房屋建筑学课程设计
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课程名称: 房屋建筑工程
设计题目: 砌体结构验算
院 系: 土木系
专 业:
年 级:
姓 名:
学 号:
指导教师:
课题名称:砌体结构验算
课题内容:某四层教学楼的平面,剖平面如图所示,屋盖、楼盖采用预制现浇钢筋混凝土空心板,墙体采用烧结粉煤灰砖和混合砂浆砌筑,墙体强度C20,砖的强度等级为MU25,三、四层砂浆的强度等级为M2.5,一、二层砂浆的强度等级为M10,施工质量控制等级为B级。各层墙厚如图所示。
(1)计算纵墙强度
(2)验算墙体稳定性
(3)验算局部受压情况
注:考虑用什么方法防水、保温、隔热,上方预应力空心板重量,地面(空心板+抹灰);最后简化成所有结点都是铰接(静力+风力),地震力计算简图;弹性支承,考虑8级地震。
平面图
窗间墙
剖面图
1、确定房屋的静力计算方案
最大横墙间距mms8.1036.3,屋盖、楼盖类别属于一类,查表,ms32,故属于刚性方案房屋。
2、外纵墙高厚比验算
采用M10水泥混合砂浆砌筑
墙体高厚比为:5.1737.048.60mhH
窗间墙的截面几何特征为:
25126.062.013.024.08.1mmmmA
mmmmmmmmmy149.05126.0185.037.062.012.024.0)62.08.1(21
my221.0149.037.02 4333310512.43)221.0(62.0)149.024.0()62.08.1()149.0(8.1mmmmmmmmmImmmAIi0938.05126.010512.4243
mihT3284.00938.05.35.3
57.113284.08.3'0'mmhHT
砂浆等级为M10,查表可知26
取横墙间距最大的段外纵墙,mHmmH6.728.10s8.3,
查表,mHH8.30.10
考虑窗洞的影响,7.08.06.38.14.012mm
8.20268.083.1524.08.32mm,符合要求
3、内纵墙高厚比验算
内纵墙上横墙间距最大的一段上开有两个门洞
8.091.08.1022.14.012m
故不需验算即可知该墙高厚比满足要求。
(二)
1. 荷载资料
(1)屋面恒荷载标准值
30mm厚配筋细石混凝土板(C20):23/75.0030.0/25mKNmmKN
砌120mm厚砖,高180mm,间距500m(砖为烧结机制粘土砖 3/19mKN)
23/821.05.012.018.0/19mKNmmmmKN
氮化聚乙烯——橡胶卷材防水层 mmmKN2.1,/03.03厚
0012.0/03.03mKN(可忽略不计)
水泥蛭石砂浆找平层233/16.002.0/8.20,/8mKNmmKNmmmKN厚
预应力空心板73.13/mKN,厚120mm(包括填缝) 23/2076.012.0/73.1mKNmKN
保温隔热层泡沫混凝土 53/mKN,厚20mm,23/1.002.0/5mKNmmKN
保护层:水泥蛭石砂浆 83/mKN,厚30mm,23/24.003.0/8mKNmmKN
合计:2222/2076.0/16.0/821.0/75.0mKNmKNmKNmKN
222/2786.2/24.0/1.0mKNmKNmKN
屋面梁自重(截面尺寸为mmmm200600)(C20)
mKNmmmKN/32.06.0/253
(2)上人屋面的活载标准值 2/0.2mKN
(3)楼面恒荷载标准值
三合土面层 173/mKN,取15mm厚 23/255.0015.0/17mKNmmKN
20mm厚水泥砂浆找平层 23/4.002.0/20mKNmmKN
120mm预应力混凝土空心板 23/2076.012.0/73.1mKNmmKN
15mm厚底板粉刷 23/24.0015.0/16mKNmmKN
合计:2/1026.124.02076.04.0255.0mKN
楼面梁自重:mKNmmmKN/36.02.0/253
(4)墙体自重标准值
240mm厚墙体自重 2/24.5mKN
370mm厚墙体自重 2/71.7mKN
铝合金窗自重(0.17~0.24) 2/4.0mKN
(5)楼面活荷载标准值
根据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001),教室、试验室、办公室的楼面活载标准值为2/0.2mKN。因教学楼使用荷载较大,根据实际情况楼面活荷载标准值取2/0.3mKN。此外,按荷载规范,设计房屋墙和基础时,楼面活荷载标准值采用与其楼面梁相同的折减系数,而楼面梁的从属面积为225024.216.3m9.5mmm,因此,楼面活荷载不必折减。
风荷载忽略不计。
2. 纵墙承载力计算 1) 选取计算单元
该房屋有内、外纵墙。对于外纵墙,轴线D墙比A墙相对更不利。因此可只在轴线D上取一个开间的外纵墙作为计算单元,近似地以轴线尺寸计算,其受荷面积为262.1095.26.3mmm。
2) 确定计算截面
由于轴向力的偏心距不同;需对1-1~8-8的承载力分别进行计算。
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。
屋面恒荷载 KNmmKNmmKN05.3395.2/0.362.10/2786.22222
女儿墙自重(厚240mm,高900mm,双面粉刷)
KNmmmKN98.166.39.0/24.52
二、三、四层楼面恒荷载
KNmmKNmmKN56.2095.2/0.362.10/1026.12222
屋面活荷载 KNmmKN24.2162.10/0.222
二、三、四层楼面活荷载
KNmmKN86.3162.10/0.322
三、四层墙体和窗自重
KNmmmKNmmmmmKN032.498.16.2/4.0)8.16.26.38.3(/24.522
二层墙体(包括壁柱)和窗自重
222/71.78.16.2/4.0)8.16.26.38.3(/24.5mKNmmmKNmmmmmKN
KNmm20.678.362.0
一层墙体和窗自重
KNmmmKNmmmmmKN65.1458.16.2/4.0)8.16.248.66.3(/71.722
4) 控制截面的内力计算
① 第四层截面1-1处
由屋面荷载产生的轴向力设计值应考虑两种内力组合。
KNKNKNN772.8924.214.198.1605.332.1)1(1
KNKNKNN3557.8824.217.04.198.1605.3335.121)(
KNKNN396.6924.214.105.332.1151
KNKNKNN4327.6524.217.04.105.3335.1251
采用Mu25烧结粉煤灰砖和M10水泥混合砂浆砌筑 查表可知砌体的抗压强度设计值为Mpaf98.2
屋(楼)面梁端均没有刚性垫块,查表,公式bbbybNIEEh13max,306.0
取4.5010,f,此时刚性垫块上表面处梁端有效支撑长度ba,0为:
mmfhacb6.7698.26004.54.5,0
m2012.60766.04.012.0396.694.0,0)1(5111KNmmKNayNMb
mKNmmKNayNMb847.50766.04.012.04327.654.0,025121
mKNmKNNMe069.0772.892012.6111111
mKNmKNNMe066.03557.88847.5212121
第四层截面2-2处
轴向力为上述荷载1N与本层墙自重之和
KNKNKNN61.148032.492.1772.8912
KNKNKNN55.154032.4935.13557.8822
② 第三层截面3-3处
轴向力为上述荷载2N与本层楼盖荷载41N之和
KNKNKNN276.6986.314.156.202.1141
KNKNKNNNN886.217276.6961.1481411213
26310/344.01024.08.11061.148mmNmmN
,则:查表58.5,12.0/98.2/344.0112210mmNmmNf
mmab18.7998.260058.51,0 mKNmmKNayNMb12.607918.04.012.0276.694.01,014113
mKNmKNNMe028.0886.21712.6131313
KNKNKNN98.5886.317.04.156.2035.1241
KNKNKNN53.21398.5855.15423
26320/358.01024.08.11055.154mmNmmN
12.0/98.2/358.02220mmNmmNf
查表,则,58.521:
mmab18.7998.260058.52,0
mKNmmKNayNMb21.507918.04.012.098.584.02,024123
mKNmKNNMe024.053.21321.5232323
第三层截面4-4处
轴向力为上述荷载3N与本层墙体自重之和
KNKNKNN72.276032.492.1886.21714
KNKNKNN72.279032.4935.153.21324
③ 第二层截面5-5处
轴向力为上述荷载4N与本层楼盖荷载之和
KNN276.69131
KNKNKNN996.345276.6972.27615
226310/540.0105126.01072.276mmNmm
18.0/98.2/540.0f2210mmNmmN