毕业设计 办公楼（四层）砖混房屋结构设计计算书.doc

1、办公楼（四层）砖混房屋结构设计计算书一、设计资料(1)、设计标高：室内设计标高0.000,室内外高差450。地震烈度：7度。(2)、墙身做法：外墙墙身为普通实心砖墙，底层外墙厚370，其余墙厚240。墙体底层MU15砖，M7.5砂浆砌筑，二至四层用MU10砖，用M5混合砂浆砌筑，双面抹灰刷乳胶漆。(3)、楼面做法：20水泥砂浆地坪。100钢筋混凝土板，20厚天棚水泥砂浆抹灰。(4)、屋面做法：二毡三油绿豆砂保护层，20mm厚水泥砂浆找平层，50mm厚泡沫砼 ，100厚钢筋砼现浇板，20mm厚天棚水泥砂浆抹灰。(5) 、门窗做法：门厅，底层走廊大门为铝合金门，其余为木门。窗为木窗。(6) 、地质

2、资料：砂质粘土层地基承载为特征值fak=190KN/m2，fa=1.1fak。(7)、活荷载：走廊2.0KN/,楼梯间2.0KN/,厕所2.5KN/,办公室2.0KN/,门厅2.0KN/。结构平面布置图如下：二、构件初估。1、梁尺寸确定。 初步确定梁尺寸（取最大开间4500mm）：梁高h: L/12=375，取 h = 500 宽b: h/3=167，取 b=2003初选楼板。楼板为现浇双向连续板，t (1/60)L =75. 取 t = 100.三、结构计算书一）、荷载计算（1）屋面荷载二毡三油绿豆砂 0.35KN/m220mm厚水泥砂浆找平层 0.40 KN/m250mm厚泡沫砼 0.25

3、 KN/m2100厚钢筋砼现浇板 2.50 KN/m220mm厚板底抹灰 0.34 KN/m2屋面恒载合计 3.84 KN/m2屋面活荷载（不上人） 0.7 KN/m2（2）楼面荷载20mm厚水泥砂浆面层 0.40 KN/m2100厚钢筋砼现浇板 2.50 KN/m220mm厚板底抹灰 0.34 KN/m2楼面恒载合计 3.24 KN/m2楼面活荷载 2.0KN/m2（3）墙体荷载双面粉刷240mm厚砖墙 5.24 KN/m2双面粉刷370mm厚砖墙 7.62 KN/m2木窗 0.30 KN/m2此办公楼为一般民用建筑物，安全等级为二级。按建筑结构荷载规范规定：结构的重要性系数 01.0永久荷

4、载的分项系数 G1.2可变荷载的分项系数 Q1.4二)正常情况下墙体承载力验算 1、确定房屋静力计算方案 查砌体结构设计规范(GBJ500032001)表4.2.1“房屋的静力计算方案”，因本设计为现浇钢筋混凝土屋盖和楼盖，最大横墙间距9m(小于32m)，该房屋属于刚性方案房屋。 查砌体结构设计规范(GBJ500032001)表4.2.6“外墙不考虑风荷载影响时的最大高度”，本设计层高3.3m最大层高4m；房屋总高13.65m最大总高28m，故不考虑风荷载的影响。 2.高厚比验算 (1)根据M7.5和M5混合砂浆，从砌体结构设计规范(GBJ500032001)查得墙体的允许高厚比：首层为26；

5、2-4层为24。 (2)内横墙高厚比验算。 2-4层横墙： 2-4层横墙间距s9m；层高H3.3m根据s9m2H6.6m。查砌体结构设计规范(GBJ500032001)得H01.0H3.3m h240mm承重横墙允许高厚比不提高，即11.0。 横墙无开洞允许高厚比降低系数为11.0。于是按砌体结构设计规范(GBJ500032001)式(5.1.1)得 H0/ h3300/24013.7512242-4层横墙高厚比满足要求。 首层横墙： 首层横墙间距S9m；层高H3.3+0.45+0.54.25m根据S9m2H8.5m查砌体结构设计规范(GBJ500032001)得H01.0H4.25mh240

6、mm承重横墙允许高厚比不提高，即11.0 横墙无开洞允许高厚比降低系数为21.0于是 H0/ h4250/24017.71226首层横墙高厚比满足要求。 2-4层外纵墙高厚比验算： 2-4层横墙间距S9m；层高H3.3m 根据S9m2H6.6m，查砌体结构设计规范(GBJ500032001得H01.0H3.3m h240mm承重纵墙允许高厚比不提高，即11.0纵墙S9m范围内开窗洞两个bs4.2m（取较大开间窗洞），开洞后允许高厚比的降低系数为21.0-0.4bs/s1-0.422.1/90.8130.7取10.813 于是按砌体结构设计规范(GBJ500032001)得 H0/ h3300/

7、24013.75121.00.8132419.5122-4层纵墙高厚比满足要求。 首层外纵墙高厚比验算： 首层横墙间距S9m；层高H3.3+0.45+0.54.25m 根据S9m2H8.5m，查砌体结构设计规范(GBJ500032001)得 H01.0H4.25m H370mm承重横墙允许高厚比不提高，即11.0 纵墙开洞后允许高厚比降低系数为20.813于是 H0/ h4250/37011.48NI-2 截面承载力满足要求。2)第二层-截面内力组合及承载力验算 N-2=N I-2+Nd2=434.66+37.01=471.67KN M-2=0由M5，eh=0, =13.75，查表可得=0.7

8、76N= Af=0.7760.5761.50103=670.464KN N-2截面承载力满足要求。3)底层墙体 墙体厚度370mm，A=3702400=888000mm2=0.888m2 采用M7.5砂浆底层墙I-I截面内力组合及承载力验算NI-I=471.67+39.17=510.84KNM I-1=510.8465-93.62122.84 =21705.2554KNmme=M1-1N1=21705.255510.84=42.489mm e/h=42.489/370=0.115=H0h=3950370=10.67由M7.5，eh=0.115, =10.67，查表可得=0.4166N=Af=

9、0.41660.8881.69103=765.78KN N I- 1截面承载力满足要求。底层墙基础顶面内力组合及承载力计算 N-1=N I-1+Nd1 =510.84+39.17+42.92=592.93KN M-1=0由M7.5，eh=0, =10.67，查表可得= 0.853N=Af= 0.853250.8881.69103=1280.48KN N-1 截面承载力满足要求。4、局部抗压承载力验算(1)进深梁梁端无梁垫时的局部抗压承载力验算：1）验算二层大梁底：a11010183mmh240mm故取a1183mm。A1a1bc18320036600 mm2压应力不均匀系数0.7A0h(2h+

10、b) 240(2240+200) 163200 mm21+0.351+0.351.652.0故取1.65上部荷载折减系数：4.4593，故取0A10.71.65366001.563.4095KNNU+N193.62KN结论是：局部受压承载力均不满足要求，需设置粱垫。选梁垫厚tb200mm,宽ab240mm, 长度bb500mm, 垫块两侧各挑出150mmhb200mm，符合规范不宜大于垫块高度的要求。验算梁垫下砌体局部抗压强度，这时A0h(2h+b) 240(2240+500) 235200mm21+0.351+0.351.4392.0于是0.81.151NuAbu24050028.28KNN

11、u的偏心距：e01 0N1 的偏心距：e02 240/2-0.4a1120-0.418342.8mmNu和N1的合力N对垫块形心的偏心距：e0 32.87mm据0.137和K3查表10.81231Ab1.1510.81232405001.5168KNNU+N1121.9KN符合局部抗压强度要求。三四层梁底也按此设置梁垫。2）验算一层大梁底：首层为 a11010155.4mmh370mm故取a1155.4mm。A1a1bc155.420031080mm2压应力不均匀系数0.7A0h(2h+b) 370(2370+200) 347800mm21+0.351+0.352.112.0故取2.11上部荷

12、载折减系数：11.193，故取0A10.72.11310802.0795.338KN178.9KN结论是：局部受压承载力不满足要求，需设置粱垫。选梁垫厚tb200mm,宽ab370mm, 长度bb500mm, 垫块两侧各挑出150mmhb200mm，符合规范不宜大于垫块高度的要求。验算梁垫下砌体局部抗压强度，这时A0h(2h+b) 370(2370+500) 458800mm21+0.351+0.351.7752.0于是0.81.42NuAbu37050037.28KNNu的偏心距：e01 0N1 的偏心距：e02 370/2-0.4a1185-0.4155.4122.84mmNu和N1的合力

13、N对垫块形心的偏心距：e0 101.65mm据0.2747和K3查表10.53061Ab1.420.53063705002.07288.534KNNU+N1178.9KN（符合局部抗压强度要求） 本工程设置梁垫后，局部受压承载力均满足要求。 (三)现浇进深梁计算设计1、确定计算简图进深梁计算简图及钢筋配筋图(1)确定支座类型：进深梁bh200mm500mm,放置在纵墙上，按两端铰支计算。(2)确定计算跨度： 进深梁的净跨为6000-2405760mm进深梁反力对墙体中心线的偏心距分别为46.8(2-4层)和122.84mm(一层)，则反力对墙体内侧的距离分别是120-46.873.2mm和18

14、0-122.8457.16mm。于是梁的计算跨度为 05760+273.25906.2mm 05760+257.165874.32mm取计算跨度为05900mm5.9m。 (3)确定梁上的线荷裁设计值：（200mm500mm永久荷载标准值0.62KN/m2）。 4层顶 （5.58+0.621.2）4.528.46kNm1、2、3层顶（3.241.2+2.01.4+0.621.2）4.533.44kNm取 33.44kNm计算。 2.配置纵向钢筋 选混凝土强度等级为C25 ，c11.9Nm2，钢筋强度等级为级, y300 Nm2，按两排钢筋计算，h0500-60440mm，据计算弯矩为 M233

15、.445.92125.52kNm查建筑结构设计实用手册中b200mm，h 500mm栏，当M148.26kNm时。需钢筋面积As1209mm2。选筋：618（As1527mm21209 mm2）。3、配置箍筋据净跨05.76m，计算最大剪力：V033.445.7696.31KN查建筑结构设计实用手册据10.946，计算 101.81 kN选配箍筋6200，其受剪承载力是l22.8kN101.81kN。 (四)现浇双向板计算设计 1、材料与尺寸 厕所楼板采用I级钢筋，C20混凝土现浇，四边与圈梁整体浇筑，因n216/4.51.332，故按四边固定双向板设计，进深尺寸26m，开间尺寸14.5m,板

16、厚hl20mm。2、荷载计算 水泥楼面设计值 1.21.651.98kNm2 现浇楼板l20厚设计值 1.20.10253.00kNm2 楼面可变荷载设计值 1.42.02.80kNm2 合计q7.78kNm23、配筋根据长宽比n216/4.51.332，判断该板属于双向板。据n1.33，查建筑结构“双向板系数”得0.70 1.9 k8.2110-3并取弯矩折减系数为0.8，板的有效高度为h01120-20100mm。As12/k1h00.87.784.52/8.2110-3100153.3mm2/m选8200(As251mm2)。 As2a As10.7153.3107.31mm2/m选82

17、00(As251mm2)。 As As11.9153.3291.27mm2/m选10250(As314mm2)。AsaAs10.71.9153.3203.89mm2/m选10250(As314mm2)。双向板配筋示意图 (五)现浇雨棚计算设计设计对象是首层两侧旁门上的雨棚板及雨棚梁。计算简图见附图。雨棚板及雨棚梁计算简图和配筋图 1、雨棚板计算设计(1)材料；材料选用钢筋级，y210 Nm2，混凝土强度等级为C20，c9.6Nmm2，t1.10Nmm2。（2）尺寸：雨棚板悬挑长度 1.2m1200mm雨棚板宽 b2.1m2700mm根部板厚按h(1/12)0计 h1200/12100mm端部板

18、厚 hd60mm雨棚梁尺寸 bh360mm240mm(3)荷载。雨棚板端部作用施工荷载标准值，沿板宽每米Pk1kNm，板上永久荷载标准值： 板上20mm防水砂浆 0.02200.4kNm2 板重(按平均80mm厚计) 0.08252.0kNm2 板下20mm水泥砂浆 0.02200.4kNm2 合计qk2.8kNm2取板宽1m计算，则qk2.8kNm212.8kNm2(4)内力。固定端截面最大弯矩设计值： Mqk2G +pkq 2.81.221.2+1.21.44.1kNm4.1106 Nm (5)配筋。查建筑结构设什实用手册选h100列，当M4.55 kNm时，需钢筋面积As280mm2。选

19、8180，(As279mm2)，将钢筋置于板的上部，并伸入支座内不小于30d308240mm注：30d查混凝土结构设计规范(GBJ500032001)表6.1.4“纵向受拉钢筋的最小锚固长度”而得，选分布钢筋选6250。 2.雨棚梁计算设计 (1)计算雨棚梁的弯矩和剪力设计值。 荷载设计值； 雨棚梁净跨为2.1m，计算跨度按2.5m计算。 由于过道上的预制板搁且在纵墙上，故雨棚梁上不承受粱、板传来的荷载。雨棚梁上墙体线荷载设计值，按取高度为三分之-净跨范围内墙重的原则计算，即 02.40.8m范围内的墙重，于是墙重设计值为:1.20.87.617.31kNm雨棚板传来的线荷裁设计值为 Gqkb

20、+qPk1.22.81.20+1.415.43kNm雨棚梁上线荷载设计值为:q7.31+5.4312.74kNm弯矩：雨棚梁设计弯矩设计值为计算由板上均布荷载在梁的单位长度上产生的力偶设计值为：Mq2 12.742.529.95KNm剪力Vq012.742.415.29kN(2)计算雨棚梁设计弯矩设计值为计算由板上均布荷载在梁的单位长度上产生的力偶设计值。mqGqkz1.2 2.83.15KNm/m其中，qkz是将面荷载变为线荷载，Z为力偶臂。计算由板端施工集中线荷裁在梁的单位长度上产生的力偶设计值：MpQPkz1.41（1.20+)1.93kNmm计算作用在梁上的总力偶设计值：m3.15+1

21、.935.08 kNmm计算在雨棚支座截面内的最大扭矩设计值，Tm05.082.46.096KN6.096106Nmm(3)校核雨棚梁截面尺寸。计算雨棚梁受扭塑性抵抗矩:根据混凝土结构设汁规范(GBJ500032001)中式（4.3.2-1），矩形截面爱扭塑性抵抗矩WtWt(3h-b)(3360-240)8.064106mm2计算梁的有效高度，hh0-35240-35205mm校核截面尺寸：根据混凝土结构设汁规范(GBJ500032001)的规定，判断截面尺寸满足要求。由于+0.963N/mm20.25fc0.259.62.4 N/mm2 故截面尺寸满足要求。 (4)确定是否考虑剪力的影响。

22、根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的规定进行判断。由于 V15290N0.035fcbh00.0351036020525830N故不需考虑剪力的影响。 (5)确定是否考虑扭矩的影响。 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的规定进行判断。 T6096000N0.175ftWt0.1751.180640001552320N故需考虑扭矩的影响。 (6)确定是否进行剪扭承载力计算。根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的要求进行判断。由于+0.963N/mm20.7ft0.71.10.77 N/mm2故需进行剪扭承载力验算。 (7)计算箍筋。 计算剪扭构件混凝

23、土受扭承载力降低系数t； 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)计算-般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数t，按第4.3.6条的规定，t大于1.0时取t1.0。 t 1.321.0故取t1.0。 计算单侧受剪箍筋数量： 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001的规定计算单侧受剪箍筋数量。V0.07(1.5-t)fcbh0+1.5fyvh0152900.07(1.5-1.0) 9.6 360 205+1.5210 205-0.192 取0，即不需考虑剪力的影响。 计算单侧受扭箍筋数量： 根据混凝土结构设计规范(GBJ50003-2001)的规定计算单侧受剪箍筋数量。T0.35+

24、1.2 6.0961060.351.01.18.064106+1.2 0.184mm2mm上式中受扭构件纵向钢筋与箍筋的配筋强度比是根据经验取1.2。 上式中的截面核心部分的面积按下式计算：(240-225)(360-225)5890 mm2 计算单侧箍筋的总数量并选用箍筋：+0+0.1840.184mm2/mm选用箍筋8，50.3mm2，则其间距为s273mm取s100mm。 (8)复核配箍率，根据混凝土结构设计规范(GBJ50003-2001)中第7.2.10条的规定，在弯剪扭构件中箍筋的配筋率应不小于最小配筋率，0.02a，其中a1+1.75(2t-1)，于是a1+1.75(21-1)2

25、.750.022.750.0025按所选的箍筋8100计算配筋率为 0.00280.0025满足最小配筋率的要求。 (9)计算受扭纵筋。 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的规定，将上述计算的单侧受扭箍筋数量代入式，即可求得受扭纵向钢筋的截面面积，其中截面核心部分的周长按下式计算： 2(bc0r+hc0r)2(360-225)+(240-225)l000mm于是0.184221 mm2(10)校核受扭纵筋率根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的规定。在弯剪扭构件中，纵向钢筋的配筋率应不小于最小配筋率,0.08(2t-1)，于是 0.08(21-1)0.00367按

26、上述纵向钢筋的用量22lmm2，计算实际配筋率为0.00260.00367不满足构造要求。现选610，471mm2，上下各布置3根d10mm的钢筋，这时的配筋率为 0.005480.00367满足要求。 (11)计算受弯纵筋的截面面积。 根据弯矩设计值M9.95kNm，C20混凝土，I级钢筋，截面尺寸bh360240mm,有效高度为h0205mm，按正截面受弯承载力计算纵向受弯钢筋用量。 先计算截面抵抗矩系数0.060.426按公式计算内力臂系数:0.0969于是238 mm2选用雨棚梁下部纵向钢筋的总面积应为339(312)+238557mm2 故选318，763mm2。 (12)绘雨棚梁配

27、筋图。 雨棚梁配筋图详见附图。 (六)现浇楼梯计算设计 现浇板式楼梯尺寸布置及装修做法见附图37，其中楼梯板计算跨度3.5m，板厚100mm，休息平台净跨1.8m，板厚100mm，平台梁截面尺寸bh200mm400mm，楼梯开间3.3m，楼梯宽1.45m，楼梯采用金属栏杆，选用材料为C20混凝土，I级钢筋，根据建筑结构荷载规范(GBJ500032001)，教学楼楼梯荷载标准值取为2.5kNm2。1.楼梯板(TB1)计算设计(1)计算荷载设计值：取-个踏步宽300mm为计算单元，板厚100mm，现计算板宽1.45m范围的荷载设计值。踏步板自重(附图3-7c部分A)： (0.31.4525)1.2

28、 8.14KNm踏步地面重(附图3-7c部分B)： (0.3+0.15)0.021.45201.21.04 kNm底板抹灰重(附图3-7c部分C)： (0.3360.021.4517) 1.20.67kNm栏杆重： 0.101.20.12kNm人群荷载： 2.01.451.44.06kNm 14.03kNm (2)配筋：Mmaxq2 14.033.5221.48kNm每米宽弯矩设计值为M14.8kNmm查建筑结构设什实用手册，选h100mm列，当Mu14.80kNm时，需钢筋面积As1000mm2，选受力纵向钢筋12100(As1131mm2)，分布钢筋6250。由于踏步板与平台粱整体现浇，T

29、Ll和TL2对TBl有一定的嵌固作用，因此，在板的支座配置6200负弯矩构造钢筋，以防止平台梁对板的弹性约束而产生裂缝，其长度为四分之一踏步板的净跨，即0. 25(3500-200) 825mm。2.休息平台板(TB2)计算设计(1)计算荷载设计值： 取平台板宽lm为计算单元平台板自重 1.20.10253.00kNm平台板面层重 1.20.02200.43kNm底板抹灰重 1.20.02l 70.4lkNm人群荷载 1.42.02.8kNm 6.64kNm(2)配筋：平台板计算跨度为1.8+0.5(0.15+0.20)1.975m Mmaxq2 6.641.97523.24kNm查建筑结构设

30、计实用手册，选hl00mm列，当Mu3.92 kNm时，需钢筋面积As240mm2，选受力纵向钢筋8200(As251mm2)，分布钢筋6250。由于平台板与平台梁整体现浇，TLl和TL3对TB1有-定的嵌固作用，因此。在板的支座配置6200负弯矩构造钢筋，其长度为0.251800450mm。3.平台梁(TL1)计算设计(1)计算荷载设计值：平台梁截面尺寸为bh200mm400mm,C20混凝土，受力纵向钢筋级，箍筋级。踏步板传来荷载 12.28kNm 平台传来荷载 6.64+0.20 7.30kNm 平台梁自重 1.20.2(0.40-0.10)251.80kNm 梁侧抹灰重 1.20.02

31、20.41.70.33kNm 21.71kNm(2)配筋： 确定平台梁计算跨度： +a3.06+0.243.3m 1.051.053.063.21m取计算跨度3.21m。 Mmaxq2 21.713.21227.96kNmV021.713.0633.22kN 查建筑结构设计实用手册，选h400mm列，当Mu34.81kNm时，需钢筋面积As329mm2，选受力纵向钢筋316(As603mm2)。查建筑结构设计实用手册选bh200mm400mm行，当Vu33.22kN时，选箍筋6200。楼梯计算简图及配筋图 (七)条形基础设计外纵墙基础设计(1)基础类型；条形砖基础。(2)基础埋深；暂取D1.2

32、m。(3)地基承载力设计值：根据地勘报告和基础埋深修正后将地基承载力设计值确定为209kNm2。(4)上部荷载设计值：据附表3-4，在4.5m范围内，传至首层基础顶面截面的轴力设计值为592.93kN，则线荷载为131.76KNm截面以下至室内外高差之半处的墙高为(0.9+0.452)1.125m于是该墙的线荷载为1.1257.628.57kNm故作用于基础的上部总线荷载为F131.76+8.57140.33kNm （5）基础底面尺寸b0.74m取b0.74m。上式中，H1.2-0.975m，0.45m是室内外高差；是基础底面以上的平均重力密度，取20kNm2。（6）基础台阶数n:n3.08取四步台阶n4。 上式中b为基础底面宽度；a为基础墙厚度。基础设计图2005年 06月31