钢结构课程设计总结范文第1篇
近几十年来,建筑索结构在我国得到了十分快速的应用和发展,
在这一领域的发展过程中,工程实践远远领先于设计计算理论的研究,也极大地推动了我国设计计算理论的发展,
近几年来,围绕建筑索结构已发表了许多研究论文和若干部专著,然而,令人遗憾的是 ,迄今为止,我们已经建成的建筑索结构的体系均非我们首创
上海市工程建设规范《建筑结构用索应用技术规程》
通用有限单元软件具有强大的一般结构问题的计算与分析功能,但往往不能模拟建筑所结构的实际成型过程和工作机理
第一章 索的构成和力学性能
建筑索结构中的“索”可泛指只能受拉的钢拉杆和钢索。
钢拉杆由杆身、锚头、调节套筒组成。
钢索由索体、护层和锚具组成。
第二章 索的计算模型
对于较细较短的索,索的自重对索自身及索结构的工作性能影响不大,可采用两节点的只拉不压的线单元模拟索的工作,将索的自重等效作用到两端节点处;
对于较粗或较长的索,索的自重可能对索自身或结构的工作性能影响较大,宜采用能够考虑索跨中自重的力学模型,可以采用多个只拉不压的两节点索单元或采用悬链线单元。
第三章 索结构计算中的基本定义
主动索:施工过程中通过主动张拉,控制张拉端索力的建筑用索。
被动索:施工过程中事先下料,索力的导入是由于主动索的张拉生成的建筑用索。 建筑索结构的三个状态
(1)搭设支承体系,安装钢结构构件和被动索→零状态;
(2)张拉主动索,撤除支承体系,形成自平衡的预张力结构体系→初始状态
(3)荷载作用下→工作状态
结构的初始状态直接影响了结构工作状态的性能,也直接决定了结构的零状态。 找形分析是指寻找并确定在主动索预张力作用下结构的初始状态几何及其对应的内力。
结构施工过程跟踪分析是指对这一过程及其安全性所进行的数值模拟和分析。 结构自重效应的考虑:
1)结构初始状态是主动索预张力效应和结构自重效应共同作用下的平衡状态,找形分析时应该同时考虑自重作用。
钢结构课程设计总结范文第2篇
1、构造柱的设置
考虑房屋层数为四层,抗震设防烈度为7度,应在外墙四角,横墙与外纵墙交接处,以及楼梯间的四角设构造柱。构造柱截面采用240mm×180mm,纵向钢筋采用4φ12,箍筋间距为200mm,且在柱上下端应适当加密。构构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,并沿墙四角每隔500mm设2φ6的拉结筋,每边伸入墙内不宜小于1m。
2、圈梁的设置
因此建筑物为办公楼,且层数为四层,应在底层和檐口处设置圈梁,基础圈梁的截面尺寸按构造要求取240mm×240mm,檐口圈梁尺寸为200mm×500mm,钢筋混凝土圈梁应闭合,遇有洞口,圈梁应上下搭接。
二、验算纵横墙高厚比
1、确定房屋的静力计算方案
最大横墙间距S=3.6×2=7.2m,屋盖、楼盖类别属于第1类,S<32m,因此本房屋属于刚性方案房屋。
2、外纵墙高厚比验算
本房屋第一层墙体采用M7.5混合砂浆,其高厚比β=3.6/0.24=15 第
二、
三、四层墙体采用M5.0混合砂浆,其高厚比β=3.6/0.24=15 由此可见,各层高厚比相等,因
二、
三、四层砂浆等级相对较低,因此首先因对其加以验算。
对于砂浆强度等级为M5.0的墙,查表4-4,可知[β]=24 取第四层A轴线上的横墙间距最大的一段外纵墙,H=3.6m,S=7.2m,2H=S
H0=0.4S+0.2H=0.4×7.2+0.2×3.6=3.6m 考虑窗洞的影响,u2=1-0.4bs/s=1-0.4×1.5/3.6=0.79>0.7 β=3.6/0.24=15< u1u2[β]=1.2×0.79×24=22.75 符合要求。
3、内纵墙高厚比验算
轴线B上横墙间距最大的一段内纵墙上揩油两个门洞,u2=1-0.4×2.4/7.2=0.87>0.79 ,故不需验算即可知该墙高厚比满足要求。
4、横墙高厚比验算
横墙厚度为240mm,墙长s=6.0m,且墙上无门洞口,其允许高厚比比纵墙有利,因此不必再做验算亦能满足高厚比要求。
三、一二层横墙控制截面承载力
1、静力计算方案
最大横墙间距S=3.6×2=7.2m,屋盖、楼盖类别属于第1类,S<32m,因此本房屋属于刚性方案房屋。
2、荷载资料
根据设计要求,荷载资料如下: ﹙1﹚
屋面恒载标准值
40厚C30细石混凝土刚性防水层,表面压光 25×0.04=1 kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平: 20×0.02=0.4kN/m2 两毡三油柔性防水层: 0.3 kN/m2 180mm厚预应力空心板(含填缝): 2.57 kN/m2 屋面实际情况:会议室上屋面采用180mm厚预应力空心板,其余部分采用120mm厚预应力空心板,问安全起见,整个采用180mm厚预应力空心板进行计算。
20厚板底粉刷: 16×0.02=0.32 kN/m2 合计 4.59 kN/m 屋面梁自重 25×0.2×0.5=2.5 kN/m ﹙2﹚
不上人屋面活荷载标准值: 0.5 kN/m2 ﹙3﹚
楼面恒荷载标准值
地板砖楼面(含水泥砂浆打底): 0.55 kN/m2 120mm厚预应力空心板(含填缝): 1.95kN/m2 20厚板底粉刷: 16×0.02=0.32 kN/m2 合计 2.82 kN/m2 楼面梁自重 25×0.2×0.5=2.5 kN/m
﹙4﹚
墙体自重标准值
240墙体: 5.24 kN/m2 面砖墙面(含水泥砂浆找平层): 0.5 kN/m2 合计 5.74 kN/m2
2木门: 0.2 kN/m 铝合金推拉窗自重: 0.3 kN/m2
﹙5﹚
楼面活荷载标准值
根据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001),办公室的楼面活荷载标准值为2.0 kN/m2。设计房屋墙,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,而该楼面梁的从属面积为3.6×6.0=21.6 m2<50 m2,因此楼面活荷载不必折减。
该房屋所在地区的基本风压为0.3kN/m2,且房屋层高小于4m,房屋总高小于28m,该房屋设计时可不必考虑风荷载的影响。
3、横墙承载力计算
以轴线④上的横墙为例,横墙上承受由屋面和楼面传来的均布荷载,可取1m宽的横墙进行计算,其受荷面积为1×3.6=3.6m2,横墙为轴心受压构件,验算如图1-
1、2-
2、3-
3、4-4截面的承载力。
﹙1﹚
荷载计算
取一个计算单元,作用于横墙的荷载标准值如下:
屋面恒荷载: 4.59×3.6+2.5×3.6/6.0=18.024 kN/m 屋面活荷载: 0.5×3.6=1.8 kN/m
二、
三、四层楼面恒荷载: 3.84×3.6+2.5×3.6/6.0=11.712 kN/m
二、
三、四层楼面活荷载: 2.0×3.6=7.2 kN/m 各层墙体自重: 5.71×3.6=20.67 kN/m ﹙2﹚ 控制截面内力计算 1﹚ 第二层截面4-4处:
轴向力包括屋面荷载、第三四楼面荷载和第三四层楼面自重,
N4﹙1﹚=1.2×(18.024+11.172×2+2×20.67)+1.4×(1.8+7.2×2) =122.03 kN/m ﹙﹚ N42=1.35(18.024+11.172×2+2×20.67)+1.4×0.7×(1.8+7.2×2) =127.17 kN/m 2﹚
第二层截面3-3处:
轴向力为上述荷载N4和第二层墙体自重,
﹙﹚
N31=122.03+1.2×20.67=146.83 kN/m N3﹙2﹚=127.64+1.35×20.67=155.54 kN/m 3﹚
第一层截面2-2处:
轴向力为上述荷载N3和第二层楼面恒活载,
N2﹙1﹚=146.83+1.2×155.54+1.4×7.2=170.96 kN/m N2﹙2﹚=155.54+1.35×11.712+1.4×0.7×7.2=178.41 kN/m 4﹚
第一层截面1-1处:
轴向力为上述荷载N2和第一层墙体自重,
N1﹙1﹚=170.96+1.2×20.67=195.76 kN/m N1﹙2﹚=178.41+1.35×20.67=206.31 kN/m ﹙3﹚ 横墙承载力验算 1﹚
第二层截面4-4处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.5×0.24×103=268.2 kN >127.64 kN, 满足要求。 2﹚
第二层截面3-3处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.5×0.24×103=268.2 kN >155.54 kN, 满足要求。 3﹚
第一层截面2-2处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.69×0.24×103=302.17 kN>178.41 kN, 满足要求。 4﹚
第一层截面1-1处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.69×0.24×103=302.17 kN >206.31 kN, 满足要求。 上述验算结果表明,该横墙有较大的安全储备,显然其他横墙的承载力均不必验算。
四、验算会议室屋面梁下砌体局部受压承载力 ﹙1﹚
选取计算单元
取一个开间的外纵墙作为计算单元,其受荷面积为3.6×3.0=10.8 m2。 ﹙2﹚
内力计算
第四层截面5-5处:
屋面恒荷载: 4.59×3.0×3.6+2.5×3.0=57.07 kN 屋面活荷载: 0.5×3.0×3.6=5.4 kN Nl(1)=1.2×57.07+1.4×5.4=76.05 kN Nl(2)=1.35×57.07+1.4×0.7×5.4= 82.34 kN 由题意圈梁作为钢筋混凝土垫梁,尺寸为200mm×500mm,混凝土强度等级为C30,第四层采用Mu10粘土砖,混合砂浆M5,砌体抗压强度设计值为f=1.50Mpa,弹性模量为E=1600f=2400Mpa, h0=2×((Eb×Ib)/(E×h)) 1/3 =2×((30.0×103×20.83×108mm4)/(2400×240))1/3=954mm=0.95m
2.4δ2f bbh0=2.4×0.8×1.5×0.24×0.95×106=656.64 kN>82.84 kN,符合要求。
五、验算横墙抗震承载力
(略)
六、设计墙下条形基础
根据工程地质条件,墙下条形基础的的埋深取d=0.8m,取1.0m长条形基础为计算单元。采用砖基础。
1、外纵墙下条形基础
荷载计算 取一个计算单元,作用于纵墙的荷载标准值如下: 因为此结构为横墙承重,所以基础纵墙底部只受到4层墙体自重作用。
一、
二、
三、四层墙体和窗自重:
5.74×(3.6×3.6-1.8×1.5)+0.3×2.1×1.5=59.84 kN Fk=59.84×4/3.6 =66.49 kN b≥Fk/(fa-rmd)=66.49/(200-20×0.8)=0.36m 基础剖面如图(a)所示
2、内横墙下条形基础
钢结构课程设计总结范文第3篇
C30混泥土每立方的水泥、沙子、青碎石一般参考用量:
1、青碎石粒径20mm 水泥#525 403kg、沙子0.54m^
3、青碎石0.87m^3 水泥#425 476kg、沙子0.52m^
3、青碎石0.84m^3
2、青碎石粒径40mm 水泥#525 374kg、沙子0.52m^
3、青碎石0.88m^3 水泥#425 422kg、沙子0.50m^
3、青碎石0.85m^3
普通混凝土C30每立方米材料消耗量 碎石粒径10 水泥(P.C32.5):0.457t 中砂:0.620m3 碎石:0.800m3 水:0.200m3 碎石粒径20 水泥(P.C32.5):0.452t 中砂:0.560m3 碎石:0.830m3 水:0.200m3
碎石粒径40 水泥(P.C32.5):0.417t 中砂:0.560m3 碎石:0.830m3 水:0.200m3
钢结构课程设计总结范文第4篇
1、构造柱的设置
考虑房屋层数为四层,抗震设防烈度为7度,应在外墙四角,横墙与外纵墙交接处,以及楼梯间的四角设构造柱。构造柱截面采用240mm×180mm,纵向钢筋采用4φ12,箍筋间距为200mm,且在柱上下端应适当加密。构构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,并沿墙四角每隔500mm设2φ6的拉结筋,每边伸入墙内不宜小于1m。
2、圈梁的设置
因此建筑物为办公楼,且层数为四层,应在底层和檐口处设置圈梁,基础圈梁的截面尺寸按构造要求取240mm×240mm,檐口圈梁尺寸为200mm×500mm,钢筋混凝土圈梁应闭合,遇有洞口,圈梁应上下搭接。
二、验算纵横墙高厚比
1、确定房屋的静力计算方案
最大横墙间距S=3.6×2=7.2m,屋盖、楼盖类别属于第1类,S<32m,因此本房屋属于刚性方案房屋。
2、外纵墙高厚比验算
本房屋第一层墙体采用M7.5混合砂浆,其高厚比β=3.6/0.24=15 第
二、
三、四层墙体采用M5.0混合砂浆,其高厚比β=3.6/0.24=15 由此可见,各层高厚比相等,因
二、
三、四层砂浆等级相对较低,因此首先因对其加以验算。
对于砂浆强度等级为M5.0的墙,查表4-4,可知[β]=24 取第四层A轴线上的横墙间距最大的一段外纵墙,H=3.6m,S=7.2m,2H=S
H0=0.4S+0.2H=0.4×7.2+0.2×3.6=3.6m 考虑窗洞的影响,u2=1-0.4bs/s=1-0.4×1.5/3.6=0.79>0.7 β=3.6/0.24=15< u1u2[β]=1.2×0.79×24=22.75 符合要求。
3、内纵墙高厚比验算
轴线B上横墙间距最大的一段内纵墙上揩油两个门洞,u2=1-0.4×2.4/7.2=0.87>0.79 ,故不需验算即可知该墙高厚比满足要求。
4、横墙高厚比验算
横墙厚度为240mm,墙长s=6.0m,且墙上无门洞口,其允许高厚比比纵墙有利,因此不必再做验算亦能满足高厚比要求。
三、一二层横墙控制截面承载力
1、静力计算方案
最大横墙间距S=3.6×2=7.2m,屋盖、楼盖类别属于第1类,S<32m,因此本房屋属于刚性方案房屋。
2、荷载资料
根据设计要求,荷载资料如下: ﹙1﹚
屋面恒载标准值
40厚C30细石混凝土刚性防水层,表面压光 25×0.04=1 kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平: 20×0.02=0.4kN/m2 两毡三油柔性防水层: 0.3 kN/m2 180mm厚预应力空心板(含填缝): 2.57 kN/m2 屋面实际情况:会议室上屋面采用180mm厚预应力空心板,其余部分采用120mm厚预应力空心板,问安全起见,整个采用180mm厚预应力空心板进行计算。
20厚板底粉刷: 16×0.02=0.32 kN/m2 合计 4.59 kN/m 屋面梁自重 25×0.2×0.5=2.5 kN/m ﹙2﹚
不上人屋面活荷载标准值: 0.5 kN/m2 ﹙3﹚
楼面恒荷载标准值
地板砖楼面(含水泥砂浆打底): 0.55 kN/m2 120mm厚预应力空心板(含填缝): 1.95kN/m2 20厚板底粉刷: 16×0.02=0.32 kN/m2 合计 2.82 kN/m2 楼面梁自重 25×0.2×0.5=2.5 kN/m
﹙4﹚
墙体自重标准值
240墙体: 5.24 kN/m2 面砖墙面(含水泥砂浆找平层): 0.5 kN/m2 合计 5.74 kN/m2
2木门: 0.2 kN/m 铝合金推拉窗自重: 0.3 kN/m2
﹙5﹚
楼面活荷载标准值
根据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001),办公室的楼面活荷载标准值为2.0 kN/m2。设计房屋墙,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,而该楼面梁的从属面积为3.6×6.0=21.6 m2<50 m2,因此楼面活荷载不必折减。
该房屋所在地区的基本风压为0.3kN/m2,且房屋层高小于4m,房屋总高小于28m,该房屋设计时可不必考虑风荷载的影响。
3、横墙承载力计算
以轴线④上的横墙为例,横墙上承受由屋面和楼面传来的均布荷载,可取1m宽的横墙进行计算,其受荷面积为1×3.6=3.6m2,横墙为轴心受压构件,验算如图1-
1、2-
2、3-
3、4-4截面的承载力。
﹙1﹚
荷载计算
取一个计算单元,作用于横墙的荷载标准值如下:
屋面恒荷载: 4.59×3.6+2.5×3.6/6.0=18.024 kN/m 屋面活荷载: 0.5×3.6=1.8 kN/m
二、
三、四层楼面恒荷载: 3.84×3.6+2.5×3.6/6.0=11.712 kN/m
二、
三、四层楼面活荷载: 2.0×3.6=7.2 kN/m 各层墙体自重: 5.71×3.6=20.67 kN/m ﹙2﹚ 控制截面内力计算 1﹚ 第二层截面4-4处:
轴向力包括屋面荷载、第三四楼面荷载和第三四层楼面自重,
N4﹙1﹚=1.2×(18.024+11.172×2+2×20.67)+1.4×(1.8+7.2×2) =122.03 kN/m ﹙﹚ N42=1.35(18.024+11.172×2+2×20.67)+1.4×0.7×(1.8+7.2×2) =127.17 kN/m 2﹚
第二层截面3-3处:
轴向力为上述荷载N4和第二层墙体自重,
﹙﹚
N31=122.03+1.2×20.67=146.83 kN/m N3﹙2﹚=127.64+1.35×20.67=155.54 kN/m 3﹚
第一层截面2-2处:
轴向力为上述荷载N3和第二层楼面恒活载,
N2﹙1﹚=146.83+1.2×155.54+1.4×7.2=170.96 kN/m N2﹙2﹚=155.54+1.35×11.712+1.4×0.7×7.2=178.41 kN/m 4﹚
第一层截面1-1处:
轴向力为上述荷载N2和第一层墙体自重,
N1﹙1﹚=170.96+1.2×20.67=195.76 kN/m N1﹙2﹚=178.41+1.35×20.67=206.31 kN/m ﹙3﹚ 横墙承载力验算 1﹚
第二层截面4-4处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.5×0.24×103=268.2 kN >127.64 kN, 满足要求。 2﹚
第二层截面3-3处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.5×0.24×103=268.2 kN >155.54 kN, 满足要求。 3﹚
第一层截面2-2处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.69×0.24×103=302.17 kN>178.41 kN, 满足要求。 4﹚
第一层截面1-1处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=1×0.24=0.24 m2 φfA=0.745×1.69×0.24×103=302.17 kN >206.31 kN, 满足要求。 上述验算结果表明,该横墙有较大的安全储备,显然其他横墙的承载力均不必验算。
四、验算会议室屋面梁下砌体局部受压承载力 ﹙1﹚
选取计算单元
取一个开间的外纵墙作为计算单元,其受荷面积为3.6×3.0=10.8 m2。 ﹙2﹚
内力计算
第四层截面5-5处:
屋面恒荷载: 4.59×3.0×3.6+2.5×3.0=57.07 kN 屋面活荷载: 0.5×3.0×3.6=5.4 kN Nl(1)=1.2×57.07+1.4×5.4=76.05 kN Nl(2)=1.35×57.07+1.4×0.7×5.4= 82.34 kN 由题意圈梁作为钢筋混凝土垫梁,尺寸为200mm×500mm,混凝土强度等级为C30,第四层采用Mu10粘土砖,混合砂浆M5,砌体抗压强度设计值为f=1.50Mpa,弹性模量为E=1600f=2400Mpa, h0=2×((Eb×Ib)/(E×h)) 1/3 =2×((30.0×103×20.83×108mm4)/(2400×240))1/3=954mm=0.95m
2.4δ2f bbh0=2.4×0.8×1.5×0.24×0.95×106=656.64 kN>82.84 kN,符合要求。
五、验算横墙抗震承载力
(略)
六、设计墙下条形基础
根据工程地质条件,墙下条形基础的的埋深取d=0.8m,取1.0m长条形基础为计算单元。采用砖基础。
1、外纵墙下条形基础
荷载计算 取一个计算单元,作用于纵墙的荷载标准值如下: 因为此结构为横墙承重,所以基础纵墙底部只受到4层墙体自重作用。
一、
二、
三、四层墙体和窗自重:
5.74×(3.6×3.6-1.8×1.5)+0.3×2.1×1.5=59.84 kN Fk=59.84×4/3.6 =66.49 kN b≥Fk/(fa-rmd)=66.49/(200-20×0.8)=0.36m 基础剖面如图(a)所示
2、内横墙下条形基础
钢结构课程设计总结范文第5篇
I砌体结构课程设计任务.....................................................................................2II、
砌体结构课程设计计算书......................................................................................4
一、结构方案........................................................................................................4
二、荷载资料............................................................................................................5
三、墙体高厚比验算................................................................................................6
四、结构承载力计算................................................................................................7
五、过梁,圈梁,挑梁,悬梁,板等构件布置及构造措施......................................18
六、基础设计..........................................................................................................22
一、设计题目:多层混合结构房屋设计
某多层办公楼,建筑条件图见附图,对其进行结构设计。
二、设计内容
1、结构平面布置图:柱、主梁、圈梁、构造柱及板的布置
2、墙体的承载力的计算
3、墙体局部受压承载力的计算
4、挑梁、雨蓬的计算
5、墙下条形基础的设计
6、绘制各层结构平面布置图(1:200)
7、完成计算书
三、设计资料
1、题号及楼面荷载取值
2、其它荷载取值(全部为标准荷载值)
(1)、屋面活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取5.0kN/m2 (2)、卫生间活荷载取2.5kN/m2,恒荷载取7.0kN/m2 (3)、楼梯间活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取4.5kN/m2 (4)、钢筋混凝土容重γ=25kN/m3 (5)、平顶粉刷:0.40kN/m2 (6)、基本风压:0.40kN/m2 (7)、铝合金门窗:0.25kN/m2 (8)、墙及粉刷:240mm厚:5.24kN/m2
3、地质条件
本工程建设场地地质条件较好,持力层为粘土层,持力层厚度4.0米,上部杂填土厚度1.2米,持力层下无软弱下卧层。粘土层地耐力特征值为230kpa。
4、材料
(1)、混凝土:C20或C25 (2)、砖采用页岩砖,砂浆采用混合砂浆或水泥砂浆,强度等级根据计算选定。
注:恒载、活载指的是楼面恒载、活载标准值,单位为kN/m2,要求同学按学号选择每题的楼面恒载、活载值。
一、结构方案
1.主体结构设计方案
该建筑物层数为五层,总高度为16.5m,层高3.3m<4m;体形简单,室内要求空间小,横墙较多,所以采用砖混结构能基本符合规范要求。
2.墙体方案及布置
(1)变形缝:由建筑设计知道该建筑物的总长度32.4m<60m,可不设伸缩缝。
工程地质资料表明:场地土质比较均匀,领近无建筑物,没有较大差异的荷载等,可不设沉降缝;根据《建筑抗震设计规范》可不设防震缝。
(2)墙体布置:应当优先考虑横墙承重方案,以增强结构的横向刚度。大房 间梁支撑在内外纵墙上,为纵墙承重。纵墙布置较为对称,平面上前后左右拉通;竖向上下连续对齐,减少偏心;同一轴线上的窗间墙都比较均匀。个别不满足要求的局部尺寸,以设置构造拄后,可适当放宽。根据上述分析,本结构采用纵横墙混合承重体系。
(3)墙厚为240mm。
(4)
一、二层层采用MU15烧结页岩砖,Mb10混合砂浆;三至五层采用MU10 烧结页岩砖,Mb7.5混合砂浆。
(5)梁的布置:梁尺寸为250mm*600mm,伸入墙内240mm。梁布置见附图。
(6)板布置:雨篷,楼梯间板和卫生间楼面采用现浇板,其余楼面均采用预
制装配式楼面,预制板型号为YKB3652,走廊采用YKB2452。具体布置见附图。
3.静力计算方案
由建筑图可知,最大横墙间距s=10.8m,屋盖、楼盖类别属于第一类,s<32m,
查表可知,本房屋采用刚性计算方案。计算简图如下所示。 4.多层砖混房屋的构造措施
(1)构造柱的设置:构造柱的根部与地圈梁连接,不再另设基础。在柱的上
下端500mm范围内加密箍筋为φ6@150。构造柱的做法是:将墙先砌成大马牙槎(五皮砖设一槎),后浇构造柱的混凝土。混凝土强度等级采用C25。
(2)圈梁设置:各层、屋面、基础上面均设置圈梁。横墙圈梁设在板底,纵墙圈梁下表面与横墙圈梁底表面齐平,上表面与板面齐平或与横墙表面齐平。当圈梁遇窗洞口时,可兼过梁,但需另设置过梁所需要的钢筋。
二、荷载资料(均为标准值) 根据设计要求,荷载资料如下:
21、屋面恒荷载:3.4kN/m2+0.4kN/m(平顶粉刷)=5.4kN/m2, 屋面活荷载:2.0kN/m2。
22、楼面恒荷载:3.4kN/m2+0.4kN/m(平顶粉刷)=3.8kN/m2, 楼面活荷载:2.5kN/m2。
3、卫生间恒荷载:7.0kN/m2,活荷载:2.5kN/m2。
4、钢筋混凝土容重:γ=25kN/m3。
5、墙体自重标准值
240mm厚墙体自重5.24kN/m2(按墙面计) 铝合金玻璃窗自重0.25kN/m2(按墙面计)
6、基本风压0.4kN/m2,且房屋层高小于4m,房屋总高小于38米,所以设 计不考虑风荷载的影响。
7、楼梯间恒荷载4.5kN/m2,活荷载2.0kN/m2
三、墙体高厚比验算
1、外纵墙高厚比验算
室内地面距基础高度为0.7m,故底层高度H=3.3+0.7=4.0m,s=10.8m,即s>2H,计算高度H0=1.0H=4m,二层及二层以上为H0=3.3m。
墙厚0.24m,承重墙取µ 1 =1.0。
有窗户的墙允许高厚比:µ2=1−0.4bs1.5=1−0.4=0.83;s3.6 [β]允许高厚比,查表得:当砂浆强度等级为M10,M7.5时,[β]=26。底层高厚比验算:
4.0;β==16.67<μ1μ2[β]=1.0×0.83× 26=21.58(满足要求)0.24 二层及以上纵墙高厚比验算:3.3;=13.75<µ1µ2[β]=1.0×0.83× 26=21.58(满足要求)0.24
2、内纵墙高厚比验算β= 墙体的计算高度,底层:H0底=4.0m μ2=1-0.4 β=b1.0=1-0.4=0.89s3.64.0=16.67<μ1μ2[β]=1.0×0.89× 26=23.14(满足要求);0.24 二层及以上纵墙高厚比验算:
3.3;β==13.75<μ1μ2[β]=1.0×0.89× 26=23.14(满足要求)0.24
3、横墙高厚比验算
外横墙:底层:s=14.94m,H=4.0m,s>2H,H0=1.0H=4.0m β=H04.0==16.7<[β]=26h0.24 H3.3==13.75<[β]=26h0.24二层及以上:s=8.4m,H=3.3m,s>2H,H0=1.0H=3.3mβ= 内横墙:底层:s=6.3m,H=4m,H
四、结构承载力计算 (1)纵墙的承载力验算
①选定计算单元
在房屋层数、墙体所采用材料种类、材料强度、楼面(屋面)荷载均相同的情况下,在外纵墙取一开间为计算单元,有门窗洞口时,计算截面宽度取窗间墙的宽度,由于内纵墙的洞口面积较小,不起控制作用,因而不必计算。外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与其截面面积的比值来判别。
最不利窗间墙垛的选择
墙垛长度l/mm3600 负载面积A/m23.6×6.3/2=11.34 ②荷载计算 屋面梁支座反力 屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值5.0kNm22.0kNm2梁及梁上抹灰:25×0.6×0.25×6.3/2+(0.25+0.6×2)×6.3/2×0.4 =13.64kN 基本风压为0.4kNm2<0.7kNm2,故不考虑风荷载影响。 设计值:
由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(13.64+5.4×11.34)+1.4×2.0×11.34 =121.6kN 由永久荷载控制: 13.64+5.4×11.34+2.0×1.4×0.7×11.34N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×(
=123.311kN 楼面梁支座反力
屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载设计值:
由可变荷载控制:3.8kNm213.64kN2.4kNm2 N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(13.64+3.8×11.34)+1.4×2.4×11.34 =106.18kN。 由永久荷载控制:
13.64+3.8×11.34N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×( =103.26kN。 墙体自重
女儿墙及粉刷重(厚240mm,高300mm),两面抹灰40mm。 其标准值为:N=5.24×3.6×(0.3+0.12+0.6)=19.24kN 设计值:由可变荷载控制:19.24×1.2=23.09kN。 由永久荷载控制:19.24×1.35=26kN。
)计算每层墙体自重时,应扣除窗口面积,加上窗自重,考虑抹灰
对2,3,4,5层,墙体厚度均为240mm,计算高度(3.6×3.3-1.5×1.5)×5.24+1.5×1.5×0.25=设计值:由可变荷载控制:51.02×1.2=61.22kN 由永久荷载控制:51.02×1.35=68.88kN 对1层,墙体厚度为240mm,首层室内地面距基础0.7m,底层楼层高度为3.3+0.7-0.12-0.6=3.28m,其自重标准值为:
(3.6×3.28-1.5×1.5)×5.24+1.5×1.5×0.25=50.65kN设计值:由可变荷载控制:50.65×1.2=60.78kN 由永久荷载控制:50.65×1.3568.38kN ③内力计算
屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f一,二层MU15,Mb10,f=2.31N/mm2 a0=10×2.31=161.16mm<240mm,取a0=161mm三,四,五层MU10,Mb7.5,f=1.69N/mm2 a0=10×.69=188.42mm<240mm,取a0纵墙的计算简图
④墙体承载力计算
该建筑物的静力计算方案为刚性方案,因此静力计算可以不考虑风荷载的影响,仅考虑竖向荷载。在进行墙体强度验算时,应该对危险截面进行计算,即内力较大的截面;断面削弱的截面;材料强度改变的截面。所以应对荷载最大的底层墙体进行验算(240mm墙);二层荷载虽比底层小;三层与二层比较,荷载更小,但砌体强度较小(一,二层用M10砂浆,三层用M7.5砂砌筑);四,五层的荷载比三层小,截面及砌体强度与三层相同。所以应对一,三层的墙体进行强度验算。
由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表
上层传荷截面Ⅱ—Ⅱ本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ
e2(mm)楼层
Nu(kN)Nl(kN)a0(mm)el(mm)MNINⅡ31 373.31708.11 00 106.18106.18 188161 44.855.6 4.765.74 479.49811.37 540.71872.15 上层传荷楼层31 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ e2(mm) 截面Ⅱ—Ⅱ NⅡ562.47906.25 Nu(kN)390.33734.61 Nl(kN)a0(mm)el(mm)103.26103.26 188161 44.855.6 M4.6 35.74 NI493.59837.87 00 表中:NI=Nu+NlM=Nu·e2+Nl·e1(负值表示方向相反) N =NI+Nw(墙重)el=h−0.4a0(h为支承墙的厚度)
对于每层墙体,纵墙应取墙顶Ⅰ-Ⅰ截面以及墙底Ⅱ-Ⅱ截面进行强度验算。
纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表
第五层 计算项目 Ⅰ-Ⅰ
截7.05144.6948.72400.2033.313.750.423504000107.51.69360.29>1 第三层 Ⅰ
-
Ⅰ
截4.76479.499.932400.0413.313.750.668504000107.51.69590.3>1 Ⅱ-Ⅱ截面
0540.71024003.313.750.776504000107.51.69660.97>1 第一层 Ⅰ
-
Ⅰ
截5.74811.377.072400.0293.2813.670.7650400015102.31884.82>1 Ⅱ-Ⅱ截面
0872.15024003.2813.670.77850400015102.31905.78>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目
纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层 第三层Ⅰ-Ⅰ截面 Ⅰ-Ⅰ截面4.63 Ⅱ-Ⅱ截面 第一层 Ⅱ-Ⅱ截面 Ⅰ-Ⅰ截面5.74
面
面
面M(kN⋅m) 7.15 N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) 149.31482400.23.313.750.423504000107.51.69360.29>1 493.599.382400.0393.313.750.692504000107.51.69589.42>1 541.33024003.313.750.776504000107.51.69660.97>1 837.876.852400.0293.2813.670.76050400015102.31884.82>1 906.25024003.2813.670.77850400015102.31905.78>1 ϕAf(kN)ϕAfN ⑤砌体局部受压计算
以上述窗间墙第一层为例,窗间墙截面为240mm×2100mm,混凝土梁截面为600mm×250mm,支承长度240mm.. 根据内力计算,当由可变荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=106.18kN, Nu=708.11kN 当由永久荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=103.26kN,Nu=734.61kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161×250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240×(2×240+250)=175200mm2 A0175200-1=1+0.35×-1=1.64<2.0Al40250 A0175200==4.35>3,所以ΨN0+Nl≤ηγAlf
Ψ=0
;Al40250r=1+0.3
5验证不考虑上部荷载
压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.7×1.64×40250×2.31=106.74kN>Nl=106.18kN(安全)。 再选一内纵墙计算单元: ①
内纵墙墙垛的选择
墙垛长度l/mm7200-2×1000-240-240=4720 负载面积A/m2 ②荷载计算 屋盖荷载
屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值梁及梁上抹灰5.4KNm22KN225×0.6×0.25×6/2+0.4×6.3/2(0.25+0.6×2) =13.64kN(6.3+2.4)/2×5.72=24.88 基本风压为0.40KNm2<0.7KNm2,故不考虑风荷载影响。设计值: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(13.64+5.4×24.88)+1.4×2.0×24.88 =247.25kN 由永久荷载控制:
N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×+0.7×1.4×2.0×24.88 =248.55kN 楼面梁支座反力
屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载3.8kNm213.64kN2.4kNm2 设计值:
由可变荷载控制: N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×
(
13.64+3.8×24.88
)
(
13.64+5.4×24.88
)+1.4×2.4×24.88=213.42kN由永久荷载控制:
N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×
(
13.64+3.8×24.88
)+0.7×1.4×2.4×24.88 =197.25kN 墙体自重
该墙上部无女儿墙,所以无需计算女儿强自重。计算该墙体自重时,有门窗自重,及需考虑抹灰重量
对2,3,4,5层,墙体厚度均为240mm,计算高度3.3m,其自重标准值为: (3.3×5.72-2.4×1)×5.24+2.4×1×0.25=88.43kN 设计值:由可变荷载控制:88.43×1.2=106.12kN由永久荷载控制:88.43×1.35=119.38kN 对1层,墙体厚度为240mm,首层室内地面距基础0.7m,底层楼层高度为3.3+0.7-0.12-0.6=3.28,其自重标准值为:
(3.28×5.72-2.4×1)×5.24+1×2.4×0.25=87.83kN 设计值:由可变荷载控制:87.83×1.2=105.4kN 由永久荷载控制:87.83×1.35=118.57kN ③内力计算
屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f
一、二层MU15,Mb10,f=2.31N/mm2 a0=10×2.31=161.16mm<240mm,取a0=161mm
三、
四、五层MU10,Mb7.5,f=1.89N/mm2 a0=10×.89=188.42mm<240mm,取a0=188mm 纵向墙体的计算简图
由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表 上层传荷本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ楼层31 截面Ⅱ-Ⅱ
Nu(kN)672.911311.99 e2(mmNl(kN)213.42213.42 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M9.5611.87 NI886.331525.42 NIV 992.451630.82 00 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ e2() 上层传荷楼层3 1 截面Ⅱ-Ⅱ
Nu(kN)684.561317.82 Nl(kN)197.25197.25 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M8.8410.97 NI881.811515.07 NIV 1001.191633.64 00 ④墙体承载力计算
纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表第五层 计算项目 Ⅰ-Ⅰ
截面14.34247.25582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1>1 第三层 Ⅰ
-
Ⅰ
截
面9.56886.3310.792400.0453.313.750.6781132800107.51.691297.98>1 Ⅱ-Ⅱ截面
0992.45024003.313.750.7761132800107.51.691486.08>1 第一层 Ⅰ
-
Ⅰ
截
面11.871525.427.782400.0323.2813.670.711113280015102.311860.52>1 Ⅱ-Ⅱ截面
01630.82024003.2813.670.778113280015102.312035.85>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目
纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层第三层第一层Ⅰ-Ⅰ截Ⅰ-Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面Ⅰ-Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面面面面14.42248.55582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1>1 8.84881.8110.022400.0423.313.750.6851132800107.51.691311.39>1 01001.19024003.313.750.7761132800107.51.691485.60>1 10.971515.077.242400.0303.2813.670.722113280015102.311889.30>1 01633.64024003.2813.670.778113280015102.312035.8>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 由上表可以看出,计算墙体在各层都满足承载力要求,说明本设计的墙体截面安
全。
⑤砌体局部受压计算
以上述窗间墙第一层为例,窗间墙截面为240mm×2100mm,混凝土梁截面为600mm×250mm,支承长度240mm..根据内力计算,当由可变荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=213.42kN Nu=1311.99kN 当由永久荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=197.25kN,Nu=1317.82kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161×250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240×(2×240+250)=175200mm2 r=1+0.35A0 Al1=1+0.35×1752001=1.64<2.040250 验证ΨN0+Nl≤ηγAlf A0175200==4.35>3,所以Ψ=0故不需考虑上部荷载;Al40250 压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.7×1.64×42500×2.31=112.7kN
①荷载计算
对于楼面荷载较小,横墙的计算不考虑一侧无活荷载时的偏心受力情况按两侧均匀布置活荷载的轴心受压构件取1m宽横墙进行承载力验算。取卫生间之间的横墙计算。
屋面梁支座反力设计值: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×5.4×3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=33.41kN由永久荷载控制的组合:
N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×5.4×3.6×1.0+0.7×1.4×2.0×3.6×1.0 =36.32kN 楼面梁支座反力: 由可变荷载控制
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×6×3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=36kN 由永久荷载控制的组合:
N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×6×3.6×1.0+0.7×1.4×2.0×3.6×1.0 =36.22kN对2,3,4,5层,墙厚240mm,两侧采用40mm抹灰,计算高度3.3m自重标准值为:
5.24×3.3×1.0+0.04×20×3.3×1.0=19.93kN 设计值由可变荷载控制的组合:19.93×1.2=23.92kN 由永久荷载控制的组合:19.93×1.35=26.91kN 对一层,墙厚为240mm,计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为:
5.24×4.0×1.0+0.04×20×4×1.0=24.16kN 设计值由可变荷载控制的组合:24.16×1.2=29kN 由永久荷载控制的组合:24.16×1.35=32.4kN 可变荷载控制的组合内力,第三层N=153.25kN第一层N=273.09kN永久荷载控制的组合内力第三层N=162.58kN第一层N=288.84kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力,故验算永久荷载控制的组合内力;
②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层第一层
N(kN) h(mm) H0 β=H0h A(mm) f(Nmm2) ϕAf(kN) ϕAfN162.582403.313.750.7762400001.69314.751288.842404.016.670.703240002.31389.74>1 上述承载力计算表明,墙体的承载力满足要求。 取楼梯间的横墙计算。 屋面梁支座反力设计值: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(5.4×1.8×1.0+5.4×3.6×1.0)+1.4×(2×1.8×
1.0+2×3.6×1.0)=50.11kN 由永久荷载控制的组合:N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×(5.4×1.8×1.0+5.4×3.6×1.0
)
+0.7×1.4×
>(2.0×1.8×1.0+2.0×3.6×1.0)=49.95kN 楼面梁支座反力: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(4.5×1.8×1.0+3.8×3.6×1.0)+1.4×(2.0×1.8×1.0+2.4×3.6×1.0)=41.98kN 由永久荷载控制的组合:
N1=1.35Gk+0.7×1.4×Qk=1.35×(4.5×1.8×1.0+3.8×3.6×1.0)+0.7×1.4×(2.0×1.8×1.0+2.4×3.6×1.0)=39.94kN 墙体及抹灰自重:
对2,3,4,5层,墙厚240mm,两侧采用40mm抹灰,计算高度3.3m自重标准值为:
5.24×3.3×1.0=17.29kN 设计值由可变荷载控制的组合:17.29×1.2=23.45kN 由永久荷载控制的组合:17.29×1.35=26.04kN 对一层,墙厚为240mm,计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为:
5.24×4.0×1.0=20.96kN 设计值由可变荷载控制的组合:20.96×1.2=25.15kN 由永久荷载控制的组合:20.96×1.35=28.3kN 可变荷载控制的组合内力,第三层N=180.37kN第一层N=310.63kN 永久荷载控制的组合内力第三层N=181.93kN第一层N=313.91kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力,故验算永久荷载控制的组合内力;
②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层
181.93 240 3.3 13.75 0.776 240000
第一
层313.912404.016.670.703240000N(kN)h(mm)H0β=H0hϕA(mm) f(Nmm2) ϕAf(kN) ϕAfN1.69314.75>12.31389.74>1 上述承载力计算表明,墙体的承载力满足要求。
四、过梁,圈梁,挑梁,悬梁,板等构件布置及构造措施 1.窗过梁
根据本建筑的使用要求,采用钢筋砖过梁,故拱的跨度取1.5m,砖强度取Mu10,砂浆强度取M10.高度取240mm,钢筋砖地面砂浆层处的钢筋直径为6mm,间距为100mm,钢筋伸入支座砌体内的长度取240mm,砂浆层的厚度取35mm。过梁示意图如图3 所示: 图3.过梁示意图
作用在过梁上的荷载,因hw=0.6m>ln/3=1.5/3=0.5m 荷载设计值计算: (1)第一种组合
q=1.2×5.24×1.5/3=3.44kN/m (2)第二种组合
q=1.35×5.24×1.5/3=3.84kN/m 因此取q=3.84kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/8×3.84×1.52=0.996kN.m 剪力V=1/2qln2=1/2×3.84×1.5=2.655kN 钢筋计算As=取hw=0.5mM996000==11.63mm2 0.85fyh00.85×210×480 选用3φ6(As=85mm2) 抗剪承载力验算
查表得弯曲抗拉,烧结普通砖fvo=0.17Mpa=170kN/m,则受弯构件的受剪承载V≤fv⋅b⋅z z——内力臂,当截面为矩形时,z=h h——过梁截面高度,取0.5m23 b⋅z⋅fv=0.24×2/3×0.5×170=13.6kN>V=2.655kN 2.门洞口过梁满足要求。
因hw=0.6m>ln/3=1.5/3=0.5m,取hw=0.5m,应计入由板传来的荷载荷载设计值计算:
梯形荷载化为等效均匀荷载 办公室楼面荷载:
g′=(1−2α2+α3)g a=6.3=3.152α=a3.15==0.438l7.2g=3.1kN⋅m2g1=(1−0.4382×2+0.4383)×3.4=2.38kN/m q1=(1−0.4382×2+0.4383)×2.4=1.68kN/m 走廊楼面荷载:
2.4a1.2a==1.2α===0.1672l7.2 g2=(1−0.1672×2+0.1673)×3.4=3.22kN/m q2=(1−0.1672×2+0.1673)×2.4=2.29kN/m g=g1+g2=2.38+3.22=5.60kN/m q=q1+q2=1.68+2.29=3.97kN/m (1)第一种组合
q=1.2×(5.24×0.5+5.60)+1.4×3.97=15.42kN/m (2)第二种组合
q=1.35×(5.24×0.5+5.60)+1.4×0.7×3.97=14.99kN/m因此取q=15.42kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/8×15.42×1.02=1.93kN⋅m 剪力V=1/2qln=1/2×15.42×1.0=7.71kN
钢
筋
计
算As=M1930000==23.93mm2 0.85fyh00.85×210×480 选用3φ6(As=85mm2) 抗剪承载力验算
查表得fvo=0.17Mpa=170kN/m,则
b⋅z⋅fvo=0.24×2/3×0.5×170=13.6kN>V=7.07kN满足要求。 3.圈梁
为了满足建筑的整体稳定性,故应设置圈梁。
圈梁的设置位置:由于本建筑为多层办公楼建筑,且层数为5层,故应在底层和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁,且至少应在所有纵横墙上隔层设置一道圈梁,圈梁设置时应符合现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2002)的有关规定。
4.雨篷挑梁抗倾覆验算
雨篷的抗倾覆验算,挑出1.8m。挑梁选250mm×400mm。挑出1.8m.埋入2.45m。l1=2.15m≻2.2hb=2.2×0.4=0.88m x0=0.3h0=0.3×0.4=0.12m 雨篷以两根挑梁加雨篷板构成。
挑梁自重线荷载标准值gk=25×0.25×0.4=2.5kN/m 楼面均布荷载标准值:
3.61.8a==1.8α==0.3g2k′=3.4×3.6=12.24kN/m26 转化
为
等
效
均
布
荷
载g2k=(1−2×α2+α3)g2k′=0.847×12.24=10.36kN/m楼面活荷载偏于安全考虑,不计入抗倾覆力矩。
雨篷板的恒荷载为4.0kN/m2,活荷载为3.0kN/m2 则雨篷作用在挑梁上的线荷载为: g1k=4×3.6=14.4kN/m 倾覆力矩:q1k=3×3.6=10.8kN/m Mov=1.2×[挑梁自重弯矩+雨篷板重弯矩]+1.4×雨篷活荷载弯矩 ⎡(1.8+0.12)2(1.8+0.12)2⎤(1.8+0.12)2 =1.2×⎢2.5×+14.4×⎥+1.4×10.8×222⎣⎦ =37.38+27.87=65.25kN⋅m 由于挑梁与砌体的共同工作,挑梁倾覆时将在其埋入端脚部砌体形成阶梯形斜裂缝。斜裂缝以上的砌体及作用在上面的楼(屋)盖荷载均可起到抗倾覆的作用。斜裂缝与竖轴夹角称为扩散角,可偏于安全地取45o。
这样,墙体的抗倾覆弯矩计算如下
墙体自重产生的抗倾覆弯矩分为三部分。 墙体净高取h=3.3−0.6−0.12=2.58m 第一部分挑梁上部墙体产生的弯矩 5.24×2.15×2.58×( 第二部分2.15−0.12)=27.76kN⋅m245o角范围内的矩形墙体产生的弯矩 2.15+2.15−0.12)=90.25kN⋅m25.24×2.15×2.58×( 第三部分45o以下的三角墙体产生的负弯矩
12−5.24××2.15×2.15×(×2.15+2.15−0.12)=−42.03kN⋅m23 综上墙体产生的抗倾覆弯矩
Mr=0.8∑Gr(l2−x0)=27.76+90.25−42.03=75.98kN⋅m 抗倾覆力矩:
Mr=0.8[楼面恒载的弯矩+挑梁自重的弯矩+墙体自重的弯矩] 22⎡⎤(2.15-0.12)(2.15-0.12)=0.8⎢9.45×+2.5×+75.98⎥22⎣⎦ =80.48kN⋅m Mr≻Mov,满足要求。
挑梁下砌体局部受压承载力验算 η=0.7,γ=1.25,f=2.31MPa,
A1=1.2bhb=1.2×240×300=86400mm2, 取Nl=2×R, R为挑梁的倾覆荷载设计值。
Nl=2×[1.2×(挑梁自重+雨篷板恒载)+1.4×雨篷板活载] 11⎤=73.73kN=2×⎡1.2×(25×0.25×0.4×1.92+×4×3.6×1.92)+1.4××3×1.92×3.6⎢⎥22⎣⎦
<ηγfAl=0.7×1.25×2.31×86400=174.64kN,满足要求。
五、基础设计
根据地质资料,取-1.100处作为基础底部标高,此时持力层经修正后的容许承载力q=240kN/m2。γ=20kN/m3。采用砖砌刚性条形基础,在砖砌基础下做250mm厚灰土垫层,灰土垫层抗压承载力qcs=250kN/m2。当不考虑风荷载作
用时,砌体结构的基础均为轴心受压基础。
(1)计算单元
对于纵墙基础,可取一个1m为计算单元,将屋盖、楼盖传来的荷载及墙体、门窗自重的总和,折算为沿纵墙每米长的均布荷载进行计算。由于永久组合的荷载值较大,起控制作用,故按永久组合来考虑。
1、基础尺寸的确定
基础顶面单位长度内轴压取楼梯间的首层Ⅱ截面荷载永久值F=313.91kN标准值Fk=261.59kN弯矩Mk=0 b≥F261.59==1.21m2 fa-γGd240-20×1.2 取该基础承重墙下条形基础宽度b=1.3m
2、验算地基承载力 Gk=γGAd=20×1.3×1.1=28.6kN Fk+Gk261.59+28.6==239.63kpaA1.2
11313.63pn•a12=××(0.6−0.12)2=27.82kN⋅m221.3 313.63V=Pnb=×(0.6−0.12)=125.56kN,1.3 确定基础高度h=400mm V125.56确定基础高度:h===163mm。0.7βhft0.7×1.0×1.10M= 20=350mm>163mm,满足2 配筋计算:AS=M/0.9fyh0=27.82×106/(0.9×210×350)=421mm2,实际基础有效高度h0=400−40−
选用φ10@150,AS=628mm2,分布钢筋选用φ8@250. 由于楼梯间荷载最大,故楼梯间基础尺寸能满足其他部位墙体的承载力要求,此房屋的基础均取b=1.3m,埋深1.1m的基础
参考文献:
1、刘立新.砌体结构(第3版).武汉理工大学出版社.2007
2、中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2001).中国建筑工业出版社.2001
3、中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2002).中国建筑工业出版社.2002
4、中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范(GB50003-2001).中国建筑工业出版社.2002
5、中南地区建筑标准设计协作组办公室.中南地区建筑标准设计建筑图集.中国建筑工业出版社.2005