多層砌體結構課程設計指導書及結構計算例項
編著者沈勇老師
一般情況下，結構設計師會在建築設計師進行建築方案設計時進入，以利於在滿足建築功能的前提下優化結構方案。完整的建築結構的設計應在建築施工圖的基礎上進行功能的因素。但是，有一些簡單的常規建築物也可以在建築方案圖的基礎上進行其結構設計。
在建築方案圖的基礎上進行結構設計時，對於未確定但又有可能影響建築功能的因素，結構設計師應與建築設計師溝通後才能確定，對於未確定但又對建築功能影響較小的因素，結構設計師可根據自己的設計經驗和常規做法確定。本課程設計為在建築方案圖的基礎上進行結構設計。
一、 設計依據
1、本次課程設計任務書。
2、本設計的建築方案見附圖。
3、採用規範和標準圖：《房屋建築製圖統一標準》（gb/t50001-2001），《建築結構製圖標準》（gb/t50105-2001），《建築結構荷載規範》（gb50009-2001），《砌體結構結構設計規範》（gb50003-2001），《混凝土結構設計規範》（gb50010-2002），《建築抗震設計規範》（gb50011-2002），《建築地基基礎設計規範》（gb50007-2002），《多層磚房抗震構造圖集》（西南03g601），《鋼筋混凝土過梁》（03g322-1），《冷軋帶肋鋼筋預應力混凝土空心板圖集》（西南g231/232）。
二、結構方案設計
（一）、結構平面布置：結構設計者應根據建築的使用和造型的要求，確定乙個相對合理的結構布置方案。結構布置基本原則為結構受力合理；傳力體系簡單明確。
結構平面布置內容包括承重牆布置；非承重牆布置；樓、屋面梁、板布置；樓、屋面圈樑、構造柱布置以及其它構件布置。承重牆的布置可根據具體情況選擇採用：
（1）、橫向承重體系——豎向荷載主要由橫向牆體承擔。其特點是橫牆是主要承重牆，橫牆間距較小，橫向剛度大，房屋整體效能好，適用於較小開間要求的宿舍、住宅、旅館等建築。橫向承重體系房屋是板沿房屋縱向布置，其荷載傳力途經為：
樓（屋）面板荷載→橫牆→基礎→地基。
（2）、縱向承重體系——豎向荷載主要由縱向牆體承擔。豎向荷載主要由縱向牆體承擔。其特點是縱牆是主要承重牆，橫牆間距較大，橫向剛度較差，能獲得較大空間，適用於教學樓、辦公樓、倉庫、中小型工業廠房等建築。
縱向承重體系房屋是板沿房屋橫向布置，其荷載傳力途經為：樓（屋）面板荷載→樓（屋）面梁→縱牆→基礎→地基。
（3）、縱橫向承重體系——豎向荷載縱橫向牆體均要承擔。其特點是鑑於橫向承重體系和縱向承重體系之間。適用於教學樓、辦公樓等建築。
縱橫向承重體系房屋是板沿房屋縱橫雙向布置，其荷載傳力途經為：樓（屋）面板荷載→縱橫牆→基礎→地基。
（二）、構件的材料及施工方法：從嚴格的意義上說，砌體結構實際上是一種混合結構。其牆體為砌體；而梁、板、圈樑、構造柱等構件為鋼筋混凝土。
牆體所用塊材一般為地方材料，應根據各地方的常用材料或地方法規而確定。成都地區常用燒結普通磚和燒結多孔磚。用燒結普通磚和燒結多孔磚砌築的砌體，其計算方法和構造規定基本上是一致的。
為了節約耕地，目前燒結多孔磚逐漸代替燒結普通磚。燒結多孔磚和燒結普通磚常用的強度等級為mu10和mu15。塊體砌築用砂漿有水泥砂漿和混合砂漿，室內地坪以下用水泥砂漿，而室內地坪以上用混合砂漿，砂漿常用的強度等級為m5以上。
由於砌體結構的圈樑和構造柱一般採用c20混凝土，而砌體結構的現澆鋼筋混凝土構件通常受力較小，故也通常採用c20混凝土。惟獨陽台挑樑在選用混凝土強度等級時要注意，有時，陽台挑出長度較大或受力較大，同時樑高受到建築的限制，此時，選用c30混凝土較為合適。一般現澆梁主筋常採用熱軋鋼筋hrb335；箍筋常採用熱軋鋼筋hpb235；現澆板、樓梯構件及非結構構件常採用熱軋鋼筋hpb235。
預製構件一般選用國標圖集和地方標準圖集。
（三）、房屋靜力計算方案：根據房屋的空間工作效能，房屋的靜力計算方案分為剛性方案、剛彈性方案和彈性方案，設計時，應按《砌體結構結構設計規範》中表4.2.
1之規定內容確定。一般情況下，由於橫向承重體系的橫牆間距較小，且橫牆一般滿足剛性方案房屋的橫牆要求（《砌體結構結構設計規範》中第4.2.
2條），故通常可按剛性方案房屋計算。
對於多層剛性方案房屋，其牆、柱計算簡圖為：在豎向荷載作用下，牆、柱在每層層高範圍內，可近似的視為兩端鉸支的豎向構件。對本層的豎向荷載，應考慮對牆、柱的實際偏心影響，當梁支承於牆上時，樑端支承壓力nl到牆內邊的距離，應取樑端有效支承長度a0的0.
4倍。又上面樓層傳來的荷載，可視作作用於上一樓層的牆、柱的截面重心處。在水平荷載作用下，牆、柱可近似的視為豎向連續梁。
當房屋外牆符合《砌體結構結構設計規範》中第4.2.6條之要求時，可不考慮風荷載的影響。
例項本工程為住宅建築，採用橫向承重體系。
本工程牆體材料選用： 0.00公尺標高以下採用mu15燒結普通磚、m15水泥砂漿砌築； 0.
00~6公尺標高採用mu15燒結普通磚、m10混合砂漿砌築；6公尺標高以上採用mu15燒結普通磚、m5混合砂漿砌築。現澆構件採用c20混凝土；現澆梁主筋採用熱軋鋼筋hrb335；箍筋採用熱軋鋼筋hpb235；其餘現澆構件鋼筋採用熱軋鋼筋hpb235。除廚房、衛生間、陽台樓（屋）面板採用現澆外，其餘樓（屋）面板選用標準圖集，過梁選用標準圖集。
本工程主要採用裝配式無檁體系鋼筋混凝土樓（屋）蓋，且最大橫牆間距為s=4.8公尺＜32公尺，橫牆滿足《砌體結構結構設計規範》中第4.2.
2條的要求。故房屋靜力計算方案為剛性方案。
外牆每層最大洞口水平截面總面積（a軸線）為：[(1.8+3+0.75) 4+1.82] 0.24=6.192(m2)
外牆每層水平截面總面積（a軸線）為： 46.240.24=11.1(m2)
外牆洞口水平截面面積6.192(m2) ＜外牆全截面面積11.1(m2)的2/3=7.
4(m2)；層高3公尺＜4公尺；房屋總高度18.95公尺＜28公尺；基本風壓為0.3kn/m2＜0.
4kn/m2；屋面自重顯然大於0.8kn/m2。故本工程不需考慮風荷載的影響。
單元結構平面布置詳圖-1
圖-1單元結構平面布置簡圖
三、結構計算
砌體結構的結構計算內容主要有基本荷載計算、牆體計算、樓（屋）構件計算和基礎計算。對於有抗震要求的砌體結構還需作牆體的抗震驗算，由於牆體的抗震驗算的方法與一般的牆體計算不同，故牆體的抗震驗算通常單獨進行。通常情況下，基礎計算也單獨在最後進行。
（一）、基本荷載計算
1、樓（屋）面永久荷載計算：按建築的做法和結構層的做法計算平面均布荷載，單位為kn/m2。
2、樓（屋）面可變荷載計算：按《建築結構荷載規範》的規定確定不同功能房間的使用荷載，單位為kn/m2。當有特殊功能要求而在《建築結構荷載規範》中查不到相應的使用荷載時,應根據房間的實際使用荷載值取用。
（二）、牆體計算
1、牆、柱高厚比驗算：一般在建築中選用對牆、柱高厚比驗算不利的部分牆、柱來驗算，當選用的牆、柱高厚比滿足要求時，其餘牆、柱高厚比自然也滿足要求。從牆、柱高厚比的驗算公式來看，當其它條件相同時，牆、柱厚度越小越不利；牆、柱計算高度越高越不利；牆體水平兩端約束距離越大越不利；牆體上洞口寬度越寬越不利。
2、牆、柱強度計算：牆、柱強度計算理論上包括受壓、區域性受壓、受拉、受彎、受剪等內容。牆、柱的受拉、受彎情況一般出現在特殊建築中，如圓形水池壁、擋土牆等，而牆、柱的受剪情況一般是由於有水平荷載作用，當多層砌體結構不考慮風荷載的影響時，對於有抗震要求的砌體結構，牆、柱的受剪計算就放在牆體的抗震驗算時進行。
所以，一般多層砌體結構的牆、柱強度計算只需做牆、柱的受壓和區域性受壓計算。而多層住宅類砌體結構的牆以承受豎向荷載為主，一般偏心距較小，可近似按軸心受壓構件計算。除非結構中有大跨度的梁，否則，一般多層住宅類砌體結構可不驗算牆體的區域性受壓能力。
3、樓（屋）構件計算：一般情況下，首先進行預製構件的選型，其次進行現澆構件的計算。當按相應的標準圖選用預製構件時，設計者一定要先仔細閱讀所用標準圖的設計和選用說明，以確定該標準圖是否適用於本工程，以及確定正確的選用方法。
現澆構件的計算按鋼筋混凝土構件的計算原則進行，注意，懸挑構件（如挑雨棚、陽台挑樑）除計算其強度外，還必需進行抗傾覆驗算。
例項（一）、基本荷載計算
1、屋面永久荷載標準值和可變荷載
1)、上人屋面永久荷載標準值 25厚混凝土預製塊0.02525=0.625 (kn/m2)
20厚水泥砂漿結合層0.0220=0.4 (kn/m2)
一布四塗氯丁膠乳瀝青防水層0.3 (kn/m2)
25厚水泥砂漿找平層0.02520=0.5 (kn/m2)
平均90厚水泥焦渣找坡層 0.0914=1.26 (kn/m2)
15厚混合砂漿天棚0.01517=0.255 (kn/m2)
合計：3.34 (kn/m2)
180厚預應力空心板/120厚預應力空心板/100厚現澆板 2.76 (kn/m2)/ 2.0 (kn/m2) /2.5 (kn/m2)
合計：6.1(kn/m2)/ 5.34 (kn/m2) / 5.84 (kn/m2)
上人屋面可變荷載標準值頂2.0 (kn/m2)
2）、非上人屋面永久荷載標準值 20厚水泥砂漿保護層0.0220=0.4 (kn/m2)
一布四塗氯丁膠乳瀝青防水層0.3 (kn/m2)
砌體結構課程設計指導書
目錄課程設計任務書3 一 房屋結構承重方案6 二 房屋靜力計算方案6 三 荷載統計6 四 牆體的高厚比驗算7 五 牆體承載力計算7 六 牆下條形基礎設計18 七 過梁計算20 八 挑樑計算22 九 抗震計算23 一十 平面圖 剖面圖 計算單元27 砌體結構課程設計 一 設計資料 某四層磚混教學樓其平...
砌體結構課程設計指導書
指導書土木教研室 2015.9 民用房屋牆體及條形基礎設計 1 本課程設計的基本要求 1 根據房屋的使用性質和各種承重方案的特點，選擇合理的承重方案，進行牆體布置，同時根據材料的 情況，選擇砌體的型別。2 根據屋 樓 蓋類別和橫牆間距確定房屋的靜力計算方案，然後縱 橫牆進行高厚比驗算。對於帶壁柱或帶...
混凝土與砌體結構設計課程設計指導書
課程設計指導書 系 院 建築工程學院 課程名稱混凝土與砌體結構設計 課題名稱框架結構設計和牆體設計 專業班級土木0701 02 03 土木0781 82 83 84 指導教師彭利英王軍 審批下達日期2010年5月16日 建築工程學院 框架結構設計課程設計指導書 一 結構布置方法 1 結構布置的一般原...