框架剪力墙结构高层住宅结构设计计算书.doc

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1、依景花园A1栋 高层住宅楼结构设计摘 要本工程为依景花园A1栋，拟建高层住宅楼。根据现场的土地使用面积将该楼设计成一对称布置的住宅楼，设置一部电梯，一层设置四户。首层的标高为3.9米，其余11层的层高均为2.9m。楼层总高度为35.8m。总建筑面积4319.28m2。基本风压值0.65kN/m2，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g，类场地，设计地震分组为第一组。本工程结构设计采用框架-剪力墙结构，结构计算按纵向框架承重分析。具体内容包括：结构方案和初选截面尺寸；楼板结构设计；结构计算简图及刚度参数计算；荷载计算及结构位移验算；水平荷载作用下的结构内力分析；竖向荷载作用下的结构内

2、力分析；荷载效应及内力组合；截面设计和构造要求；基础设计；结构施工图的绘制；计算机辅助设计。在进行截面抗震设计时，柱按偏压构件计算，保证延性框架要“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件强锚固”的设计原则，且满足构造要求。 关键词：高层，抗震，框剪，结构设计IA1 Block Of King Garden In High-rise Residential Buildings,Structural DesignAbstractKing Garden in the works for A1 block, the proposed high-rise residential buildings. Acco

3、rding to the land use area will be carried into a symmetrical layout design of residential buildings, the installation of a lift, one of four households. The level of the first floor is 3.9m and the remaining eleven floors are 2.9m high-level layers. The total height of the building is 35.8m. A tota

4、l construction area is 4319.28m2. Basic wind pressure value is 0.65kN/m2, earthquake intensity of 7 degrees security, the basic design for seismic acceleration values 0.10g, category II sites, design for the earthquake-first group.This engineering construction design adoption the frame-shear wall co

5、nstruction. The structure of the vertical longitudinal loading analysis. Concrete contents include: structural programmes and primary cross-sectional size; floor structural design; Structural calculation diagrammatic drawing and stiffness parameter calculation; Structural load calculation and displa

6、cement calculation; Level load role of endogenous force structure analysis; Vertical load role of the endogenous force structure analysis; Load effects and endogenous force portfolio; Cross-sectional design and construction requirements; Foundation design; Structural construction mapping; computer-a

7、ided design. Earthquake in cross-sectional design, pillar by bias components calculated to ensure extensive framework to "strong reminder and weak bends, strong column and weak beam, strong joint weak components strong anchorage" design principles, and the cross-section must to meet the de

8、mand of construction requirements. Key words: Tall structures, Earthquake proofing construction, Frame -Shear wall, Structural designII目 录 工程概况 . 1 结构布置和初选构件截面尺寸 . 22.1 柱截面尺寸 . 22.2 梁截面尺寸 . 32.3 板的厚度 . 32.4 剪力墙数量的确定 . 33 楼板结构设计 . 63.1 楼梯设计 . 63.1.1 梯段板计算 . 63.1.2 梯梁设计 . 83.2 楼板设计 . 93.2.1 荷载计算 . 93.

9、2.2 计算跨度L0. 113.2.3 弯矩和配筋计算 . 11 非框架梁的设计 . 174.1 非框架梁的正截面承载力计算 . 254.2.2 斜截面承载力计算 . 265 计算简图及刚度参数 . 295.1 计算简图 . 295.2 刚度参数 . 295.2.1 总剪力墙的等效抗弯刚度 . 295.2.2 总框架的抗推刚度 . 325.3 主体结构刚度特征值 . 40 III6 竖向荷载及水平荷载计算 . 416.1 竖向荷载 . 416.1.1 各种构件的荷载标准值 . 416.1.2 重力荷载代表值 . 436.2横向水平地震作用 . 436.2.1 结构总水平地震作用底部剪力标准值F

10、Ek . 436.2.2 各层水平地震作用Fi . 456.3 横向风荷载计算 . 467 水平荷载作用效应分析 . 487.1 水平地震作用折算及水平位移验算 . 487.1.1 水平地震作用折算 . 487.1.2 水平位移验算 . 487.2 水平地震作用下的总剪力墙、总框架和总连梁的各根柱、各根连梁、各片剪力墙的框架梁、柱的竖向荷载作用下结构的框架计算简图 . 618.1.2 分配系数及固端弯矩 . 628.1.3 分配与传递 . 648.2 剪力墙轴力的计算 . 698.2.2 弯矩的计算 . 729 荷载效应组合 . 749.1 框架梁柱的IV9.1.1 梁、柱框架梁、柱的 剪力墙

11、的截面设计 . 8210.1 框架梁 . 8210.1.1 正截面受弯承载力计算 . 8210.1.2 斜截面受剪承载力计算 . 8310.2 框架柱 . 8410.2.1 剪跨比和轴压比 . 8410.2.2 正截面抗弯承载力计算 . 8510.2.3 斜截面抗剪承载力计算 . 8810.2.4 节点的抗剪承载力计算 . 9010.3 剪力墙 . 9110.3.1 正截面承载力计算 . 9110.3.2 斜截面承载力计算 . 9211 基础设计. 9511.1 基础选型. 9511.2 基础平面布置. 9511.3 承台计算和配筋. 97 致谢 . 103 参考文献 . 104 V依景花园A

12、1栋 高层住宅楼结构设计 工程概况依景花园为12层住宅楼，框架-剪力墙结构，主体高度35.8m。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别类，设计地震分组为第一组，基本风压为w0=0.65kN/m2。工程的建筑平面示意图见图1-1，地上12层，首层3.9m，212层层高均为2.9m。天面上设顶层梯间及电梯机房，其层高为2.8m，电梯机房地面高于天面1.5m。剪力墙门洞高均取2.2m，外围护墙墙厚190mm，选用混凝土空心小砌块。内围护墙墙厚120mm，选用灰砂砖。地下室1层，层高4m。与上部结构相比，地下室顶板刚度足够大，手算时可近似取为上总结构的嵌固端。1 结构布置和初选

13、构件截面尺寸该建筑经过对建筑高度、使用要求、材料用量、抗震要求、造价等因素综合考虑后，宜采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。混凝土强度等级选用：梁、板为C25；墙、柱为C30。按照建筑设计确定的轴线尺寸和结构布置的原则进行结构布置。剪力墙除在电梯井及楼梯间布置外，在1、3、6、9、11轴各设一道墙。标准层结构布置平面图如图2-1所示。各构件的截面尺寸初估如下：2.1 柱截面尺寸(1)首层中柱 按轴压比限值考虑。本结构框架抗震等级为三级， mN=0.95；住宅荷载相对较小，取qk=12kN/mfc=14.3N/mm22；楼层数n=12；弯矩对中柱影响较小，取a=1.1；3.9+325.7+4.32=

14、17.25m2；g=1.25；柱负荷面积A=得：2，以上数据代入式Ac=aqkAnmNfcAc=a2=0.252m，于是a=0.50m。2首层边柱负荷面积A=6.43.9/2=12.48mAc=a2,取1.2,其余参数与中柱相同。可得： =0.199m2，则a=0.45m。(2)用与首层类似的作法可得六层中柱：Ac=a2=0.147m2，a=0.39m。边柱：Ac=a2=0.116m2，则a=0.34m。(3)考虑到各柱尺寸不宜相差太大以及柱抗侧移刚度应有一定保证，因此初选柱截面尺寸为：15层中柱 550600mm，边柱 400550mm；612层中柱 500600mm，边柱 400500mm

15、。以上尺寸也满足规范关于柱截面宽度和高度的最小尺寸、柱剪跨比、截面高宽比等要求。22.2 梁截面尺寸横向框架梁 计算跨度lb=6.5m，梁高取hb=(1/101/18)lb=0.65m0.36 m，初选500mm；梁宽度b=(1/21/4)hb，初选200mm。按简支梁满载时的（0.60.8）Mmax验算。取qK=12kN/mM=0.8Mmax2，则=0.81.252.55126.5(2)/8=161.6kNm选用HRB335，混凝土C50时,b=0.550。按单筋梁估算，1fcbho2b(1-0.5b)=111.920047520.55(1-0.550/2)= 214.1 kNmM=161.

16、6 kNm。于是初选梁截面为200 500mm。（2）（2）对纵向框架梁作与横向类似的粗略计算，可取截面尺寸为200500 mm。其它非框架梁取200400mm。2.3 板的厚度板的最小厚度不小于80mm；考虑到保证结构的整体性，初选h=100mm，顶层楼板取120 mm。2.4 剪力墙数量的确定剪力墙截面面积A与楼面面积之比按2%3%考虑，且纵横两个方向剪力墙截面积应大致相同，即纵、横向各应有A=(1%1.5%)23.416.8=3.935.90m2。初选墙厚为200 mm,以1、3、6、9、11轴和电梯井及楼梯间剪力墙粗算，可有A=(2+1.2+1.5+1.2)2+2.383=3.79m2

17、,可以。按图2-1布置的剪力墙也满足剪力墙壁率不小于5/的要求。各种构件截面尺寸及混凝土强度等级详见表2-13453 楼板结构设计3.1 楼梯设计本住宅楼采用板式楼梯，标准层尺寸如图3-1所示，qk=2.0kN/m2。采用C25混凝土，梯板钢筋用HPB235，梯梁用HRB335。图3-1 标准层楼梯图3.1.1 梯段板计算TB1、TB2计算跨 L27002002500mm梯板厚度 h（1/251/30）L 84100mm，取h100mm踏步高度 290020145mm， 踏步宽度 27009300mmcosq=3002+3002=0.900荷载计算：1. 平梯段、楼板段面层： 10厚地砖，素水

18、泥浆擦缝 0.01200.20 kN/m2 25厚1:3水泥砂浆 0.25200.50 kN/m2 梯板： 100mm厚钢筋混凝土板 0.100252.5 kN/m2 板底： 15厚水泥石灰浆打底、5厚纸筋灰批面 0.01517+0.005160.34 kN/m2gk恒荷载标准值：3.54 kN/m2活荷载标准值： qk3.5 kN/m26平梯段设计荷载： q11.23.541.43.59.15 kN/m2 支座反力：VAVB0.59.152.712.35 kN/m最大弯矩：Mmaxq2l229.152.728.34 kNm/m88aS=M=8.34106211a1fcbh2 111.9100

19、080=0.109 gS=0.5(1+-20.109)=0.942AS=MfygSh0=8.34106 22100.94280=527mm 选用10 140（I级钢） ，A561 mm2/m 支座截面负筋取与跨中截面相同，采用10 110。 2. 斜梯段面层： (0.200.50)(0.30+0.145)0.301.04 kN/m2 梯踏步： 0.145252 1.813 kN/m2 梯斜板： 0.10025cosq2.78 kN/m20. 34cosq0.38 kN/m2板底： 扶手重： （不计入，另加212） 恒荷载标准值： 活荷载标准值： 荷载设计值： gk6.013 kN/m2 qk3

20、.5 kN/m22q21.26.0131.43.512.116 kN/m支座反力：VAVB0.512.1162.716.36 kN/m最大弯矩：Mmaxq2l212.1162.7211.04 kNm/m88aS=M=11.041062121a1fcbh2 111.9100080=0.145 gS=0.5(1+-20.145)=0.921AS=MfygSh0=11.04106 22100.92180=714mm 选用10 110（I级钢） ，A714 mm2/m 支座截面负筋取与跨中截面相同，采用10 110。73.1.2 梯梁设计TL1、L15 (计算简图如图3-2所示)跨度 L2600mm，

21、梁高 h L12 217mm截面取 200300荷载计算：TB1(TB2)传来： (设计值) 16.36 kN/m 楼板( TB3)传来： 9.151.225.49 kN/m 梁自重： 1.20.2(0.30.10)251.20 kN/m 梁侧批荡： 1.220.02(0.30.1)170.16 kN/m 均布荷载设计值： 23.21 kN/m 侧砖扶手（0.9m高）传来集中荷载：P1.2(190.060.342)0.92.7cosq5.90kN跨中弯矩：M=1823.212.72+145.902.7=25.13kNm倒L形截面，近似按矩形截面计算配筋：6aS=Ma=25.13101fcbh2

22、0111.92002652=0.150gS=0.5(1+-20.150)=0.918AM25.131062S=fygSh=03000.918265=345mm实配216（HRB335级钢），402 mm支座剪力：V=1223.212.7+125.90=34.283kN0.7ftbh0=0.71.27200265=47117=47.12kNV仅需按构造配置箍筋，此时箍筋的最大间距为200mm，最小配箍率为：rt1.27svmin=0.24ff=0.24yv210=0.145%选 6 150 双肢箍 ，rsv28.3sv=Abs=2200150=0.189%0.145%，满足要求。 8注：楼板(T

23、 B3)传来：9.151.225.49kN/m梯板( B16)传来：9.151.225.49kN/m两者相等。3.2 楼板设计各楼面板和屋面板的编号如图3-3a,b所示： 3.2.1 荷载计算 楼面荷载标准值活荷载：2.0kN/（按住宅取值，阳台为2.5 kN/）9恒荷载：饰面层：10厚地砖，素水泥浆找平结合层：25厚1：3水泥砂 0.01m20kN/m3=0.2kN/m2 0.025m20kN/m3=0.5kN/m20.10m25kN/m3=2.5kN/m 结构层：100厚钢筋混凝土屋面板顶棚抹灰：15厚水泥石灰浆打底，5厚纸筋灰批面0.015 m17kN/m3+0.00516kN/m3=0

24、.335kN/m2恒荷载合计 gk3.54kN/ 恒荷载设计值： g=gGgK 1.23.544.248kN/m2q=gQqK=1.42.02.80kN/m2 活荷载设计值：2屋面荷载标准值活荷载：3.0kN/（上人屋面，屋顶花园）恒荷载：种植土层：200厚种植土 0.20 m17kN/m3=3.4kN/m2饰面层：10厚防滑地砖，素水泥浆擦缝 0.01m20kN/m3=0.2kN/m2结合层：20厚1：3水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2隔热层：50厚的膨胀珍珠岩隔热层 0.05m10 kN/m3=0.5kN/m2防水层：2厚聚胺脂防水涂料 0.13 kN/m2找平层：20厚1：2.5水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m20.12m25kN/m3=3.0kN/m 结构层：120厚钢筋混凝土屋面板顶棚抹灰：15厚水泥石灰浆打底，5厚纸筋灰批面0.015 m17kN/m3+0.00516kN/m3=0.335kN/m2恒荷载合计恒荷载设计值：3电梯机房地面荷载标准值活荷载：7.0 kN/恒荷载：120厚钢筋混凝土板 0.12m25kN/m3=3.0kN/m _