砌体结构毕业设计

'陕西省建工集团行政办公楼摘要砌体结构以砌体为主制作的结构称为砌体结构。采用砌体结构可以满足多层办公楼设计，利用混凝土梁，实现大开间。砌体结构在我国应用很广泛，这是因为它可以就地取材，具有很好的耐久性及较好的化学稳定性和大气稳定性，有较好的保温隔热性能。本次毕业设计根据设计任务书要求，完成了建筑设计和结构设计两部分内容。结构设计部分完成了（1）结构布置（2）楼面板、屋面板配筋计算（3）墙体高厚比、承载力及抗震验算（4）楼梯等部分构件设计。设计依据教材及相关规范。通过本次毕业设计将大学所学专业知识综合应用，熟悉了设计规范，掌握了结构计算方法和一定的施工图绘制技巧。本设计即为砌体多层办公楼的设计.该设计主体采用砖砌体,楼梯,基础,屋(楼)面板等采用现浇钢筋混凝土.结构采用纵横墙综合承重结构,并采用构造柱与芯柱以及圈梁的相结合的构造措施.设计的主要内容有(1)布局结构(2)墙体验算(3)抗震验算(4)构件设计.其中有板的设计,楼梯,雨篷,过梁的设计及基础的设计等.该设计是严格按照相关的规范完成的.关键词:屋面板配筋;楼面板;构造柱;圈梁43 ShaanxiconstructionengineeringgroupadministrativeofficebuildingAbstractMasonrystructuremadeofbrickmasonrystructuretomainlycalledmasonrystructure.Thebrickmasonrystructurecanmeetthedesignformultilayer-officebuildings,anditcanmakeabigroomwithconcretebeam。Masonrystructureiswidelyappliedinourcountry,thisisbecauseitcanuselocalmaterials,hastheverygooddurabilityandgoodchemicalstabilityandatmosphericstability,goodthermalinsulationperformance。Thisgraduationprojectbasedonthedesignspecificationtocompletetwoparts,thebuildingdesignandarchitecturedesign。Thebuildingdesignhavebeencompletedwitharrayingofstructure,caculatingforreinforcingbarsoffloorslabs,checkingforratioofheighttothickness,bearingcapacity,seismicresistance,anddesigningforthestairsandotherpartsofthestructures.Designisbasedontheteachingmaterialsandrelatedstandards。Throughthegraduationproject,weusedthekowledgewhichwestydiedintheuniversitysyntheticallyandwecanbefamiliarwiththemethodofdesigningspecificationsandthetechniquesofdrawing.Theconcretebuildingblockisaclaybrickofcardinalsupersedematerial,thereisthesocialbenefitofthesignificanceintheknotsoileconomyenergyandtheenvironmentalconservation.Thisdesignforthedesignthattheconcreteminiaturegoestogetherwiththeconcretereinforcingrodebuildingblocktocarvethecorpusmultistoryoffice.Thesaiddesignmasteradoptiongoestogetherwiththeconcretereinforcingrodebuildingblocktocarvecorpus,stairway,groundwok,thehouse(building)facingslabetc.theadoptionsprinklessteelconcretenow.Thestructureadoptionlongitudinaldirectiontransversalbrattishingcorpussynthesisacceptsheavystructure,andadoptthestructureperformancethatthestructurestanchioncombinestogetherwith43 thecorestanchionandbeltcourse,ringbeam.Thecardinalcontentsofthedesignhave(1)thestructurelayout(2)brattishingexperiencetocalculate(3)theanti-knockcheckingcomputation(4)structuralmemberdesign.Therearetheknotholedesign,stairway,thedesignofthelintelandthedesignofthegroundwoketc.amongthem.Thesaiddesignfollowsrelevantspecificationtoterminatestrictly.Keyword：Roofboardreinforcement;Floorpanel;Ringbeam;Corecolumn.43 目录摘要...............................................................ⅠAbstract...........................................................Ⅱ绪论................................................................1设计总说明..........................................................21`.结构设计内容.....................................................31.1主体结构设计方案.............................................31.2墙体布置方案.................................................31.3构造措施...........................................................31.1.3.1构造柱设置.............................................31.1.3.2圈梁设置...............................................31.4静力计算方案.................................................32.内力计算和构件设计..............................................42.1屋盖设计.....................................................42.1.1屋面板结构设计............................................42.1.2屋面梁结构设计............................................82.2楼盖设计....................................................112.2.1楼面板结构设计...........................................112.2.2楼面梁结构设计...........................................132.3楼梯间设计..................................................162.3.1楼梯斜板设计.............................................162.3.2平台板...................................................172.3.3平台梁...................................................173.墙体验算.......................................................193.1承重横墙计算...............................................193.1.1墙体底部荷载计算......................................193.1.2承载力验算............................................193.1.3承重纵墙计算..........................................193.2墙体高厚比验算.............................................213.2.1外纵墙高厚比验算......................................2143 3.2.2内纵墙高厚比验算......................................213.2.3横墙高厚比验算........................................224抗震计算........................................................234.1抗震设计检查................................................234.2抗震承载力验算..............................................234.2.1水平地震作用计算........................................234.2.2横墙抗震抗剪承载力验算..................................244.2.3纵墙抗震抗剪承载力验算..................................255构造柱和圈梁设置................................................325.1构造柱设置..................................................325.2圈梁设置....................................................326施工质量控制及检验..............................................337总结............................................................36主要参考文献.......................................................3743 绪论砌体结构的主要优点是：①容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石砌块可以用工业废料──矿渣制作，来源方便，价格低廉。②砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需特殊的保温措施。④砖墙和砌块墙体能够隔热和保温，所以既是较好的承重结构，也是较好的围护结构。砌体是包括多种材料的块体砌筑而成的，其中砖石是最古老的建筑材料，几千年来由于其良好的物理力学性能、易于取材、生产和施工，造价低廉，致今仍成为我国主导的建筑材料。住宅、办公楼等民用建筑中广泛采用砌体承重。所建房屋层数增加，5～6层高的房屋，采用以砖砌体承重的混合结构非常普遍，不少城市建到7～8层；70年代建成了高达12层的以砌体承重的住宅；在某些产石地区毛石砌体作承重墙的房屋高达6层；在工业厂房建筑中，通常用砌体砌筑围墙；中、小型厂房和多层轻工业厂房，以及影剧院、食堂、仓库等建筑的承重结构；可在地震设防区建造砌体结构房屋——合理设计、保证施工质量、采取构造措施。经震害调查和研究表明：地震烈度在六度以下地区，一般的砌体结构房屋能经受地震的考验；按抗震设计要求进行改进和处理，可在七度和八度设防区建造砌体结构的房屋。解放后我国在砌体结构方面有了很大的发展，解放以来我国砖的产量逐年增长，据统计1980年的全国年产量为1600亿块，1996年增至6200亿块，为世界其它各国砖每年产量的总和。全国基建中采用砌体作墙体材料约占90%左右。砌体结构发展趋势1、使砌体结构适应可持续性发展的要求。传统的小块粘土砖以其耗能大、毁田多，运输量大的缺点越来越不适应可持续发展和环境保护的要求。对其改革势在必行。发展趋势是充分利用工业废料和对方性材料。例如，用粉煤灰、炉渣、矿渣等垃圾或废料制砖或者板材，可变废为宝，用河泥、湖泥、海泥制砖等。2、发展高强、轻质、高性能的材料。发展高强、轻质的空心块体，能使墙体之中减轻，生产效率提高，保温性能良好，且受力更加合理，抗震性能也得到提高。发展高强度、高粘结胶合力的砂浆，能有效的提高砌体的强度和抗震性能。3、采用新技术、新的结构体系和新的设计理论。配筋砌体有良好的抗震性能。采用工业化生产、机械化施工的板材和大型砌块等可以减轻劳动强度、加快施工进度。对墙体加预应力也是一种有效的办法。43 设计总说明1、拟在临街一块地上兴建一栋行政办公楼，供一般办公用，结构形式采用砖混结构，总建筑面积约4000m2，层数4层，层高3.3，建筑用地见地形图，该工程临城市主要干道，立面处理力求简洁、明快和美观大方。2、自然条件：（1）、地质情况：表面为1m厚的杂填土，均匀性差，杂填土下为粘土层，其承载力为230KN/m²（2）、地震烈度：按8度设防,本建筑物按8度地震区Ⅱ类场地计算地震作用。（3）、地下水位：不考虑（4）、基本风压0.35KN/m2；基本雪压0.25KN/m23、结构设计内容：（1）结构选型1）结构承重体系选择2）楼盖、屋盖和圈梁结构选择3）墙体材料选定（2）结构布置和构造要求（3）结构计算：内容包括：1）墙身高厚比验算；2）荷载计算；3）墙体承载力计算；4)一层楼盖的配筋计算（包括楼面梁）；5）一部楼梯计算。6）横墙抗震抗剪承载力验算（选作）7）基础设计（选作）43 1结构设计内容1.1结构选型1.1.1主体结构：该建筑物四层，高度13.2m，层高3.3m<4m，房间的高宽比。体形简单，室内要求空间小，多为房间，所以采用砖混结构并且符合规范要求。1.1.2墙体方案及布置：（1）变形缝。由建筑设计知道该建筑物总长度46.8m<50m，可以不设置伸缩缝；工程地质资料表明，邻近无建筑物，没有较大差异的荷载，可不设置沉降缝；根据《建筑抗震设计规范》可以不设置防震缝。（2）墙体布置。该建筑物的功能要求房间的大小变化较多，而纵横墙承重方案既可以保证有灵活的空间布置，又有较大的空间刚度和整体性，为了结构布置的合理故采用纵横墙承重方案。（3）墙体材料。承重墙体采用240mm普通烧结砖砌筑，其余隔墙采用120mm。选用MU10普通烧结砖和M5混合砂浆砌筑（经计算后，再视需要调整否）。1.1.3多层砖混房的构造措施：（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Ф6@150，构造柱的做法是：将墙体先砌成大马牙搓（五皮砖设一搓），后浇筑混凝土。混凝土强度采用C20。（2）圈梁设置：各屋面，露面，基础上均设置圈梁。1.1.4静力计算方案：此建筑物的静力计算方案为刚性方案。因为横墙满足如下三项要求：A洞口的水平截面面积不超过横墙截面面积50%(,,)B横墙的厚度不小于240mm，此建筑物的横墙厚度为240mm。C横墙的长度不小于横墙总高度的1/2。（，）。楼盖类型为整体现浇式钢筋混凝土屋盖，其横墙最大间距，所以其静力计算方案为刚性方案。43 2内力计算和构件设计2.1屋盖设计2.1.1.屋面板结构设计现浇屋面板厚度：板跨长，两向跨长比<2，按双向板设计，最小厚度120mm，取h=120mm，此时，满足要求。A荷载计算防水层：三毡四油铺小石子0.4KN/m²找平层：15mm厚水泥砂浆0.3KN/m²找坡层：40mm厚水泥石灰焦渣砂浆3%找坡0.56KN/m²保温层：100mm厚沥青膨胀珍珠岩0.8KN/m²结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土3.0KN/m²抹灰层：10mm厚混合砂浆0.17KN/m²合计：5.23KN/m²恒荷载标准值：活荷载标准值：屋面荷载设计值：与以恒载为主的组合相比较：对非上人屋面其荷载效应是由恒荷载所控制:43 B屋面板设计板可以分为A、B、C三种类型，A、B为双向板（房间），C为单向板（走道）。a.A、B板的设计按实用的弹性计算方法：将荷载分为对称荷载和反对称荷载，按双向板内力系数表格查找弯矩系数，混凝土泊松比ν=0.2。其中对称荷载反对称荷载。。在对称荷载作用下，A区格两邻边简支，两邻边固定（图1.1.2）43 在对称荷载作用下，B区格按三边固定，一短边简支（图1.1.3）43 在反对称q’作用下，A、B区格均按四边简支考虑叠加相应位置跨中弯矩，而A、B共同边界处的支座可取平均值，配筋计算如表1.1.1屋面板配筋表截面位置A区格B区格A、B边界短向跨中长向跨中长向边界短向跨中长向跨中长向边界短向边界M（KN·m）5.5032.11-7.434.1461.275-5.396-7.829-9.649As(mm²)2159229017256210305387实配6@130（218）6@300(94.2)8@170(296)6@160(177)6@320(210)8@240(314)8@160(314)8@130(387)注：①.跨中短向及支座配筋按As=M/（0.9*fy*ho）,跨中长向按As=M/[0.9*fy*(ho-10)]计算。②.采用HRB335级钢筋，fy=300N/mm²。b.C区格按单向板计算，取跨中：取6@160（177mm²）43 2.1.2屋面梁计算（L1）屋面梁宽和高：梁长6600mm；取h=500mm。梁宽,取b=250mm。A、屋面板传至梁上荷载梁自重为合计为30.184KN/m²；按简支梁计算，选用HRB335级纵筋，C20混凝土。B、截面配筋计算：HRB33级钢筋fy=300N/mm²as=60mmas’=35mmho=500-60=440混凝土C20α1=1.0β=0.8fc=9.6N/mm²ft=1.1N/mmξb=0.55则应设计成单筋矩形截面，则受拉区钢筋325（1473mm²）,根据构造要求架立钢筋214。ρ满足要求C、斜截面承载力计算：HRB335级钢筋fc=9.6N/mm²ft=1.1N/mm²(1)复核截面尺寸：属于一般梁。∴截面尺寸符合要求。(2)判断是否按计算配置腹筋：43 ∴需要按计算配置腹筋。(3)只配箍筋而不配弯起筋采用Ф8@200。实有可以。箍筋配筋率：满足要求。则：L1梁的配筋见图1.1.4D、按正常使用极限状态验算：（1）裂缝宽度验算：对于C20混凝土，ftk=1.54N/mm²C=30mm对于HRB335级钢筋粘接特性系数γ=1.0deg=d=22mm,43 αcr=2.1则满足要求。E、挠度验算：Mk=134.27KN·m,θ=20矩形截面：跨中扰度：满足规范要求。43 2.2楼盖设计现浇楼盖板厚度：2.2.1楼面板结构设计板跨长，两向跨长比<2，按双向板设计，最小厚度120mm，取h=120mm，此时，满足要求。A、荷载计算水磨石地面（10mm面层,20mm水泥砂浆打底,素水泥浆结合层一道）0.65KN/m²地砖：0.25KN/m²结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土03.0KN/m²抹灰层：15mm厚混合砂浆0.255KN/m²合计：4.155KN/m²恒荷载：gk=4.155KN/m²活荷载：qk=2.0KN/m²楼面荷载设计值：以恒荷载为主的组合：取A、楼面板设计：与屋面板相似，分为A、B、C三种类型板。A、B为双向板，C为单向板。按双向板计算时其内力系数可查弯矩内力系数表，混凝土的泊松系数ν=0.2；其中对称荷载反对称荷载。。a.在对称荷载作用下，A区格两邻边简支，两邻边固定（图1.2.1）43 在对称荷载作用下，B区格按三边固定，一短边简支（图1.2.2）43 在反对称荷载q’作用下，A、B区格均按四边简支考虑叠加相应位置跨中弯矩，而A、B共同边界处的支座可取平均值，配筋计算如下表1.2.1楼面板配筋表截面位置A区格B区格C、B边界短向跨中长向跨中长向边界短向跨中长向跨中长向边界短向边界M（KN·m）6.152.392-6.704.921.642-4.87-7.06-8.4As(mm²)24010426119272190275327实配6@120（236）6@280(101)8@190(265)6@150(189)6@320(88.4)6@150(189)8@180(279)8@150(335)注：①.跨中短向及支座配筋按As=M/（0.9*fy*ho）,跨中长向按As=M/[0.9*fy*(ho-10)]计算。②.采用HRB335级钢筋，fy=300N/mm²。b.C区格按单向板计算，取跨中：As=175mm²取6@160（177mm²）43 2.2.2楼面梁设计梁宽和高：梁长6600mm；,取h=500mm。梁宽,取b=250mm。A、梁自重为作用于楼面梁上的荷载：恒荷载标准值；活荷载标准值；组合系数ψc=0.7;准永久值系数ψq=0.4按简支梁计算，选用HRB335级纵筋，C20混凝土。B、截面配筋计算：HRB33级钢筋fy=300N/mm²as=60mmas’=35mmho=500-60=440,混凝土C20α1=1.0β=0.8fc=9.6N/mm²ft=1.1N/mmξb=0.55则应设计成单筋矩形截面，则受拉区钢筋328（1847mm²）,根据构造要求选用架立钢筋214。ρ(满足要求)C、斜截面承载力计算：HRB335级钢筋fc=9.6N/mm²ft=1.1N/mm²43 (1)复核截面尺寸：属于一般梁。∴截面尺寸符合要求。(2)判断是否按计算配置腹筋：∴需要按计算配置腹筋。(3)只配箍筋而不配弯起筋采用Ф8@200。实有可以。箍筋配筋率：满足要求。则：楼面梁的配筋见图2.2.1.243 2.3楼梯间设计楼梯截面为,采用县教师楼板式楼梯，采用C25混凝土（fc=11.9N/mm²fy=1.27N/mm²）,平台梁的受力钢筋为HRB335级钢筋（fy=300N/mm²）,其余为HPB235级钢筋（fy=210N/mm²）。板底为20mm厚的混合砂浆抹灰，板面为20mm厚的水泥砂浆，金属档杆，楼梯活荷载为2.5KN/m²。取一个踏步（b=1140mm）为计算单元，恒荷载（板厚100mm，板带宽1.0m），保护层厚度C=20mm。2.3.1楼梯斜板设计（TB-1）2.3.1.1荷载计算荷载标准值：可变荷载q=2.5KN/m²面层荷载qz=1.7KN/m²永久荷载分项系数γc=1.20可变荷载分项系数γq=1.40准永久值系数Ψ=0.50踏步面层：踏步板自重：板底抹灰：栏杆自重：恒荷载标准值：恒荷载设计值:活荷载设计值：2.3.1.2斜板弯矩计算斜板的配筋计算混凝土C25ho=100-20=80mm43 每米板宽钢筋的面积为则配筋10@130（604mm²）2.3.2平台板平台板厚h=100mm,与斜板组成一整体板。2.3.3平台梁（PTL）计算由斜板传来的荷载梁侧抹灰自重总恒荷载28.08KN/m²2.3.3.1平台梁弯矩计算计算跨度取。平台梁配筋计算hf=70mm,受压翼缘宽度。。取bf’=450mm判别T形截面类别：属于第一类T形截面计算43 a.正截面承载力计算：受压区高度选取310（236mm²）b.斜截面承载力计算截面尺寸验算：箍筋计算只要按构造配箍筋：Ф6@180。43 3墙体承载力计算1-4层拟采用同样厚度。同样强度等级的砖和砂浆。故只需要对底层墙体进行计算，由于该屋外墙满足如下条件：（1）洞口水平截面面积小于全截面面积的2/3,(2)层高未超过4m，总高度未超过相应限值28m，（3）屋面自重不小于0.8KN/m².故在静力计算时不考虑风荷载。3.1承重横墙计算3.1.1墙体底部荷载（内力）计算取单位长度b=1m，墙厚h=0.24m。MU10普通烧结砖M5混合砂浆。f=1.5N/mm²Ho=H=3.8m作用于墙体底部荷载为：墙体自重及粉刷自重屋盖及楼盖荷载恒荷载标准值（乘以折减系数0.85）3.1.2承载力验算e=0则φ=0.714A=0.24m²γa=0.94满足要求3.1.3承重纵墙计算A、外纵墙受压承载力a.取窗间墙截面43 ht=276.7mmb.梁高h=450mm梁端有效支承长度：梁端支承反力Nl作用点：c.底层梁端支承处，按偏心受压考虑Nl=79.21(梁端处剪力设计值)上部传至该轴心荷载设计值则有φ=0.831d．底层底部按轴心受压考虑φ=0.90e.局部受压验算不考虑设置垫块，垫梁时，a=240mm.则由故Ψ=043 满足要求。A、内纵墙受压区承载力a．取③轴线处墙体,则满足要求。3.2墙体高厚比验算选择底层有代表性墙体进行验算。3.2.1外纵墙高厚比验算3.2.1.1底层：，该房屋的静力计算为刚度，因,由此可知μ1=1.0[β]=24满足要求。3.2.1.2窗间墙验算：S=3.6mS