砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) (2)

二. 結(jié)構(gòu)方案2.1 . 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案該建筑物層數(shù)為三層，總高度為10.880m，層高3.0m<4m;房屋的高寬比10.880/13.800=00.788<2;體形簡(jiǎn)單，室內(nèi)要求空間小，多為房間，橫墻較多，所以采用磚混結(jié)構(gòu)能基本符合規(guī)范要求。2.2 墻體方案及布置（1） 變形縫：由建筑設(shè)計(jì)知道該建筑物的總長(zhǎng)度45m<60m，可不設(shè)伸縮縫。工程地質(zhì)資料表明：場(chǎng)地土質(zhì)比較均勻，領(lǐng)近無(wú)建筑物，沒(méi)有較大差異的荷載等，可不設(shè)沉降縫；根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范可不設(shè)防震縫。（2） 墻體布置：應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮橫墻承重方案，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的橫向剛度。大房間梁支撐在內(nèi)外縱墻上，為縱墻承重。縱墻布置較為對(duì)稱(chēng)，平面上前后左右拉通；豎向上下連續(xù)對(duì)齊，減少偏心；同一軸線上的窗間墻都比較均勻。個(gè)別不滿足要求的局部尺寸，以設(shè)置構(gòu)造拄后，可適當(dāng)放寬。根據(jù)上述分析，采用以橫墻承重為主的結(jié)構(gòu)布置方案是合理的。（3） 墻厚（初擬底層外墻厚為240mm，其余隔墻為90。2.3. 多層磚混房屋的構(gòu)造措施（1） 構(gòu)造柱的設(shè)置：構(gòu)造柱的設(shè)置見(jiàn)圖。除此以外，構(gòu)造柱的根部與地圈梁連接，不再另設(shè)基礎(chǔ)。在柱的上下端500mm范圍內(nèi)加密箍筋為6150。構(gòu)造柱的做法是：將墻先砌成大馬牙槎（五皮磚設(shè)一槎），后澆構(gòu)造柱的混凝土?；炷翉?qiáng)度等級(jí)采用C20。具體做法見(jiàn)詳圖。（2） 圈梁設(shè)置：各層、屋面、基礎(chǔ)上面均設(shè)置圈梁。橫墻圈梁設(shè)在板底，縱墻圈梁下表面與橫墻圈梁底表面齊平，上表面與板面齊平或與橫墻表面齊平。當(dāng)圈梁遇窗洞口時(shí)，可兼過(guò)梁，但需另設(shè)置過(guò)梁所需要的鋼筋。三. 結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1. 現(xiàn)澆板的荷載計(jì)算與選型 樓面地磚：20×0.04=0.8KN/m 板自重：2 .0kN/m (D=80mm) 15mm混合砂漿天棚抹灰：0.15×2=0.3 KN/m = 0.8+2.0+0.3 = 3.1 KN/m, =2.00 KN/m 樓蓋布置見(jiàn)詳圖3.2. 連續(xù)梁的計(jì)算與設(shè)計(jì) 混凝土采用C20,= 9.6 N/mm;鋼材采用級(jí)鋼，3.2.1. 計(jì)算單元及梁截面尺寸的確定= ×3600=350400 mm取h=400mm。b=250167 mm取b=250mm。3.2.2. 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 計(jì)算跨度： 60 = +a=(5640-240)+240=5640mm = 1.05=1.05×(5640-240)=5670mm 取小值 = 5160mm。3.2.3荷載設(shè)計(jì)值 板傳來(lái)的恒載標(biāo)準(zhǔn)值：3.1×3.0=9.3KN/m 板傳來(lái)的活載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×3.0=6 KN/m 梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.25×0.4×25+0.02×0.25×20+0.02×0.4×20×2=3.298 KN/m 設(shè)計(jì)值：（4.672+9.3+3.298）×1.2+6×1.4=29.124 KN/m3.2.4內(nèi)力計(jì)算 ×29.124×5.64=115.80KNm ×29.124×5.4=78.635KN3.2.5 截面配筋計(jì)算 HRB335, =300, 按單筋底面計(jì)算： =1由 = 選筋21（1039mm）（滿足要求）。3.2.6斜截面承載能力計(jì)算HRB335, = 9.6 N/mm,=1.10 N/mm1 復(fù)核截面尺寸：，屬一般梁 截面尺寸符合要求。2 判斷是否按計(jì)算配置腹筋 不需配置腹筋配置箍筋 6，s=300mm; 架立筋 210配箍率：所以箍筋間距符合要求。設(shè)置架立筋 2103.3. L-2單跨梁的計(jì)算與設(shè)計(jì) 混凝土采用C20,= 9.6 N/mm;鋼材采用級(jí)鋼，3.3.1 計(jì)算單元及梁截面尺寸的確定= ×3600=350400 mm取h=350mm。b=250167 mm取b=250mm。3.3.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 計(jì)算跨度： = -a=3600-240=3360mm 取= 3360mm。3.3.3 荷載設(shè)計(jì)值 墻體傳來(lái)的恒載標(biāo)準(zhǔn)值：(3-0.08)×5.24=15.3 KN/m 板傳來(lái)的恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 3.1×(1050+2700)=11.625 KN/m 板傳來(lái)的活載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0×3.75=7.5 KN/m 梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.25×0.35×25+0.02×0.25×20+0.02×0.35×20×2=2.09 KN/m 設(shè)計(jì)值：（15.3+11.625+2.09）×1.2+7.5×1.4=45.318 KN/m3.3.4 內(nèi)力計(jì)算 ×45.318×3.36=63.95 KNm ×45.318×3.36=76.13 KN3.3.5 截面配筋計(jì)算 HRB335, =300, 按單筋底面計(jì)算： =1由 = 選筋220+118（882mm）（滿足要求）。3.3.6 斜截面承載能力計(jì)算HRB335, = 9.6 N/mm,=1.10 N/mm 復(fù)核截面尺寸：，屬一般梁 判斷是否按計(jì)算配置腹筋 不需配置腹筋配置箍筋 6，s=300mm; 架立筋 210配箍率：所以箍筋間距符合要求。設(shè)置架立筋 210 梁配筋圖3.4 墻體驗(yàn)算3.4.1墻體高厚比驗(yàn)算 1） 靜力計(jì)算方案的確定：因橫墻間距s=2×3.0=6.0m，樓（屋）蓋為裝配式鋼筋砼樓（屋）蓋，故房屋的靜力計(jì)算方案為剛性方案。 2） 外縱墻高厚比驗(yàn)算 墻體的計(jì)算高度，底層： 。其他樓層，墻計(jì)算高度，墻厚0.24m，承重墻取。 有窗戶(hù)的墻允許高厚比 ： ；允許高厚比，查表得： M7.5時(shí)，=26。 底層高厚比驗(yàn)算：（滿足）； 三層高厚比驗(yàn)算：（滿足）；3） 內(nèi)縱墻高厚比驗(yàn)算 墻體的計(jì)算高度，底層： (滿足）；4） 橫墻高厚比驗(yàn)算 內(nèi)橫墻：一層 三層 外橫墻：一層 三層 故滿足要求。3.4.2縱墻的承載力驗(yàn)算 1）選定計(jì)算單元 在房屋層數(shù)、墻體所采用材料種類(lèi)、材料強(qiáng)度、樓面（屋面）荷載均相同的情況下，外縱墻最不利計(jì)算位置可根據(jù)墻體的負(fù)載面積與其截面面積的比值來(lái)判別。 最不利窗間墻垛的選擇 墻垛長(zhǎng)度/mm18001200負(fù)載面積A/m3.0×3.02.4×3.066 相等，取開(kāi)間大的為計(jì)算單元，即取軸線間的縱墻為計(jì)算單元。 2 ) 荷載計(jì)算縱墻的承載力驗(yàn)算：屋面荷載: 10 厚1:2.5 水泥砂漿結(jié)合層 0.220 厚1:2.5 水泥砂漿保護(hù)層 0.420厚瀝青防水層 0.35 25mm厚1:3水泥砂漿找平層 0.5 100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 2.5陶粒混凝土找坡2%1.41415mm厚混合砂漿天棚抹灰 梁及梁上抹灰：25×0.5×0.25×3.3+20×(0.02×0.25+2×0.5×0.02)×3.3=10.875KN 基本風(fēng)壓為0.35< 0.7,故不考慮風(fēng)荷載影響。 由荷載規(guī)范，雪荷載, 故取0.7。 設(shè)計(jì)值： 由可變荷載控制：=1.2×（10.875+5.619×3.3×3.0）+1.4×0.7×3.6×3.0 = 75.09KN 由永久荷載控制：= 1.35×（10.875+5.619×3.3×3.0）+1.0×0.7×3.6×3.0 = 80.14KN3） 樓面荷載 樓地板 2.0 鋪地磚 0.8 平頂抹灰 梁及梁上抹灰 10.875KN 活載 2.0設(shè)計(jì)值： 由可變荷載控制：=1.2×（10.875+3.1×3.3×3.0）+1.4×2.0×3.6×3.0 = 83.47KN。由永久荷載控制：= 1.35×（10.875+3.1×3.3×3.0）+1.0×3.6×3.0×2.0=81.48KN。4） 墻體自重 計(jì)算每層墻體自重時(shí)，應(yīng)扣除窗口面積，加上窗自重，考慮抹灰,對(duì)2,3,層，墻體厚度為240mm，計(jì)算高度3.0m，其自重標(biāo)準(zhǔn)值為： 0.24×（3.3×3.61.5×1.5）×19+0.04×（3.3×3.61.5×1.5）×20+1.5×1.5×0.3=56.94KN設(shè)計(jì)值： 由可變荷載控制： 56.94×1.2=68.328KN由永久荷載控制： 56.94×1.35=76.869KN對(duì)1層，墻體厚度為240mm，底層樓層高度為3.95m, 其自重標(biāo)準(zhǔn)值為：0.24×（3.3×3.61.5×1.5）×19+0.04×（3.95×3.61.5×1.5）×20+1.5×1.5×0.3=73.68KN設(shè)計(jì)值： 由可變荷載控制： 73.68×1.2 =88.416KN 由永久荷載控制： 73.68×1.35=99.468KN5） 內(nèi)力計(jì)算 屋面及樓面梁的有效支承長(zhǎng)度一， 二層M10，f=1.89N/mm，取=163mm。三層 M7.5 f=1.69 N/mm，取=172mm 縱向墻體的計(jì)算簡(jiǎn)圖 由可變荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面截面(KN)(mm)(KN)(mm)(mm)M(KNm)(KN)(KN)375.09068.32817251.20143.418142.008268.328068.32817254.80136.656210.3361143.418088.416163119.8 0236.124368.159表中 =+ M =·+·(負(fù)值表示方向相反) =+（墻重） （h為支承墻的厚度） 由永久荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面截面(KN)(mm)(KN)(mm)(mm)M(KNm)(KN)(KN)380.14076.86917251.20157.009256.477276.869076.86916354.80153.738253.2061153.738099.468163119.80 253.206385.89a) 墻體承載力計(jì)算該建筑物的靜力計(jì)算方案為剛性方案，因此靜力計(jì)算可以不考慮風(fēng)荷載的影響，僅考慮豎向荷載。在進(jìn)行墻體強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)該對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行計(jì)算，即內(nèi)力較大的截面；斷面削弱的截面；材料強(qiáng)度改變的截面。所以應(yīng)對(duì)荷載最大的底層墻體進(jìn)行驗(yàn)算（240mm墻）；一層、二層用M7.5砂砌筑，三層用M5.0，要對(duì)一、三墻體進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于每層墻體，縱墻應(yīng)取墻頂截面以及墻底截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。>1>1由上表可以看出，計(jì)算墻體在房屋的底層滿足承載力要求。7) 砌體局部受壓計(jì)算 以上述窗間墻第一層墻垛為例，墻垛截面為240mm×1800mm,混凝土梁截面為250mm×400mm,支承長(zhǎng)度240mm. 根據(jù)內(nèi)力計(jì)算，當(dāng)由可變荷載控制時(shí)，本層梁的支座反力為=68.328KN，=143.418KN 當(dāng)由永久荷載控制時(shí)，本層梁的支座反力為=76.869KN，=153.738KN= 163mm<240mm=b =163×250=40750mm=240×(2×240+250)=366300 mm ;=0.72×40750 = 29.47KN 驗(yàn)證 +f , 所以=0；壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)=0.7f=0.7×1.989×40750×1.89 = 107.23KN>=83.47KN（安全）。3.4.3 橫墻的承載力驗(yàn)算1) 荷載計(jì)算 對(duì)于樓面荷載較小，橫墻的計(jì)算不考慮一側(cè)無(wú)活荷載時(shí)的偏心受力情況，按兩側(cè)均勻布置活荷載的軸心受壓構(gòu)件取1m寬橫墻進(jìn)行承載力驗(yàn)算。計(jì)算單元見(jiàn)詳圖。屋蓋荷載設(shè)計(jì)值：由可變荷載控制： =1.2×3.97×3.0×1.0+1.4×0.7×3.0×1.0=93.95KN由永久荷載控制的組合：=1.35×3.97×3.0×1.0+1.0×0.7×3.0×1.0=96.91KN樓面荷載： 由可變荷載控制=1.2×3.1×3.0×1.0+1.4×2×3.0×1.0=23.47KN由永久荷載控制的組合：=1.35×3.1×3.0×1.0+1.0×2×3.0×1.0=22.27KN墻體自重：對(duì)1,2，3層，墻厚240mm，兩側(cè)采用20mm抹灰，計(jì)算高度3.0m、3.95m自重標(biāo)準(zhǔn)值為：0.24×19×3.0×1.0+0.04×20×.6×1.0=19.296KN設(shè)計(jì)值 由可變荷載控制的組合：19.296×1.2=23.16KN 由永久荷載控制的組合：19.296×1.35=26.05KN 對(duì)一層，墻厚為240mm，計(jì)算高度3.95m, 兩側(cè)采用20mm抹灰自重標(biāo)準(zhǔn)值為：0.24×19×3.95×1.0+0.04×20×4.55×1.0=24.388KN設(shè)計(jì)值 由可變荷載控制的組合：24.388×1.2=29.27KN 由永久荷載控制的組合：24.388×1.35=32.92KN2) 承載力驗(yàn)算 橫向墻體由可變荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目第三層第一層N(KN)137.1230.36h (mm)2402403.03.951518.90.7450.6475A(mm)240000240000f (N/mm)1.691.89A f(KN)302.2293.7>1>1橫向墻體由永久荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目第三層第一層N(KN)144.5241.14h (mm)2402403.03.951518.90.7450.6475A(mm)240000240000f (N/mm)1.691.89A f(KN)302.2293.7>1>1上述承載力計(jì)算表明，墻體的承載力滿足要求。 3.8過(guò)梁驗(yàn)算 門(mén)窗洞口上的過(guò)梁在同一位置,并與圈梁整澆,這時(shí)圈梁兼作過(guò)梁其配筋要按過(guò)梁的設(shè)計(jì)進(jìn)行配筋. 縱墻上的門(mén)窗過(guò)梁，外載為0,只有本身自重及其上窗臺(tái)下窗臺(tái)下墻體自重 1). GL1:恒荷載: 墻體自重（240x300） 5.24x0.24x1.2=0.905 梁自重 0.24x0.3x25=1.83 組合:q=2.735計(jì)算跨度: L0=Ln+a/2=2160mmL0=1.05Ln=2268mm,取L0=2268mm M=1/8 x 1.2 x 3.34 x 2.268=2.577 =0.0159 =1.6 As=1.62409.6/210=46.52 配212 (As=226) 3.9基礎(chǔ)設(shè)計(jì):1). 確定條形基礎(chǔ)底面寬度b.為了便于施工，選擇基礎(chǔ)埋深d=1000mm由于e=0.86和Sr=0.91>0.85,查表得:埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度:=18.13土的承載力特征值為 持力層土的地基承載力特征值=250+17.5x1.1x (1.0-0.5)=259.62基礎(chǔ)寬 =285.8/(259.62-20x1.0)=1.19m取承重墻下條形基礎(chǔ)寬度 b=1. 2m2). 選擇基礎(chǔ)材料，并確定基礎(chǔ)高度,采用MU10磚和M5砂漿砌成“二、一間隔收”磚基礎(chǔ)基層下做100mm厚C10混凝土墊層,磚基所設(shè)承臺(tái)階數(shù) =(285.8+201.01.0)/1.2=254.83查表 tanx=1/1.5.所以基礎(chǔ)的承臺(tái)設(shè)為300mm。=3階相應(yīng)基礎(chǔ)高度 H1=120x2+60x1+300=600mm基礎(chǔ)頂面至地面的距離為400mm，埋深為1m，與前面假設(shè)的d=1.0m符合要求.四. 結(jié)果與討論 經(jīng)過(guò)緊張的建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編寫(xiě)計(jì)算書(shū)，基本達(dá)到了預(yù)期結(jié)果。本設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：(1) 建筑繪畫(huà)使用autocad2002，設(shè)計(jì)為歐式風(fēng)格。(2) 全部為手算計(jì)算書(shū),使用pkpm結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行校正，使結(jié)構(gòu)配筋更經(jīng)濟(jì)合理。(3) 全部按現(xiàn)行規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)的，特別是在抗震設(shè)設(shè)計(jì)，均符合規(guī)范要求。(4) 圖紙除大樣圖外其它圖都以1：100繪出，大樣圖采用表格式表達(dá)，使更簡(jiǎn)潔、明了。(5) 結(jié)構(gòu)圖都采用平面表示法，圖紙的表達(dá)更為清楚.當(dāng)然，設(shè)計(jì)中也存在著一些問(wèn)題，由于缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，有些方面考慮的不夠全面，或多或少存在著一些錯(cuò)誤,以后我會(huì)更努力學(xué)習(xí)理論知識(shí).總之，學(xué)生的設(shè)計(jì)基本達(dá)到了預(yù)期的效果。設(shè)計(jì)在建筑、結(jié)構(gòu)功能上基本能滿足要求、整體性較好、戶(hù)型較為簡(jiǎn)潔，室內(nèi)布置比較完美。參考文獻(xiàn)1. 李必瑜主編. 房屋建筑學(xué). 武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2002年2. 吳培明主編. 混凝土結(jié)構(gòu). 武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2002年3. 趙明華主編. 土力學(xué)與地基基礎(chǔ). 武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2001年4. 丁大鈞主編. 砌體結(jié)構(gòu). 教學(xué)芻議. 建筑結(jié)構(gòu),1999.(3)5. 施楚賢主編. 砌體結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計(jì). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1992.6. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)修訂組. 我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度設(shè)定水平分析與改進(jìn)意見(jiàn),1999.77. 苑振芳. 砼砌塊建筑發(fā)展現(xiàn)狀及展望.工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化,1998.(6)