多層磚混結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計

多層磚混結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計第一頁，共25頁。標(biāo)題主標(biāo)題：多層磚混結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計指導(dǎo)老師:學(xué)生姓名：院系：土木工程學(xué)院時間:二00四年六月第二頁，共25頁。內(nèi)容摘要本結(jié)構(gòu)依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計。整個設(shè)計步驟主要分為7大部分：樓板設(shè)計、斜屋面板設(shè)計、樓梯設(shè)計、墻體抗壓承載力驗算、抗震驗算、基礎(chǔ)設(shè)計、陽臺及構(gòu)件設(shè)計。在設(shè)計中使用了PKPM軟件，分別對架空層和一層墻體進(jìn)行了高厚比、抗壓承載力、水平地震作用下墻體抗剪承載力。經(jīng)過手算和部分電算結(jié)果表明該住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足安全性、可靠行要求。第三頁，共25頁。目錄1.工程概況2.樓板設(shè)計3.斜屋面板設(shè)計4.樓梯設(shè)計5.墻體抗壓承載力要求6.抗震驗算7.基礎(chǔ)設(shè)計8.陽臺及構(gòu)件設(shè)計9.參考文獻(xiàn)10致謝第四頁，共25頁。1工程概況本工程為多層磚混民用住宅。建筑層數(shù)為六層、建筑高度為20.38m，基底占地面積為574.33㎡、總建筑面積3470.0㎡。抗震等級三級，抗震設(shè)防烈度7度、場地類別為Ⅱ類，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年。本工程為二類建筑，耐火等級為二級，工程±0.00同絕對標(biāo)高13.38m。建筑主要承重材料為KP1多空磚、架空層以上隔墻采用輕質(zhì)120ALC板?；A(chǔ)采用C15混凝土，其它均為C20，鋼筋使用HPB235、HRB335本工程施工質(zhì)量等級為B級第五頁，共25頁。2樓板設(shè)計1、樓板采用現(xiàn)澆樓板，民用住宅雙向板最小板厚為80mm,本工程樓板厚用板厚100mm2、荷載計算:根據(jù)現(xiàn)澆板厚、面層厚及日后使用要求（如鋪設(shè)地板）等因素，確定樓板的恒荷載為3.58kN/m2，再從《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》查得民用建筑樓面均布活荷載2.0kN/m2第六頁，共25頁。樓板設(shè)計3、此房屋為對稱結(jié)構(gòu)，經(jīng)觀察可選擇軸①－?部分結(jié)構(gòu)為代表單元計算。在此部分中設(shè)了3根梁，通時為了計算簡便將板在樓梯間處做一些調(diào)整，這樣做是偏于安全的。具體調(diào)整及布置見圖1.4確定板的類型：根據(jù)劃分的單元格，經(jīng)計算各單元格的長短跨比均小于2.0（按彈性理論）故板應(yīng)按雙向板設(shè)計。雙向板的撓度沒另做計算因板厚符合h/L≥1/50的要求。第七頁，共25頁。樓板設(shè)計5、彎矩計算：按彈性理論計算，多跨連續(xù)雙向板的實用計算法?？紤]活荷載的最不利布置。求跨中最大彎矩需活荷載按棋盤式布置，此種荷載布置可看成式滿布荷載g+q/2和間隔布置±q/2兩種情況之和。G+q/2布置時內(nèi)支座視為固端，q/2時為簡支。樓蓋周邊按簡支考慮。求支座負(fù)彎矩近似滿布活荷載，按g+q求得。當(dāng)求得的相鄰區(qū)格在同一支座的負(fù)彎矩不相等時，取絕對值較大值。第八頁，共25頁。樓板設(shè)計6.計算跨中彎矩時要考慮垂直方向彎矩的影響，計算彎矩時引入泊松比ν=0.2。在按實用計算法求跨中彎矩時，個別板塊的相鄰跨度比值Lmin/Lmax<0.75，產(chǎn)生計算誤差。因此需對個別板跨中彎矩進(jìn)行調(diào)整。7.板截面設(shè)計：考慮短跨方向受力比長跨方向受力大故將短跨方向鋼筋放在長向鋼筋下。配筋內(nèi)力臂系數(shù)取γs=0.95?；炷翉?qiáng)度為C20，鋼筋均用

Ι級鋼。根據(jù)理論值算的彎矩配筋面積較小，考慮到施工中的缺陷，及日后的實用情況。加大配筋面積.并保證板的配筋率在0.8%內(nèi)(按照我國的第九頁，共25頁。樓板設(shè)計的經(jīng)驗，板的經(jīng)濟(jì)配筋率約為0.3%－0.8%）8、樓面梁設(shè)計：在確定雙向板傳給支撐梁得荷載時，根據(jù)傳遞路徑最短的原則按下圖方式進(jìn)行傳遞。由圖可知短跨方向梁承受三角形分布荷載，長跨方向承受梯形分布荷載。選擇受力較大梁L1作設(shè)計。L1分別承受由A取傳來的梯形分布荷載和D取傳來的三角形分布荷載如圖2。8.1分別計算兩種荷載形式引起的跨中、支座彎矩和支座剪力。第十頁，共25頁。樓面設(shè)計（L1設(shè)計）1）、將梯形和三角形分布荷載轉(zhuǎn)為等效均布荷載，其是根據(jù)支座彎矩相等的條件得出的，求出支座彎矩。再根據(jù)實際分布情況求出跨中彎矩和支座剪力。最后將兩種形式算得的值及梁自重產(chǎn)生的荷載疊加?？紤]內(nèi)力塑性重分布，調(diào)幅支座彎矩并將梁跨中彎矩擴(kuò)大.2）、算梁跨中彎矩時考慮梁和樓板形成T形梁，故需按T形梁計算跨中配筋。梁支座配按普通梁配筋3）、斜截面承載力驗算：首先確定梁是否是一般梁，再根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級確定βc取值C50以下βc=0.8。當(dāng)根據(jù)公式0.25βcfcbho算得的值大于梁支剪力時截面符合要求，否則重新確定截面尺寸。經(jīng)計算L1截面符合要求。再驗算梁截面是否需要配筋：0.7ftbho=0.7×1.1×240

×265＝48.97>33.52kN即只須構(gòu)造配筋，配完箍筋需驗算是否滿足最小配箍率的要求。樓面其它梁計算方法相同。第十一頁，共25頁。樓面設(shè)計9、一層板、荷載布置及配筋方式均同標(biāo)準(zhǔn)層10、夾層在C區(qū)格處由樓層板改為平臺。設(shè)計時將將其視作上人屋面計算。查得規(guī)范活荷載取2.0kN/m2.由于平臺恒載改變需另外計算板配筋。在夾層有2400×1300的洞口。因此在洞口長邊處設(shè)置一550×100的暗梁（AL1).取暗梁的計算跨度為3.0m。其承受相鄰一半板的荷載。求出暗梁彎矩值12.43kNm,考慮彎矩較大。采用雙筋截面配筋計算。計算書中Mu2相當(dāng)于單筋梁所承受的彎矩。樓梯間頂板配筋X向由C區(qū)格板筋拉通，Y向配φ8@180。考慮到開洞的影響，F(xiàn)、G區(qū)格Y向跨中彎矩增大，故需加大配筋。第十二頁，共25頁。3斜屋面板設(shè)計1、屋面現(xiàn)澆板厚取120mm，屋面傾角tgα=0.5。同樓面板一樣，對屋面板進(jìn)行一定的劃分，選代表性部分作為計算單元。具體做法如圖52、荷載計算：將屋面斜向均布荷載轉(zhuǎn)化為水平均布荷載。此屋面為不上人屋面，取活載值0.6kN/m2。算得屋面恒載設(shè)計值為5.53kN/m2,屋面活載設(shè)計值為1.0kN/m23.板彎矩計算：在計算屋面板彎矩時暫不考慮老虎窗和屋頂窗的影響。計算板彎矩仍采用連續(xù)多跨雙向板的實用計算法計算。由于活載值較小，不對算得的跨中彎矩調(diào)整。其具體計算過程同屋面板4、板配筋計算：板采用雙層雙排雙向配置。長跨向鋼筋置于短跨向鋼筋上。因板面受環(huán)境因素影響較大，板面鋼筋第十三頁，共25頁。斜屋面設(shè)計不宜斷開，若斷開需另加溫度筋。屋面板采用C20混凝土、φ8鋼筋、內(nèi)力臂系數(shù)γs=0.955屋面梁設(shè)計：設(shè)計中將梁兩相鄰板各一半板荷載傳給梁，這樣算得的梁的彎矩偏大。同樣考慮內(nèi)力重分布影響，在暗彈性理論求得支座彎矩的基礎(chǔ)上，對值座彎矩進(jìn)行調(diào)幅，再計算梁跨中彎矩。根據(jù)調(diào)幅后的值進(jìn)行配筋，并驗算斜截面承載力6、老虎窗設(shè)計;主要計算老虎窗頂板、上翻梁及老虎窗墻下暗梁(AL2).老虎窗按單個雙向板設(shè)計，取較大的板塊計算。上翻梁承受梁自重、窗重第十四頁，共25頁。斜屋面設(shè)計（0.3kN/m2）和梁軸線至?間板的荷載，并將荷載傳給AL2.上翻梁按普通梁設(shè)計。老虎窗墻下暗梁主要承受梁邊板荷載和老虎窗墻傳的荷載計算時假設(shè)老虎窗墻等高，均為最大處1.48m。將屋面荷載則折算成水平荷載計算。則暗梁主要承受的均布線荷載如圖6。求出跨中彎矩為24.76KNm。因彎矩較大，故采用雙筋截面配筋。在屋脊板折處存在負(fù)彎矩。經(jīng)計算將板面鋼筋在此處拉通即客滿足受力要求。在板折下部按一下方法配筋，以滿足構(gòu)造要求。屋面窗洞口按構(gòu)造要求沿邊上下各放置3φ12筋。

第十五頁，共25頁。4樓梯設(shè)計1、考慮樓梯跨度不大，采用板式樓梯梯板采用C20混凝土、HPB235，梯梁縱筋采用HRB335。2、梯段板按斜放的簡支梁計算，它的正截面是與梯段板垂直的。樓梯的活荷載是按水平投影面布的。將板上斜向荷載轉(zhuǎn)化為水平均布荷載，并取1m板寬作為計算單元。其后計算方法同單向板。斜板內(nèi)分布筋采用φ8筋，每級踏步配兩根。樓梯采用兩種梯板分別進(jìn)行配筋驗算

3、平臺板按單向板設(shè)計第十六頁，共25頁。樓梯設(shè)計4、平臺梁設(shè)計的設(shè)計與一般梁相同。TL1計算中求梯板傳荷時，考慮較大荷載即由TB1傳來荷載沿梁全長布置5、樓梯間?軸休息平臺梁TL3、TL4設(shè)計。將TL以上層高范圍內(nèi)的墻體自重及平臺荷載全由本層TL承擔(dān)，并傳給樓梯間構(gòu)造柱。TL3、TL4按普通梁設(shè)計。算得結(jié)果中考慮TL4下無墻的不利影響加大配筋。6、由于樓梯平臺梁TL1、TL2直接擱在墻上，需進(jìn)行局部承載力驗算。具體驗算過程系數(shù)據(jù)涵義見計算書第十七頁，共25頁。墻體抗壓承載力驗算1、根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)求出孔洞率為25%的空心磚的密度γ＝[1-q/2]×19＝16.525kN/m3,考慮砂漿灌注取γ=17KN/m3。墻體每側(cè)抹15厚水泥砂漿，則求出240墻重4.68kN/m2370墻重6.89kN/m2,在架空層和一層考慮文化石飾面因素，外墻加0.5kN/m22、確定房屋的靜力計算方案，且滿足要求靜力計算可不考慮風(fēng)荷載的影響。3、根據(jù)砂漿墻度等級確定墻的允許高厚比，本工程砂漿強(qiáng)度≥7.5，查得[β]=26第十八頁，共25頁。墻體抗壓承載力驗算選擇幾片不利墻段做高厚比驗算：4、承載力驗算：首先根據(jù)雙向板的傳力原則，計算出各層樓板傳給各片墻的線荷載，具體結(jié)果列于計算書表10。表中數(shù)值均為標(biāo)準(zhǔn)值，這些值不僅是接下來驗算抗壓承載力的依據(jù)，也為后面算基礎(chǔ)頂面受荷提供了依據(jù)。選擇?～②⑤的窗間墻及?～??橫墻做承載力驗算。4.1對于窗間墻首先確定計算單元寬度和受荷寬度、選擇兩個控制截面，然后分別計算墻體自重及各層樓板傳給此墻體的力，并算出各層墻體上有效支撐長度第十九頁，共25頁。墻體抗壓承載力驗算4.2分別驗算五層、一層和架空層的控制截面的承載力。在驗算過程中根據(jù)《荷載規(guī)范》對活荷載進(jìn)行了折減。4.3對于橫墻：取1m作為計算單元。近似按軸壓計算?？刂平孛孢x擇墻底部截面經(jīng)驗算抗壓承載力滿足要求。第二十頁，共25頁。6抗震驗算1、本工程設(shè)防列度為7級,場地類別為Ⅱ類，為丙類建筑。將夾層近似按層高1.4m的結(jié)構(gòu)層計算2、檢查是否滿足抗震設(shè)計一般規(guī)定要求

3、荷載資料：列出陽臺、墻體、飄窗自重，并對樓面和屋面恒活載進(jìn)行組合4、重力荷載代表值計算：5、水平地震作用及樓層地震剪力：6、抗震承載力驗算：分別驗算五層和一層⑦軸橫墻及?軸縱墻：此結(jié)構(gòu)為剛性樓蓋房屋，且各墻的高度和材料相同。因此樓層水平地震剪力可按各抗震墻的橫截面面積比例分配

第二十一頁，共25頁。7基礎(chǔ)設(shè)計1、計算出各段基礎(chǔ)頂部承受上部荷載，由于部分上部墻體與架空層墻體存在偏心，因此計算時應(yīng)考慮偏心引起的彎矩對其下基礎(chǔ)的影響。其它基礎(chǔ)均按軸壓計算。荷載豎向傳導(dǎo)時考慮活荷載折減。2、基礎(chǔ)設(shè)計

:確定基礎(chǔ)形式、基礎(chǔ)埋深、根據(jù)地基承載力特征值求出地基承載力設(shè)計值,（先假設(shè)基礎(chǔ)寬度＜3）,選兩組荷載做基礎(chǔ)設(shè)計第二十二頁，共25頁。8陽臺及構(gòu)件設(shè)計1、陽臺屋面柱設(shè)計2、陽臺空調(diào)板設(shè)計3、一～五層陽臺設(shè)計

3.1、陽臺板設(shè)計

3.2、陽臺拉梁設(shè)計

3.3、陽臺挑梁4、六層陽臺挑梁設(shè)計5、挑梁抗傾覆驗算6、圈梁兼做過梁設(shè)計7、構(gòu)造柱及圈梁配筋

第二十三頁，共25頁。9參考文獻(xiàn)[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-2001).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50001-2001).北京：中國計劃出版社，2001[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB50105-2001).北京：中國計劃出版社，2001[4]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002[5]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001[6]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002[7]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50003-2001).北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002[