m，地基持力层为第四纪老土（粉土层），修正后的地基承载力特征值为＝200kN/m2，抗震设防烈度按7度考虑，不考虑地基土液化。地下水位：钻至标高为60.00m处未见地下水。
3. 气象资料：该地区主导风向为西北风，基本风压值0.3kN/m2，基本雪压值0.25kN/m2，最大冻结深度为室外地面下0.5m。
4.有关材料、构件荷载标准值取值如下：
二毡三油屋面防水层 0.3KN/m2 不含水泥砂浆找平层
地板砖楼面 0.55 KN/m2 含水泥砂浆打底层
木门 0.1 ～0.2 KN/m2
铝合金推拉窗 0.2 ～0.3 KN/m2
面砖墙面 0.5 KN/m2，含水泥砂浆打底层
120mm厚预应力空心板，1.95 KN/m2 含填缝（用于4.2m及其以下跨度）
180mm厚预应力空心板，2.57 KN/m2 含填缝（用于4.5m及其以上跨度）

三、 任务和要求
1. 布置构造柱和圈梁（含位置和截面尺寸）；
2. 验算纵横墙高厚比；
3. 验算一二层横墙控制截面承载力；
4. 验算走道挑梁下砌体局部受压承载力；
5. 验算走道挑梁的抗倾覆能力；
5. 验算横墙抗震承载力。

提交成果要求计算过程完整，作图规范，计算书要求打印并装订成册。
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
（1） 施楚贤.《砌体结构》.中国建筑工业出版社. 第一版.2003.
（2）《工程结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）》. 中国建筑工业出版社.2001.
（3）《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》.中国建筑工业出版社.2001.
（4）《砌体结构设计规范（GB50003-2001）》. 中国建筑工业出版社.2001.
（5）《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》. 中国建筑工业出版社.2001.
（6） 唐岱新.《砌体结构》.高等教育出版社. 第一版.2003.

五、进度安排
5月 17日 布置构造柱和圈梁（含位置和截面尺寸）；验算纵横墙高厚比；
5月 18日～ 5月19 日 验算一二层横墙控制截面承载力；
5月20 日 验算走道挑梁下砌体局部受压承载力；验算走道挑梁的抗倾覆能力；
5月21 日 验算横墙抗震承载力；
5月 22日～ 5月23 日 检查复核，整理计算书。

六、教研室审批意见

教研室主任（签字）： 年 月 日
七|、主管教学主任意见

主管主任（签字）： 年 月 日
八、备注

指导教师（签字）： 学生（签字）：

注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；
2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
邵阳学院课程设计（论文）评阅表

学生姓名 学 号 　
系 城市建设系 专业班级
题目名称 砖混结构办公楼结构设计 课程名称 砌体结构
一、学生自我总结
通过该次设计达到系统巩固并扩大所学的理论知识与专业知识，使理论联系实际；在指导教师的指导下能独立解决一般多层砌体房屋的结构设计问题，并能表现出有一定的科学性与创造性，从而强化结构概念设计，增强计算和分析问题与解决问题的能力；了解在结构设计中，计算分析与构造的重要性，为走上工作岗位，打下良好的基础。但在计算时也发现存在许多问题，由于计算量较大，容易漏算和错算，还需更加认真细致，提高计算能力。
学生签名： 年 月 日
二、指导教师评定
评分项目
资料查阅
基本技能
设计能力
编写规范
科学素养
工作量
综合成绩
权 重
10
20
20
20
20
10

单项成绩

指导教师评语：

指导教师（签名）： 年 月 日
注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

一、布置砖混结构办公楼的平面、剖面图

平面图 1:100

二、验算纵横墙高厚比
1.确定房屋的静力计算方案
最大横墙间距S＝3.6×2＝7.2m，采用装配式楼盖，楼（屋）面板为预应力空心板。楼盖属于第1类，查书上表4－2，s<32,因此本房屋为刚性方案房屋。
2.外纵横高厚比验算
本房屋第一层墙体采用Mu7.5混合砂浆，其高厚比：
β=H0/h=3.6/0.24=15
第2——3层，采用M5混合砂浆，其高厚比：
β=H0/h3.6/0.24=15
查表4-4可知[β]=24,

考虑窗洞的影响

考虑构造柱的影响
有
则 ,符合要求。
3.在楼梯间前的内纵墙高厚比验算

=1-0.4×=0.6<0.7,取=0.7
符合要求
4.横墙高厚比验算
横墙厚度为240mm,墙长s=5.4m,且墙上无门窗洞口,
得；
又

符合要求
三、验算纵墙、横墙的承载力
1.确定静力计算方案
上面计算出来，此砖混办公楼属刚性方案房屋。
2. 荷载资料
（1） 屋面恒荷载标准值
二毡三油屋面防水层
0.3kN/m2
20mm厚1∶1.25水泥砂浆找平
20×0.02=0.4kN/m2
120mm厚预应力空心板（包括灌缝）
1.95kN/m2
20厚板底粉刷 16×0.02=0.32kN/m2
合计：2.97kN/m2
屋面梁自重： 25×0.2×0.5=2.5kN/m2
（2）、不上人屋面活荷载标准值
0.5 kN/m2
3） 、楼面恒载标准值
地板砖楼面（ 含水泥砂浆打底层）
0.55 kN/m2
20厚石灰砂浆找平
20×0.02=0.4kN/m2
120厚预应力空心板
1.95KN/m2
20厚板底抹灰
16×0.02=0.32kN/m2
合计：3.22kN/m2
楼面梁自重
25×0.2×0.5=2.5kN/m2
（4）、墙体自重标准值
240厚墙体自重
524 KN/m2(按墙面计)
木门
0.1kN/m2(按墙面计)
铝合金推拉窗
0.2 kN/m2(按窗面计)
（5） 、楼面活荷载标准值
根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），教室、实验室、办公室的楼面活荷载标准值为2.0kN/m2。因此本砖混办公楼楼面活荷载标准值取2.0kN/m2。此外，按荷载规范，设计房屋墙和基础时，楼面活荷载标准值采用与其楼面梁相同的折减系数，而楼面梁的从属面积为5.4×4.5=19.44mm2<50mm2，因此楼面活荷载不必折减。
该砖混办公楼房屋所在地区的主导风向为西北风，基本风压为0.3 kN/m2，且房屋层高小于4m，房屋总高小于28m，所以该房屋设计时可不考虑风荷载的影响。
3、控制截面内力计算横墙承载力计算
以ƒ轴线上的横墙为例，横墙上承受由屋面和楼面传来的均布荷载，可取1m宽的横墙进行计算，其受荷面积为1×3.6=3.6m2。由于该横墙为轴心受压的构件，随着墙体材料、墙体高度不同，可验算第三层的截面4-4、第二层的截面6-6以及第一层的截面8-8的承载力。
（1） 、荷载计算
取一个计算单元，作用于横墙的荷载标准如下：
屋面恒荷载
2.97×3.6=10.692kN/m

屋面活荷载
0.5×3.6=1.8kN/m
二、 三层楼面恒荷载
3.22×3.6=11.592kN/m
二、 三层楼面活荷载
2.0×3.6=7.2kN/m
一、 二、三层墙体自重
内横墙 5.24×3.6=18.864kN/m
外横墙 （5.24+0.5）×3.6=20.664kN/m

(2) 、控制截面内力计算
按外横墙计算
1） 第二层截面6-6处：
轴向力包括屋面荷载，第三层楼面荷载和第二、三层墙体自重，
1.2×（10.692+2×11.592+3×20.664）+1.4×（1.8+2×7.2）
=137.73kN/m
=1.35×（10.692+2×11.592+3×20.664）+1.4×0.7（1.8+2×7.2）
=145.30kN/m
2） 第一层截面8-8处：
轴向力为上述荷载和第二层楼面荷载及第一层墙体自重之和，
=137.73+1.2×（10.692+20.664）+1.4×7.2
=185.46kN/m
=145.30+1.35×（10.692+20.664）+1.4×0.7×7.2
=194.69kN/m
(3）横墙承载力验算
1） 第二层截面6-6处：
=0，=3.6/0.24=15
查表3-1，用内插法，砂浆强度等级M5，=0.745，A=1×0.24=0.24m2
墙体采用MU10粘土砖，混合砂浆M5，查表2-4可知，砌体的抗压强度设计值
由式（3-17），
=0.745×1.5×0.24=268.2kN/m>145.30kN/m，满足要求。
2）第一层截面8-8处：
=0，=3.6/0.24=15，
查表3-1，用内插法，砂浆强度等级M7.5，=0.745，A=1×0.24=0.24m2
墙体采用MU10粘土砖，混合砂浆M7.5，查表2-4，
可知，砌体的抗压强度设计值
由式（3-17），
=0.745×1.69×0.24=302.17kN/m>194.69kN/m，满足要求。
四，设计走道挑梁
由构造要求，取顶层挑梁伸入墙体3900mm,其他层伸入墙体2200mm。
挑梁的截面，挑梁挑出的长度，挑梁间墙体的净高为3.25m。
五，验算走道挑梁的抗倾覆能力
1， 荷载计算
屋面均布荷载标准值
屋面恒载标准值：
屋面活载标准值：
楼面均布荷载标准值
楼面恒载标准值：
楼面活载标准值：
墙面荷载标准值：
挑梁恒载标准值：
挑梁活载标准值：
挑梁自重标准值：

2， 挑梁抗倾覆验算
①，计算倾覆点
因，属弹性挑梁。
取
因挑梁下设有构造柱，所以，倾覆点至墙外边缘的距离可取

②倾覆力矩
对于顶层

对于楼层

③抗倾覆力矩
挑梁的抗倾覆力矩由本层挑梁尾端上部扩展角范围内的墙体和楼面恒载标准值产生
对于顶层

由式

满足要求
对于楼层
由式
满足要求
六，验算挑梁下砌体局部受压承载力
挑梁下的支承压力
对于顶层

由式

满足要求
对于楼层

由式
满足要求
因第一层砂浆强度高于其它楼层，更大，所以砌体局部受压承载力更强，不需验算可知也满足要求。
七，钢筋混凝土梁承载力计算
对于顶层

按钢筋混凝土受弯构件计算梁的正截面和斜截面承载力，采用C25混凝土，HRB335级钢筋。

选用312
因
因此，可按构造配置箍筋选用φ6@200
对于楼层

按钢筋混凝土受弯构件计算梁的正截面和斜截面承载力，采用C25混凝土，HRB335级钢筋。

选用318
因
因此，可按构造配置箍筋选用φ6@200
八，验算横墙抗震承载力
1， 水平地震作用计算
①各层重力荷载代表值
屋面均布荷载为：
楼面均布荷载为：
各层重力荷载代表值：

②结构总水平地震作用标准值:

③,各层水平地震作用和地震剪力标准值列于表：
层

三
3701
10.8
39970.8
308
667
二
3701
7.2
26647.2
205
872
一
3701
3.6
13323.6
103
975

11103

79941.6
616

2，横墙截面抗震承载力验算
因本楼的开间相同，故除顶层外横墙抗震承载力基本相同，
以③轴线的横墙进行验算
顶层：
全部横墙向抗侧力墙体横截面面积为：

轴线③横墙横截面面积为：

楼层总面积为：

轴线③横墙的重力荷载从属面积为：

由式，得轴线③横墙所承担的水平地震剪力为:

轴线③横墙每米长度上所承担的竖向荷载（在该层的半高处）为：

轴线③横墙横截面的平均压应力为：

采用M5级的砂浆，，
查表7-8得，

满足要求
二层

全部横墙向抗侧力墙体横截面面积为：

轴线③横墙横截面面积为：

楼层总面积为：

轴线③横墙的重力荷载从属面积为：

由式，得轴线③横墙所承担的水平地震剪力为:

轴线③横墙每米长度上所承担的竖向荷载（在该层的半高处）为：

轴线③横墙横截面的平均压应力为：

采用M5级的砂浆，，
查表7-8得，

满足要求
一层
全部横墙向抗侧力墙体横截面面积为：

轴线③横墙横截面面积为：

楼层总面积为：

轴线③横墙的重力荷载从属面积为：

由式，得轴线③横墙所承担的水平地震剪力为:

轴线③横墙每米长度上所承担的竖向荷载（在该层的半高处）为：

轴线③横墙横截面的平均压应力为：

采用M7.5级的砂浆，，
查表7-8得，

满足要求