武汉理工大学 《工程结构课程设计》
③第一层顶端截面:
N3k=N2k+44.6+42=719.56KN
N3=N2+1.2*44.6+1.4*42+51.686*0.85=861.2KN a0=147,e1=y-0.4a0=61mm不变
M3k=(44.6+42)*0.061=5.28KN·m e3?M3k5.28??0.0073m?7.3mm N3k719.56 高厚比 ????H0h?1.0*4000?10.81
370 e3=7.3mm<0.6y=72mm,
e37.3??0.020 h370 查表,按线性取值,得??0.83,?Af?0.83*1550000*2.79?3589.3KN>N3=861.2KN,故承载力满足要求。
④第一层底端截面
N4k=N3k+153.7=873.26KN N4=N3+1.2*153.7=1045.64KN e4=0, ????H0h?1.0*4000?10.81
370 e4<0.6y=0.6*120=72mm,
e4?0 h 查表,按线性取值,得??0.85,?Af?0.85*1550000*2.79?3675.83KN>N4=1045.64KN,故承载力满足要求。 7.2.2承重横墙
(1)选取计算单元和确定受荷面积
对于承重横墙,取1m宽的墙作为计算单元,受荷面积为1*4=4m2。 (2)控制截面
该服装厂办公楼各层墙体截面尺寸相同,砌体材料也相同,那么荷载最大的截面即为最不利截面,所以选第二层的顶端和底端截面,以及第一层的顶端和底端截面分别进行承载力验算,则横墙墙体的计算截面积:A=1*0.24=0.24m2 。
外横墙总长度较长,此处只取1m宽的横墙进行研究,所以不对面积进行折减。另外东西两道横墙开设了窗,但因墙体荷载与不设窗的相比较轻,所以此处只对不开窗的外横墙进行验算。
(3)荷载相关数据
①女儿墙自重(厚240mm,高600mm) 5.24*0.6*1=3.14KN ②钢窗自重:外横墙上不设开窗,无钢窗自重。 (4)荷载计算
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每层墙体自重(含窗自重): 5.24*1*4=20.96KN 楼面传来的竖向荷载
恒荷载标准值: 2.655*4*1=10.62KN 活荷载标准值: 2.5*4*1=10KN
次梁剪力值: 41.83+0.85*41.83=77.4KN (5)内力计算及截面承载力验算 ①第二层顶端截面: 上部传来的荷载:
N1k=3.14+20.96+2*(10.62+10)=65.34 上部荷载设计值:
N1=1.2*(3.14+20.96+2*10.62)+1.4*2*10+77.4=159.8KN
MU15砖和M15混合砂浆砌筑的砌体抗压强度设计值f=2.79MPa,次梁高h=450mm,则梁的有效支撑长度(实际支乘长度a=240mm)a0?hc?127mm<a=240mm f N1对形心轴的偏心距: e1=y-0.4a0=69mm
N1k引起的弯矩: M1k=(10.62+10)*0.069=1.42KN·m e1?M1k1.42??0.0217m?21.7mm N1k65.34 高厚比: ????H0h?1.0*4000?16.7
240 e1<0.6y=0.6*120=72mm
e121.7??0.09 h240 查表,按线性取值,得??0.52,?Af?0.52*240000*2.79?348.2KN>N1=159.8KN,故承载力满足要求。
②第二层底端截面:
N2k=N1k+20.96=65.34+20.96=86.3KN N2=N1+1.2*20.96=184.95KN e2=0, ????H0h?1.0*4000?16.7
240 e2<0.6y=0.6*120=72mm,
e2?0 h 查表,按线性取值,得??0.7, ?Af?0.7*240000*2.79?468.72KN>N2=184.95KN,故承载力满足要求。
③第一层顶端截面:
N3k=N2k+10.62+10=106.92KN
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N3=N2+1.2*10.62+1.4*10+41.83*0.85=247.2KN a0=127mm,e1=y-0.4a0=69mm不变 M3k=(10.62+10)*0.069=1.42KN·m e3?M3k1.42??0.0133m?13.3mm N3k106.92 高厚比: ????H0h?1.0*4000?16.7
240 e3=13.3<0.6y=72mm
e313.3??0.055 h240 查表,按线性取值,得??0.61,?Af?0.61*240000*2.79?408.46KN>N3=247.2KN,故承载力满足要求。 ④第一层底端截面:
N4k=N3k+20.96KN=127.88KN N4=N3+1.2*20.96=272.35KN e4=0,????H0h?1.0*4000?16.7
240 e4<0.6y=72mm,
e4?0 h 查表,按线性取值,得??0.54,?Af?0.54*240000*2.79?361.58KN>N4=272.35KN,故承载力满足要求。
7.3局部抗压承载力
在墙体截面尺寸相同,所用材料也相同的情况下,因为第一层顶端截面上部结构传来的荷载较大,所以分纵横墙两种情况分别验算第一层顶端截面处的局部抗压承载力。
7.3.1纵墙局部抗压承载力
为了满足局部受压承载力要求,梁端支承边的最大应力不应超过砌体局部受压强度,即: ?N0 式中:
A0=(b+2h)h=366300mm2 Al=a0b=146.6*250=36650mm2
?Nl???Alf
A0366300??10.0>3,故??0 Al36650 Nl=1.2*44.6+1.4*42=112.32KN
??1?0.35A0?1?2.05>2,故取??2 Al18
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??fAl?0.7*2*2.79*36650?143.15KN>Nl=112.32, 故梁端局部受压满足要求,不需要设置梁垫。
7.3.2横墙局部受压承载力
A0=(b+2h)h=(200+2*240)*240=163200mm2 Al=a0b=127*200=25400mm2
A0163200??6.43>3,故??0 Al25400 Nl=1.2*10.62+1.4*10=26.74KN
??1?0.35A0?1?1.82<2 Al ??fAl?0.7*1.82*2.79*25400?90.28KN>Nl=26.74KN,故梁端局部受压满足要求,不需要设置梁垫。
7.4 墙体高厚比验算
底层层高最大并且各层截面尺寸相同,如果底层高厚比满足要求则整个房屋的高厚比也就满足要求,所以只需验算底层高厚比即可。矩形截面高厚比验算应按下式进行: ??H0??1?2[?] h7.4.1横墙高厚比验算
层墙高H=4m,横墙最大间距S=8m。该房屋的静力计算方案为刚性方案,屋类别为无吊车的多层房屋,且2H=8m>S>H,查表的计算高度H0=0.4S+0.2H=4m。
由砂浆强度等级为M15>M7.5,查表确定[?]?26。横墙为承重墙取?1?1.0,东侧墙上开设了窗,为较薄弱截面,只需验算此处高厚比即可。 不开洞外横墙?1?2[?]?26> 表
H04??16.7,满足高厚比要求。 h0.247-3 开窗外横墙高厚比验算表
4000 240 1200 墙体计算高度H0(mm) 墙体厚度(mm) 在宽S范围内的门窗洞口总宽度bs(mm) 相邻纵墙之间的距离(mm) 2000 19
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承重墙允许高厚比修正系数?1 有门窗洞口允许高厚比修正系数?2?1?0.4bss 1.0 0.76 26 1x0.76x26=19.76 h墙体允许高厚比[?] ?1?2[?] 墙体计算高厚比??H0 结论
4?16.67 0.24 ???1?2[?],满足要求 7.4.2纵墙高厚比验算 (1)外纵墙
每层墙高H=4m,横墙最大间距S=12m。该房屋的静力计算方案为刚性方案,屋类别为无吊车的多层房屋,且2H=8S,查表得计算高度H0=1.0H=4m。 由砂浆强度等级为M15>M7.5,查表确定[?]?26。 表
7-2 外纵墙高厚比验算表
4000 370 3600 墙体计算高度H0(mm) 墙体厚度(mm) 在宽S范围内的门窗洞口总宽度bs(mm) 相邻纵墙之间的距离(mm) 承重墙允许高厚比修正系数?1 有门窗洞口允许高厚比修正系数?2?1?0.4bss 12000 1.0 0.88 26 墙体允许高厚比[?] 20