砌体结构设计书

砌体结构

课程设计计算书

工程名称：五层普通粘土砖住宅楼 班级： 姓名： 学号：

二零一一年五月

目录

1.结构布置………………………………………………（3） 2.荷载计算………………………………………………（4） 3.内力及承载力计算……………………………………（6） 4.结构抗震验算…………………………………………（8） 5.基础设计………………………………………………（11） 6.楼板配筋………………………………………………（12） 7挑梁设计………………………………………………（14） 8.过梁设计………………………………………………（16） 9.楼梯设计………………………………………………（17）

砌体结构设计计算书

1.结构布置

根据建筑物的功能,结构布置选择以橫墙承重方案为主，楼板以及屋面板为100厚的现浇钢筋混凝土板，5层层高为3米,其余各层层高均为2.8m，墙体选择MU10的24墙,1,2层Mb7.5专用砂浆砌筑,3,4,5层采用Mb5专用砂浆砌筑,施工等级 B级,7度设防烈度。结构布置图如下。

结构布置图

1.1构造柱布置

按《建筑抗震设计规范》GB50011—2001规定，对于7度设防无五层砌体结构，在外墙四角，楼梯间四角，较大洞口两侧，大房间内外墙交接处，各内墙与外墙交接处设置构造柱。构造柱截面采用240mm240mm，纵向钢筋采用414，箍筋为6@200,同时为了提高构造柱对墙体斜裂缝的约束作用,在构造柱两端400-500的范围内箍筋适当加密。

1.2圈梁的布置

按《建筑抗震设计规范》GB50011—2001规定，7度设防现浇钢筋混凝土圈梁，在内外

纵横墙屋盖处及每层楼盖处设置圈梁圈。梁截面尺寸240mm200mm，圈梁纵筋采用412，箍筋采用8@200,。

2.荷载计算

根据结构布置图知，对本建筑负载宽度最大的为○2⑤轴墙体,选择最不利墙体○2轴墙体来验算其承载能力，取1m宽为设计单元。

2.1屋面荷载

APP改性沥青找平防水层 0.30KN/m 20厚水泥砂浆找平层 0.40KN/m 平均150厚保温找坡层 0.52KN/m APP改性沥青隔气层 0.05KN/m 20厚水泥砂浆找平层 0.40KN/m 现浇钢筋混凝土楼板100厚 2.5KN/m KN/m 永久荷载标准值

2222222

4.43KN/m

2

活荷载标准值 0.70KN/m

由屋盖传给计算墙体的荷载 标准值：N1GkQk(4.430.70)设计值：

由可变荷载控制的组合

2

12

(4.23.6)120.0KN

1

N1a1.2Gk1.4Qk(1.24.431.40.70)(4.23.6)124.6KN

2

由永久荷载控制组合

1

N1b1.35Gk1.0Qk(1.354.431.00.70)(4.23.6)126.1KN

2

2.2楼面荷载

20厚水泥砂浆抹面 0.40KN/m

2

100厚钢现浇筋混凝土楼板 2.50KN/m KN/m 恒荷载标准值：

2

2

3.16KN/m

2

活荷载标准值： 2.00KN/m 由楼面传给计算墙体的荷载 标准值：

2

设计值：

由可变荷载控制的组合

1

N2GkQk(3.162.00)(4.23.6)120.12KN

2

1

N2a1.2Gk1.4Qk(1.23.161.42.00)(4.23.6)125.71KN

2

由永久荷载控制组合

2.3墙体自重

女儿墙自重,墙厚240mm,两侧采用20mm砂浆抹面,高900mm 标准值: 0.24 × 19 × 0.9 × 1+ 0.04 × 20 × 0.9× 1 =4.82KN 设计值:

可变荷载控制的组合： N4a=4.82×1.2 = 5.78KN 永久荷载控制组合： N4b =4.82× 1.35 = 6.51KN

对于5层墙厚240mm，两侧采用20mm砂浆抹面，计算高度为3.0m

设计值：

可变荷载控制的组合： N3a=16.1× 1.2 = 19.3 KN 由永久荷载控制组合： N3b16.11.3521.7KN

对于2、3、4层墙厚240mm，两侧采用20mm砂浆抹面，计算高度为2.8m 标准值： 0.24 × 19 × 2.8 × 1+0.04 × 20 × 2.8 × 1 =15.0KN 设计值：

可变荷载控制的组合： N3a =15.0 × 1.2 = 18.0KN 由永久荷载控制组合： N3b =15.0 × 1.35 = 20.3KN

对于1层墙体厚度为240mm两侧采用20mm厚砂浆抹面，计算时计算高度取至基础顶面，即计算高度为3.85m。

其自重标准值： 0.24 × 19 × 3.85 × 1+ 0.04 × 20 × 3.85 × 1 =20.6KN

设计值:

可变荷载控制的组合： N3a=20.6×1.2 = 24.7KN 永久荷载控制的组合： N3b =20.6 × 1.35 = 27.8KN

3.内力及承载力计算

本建筑墙体的最大高厚比： β=H0/h=3850/240=16.0

依据墙体结构布置，取○2轴1m宽墙体为计算单元，在不考虑局部作用钢筋混凝土梁时，其墙体承载力因两侧开间相差不大，故可以近似按照轴心受压构件进行计算，这样计算截面可以取每层墙体根部，计算简图如图：

墙体的承载力计算列于下表：

横向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表

上述承载力计算表明，墙体的承载力满足要求。

此外由于各层的计算高度均小于4米,故无需对外墙进行水平风荷载作用下的承载力验算。

4.结构抗震验算

4.1重力荷载

因结构以○6轴对称，取一半进行计算。

1）屋面荷载

屋盖 4.4318.610.8889.9KN 雪荷载 0.50.35(18.610.81.516.8)39.6KN 合计 929.5KN

2）楼面荷载

楼盖 3.1618.610.8634.8KN 阳台 3.16 × 1.5 × 16.8 =79.6KN

合计

3）墙体自重 层

○

1○6轴 ○

2○4○5轴 ○

3轴 A轴 B轴 C轴 合计 1562.6

2-4层

○

1○6轴 ○

2○4○5轴 ○

3轴 A轴 B轴 C轴 714.4KN 16.110.8173.9KN (310.80.922)5.4155.5KN (310.80.92)5.4165.2KN (18.630.9221.59.4)5.4205.7KN (18.64.22)35.4165.2KN (18.630.9221.58.6)5.4212.2KN KN 15.010.8162KN (2.810.80.922)5.4143.9KN (210.80.92)5.4153.6KN (18.62.80.9221.59.4)5.4185.7KN (18.64.22)2.85.4154.2KN (18.62.80.9221.58.6)5.4192.1KN

5

合计 1441.3KN

1层 1○6轴 20.610.8222.5KN ○

2○4○5轴 (3.8510.80.922)5.4205.1KN ○

3轴 (3.8510.80.92)5.4214.8KN ○

A轴 (18.63.850.9221.59.4)5.4291.1KN B轴 (18.64.22)3.855.4212.1KN C轴 (18.63.850.9221.58.6)5.4297.6KN 合计 2075.9KN 4）女儿墙自重

(190.240.90.04200.9)(18.6210.8)231.6KN

4）各层集中重力荷载

各层重力荷载以楼层为中心，取楼层上下层高之半集中于该楼层。 G5231.6929.50.51562.61942.4KN

G4714.40.5(1441.31562.6)2216.4KN

G3G2714.41441.32155.7KN G1714.40.5(1441.32075.9)2473KN

4.2地震作用及各层地震剪力

本建筑为7度设防,水平地震影响系数的最大值max0.08

Geq0.85Gi0.85（1942.4+2216.4+2155.72+2473）=9301.7KN

i15

FekmaxGeq0.089301.7744.1KN

Fi

GiHi

GH

i

i1

5

Fek

i

ViFi

i

5

GH

i

i1

5

i

24733.852155.7(6.65+9.45)+2216.412.25+

1942.415.25=101000.4KN

各层地震作用及地震剪力

4.3橫墙截面抗震能力验算

2⑤的橫墙为最不利墙段，取轴线②上的横墙对其进行抗震承载力验算，首层剪轴线○

力最大，只验算首层。

全部横向抗侧力墙体截面面积

A1(11.040.9)0.241(11.041.8)0.24311.040.24214.39m2

2橫墙面积 轴线○

A12(11.041.8)0.242.22m2

2橫墙分担的重力荷载面积 轴线○

AG,12(1.82.1)(10.80.241.8)36.04m2

全部橫墙总重力荷载面积

AG,1(18.60.12)(10.80.24)206.67m2

2轴橫墙地震剪力设计值 首层○

V12

1A12AG,1212.2236.04()V1()744.1122.18KN 2A1AG,1214.39206.67

2轴1m墙上重力荷载代表 ○

0.50.354.434(3.160.52)0.5(3.64.2)(5.432.85.4130.55.4

3.85)154.8KN

o

154.81030.2410

6

0.65MPa

砂浆强度等级M7.5，f=0.14Mpa

o

f

4.61 查表得n1.46

fveNf1.460.140.204MPa fveA12



0.2042.22106

0.9

503.2KNV12122.18KN

re

故该橫墙安全。

5.基础设计

设计概况：持力层的承载能力设计值fa =180KPa,粉质粘土，持力层的室外标高以下1.5m。

每层楼盖的偏心荷载只在本层内产生弯矩，上层传来的荷载Nu通过上层墙体的截面形心，墙体为轴心受压条形基础，取1m为计算宽度，采用无筋扩展基础。基础下层为300厚的C15混凝土，上面为标准砖砌筑，砌筑方式为二一间隔收。 初步假定基础埋深d=2m

Fk20520.1216.115.0320.64.82207KN

b

Fkfamd



207180201

1.29m 取b=1.3m。

基底压力pk

FkGk

A



20720111.3

1.31.0

179.2kPa180KPa满足条件

查表可知素混凝土层高宽比为1：1 则砖基础所需阶数n

bB2b2

2b1



1130024023003.8 260

采用4级台阶b00.72m 基础高度：

HH01202602660mm

6.楼板配筋

6.1楼板荷载基本组合值

6 q1.23.1

2

1.42K6N.59m

/

6.2楼板计算简图

承载力按内力重分布设计，板在墙上的支撑长度为240mm。取4200m为平均跨度计算。 板的计算跨度 边跨l0ln

h

2

故取l04130mm

4200120

1002

4130mm1.025ln4059mm

中间跨l0ln42002403960mm

因为跨度相差小于10%，可按等跨连续梁进行计算，取1m宽板作为计算单元。

6.3弯矩设计值

查表可知，板的弯矩系数m分别为，边跨中间支座 M1

111

；离端第二支座，

111

；中跨中，

116

；

114

111

ql02

111

6.594.13210.22kNm 114116

Mc

1141

ql026.593.9627.38kNm

M2

16

ql026.593.9626.46kNm

6.4正截面受弯承载力计算

环境类别为一类,C30混凝土，板的最小保护层厚度C=15mm，板厚100mm，

h01002080mm，板宽b=1000mm，11.0，fc14.3N/mm2。HRB400钢筋，

fy360N/mm2。板的配筋计算表如下：

计算结果表明，支座截面均小于0.35，符合内力重分布原则，

0.18%As/bh402/(1000100%)大于0.45ft/fy0.451.43/360，同时

大于0.2%，满足最小配筋率的要求。 分布钢筋采用8@200。

7挑梁设计

挑梁的挑出长度l1.5m，埋入深度l12.0m，截面尺寸bhb240300。挑梁上

墙体净高2.5m。墙体自重5.4kN/m

阳台板传给边梁的荷载：可变荷载Fk1.5KN/m，永久荷载FGK3.160.51.52.37KN/m

阳台边梁传至挑梁的集中荷载：可变荷载Fk(0.90.12252.37)2.110.65kN,永久荷载FGk1.52.13.15kN.

挑梁上的荷载标准值为：永久荷载g1k0.240.3250.90.12254.5kN/m 本层楼面传给埋入段的荷载： 永久荷载g2k3.60.5(34.2)11.38kN/m 挑梁的自重为1.8kN/m。

挑梁示意图

7.1抗倾覆验算

l12.2hb660mm，倾覆x00.3hb0.09m0.13l10.26m

点

至

墙

外

边

缘

的

距

离

取

倾覆力矩：由可变荷载效应控制的组合：

Mov(1.210.651.43.15)1.590.51.24.51.59233.02kNm

由永久荷载效应控制的组合：

Mov(1.3510.653.15)1.590.51.354.51.59235.55kNm

取较大值Mov35.55kNm

Mr0.8Gr(l2x0)

(11.381.8)2(10.09)42.55.4(20.09)

0.8

0.5225.4(24/30.09)

73.68kNmMov35.55kNm故抗倾覆安全。

7.2挑梁下砌体局部受压承载力验算

NL2R

21.210.651.43.151.24.51.59 51.56kN

Alf0.71.51.22403001.5136.08kNNl51.56kN

故梁下砌体局部承压安全。

7.3挑梁截面配筋计算

MmaxMov35.55kNm

VmaxVo1.2(10.654.51.5)1.43.151.527.5kN

s

Mfcbh0

2



35.55106

14.3240(300

25)

2

0.137

10.148

As

fcbh0fy



14.32402750.148

300

2

466mm2minbh0.002240300144mm2

选用316，As603mm

V27.50.25fcbh00.2514.3240275236kN。满足截面尺寸要求。 ftbh7 0.700.

故按构造配箍，采用8@150。

1.43240275kN66.1。受剪承载力满足要求。

8.过梁设计

选取跨度最大的窗进行计算，ln2100mm。过梁截面尺寸300mm240mm，支撑长度为0.24m，示意图如下：

采用C30混凝土，HR335级纵筋，HrB335

级箍筋。

fc14.3N/mm2,ft1.43N/mm2,fy360N/mm2,fyv300N/mm2。

过梁自重 1.2250.30.242.16KN/m 楼板传来荷载 (1.23.161.42)2.717.8KN/m 合计 19.96KN/m

1.1ln1.12.12.31m

lc2.10.242.34m。取计算跨度l1.1ln2.31m

1

ql2202.31213.34KNm 8811

Vql202.3123.1KN

22M

1

s

Mfcbh02



13.34106

14.3240(300

20)2

0.049

10.05

As

fcbh0fy



14.32402800.05

300

160.2mm2

选用212

As226mm2minbh0.002300240144mm2

KN V23.1

0.2cf5b0h

0.2514.3240280K2N40.24满足截面限制条件。

V23.1KN0.7ftbh00.714.324028067.27KN受剪承载力满足要求。

因此，按构造配置箍筋，采用双肢箍8@150。

9.楼梯设计

9.1梯段板计算

踏步截面尺寸bh=300175,板厚h=80,tan=0.58,cos=0.86. （1）荷载计算

252.19kN/m 0.301

斜板自重 0.081.0252.33kN/m

0.861

水磨石面层 (0.300.175)0.651.03kN/m

0.301

12厚纸筋灰板底粉刷 0.0121.0160.22kN/m

0.86

三角形踏步自重

1

2

0.300.175

1

恒荷载标准值 gk5.77kN/m 活荷载标准值 qk2KN/m 荷载设计值：

由可变荷载控制： q11.25.771.429.72kN/m 由恒荷载控制： q21.355.771.029.79kN/m （2）内力计算 l0l2.1m

M

110

ql2

110

9.792.124.32kN/m

（3）配筋计算

取板的高度h=80mm

h0802555mm

S

M

1fcbh0

2



4.32106

1.014.31000

550.947

2

0.0999

s

12

As

Mfysh0



4.321063000.94755

276.5mm2

选用8@150，且每个踏步下设18的分布钢筋

9.2平台板计算

取板厚80厚，且取1000m宽板作为计算单元 荷载计算：

80厚板自重 0.081252.0kN/m 水磨石面层 0.65kN/m 12厚纸筋灰抹面 0.0121160.192kN/m 恒荷载标准值 gk2.842kN/m 活荷载标准值 qk2kN/m 总荷载设计值 P1.22.8421.426.21KN/m 平台板的计算跨度 l01.40.220.0821.34

弯矩设计值 M

1

1010

板得有效高度 h0802555mm

Pl02

1

6.211.3421.12kN/m

S

M

1fcbh0

2



1.12106

1.014.31000

55

2

0.026

s

12Mfysh0



0.987 1.12106

As

3000.98755

69mm2

选用6@200

As141.0mm2

9.3平台梁计算

设平台梁截面尺寸为200mm350mm

梁自重 0.2(0.350.08)251.35kN/m 梁侧粉刷

0.02(0.350.08)2170.18kN/m

平台板传来 2.842

1.42

1.99kN/m

梯段板传来 5.77

2.12

6.06kN/m

恒荷载标准值 9.58kN/m 活荷载标准值 2(2.11.4)0.53.5kN/m 总荷载设计值 P1.29.581.43.516.396KN/m 计算跨度

l01.05(30.24)2.9m 经验算为第一类T型截面：

1

pl0216.4332.9217.25KNm 8811

Vpln16.4332.7622.68KN

22M

截面按倒L形计算：

1

bfb5hf200580600mm 梁的有效高度h035035315mm

S

M

1fcbh0

2



17.25106

1.014.3600

315

2

0.02

s

12Mfysh0



0.99 17.25106

As

3000.99315

2

184.4mm2

选用48，As201mm 斜截面受剪承载力计算

V

max

0.25cfcbh00.251.014.3200315

225.2kNV22.68kN 又V

max

0.7ftbh00.71.01.43200315

822.k6N

63.06k3NV

故只需按照构造配置分布钢筋，选配6@200