清华大学土木系
砌体结构设计计算书结02 陈伟2010010131
陈伟
2012/7/20
目录
一、设计任务
二、设计条件
三、建筑方案设计
四、结构方案设计
五、选择计算方案和计算单元
六、荷载计算
七、墙体高厚比验算
八、外纵墙承载力验算
九、梁下砌体局部承压验算
十、风荷载计算
十一、基础设计
十二、抗震设计
一、设计任务
设计题目
北方某地区一单位拟建多功能职工文化中心，建筑场地平面如图所示，结构形式采用混合结构（墙体为砌体结构，楼屋盖为钢筋混凝土结构）。
设计规模与要求
为三层办公和小型活动场所，包括阅览室、游艺室、储藏室、办公室等。建议采用混凝土砌块砌体混合结构，层高3.3m～3.9m，标准开间3.3m～3.9m，进深4.8m～
6.0m，无吊顶，内墙抹灰或涂料，外墙为水刷石或清水墙。设两个楼梯间，首层有门
厅和主要出入口，每层设男女卫生间各一间。除标准单开间房间外，每层设双开间和三开间房间各二间。单开间房间在内纵墙设一M4门，双开间房间设一M4门和一C4高窗，窗台距室内地面1.8m，三开间房间设两M4门和一C4高窗。外纵墙每开间设一C1窗，窗台距室内地面1.0m。其它门窗尺寸由设计者决定。建筑立面处理，如女儿墙、阳台、雨罩、台阶等，由设计者自行处理。
二、设计条件
工程地质条件
建筑物场地地势平坦，地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的粉土（孔隙比e<0.85，饱和度Sr<0.5）；再往下为厚砂卵层。粉土层可做持力层，地基承载力标准值为190kN/m2。场地土的类型为中软土，场地土覆盖厚度为60m，地基土容重19kN/m3。
基本荷载条件
活荷载：屋面活载（不上人）0.7kN/m2，（上人）1.5kN/m2；
楼面活载2.0kN/m2，走廊活载2.5kN/m2；
挑棚、罩雨、天沟、施工活荷载0.7kN/m2；
基本风压：0.45kN/m2；基本雪压：0.3kN/m2
恒荷载：由具体设计决定；
抗震设防烈度：6度
主要结构材料强度等级和规格
砌块强度≥MU10，砂浆≥M5，梁板混凝土≥C30，圈梁、构造柱和基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15。
三、建筑方案设计
本次设计标准开间3.6m,进深均为5.4m，走廊宽度2.0m，层高3.6m ，无吊顶，共三层。每层设双开间、三开间房间各两间,单开间房间六间，设楼梯间两间。底层设有一大厅和另外一主要出入口；二、三层布置与底层基本一致，对应底层门厅处改为休息大厅。双开间房间设一M4门和一C4 高窗，窗台距室内地面1.8m，三开间房间设两M4 门和一C4 高窗。外纵墙每开间设一C1 窗，窗台距室内地面1.0m。屋顶为不上人屋顶，外墙为水刷石，内墙为抹灰。主要入口设一M5 门与一M6门。女儿墙、台阶等附属设施设计及屋面、楼面、地面等的做法见建筑设计图。墙体厚度190mm，室内外地坪差0.6m，由四个台阶组成，踢面150mm，踏面300mm。走廊两侧一侧为次入口，设有一M5钢铁门，另一侧为C5的高窗。楼梯由4 个梯段组成，每段由12 个台阶组成，台阶踢面150mm，踏面250mm。梯井宽为240mm，扶手宽为70mm。
墙身采用390x190x190的混凝土砌块砌筑，墙厚190mm，层高3.6m。地面采用水磨石地面，与基础之间设有地基圈梁，同时起防潮层作用。楼面采用水磨石楼面，屋面采用不上人屋面做法，顶部设女儿墙，并设混凝土压顶。详见墙身剖面图。
建筑方案详见图纸（建筑设计图）
四、结构方案设计
受力体系：
墙体为砌体结构，楼屋盖为钢筋混凝土结构。本结构为纵横墙混合承重体系，单开间房间为横墙承重，双开间及三开间房间为纵墙承重，荷载通过楼板传到梁，再传到纵墙。首层门厅处内凹，形成自然遮阳，二层开始为全部的矩形，为支撑内凹处上部荷载，在首层该处设有两个300x300的柱子。由于基础设在有门的墙处，为防止偏心距过大，圈梁也设在该墙的位置，二层以上该处的矩形边缘为剪力墙，详见建筑详图。
主要结构材料的选定：
墙体采用混凝土小型空心砌块，截面尺寸290mm×190mm×190mm，强度等级MU10。
砂浆为混合砂浆，强度等级M5。根据砌筑方式，墙宽定为190mm。梁、板、圈梁、构造柱和基础混凝土等级选C30，垫层混凝土等级为C15。
板的设计：
楼板的长跨与短跨分别为：5400mm、3600mm, 长边不大于短边的三倍，因此为双向板。一般情况下，双向板厚度不宜小于80mm，也不宜大于160mm。结构采用整体式现浇钢筋混凝土楼板，因此为连续板，双向板厚度与短跨跨长的比值应满足刚度要求：板厚h与短跨跨长L之比应满足：h/L≥1/50，即：
h≥L/50=3600/50=72mm，故取板厚100mm。
梁：
依照规范，梁高h应按梁的跨度L来估计，应满足：1/14≤h/L≤1/8。而梁宽应按梁的厚度h来估计，梁宽b应满足：1/3≤b/h≤1/2。本次设计中，梁的最大跨度为5400mm，因此可以确定梁的高度范围大致为：380～675mm，为保证建筑物安全，梁高定为600mm；梁的宽度范围大致为：200mm～300mm，梁宽定为200mm，与墙宽相近。
圈梁构造柱的设计：
为增加建筑物的整体刚度及墙身的稳定性，使得楼盖屋盖对强身的约束相当于水平不动铰，同时为了减少因基础不均匀沉降而引起的墙身开裂，较大振动荷载对建筑的不利影响破坏，抵抗地震力的影响，加固墙身。本次设计在各层均设有圈梁，并设有基础圈梁，浇筑方式为与钢筋混凝土楼板一起现浇。
圈梁尺寸的一般规定为：宽度不小于240mm；高度不小于120mm。但由于圈梁的宽度一般应与墙身宽度保持一致，因此圈梁宽度定为190mm ，高度定为400mm。
为了形成墙体内部空间骨架，加强墙体抗弯、抗剪能力；增加建筑物的整体刚度和稳定性，防止房屋倒塌，本次设计在内外横纵墙连接处均设置了构造柱，利用混凝土空心砌块中的孔洞，插入，与圈梁构成整体。可有效地提高建筑物的整体刚度，对抗震十分有利。
五、选择计算方案和计算单元：
选择计算方案：
结构横墙满足规范要求:
1 横墙中开有洞口时洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%；
2 横墙的厚度不宜小于180mm；
