一. 前言
1.1. 選題的依據及課題的意義
砌體是包括多種材料的塊體砌築而成的,其中磚石是最古老的建築材料,幾千年來由於其良好的物理力學效能、易於取材、生產和施工,造價低廉,至今仍成為我國主導的建築材料.三層聯排別墅由於層高比較低,使用砌體結構可以有效的降低成本。同時新產品新工藝的不斷出現,它的實施,對促進我國砌塊結構向高檔次發展具有重要作用。
1.2. 國內外研究概況及發展趨勢(含文獻綜述)
目前我國的砌體材料和發達國家相比,強度低、耐久性差,我國的砌體材料普遍存在著自重大、強度低、生產能耗高、毀田嚴重、施工機械化水平較低,和耐久性、抗震效能較差等弊病。因此要針對這些問題開展下列方面的工作:要積極開發節能環保形的新型建材;發展高強砌體材料;繼續加強配筋砌體和預應力砌體的研究;加強砌體結構理論的研究.
1.3.研究內容及實驗方案
① 建築設計部分:
a. 建築方案及設計:編制建築設計說明書.
b. 設計建築平面、立面、剖面的設計;完成底層平面圖,標準層;屋蓋平面圖;側立面圖;剖面圖.
c. 主要部位的建築構造設計及材料作法:完成外牆大樣圖;;樓梯大樣圖;材料做法表;門窗表.
② 結構設計部分:
a. 確定結構方案:包括上部結構方案與布置;樓蓋結構方案與布;基礎方案與布置等.編制結構設計說明書.
b. 結構設計計算:基礎計算、陽台挑樑計算、樓梯計算、雨
蓬計算等.
c. 繪製結構構件施工圖:基礎平面及配筋圖;層結構平面圖;屋蓋結構平面圖;梁結構配筋圖;結構平面節點詳圖;柱、梁截面配筋圖.
d. 用結構設計軟體進行整體的驗算.
二. 結構方案
2.1 . 主體結構設計方案
該建築物層數為三層,總高度為10.880m,層高3.0m<4m;房屋的高寬比10.
880/13.800=00.788<2;體形簡單,室內要求空間小,多為房間,橫牆較多,所以採用磚混結構能基本符合規範要求。
2.2. 牆體方案及布置
(1) 變形縫:由建築設計知道該建築物的總長度45m<60m,可不設伸縮縫。工程地質資料表明:
場地土質比較均勻,領近無建築物,沒有較大差異的荷載等,可不設沉降縫;根據《建築抗震設計規範》可不設防震縫。
(2) 牆體布置:應當優先考慮橫牆承重方案,以增強結構的橫向剛度。大房間梁支撐在內外縱牆上,為縱牆承重。
縱牆布置較為對稱,平面上前後左右拉通;豎向上下連續對齊,減少偏心;同一軸線上的窗間牆都比較均勻。個別不滿足要求的區域性尺寸,以設定構造拄後,可適當放寬。根據上述分析,採用以橫牆承重為主的結構布置方案是合理的。
(3) 牆厚(初擬底層外牆厚為240mm,其餘隔牆為90。
2.3. 多層磚混房屋的構造措施
(1) 構造柱的設定:構造柱的設定見圖。除此以外,構造柱的根部與地圈樑連線,不再另設基礎。
在柱的上下端500mm範圍內加密箍筋為φ6@150。構造柱的做法是:將牆先砌成大馬牙槎(五皮磚設一槎),後澆構造柱的混凝土。
混凝土強度等級採用c20。具體做法見詳圖。
(2) 圈樑設定:各層、屋面、基礎上面均設定圈樑。橫牆圈樑設在板底,縱牆圈樑下表面與橫牆圈樑底表面齊平,上表面與板麵齊平或與橫牆表面齊平。
當圈樑遇窗洞口時,可兼過梁,但需另設定過梁所需要的鋼筋。
三. 結構計算
3.1. 現澆板的荷載計算與選型
樓面地磚:20×0.04=0.8kn/m
板自重:2 .0kn/m (d=80mm)
15mm混合砂漿天棚抹灰:0.15×2=0.3 kn/m
0.8+2.0+0.3 = 3.1 kn/m, =2.00 kn/m
樓蓋布置見詳圖
3.2. 連續梁的計算與設計
混凝土採用c20, = 9.6 n/mm;鋼材採用ⅱ級鋼,
3.2.1. 計算單元及梁截面尺寸的確定
=×3600=350—400 mm
取h=400mm。
b==250~167 mm
取b=250mm。
3.2.2. 計算簡圖的確定
計算跨度: 60 = +a=(5640-240)+240=5640mm
1.05=1.05×(5640-240)=5670mm
取小值= 5160mm。
3.2.3.荷載設計值
板傳來的恆載標準值:
3.1×3.0=9.3kn/m
板傳來的活載標準值:
2.0×3.0=6 kn/m
梁自重標準值:
0.25×0.4×25+0.02×0.25×20+0.02×0.4×20×2=3.298 kn/m
設計值:
(4.672+9.3+3.298)×1.2+6×1.4=29.124 kn/m
3.2.4.內力計算
×29.124×5.64=115.80knm
×29.124×5.4=78.635kn
3.2.5. 截面配筋計算
hrb335, =300,
按單筋底面計算:
ξ=1-
由=選筋φ21(1039mm)
(滿足要求)。
3.2.6.斜截面承載能力計算
hrb335, = 9.6 n/mm,=1.10 n/mm
1. 複核截面尺寸:,屬一般梁
截面尺寸符合要求。
2. 判斷是否按計算配置腹筋
∴不需配置腹筋
配置箍筋 φ6,s=300mm; 架立筋 2φ10
配箍率:
所以箍筋間距符合要求。
設定架立筋 2φ10
3.3. l-2單跨梁的計算與設計
混凝土採用c20, = 9.6 n/mm;鋼材採用ⅱ級鋼,
3.3.1. 計算單元及梁截面尺寸的確定
=×3600=350—400 mm
取h=350mm。
b==250~167 mm
取b=250mm。
3.3.2. 計算簡圖的確定
計算跨度: = -a=3600-240=3360mm
取= 3360mm。
3.3.3. 荷載設計值
牆體傳來的恆載標準值:
(3-0.08)×5.24=15.3 kn/m
板傳來的恆載標準值:
3.1×(1050+2700)=11.625 kn/m
板傳來的活載標準值:
2.0×3.75=7.5 kn/m
梁自重標準值:
0.25×0.35×25+0.02×0.25×20+0.02×0.35×20×2=2.09 kn/m
設計值:
(15.3+11.625+2.09)×1.2+7.5×1.4=45.318 kn/m
3.3.4. 內力計算
×45.318×3.36=63.95 knm
×45.318×3.36=76.13 kn
3.3.5. 截面配筋計算
hrb335, =300,
按單筋底面計算:
ξ=1-
由=選筋2φ20+1φ18(882mm)
(滿足要求)。
3.3.6. 斜截面承載能力計算
hrb335, = 9.6 n/mm,=1.10 n/mm
① 複核截面尺寸:,屬一般梁
截面尺寸符合要求。
② 判斷是否按計算配置腹筋
∴不需配置腹筋
配置箍筋 φ6,s=300mm; 架立筋 2φ10
配箍率:
所以箍筋間距符合要求。
設定架立筋 2φ10
梁配筋圖
3.4. 牆體驗算
3.4.1.牆體高厚比驗算
1) 靜力計算方案的確定:因橫牆間距s=2×3.0=6.0m,樓(屋)蓋為裝配式鋼筋砼樓(屋)蓋,故房屋的靜力計算方案為剛性方案。
2) 外縱牆高厚比驗算
牆體的計算高度,底層: 。其他樓層,牆計算高度,牆厚0.24m,承重牆取。
有窗戶的牆允許高厚比 : ;
[β]允許高厚比,查表得: m7.5時,[β]=26。
底層高厚比驗算:
(滿足);
三層高厚比驗算:
(滿足);
3) 內縱牆高厚比驗算
牆體的計算高度,底層:
滿足);
4) 橫牆高厚比驗算
內橫牆:一層
三層 外橫牆:一層
三層故滿足要求。
3.4.2.縱牆的承載力驗算
1)選定計算單元
在房屋層數、牆體所採用材料種類、材料強度、樓面(屋面)荷載均相同的情況下,外縱牆最不利計算位置可根據牆體的負載面積與其截面面積的比值來判別。
最不利窗間牆垛的選擇
相等,取開間大的為計算單元,即取⑦⑨軸線間的縱牆為計算單元。
2 ) 荷載計算
縱牆的承載力驗算:
屋面荷載:
10 厚1:2.5 水泥砂漿結合層0.2
20 厚1:2.5 水泥砂漿保護層0.4
20厚瀝青防水層0.35
25mm厚1:3水泥砂漿找平層0.5
100mm厚現澆鋼筋混凝土板2.5
陶粒混凝土找坡21.414
15mm厚混合砂漿天棚抹灰
梁及梁上抹灰:
25×0.5×0.25×3.3+20×(0.02×0.25+2×0.5×0.02)×3.3=10.875kn
基本風壓為0.35< 0.7,故不考慮風荷載影響。
由《荷載規範》,雪荷載
, 故取0.7。
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