办公楼(四层)砖混房屋结构设计计算书一、设计资料(1) 、设计标高:室内设计标高0.000, 室内外高差450 ㎜。
地震烈度:7度。
(2) 、墙身做法:外墙墙身为普通实心砖墙,底层外墙厚370 ㎜,其余墙厚240 ㎜。
墙体底层MU15砖,M7.5砂浆砌筑,二至四层用MU10砖,用M5混合砂浆砌筑,双面抹灰刷乳胶漆。
(3) 、楼面做法:20 ㎜水泥砂浆地坪。
100 ㎜钢筋混凝土板,20 ㎜厚天棚水泥砂浆抹灰。
(4) 、屋面做法:二毡三油绿豆砂保护层,20mm厚水泥砂浆找平层,50mm厚泡沫砼,100 厚钢筋砼现浇板,20mm厚天棚水泥砂浆抹灰。
(5) 、门窗做法:门厅,底层走廊大门为铝合金门,其余为木门。
窗为木窗。
(6) 、地质资料:砂质粘土层地基承载为特征值fak=190KN/m2,fa=1.1fak 。
(7) 、活荷载:走廊 2.0KN/ ㎡,楼梯间 2.0KN/ ㎡, 厕所 2.5KN/ ㎡, 办公室2.0KN/ ㎡, 门厅 2.0KN/ ㎡。
结构平面布置图如下:二、构件初估1、梁尺寸确定楼板为现浇双向连续板,三、结构计算书一)、荷载计算(1)屋面荷载二毡三油绿豆砂20mm厚水泥砂浆找平层50mm厚泡沫砼100 厚钢筋砼现浇板20mm厚板底抹灰屋面恒载合计屋面活荷载(不上人)(2)楼面荷载20mm厚水泥砂浆面层100 厚钢筋砼现浇板20mm厚板底抹灰楼面恒载合计楼面活荷载4500mm):取h = 500 ㎜取b=200 ㎜t (1/60)L =75㎜. 取t0.35KN/m0.40 KN/m 0.25 KN/m2.50 KN/m0.34 KN/m3.84 KN/m0.7 KN/m0.40 KN/m2.50 KN/m0.34 KN/m3.24 KN/m2.0KN/m初步确定梁尺寸(取最大开间梁高h: L/12=375 ㎜,宽b:h/3=167 ㎜,3.初选楼板。
= 100 ㎜.(3)墙体荷载双面粉刷240mm厚砖墙 5.24 KN/m 2双面粉刷370mm厚砖墙7.62 KN/m2木窗0.30 KN/m 2此办公楼为一般民用建筑物,安全等级为二级。
按《建筑结构荷载规范》规定:结构的重要性系数0=1.0永久荷载的分项系数G= 1.2可变荷载的分项系数Q= 1.4二)正常情况下墙体承载力验算1 、确定房屋静力计算方案查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001) 》表 4.2. 1“房屋的静力计算方案”,因本设计为现浇钢筋混凝土屋盖和楼盖,最大横墙间距9m(小于32m),该房屋属于刚性方案房屋。
查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001) 》表 4.2.6 “外墙不考虑风荷载影响时的最大高度”,本设计层高 3.3m<最大层高4m;房屋总高13.65m <最大总高28m,故不考虑风荷载的影响。
2. 高厚比验算(1) 根据M7.5 和M5混合砂浆,从《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001) 》查得墙体的允许高厚比:首层为[β]=26;2-4 层为[ β] =24。
(2) 内横墙高厚比验算。
①2-4 层横墙:2-4 层横墙间距s=9m;层高H=3.3m根据s=9m>2H=6.6m。
查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001) 》得H0=1.0 ×H=3.3mh =240mm承重横墙允许高厚比不提高,即μ1=1.0 。
横墙无开洞允许高厚比降低系数为μ1=1.0 。
于是按《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001) 》式(5.1.1) 得β =H0/ h =3300/240 =13.75< μ1μ2[ β] =242-4 层横墙高厚比满足要求。
②首层横墙:首层横墙间距S=9m;层高H= 3.3+0.45+0.5 =4.25m根据S=9m>2H=8.5m 查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001) 》得H0=1.0 ×H= 4.25mh=240mm承重横墙允许高厚比不提高,即μ 1= 1.0 横墙无开洞允许高厚比降低系数为μ2= 1.0 于是β =H0/ h =4250/240 =17.7< μ1μ2[ β] =26 首层横墙高厚比满足要求。
②2-4 层外纵墙高厚比验算:2-4 层横墙间距S=9m;层高H=3.3m根据S=9m>2H= 6.6m,查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001》得H 0=1.0 ×H = 3.3m纵墙 S =9m 范围内开窗洞两个 b s = 4.2m (取较大开间窗洞),开洞后允许高 厚比的降低系数为μ2=1.0-0.4b s/s = 1-0.4 ×2× 2.1/9 = 0.813 >0.7取 μ1 =0.813 于是按《砌体结构设计规范 (GBJ50003—2001) 》得β = H 0/ h =3300/240=13.75<μ1μ2[ β]=1.0 ×0.813×24=19.5122-4 层纵墙高厚比满足要求。
④首层外纵墙高厚比验算:首层横墙间距 S = 9m ;层高 H =3.3+0.45+0.5 =4.25m 根据 S =9m >2H =8.5m ,查《砌体结构设计规范 (GBJ50003—2001) 》得H 0=1.0 ×H = 4.25mH = 370mm 承重横墙允许高厚比不提高,即 μ1=1.0 纵墙开洞后允许高厚比降低系数为 μ2=0.813 于是β= H 0/ h =4250/370 = 11.48< μ1μ2[ β]=1.0 ×0.813×26=21.138 首层纵墙高厚比满足要求。
3. 外纵墙墙体承载力验算(1)选取计算单元和确定受荷面积。
因外纵墙有窗洞口,窗间墙承受h = 240mm 承重纵墙允许高厚比不提高,即 μ1=1.0进深梁传来的集中荷载,故取- 个较大开间,即 4.5m 作为计算单元。
其受荷载面积为(近似的按装配式简化)24.5 ×3.0 =13.5m 2(2) 确定控制截面。
每层取两个控制截面:窗间墙顶部截面 I —I 和窗间墙下部截面 II —II2-4 层墙厚均为 240mm ,窗间墙宽 2400mm ,故控制截面面积为2A 2=A 3= A 4= 240×2400= 576000mm底层 370mm 厚墙的截面面积为: A 1= 370×2400=888000mm 2(3) 计算进深梁反力对墙体中心线的偏心距。
先确定梁端的有效支承长度 a 0 ,然后再计算偏距 e① 有效支承长度 a 0 ;墙体轴力及弯矩计算简图2—4 层为a0=10 h f c=10 500 /1.5 =183mm<h=240mm 故取a0=183mm。
首层为a0=10 h f c=10 500 / 2.07 =155.4mm<h=370mm 故取a0=155.4mm⑨偏心距;2-4 层进深梁反力对墙体中心线的偏心距e1 为e i =0.5h-0.4 a 0=0.5 ×240-0. 4× 183=46.8mm首层进深梁反力对墙体中心线的偏心距e1为e1=0.5h-0.4 a0=0.5 ×370-0 .4 ×155.4=122.84mm(4)验算各层墙体控制裁面的承载力:当设计墙和基础时,计算截面以上各楼层活荷载应乘以折减系数,当计算截面以上楼层为2--3 层时折减系数为0.85。
1)屋面荷载q1=1.2×3.84+1.4×0.70=5.588KN/m22)楼面荷载静荷载q2=1.2×3.24=3.888KN/m2活荷载q 3=1.4× 2.00=2.8 KN/m2.3)墙体自重第4层I—I 截面以上240mm 墙体自重为:N1=1.2×4.5×0.4×5.24+1.2×0.24×0.30×4.5×25=21.04KN第2、3、4层I-I 截面至II-II 截面240m墙体自重为:N2=1.2×2.1×2.7×5.24+1.2×2.1×1.8×0.3=37.01KN第1-4 层I-I 截面至I-I 截面240mm 墙体自重为:N3=1.2×(4.5×3.3-2.1×1.8)×5.24+1.2×2.1×1.8×0.3=70.97KN底层370厚墙体自重为:I-I 截面至Ⅱ-Ⅱ截面370mm墙体自重为:N4=1.2×2.1×2.7×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3=53.21KN底层I-I 截面至二层Ⅱ-Ⅱ截面240mm 墙体自重为:N5=1.2 × 4.5× 0.9× 5.24+1.2 × 4.5× 0.3× 7.62+1.2 × 2.1× 1.8×0.3=39.17KNⅡ-Ⅱ截面以下370mm 墙体自重为N6=1.2×(4.5 ×1.85-2.1× 1.8)×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3=42.92KN4) 大梁自重(线荷载)q4=1.2×0.2×0.5×25.0=3.0KN/m(4)内力分析1) 屋面传来的集中荷载N p1=4.5×3×5.588+3×3=84.44KN2)楼面传来的集中荷载当折减系数为0.85 时N p2=N p3=N p4=4.5×3×(3.888+0.85×2.8)+3×3=93.62KN3) 第2-4 层墙顶大梁反力偏心距当M5 时a0=10 h f c =10 500 /1.5 =183mme p=d/2-0.4a0=240/2-0.4× 183=46.8 mm4) 底层墙顶大梁反力偏心距当M7.5 时a0=10 h f c=10 500 / 2.07 =155.4mme p =370/2-0.4×155.4=122.84mm(5) 内力组合及截面验算1) 试验算第二层墙体假定第二层及以上墙体均采用M5砂浆。
取两个控制截面进行验算,上截面I —I 为窗洞口上部, 下截面Ⅱ - Ⅱ为墙体窗洞口下部。
第二层I —I 截面的内力组合及承载力验算N1-2 =21.04+2× 70.97+84.44+2× 93.62=434.66 KNM1-2 =N p3e p=93.62 ×46.8=4381.42 KN·mm当采用MU10砖、M5砂浆时,砌体的抗压强度设计值 f =1.50MPa。