高層板式住宅樓設(shè)計(jì)—土木工程畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、摘 要本設(shè)計(jì)是地區(qū)的一高層板式住宅。主體十四層，一梯三戶，總建筑面積10357.2m2。設(shè)計(jì)包括部分，建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)部分包括總體布局、平面與豎向交通、建筑朝向與選型以及防火和疏散要求。主要進(jìn)行了建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思，平面布局、立面設(shè)計(jì)、剖面設(shè)計(jì)以及防火和疏散設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)平面布局合理、滿足功能要求。結(jié)構(gòu)計(jì)算較全面、詳實(shí)。滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括荷載計(jì)算（重力荷載、風(fēng)荷載、水平地震荷載）剪力墻、樓板，以及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)配筋，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中，地震作用采用底部剪力法。在荷載內(nèi)力計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了內(nèi)力組合，取最不利荷載進(jìn)行了配筋計(jì)算。在配筋計(jì)算中，考慮了構(gòu)造

2、和抗震要求，并進(jìn)行了相應(yīng)的構(gòu)造配筋，計(jì)算結(jié)果較準(zhǔn)確。關(guān)鍵詞：住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻結(jié)構(gòu)AbstractThis design is a high-rise residential building in city. Its main body is 14 storeys with one staircase for three. Its construction area is 10357.2m2.The design includes three chapters, architecture design and structural design.Architecture design i

3、ncludes the total layout, plane and the perpendicular transportat-ion, the orientation of the building and chooses the size,and the design of fireproof and dispersion.the planes arrangement is reasonable,and its semblance is succinct and gene-rous，which satisfies the functions requirement.The design

4、 whose plane is reasonable, satisfies the functions requirement.Structural design is fairly full and accurate, and also satisfies the requirement of the designing task.The structural system adopts shear wall.The structure design includes the loading calculation (the gravity loading,the wind loading

5、and the horizontal earthquake action) the design of shear wall, awning, and floor and the foundation，the horizontal earthquake action adopts shear strength calculation of the end .On the basis of calculating the internal force,I make the combination of internal force,and choose the most disadvantage

6、ous force to design the steel reinforcing bar. In consideration of the requirment of the constitution and anti-seismic.and carriying out designing the steel reinforcing bar.The result is fairly exact. Key words: residential buildings; structural design; shearing wall struture目 錄緒 論新中國建立以來，我國的建筑事業(yè)取得巨

7、大的成就，舊的城市日新月異，新的城市如雨后春筍。經(jīng)濟(jì)騰飛的同時(shí)，城市人口集中，用地緊張，以及商業(yè)競爭的激烈化、城市國際化的現(xiàn)象日益凸顯，使相當(dāng)多的辦公樓、旅館、醫(yī)院、學(xué)校等建筑向高層發(fā)展。我國自行建造高層是從50年代開始的，從50年代到70年代末，由于受到當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件的制約，內(nèi)地的高層建筑數(shù)量很少。隨著改革開放，國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)張，近20年來，國內(nèi)各大城市的高層建筑相繼拔地而起。由于高層建筑的重要的經(jīng)濟(jì)意義，且隨著近代經(jīng)濟(jì)和科技的不斷進(jìn)步，使得高層建筑的設(shè)計(jì)方法不斷得到改進(jìn)，建筑材料也日趨完善，鋼筋混凝土的出現(xiàn)更加推進(jìn)了高層建筑向著天空進(jìn)軍的步伐，鋼混結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大，變形小，耐腐蝕耐火性能

8、好，維護(hù)方便，造價(jià)低。為了解決威海市某高校教職工住房緊張問題，我在各位指導(dǎo)老師的幫助下設(shè)計(jì)了一幢高層住宅樓。此樓高39.2m，為剪力墻結(jié)構(gòu)，總共14層，52戶，是一座典型的鋼筋混凝土高層建筑。為了很好地完成這一任務(wù)，我必須達(dá)到以下基本要求：1、認(rèn)真貫徹“適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀”的設(shè)計(jì)原則2、進(jìn)一步掌握建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法和步驟，充分考慮影響設(shè)計(jì)的各種因素3、明確建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系4、了解有關(guān)的規(guī)定與規(guī)范5、認(rèn)真選擇結(jié)構(gòu)形式及進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置，掌握高層結(jié)構(gòu)得設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求整個設(shè)計(jì)可以分為建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)，以及PKPM電算5部分。每一個環(huán)節(jié)都需要認(rèn)真考慮各方面因素，盡量使整

9、個設(shè)計(jì)合理清晰，具有相當(dāng)?shù)膶?shí)際意義。就建筑設(shè)計(jì)而言，本工程是高層住宅，除了要考慮合理的布局，家具的尺寸，各房間的使用功能，還要考慮結(jié)構(gòu)的安全度，建筑物的耐火等級及防火設(shè)計(jì)；更要考慮經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上，搞好室內(nèi)外環(huán)境設(shè)計(jì)，為居民創(chuàng)造良好的環(huán)境。就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重概念設(shè)計(jì)，深刻理解豎向、水平內(nèi)力的求法，精通內(nèi)力組合及配筋工作。重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)范性，擇優(yōu)選擇抗震和抗風(fēng)性較好且較為經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)構(gòu)造措施。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性，式結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。本工程采用框架結(jié)構(gòu)，墻體屬于填充墻，一般由輕質(zhì)材料填充，其保溫、隔熱、分隔室

10、內(nèi)空間的作用。因而它的平面布置更為靈活，可提供較大的空間。在這部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，截面尺寸估計(jì)，荷載統(tǒng)計(jì)及匯集，內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合和配筋計(jì)算。就基礎(chǔ)而言，相對不同的工程地質(zhì)條件采用不同的措施，本工程選用樁基礎(chǔ)，需要做基礎(chǔ)方案的選擇，樁型設(shè)計(jì)，單樁承載力特征值計(jì)算，樁數(shù)與承臺尺寸確定，單樁承載力驗(yàn)算，抗彎計(jì)算與配筋設(shè)計(jì)，沖切與抗剪驗(yàn)算，承臺抗剪驗(yàn)算，沉降驗(yàn)算等工作。就PKPM電算而言，主要要進(jìn)行PMCAD模型建造，樓面荷載傳導(dǎo)，SATWE中的內(nèi)理解配筋計(jì)算，梁柱施工圖繪制，JCCAD中對基礎(chǔ)的計(jì)算，LTAD中對樓梯部分的計(jì)算。在以上設(shè)計(jì)完成后，還需要認(rèn)真繪制設(shè)計(jì)圖和編寫計(jì)算書，這是一個完整的畢業(yè)設(shè)

11、計(jì)不可或缺的部分?？傊?，希望通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對高層建筑的相關(guān)概念的認(rèn)識與理解，復(fù)習(xí)好大學(xué)里學(xué)的基本概念和方法，除此之外，鍛煉自己嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，刻苦鉆研的能力，并希望能在今后的學(xué)習(xí)、工作中取得好的成績。第1章 建筑設(shè)計(jì)1.1高層住宅特點(diǎn) 城市中高層建筑是反映一個城市經(jīng)濟(jì)繁榮和社會進(jìn)步的重要標(biāo)志，隨著社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是城市建設(shè)的發(fā)展，要求建筑物所能達(dá)到的高度與規(guī)模不斷增加，并由此產(chǎn)生了一系列問題。首先，由于建筑高度增加，在高層建筑中的豎向交通一般由電梯來完成，這樣會增加建筑物的造價(jià)，從建筑防火的角度看，高層建筑的防火要高于中低層建筑，也會增加高層建筑的工程造價(jià)和運(yùn)行成本。 其次，由于建筑高

12、度的增加，在相同的建設(shè)場地上，建造高層住宅可以獲得更多的建筑面積，這樣可以部分解決城市用地緊張和地價(jià)高漲的問題。此外，設(shè)計(jì)精美的高層建筑可以為城市增加景觀。第三，從結(jié)構(gòu)受力的角度看，隨著高度的增加，側(cè)向荷載（風(fēng)荷載和水平地震作用）在高層住宅的分析和設(shè)計(jì)中起著重要的作用，因此，高層住宅的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)要比一般的中低層建筑復(fù)雜的多。第四，從城市建設(shè)和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以縮小城市的平面規(guī)模，縮短城市道路和各種公共管線的長度，從而節(jié)省城建與管理的投資。由于高層建筑增加人們的聚集密度，縮短了相互間的距離，水平與豎向交通相結(jié)合，使人們在地面上的活動走向空間化，節(jié)約時(shí)間，增加了效率。但是人口

13、過于密集有時(shí)會造成交通擁擠、出行困難等問題。第五，建筑高、重量大，近地面大氣層對它周圍環(huán)境都產(chǎn)生了影響，從而在許多設(shè)施、建筑構(gòu)造及局部處理上都要與之相適應(yīng)，另外，由于高層建筑的重量大，居住人數(shù)多，而出現(xiàn)高密度居住，對居民的心理狀態(tài)、社會環(huán)境、城市結(jié)構(gòu)的動態(tài)平衡、居住區(qū)的空間組織等都帶來了新的問題。 第六，由于高層住宅的興建，居住區(qū)和城市由水平向發(fā)展轉(zhuǎn)向豎向發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法和范圍發(fā)生了變化。 第七，新的結(jié)構(gòu)形式隨之而來的新的施工方式，同時(shí)也影響到設(shè)計(jì)方法和建筑管理。綜上所述，建造高層住宅利大于弊，而合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)可以達(dá)到美化城市環(huán)境效果?？梢灶A(yù)見，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，高層建筑仍然是城市建

14、設(shè)中的主要建筑形式。因此認(rèn)識這些特點(diǎn)并掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的分析理論和基本設(shè)計(jì)方法，可以為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。1.2總體布局該住宅樓共為十四層，頂部設(shè)有電梯機(jī)房，一層至十四層均為住戶房間。一層兩單元，一單元分三戶，并且對稱布置，這種布置對抗側(cè)力有利。每套居室室內(nèi)的平而布置基本上按“大客廳，小臥室”的要求確定的，并且廚房靠近客廳，衛(wèi)生間靠近臥室，各種居住行為各得其所。1.3平面交通交通樞紐設(shè)置在建筑中心，電梯和樓梯通過前室連接，各戶之間通過走廊連接，并且各住戶離樓梯、電梯很近，這樣的交通路線簡捷流暢，同時(shí)在緊急情況下，用戶可以迅速疏散。1.4豎向交通由于建筑物的層數(shù)，住戶的實(shí)際情況，本建筑中設(shè)

15、有兩部電梯，即每單元各一部，同時(shí)兼防火電梯用，根據(jù)估算兩部電梯完全滿足要求。除了設(shè)置電梯本設(shè)計(jì)中也設(shè)計(jì)置了樓梯，在板式住宅中，雖設(shè)置了足夠量的電梯，但是樓梯仍然必須設(shè)置。它有如下作用：1.作為住宅下面幾層，特別是2至3層的居民的主要垂直交通方式。2.作為居民的短距離的層間交通。3.作為非常情況下的疏散交通。樓梯的位置，踏步的尺寸和數(shù)量，從考慮高層住宅的特點(diǎn)和一些建筑要求的方面做了設(shè)計(jì)和計(jì)算，樓梯采光為直接采光和人工照明相結(jié)合，樓梯兼作防煙樓梯。1.5建筑物的朝向選擇合理的住宅朝向是住宅區(qū)建筑物布置首先考慮的問題，影響建筑物朝向的因素很多，如地理緯度、地段環(huán)境、局部氣候特征及建筑用地條件等。北方

16、住宅的朝向以朝南為主，點(diǎn)式住宅如本設(shè)計(jì)的建筑不可避免使一半朝東西，一半朝南北。這種選擇主要考慮以下幾點(diǎn)：(1)炎熱的夏季盡量減少太陽光直射居室外墻或直射室內(nèi)。(2)夏季有良好的通風(fēng)，冬季避免冷風(fēng)吹襲。(3)冬季能有適量的陽光射入室內(nèi)。(4)盡量適合建筑組合的需要。(5)擬建建筑的交通與已有道路盡量融合一體。(6)充分利用地形。1.6戶型設(shè)計(jì)在分析了我國目前城市人口結(jié)構(gòu)和家庭組成及發(fā)展趨勢，再結(jié)合該地區(qū)的實(shí)際居住條件決定采用兩種戶型配套使用，由于目前城市正由主干型轉(zhuǎn)換為核心型。兩種戶型可以滿足不同層次和不同人口的家庭的需要。1.6.1臥室因?yàn)槭切菹⒌牡胤剿砸髣?、靜分開的同時(shí)，同時(shí)也要求同其它

17、房間分隔開來；各人生活各得其所，具有良好的私密性。對房間的要求是隔聲效果好，臥室之間不應(yīng)穿越，同時(shí)必須直接采光，自然通風(fēng)。1.6.2客廳根據(jù)中國特色，廳具有起居室、會客室、餐廳的多種功能。本設(shè)計(jì)中采用了大客廳分別與廚房、衛(wèi)生間、臥室相鄰，成為連接各房間的交通樞紐。起居室內(nèi)的門窗洞口布置應(yīng)綜合考慮使用功能要求，減少直接開向起居室的門數(shù)量。起居室內(nèi)布置家具的墻面直線長度應(yīng)大于3m。1.6.3廚房廚房的主要功能是炊事，有的廚房還同時(shí)兼有進(jìn)餐或洗滌的功能，廚房是家務(wù)勞動中心。其設(shè)計(jì)基本要求是：(1)廚房應(yīng)設(shè)置洗滌池、案臺、爐灶及排油煙機(jī)等設(shè)施或預(yù)留位置，按炊事操流程排列，操作凈長不應(yīng)小于2.10m。

18、(2)單排布置設(shè)備的廚房凈寬不應(yīng)小于1.5；雙排布置設(shè)備的廚房其兩排設(shè)備的凈距不應(yīng)小于0.90m。(3)廚房應(yīng)該有直接的采光、自然通風(fēng)，并宜布置在套內(nèi)近入口處。基于以上要求，本設(shè)計(jì)中采用兩種型式廚房，均滿足尺寸要求。1.6.4衛(wèi)生間衛(wèi)生間的主要功能包括便溺，漱洗，沐浴，其居住標(biāo)準(zhǔn)、生活水平、自然條件、生活習(xí)慣不同，設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)具有較大的差別。其設(shè)計(jì)要求為；(1)在滿足設(shè)備及人體活動空間要求的前提下，力求布置緊湊，設(shè)備的尺寸和安裝要符合人體工程學(xué)要求，以便盡可能減少人的體力消耗。(2)廁所、衛(wèi)生間是用水較多的場所，其建筑材料的選用及主要注意防水及排水并便于清潔，地面和墻裙應(yīng)選用防水、又不致于過滑的材

19、料，地面要設(shè)置一定坡度。(3)廁所、衛(wèi)生間產(chǎn)生的蒸汽及其臭味要組織好通風(fēng)予以排除。最好采用外窗直接通風(fēng)，否則采用通風(fēng)道或設(shè)小功率排氣扇等措施。排風(fēng)道的排氣口應(yīng)設(shè)在接近頂棚的位置。暗廁所，衛(wèi)生間采用人工照明，有條件的可通過高窗從鄰近房間直接間接采光。本設(shè)計(jì)方案中采用的是公共使用的廁所和浴室。公共使用的廁所的設(shè)置與臥室和客廳都較靠近。這樣就大大方便了住戶。地面均采用防水地面磚，墻壁貼有色瓷磚，地面低于室內(nèi)地面20mm。設(shè)計(jì)的坡度以防水流入室內(nèi)。采光分別用人工采光、自然采光，且有通風(fēng)用的窗口。1.6.5樓梯本設(shè)計(jì)中，樓梯寬度為1.3m，滿足要求。樓梯踏步寬270mm。踏步高175mm。均滿足要求。1

20、.6.6大門入口的朝向 高層住宅的人口最好放在冬季主導(dǎo)風(fēng)的背面，因?yàn)樵谟L(fēng)面上，越接近建筑物根部中心位置，其風(fēng)壓值越大，如果在這個位置設(shè)入口。就成了泄風(fēng)口，再加上入口必然與垂直交通相連，電梯井與樓梯井就成了披風(fēng)簡，因此會加劇風(fēng)的烈度，所以人口要盡量避免開向迎風(fēng)面，有時(shí)受總體限制不得不將入口置于迎風(fēng)面上時(shí)，入口就需做適當(dāng)處理，本設(shè)計(jì)的高層住宅選擇北向入口，因?yàn)樵摰貐^(qū)冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，所以選擇合理。1.6.7陽臺及欄桿 陽臺是樓層住戶與大自然相聯(lián)系的部分。它按其使用性質(zhì)可分為生活陽臺和服務(wù)陽臺，陽臺設(shè)計(jì)中問題有尺寸、朝向、通風(fēng)、視線、排水安全及附屬設(shè)施幾個方面。由于高層住宅的窗臺距地面較高，再

21、加之周圍風(fēng)速較大，易使產(chǎn)生心理上危險(xiǎn)感，因此欄桿比多層住宅稍高，采用1.0m高的陽臺鋼筋混泥土欄桿，堅(jiān)固耐用、通風(fēng)、采光良好的同時(shí)給人以安全、舒適的感覺。1.6.8垃圾處理 生活垃圾是住宅中必然要產(chǎn)生的廢物。目前我國公民每天的垃圾產(chǎn)生量是0.5公斤，高層住宅中垃圾的排放量主要采用以下幾種方法：(1)集中服務(wù)管理的方法，即住戶規(guī)定的時(shí)間將生活垃圾裝在塑料筒內(nèi)，由大樓的管理人員按時(shí)收集送出，此種方式對建筑設(shè)計(jì)比較簡單，但需良好管理。(2)垃圾道輸送方式，設(shè)置專門的管道并進(jìn)行垂直運(yùn)輸，即垃圾道，但在進(jìn)行設(shè)計(jì)中，對垃圾傾倒口，管道都應(yīng)以足夠的重視。傾倒口是垃圾的入口，為了使用方便，應(yīng)設(shè)置在交通樞紐等公

22、共空間附近。由于高層住宅的垃圾道長，因而披風(fēng)作用很大，由于上下層傾倒垃圾的可能性很大，為防止下層輕質(zhì)垃圾由上層的傾倒口飛出傾倒口直采用翻斗門，不能直接往管道里倒垃圾而要倒在翻斗內(nèi)，待門關(guān)閉后垃圾由翻斗內(nèi)落入管道內(nèi)。垃圾道要光滑而無棱角，無凸出物，否則容易掛結(jié)污物，而將管道堵死，特別是在北方，凸出物掛住垃圾后，會形成冰疙瘩，使管道被冰凍物堵死。本設(shè)計(jì)采用第一種方式。1.6.9防火設(shè)計(jì) 各套戶型的進(jìn)戶門均采用防火門，如某一住戶發(fā)生火災(zāi)可及時(shí)關(guān)閉防火門，防止火勢蔓延，使住戶有足夠的時(shí)間脫離危險(xiǎn)區(qū)，保證了住戶的生命安全，進(jìn)入樓梯入口的門為乙級防火門，耐火極限為1.2小時(shí)，該樓梯是發(fā)生火災(zāi)時(shí)居民疏散的主

23、要通道采用封閉式樓梯間，可以有效地減少火災(zāi)造成的人身傷亡，為了有利于消防員及時(shí)運(yùn)送消防器材和救護(hù)傷員，設(shè)計(jì)時(shí)在電梯前室入口，同樣設(shè)置了乙級防火門。1.防煙樓梯 根據(jù)規(guī)范規(guī)定設(shè)置防煙樓梯，樓梯間入口處設(shè)有前室，前室內(nèi)設(shè)有送風(fēng)、排 煙豎井，供疏散人員一經(jīng)到達(dá)前室，就達(dá)到了第一個安全地點(diǎn)，如果煙一旦侵入前室，基本上可以從豎井排除。2.消防電梯 規(guī)范規(guī)定塔式高層住宅必須設(shè)置消防電梯，樓層內(nèi)每單元共設(shè)置一部電梯，即消防電梯兼做普通載客電梯，發(fā)生大火災(zāi)時(shí)，消防員可以乘消防電梯迅速進(jìn)入火場，及時(shí)運(yùn)送消防器材和救護(hù)傷員。1.6.10使用房間的分類從使用房間的功能要求分類。住宅中的房間有客廳、餐廳、臥室、衛(wèi)生間

24、和廚房。A戶型（三室二廳） 建筑面積 121.5 m2主臥室的面積 25.92 m2次臥室一的面積 15.12 m2次臥室二的面積 11.34 m2餐廳的面積 4.05 m2客廳的面積 34.02 m2廚房的面積 7.29 m2衛(wèi)生間的面積（兩個） 4.41 m2B戶型 （兩室二廳） 建筑面積 93.24 m2主臥室的面積 15.52m2次臥室的面積 14.70m2餐廳的面積 12.60m2客廳的面積 19.32 m2廚房的面積 6.30m2衛(wèi)生間的面積 4.41 m2C戶型 （兩室二廳） 建筑面積 100.44 m2主臥室的面積 22.68m2次臥室的面積 18.36 m2餐廳的面積 9.0

25、0m2廚房的面積 6.30 m2衛(wèi)生間的面積（兩個） 4.41 m21.6.11門窗在房間平面中的布置兩種戶型的入戶門寬為900mm、臥室門均為寬900mm，其中入戶門為防火門，臥室門為成品木門；衛(wèi)生間門寬700mm、廚房門寬為800mm，采用900mm的門可使一個攜帶東西的人方便的通過也能搬進(jìn)書柜等尺寸較大的家具；700mm的門稍大于一個人通過寬度，這些較小的門扇，開啟時(shí)可以少占室內(nèi)的使用面積這對平面緊湊的核心式住宅顯得更加重要。窗的高度1.5m。陽臺采用組合門窗高度2.4m。因設(shè)計(jì)中使用了最新的地?zé)崾焦┡绞?，所以暖氣被取消了，窗的面積可以相應(yīng)的增大了。窗的位置考慮采光和通風(fēng)的要求設(shè)置，使

26、各房間的采光均滿足規(guī)范所規(guī)定的窗地比的要求。 第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 結(jié)構(gòu)選型及幾何特征計(jì)算2.1.1工程概況該14層高層住宅樓，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、墻下條形樁基，標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面布置如圖2-1所示，主體結(jié)構(gòu)高度為39.2m，一至十四層層高均為2.8m，突出屋面電梯機(jī)房層高2.8m，結(jié)構(gòu)總高度42m。該工程抗震設(shè)防烈度為7度，場地類別為類，設(shè)計(jì)地震分組為一組，基本風(fēng)壓0.65kN/m2，地面粗糙度為C類，基本雪壓為0.45kN/m2；該房屋為丙類建筑。2.1.2主體結(jié)構(gòu)布置該剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置對稱，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度沿豎向變化均勻，無剛度突變；結(jié)構(gòu)高寬比為H/B=54.8/13.5=4.06

27、5；每個獨(dú)立墻肢段的高寬比均大于2，且墻肢長度均小于8m。剪力墻門洞口上下對齊，成列布置，形成了明確的墻肢和連梁。選用現(xiàn)澆樓板，各層樓板厚度均為120mm。2.1.3材料的選用及剪力墻截面尺寸的確定 剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級：選用C30，鋼筋采用HPB235和HRB400級。剪力墻厚度按三級抗震等級設(shè)計(jì)時(shí)底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于樓層高度的1/20且不應(yīng)小于160mm，其他部位不應(yīng)小于樓層高度的1/25且不小于160mm，本工程剪力墻采用雙排配筋，剪力墻截面的厚度均為240mm。2.1.4剪力墻截面的類型判別及剛度計(jì)算 根據(jù)抗震設(shè)計(jì)的一般原則，對稱結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向均應(yīng)進(jìn)行抗震計(jì)算。限于篇幅，本設(shè)

28、計(jì)只對一個方向進(jìn)行計(jì)算，且假定結(jié)構(gòu)無扭轉(zhuǎn)。另外，根據(jù)高層規(guī)程，在計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移時(shí)，可以不考慮縱橫墻的共同工作，為了簡化計(jì)算，不考慮縱橫墻的共同工作。1.剪力墻的類型判別由圖2-1可得Y方向上各片剪力墻的平面尺寸，如圖2-2.由圖可知，YSW-1、YSW-2、YSW-3、YSW-4、YSW-5、YSW-6、YSW-8、YSW-9均為整截面墻。該工程連梁的截面尺寸均為240 mm500 mm，YSW-7剪力墻的洞口高度為2100m。 圖2-1 結(jié)構(gòu)布置標(biāo)準(zhǔn)層：外墻連梁的截面面積和慣性矩分別為：Abj=0.240.5=0.12m2 Ibj0=0.240.53=2.510-3m4內(nèi)墻連梁的

29、截面面積和慣性矩分別為：Abj=0.240.5=0.12m2 Ibj0=0.240.53=2.510-3m4圖2-2 Y方向各片剪力墻的截面尺寸 對于整截面剪力墻，可以用公式直接算其等效剛度，結(jié)果如下表： 其中計(jì)算表中數(shù)據(jù)所用公式如下： Aj=bh； (2-1) Ij=； (2-2) (2-3) 表2.1 整截面墻剪力墻剛度編號數(shù)量YSW-1220.3880.08539.20.255YSW-211.0652.1739.23.62YSW-360.360.06839.20.204YSW-420.60.3239.20.960YSW-520.420.10539.20.315YSW-621.446.76

30、39.220.27YSW-811.282.5639.24.32YSW-911.1092.2039.23.71對于剪力墻SYW-7，需先進(jìn)行剪力墻類型判別。判別前把判別類別所需截面信息統(tǒng)計(jì)成下表：表2.2 整體小開口墻YSW-7墻肢1墻肢2墻肢30.1630.2260.4370.8250.00630.01660.12060.14350.04390.11570.840.19710.27330.529為了剪力墻類型的判別，需求得各片剪力墻的整體工作系數(shù),再根據(jù)與墻肢慣性矩比In/I與（根據(jù)建筑層數(shù)n及由查表確定）的關(guān)系，可進(jìn)行剪力墻類型的判別。 (2-4) I=( Ij+ Ajy2j)； (2-5)

31、其中：=； 2aj=2aio + ； lbj= lbj0+ hb/2； yj=； 可求得，In/I=0.86；查表可知對應(yīng)的,所以剪力墻YSW-7為小開口整體墻。整體小開口墻的等效剛度由下式計(jì)算： （2-6） 其中：截面的等效剛度，為剪力不均勻系數(shù)，矩形取1.2，為組合截面慣性矩。整體小開口墻YSW-1的等效剛度計(jì)算結(jié)果見表2-3。表2-3 整體小開口墻的等效剛度墻號H/mA/m2I/m4Ec /107kN/m2EcIeq/107 kNm2YSW-739.20.832.391.23.06.362連梁等效剛度考慮到連梁兩端剪力墻的尺寸，本結(jié)構(gòu)中有10種連梁連接類型。由于這10種類型的計(jì)算方法一樣

32、，本文就選一種進(jìn)行具體介紹，并將其他類型的計(jì)算結(jié)果列成表格。 圖2-3 連梁尺寸連梁的連接情況如圖2-3所示，其中連梁的尺寸為240mm500mm。 計(jì)算連梁等效剛度的公式為： ； (2-7) ； (2-8) 其中： 是兩端剪力墻形心的距離； 是連梁的截面抗彎剛度； 是兩端剪力墻的寬度，h是連梁高度； 計(jì)算結(jié)果表2-4：表2-4 連梁等剪切效剛度連梁類別數(shù)量左肢墻長度(m)右肢墻長度(m)LL-131.623.02.723.452.2LL-233.01.622.391.931.55LL-321.621.621.341.340.96LL-421.621.621.271.170.84LL-521.

33、50.241.441.120.917LL-620.341.55.49.875.45LL-741.620.341.341.070.86LL-8 20.130.22.633.042.03LL-922.41.621.711.531.56LL-1020.346.021.165.7824.793總框架、總剪力墻剛度及結(jié)構(gòu)剛度特征值在剪力墻連梁剛接體系中，結(jié)構(gòu)剛度特征值由下式計(jì)算得來： (2-10) 其中為結(jié)構(gòu)剛度特征值； H為結(jié)構(gòu)高度，取39.2m； 為總壁式框架剪切剛度,本結(jié)構(gòu)中沒有壁式框架，所以取0； 為總連梁剪切剛度； 為總剪力墻等效剛度； 由上表可得：，計(jì)算時(shí)可乘折減系數(shù)0.55. 由前面的計(jì)算

34、結(jié)果可知 所以： 2.2 荷載計(jì)算2.2.1重力荷載計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)值）1.屋面及樓面荷載（1）屋面及樓面的永久荷載屋面：30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 0.0325=0.75 kN/SBS防水層 0.400kN/20厚1:3水泥砂漿 0.0225=0.50 kN/100厚膨脹珍珠巖 0.103.0=0.30 kN/一氈二油隔氣層 0.05kN/20厚水泥砂漿找平層 0.0225=0.50 kN/m2150厚現(xiàn)澆鋼筋砼板 0.1225=3.00 kN /20厚混合砂漿抹面 0.0218=0.360 kN/ 合 計(jì) =5.86kN/一般樓面：8厚陶瓷地磚 0.00817.8=0.142 kN/20厚干硬性水泥

35、砂漿找平層 0.0225=0.50 kN/120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 0.1225=3.00 kN/20厚混合砂漿抹面 0.0218=0.360 kN/ 合 計(jì) =4.002 kN/衛(wèi)生間、廚房地面：8厚陶瓷地磚 0.00817.8=0.142 kN/20厚干硬性水泥砂漿找平層 0.0225=0.50 kN/120厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 0.1225=3.00 kN/20厚混合砂漿抹面 0.0218=0.360 kN/ 合 計(jì) =4.002 kN/陽臺恒載：20厚水泥砂漿找平層 0.0225=0.500 kN/100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板 0.1025=2.500 kN/15厚水泥砂漿抹面 0.015

36、14=0.210 kN/ 合 計(jì) =3.210 k/（2）屋面及樓面活荷載查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范本建筑樓面活載為：住宅 2.0 kN/廚房 2.0 kN/餐廳 4.0 kN/衛(wèi)生間 2.5 kN/走道、門廳 2.0 kN/樓梯 3.5 kN/ 陽臺 2.5 kN/（3）屋面活載上人屋面 2.0 kN/（4）雪荷載查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范屋面水平投影面積上的雪載標(biāo)準(zhǔn)值為: SK=0.45 kN/2.墻體自重（1）外墻：15厚水泥砂漿 0.01525=0.375 kN/240厚鋼筋混凝土墻 0.2425=6.00 kN/20厚水泥砂漿找平 0.0225=0. 500 kN/5厚水泥石灰膏砂漿罩面 0.005

37、142=0.07 kN/苯板保溫層 0.030.5=0.015 kN/合 計(jì) =6.69 kN/（2）內(nèi)墻：15厚水泥砂漿打底（兩面） 0.015252=0.75kN/ 5厚水泥石灰膏砂漿罩面（兩面） 0.005142=0.14 kN/ 240厚鋼筋混凝土墻 0.2425=6.000 kN/合 計(jì) =6.89 kN/（3）內(nèi)隔墻： 5厚水泥石灰膏砂漿罩面（兩面） 0.005142=0.14 kN/ 15厚水泥砂漿打底（兩面） 0.015252=0.75 k N/ 240 厚空心磚墻 0.24014=3.36 kN/合 計(jì) =4.25 kN/（4）外隔墻：15厚水泥砂漿 0.01525=0.37

38、5 kN/240厚空心磚 0.2414=3.36kN/20厚水泥砂漿找平 0.0225=0. 500 kN/5厚水泥石灰膏砂漿罩面 0.005142=0.07 kN/苯板保溫層 0.030.5=0.015 kN/合 計(jì) =4.32 kN/（4）女兒墻：15厚水泥砂漿 0.01525=0.375 kN/120厚鋼筋混凝土墻 0.1225=3.00 kN/20厚水泥砂漿找平 0.0225=0. 500 kN/5厚水泥石灰膏砂漿罩面 0.005142=0.07 kN/苯板保溫層 0.030.5=0.015 kN/合 計(jì) =3.96 kN/3.門窗重量 木門 0.2 kN/鋼鐵門 0.45 kN/乙級

39、防火門 0.45 kN/塑鋼窗 0.45 kN/ 4.設(shè)備重量 電梯轎箱及設(shè)備取 20kN5. 梁自重 bh=240mm500mm 梁自重 0.24（0.500.12）25=2.28 kN/m20厚水泥砂漿 0.02（0.5-0.12）2+0.2425=0.5 kN/m合 計(jì) =2.78kN/m2.2.2風(fēng)荷載計(jì)算 垂直于建筑物表面上的鳳荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下列規(guī)定確定: (2-11)式中:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值() :高度z 處的鳳振系數(shù);:鳳荷載體型系數(shù);：風(fēng)壓高度變化系數(shù);：基本鳳壓()。威海地區(qū)基本風(fēng)壓o=0.65kN/，結(jié)構(gòu)基本周期T1= 0.03+0.03H/B(1/3)=0.59，第一振型頻率

40、，C類場地。由荷載規(guī)范GB 50009-2012可知，本工程風(fēng)荷載體型系數(shù)可按圖2-3的規(guī)定采用。風(fēng)壓高度變化系數(shù)可在荷載規(guī)范GB 50009-2012中表8.2.1中查取。由于本工程結(jié)構(gòu)計(jì)算高度H=44.8m30m，且H/b=44.8/13.5=3.321.5，因此考慮風(fēng)壓脈動的影響，對于高層住宅可僅考慮結(jié)構(gòu)第一振型的影響，結(jié)構(gòu)的順風(fēng)風(fēng)荷載可按公式 (2-12) 式中：g峰值因子，可取2.5；l0m高度名義湍流強(qiáng)度， 取0.23. R脈動風(fēng)荷載的共振分量因子；Bz脈動風(fēng)荷載的背景分量因子。脈動風(fēng)荷載的共振分量因子R可按下列公式計(jì)算： 圖 2-4 (2-13) (2-14) 式中：f1結(jié)構(gòu)第1

41、階自振頻率(Hz)；kw地面粗糙度修正系數(shù)，取0.54；1結(jié)構(gòu)阻尼比，對鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)可取0.05； 脈動風(fēng)荷載的背景分量因子Bz可按下列規(guī)定確定：體型和質(zhì)量沿高度均勻分布的高層建筑按下式計(jì)算： (2-15) 式中：結(jié)構(gòu)第1階振型系數(shù)；H結(jié)構(gòu)總高度(m)，對C類地面，H的取值不應(yīng)大于450m；x脈動風(fēng)荷載水平方向相關(guān)系數(shù)；z脈動風(fēng)荷載豎直方向相關(guān)系數(shù)；k、a1系數(shù)，由荷載規(guī)范GB 50009-2012表8.4.5-1取值。脈動風(fēng)荷載的空間相關(guān)系數(shù)可按下列規(guī)定確定：豎直方向的相關(guān)系數(shù)z可按下式計(jì)算： (2-16) 式中：H結(jié)構(gòu)總高度(m)；水平方向相關(guān)系數(shù)x可按下式計(jì)算： (2-17)式中

42、：B結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面寬度(m)，本工程為54.8m； 規(guī)范規(guī)定B2H，54.844.82=89.6，故符合；按上述方法確定的各樓層標(biāo)高處風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表2-5。 表2-5 各樓層風(fēng)荷載計(jì)算樓 層m KN/mmKN1000KN*m機(jī) 房44.81.19161.583224.2322.867.84963.03971439.2 1.1236 1.5211 79.14512.8 221.6063 8.68701336.4 1.0876 1.5104 76.06792.8 212.9901 7.75281233.6 1.0500 1.4567 70.82522.8 198.3106 6.66321130.8

43、1.0105 1.3946 65.25772.8 182.7216 5.62781028.8 0.9811 1.3653 62.02792.8 173.6781 5.0019925.2 0.9251 1.3118 56.19432.8 157.3440 3.9651822.4 0.8784 1.2690 51.61712.8 144.5279 3.2374719.6 0.8283 1.2276 47.08352.8 131.8338 2.5839616.8 0.7740 1.1863 42.51682.8 119.0470 2.0000514.0 0.7143 1.1472 37.94372.8 106.2424 1.4874411.2 0.6475 1.1073 33.20122.8 92.9634 1.041238.4 0.5705 1.0670 28.18812.8 78.9267 0.663025.6 0.4773 1.0437