综合课程设计任务书一、设计题目砌体结构设计二、设计资料1、某砖混结构建筑物,可选择教学楼、住宅楼或宾馆,建筑平面、刨面及梁、墙体的截面尺寸自己设计;2、屋面、楼面做法参考《国家建筑标准设计图集》;3、地质资料:地下水位标高-1.0,地基承载力为150MPa,该地区的基本风压值为0.55 kN /㎡。
三、设计要求1、确定房屋的结构承重方案;2、确定房屋的静力计算方案;3、熟练掌握各种方案多层房屋墙体设计及墙、柱高厚比验算方法;4、熟悉梁端下砌体的局部受压承载力验算;5、熟悉过梁、挑梁的设计计算;6、掌握墙体设计中的构造要求,确定构造柱和圈梁的布置;7、熟悉基础结构设计;8、掌握绘制结构施工图。
一、设计资料某四层教学楼(无地下室)平面剖面如图,才用1类楼盖体系,大梁尺寸250mm ×500mm。
墙体用MU10砖,M5砂浆砌筑,墙厚均为240mm。
屋面和楼面构造做法及相应荷载可由标准图集98ZJ001查取(自定),空心板自置按2.5 kN /㎡,190mm 厚双面粉刷,墙自重2.08 kN /㎡,240mm厚双面粉刷墙自重5.24 kN /㎡,铝合金窗按025 kN /㎡计算。
屋面、楼面活荷载查《建筑结构荷载规》。
工程地质资料:地下水位标高-1.0,地基承载力为150MPa,该地区的基本风压值为0.55 kN /㎡。
二、设计要求1、确定房屋的结构承重方案;2、确定房屋的静力计算方案;3、熟练掌握各种方案多层房屋墙体设计及墙、柱高厚比验算方法;4、熟悉梁端下砌体的局部受压承载力验算;5、熟悉过梁、挑梁的设计计算;6、掌握墙体设计中的构造要求,确定构造柱和圈梁的布置;7、熟悉基础结构设计;8、掌握绘制结构施工图。
剖面图示意图9.8㎡<50㎡, 因此楼面活荷载不必折剪。
W=0.55 kN /㎡,且房屋高度小于4m,房屋总高小于由于本地区的基本风压值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。
4.纵墙承载力验算<1>选取计算单元该房屋有、外纵墙。
对于外纵墙,相对而言,D轴线强比A轴线墙更不利。
而纵墙,虽然走廊楼面荷载是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:3.3×3=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:层面横荷载: 4.79×9.9+3×3.3=56.82 kN女儿墙自重: 5.24×3.3×0.6=10.38 kN二、三四楼面活荷载: 3.4×3.3×3+3×3.13=43.05 kN屋面活荷载: 2.0×9.9=19.8 kN二、三四层楼面活荷载: 3×9.9=29.7 kN二、三四层墙体和窗自重:5.24×(3.3×3.3-2.1×1.5)+0.25×2.1×1.5=41.35 kN一层墙体和窗自重:5.24×(3.75×3.3-2.1×1.5)+0.25×2.1×1.5=49.13 kN <4>控制截面的力计算:1>第四层:①第四层截面1-1处:由屋面荷载产生的轴向力涉及值应考虑两种力组合,由可变荷载效应控制的组合,G γ =1.2,Q γ =1.4 则(1)1N =1.2×(56.82+10.38)+1.4×19.8=108.36 kN(1)11N =1.2×56.82+1.4×19.8=95.91 kN由永久荷载效应控制的组合:G γ =1.2,Q γ =1.4(2)1N =1.35×(56.82+10.38)+1.4×0.7×19.8=110.13 kN (2)11N =1.35×56.82+1.4×0.7×19.8=96.12 kN因为本教学楼采用MU10,M5砂浆砌筑,查表2—4得,砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa 。
屋(楼)面均设有刚性垫块,0f σ≈0,1δ=5.4,此时刚性垫块上表面处梁端有效支承长度0,b a(1)1M =(1)11N (y-0.40,b a )=95.91×(0.12-0.4×0.099)=7.72 kN /m(2)1M =(2)11N (y-0.40,b a )=96.12×(0.12-0.4×0.099)=7.73 kN /m(1)1e =(1)1(1)1M N =7.72108.36=0.072m(2)1e =(2)1(2)1M N =7.73110.13=0.071m② 第四层截面2-2处轴向力为上述荷载l N 和本层墙自重之和(1)2N =108.36+1.2×41.35=158 kN(2)2N =110.13+1.35×41.35=165.96 kN2>第三层① 第三层截面3-3处:轴向力为上述荷载2N 和本层楼盖荷载3l N 之和(1)3l N =1.2×43.05+1.4×29.7=93.24 kN(1)3N =158+93.24=251.24 kN(1)0σ=-3158100.24 1.8⨯⨯0.366MPa ,(1)0f σ=0.3661.5=0.244 查表3-5,11δ()=5.74,则:10b a (),=5.74∴(1)3M =(1)3l N (y-0.410b a (),)=93.24×(0.12-0.4×0.105)=7.28 kN /m(1)0e =(1)3(1)3M N =7.28251.24=0.029m (2)3l N =1.35×43.05+0.7×1.4×29.7=87.23 kN(2)3N =165.96+87.23=253.19 kN(2)0σ=-3165.96100.24 1.8⨯⨯=0.385MPa (2)0f σ=0.3851.5=0.266 查表3-5 1δ(2)=5.8 ∴0b a (2),=5.8(2)3M =(2)3l N (y-0.40b a (2),)=87.23×(0.12-0.4×0.106)=6.77 kN /m ∴(2)3e =(2)3(2)3M N =6.77253.19=0.027m② 第三层截面4-4处轴向力为上述荷载3N 与本层墙自重之和,(1)4N =251.24+1.2×41.35=300.86 kN(2)4N =253.19+1.35×41.35=309.02 kN3>第二层:① 第一层截面5-5处轴向力为上述荷载4N 和本层楼盖荷载之和(1)5l N =93.24 kN(1)5N =300.86+93.24=394.1 kN(1)0σ=-3300.8610(0.24 1.8)⨯⨯=0.697MPa (1)0σ=0.6971.5=0.465 查表(1)1δ=6.30 ∴10b a (),=6.30(1)5M =(1)5l N ×(y-10b 0.4a (),)=93.24×(0.12-0.4×0.115)=6.90 kN /m(1)5e =(1)5(1)5M N =6.90394.1=0.018m(2)5l N =87.23 kN(2)5N =309.02+87.23=396.25 kN(2)0σ=-3309.2100.24?1.8⨯=0.716MPa(2)0f σ=0.7161.5=0.478 查表3-5 (2)1δ=6.35∴0b a (2),=6.35(2)5M =(2)5l N ×(y-0b a (2),)=87.23×(0.12-0.4×0.116) =6.42 kN /m(2)5e =(2)5(2)5M N =6.42396.25=0.016m② 第二层截面6-6处轴向力为上述荷载5N 与本层本层墙自重之和(1)6N =394.1+1.2×41.35=443.72kN(2)6N =396.25+1.35×41.35=452.07 kN3>第一层:③ 第一层截面7-7处轴向力为上述荷载4N 和本层楼盖荷载之和N l 7)1(=93.24 ②第一层截面6-6处窗间墙受压承载力验算:第一组力:(1)6N =453.06 kN ,(1)6e =0第二组力:(2)6N =462.58 kN ,(2)6e =0e h =0,β=15.63 查表3-1,ϕ=0.73 ϕfA =0.73×1.5×?1.8×0.24×310=473.04 kN >462.58 kN 满足要求梁端支撑处(截面5-5)砌体局部受压承载力验算:梁端设置尺寸为740mm ×240mm ×240mm 的预制刚性垫块第一组力:(1)01σ=0.097MPa ,(1)5l N =93.24 kN ,0b a (1),=115mm0N =0σb A =0.697×0.1776×610=123.79 kN0N +5l N =123.79+93.24=217.79 kNE=5l N ×(y-0.4(1)0,b a )/(0N +5l N )=93.24×(0.12-0.4×0.115)/217.03=0.033m e h =0.033/0.24=0.1375 ,β=0H h ≤3 查表3-1得,ϕ=0.8150A =(0.74+2×0.24)×0.24=0.2928 0b A A =1.629γ1γ=0.8γ=1.02b ϕ1γf b A =0.815×1.026×1.5×0.1776×310=222.76 kN >217.03 kN 所以满足要求对于第二组力:(2)0σ=0.716MPa(2)5l N =87.23 kN 0b a (2),=116mm由于0b a (2),基本接近且2l N 较小,所以才有此垫块亦能满足局压承载力的要求。