三層辦公樓砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

1、 1、 設(shè)計資料 南京市某三層辦公樓，底層層高4.59m，二、三層為3.84米，室內(nèi)外高差為0.6m，建筑總高為12.27m。 （1）樓面做法：瓷磚地面，120mm厚鋼筋混凝土預(yù)制板，v型輕鋼龍骨吊頂。 （2）屋面做法：三氈四油防水層，20mm厚1:3水泥砂漿找平層，150mm厚水泥蛭石保溫層，120mm厚鋼筋混凝土預(yù)制板，v型輕鋼龍骨吊頂。 （3）墻面做法：內(nèi)外墻面作20mm厚的混合砂漿粉刷后，再飾以乳膠厚漆。 （4）墻體：采用240多孔粘土磚，雙面粉刷，均為20mm厚抹灰。磚強(qiáng)度等級為mu10，砂漿強(qiáng)度等級，底層為m7.5，二三層均為m5。 （5）門窗：采用木門、鋁合金框玻璃窗，門洞尺寸：

2、2.0m×1.2m、2.5m×1.0m、3.0m×2.5m；窗洞尺寸1.5m×1.8m、0.8m×1.8m、1.8m×1.8m、1.5m×1.0m。 （6）地質(zhì)資料：自然地表下0.5m內(nèi)為素填土，素填土下1m內(nèi)為粘土，其下層為礫石層，地下水位在地表下4.5m處。2、 設(shè)計過程 （一）結(jié)構(gòu)承重方案的選擇 （1）該建筑物共三層，總高為12.27m<21m,層高分別為4.59、3.84、3.84m；房屋的高寬比為12.27/10.24=1.198<2.5；橫墻較多，可以采用砌體結(jié)構(gòu)，符合建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求。 （2）

3、變形縫的設(shè)置：該建筑物的總長度為40.24m<60m，可不設(shè)伸縮縫；根據(jù)所給地質(zhì)資料，場地土均勻，可不設(shè)沉降縫；根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范，可不設(shè)抗震縫。 （3）墻體布置：采用240厚多孔粘土磚。大部分采用橫強(qiáng)承重方案，對于開間大于3.9m的房間，中間加設(shè)橫梁，橫梁跨度為4.0m，所以此設(shè)計為為縱橫墻承重。最大橫墻間距為8.8m<15m，房屋的局部尺寸都滿足要求。 （4）基礎(chǔ)方案：根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，選用墻下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面做混凝土墊層。 （二）樓、屋蓋結(jié)構(gòu)平面布置層布置圖： 立面圖如圖：1、預(yù)制板的選擇根據(jù)樓面的做法，計算其恒荷載為（不包括板自重及灌縫重）不大于1.35k

4、n/，活荷載為2.0kn/,房間的開間為3.6m，查江蘇省結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集蘇g9201，選用ykb33-52或ykb33-62。對于屋面，由于自重較大，宜選用ykb33-53或ykb33-63。板厚為120mm，基本上滿足房屋的熱工及隔聲要求 2、橫梁的截面尺寸估算 由于梁l-1的跨度為l=4.0m，因此其截面尺寸估算如下 h=（）l=（）×4000=（500333）mm 取h=500mm，則 b=（）h=（250167）mm 取b=250mm。由于梁的兩側(cè)需擱置預(yù)制板，為了增加房屋凈高，可以采用花籃梁，但擱置在梁上的板長應(yīng)相應(yīng)減少。本設(shè)計因房屋層高較大，所以直接采用矩形截面。梁端伸

5、入墻內(nèi)240mm。3、 荷載計算 1、屋面荷載 三氈四油防水層 0.4kn/ 20mm厚1：3水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4kn/ 150mm厚水泥蛭石保溫層 5×0.15=0.75kn/ 120mm厚鋼筋混凝土預(yù)制板（含灌縫） 18×0.12=2.16kn/ v型輕鋼龍骨吊頂 0.25kn/ 屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值合計 3.96kn/ 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不上人） 0.7kn/（雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5kn/） 2、樓面荷載 瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） 0.55kn/ 120mm厚鋼筋混凝土預(yù)制板（含灌縫） 18×0.12=2.16kn/ v型輕鋼龍骨吊

6、頂 0.25kn/ 樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值合計 2.96kn/ 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kn/ 3、墻體荷載 雙面粉刷的240厚磚墻 18×0.24+17×0.02×2=5.0kn/ 木門 0.2kn/ 鋁合金框玻璃門 0.4kn/ 4、橫梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.25×0.5×25=3.125kn/m4、 墻體驗算墻體驗算包括墻體高厚比驗算和墻體承載力驗算兩個方面的內(nèi)容。 1、高厚比驗算砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定用驗算墻、柱高厚比的方法進(jìn)行墻、柱的穩(wěn)定性驗算。這是保證砌體結(jié)構(gòu)在施工階段和使用階段穩(wěn)定性的一項重要構(gòu)造措施。高厚比驗算包括兩方面內(nèi)容：根據(jù)砂漿強(qiáng)度

7、等級由表查出墻、柱的允許高厚比；計算墻、柱實際高厚比 （1）確定靜力計算方案。樓（屋）蓋為裝配式鋼筋混凝土樓（屋）蓋，最大橫墻間距：=8.8m<32m，由表1可知屬剛性方案。查表2，允許高厚比：m7.5時為26，m5.0時為24。 （2）外縱墻高厚比驗算 1）二層（h=3.84m） =8.8m>2h=2×3.84m=7.68m,=1.0h=3.84m 1=1.0有窗戶墻的允許高厚比修正系數(shù)： bs=1.5 m，s =3.9m 2=1-1.5/3.9=0.62<0.7,取0.7 =3840/240=16<2=0.7*24=16.8 滿足要求 bs=1.8 m，s

8、 =4.4m 2=1-1.8/4.4=0.59<0.7,取0.7 =3840/240=16<2=0.7*24=16.8 滿足要求 bs=0.8 m， s=2.76m 2=1-0.8/2.76=0.71>0.7 =3840/240=16<2=0.71*24=17.04 滿足要求 bs=1 m，s =2m 2=1-1/2=0.5<0.7,取0.7 =3840/240=16<2=0.7*24=16.8 滿足要求 2）底層：（h=4.59m） h=3.84+0.6+0.15=4.59（m） h<=8.8m<2h=2×4.59m=9.18m =0

9、.4s+0.2h =4.438m 有窗戶墻的允許高厚比修正系數(shù)： bs=1.5 m，s =3.9m 2=1-1.5/3.9=0.62<0.7,取0.7 =4438/240=18.1<2=0.7*26=18.2 滿足要求 bs=1.8 m，s =4.4m 2=1-1.8/4.4=0.59<0.7,取0.7 =4438/240=18.1<2=0.7*26=18.2 滿足要求 bs=0.8 m， s=2.76m 2=1-0.8/2.76=0.71>0.7 =4438/240=18.1<2=0.71*26=18.5 滿足要求 bs=1 m，s =2m 2=1-1/2

10、=0.5<0.7,取0.7 =4438/240=18.1<2=0.7*26=18.2 滿足要求（3）內(nèi)縱墻的高厚比驗算bs=1.2 m，s =3.9m2=1-1.2/3.9=0.69<0.7,取0.7bs=1.2 m， s=4.4m2=1-1.2/4.4=0.73>0.7bs=1.2 m，s =2.76m2=1-1.2/2.76=0.57<0.7,取0.7 1）二層：（h=3.84m，=3.84m） =3840/240=16<2=0.7*24=16.8 滿足要求。2）底層：（h=4.59m，=4.438m） =4438/240=18.1<2=0.7*2

11、6=18.2 滿足要求。（4）橫墻高厚比驗算 1）二層（h=3.84m） h<=4.0m<2h, =0.4s+0.2h =2.368m =0m，s=4.0m =1.0>0.7 =2368/240=9.9<2=1*24=24 滿足要求 2）底層（h=4.59m） h>=4.0m, =0.6s=2.4m =0m，s=4.0m =1.0>0.7 =2400/240=10<2=1*26=26 滿足要求。 2 、墻體承載力計算該建筑的靜力計算方案為剛性方案，由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001可知，南京地區(qū)基本風(fēng)壓為。根據(jù)表3可知，可以不考慮風(fēng)荷載的影響，

12、僅考慮豎向荷載。墻體在每層高度范圍內(nèi)均可簡化為兩端鉸接的豎向構(gòu)件計算。（1） 縱墻的內(nèi)力計算和承載力計算 1）計算單元。房屋的縱墻較長，可選取有代表性的一個開間作為計算單元。此設(shè)計中最危險（受荷最大）的縱墻位于a軸線的l-1下。內(nèi)縱墻由于開洞面積較小。不起控制作用，因此可不必計算。 2）控制截面。每層墻取兩個控制截面，上截面取墻體頂部位于大梁（或板）底的砌體截面，該截面承受彎矩和軸力，因此需進(jìn)行偏心受壓承載力和梁下局部受壓承載力驗算。下截面可取墻體下部位于大梁（或板）底稍上的砌體截面，該截面軸力最大，底層則取基礎(chǔ)頂面，該截面軸力較大，按軸心受壓驗算。 對于此設(shè)計，二、三層材料相同，所以僅需驗算

13、底層及二層墻體承載力。二、三層墻體強(qiáng)度為f=1.50mpa，底層墻體強(qiáng)度為f=1.69mpa。墻體的計算截面面積為a1=a2=a3=240*2960=710400mm2 3）各層墻體內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值計算·墻體自重:頂層梁高范圍內(nèi)墻重： gk=（0.72+0.5）x4.4x5.0=26.84kn 23層墻重：g2k=g3k=(4.4*3.84-1.8x1.8)x5.0+1.8x1.8x0.45=69.74kn底層墻重：g2k=g3k=(4.4*4.59-1.8x1.8)x5.0+1.8x1.8x0.45=86.24kn ·梁端傳來的支座反力：屋面梁支座反力：由恒荷載傳來 nl3gk

14、=0.5x3.96x4.4x4+0.5x3.125x4=41.10kn 由活荷載傳來 nl3qk=0.5x0.7x4.4x4=6.16kn樓面支座反力：由恒荷載傳來 nl2gk= nl1gk =0.5x2.93x4.4x4+0.5x4.5x4=34.78kn 由活荷載傳來 nl2qk= nl1qk=0.5x2.0x4.4x4=17.6kn ·梁端有效支承長度：二、三層樓面梁有效支承長度底層樓面梁有效支承長度 4內(nèi)力組合。各層墻體承受軸向力及計算截面如圖所示。 內(nèi)力組合有兩種，取其中最不利的進(jìn)行驗算。·二層墻截面第一種組合（）：截面累計軸向力設(shè)計值為 =1.2x(26.84+

15、69.74+41.1+34.78)+1.4x(6.16+17.6)= 240.22梁端傳來的支反力設(shè)計值為 nl2=1.2nl2gk+1.4nl2qk=1.2x34.78+1.4x17.6=66.38knel2=h/2-0.4a02=240/2-0.4x182.6=46.96mm e=n12e12/n21=66.38x46.96/240.216=12.98mm第二種組合（以承受自重為主的內(nèi)力組合，） =1.35x(26.84+69.74+41.1+34.78)+1.4x0.7x(6.16+17.6)=256.11kn 梁端傳來的支反力設(shè)計值為nl2=1.35nl2gk+1.4x0.7xnl2q

16、k=1.35*34.78+1.4*0.7*17.6=64.20kne=n12e12/n21=64.20x46.96/256.11=11.78mm·二層墻截面 第一種組合： n2ii=1.2g2k+n2i=1.2x69.74+240.22=323.91kn 第二種組合： n2ii=1.35g2k+n2i=1.35x69.74+256.11=350.26kn 可直接取軸力為350.26kn。 ·底層墻截面（考慮2-3層樓面活荷載折減系數(shù)0.85）。 第一種組合（）： 截面累計軸向力設(shè)計值為 =1.2x(26.84+69.74x2+41.1+34.78x2)+1.4x(6.16+

17、0.85x17.6x2) =381.86kn 梁端傳來的支反力設(shè)計值為 nl1=nl2=66.38kn e=n11e11/n11=66.38x51.2/381.86=8.90mm 第二種組合（以承受自重為主的內(nèi)力組合，）：=1.35x(26.84+69.74x2+41.1+34.78x2)+1.4x0.7x(6.16+0.85x17.6x2)=409.28knnl1=nl2=64.20kn e=n11e11/n11=64.2x51.2/409.28=8.03mm·底層墻截面: 第一種組合： n1ii=1.2g1k+n1i=1.2x66.38+381.86=461.52kn 第二種組合

18、： n1ii=1.2g1k+n1i=1.2x64.20+409.28=486.32kn可直接取軸力為486.32kn5） 截面承載力驗算（見表5） 表5 縱墻截面承載力計算表控制截面二層底層-n(kn)240.22256.11350.26381.86409.28486.3212.9811.7808.98.0300.0540.04900.0370.03403.844.591619.100.7230.6460.6020.6080.720.5710.5760.643f（mpa）1.501.69637.23647.88767.23685.53691.53771.97結(jié)論滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求

19、滿足要求滿足要求注：1、本設(shè)計為磚砌體，故。 2、軸向力的偏心距不應(yīng)超過0.6y，本設(shè)計都滿足要求。（2）橫墻的內(nèi)力計算和承載力驗算 1）計算單元的選取。橫墻承受屋蓋，樓蓋傳來的均布線荷載，且很少開設(shè)洞口，取1m寬墻體作為計算單元，沿縱向取一個開間3.9m為受荷寬度，受荷面積見圖1中橫墻上的斜線部分，計算簡圖為每層橫墻視為兩端不動鉸接的豎向構(gòu)件，構(gòu)件的高度為層高。由于樓面活荷載較小，橫墻的計算一般不考慮一側(cè)無活荷載時的偏心受力情況，由于房屋的開間相同，因此近似按軸壓驗算。 2）控制截面的選取。橫墻的控制截面取軸力最大處，即每層墻體的底部截面。由于二，三層材料強(qiáng)度相同，所以只需驗算二層和底層的截

20、面。 3）內(nèi)力計算·第二層墻體的截面：第一種組合：n2ii=1.2x(1x3.84x5.0x2+1x3.9x3.96+1x3.9x2.96)+1.4x(1x3.9x0.7 +1x3.9x2.0)=93.93kn第二種組合：n2ii=1.35x(1x3.84x5.0x2+1x3.9x3.96+1x3.9x2.96)+1.4x0.7x(1x3.9x0.7 +1x3.9x2.0)=99.40kn所以取n2ii=99.40kn. 承載力驗算 e=0, m5混合砂漿， 則 =0.873x0.24x1.0x1.50x103=314.28kn>n=99.04kn滿足要求。 ·底層墻

21、體的截面：第一種組合：n2ii=1.2x(1x3.84x5.0x2+1x4.35x5.0+1x3.9x3.96+1x3.9x2.96x2)+1.4 x(1x3.9x0.7+1x3.9x2.0x2x0.85)=140.80kn第二種組合：n2ii=1.35x(1x3.84x5.0x2+1x4.35x5.0+1x3.9x3.96+1x3.9x2.96x2)+1.4 x0.7x(1x3.9x0.7+1x3.9x2.0x2x0.85)=148.89kn所以取n2ii=148.89kn。 承載力驗算：e=0, m7.5混合砂漿， 則 =0.870x0.24x1.0x1.69x103=352.87kn&g

22、t;n=148.89kn滿足要求。根據(jù)以上計算結(jié)果，該辦公樓底層采用mu10多孔磚，m7.5混合砂漿，二、三層采用mu10孔磚，m5混合砂漿，滿足要求。3.大梁下局部承載力驗算 1、二、三層局部受壓承載力驗算 首先計算第三層梁端傳來的支反力設(shè)計值 第一種組合（）： nl3=1.2nl3gk+1.4nl3qk=1.2x41.1+1.4x6.16=57.94kn 第二種組合（以承受自重為主的內(nèi)力組合，）：nl3=1.35nl3gk+1.4x0.7xnl3qk=1.35x41.1+1.4x0.7x6.16=61.52kn 所以取nl3=61.52kn 大梁下局部承載力驗算公式為 其中 a02=a03

23、=182.6mm局部受壓面積al=182.6*250=45650mm2影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積a0=240x(250+2x240)=175200mm2<240x1800=432000mm2a0/al=175200/45650=3.84>3，上部荷載折減系數(shù) =0可不考慮上部傳來的荷載的影響。 fal=0.7x1.59x1.5x45650=76.21kn>nl3=61.52kn >nl2=66.38kn滿足要求。 2、底層局部受壓承載力驗算 a0=240x(250+2x240)=175200mm2<240x1800=432000mm2a0/al=4.07>

24、;3，上部荷載折減系數(shù)=0可不考慮上部傳來的荷載的影響。 fal=0.7x1.61x1.69x43000=81.9kn>nl1=66.38kn滿足要求。求。（五）墻下基礎(chǔ)設(shè)計 根據(jù)地質(zhì)資料，基礎(chǔ)應(yīng)埋在第層粘土中，地基承載力特征值標(biāo)準(zhǔn)值為170kpa。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式，擬采用墻下條形基礎(chǔ)形式。通過結(jié)構(gòu)布置圖可以發(fā)現(xiàn)除去軸線之間的縱墻以外其余縱墻與橫墻的板均為雙向板，軸線之間為單向板，而且除去軸線之間的縱墻以外其余縱墻與橫墻的受荷面積相差不大，故可以只計算受荷面積最大的橫墻，縱墻計算只需計算軸線之間的最大受荷縱墻。 1、橫墻基礎(chǔ)設(shè)計 （1）計算單元的選取。取圖中的橫墻陰影部分作為計算對象，然后將荷載均分到橫墻上即可計算每一延米的荷載，即取橫墻上的一延米作為計算單元。 （2）基礎(chǔ)埋深的確定?；A(chǔ)埋深的確定主要與持力層的位置、水文地質(zhì)條件，地基凍融條件有關(guān)，初步確定基礎(chǔ)埋深為1m（從室外地坪起）。 （3）預(yù)估基礎(chǔ)寬度應(yīng)采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合