结构设计某5层砖混结构设计一、设计过程（一）结构承重方案的选择（1）该建筑物共5层，总高为15.60m<21m,层高均为3m；房屋的高宽比为11.25/13.14=0.865<2.5；横墙较多，可以采用砌体结构，符合《建筑抗震设计规范》的要求。

（2）变形缝的设置：该建筑物的总长度为32.64m<60m，可不设伸缩缝；根据所给地质资料，场地土均匀，可不设沉降缝；根据《建筑抗震设计规范》，可不设抗震缝。

（3）墙体布置：采用240厚多孔粘土砖。

大部分采用横强承重方案，对于开间大于3.6m的房间，中间加设横梁，横梁间距为3.6m，跨度为5.4m，所以此设计为为横墙承重。

最大横墙间距为10.8m<15m，房屋的局部尺寸都满足要求。

（4）基础方案：根据上部结构形式和当地地质条件，选用墙下条形基础，基础底面做1、预制板的选择根据楼面的做法，计算其恒荷载为（不包括板自重及灌缝重）不大于1.35kN/㎡，活荷载为2.0kN/㎡,房间的开间为3.6m，查江苏省结构构件标准图集苏G9201，选用YKB33-52或YKB33-62。

对于屋面，由于自重较大，宜选用YKB33-53或YKB33-63,。

板厚为120mm，基本上满足房屋的热工及隔声要求2、梁L-1的截面尺寸估算由于梁L-1的跨度为l=5.1m ，因此其截面尺寸估算如下 h=（81~121）l=（81~121）×5400=（675~450）mm 取h=500mm ，则b=（21~31）h=（250~167）mm取b=250mm 。

由于梁的两侧需搁置预制板，为了增加房屋净高，可以采用花篮梁，但搁置在梁上的板长应相应减少。

本设计因房屋层高较大，所以直接采用矩形截面。

梁端伸入墙内240mm 。

二、荷载计算1、屋面荷载三毡四油防水层 0.4kN/㎡ 20mm 厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4kN/㎡ 150mm 厚水泥蛭石保温层5×0.15=0.75kN/㎡120mm 厚钢筋混凝土预制板（含灌缝） 18×0.12=2.16kN/㎡ V 型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/㎡ 屋面恒荷载标准值合计 3.96kN/㎡ 屋面活荷载标准值（不上人） 0.7kN/㎡ （雪荷载标准值 0.5kN/㎡） 2、楼面荷载瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55kN/㎡ 120mm 厚钢筋混凝土预制板（含灌缝） 18×0.12=2.16kN/㎡V 型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/㎡第 3 页楼面恒荷载标准值合计 2.96kN/㎡ 楼面活荷载标准值 2.0kN/㎡ 3、墙体荷载双面粉刷的240厚砖墙 18×0.24+17×0.02×2=5.0kN/㎡ 木门 0.2kN/㎡ 铝合金框玻璃门 0.4kN/㎡ 4、梁L-1的自重标准值 0.25×0.5×25=3.125kN/三、墙体验算墙体验算包括墙体高厚比验算和墙体承载力验算两个方面的内容。

1、高厚比验算《砌体结构设计规范》中规定用验算墙、柱高厚比的方法进行墙、柱的稳定性验算。

这是保证砌体结构在施工阶段和使用阶段稳定性的一项重要构造措施。

高厚比验算包括两方面内容：根据砂浆强度等级由表查出墙、柱的允许高厚比；计算墙、柱实际高厚比（1）确定静力计算方案。

楼（屋）盖为装配式钢筋混凝土楼（屋）盖，最大横墙间距：max s =3.6×3=10.8m<32m ，由表1可知属刚性方案。

查表2，允许高厚比：M7.5时为26，M5.0时为24。

（2）外纵墙高厚比验算 1）二层（H=3.6m ）m ax s =10.8m>2H=2×3.6m=7.2m,0H =1.0H=3.6m 有窗户墙的允许高厚比修正系数：s b =1.5m ，s=3.6m 2μ=s b s ⨯-4.01=6.35.14.01⨯-=0.83>0.7 满足要求。

2）底层：（H=4.35m ）H=3.6+0.45+0.3=4.35（m ）max s =10.8m>2H=2×4.35m=8.7m,0H =1.0H =4.35m 满足要求。

（3）内纵墙的高厚比验算 0H 的计算同外纵墙。

s b =1.0m ，s=3.6m2μ=s b s ⨯-4.01=6.30.14.01⨯-=0.89>0.7 1）二层：（H=3.6m ，0H =3.6m ） 2）底层：（H=4.35m ，0H =4.35m ） 满足要求。

（4）横墙高厚比验算s b =0m ，s=max s =5.1m2μ=sb s⨯-4.01=0.9 1）二层（H=3.6m ）H<max s <2H,m H s H 76.22.04.0max 0=+= 2）底层（H=4.35m ）H<max s <2H,m H s H 91.22.04.0max 0=+= 满足要求。

第 5 页2 、墙体承载力计算该建筑的静力计算方案为刚性方案，由《建筑结构荷载规范GB50009-2001》可知，南京地区基本风压为2/4.0m kN 。

根据表3可知，可以不考虑风荷载的影响，仅考虑竖向荷载。

墙体在每层高度范围内均可简化为两端铰接的竖向构件计算。

（1）纵墙的内力计算和承载力计算1）计算单元。

房屋的纵墙较长，的一个开间作为计算单元。

此设计中最危险（受荷最大）的纵墙位于A 轴线和D 轴线L-1 2）控制截面。

每层墙取两个控制截面，承载力验算。

下截面可取墙体下部位于大梁该截面轴力较大，按轴心受压验算。

对于此设计，二、三层材料相同，所以仅需验算底层及二层墙体承载力。

二、三层墙体强度为f=1.50MPa ，底层墙体强度为f=1.69MPa 。

墙体的计算截面面积为)(50400021002402321mm A A A =⨯=== 3）各层墙体内力标准值计算 ·墙体自重：女儿墙和顶层梁高范围内墙重：2~3层墙重：kN G k 45.544.05.15.15)5.15.16.36.3(2=⨯⨯+⨯⨯-⨯= 底层墙重： kN G k 95.674.05.15.15)5.15.135.46.3(1=⨯⨯+⨯⨯-⨯= ·梁端传来的支座反力： 屋面梁支座反力：由恒荷载传来 kN N gk l 93.464.5125.3214.56.396.3213=⨯⨯+⨯⨯⨯= 由活荷载传来 kN N qk l 80.64.56.37.0213=⨯⨯⨯= 楼面支座反力：由恒荷载传来 kN N N gk l gk l 21.374.5125.3214.56.396.22112=⨯⨯+⨯⨯⨯== 由活荷载传来 kN N N qk l qk l 44.194.56.30.22112=⨯⨯⨯== ·梁端有效支承长度： 二、三层楼面梁有效支承长度 底层楼面梁有效支承长度4）内力组合。

各层墙体承受轴向力及计算截面如图所示。

内力组合有两种，取其中最不利的进行验算。

·二层墙I -I 截面第一种组合（ 1.2, 1.4G Q γγ==）：I -I 截面累计轴向力设计值为梁端传来的支反力设计值为第二种组合（以承受自重为主的内力组合， 1.35, 1.4,0.7G Q γγψ===） 梁端传来的支反力设计值为 ·二层墙II -II 截面 第一种组合：第 7 页第二种组合：可直接取轴力为313.05KN 。

·底层墙I -I 截面（考虑2-3层楼面活荷载折减系数0.85）。

第一种组合（ 1.2, 1.4G Q γγ==）： I -I 截面累计轴向力设计值为 梁端传来的支反力设计值为第二种组合（以承受自重为主的内力组合， 1.35, 1.4,0.7G Q γγψ===）： ·底层墙II -II 截面: 第一种组合： 第二种组合： 可直接取轴力为468.35kN5）截面承载力验算纵墙截面承载力计算表注：1、本设计为砖砌体，故0.1=βγ。

2、轴向力的偏心距e 不应超过0.6y ，本设计都满足要求。

（2）横墙的内力计算和承载力验算1）计算单元的选取。

横墙承受屋盖，楼盖传来的均布线荷载，且很少开设洞口，取1m 宽墙体作为计算单元，沿纵向取一个开间3.6m 为受荷宽度，受荷面积见图1中横墙上的斜线部分，计算简图为每层横墙视为两端不动铰接的竖向构件，构件的高度为层高。

由于楼面活荷载较小，横墙的计算一般不考虑一侧无活荷载时的偏心受力情况，由于房屋的开间相同，因此近似按轴压验算。

2）控制截面的选取。

横墙的控制截面取轴力最大处，即每层墙体的底部II -II 截面。

由于二，三层材料强度相同，所以只需验算二层和底层的II -II 截面。

3）内力计算·第二层墙体的II -II 截面： 第一种组合： 第二种组合： 所以取kN N 76.912=∏。

承载力验算M5混合砂浆，,0015.0=α 则第 9 页满足要求。

·底层墙体的II -II 截面：第一种组合： 第二种组合： 所以取kN N 44.1401=∏。

承载力验算：M7.5混合砂浆，,0015.0=α则 kN N kN Af 44.14019.3321069.1124.0819.03=>=⨯⨯⨯⨯=ϕ 满足要求。

根据以上计算结果，该办公楼底层采用MU10多孔砖，M7.5混合砂浆，二、三层采用MU10孔砖，M5混合砂浆，满足要求。

（四）大梁下局部承载力验算1、二、三层局部受压承载力验算首先计算第三层梁端传来的支反力设计值3l N 第一种组合（4.1,2.1==Q G γγ）：第二种组合（以承受自重为主的内力组合，7.0,4.1,35.1===c Q G ψγγ）： 所以取kN N l 67.6673=。

大梁下局部承载力验算公式为其中20302456502506.182,6.182mm A mm a a l =⨯=== 可不考虑上部传来的荷载的影响。

满足要求。

2、底层局部受压承载力验算可不考虑上部传来的荷载的影响。

满足要求。

（五）墙下基础设计根据地质资料，基础应埋在第Ⅱ层粘土中，地基承载力特征值标准值为170kPa 。

根据上部结构形式，拟采用刚性条形基础形式。

本设计房屋中的所有横墙均为承重墙体，而纵墙只有②~④、⑤~⑥轴线间的纵墙为承重墙体。

为施工方便起见，所有横墙采用一种基础形式，纵墙采用一种基础形式。

1、横墙基础设计（1）计算单元的选取。

取中间任一开间横墙的1m 长度的基础为计算单元，（2）基础埋深的确定。

基础埋深的确定主要与持力层的位置、水文地质条件，地基冻融条件有关，初步确定基础埋深为1.2m （从室外地坪起）。