砌体结构设计【啸哥参考过】.doc

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一、结构设计资料

1、设计资料

1.1工程概况

1）.工程名称：

重庆某职业技术学校宿舍楼设计

2）.拟建地点：

重庆市××县×镇

3）.占地总面积：

（见建筑施工图）；

4）.单栋建筑面积：

（见建筑平、立、剖面图）；

5）.建筑层数：

6层；

6）.结构形式：

砖混结构。

1.2建筑构造资料

1.2.1.结构材料：

墙体：

采用240厚页岩实心砖墙，加混凝土构造柱及圈梁；

楼盖：

采用预制混凝土空心板楼（屋）盖，钢筋混凝土楼梯；

基础：

采用钢筋混凝土条形基础。

1.2.2.建筑楼面做法：

（1）宿舍、走道及楼梯间：

由上至下构造做法：

①粘贴玻化砖或踏步砖（0.55kN/m）；

②20厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m）；

③预制混凝土空心板结构层

（2）卫生间：

由上至下构造做法：

①水泥砂浆粘贴地面砖（0.55kN/m2）

②1.2厚JS防水涂料防水层（0.1kN/m2）

③20厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m2）

④1：

6水泥炉渣填充层（安装卫生洁具后）/（3.0kN/m2）

⑤20厚水泥砂浆保护层（0.4kN/m2）

⑥1.2厚JS防水涂料防水层（0.1kN/m2）

⑦结构层（板面下降450按同层排水处理）。

1.2.3.建筑墙面做法：

（1）外墙面：

为普通抹灰、贴装饰面砖墙面（0.55kN/m2）；

（2）内墙面：

为普通抹灰、刮腻子、乳胶漆照面（0.34kN/m2）；

1.2.4室内天棚：

15mm厚水泥砂浆抹灰，刮腻子、乳胶漆照面（0.3kN/m2）。

1.2.5屋面防水做法：

由上至下构造做法：

①40厚C20细石混凝土整体浇注刚性防水层（1.0kN/m2）

②20厚水泥砂浆保护层（0.4kN/m2）

③3厚2000型SBS改性石油沥青卷材防水层（0.1kN/m2）

④20厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m2）

⑤1：

6水泥炉渣找坡兼隔热层，平均厚度100，排水坡度按设计

（1.0kN/m2）

⑥30厚C20混凝土整体浇注层（0.72kN/m2）；

⑦结构层。

1.3可变荷载资料

1.3.1屋面为不上人屋面，活荷载标准0.5kN/m2，无积雪、积灰荷载；

1.3.2.楼面活荷载标准值：

宿舍、办公室2.0kN/m2，楼梯、阳台及卫生间2.5kN/m2。

1.2.3设计墙、基础的活荷载折减系数见下表：

计算截面以上层数

2-3

4-5

6-8

9-20

计算截面以上各楼层

活荷载总和的折减系数

1.0

0.85

0.7

0.65

0.6

1.3.4.不考虑基本风压。

1.4地质资料

场地为浅丘地带，场地按建筑单元进行平整后，基本为裸露页岩，无地质断层、裂缝、软弱夹层，地基承载力特征值为350kPa。

地下无侵蚀性介质，地下水位在地表下8.0m以下。

1.5材料供应

1.可就近供应MU15等级页岩砖；

2.可就近供应门窗过梁、雨棚等预制构件，可提供商品混凝土。

3.采用HPB235级、HRB335级钢筋，以及冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋。

1.6主要参数及结构计算方法

根据设计任务书，不考虑结构抗震设防，亦不考虑水平风载。

二、结构设计说明

1、总设计说明

1.1设计规模

1.1.1、本设计为宿舍楼，总建筑面积：

3383m2

1.1.2、结构共6层，层高均为3.6米。

室内外高差0.6米。

1.2结构方案

1.2.1采用纵横墙方案。

1.2.2楼板采用现浇楼盖或预制混凝土空心板。

楼梯为现浇板式楼梯。

1.3设计资料

1.3.1不考虑抗震设防。

1.3.2地质条件：

1）地基承载力特征值：

350kN/m2。

2）地下水位在地表8m以下。

1.4主要建筑结构做法

1.4.1结构材料：

墙体：

采用240厚MU15页岩实心砖墙，加混凝土构造柱及圈梁；

楼盖：

采用预制混凝土空心板楼（屋）盖，钢筋混凝土楼梯；

基础：

采用混凝土条形刚性基础。

1.4.2建筑楼面做法：

（1）宿舍、走道及楼梯间：

由上至下构造做法：

①粘贴玻化砖或踏步砖（0.55kN/m2）；

②20厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m2）；

③预制混凝土空心板结构层

（2）卫生间：

由上至下构造做法：

①水泥砂浆粘贴地面砖（0.55kN/m2）

②1.2厚JS防水涂料防水层（0.1kN/m2）

③20厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m2）

④1：

6水泥炉渣填充层（安装卫生洁具后）

（3.0KN/m2）

⑤20厚水泥砂浆保护层（0.4kN/m2）

⑥1.2厚JS防水涂料防水层（0.1kN/m2）

⑦结构层（板面下降450按同层排水处理）。

1.4.3建筑墙面做法：

（1）外墙面：

为普通抹灰、贴装饰面砖墙面（0.55kN/m2）；

（2）内墙面：

为普通抹灰、刮腻子、乳胶漆照面（0.34kN/m2）；

1.4.4室内天棚：

15mm厚水泥砂浆抹灰，刮腻子、乳胶漆照面（0.3kN/m2）。

1.4.5屋面防水做法：

由上至下构造做法：

①40厚C20细石混凝土整体浇注刚性防水层（1.0kN/m2）

②20厚水泥砂浆保护层（0.4kN/m2）

③3厚2000型SBS改性石油沥青卷材防水层（0.1kN/m2）

④20厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m2）

⑤1：

6水泥炉渣找坡兼隔热层，平均厚度100，排水坡度按设计

（1.0kN/m2）

⑥30厚C20混凝土整体浇注层（0.72kN/m2）；

⑦结构层。

三、结构设计计算书

1．结构设计

1.1主体结构设计方案

该建筑物层数为六层，总高度为23.7m，层高3.6m<4m；房屋的高宽比

23.7/18=1.3<2;体形简单，室内要求空间小，横墙较多，所以采用砖混结构

能基本符合规范要求。

1.2墙体方案及布置

1.2.1变形缝：

由建筑设计知道该建筑物的总长度32.64m<60m，可不设伸缩缝。

工程地质资料表明：

场地基本为裸露页岩，无地质断层、裂缝、软弱夹层，地质均匀，邻近无建筑物，没有较大差异的荷载等，可不设沉降缝；

1.2.2墙体布置：

应当优先考虑横墙承重方案，以增强结构的横向刚度。

纵墙布置较为对称，平面上前后左右拉通；竖向上下连续对齐，减少偏心；同一轴线上的窗间墙都比较均匀。

个别不满足要求的局部尺寸，以设置构造拄后，可适当放宽。

根据上述分析，采用以横墙承重为主的结构布置方案是合理的。

1.2.3墙厚：

墙厚均为240mm。

1.3、多层砖混房屋的构造措施

1.3.1构造柱的设置：

构造柱的设置详见第四节“构造措施”。

除此以外，构造柱的根部与地圈梁连接，不再另设基础。

在柱的上下端500mm范围内加密箍筋为φ6@150。

构造柱的做法是：

将墙先砌成大马牙槎（五皮砖设一槎），后浇构造柱的混凝土。

混凝土强度等级采用C20。

具体做法见详图。

1.3.2圈梁设置：

各层、屋面、基础顶面均设置圈梁。

横墙圈梁设在板底，纵墙圈梁下表面与横墙圈梁底表面齐平，上表面与板面齐平或与横墙表面齐平。

当圈梁遇窗洞口时，可兼过梁，但需另设置过梁所需要的钢筋。

2、结构计算

判断房屋静力计算方案为刚性方案：

S<32m。

2.1外加荷载计算与预制板的选型

屋盖外加荷载

40厚C20细石混凝土整体浇注刚性防水层 1.0kN/m2

20厚水泥砂浆保护层 0.4kN/m2

3厚2000型SBS改性石油沥青卷材防水层 0.1kN/m2

20厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2

1：

6水泥炉渣找坡兼隔热层 1.0kN/m2

30厚C20混凝土整体浇注层 0.72kN/m2

室内天棚 0.3kN/m2

屋盖外加恒荷载标准值 3.92kN/m2

屋盖活荷载标准值 0.5kN/m2

楼盖外加荷载

楼面地砖 0.55kN/m2

20mm厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2

室内天棚 0.3kN/m2

楼面外加恒荷载标准值 1.25kN/m2

楼面活荷载标准值 2kN/m2

屋盖的外加荷载设计值:

Fd=3.92×1.2+1.4×0.5=5.4kN/m2

楼盖的外加荷载设计值:

Fd=1.25×1.2+2×1.4=4.3kN/m,

查图集《预应力混凝土空心板》（西南04G231），选取板型号为：

屋盖选取的预制板型号为：

bWB3605-6和bWB3606-6

楼盖选取的预制板型号为：

bKB3605-5和bKB3606-5

屋盖内纵墙楼板选取的预制板型号为：

bWB2405-6和bWB2406-6

楼盖内纵墙楼板选取的预制板型号为：

bKB2405-5和bKB2406-5

b（冷轧带肋钢筋级别；CRB650级）K（表示楼面板）B36（板的标志长度；24,27,…,36,42）05（板的标志宽度；05,06,09,12）—5（外加荷载设计值等级;3,4,5,6,7,8）

d（冷轧带肋钢筋级别；CRB800级）W（表示屋面板）B36（板的标志长度）05（板的标志宽度）—5（外加荷载设计值等级）

2.2墙体高厚比验算

3.2.1墙体高厚比验算

静力计算方案的确定：

因横墙间距s=3.6m，楼（屋）盖为装配式钢筋砼楼（屋）盖，故房屋的静力计算方案为刚性方案。

（1）外纵墙高厚比验算

横墙最大间距：

s=3.9m

墙体的计算高度确定如下:

底层：

其他楼层：

墙厚0.24m，内纵墙为承重墙，取

有门洞的墙允许高厚比：

；

[β]允许高厚比，查表得：

砂浆等级为M7.5时，[β]=26。

底层高厚比验算：

（满足）；

其他各层高厚比验算：

（满足）；

（2）内纵墙高厚比验算

墙体的计算高度:

横墙最大间距：

s=3.6m

底层：

H>s=3.6mHo=

其他楼层:

H=3.6ms=HHo=

墙厚0.24m，内纵墙为承重墙，取。

有门洞的墙允许高厚比：

；

[β]允许高厚比，查表得：

砂浆等级为M7.5时，[β]=26。

底层高厚比验算：

（满足）。

其他各层高厚比验算：

（满足）；

（3）横墙高厚比验算纵墙间距s=6m

底层：

H=4.7mH

其它层H=3.6mH

墙厚取h=0.24m，承重墙取，横墙上没洞口，取

底层高厚比验算：

（满足）；

其他各层高厚比验算：

（满足）；

2.3承重墙体的承载力验算

2.3.1选定计算单元

内纵墙取图中阴影部分为计算单元，其受荷面积为3.6×1.2=4.32m2；

横墙选如图所示1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取3600/2+3600/2=3600mm为受荷宽度，计算截面面积Ab=0.24×1=0.24m2。

由于房屋开间、荷载近似，因此按轴压验算。

36000

2600

1000

1200

1000

纵墙计算单元

横墙计算单元

3600

2.3.2荷载计算

屋盖荷载计算

40厚C20细石混凝土整体浇注刚性防水层 1.0kN/m2

20厚水泥砂浆保护层 0.4kN/m2

3厚2000型SBS改性石油沥青卷材防水层 0.1kN/m2

20厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2

1：

6水泥炉渣找坡兼隔热层 1.0kN/m2

30厚C20混凝土整体浇注层 0.72kN/m2

室内天棚 0.3kN/m2

结构层 2.0kN/m2

屋盖恒荷载标准值 5.92kN/m2

作用在横墙计算单元上的恒荷载：

板传来的荷载5.92×1×3.6=21.31kN

圈梁荷载25×0.24×0.18=1.08kN

屋面横墙计算单元上的恒荷载标准值22.39kN

屋面横墙计算单元上的活载标准值0.5×1×3.6=1.8kN

作用在纵墙计算单元上的恒荷载：

板传来的荷载5.92×1.2×3.6=25.57kN

圈梁荷载25×0.24×0.18×3.6=3.89kN

屋面纵墙计算单元上的恒荷载标准值29.46kN

屋面纵墙计算单元上的活载标准值0.5×1.2×3.6=2.16kN

楼盖荷载计算

楼面地砖 0.55kN/m2

20mm厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2

室内天棚 0.3kN/m2

空心板结构层 2.0kN/m2

楼面恒荷载标准值 3.25kN/m2

作用在横墙计算单元上的恒荷载：

板传来的荷载3.25×1×3.6=11.7kN

圈梁荷载25×0.24×0.18=1.08kN

楼面横墙计算单元上的恒荷载标准值12.78kN

楼面横墙计算单元活荷载标准值 2×1×3.6=7.2kN

作用在纵墙计算单元上的恒荷载

板传来的荷载3.25×1.2×3.6=14.04kN

圈梁荷载25×0.24×0.18×3.6=3.89kN

楼面纵墙计算单元上的恒荷载标准值17.93kN

楼面纵墙计算单元上的活载标准值2×1.2×3.6=8.64kN

墙体自重计算

取双面粉刷240mm厚砖墙自重标准值5.24kN/m2

a.女儿墙1.5m×5.24kN/m2＝7.86kN/m

b.二至五层横墙计算单元墙体自重 1×3.6×5.24=18.86kN

c.底层横墙计算单元墙体自重 1×4.7×5.24=24.63kN

d.二至五层纵墙计算单元墙体自重（3.6×3.6-1×2.1）×5.24=56.91kN

e.底层纵墙计算单元墙体自重（3.6×4.7-1×2.1）×5.24=77.66kN

2.3.3荷载组合

荷载设计值按可变荷载效应控制组合时γG＝1.2、γQ＝1.4，按永久荷载效应控制组合时取γG＝1.35、γQ＝0.7×1.4=0.98。

各项组合计算列表如下：

荷载组合计算表

组合项目

恒荷载

活荷载

可变荷载效应

永久荷载效应

控制的组合

屋面荷载（纵墙）

29.46

2.16

38.376

43.404

屋面荷载（横墙）

22.39

1.8

29.388

33.146

楼面荷载（纵墙）

17.93

8.64

33.612

33.742

楼面荷载（横墙）

12.78

7.2

25.416

25.092

女儿墙

28.30

33.96

39.62

标准层墙体自重（纵墙）

56.91

68.292

79.674

标准层墙体自重（横墙）

18.86

22.632

26.404

一层墙体自重（纵墙）

77.66

93.192

108.724

一层墙体自重（横墙）

24.63

29.556

34.482

2.3.4内力分析

内纵墙控制截面的内力计算：

在竖向荷载作用下，多层刚性方案的承重墙可视为一竖向连续梁，各层楼盖处视为铰接，由于预制楼板近似可看作刚性，且轴力作用远比弯矩大，所引起的偏心距也很小，按轴心受压和偏心受压计算结果相差不大。

因此，墙体在基础顶面处也可简化为两端铰接的竖向构件进行计算。

各层Ⅰ－Ⅰ，Ⅱ-Ⅱ截面的内力按可变荷载控制的组合及可变荷载控制的组合计算列表如下。

由可变荷载效应控制的纵墙截面内力计算

楼层

上层传来荷载

本层楼盖荷载

截面Ⅰ－Ⅰ

截面Ⅱ－Ⅱ

Nu/kN

Nl/kN

NⅠ/kN

NⅡ/kN

38.376

106.668

33.612

140.28

208.572

33.612

242.184

310.476

33.612

344.088

412.38

33.612

445.992

514.284

33.612

547.896

641.088

由永久荷载效应控制的纵墙截面内力计算

楼层

上层传来荷载

本层楼盖荷载

截面Ⅰ－Ⅰ

截面Ⅱ－Ⅱ

Nu/kN

Nl/kN

NⅠ/kN

NⅡ/kN

43.404

123.078

33.742

156.82

236.494

33.742

270.236

349.91

33.742

383.652

463.326

33.742

497.068

576.742

33.742

610.484

719.208

2.3.5墙体承载力验算

（1）纵墙承载力验算

承载力一般只对截面Ⅰ－Ⅰ进行，但对多层砖砌体房屋的底部截面Ⅱ－Ⅱ可能更不利，因此也对一层的Ⅱ－Ⅱ截面进行承载力验算，计算过程及结果列表如下：

纵向墙体由可变荷载效应控制的组合承载力验算

项目

第6层

第5层

第4层

第3层

第2层

第1层

截面Ⅰ－Ⅰ

截面Ⅱ－Ⅱ

N/kN

38.376

140.28

242.184

344.088

445.992

547.896

641.088

h/mm

240

e/h

19.58

0.74

0.63

Amm2

624000

f/Mpa

2.07

φAf

955.84

813.76

φAf/N

24.91

6.81

3.95

2.78

2.14

1.49

1.27

φAf/N均大于1，满足要求。

纵向墙体由可变荷载效应控制的组合承载力验算

项目

第6层

第5层

第4层

第3层

第2层

第1层

截面Ⅰ－Ⅰ

截面Ⅱ－Ⅱ

N/kN

43.404

156.82

270.236

383.652

497.068

610.484

719.208

h/mm

240

e/h

19.58

0.74

0.63

A/mm2

624000

f/Mpa

2.07

φAf

955.84

813.76

φAf/N

22.02

6.10

3.54

2.49

1.92

1.33

1.13

φAf/N均大于1，满足要求

（2）横墙承载力验算

取1m宽墙体作为计算单元，沿纵向取3.175m为受荷宽度，由于房间开间、荷载均相同，因此近似按轴压验算，计算过程及结果列表如下

横向墙体承载力验算

项目

由可变荷载效应控制的组合

由永久荷载效应控制的组合

第2层

底层

第2层

底层

Ⅱ－Ⅱ截面

N/kN

244.212

299.184

265.534

325.108

H0/m

3.12

3.34

3.12

3.34

h/m

0.24

13.92

0.795

0.775

0.795

0.775

Amm2

240000

f/Mpa

2.07

φAf

394.956

385.02

394.956

385.02

φAf/N

1.6173

1.287

1.487

1.184

φAf/N均大于1，满足要求

2.4阳台及卫生间现浇楼板的计算

由于阳台及卫生间开间进深都比较小，因此板的跨度基本在1~2m之间，在竖向力作用下产生的跨中弯矩也不大。

因此，在满足构造要求下，可以按照构造配筋即可。

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002，按构造配以底部纵向及分布钢筋均为8@150，上部钢筋选配8@150。

2.5楼梯的设计

本教学楼采用现浇整体式钢筋混凝土楼梯，采用C20混凝土，梁的纵向受力钢筋选用HRB335级钢筋，其余选用HPB235级钢筋，活荷载标准值为2.5kN/㎡，按板式楼梯进行设计，其平面布置如下图所示：

2.5.1梯段板的计算

（1）确定板厚

h≈l0/30＝3300/30＝110mm，取h＝120mm。

h0＝120mm－25mm＝95mm，取1m板宽进行计算。

（2）荷载计算（取1m板宽作为计算单元）

楼梯板的倾斜角：

踏步砖（0.3＋0.15）/0.3×1m×0.55kN/m2＝0.825kN/m

20mm厚水泥砂浆找平层 1/0.894m×0.4

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