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1、多层砌体结构课程设计指导书及结构计算实例编著者 沈勇老师一般情况下，结构设计师会在建筑设计师进行建筑方案设计时进入，以利于在满足建筑功能的前提下优化结构方案。完整的建筑结构的设计应在建筑施工图的基础上进行功能的因素。但是，有一些简单的常规建筑物也可以在建筑方案图的基础上进行其结构设计。在建筑方案图的基础上进行结构设计时，对于未确定但又有可能影响建筑功能的因素，结构设计师应与建筑设计师沟通后才能确定，对于未确定但又对建筑功能影响较小的因素，结构设计师可根据自己的设计经验和常规做法确定。本课程设计为在建筑方案图的基础上进行结构设计。一、 设计依据1、本次课程设计任务书。2、本设计的建筑方案见附图。
2、3、采用规范和标准图：房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001），建筑结构制图标准（GB/T50105-2001），建筑结构荷载规范（GB50009-2001），砌体结构结构设计规范（GB50003-2001），混凝土结构设计规范（GB50010-2002），建筑抗震设计规范（GB50011-2002），建筑地基基础设计规范（GB50007-2002），多层砖房抗震构造图集（西南03G601），钢筋混凝土过梁（03G322-1），冷轧带肋钢筋预应力混凝土空心板图集（西南G231/232）。二、结构方案设计（一）、结构平面布置：结构设计者应根据建筑的使用和造型的要求，确定一个相对合理的
3、结构布置方案。结构布置基本原则为结构受力合理；传力体系简单明确。结构平面布置内容包括承重墙布置；非承重墙布置；楼、屋面梁、板布置；楼、屋面圈梁、构造柱布置以及其它构件布置。承重墙的布置可根据具体情况选择采用：（1）、横向承重体系竖向荷载主要由横向墙体承担。其特点是横墙是主要承重墙，横墙间距较小，横向刚度大，房屋整体性能好，适用于较小开间要求的宿舍、住宅、旅馆等建筑。横向承重体系房屋是板沿房屋纵向布置，其荷载传力途经为：楼（屋）面板荷载横墙基础地基。（2）、纵向承重体系竖向荷载主要由纵向墙体承担。竖向荷载主要由纵向墙体承担。其特点是纵墙是主要承重墙，横墙间距较大，横向刚度较差，能获得较大空间，适
4、用于教学楼、办公楼、仓库、中小型工业厂房等建筑。纵向承重体系房屋是板沿房屋横向布置，其荷载传力途经为：楼（屋）面板荷载楼（屋）面梁纵墙基础地基。（3）、纵横向承重体系竖向荷载纵横向墙体均要承担。其特点是鉴于横向承重体系和纵向承重体系之间。适用于教学楼、办公楼等建筑。纵横向承重体系房屋是板沿房屋纵横双向布置，其荷载传力途经为：楼（屋）面板荷载纵横墙基础地基。（二）、构件的材料及施工方法：从严格的意义上说，砌体结构实际上是一种混合结构。其墙体为砌体；而梁、板、圈梁、构造柱等构件为钢筋混凝土。墙体所用块材一般为地方材料，应根据各地方的常用材料或地方法规而确定。成都地区常用烧结普通砖和烧结多孔砖。用烧
5、结普通砖和烧结多孔砖砌筑的砌体，其计算方法和构造规定基本上是一致的。为了节约耕地，目前烧结多孔砖逐渐代替烧结普通砖。烧结多孔砖和烧结普通砖常用的强度等级为MU10和MU15。块体砌筑用砂浆有水泥砂浆和混合砂浆，室内地坪以下用水泥砂浆，而室内地坪以上用混合砂浆，砂浆常用的强度等级为M5以上。由于砌体结构的圈梁和构造柱一般采用C20混凝土，而砌体结构的现浇钢筋混凝土构件通常受力较小，故也通常采用C20混凝土。惟独阳台挑梁在选用混凝土强度等级时要注意，有时，阳台挑出长度较大或受力较大，同时梁高受到建筑的限制，此时，选用C30混凝土较为合适。一般现浇梁主筋常采用热轧钢筋HRB335；箍筋常采用热轧钢筋
6、HPB235；现浇板、楼梯构件及非结构构件常采用热轧钢筋HPB235。预制构件一般选用国标图集和地方标准图集。（三）、房屋静力计算方案：根据房屋的空间工作性能，房屋的静力计算方案分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案，设计时，应按砌体结构结构设计规范中表4.2.1之规定内容确定。一般情况下，由于横向承重体系的横墙间距较小，且横墙一般满足刚性方案房屋的横墙要求（砌体结构结构设计规范中第4.2.2条），故通常可按刚性方案房屋计算。对于多层刚性方案房屋，其墙、柱计算简图为：在竖向荷载作用下，墙、柱在每层层高范围内，可近似的视为两端铰支的竖向构件。对本层的竖向荷载，应考虑对墙、柱的实际偏心影响，当梁支承于
7、墙上时，梁端支承压力Nl到墙内边的距离，应取梁端有效支承长度a0的0.4倍。又上面楼层传来的荷载，可视作作用于上一楼层的墙、柱的截面重心处。在水平荷载作用下，墙、柱可近似的视为竖向连续梁。当房屋外墙符合砌体结构结构设计规范中第4.2.6条之要求时，可不考虑风荷载的影响。实例本工程为住宅建筑，采用横向承重体系。本工程墙体材料选用：0.00米标高以下采用MU15烧结普通砖、M15水泥砂浆砌筑；0.006米标高采用MU15烧结普通砖、M10混合砂浆砌筑；6米标高以上采用MU15烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。现浇构件采用C20混凝土；现浇梁主筋采用热轧钢筋HRB335；箍筋采用热轧钢筋HPB235；其
8、余现浇构件钢筋采用热轧钢筋HPB235。除厨房、卫生间、阳台楼（屋）面板采用现浇外，其余楼（屋）面板选用标准图集，过梁选用标准图集。本工程主要采用装配式无檩体系钢筋混凝土楼（屋）盖，且最大横墙间距为s=4.8米32米，横墙满足砌体结构结构设计规范中第4.2.2条的要求。故房屋静力计算方案为刚性方案。外墙每层最大洞口水平截面总面积（A轴线）为：(1.8+3+0.75)4+1.820.24=6.192(m2)外墙每层水平截面总面积（A轴线）为： 46.240.24=11.1(m2)外墙洞口水平截面面积6.192(m2) 外墙全截面面积11.1(m2)的2/3=7.4(m2)；层高3米4米；房屋总高
9、度18.95米28米；基本风压为0.3kN/m20.4kN/m2；屋面自重显然大于0.8kN/m2。故本工程不需考虑风荷载的影响。单元结构平面布置详图-1 图-1单元结构平面布置简图三、结构计算砌体结构的结构计算内容主要有基本荷载计算、墙体计算、楼（屋）构件计算和基础计算。对于有抗震要求的砌体结构还需作墙体的抗震验算，由于墙体的抗震验算的方法与一般的墙体计算不同，故墙体的抗震验算通常单独进行。通常情况下，基础计算也单独在最后进行。（一）、基本荷载计算1、楼（屋）面永久荷载计算：按建筑的做法和结构层的做法计算平面均布荷载，单位为kN/m2。2、楼（屋）面可变荷载计算：按建筑结构荷载规范的规定确定
10、不同功能房间的使用荷载，单位为kN/m2。当有特殊功能要求而在建筑结构荷载规范中查不到相应的使用荷载时,应根据房间的实际使用荷载值取用。（二）、墙体计算1、墙、柱高厚比验算：一般在建筑中选用对墙、柱高厚比验算不利的部分墙、柱来验算，当选用的墙、柱高厚比满足要求时，其余墙、柱高厚比自然也满足要求。从墙、柱高厚比的验算公式来看，当其它条件相同时，墙、柱厚度越小越不利；墙、柱计算高度越高越不利；墙体水平两端约束距离越大越不利；墙体上洞口宽度越宽越不利。2、墙、柱强度计算：墙、柱强度计算理论上包括受压、局部受压、受拉、受弯、受剪等内容。墙、柱的受拉、受弯情况一般出现在特殊建筑中，如圆形水池壁、挡土墙等
11、，而墙、柱的受剪情况一般是由于有水平荷载作用，当多层砌体结构不考虑风荷载的影响时，对于有抗震要求的砌体结构，墙、柱的受剪计算就放在墙体的抗震验算时进行。所以，一般多层砌体结构的墙、柱强度计算只需做墙、柱的受压和局部受压计算。而多层住宅类砌体结构的墙以承受竖向荷载为主，一般偏心距较小，可近似按轴心受压构件计算。除非结构中有大跨度的梁，否则，一般多层住宅类砌体结构可不验算墙体的局部受压能力。3、楼（屋）构件计算：一般情况下，首先进行预制构件的选型，其次进行现浇构件的计算。当按相应的标准图选用预制构件时，设计者一定要先仔细阅读所用标准图的设计和选用说明，以确定该标准图是否适用于本工程，以及确定正确的
12、选用方法。现浇构件的计算按钢筋混凝土构件的计算原则进行，注意，悬挑构件（如挑雨棚、阳台挑梁）除计算其强度外，还必需进行抗倾覆验算。实例（一）、基本荷载计算 1、屋面永久荷载标准值和可变荷载1)、上人屋面永久荷载标准值 25厚混凝土预制块 0.02525=0.625 (kN/m2)20厚水泥砂浆结合层 0.0220=0.4 (kN/m2)一布四涂氯丁胶乳沥青防水层 0.3 (kN/m2)25厚水泥砂浆找平层 0.02520=0.5 (kN/m2)平均90厚水泥焦渣找坡层 0.0914=1.26 (kN/m2)15厚混合砂浆天棚 0.01517=0.255 (kN/m2) 合计：3.34 (kN/
13、m2)180厚预应力空心板/120厚预应力空心板/100厚现浇板 2.76 (kN/m2)/ 2.0 (kN/m2) /2.5 (kN/m2) 合计：6.1(kN/m2)/ 5.34 (kN/m2) / 5.84 (kN/m2)上人屋面可变荷载标准值顶 2.0 (kN/m2) 2）、非上人屋面永久荷载标准值 20厚水泥砂浆保护层 0.0220=0.4 (kN/m2)一布四涂氯丁胶乳沥青防水层 0.3 (kN/m2)25厚水泥砂浆找平层 0.02520=0.5 (kN/m2)平均90厚水泥焦渣找坡层 0.0914=1.26 (kN/m2)15厚混合砂浆天棚 0.01517=0.255 (kN/m2) 合计：2.72 (kN/m2)120厚预应力空心板/100厚现浇板 2.0 (kN/m2)/2.5(kN/m2) 合计： 4.72 (kN/m2) /5.22(kN/m2)非上人屋面可变荷载标准值 0.5 (kN/m2) 2、楼面永久荷载标准值和可变荷载计算1）、
