河北工业大学土木工程学院建筑工程专业砌体结构课 程 设 计 指 导 书2013年 12 月一、设计课题说明本课程设计是为了让学生掌握砌体结构房屋设计方法、步骤以及构造要求等。包括结构平面布置、荷载统计、高厚比验算、墙体在竖向荷载作用下的验算、墙体在地震荷载作用下的验算以及梁、柱、板等构件设计。二、设计基本过程（一）结构平面布置，绘制结构平面布置草图在建筑平面图的基础上进行承重方案的选择，承重墙、非承重墙、主次梁、圈梁、构造柱等构件的布置以及楼板的方案选择等。并作相关概念设计，满足概念设计要求的各个指标。圈梁和构造柱布置见规范构造要求。（见建筑抗震设计规范GB50011-2001第7.3节和砌体结构设计规范GB50003-2001第七章），楼板方案选择现浇板（见混凝土结构设计规范GB50010-2002第10.1节）。梁的截面高度可取，为梁的计算跨度，梁的高宽比一般为23。 布置完后根据构件受力情况的不同和构造配筋等不同，对梁、圈梁、过梁、构造柱等进行编号。如：构造柱GZ1、GZ2；现浇板B1、B2或XJB1、XJB2；圈梁QL1,QL2；圈过梁QGL1、QGL2；过梁GL1等。（二）统计荷载1 统计屋面、楼面荷载（1） 屋面荷载标准值和设计值恒荷：防水层，找平层，保温层，楼板及抹灰活荷：雪荷，维修荷载二者取较大值（2） 楼面荷载标准值及设计值恒荷：地面做法、楼板及抹灰活荷：不同用途房间数值不同，见建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006年版）。2单位墙体荷载：计算出各种厚度墙体单位面积自重（包括抹灰）单位：kN/m2例：360厚墙体，两面抹灰（ ）240厚墙体，一面抹灰（ ）圈梁自重（ ）门窗自重（ ）屋面梁高范围内墙体自重（ ）3计算每层墙体自重（1） 外纵墙，选一个开间最不利墙段为计算单元，一般为窗间墙单元，计算每一层自重。（2） 内横墙，一般选一米宽为计算单元，有洞口时可按整道墙考虑。注：所有材料及自重及楼、屋面活荷值均可由建筑结构荷载规范GB50009-2001第4.1节。 梁、墙、柱及基础计算时，楼面活荷折减系数见建筑结构荷载规范GB50009-2001第4.1节。（三）墙体高厚比验算1墙体高厚比验算公式：墙计算高度。见砌体结构设计规范GB50003-2001 条。墙厚。允许高厚比，见砌体结构设计规范GB50003-2001 表。自承重墙允许高厚比修正系数。对于墙厚时考虑 ，；，；，线性内插。有门窗洞口对墙允许高厚比修正系数。在宽度范围内门窗洞口总宽度。相邻窗间墙或壁柱之间的距离。当洞口高度等于或小于墙高的1/5时，取等于1.0。2带构造柱墙高厚比验算：（1）整片墙高厚比验算：当构造柱截面宽度不小于墙厚时，取墙厚。确定时，取相邻横墙间间距。带构造柱墙允许高厚比修正系数。见砌体结构设计规范GB50003-2001 公式。（2）构造柱间墙高厚比验算： 墙厚。确定时，取相邻构造柱之间的距离，且一律按刚性方案考虑。一般应对外纵墙、内横墙和隔墙进行验算，多层房屋不必每层验算，只选最不利墙段（计算高度较大，砂浆标号较低，墙体厚度较小的即可）。（四）墙体承载力验算1 外纵墙承载力验算（1） 选择计算单元和控制截面一般应选轴力较大部位，砂浆标号和块体标号较低墙段，控制截面则在每层墙体上部截面（楼板大梁下皮稍下截面）-，墙体下部截面（下层楼板大梁下皮稍上截面）-。如图所示。（2） 画出计算简图。（3） 计算控制截面上内力分别计算出-截面上的轴力和弯矩的设计值和，计算出-截面上的轴力设计值。注：计算非顶层时，应加上上部各层传下荷载。（4） 承载力验算-截面按偏压计算荷载上层墙体传来荷载，作用于墙体中心线N0Nl图1本层楼盖梁或板传来的荷载作用位置：距墙边距离为 梁高砌体抗压强度设计值的偏心距 墙厚梁、板作用在墙上的弯矩 要求截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。 不同砌体材料的高厚比修正系数，见砌体结构设计规范GB50003-2001 表。由高厚比和相对偏心距查表（砌体结构设计规范GB50003-2001 P101D.0.1-3）求或按下式计算求。 （*）砌体强度设计值调整系数，见砌体结构设计规范GB50003-2001 条。II-II轴心受压验算 （墙体自重）（注：底层墙体II-II截面取基础顶面处的截面）其中，仍按（*）式验算。2 横墙承载力验算（1）选择不利墙段：荷载较大，横墙截面面积和砂浆强度都较小的墙段或有较大洞口的墙段。（2）选不利截面，画受力简图：一般当横墙两侧开间传力相同时，只选墙体下部截面，按轴压构件计算。当两侧开间传力不同时，参考外纵墙选-截面和-截面。（3）承载力验算仍按（*）式验算。3 梁端支承处砌体局压验算（1）当不设垫块时：局部受压面积内上部轴向力设计值。，上部平均压应力设计值。上部荷载折减系数，。梁端荷载设计值产生的支承压力。梁端底面压应力图形完整系数，一般取0.7，过梁、墙梁取1.0。梁的有效支承长度，。梁截面面积。砌体抗压强度设计值。砌体局部抗压强度提高系数。影响砌体局部抗压强度的计算面积，见砌体结构设计规范GB50003-2001 条。（2）当梁端局部受压承载力不满足时，在梁端下设置预制或现浇混凝土垫块来提高梁端局部受压承载力。垫块的构造要求和梁端设有刚性垫块时砌体的局部受压承载力验算公式见图2砌体结构设计规范GB50003-2001 条。（五）墙体抗震承载力验算1统计重力荷载代表值，画简图，如图2所示。重力荷载代表值包括楼面自重标准值、上下各半层墙体自重标准值和楼面可变荷载组合值之和，组合系数见建筑抗震设计规范GB50011-2001 表。2用底部剪力法计算总水平地震作用标准值 相应与结构基本自振周期的水平地震影响系数多层砌体房屋见建筑抗震设计规范GB50011-2001 表-1。等效重力荷载代表值， 4 求各层水平地震作用标准值顶部附加地震作用系数，多层砌体房屋5楼层水平层间剪力标准值 剪力系数，见建筑抗震设计规范GB50011-2001 条。图3 分项层数（）（）ni6横向地震作用验算（1）选择不利的几道墙，一般选刚度最大和刚度最小的两道墙，同时考虑根据楼盖刚度选择，如为刚性楼盖则选择竖向应力较小的墙体，如为中等刚性楼盖或柔性楼盖应选择墙体从属面积较大的部位。（2）把层间剪力分配给每一道墙刚性楼盖时各道横墙的地震剪力按隔墙的侧移刚度进行分配，即 当各墙材料、高度相同时，可按各墙横截面积比分配,即 柔性楼盖时，按道墙从属面积上的重力荷载代表值分配，即 第m道墙从属面积上的重力荷载代表值 第i层总的重力荷载代表值若重力荷载代表值沿楼盖均匀分布：则 第m道墙的从属面积 第 i层楼盖面积中等刚性楼盖按上述两种方案的均值分配。即 （3）同一道墙各墙段间地震剪力的分配按各墙段侧移刚度比进行分配，即墙段侧移刚度与墙段高宽比h/b有关。以剪切变形为主 E砌体弹性模量 t墙厚 同时考虑剪切变形和弯曲变形 以弯曲变形为主，剪切变形很小，墙段抗侧刚度很小，不参与地震力分配。（4）抗剪验算抗震承载力验算公式： 水平地震作用的分项系数砌体的抗震抗剪强度设计值砌体强度的正应力影响系数，见建筑抗震设计规范GB50011-2001 条砌体震载力抗震调整系数，见建筑抗震设计规范GB50011-2001 条把各墙段的计算列入下表分项层数（）（）（）（）（）（）127纵向墙体水平地震作用验算（1）选外纵墙窗间墙单元（2）分配纵向地震剪力 当各墙材料、高度相同时，可按各墙横截面积比分配,即 （3）抗剪验算抗震承载力验算公式： （六）梁、柱、板等构件设计1梁的设计根据不同的受力情况，跨度、截面尺寸、材料标号不同对梁编号L1、L2（可对多根梁列表计算）画出每根梁的计算简图，求出最大弯矩和最大剪力分别按受弯构件进行正截面和斜截面承载力计算，并画出截面配筋图。2 构造柱和圈梁的设计先对构造柱和圈梁进行编号，然后按编号不同给出各圈梁和构造柱的截面配筋图。配筋参见建筑抗震设计规范GB50011-2001第7.3节。3 现浇板设计，按钢筋混凝土受弯构件进行配筋计算并画出配筋图（单向板如是连续的情况，按连续计算，如不连续则单独计算）。4 门窗过梁设计，包括钢筋混凝土过梁的正截面和斜截面承载力计算和过梁下砌体的局压验算。5 雨篷构件计算（1）挑梁或悬挑雨篷板配筋设计，按钢筋混凝土受弯构件设计。（2）雨篷过梁的抗倾覆验算：（3）雨篷过梁的弯剪扭计算，进行抗弯纵筋，抗扭纵筋，抗扭箍筋，抗剪箍筋计算。一 楼梯设计1 建筑设计：给出楼梯尺寸，画建筑平面、剖面草图。2 板式楼梯（现浇）：(一般适用跨度3m)（1）踏步板设计a 取1m宽为计算单元，统计（恒载g+活载q）为一均布荷载。b 画出计算简图，跨度取两端平台梁轴线距离，两端支座为铰支。c 求跨中弯矩按受弯构件配筋，如图4所示高度取。（2）平台板设计画简图，按简支板设计。（3）平台梁设计：按钢筋简支梁设计（注：踏步板荷载传给平台梁，两边上下踏步板荷载可能相同，也可能不同）3现浇梁式楼梯（1）踏步板设计：以一个踏步为计算单元。当一边在墙内时，截面高度如图5所示取（2）梯段斜梁计算：如图6所示最大弯矩 ，剪力 配筋按倒形截面，取值见混凝土结构设计规范（GB50010-2002）。（3）平台板设计：同板式。图6（4）平台梁计算：同板式。 图5图4 三、设计说明书内容要求与注意事项1设计说明书内容（楼面梁、过梁、圈梁以及构造柱的布置；墙体高厚比验算；荷载统计；墙体在竖向荷载作用下的承载力计算（包括局部受压承载力计算）；墙体的抗震承载力计算；楼面梁、过梁的配筋计算；绘制结构施工图。）2设计说明书用纸：A4纸打印或手写。3设计说明书格式应满足“河北工业大学毕业设计格式”要求。