砌体结构课程设计实例

一、设计资料

某三层教学楼（无地下室）平面剖面如图，才用1类楼盖体系，大梁尺寸250mm×500mm。墙体用MU10砖，M5砂浆砌筑，墙厚均为240mm。屋面和楼面构造做法及相应荷载可由标准图集98ZJ001查取（自定），空心板自置按2.5 kN /㎡，190mm厚双面粉刷，墙自重2.08 kN /㎡，240mm厚双面粉刷墙自重5.24 kN /㎡，铝合金窗按025 kN /㎡计算。屋面、楼面活荷载查《建筑结构荷载规范》。 工程地质资料：自然地表下0.5m内为填土，填土下0.8秒内为粉质粘土（fa=130 ，其下为1.2m厚粘土（fa=220MPa），再下面是砾石层（fa=355MPa）。MPa）

该地区的基本风压值为0.55 kN /㎡。抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，II类场地。 二、设计要求

1、确定房屋的结构承重方案； 2、确定房屋的静力计算方案；

3、熟练掌握各种方案多层房屋墙体设计及墙、柱高厚比验算方法； 4、熟悉梁端下砌体的局部受压承载力验算； 5、熟悉过梁、挑梁的设计计算；

6、掌握墙体设计中的构造要求，确定构造柱和圈梁的布置； 7、熟悉基础结构设计； 8、掌握绘制结构施工图。

2

3

设计计算书

1.房屋的静力计算方案和承重体系

因为本教案楼的楼盖采用1类楼盖体系，横墙的最大间距S=3.3×3=9.9m<32m,因此本房屋属刚性方案。采用纵横墙承重体系。

2.墙体的高厚比验算

<1>外纵墙高厚比验算：

取轴线D上横墙间距最大的一段外纵墙进行高厚比验算。因为此教学楼采用M5砂浆砌筑，所以=24

对于第一层：H=3.75m S=3.3×3=9.9m>2H=7.5m ∴H0=1.0H=3.75m 对于第二、三层：H=3.3m S=3.3×3=9.9m>2H=6.6m ∴H0=1.0H=3.3m

bs1.53=1-0.4×=0.82>07

2s9.9H3.75 因为墙厚均为240mm,所以第一层0==15.625

H0.24 考虑窗洞的影响： =1-0.4 而2=0.82×24=19.68所以<2满足要求

H0=3.3/0.24=13.75<=19.68

2h 第二、三层  <2>内纵墙高厚比验算

考虑门洞口的影响，选取①-②定位轴线之间的内纵墙进行验算[B]=24，

2=1-0.4

bs1=1-0.4×=0.88>0.82故不必验算可知内纵墙高厚比符合要求。 s3.3 <3>横墙高厚比验算

横墙厚度为240mm,墙长s=6m, 对于第一层2H>S>H=3.75,所以

H0=0.4s+0.2H=0.4×6+0.2×3.75=3.15m 所以H03.15==13.13<=24 H0.24因为第二层和第三层高度H=3.3m所以无需验算便知高度比一定满足需求，所以横墙高度比符合要求。

3.荷载计算

根据设计要求，荷载资料如下： <1>屋面横荷载标准值：

4

合成高分子防水涂膜5撤蛭石保护层 20mm厚水泥砂浆找平层 20mm厚聚苯乙烯保温层 合成高分子卷材防水层 20mm厚水泥砂浆找平层

0.1 kN /㎡

0.4 kN /㎡ 0.01 kN /㎡ 0.3 kN /㎡ 0.4 kN /㎡ 1.134 kN /㎡

煤渣砼找坡2%平均厚度81

120密码厚预应力多孔板（汗灌缝、顶棚抹灰等） 20mm厚顶棚抹灰

2.1 kN /㎡

0.34 kN /㎡

4.79 kN /㎡ 层面梁自重

25×0.25×0.5=3.13 kN /㎡

<2>楼面横荷载标准值

大理石面层： 28×0.02=0.56 kN /㎡ 20mm厚水泥砂浆找平： 20×0.02=0.4 kN /㎡ 120mm厚预应力多孔板（包括灌缝）： 2.1 kN /㎡ 20厚板底粉刷： 0.34 kN /㎡ 3.4 kN /㎡

楼面自重： 25×0.25×0.5=3.13 kN /㎡ <3>墙体自重标准值

240后墙体自重： 5.24 kN㎡（双面粉刷） 190后墙体自重： 2.08 kN /㎡（双面粉刷） 铝合金窗自重： 0.25 kN /㎡（按窗面积计） <4>5人层面的活荷载标准值： <5>楼面活荷载标准值

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），教室、实验室、办公室的楼面活荷载标准值为2.0 kN /㎡。因本教学综合楼使用荷载较大，根据实际情况楼面活荷载标准值去3 kN /㎡。此外按照荷载规范，实际房屋墙和基础时，楼面活荷载标准值采用与其楼面梁相同的折剪系数，而楼面梁的从属面积为： 6×3.3=19.8㎡<50㎡, 因此楼面活荷载不必折剪。

由于本地区的基本风压值W0=0.55 kN /㎡，且房屋高度小于4m，房屋总高小

5

2.0 kN /㎡

于18m，洞口水平截面面积小于截面的2/3，屋面自重大于0.8 kN /㎡，所以不考虑风载的影响。

4.纵墙承载力验算

<1>选取计算单元

该房屋有内、外纵墙。对于外纵墙，相对而言，D轴线强比A轴线墙更不利。而内纵墙，虽然走廊楼面荷载是内纵墙上的竖向压力有所增加，但梁支乘处墙体的轴向力偏心距却有所减小，并且内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小。所以可只在D轴线上取一个开间的外纵墙作为计算单元，其受荷面积为：3.3×3=9.9㎡。 <2>确定计算面积：

每层墙的控制截面位于墙的顶部梁（或板）的底面和墙低的底面处。因为墙的顶部梁（或板）的底面处，梁（或板）传来的支撑压力产生的弯矩最大，且为梁（或板）端支承处，其偏心承压和局部变压均为不利。而墙底的底面处承受的轴向压力最大。所以此处对截面：1-1～6-6的承受力分别进行计算。 <3>荷载计算：

取一个计算单元，作用于纵墙的荷载标准值如下： 层面横荷载： 女儿墙自重：

4.79×9.9+3×3.3=56.82 kN 5.24×3.3×0.6=10.38 kN

二、三楼面活荷载： 3.4×3.3×3+3×3.13=43.05 kN 屋面活荷载：

2.0×9.9=19.8 kN

二、三层楼面活荷载： 3×9.9=29.7 kN 二、三层墙体和窗自重：

5.24×（3.3×3.3-2.1×1.5）+0.25×2.1×1.5=41.35 kN

一层墙体和窗自重：

5.24×（3.75×3.3-2.1×1.5）+0.25×2.1×1.5=49.13 kN

<4>控制截面的内力计算： 1> 第三层：

① 第三层截面1-1处：

由屋面荷载产生的轴向力涉及值应考虑两种内力组合，由可变荷载效应控制的组合，G =1.2，Q =1.4 则

6

N1(1)=1.2×（56.82+10.38）+1.4×19.8=108.36 kN

(1)N11=1.2×56.82+1.4×19.8=95.91 kN

由永久荷载效应控制的组合：G =1.2，Q =1.4

N1(2)=1.35×（56.82+10.38）+1.4×0.7×19.8=110.13 kN

(2) N11=1.35×56.82+1.4×0.7×19.8=96.12 kN

因为本教学楼采用MU10，M5砂浆砌筑，查表2—4得，砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa。

屋（楼）面均设有刚性垫块，0f0，1=5.4，此时刚性垫块上表面处梁端有效支承长度

a0,b=5.4500hc=5.4×=99mm 1.5f(1)M1(1)=N11（y-0.4a0,b）=95.91×(0.12-0.4×0.099)=7.72 kN /m (2)M1(2)=N11（y-0.4a0,b）=96.12×（0.12-0.4×0.099）=7.73 kN /m

e=

(1)1M1(1)N1(1)=7.72108.36=0.072m

e

(2)1

=

M1(2)N1(2)=7.73110.13=0.071m

② 第三层截面2-2处

轴向力为上述荷载Nl和本层墙自重之和

(1)N2=108.36+1.2×41.35=158 kN (2)N2=110.13+1.35×41.35=165.96 kN

2>第二层

① 第二层截面3-3处：

轴向力为上述荷载N2和本层楼盖荷载N3l之和 N3(1)l=1.2×43.05+1.4×29.7=93.24 kN

7

N3(1)=158+93.24=251.24 kN

(1)015810-3(1)f=0.3661.5=0.244 =0.366MPa，00.241.81）查表3-5，（1=5.74，则：

（1） a0，b=5.74×500=105mm 1.5（1）M3(1)=N3(1)l（y-0.4a0，b）

=93.24×（0.12-0.4×0.105）=7.28 kN /m

(1)0 e=

M3(1)N(1)3=

7.28=0.029m

251.24N3(2)l=1.35×43.05+0.7×1.4×29.7=87.23 kN N3(2)=165.96+87.23=253.19 kN

(2)0165.9610-3==0.385MPa 0.241.8(2)2）0f=0.3851.5=0.266 查表3-5 （=5.8 1（2）a0，b=5.8×500=106m 1.5（2） M3(2)=N3(2)l（y-0.4a0，b）

e

=87.23×（0.12-0.4×0.106） =6.77 kN /m

(2)

3

=

M3(2)N3(2)=6.77253.19=0.027m

② 第二层截面4-4处

轴向力为上述荷载N3与本层墙自重之和， N4(1)=251.24+1.2×41.35=300.86 kN

(2) N4=253.19+1.35×41.35=309.02 kN

8

3>第一层：

① 第一层截面5-5处

轴向力为上述荷载N4和本层楼盖荷载之和

N5(1)l=93.24 kN

N5(1)=300.86+93.24=394.1 kN

0(1)=300.8610(0.241.8)=0.697MPa

(1)0f=0.697=0.465 查表1(1)=6.30

1.5-3（1）a0，b=6.30×500=115mm 1.5（1）M5(1)=N5(1)l×（y-0.4a0，b）

(1)5=93.24×（0.12-0.4×0.115） =6.90 kN /m

M5(1)N5(1)=

e=

6.90=0.018m 394.1N5(2)l=87.23 kN

N5(2)=309.02+87.23=396.25 kN

(2)0309.210-3==0.716MPa 0.24?1.8(2)0f=0.716=0.478 查表3-5 1(2)=6.35

1.5（2）a0，b=6.35×500=116mm 1.5（2）M5(2)=N5(2)l×（y-a0，b）

e

(2)5

=87.23×（0.12-0.4×0.116） =6.42 kN /m =

M5(2)N(2)5=6.42396.25=0.016m

9

② 第一层截面6-6处

轴向力为上述荷载N5与本层本层墙自重之和 N6(1)=394.1+1.2×49.13=453.06 kN

N6(2)=396.25+1.35×49.13=462.58 kN

<5>第三层窗间墙承载力验算

① 第三层截面1-1处窗间墙受压承载力验算： 第一组内力：N1(1)=108.36 kN，e1(1)=0.072m 第二组内力：N1(2)=110.13 kN，e1(2)=0.071m 对于第一组内力：e=0.072=0.3

h0.24

且e=0.0720.6y=0.6×0.12=0.0721 =

H03.3==13.75 H0.24查表3-1，=0.275

fA=0.275×1.5×1.8×0.24×103=178.2 kN >108.36 kN满足要求

对于第二组内力：e=0.071=0.296 h0.24

E=0.071<0.6×0.12=0.072

=13.75

查表3-1，=0.278

fA=0.278×1.5×1.8×0.24×103=180.14 kN >110.13 kN满足要

求

② 第三层截面2-2处窗间墙受压承载力验算：

(1)第一组内力：N2(1)=158 kN，e2=0

(2)(2) N2=165.96 kN，e2=0

·

e=0，=13.75， 查表3-1，=0.78 hfA =0.78×1.5×1.8×0.24×103=505.4 kN >165.96 kN满足要求。

10

③ 梁端支撑处（截面1-1）砌体局部受压承载力验算：

梁端设置尺寸为740mm×240mm×300mm的预制刚性垫块。 Ab=ab×bb=0.24×0.74=0.1776m2 第二组内力：0=

10.38=0.024MPa，N1l=96.12 kN，a0,b=99mm；

1.80.24 N0=0Ab=0.024N/mm2×0.1776×106=4.26 kN N0+N1l=4.26+96.12=100.4 kN e=N1l(y-0.4a0,b)/(N0+N1l) =96.12×（0.12-0.4×0.099）/100.4 =0.072m

e=0.072/0.24=0.3，=H3 查表3-1得=0.48

hh

A0=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928㎡

A0

Ab

=1.9

=1+0.351.91=1.282<2 1=0.8=1.026

1fAb=0.48×10.26×1.5×0.1776×103

=131.20 kN >N0+N1l=100.4 kN , 满足要求。

对于第一组内力，由于a0,b相等，梁端反力略小些，对结构更有利。因此采用740×240×300mm的刚性垫块能满足局压承载力的要求。

（6）第二层窗间墙承载力验算：

① 第二层截面3-3处窗间墙受压承载力验算：

(1) 第一组内力：N3(1)=251.24 kN，e3=0.029m (2) 第二组内力：N3(2)=253.19 kN，e3=0.027m

对于第一组内力：e=0.029/0.24=0.12

h

且e=0.0290.6y=0.6×0.12=0.072m

11

求

=Hh=3.3/0.24=13.75

查表3-1，=0.525

fA =0.525×1.5×1.8×0.24×103=340.2 kN >251.24 kN满足要求

对于第二组内力：e=0.027/0.24=0.11且e=0.027<0.6，=13.75

h

查表3-1，=0.53

fA =0.53×1.5×1.8×0.24×103=343.44 kN >253.19 kN满足要

②第二层截面4-4处窗间墙受压承载力验算：

(1) 第一组内力：N4(1)=300.86 kN，e4=0 (2)(2) 第二组内力：N4=309.02 kN，e4=0

e=0，=13.75， 查表3-1，=0.78

hfA =0.78×1.5×1.8×0.24×103=505.4 kN >309.02 kN满足要求

梁端支承处（截面3-3）砌体局部受压承载力验算：

梁端尺寸设置尺寸为740mm×240mm×300mm的预制刚性垫块。

1 第一组内力：0=0.366MPa，N3(1)l=3.24 kN

（1）a0，b=105mm

N0=0Ab=0.366×0.1776×106=65 kN N0+N3l=65+93.24=158.24 kN

e=N3l(y-0.4a0,b)/(N0+N3l)

=93.24×（0.12-0.4×0.105）/158.24 =0.046m

e=0.046/0.24=0.19，=H3 hh 查表3-1得：=0.69

A0=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928㎡

12

A0

Ab

=1.9

=1+0.351.91=1.282<2 1=0.8=1.02b

1fAb=0.69×1.026×1.5×0.1776×103

=188.60 kN >N0+N3l=158.24 kN满足要求

(2) 对于第二组内力：0=0.385MPa

N3(2)l=87.23 kN

(2)

a0,b=106mm

由于第二组内力与第一组内力相近，且N3(2)l=87.23 kN更小，这对局部变压更有利，所以才有740×240×300mm的预制刚性垫块能满足局部受压承载力的要求。

（7）第一层窗间墙的承载力验算：

①第一层截面5-5处窗间墙受压承载力验算：

(1) 第一组内力：N5(1)=394.1 kN，e5=0.018m (2) 第二组内力：N5(2)=396.25 kN，e5=0.016m

对于第一组内力: e＝0.018/0.24=0.075且e0.6y=0.072m

h

=

H0h=3.75/0.24=15.63

查表3-1，=0.62

fA =0.62×1.5×1.8×0.24×103=402 kN >394.1 kN满足要求

对于第二组内力: e=0.016/0.24=0.067且e0.6y=0.072m，=15.63

h 求

查表3-1，=0.63

fA =0.63×1.5×1.8×1.24×103=408.24 kN >396.25 kN满足要

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②第一层截面6-6处窗间墙受压承载力验算：

(1)第一组内力：N6(1)=453.06 kN，e6=0 (2)第二组内力：N6(2)=462.58 kN，e6=0

e=0，=15.63 查表3-1，=0.73

hfA =0.73×1.5×？1.8×0.24×103=473.04 kN >462.58 kN满足

要求

梁端支撑处（截面5-5）砌体局部受压承载力验算： 梁端设置尺寸为740mm×240mm×240mm的预制刚性垫块

(1)（1）第一组内力：01=0.097MPa，N5(1)l=93.24 kN，a0，b=115mm

N0=0Ab=0.697×0.1776×106=123.79 kN N0+N5l=123.79+93.24=217.79 kN

(1)E=N5l×（y-0.4a0,b）/（N0+N5l）

=93.24×（0.12-0.4×0.115）/217.03=0.033m

e=0.033/0.24=0.1375 ，=H03

hh 查表3-1得，=0.815

A0=（0.74+2×0.24）×0.24=0.2928

A0

Ab

=1.629

=1+0.351.91=1.282<2 1=0.8=1.02b

1fAb=0.815×1.026×1.5×0.1776×103=222.76 kN >217.03 kN所以满

足要求

(2)对于第二组内力：0=0.716MPa

N5(2)l=87.23 kN

（2）a0，b=116mm

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（2）由于a0，b基本接近且N2l较小，所以才有此垫块亦能满足局压承载力的要

求。 ５.横墙承载力验算

取⑤轴线上的横墙，由于横墙上承受有屋面和楼面传来的均布荷载，取1m宽的横墙进行计算，其受荷面积：1×3.3=3.3㎡。由于该横墙为轴心受压构件，随着墙体材料，墙体高 度不同，可之验算第二层的4-4截面和第一层的6-6截面的承载力。

（1）荷载计算

取一个计算单元，作用于横墙的孩子标准值如下： 屋面横荷载： 屋面活荷载：

4.79×3.3=15.81 kN /m 2×3.3=6.6 kN /m

二、三层楼面横荷载： 3.4×3.3=11.22 kN /m 二、三层楼面活荷载： 3×3.3=9.9 kN /m 二、三层楼体自重： 一层墙体自重：

5.24×3.3=17.29 kN /m 5.24×3.75=19.65 kN /m

（2）控制截面内力计算 ①第二层截面4-4处：

轴向力包括屋面荷载，第三层楼面荷载和第二、三层墙体自重，

(1)N4=1.2×（15.81+11.22+17.29×2）+1.4×（6.6+9.9）

=97.04 kN /m

(2)N4=1.35×（15.81+11.22+17.29×2）+1.4×（6，6+9.9）

=99.35 kN /m

②第一层截面6-6处：

轴向力为上述荷载N4和第二层楼面荷载及第一层墙体自重

N6(1)=97.04+1.2×（11.22+17.29）+1.4×9.9

=145.12 kN /m

N6(2)=99.35+1.35×（11.22+17.29）+1.4×0.7×9.9

=147.55 kN /m

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（3）横墙承载力验算

①第二层截面4-4处：

e=0，=3.3/0.24=13.75 查表3-1 =0.78

h

A=1×0.24=0.24㎡

fA=0.78×1.5×0.24×103=280.8 kN >99.35 kN

②第二层截面6-6处：

e=0，=13.75 查表3-1 =0.78

h

A=1×0.24=0.24㎡

fA=0.78×1.5×0.24×103=280.8 kN >147.55 kN

上述结果表明，该横墙有较大的安全储备，显然其他横墙的承载力均不必验算。

6、过梁设计

因为此教学楼的墙高均为240mm，而二三层等高小于一层层高，所以选择第二层墙高设计过梁。

墙窗洞口净宽为1.5m，距洞口顶面500mm处受有楼面均部荷载，楼面恒载标准值为3.4kNm2，活载标准值为3kNm2，设计成钢筋混泥土过梁。 1> 内力计算

根据跨度墙厚及荷载等初步确定过梁截面尺寸：b=240mm; h=240mm. 因墙高

hw=0.6m>

ln=0.5m,故仅考虑1m高的墙体自重。 3楼面均布荷载设计值：

1.23.43+1.433=24.84 kN.m

P=1.2(14.2+0.240.2425)+24.84=31. kN.m

过梁支座反力接近矩形公布，取1.1ln=1.11.5=1.65m. 支座中心的跨度 lc=1.5 +0.24=1.74m 故取计算跨度lo=1.65m

11M=Pl02=31.011.652=1076 kN .m

8816

11V= Pln=31.611.5=23.71 kN

222> 过梁的受弯承载力计算

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002:过梁采用C20混泥土

fc=9.6Nmm2，ft=1.1Nmm2

，纵向钢筋采用HRB 335级钢筋， ft=300Nmm2；箍筋采用HPB235级钢筋，

f2y= Nmm；去保护墙厚度为15mm

210.76106s=Mfcbh0=9.62402052=0.111 s=0.5(1+12s)=0.5(1+120.111)=0.941 AM10.76106s=.==186mm2fr

s.h03000.941205选配3 10 （236mm2） 满足要求。 3> 过梁的承载力计算

V=23.71 kN <0.25fcbh0=0.259.6240205=118.08 kN 受剪截面满足要求；

<7tbh0=0.71.1240205=37.88 kN

可按构造配置箍筋。选配双肢箍筋6 @200,满足要求 4> 梁端砌体局部受压承载力验算

由表2-4查得f=1.5Nmm2,取a0=a=240mm,y=1.0 =1.25 A1= a0b=240240=57600mm2 N11=

231.611.65=26.08 kN 7墙下条形基础设计

17

=0



根据工程地质条件，墙下条形基础的埋深取1.8m。取1.0m长条形基础为计算单元，才有砌基础。 （1）外纵墙下条形基础：

FR=（10.38+56.82+43.05×3+41.35×2+49.13+29.7+19.8×0.7+29.7×0.7）/3.3

=118.95 kN /m bFR118.95==0.7m

farmd220201.8 取基础宽为720mm

基础剖面图如下图（a）所示 （2）内横墙条形基础：

FR=15.81+11.22×2+17.29×2+19.65+9.9+9.9×0.7+6.6×0.7 =113.93 kN /m bFR113.93= =0.620m

farmd220201.8 取基础宽为720mm。 基础剖面图如下图所示：

基础砖采用MU10绕结页岩砖和M7.5砂浆砌筑。

18

8抗震验算：

【1】根据上述荷载计算： 1>屋面荷载

（1） 屋面横荷载 4.79 kNm2 （2） 屋面活荷载 2 kNm2 2> 楼面荷载

（1） 楼面横荷载 3.4 kNm2 （2） 楼面活荷载 3 kNm2 3> 墙体自重

（1）240厚墙体自重 5.24 kNm2（双面粉刷） （2）190厚墙体自重 2.08 kNm2（双面粉刷） 【2】重力荷载计算

1> 屋面总荷载（活载组合值系数取0.5）

19

29.7×14.2×（4.79+0.5×2）=2441.88 kN 2>楼面总荷载（活载组合值系数取0.5）

29.7×14.2×（3.4+3×0.5）=2066.53 kN 3>墙体自重（不计门窗重量） （1） 一层①、⑩轴横墙自重力： （14.2-0.24）×3.75×5.24=274.32 kN （2）一层②⑤⑥⑧⑨轴横墙自重为： （6-0.24）×3.75×5.24×2=226.37 kN （3）一层④轴横墙自重：

（6-0.24）×3.75×5.24=113.19 kN （4）一层A、D轴纵墙自重：

（29.7×3.75-9×1.5×2.1）×5.24=435.06 kN （5）一层B轴纵墙自重：

（29.7×3.75-7×1×2.1）×5.24=506.58 kN （6）一层C轴纵墙自重：

（29.7×3.75-8×1.5×2.1）×5.24=495.58 kN （7）二、三层①、⑩轴横墙自重为： （14.2-0.24）×3.3×5.24=241.40 kN （8）二、三层②⑤⑥⑧⑨轴横墙自重为： （6-0.24）×3.3×5.24×2=199.20 kN （9）二、三层④轴横墙自重为： （6-0.24）×3.3×5.24=99.60 kN （10）二、三层A、D轴纵墙自重： （29.7×3.3-9×1.5×2.1）×5.24=365.02 kN （11）二、三层B轴纵墙自重：

（29.7×3.3-7×1×2.1）×5.24=436.55 kN （12）二、三层C轴纵墙自重：

（29.7×3.3-8×1×2.1）×5.24=425.55 kN 4>各层集中重力荷载

20

1 三层：G3=2441.88+（241.4×2+199.20×5+99.6+365.02×2+436.55+425.55）

2 =4027.15 kN

二层：G2=2066.53+2×（4.27.15-2441.88） =5237.07 kN

1G1=2066.53+×一层：（274.32+226.37×5×113.19+435.06×2+506.58+495.58）

2

=3762.35 kN

n三层总重力荷载：GE=Gi=4027.15+5237.07+3762.35

i1 =13026.57 kN

【3】总的地震作用及各层地震作用 7度设防，多遇地震max=0.08，则有

FEK=maxG1g=0.85×0.08×13026.57=885.81 kN F3=

GiHiFEK=

Gi1n1gHi10.354027.15885.81=398.24 kN

3.753762.357.05523.0710.354027.65F2=

7.055237.07885.81Gi13=352.76 kN

1gHF3=

3.753762.35885.81=134.80 kN

GHii1i【4】各层地震剪力 V3=398.24 kN

V2=398.25+352.76=751 kN

V1=398.24+352.76+134.80=885.81 kN

各层重力荷载、地震作用及剪力分布如下图：

21

【5】横向地震作用下，横墙的抗剪承载力验算

由于各横墙厚均为240mm且②轴墙体左右横墙间距较大，所以在此只验算②轴横墙的横向地震作用。

②轴墙体截面面积： A12=（6+0.24）×0.24=1.498㎡

一、二、三层横墙总面积：A1=1.498×11+（14.2+1.24）×0.24×2=23.410㎡ 1>第一层抗剪承载力验算： ②轴墙体承担地震作用的面积：

F12=7.22×（1.65+3.3）+7.22×（1.65+3.3+1.65）=83.391㎡ 楼面总面积：

F1=29.7×14.2=421.74㎡

由于墙高him基本相同，所用材料相同，②轴墙体由地震产生的剪力为：

AF111.49883.391 V12=（12+12）V1=（+）×885.81=115.92 kN

A1F12223.410421.74轴线②横墙每米长度上所承担的竖向荷载（在该层的半高处）为： N=4.79×3.3+3.4×3.3+5.24×3.75×2.5 =76.152 kN

轴线②横墙横截面的平均压应力为：

22

0=

76152=0.318Nmm2

2401000采用M5砂浆，fv0=0.11Nmm2，0fv0=0.318/0.11=2.1，查表7-8得，

N=1.27

fVE=N.fv0=0.11*1.27=0.14Nmm2 fVEA/rRE=0.14×1761600/1=246.63 kN

承受的设计地震剪力=rEhV12=1.3×115.92=150.70 kN <246.63 kN，所以抗剪承载力满足要求。

2> 第二层抗剪承载力验算：

由于1～3层横墙净面积相等，A12=A22=A32，A1=A2=A3，F12=F22=F32，

F1=F2=F3 V22=

AF111.49883.391（22+22）V2=（）×751=98.28 kN +

A2F22223.410421.74轴线②横墙每米长度上所承担的竖向荷载（在该层的半高处） N=4.79×3.3+3.4×3.3+5.24×3.3×1.5=52.965 kN

52.9651030==0.221Nmm2

24010000fv0=0.221/0.11=2 查表得：N=1.14

fVE=N.fv0=0.11×1.14=0.12Nmm2 fVEA/rRE=0.12×1761600/1=220.91 kN

承受的设计地震剪力=rEhV22=1.3×98.28=127.77 kN <220.91 kN，所以抗剪承载力满足要求。

3> 第三层抗剪承载力验算：

AF111.49883.391 V32=（3232）=（）×398.24=52.12 kN +

A2F22223.410421.741N=4.79×3.3+5.24×3.3×=24.453 kN

223

24.4531030==0.102Nmm2

24010000fv0=0.102/0.11=0.93查表得：N=0.98

fVE=N.fv0=0.98×0.11=0.11Nmm2 fVEA/rRE=0.111761600/1=193.78 kN

承受的设计地震剪力=rEhV32=1.3×52.12=67.76 kN <193.78 kN，所以在横向地震作用下，横墙的承载力满足要求。 【6】纵墙截面抗震承载力验算：

外纵墙的窗间墙为不利墙段，取轴线的墙段进行抗震承载力验算。由于纵墙各墙肢比较均匀，各轴线的纵墙的刚度比近似用其墙截面面积比代替。 选二层和一层，去轴线A为验算对象。 二层：

纵墙墙体总面积：A2=（29.94-9×1.5）×0.24×2+（29.44×2+13×1）×0.24=19.14m2

轴线A墙体截面面积：A2A=（29.94-9×1.5）×0.24=3.95m2 A2A=

A2A3.95VEhV2=×1.3×751 kN =196.38 kN A219.14一层：由于教学楼各层截面均相同，所以 A1=19.14m2 A1A=3.95m2 V1A=

A1A3.95×VEhV1=×1.3×885.81 kN =237.65 kN A119.14

KiArViA

KiAr不利墙段地震记录分配： ViAr=

尽端墙段（墙段1）：hb=2100/900=2.33 中间墙段（墙段2）：hb=2100/1800=1.17

由于14，应同时考虑弯曲和剪切变形，计算结果列于下表。

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一层、二层纵墙墙段地震剪力设计值 墙段类别 h (m) 1 2 0.9 1.8 b (m) 0.9 1.8 2 8 6.99 3.51

验算第二层：采用M5砂浆，fv0=0.11Nmm2 A2A1=0.9×0.24=0.216m2（墙段1） A2A2=1.8×0.24=0.432m2（墙段2） 墙段1仅承受墙体自重rEh=0.75 N=5.24×3.3×1.5×0.9=23.34 kN

23.34103 0= =0.11Nmm2

240900个数 3 3 1 33ViAr 一层 7.29 27.88 二层 6.03 23.04 12.65 1.61 0.051 0.195 0fv0=0.11/0.11=1查表得：N=1

11Nfv0V2A1=×1×0.11×0.216×106N=31.68 >6.03 kN rEh0.75满足要求

轴线②⑤⑥⑧⑨处的墙段2仅承受墙体自重为： N=5.24×3.3×1.5×1.8=46.69 kN

46.69103 0= =0.11Nmm2

24018000fv0=1查表得：N=1

11Nfv0V2A1=×1×0.11×0.43×106N=31.68N>63.07 kN rEh0.75 满足要求

其他轴线处的墙段2除承受墙体自重外，还承受大梁传来的屋面，楼面荷载为： N=5.24×3.3×1.5×1.8+3.3×6×3.4×0.5+3.6×5.6×4.79×0.5+2.5×3×6×

25

0.5

=151.13 kN

151.13103N 0= =0.35Nmm2 22401800mm0fv0=0.35/0.11=3.18查表7-8得：N=1.29

11Nfv0V2A1=×1.29×0.11×0.432×106N =61.3N>23.04 kN rEh1.0 满足要求。

由于一层墙与二层墙材料相同，所以在此不做验算了。其一定能满足抗震要求。

9.构造措施

1>抗震构造措施

① 构造柱：根据《建筑结构抗震设计规范》，因此教学楼处在地震裂度为7度，层数为三层，所以构造柱设置在楼梯间、电梯间的四角，隔15m或单元横墙与外纵墙交界处。

构造柱的截面采用240mm×180mm，纵向钢筋采用412，箍筋间距为200mm，且在柱上、下端加密间距为100mm。同时构造柱必须先砌墙、后浇筑。构造柱与墙连接处砌成马牙搓，并沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，每边伸入墙内为1.2m，转载自同时与圈梁连接，在连接处，广告主的纵筋应穿过圈梁的主筋。

②圈梁：根据设置要求，圈梁设置在屋盖及每层楼高处，圈梁的截面高度为150mm，纵向钢筋412，箍筋间距为200mm，同时圈梁应闭合，在洞口处，要上下搭接。

2>砌体结构非抗震构造措施 ① 整体性措施

a．墙体转角处，纵横墙的交界处进行错缝搭砌，对不能同时砌筑二又必须留置的临时间断处，应砌成斜槎，斜槎长度为其高度的2/3.若不能留斜槎，也可做成直槎，但此时必须在墙体内加设拉结钢筋，要求是240mm墙厚为26，每次设置3根，沿墙高的间距400mm，埋入长度从墙的留槎处算起，每边均为600mm，末端做成90o弯钩。

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②防止温度在和砌体干缩变形引起的墙体开裂 a． 在墙间设置保温层

b． 在屋面或屋面刚性面及砂浆找平层设置分割缝，其间距为6m，并与女儿墙隔开，缝宽为300mm。

c． 在顶层门窗洞口过梁上的水平灰缝内设置3道焊接钢筋网片，并应伸入过梁两端墙内650mm。

③防止或减轻房屋其他部位墙体开裂的构造措施

a． 在底层窗台下砌体灰缝中设置3道24焊接钢筋网片。 b． 在墙体中设置26的拉结筋，竖向间距为450mm。 c． 沿墙体的全高设置竖向控制缝。

参考文献

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