四、纵墙承载力验算
(1)选取计算单元
该房屋有内、外纵墙。对于外纵墙,相对而言,D轴线墙比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=9.9㎡。
(2)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。 (3)荷载计算:
取一个计算单元,作用于纵墙的荷载标准值如下:
屋盖恒荷载: 4.79×3×3+3×3.13=52.5 kN 女儿墙自重: 5.24×3×0.6=9.43 kN
二、三楼面恒荷载: 3.4×3×3+3×3.13=40.0 kN 屋盖活荷载: 0.6×3×3=5.4 kN 二、三层楼面活荷载: 2.5×3×3=22.5kN 二、三层墙体和窗自重:5.24×(3×3-2.1×1.5)+0.25×2.1×1.5=31.44 kN
一层墙体和窗自重:5.24×(4.0×3-2.1×1.5)+0.25×2.1×1.5=47.16 kN (4)控制截面的内力计算:
1)第三层:
① 第三层截面1-1处:
由屋面荷载产生的轴向力涉及值应考虑两种内力组合,由可变荷载效应控制的组合,则?G =1.2,? Q =1.4
N1(1)=1.2×(52.5+9.43)+1.4×5.4=81.88 kN N1l(1)=1.2×52.5+1.4×5.4=70.56 kN
由永久荷载效应控制的组合:?G =1.35,? Q =1.4
N1(2)= 1.35×(52.5+9.43)+1.4×0.7×5. 4=88.90 kN N1l(2)=1.35×52.5+1.4×0.7×5. 4=76.17kN
因为本办公楼二、三采用MU10,M5砂浆砌筑,查表得,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?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=99mm
M1(1) =N1l(1)(y-0.4a0,b)=70.56×(0.12-0.4×0.099)=5.67 kN ·m M1 (2) =N1l(2)(y-0.4a0,b)=76.17×(0.12-0.4×0.099)=6.12 kN· m e(1)1=M1(1)/N1(1)=5.67/81.88=0.069m e(2)1=M1(2)/N1(2)= 6.12/88.90=0.069m
② 第三层截面2-2处
轴向力为上述荷载N1和本层墙自重之和 N2(1)=81.88+1.2×31.44=119.61 kN N2(2)=88.90+1.35×31.44=131.34kN
2)第二层
① 第二层截面3-3处:
轴向力为上述荷载N2和本层楼面荷载N3l之和 由可变荷载效应控制的组合
N3l(1) =1.2×40.0+1.4×22.5=79.5kN N3(1)=119.61+79.5=199.11kN
?0(1)=119.61×10-3/(0.24×1.8)= 0.277MPa (1)
?0/f=0.277/1.5=0.185
查表得 ?1(1) =5.68,则:
a(1)o,b=5.68×=103.7mm
M3(1) =N3l(1)(y-0.4a(1) 0,b)=79.5×(0.12-0.4×0.1037)=6.24kN·m e0 (1)= M3(1) /N3(1)=6.24/199.11=0.031m 由永久荷载效应控制的组合
N3l(2) =1.35×40.0+0.7×1.4×22.5=76.05 kN N3 (2)=131.34+76.05=207.39 kN
?0(2)=131.34×10-3/(0.24×1.8)= 0.304MPa
?0(2)/f=0.304/1.5=0.203 查表得 ?1(2) =5.70,则:
a(2)o,b=5.70×=104.1mm
M3(2) =N3l(2)(y-0.4a(2) 0,b)=76.05×(0.12-0.4×0.1041)=5.96kN·m e0 (2)= M3(2) /N3(2)=5.96/207.39=0.029m
② 第二层截面4-4处
轴向力为上述荷载N3和本层墙自重之和 N4(1)= 199.11+1.2×31.44=236.84kN N4(2)= 207.39+1.35×31.44=249.83kN
3)第一层
① 第一层截面5-5处:
轴向力为上述荷载N4和本层楼面荷载N2l之和 由可变荷载效应控制的组合
N5l(1) =1.2×40.0+1.4×22.5=79.5kN N5(1)=236.84+79.5=316.34kN
?0(1)=236.84×10-3/(0.24×1.8)= 0.548MPa ?0(1)/f=0.548/1.5=0.365
查表得 ?2(1) =5.95,则:
a(1)o,b=5.95×=108.6mm
M5(1) =N5l(1)(y-0.4a(1) 0,c)=79.5×(0.12-0.4×0.1086)=6.09kN·m e0 (1)= M5(1) /N5(1)=6.09/316.34=0.019m 由永久荷载效应控制的组合
N5l(2) =1.35×40.0+0.7×1.4×22.5=76.05 kN N5 (2)=249.83+76.05=325.88kN
?0(2)=249.83×10-3/(0.24×1.8)= 0.578MPa
?0(2)/f=0.578/1.5=0.385 查表得 ?2(2) =5.98,则:
a(2)o,b=5.98×=109.2mm
M5(2) =N5l(2)(y-0.4a(2) 0,b)=76.05×(0.12-0.4×0.1092)=5.80kN·m e0 (2)= M5(2) /N5(2)=5.80/325.88=0.018m
② 第一层截面6-6处
轴向力为上述荷载N5和本层墙自重之和 N6(1)= 316.34+1.2×47.16=372.93 kN N6(2)= 325.88 +1.35×47.16=389.55kN
(5)第三层窗间墙承载力验算
A=1.8×0.24=0.432>0.3 所以γa=1.0
① 第三层截面1-1处窗间墙受压承载力验算: 第一组内力:N1(1)= 81.88 kN,e(1)1=0.069m 第二组内力:N1(2) =88.90 kN, e(2)1=0.069m
对于第一组内力:e /h =0.069/0.24=0.286且
e=0.069?0.6y=0.6×0.12=0.072 ? =H0/H=3.0/0.24=12.5
查表得 ?=0.316
?γafA=0.316×1.0x1.5×1.8×0.24×106=204.77kN >81.88 kN 满足要求 对于第二组内力:e /h =0.069/0.24=0.286且
e=0.069?0.6y=0.6×0.12=0.072 ? =H0/H=3.3/0.24=12.5
查表得 ?=0.316
?γafA=0.316×1.0x1.5×1.8×0.24×106=204.77kN >88.90kN 满足要求 ② 第三层截面2-2处窗间墙受压承载力验算: 第一组内力:N2(1)= 119.61kN,e(1)2=0 第二组内力:N2(2) =131.34 kN, e(2)2=0
对于第一组内力:e /h =0且e=0?0.6y=0.6×0.12=0.072
? =H0/h=3.0/0.24=12.5
查表得 ?=0.808
?γafA=0.808×1.0x1.5×1.8×0.24×103=523.58kN >119.61 kN 满足要
求
对于第二组内力:e /h =0且e=0?0.6y=0.6×0.12=0.072
? =H0/h=3.3/0.24=12.5
查表得 ?=0.808
?γafA=0.808×1.01.5×1.8×0.24×103=523.58kN >131.34kN 满足要求 ③ 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740mm×240mm×300mm的预制刚性垫块。
Ab=ab×bb=0.24×0.74=0.1776m2
第二组内力:?0(2)==0.024MPa N1l(2)=76.17 kN a0,b=99mm;
N0=?0 Ab=0.024×0.1776×106=4.26 kN N0+N1l(2)=4.26+76.17=80.43 kN
e=N1l(2) (y-0.4a0,b)/(N0+N1l(2))=76.17?(0.12-0.4×0.099)/80.43 =0.076 e /h =0.076/0.24=0.319, ? =H/h=0.3/0.24=1.25 查表得 ?=0.48
A0=(0.74+2×0.24)×0.24=0.2928㎡ A0/Ab=0.2928/0.1776=1.649 ?1=0.8?=0.8?(1+0.35
)=1.026
??1fAb=0.48?1.026?1.5?0.1776×106=131.2 kN >N0+N1l=80.43kN
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740×240×300mm的刚性垫块能满足局压承载力的要求。 (6)第二层窗间墙承载力验算:
① 第二层截面3-3处窗间墙受压承载力验算: 第一组内力:N3(1)= 199.11 kN,e(1)3=0.031mm 第二组内力:N3(2) =207.39 kN, e(2)3=0.029mm
对于第一组内力:e /h =0.031/0.24=0.129 且
e=0.03?0.6y=0.6×0.12=0.072 ? =H0/h=3.0/0.24=12.5
查表得 ?=0.54
?γafA=0.54×1.0x1.5×1.8×0.24×106=349.92kN >199.11kN 满足要求 对于第二组内力:e /h =0.029/0.24=0.121 且
e=0.029?0.6y=0.6×0.12=0.072 ? =H0/h=3.0/0.24=12.5
查表得 ?=0.55
?γafA=0.55×1.0x1.5×1.8×0.24×106=356.4kN >207.39kN 满足要求 ② 第二层截面4-4处窗间墙受压承载力验算: 第一组内力:N4(1)= 236.84 kN,e(1)4=0 第二组内力:N4(2) =249.83kN, e(2)4=0
对于第一组内力:e /h =0且e=0?0.6y=0.6×0.12=0.072
? =H0/h=3.3/0.24=12.5
查表得 ?=0.807
?γafA=0.807×1.0x1.5×1.8×0.24×103=522.94kN >236.84 kN 满足要
求
对于第二组内力:e /h =0且e=0?0.6y=0.6×0.12=0.072
? =H0/h=3.3/0.24=12.5
查表得 ?=0.807
?γafA=0.807×1.0x1.5×1.8×0.24×103=522.94kN >249.83kN 满足要
求
③ 梁端支撑处(截面3-3)砌体局部受压承载力验算:
梁端设置尺寸为740mm×240mm×300mm的预制刚性垫块。
Ab=ab×bb=0.24×0.74=0.1776m2
第一组内力:?0(1)=0.277MPa N3l(1)=79.5 kN a0,b(1)=103.7mm;
N0=?0(1) Ab=0.277×0.1776×106=49.2 kN N0+N3l(1)=49.2+79.5=128.7kN
e=N3l(1) (y-0.4a0,b)/(N0+N3l(1))=79.5?(0.12-0.4×0.1037)/128.7=0.049 e /h =0.049/0.24=0.204, ? =H/h=0.3/0.24=1.25 查表得 ?=0.68
A0=(0.74+2×0.24)×0.24=0.2928㎡ A0/Ab=0.2928/0.1776=1.649 ?1=0.8?=0.8?(1+0.35
)=1.026
??1fAb=0.68?1.026?1.5?0.1776×106=185.86 kN >N0+N3l(1)=128.7kN
满足要求
对于第二组内力:
由于第二组内力比第一组内力略大,且梁端支撑反力更小,这对局部变 压更有利,所以740×240×300mm的预制刚性垫块能满足局部受压承载力的要求。
(7)第一层窗间墙的承载力验算:
①第一层截面5-5处窗间墙受压承载力验算: 第一组内力:N5(1)= 316.34 kN,e(1)5=0.019mm 第二组内力:N5(2) =325.88 kN, e(2)3=0.018mm
对于第一组内力:e /h =0.019/0.24=0.079 且
e=0.019?0.6y=0.6×0.12=0.072 ? =H0/h=4.0/0.24=16.67
查表得 ?=0.54
?γafA=0.54×1.0x1.69×1.8×0.24×106=394.24kN >316.34kN 满足要
求
对于第二组内力:e /h =0.018/0.24=0.075 且
e=0.018?0.6y=0.6×0.12=0.072 ? =H0/h=4.0/0.24=16.67
查表得 ?=0.55
?γafA=0.55×1.0x1.69×1.8×0.24×106=401.54kN >325.88kN 满足要
求
② 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)= 372.93 kN,e(1)6=0 第二组内力:N6(2) =389.55kN, e(26=0
对于第一组内力:e /h =0且e=0?0.6y=0.6×0.12=0.072
砌体结构课程设计计算书
一、结构设计方案
本设计方案为三层砌体结构方案,荷载较小。墙体、基础等采用砌体结构,楼盖、屋盖均采用预制钢筋混凝土结构。
(1)基础埋深
根据地质勘察报告,拟建场地地形平坦,地面标高为66.340~67.030m。地基持力层为第四纪(粉土层),低级承载力标准值?k=200kN/m 2,不考虑地基土的液化问题。钻探至标高为60.00m处未见地下水。根据气象资料,最大冻结深度为室外地面下0.5m,取地基埋深-0.7m。
(2)楼盖及屋盖的选择
客观原因使得工程要尽量快速完成,同时满足相关标准,楼盖及屋盖均采用预制钢筋混凝土结构。
(3)墙体截面尺寸及材料选择
墙体承重方案是纵横墙混合承重方案,承重墙体截面尺寸当采用普通烧结砖时,不应小于240mm,初步拟定墙体厚度采用240mm,后期验算不满足承重再进行调整。其中首层采用MU10机制粘土砖和M7.5混合砂浆,2、3层采用MU10机制粘土砖和M5混合砂浆砌筑。
(4)静力计算方案
根据房屋的屋盖或楼盖的类别和横墙间距来确定。横墙最大间距S=9m<32m,楼盖类型为一类,故确定其房屋静力计算方案为刚性方案。
刚性方案房屋的横墙尚应满足如下要求:
① 横墙中开有洞口时,洞口的水平截面积不超过横墙截面积的50% ② 横墙厚度不小于180mm
③ 单层房屋的横墙长度不宜小于其高度,多层房屋的横墙长度不宜小于H/2(H为横墙总高度)。
本办公楼设计方案里,横墙只在走廊处开洞,显然洞口的水平截面积不超过横墙截面积的50%,且墙厚都大于180mm,满足条件①②。同时,横墙长度为8 m,显然不小于H/2=(3.5+3×2+0.5)/2=5m。 二、高厚比验算
纵横墙均选择选择有代表性的墙体进行验算。 2.1 静力计算方案
因最大横墙间距s=9m,楼盖为装配整体式钢筋混凝土楼盖,故房屋的静力计算方案为刚性方案。[β]允许高厚比,查表得:首层MU10,M7.5时,墙取[β]=26,柱取[β]=17;2、3层MU10,M5时,墙取[β]=24,柱取[β]=16。首层承重墙高H=4m,2、3层承重墙H=3.0m。由于均为承重墙,故? 1 ?1.0。 2.2 底层高厚比验算
(1)外纵墙内纵墙:底层墙高H=3.5+0.5 =4m,横墙最大间距s=9m
该房屋的静力计算方案为刚性方案,房屋类别为无吊车的多层房屋,且2H=8m, s〉2H,因而查表得到墙的计算高度H0=H=4m。 由砂浆强度等级≧M7.5,查表确定[β]=26。
表2-1 验算位置 墙体选择 砂浆强度等级 底层外纵墙
M7.5 底层内纵墙
M7.5 墙体允许高厚比[β] 墙体厚度h(mm) 墙体高度mm 墙体计算高度H0(mm)ma 相邻窗间墙s(mm) 在宽度s范围内的门窗洞口总宽度b( smm)自承重墙允许高厚比修正系数μ1 26 240 4000 4000 4500 3000 1.00 0.73 18.98 16.67 满足要求 26 240 4000 4000 4500 1000 1.0 0.91 23.56 16.67 满足要求 有门窗洞口允许高厚比修正系数μ2=1-0.4*bs/s μ1*μ2*[β] 墙体计算高厚比β 结论 (2)外横墙内横墙:底层墙高H=4m,纵墙最大间距s=6
该房屋的静力计算方案为刚性方案,房屋类别为无吊车的多层房屋,因而查表得到计算高度H0=0.4s+0.2H =3.2m
外横墙高厚比验算表
表2-2 墙类型 外横墙 墙体计算高度H0(mm) 3200 墙体厚度h(mm) 240 在宽s范围内的门窗洞口总宽度bs(mm) 2000 相邻窗间墙s(mm) 8000 承重墙允许高厚比修正系数μ1 1 有门窗洞口 高厚比修正系数μ2=1-0.4bs/s 0.9 查表得墙体允许高厚比[β] 26 μ1μ2[β] 23.4 墙体计算高厚比β=H0/hT 13.33 结论 满足要求 内横墙基本无开洞,无需验算高厚比。
2.3标准层高厚比验算 (1)外纵墙内纵墙
二、三层墙高H=3.0m,横墙最大间距s=9m
该房屋的静力计算方案为刚性方案,房屋类别为无吊车的多层房屋,且因而查表得到墙的计算高度H0=2.4m
由砂浆强度等级M5,查表确定[β]=24。
表2-3
标准层外纵墙
5 24 240 3000 2400 4500 3000 1.0 0.73 17.52 10 满足要求 验算位置 墙体选择 砂浆强度等级 墙体允许高厚比[β] 墙体厚度h(mm) 墙体高度mm 墙体计算高度H0(mm)ma 相邻窗间墙s(mm) 在宽度s范围内的门窗洞口总宽度bs(mm) 自承重墙允许高厚比修正系数μ1 标准层内纵墙
5 24 240 3000 2400 4500 1000 1.0 0.91 21.84 10 满足要求 有门窗洞口允许高厚比修正系数μ2=1-0.4*bs/s μ1*μ2*[β] 墙体计算高厚比β 结论 (2)外横墙内横墙:二层墙高H=3m,纵墙最大间距s=6m
该房屋的静力计算方案为刚性方案,房屋类别为无吊车的多层房屋,且2H=6m, s ﹥2H,因而查表得到计算高度H0=1.0H =3 m
外横墙高厚比验算表
表2-2 墙类型 墙体计算高度Ho(mm) 墙体厚度h(mm) 在宽s范围内的门窗洞口总宽度bs(mm) 相邻窗间墙s(mm) 外横墙 3000 240 2000 8000 承重墙允许高厚比修正系数μ1 有门窗洞口 高厚比修正系数μ2=1-0.4bs/s 查表得墙体允许高厚比[β] μ1μ2 [β] 墙体计算高厚比β=H0/hT 结论
1 0.9 24 23.4 16.67 满足要求 内横墙基本无开洞,无需验算高厚比。
三 、荷载统计
根据设计要求,荷载资料如下: (1)屋面恒荷载标准值:
合成高分子防水涂膜5撤蛭石保护层 0.1 kN /㎡ 20mm厚水泥砂浆找平层 0.4 kN /㎡ 20mm厚聚苯乙烯保温层 0.01 kN /㎡ 合成高分子卷材防水层 0.3 kN /㎡ 20mm厚水泥砂浆找平层 0.4 kN /㎡ 煤渣砼找坡2%平均厚度81 1.134 kN /㎡ 120厚预制板(汗灌缝、顶棚抹灰等) 2.1 kN /㎡ 20mm厚顶棚抹灰 0.34 kN /㎡
?4.79 kN /㎡
层面梁自重 25×0.25×0.5=3.13 kN /m (2)楼面恒荷载标准值
大理石面层: 28×0.02=0.56 kN /㎡ 20mm厚水泥砂浆找平: 20×0.02=0.4 kN /㎡ 120mm厚预制板(包括灌缝): 2.1 kN /㎡ 20厚板底粉刷: 0.34 kN /㎡ ?3.4 kN /㎡
楼面梁自重: 25×0.25×0.5=3.13 kN /㎡ (3)墙体自重标准值
240厚墙体自重: 5.24 kN㎡(双面粉刷) 铝合金窗自重: 0.25 kN /㎡(按窗面积计) (4)屋面活荷载标准值(屋面活荷载0.3KN/m2,雪载0.45KN/m2)0.45kN /㎡ (5)楼面活荷载标准值 3.0 kN /㎡
此外按照荷载规范,实际房屋墙和基础时,楼面活荷载标准值采用与其楼面梁相同的折剪系数,而楼面梁的从属面积为: 6×3.3=19.8㎡<50㎡, 因此楼面活荷载不必折剪。
由于本地区的基本风压值W0=0.3kN /㎡,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。
? =H0/h=4.0/0.24=16.67
查表得 ?=0.70
?γafA=0.70×1.0x1.69×1.8×0.24×106=511.06kN >372.93 kN 满足要
求
对于第二组内力:e /h =0且e=0?0.6y=0.6×0.12=0.072
? =H0/h=4.0/0.24=16.67
查表得 ?=0.70
?γafA=0.70×1.0x1.69×1.8×0.24×106=511.06kN >389.55kN 满足要
求
③ 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740mm×240mm×300mm的预制刚性垫块。
Ab=ab×bb=0.24×0.74=0.1776m2
(1)(1)(1)
第一组内力:?0=0.548MPa N5l=79.5 kN a0,b=108.6mm;
N0=?0(1) Ab=0.548×0.1776×106=97.32 kN N0+N5l(1)=97.32+79.5=176.82kN
e=N5l(1) (y-0.4a0,b)/(N0+N3l(1))=79.5?(0.12-0.4×0.1086)/176.82=0.034 e /h =0.034/0.24=0.142, ? =H/h=0.3/0.24=1.25 查表得 ?=0.81
A0=(0.74+2×0.24)×0.24=0.2928㎡ A0/Ab=0.2928/0.1776=1.649 ?1=0.8?=0.8?(1+0.35
)=1.026
??1fAb=0.81?1.026?1.69?0.1776×106=249.44 kN >N0+N3l(1)=176.82kN
满足要求
对于第二组内力:
由于第二组内力比第一组内力略大,且梁端支撑反力更小,这对局部变 压更有利,所以740×240×300mm的预制刚性垫块能满足局部受压承载力的要求。
五、横墙承载力验算
取⑤轴线上的横墙,由于横墙上承受有屋面和楼面传来的均布荷载,取1m宽的横墙进行计算,其受荷面积:1×3=3㎡。由于该横墙为轴心受压构件,随着墙体材料,墙体高度不同,验算第二层的4-4截面和第一层的6-6截面的承载力。
(1)荷载计算
取一个计算单元,作用于横墙的荷载标准值如下:
屋面恒荷载: 4.79×3=14.37 kN 屋面活荷载: 0.6×3=1.8kN 二、三层楼面恒荷载: 3.4×3=10.2 kN 二、三层楼面活荷载: 2.5×3=7.5 kN 二、三层楼体自重: 5.24×3=15.72 kN
一层墙体自重: 5.24×4=20.96 kN (2)控制截面内力计算
①第二层截面4-4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, N4(1)=1.2×(14.37+10.2+15.72×2)+1.4×(1.8+7.5) =80.23 kN
N4(2)=1.35×(14.37+10.2+15.72×2)+1.4×0.7×(1.8+7.5) =84.73 kN
②第一层截面6-6处:
轴向力为上述荷载N4和第二层楼面荷载及第一层墙体自重 N6(1)=80.23+1.2×(10.2+15.72)+1.4×7.5 =121.92 kN
N6(2)=84.73+1.35×(10.2+15.72)+1.4×0.7×7.5=127.07 kN (3)横墙承载力验算
A=1.0×0.24=0.24<0.3 所以γa=0.7+0.24=0.94 ①第二层截面4-4处:
e/h=0 ?=3/0.24=12.5
查表得 ?=0.807 A=1×0.24=0.24㎡
?γafA=0.807×0.94×1.5×0.24×106=273.09 kN >84.73 kN ②第一层截面6-6处:
e/h=0 ?=3/0.24=12.5
查表得 ?=0.807 A=1×0.24=0.24㎡
?γafA=0.807×0.94×1.69×0.24×106=307.68kN >127.07kN 上述结果表明,该横墙有较大的安全储备,显然其他横墙的承载力均不必验算。
六、过梁设计
因为此办公楼的墙厚均为240mm,而二三层等高小于一层层高,所以选择第二层墙高设计过梁。
墙窗洞口净宽为1.5m,设计成钢筋混凝土过梁,根据跨度墙厚及荷载等初步确定过梁截面尺寸:b=240mm; h=240mm.楼面恒载标准值为3.4kN/m2,活载标准值为3kN/m2,设计成钢筋混凝土过梁。 (1) 内力计算
因墙高hw=0.6m>ln/3=0.5m,故仅考虑0.5m高的墙体自重。hw=0.6m<
ln=1.5m,故应考虑梁、板传来的荷载
q=1.2?(3.4?3+5.24?0.5+25?0.24?0.24)+1.4?2.5?3=27.61KN/m
过梁支座反力接近矩形分布,取1.1ln=1.1?1.5=1.65支座中心的跨度 lc=1.5+0.24=1.74m ,故取计算跨度lo=1.65m
M=ql02=?27.61?1.652=9.4KN·m V=qln=?27.61?1.65=22.78 KN (2)过梁的受弯承载力计算
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002:过梁采用C20混泥土 fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2,纵向钢筋采用HRB 335级钢筋, ft=300N/mm2;箍筋采用HPB235级钢筋,fy=210 N/mm2;去保护墙厚度为35mm
? s=M/( fcbh02)=9.4?106/(9.6?240?2052)=0.097
? s=0.5(1+)=0.5?(1+)=0.949
As= M/( ft? s h0)= 9.4?106/(300?0.949?205)=160mm2 选配3Φ10满足要求。
(3)过梁的承载力计算
V=22.78 kN <0.25fcbh0=0.25?9.6?240?205=118.08 kN V=22.78 kN <0.7βhftbh0=0.7?1.0?1.1?240?205=37.88 kN 受剪截面满足要求
可按构造配置箍筋,选配双肢箍筋Φ6 @200,满足要求。
七.圈梁设计
根据《砌体结构设计规范》加强多层砌体房屋圈梁的设置和构造,以提高砌体房屋的整体性和抗震性。
在本设计中,在檐口标高设置钢筋混凝土圈梁一道,圈梁的宽度为240mm,高度150mm,纵向钢筋为4Φ10,箍筋为双肢Φ6@200。由于钢筋混凝土的抗压性能远大于砌体抗压性能,所以不用进行抗压承载力验算。
八.墙下条形基础设计
根据工程地质条件,墙下条形基础的埋深取1.8m。取1.0m长条形基础为计算单元。
(1)外纵墙下条形基础
FR=(56.82+43.05×2+41.35×2+49.13+24.75+24.75×0.7+5.94×0.7)/3.3 =97.27 kN/m
b?FR/(fa-20d)=97.27/(200-20?1.8)=0.593m 取基础宽为720mm (2)内横墙条形基础
FR=15.81+11.22×2+17.29×2+19.65+8.25+8.25×0.7+1.98×0.7 =107.89 kN /m
b?FR/(fa-20d)=107.89/(200-20?1.8)=0.658m 取基础宽为720mm。:
基础砖采用MU10绕结页岩砖和M7.5砂浆砌筑。
九.参考文献
[1] 施楚贤.砌体结构理论与设计(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[2] 砌体结构设计规范GB 50068—2001[S] .北京:中国建筑工业出版社,2002. [3] 建筑抗震设计规范GB 50011—2001[S] .北京:中国建筑工业出版社,2001. [4] 王社良. 结构抗震设计.武汉:武汉理工大学出版社,2002.
[5] GB50009—2001 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002. [6] GB50010—2002 混凝土结构设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[7] 沈浦生.混凝土结构设计原理(第三版).高等教育出版社,2007. [8] 苑振芳.砌体结构设计手册[M].中国建筑工业出版社,2002. [9] 卫军.砌体结构 [M].广州:华南理工大学出版社,2004.
[10] 李国强,李杰,苏小卒.结构抗震设计(第三版) [M].北京:中国建筑工 业出版社 ,2009.