【正文】 高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅體系結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文 目錄摘要 4Abstract 5第一章 緒論 6 6 6 7 7 7第二章 建筑設(shè)計 8 8 8 8 9 9第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 10 10 10 10 10 16 荷載計算 21（標(biāo)準(zhǔn)值） 21 23 25 25 27 29 31 34 34 35 3總框架內(nèi)力計算 39 40 44 XSW2（整體剪力墻） 44 XSW6（整體小開口墻） 45 53 53 67 XSW2整體剪力墻截面設(shè)計 67 XSW6小開口整體剪力墻截面設(shè)計 72 82 82 82 83 86 87 88 90 9底板、墻體厚度 92 93 93 94 96 96 97 97 98畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 102感 謝 信 103參考文獻(xiàn) 104第一章 緒論剪力墻(shear wall)又稱抗風(fēng)墻、抗震墻或結(jié)構(gòu)墻。房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載和豎向荷載（重力）的墻體，防止結(jié)構(gòu)剪切（受剪）破壞。又稱抗震墻，一般用鋼筋混凝土做成。它分平面剪力墻和筒體剪力墻。平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及抗倒塌能力，在某些部位可現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻?，F(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時澆筑，整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中 ，由電梯間、樓梯間、設(shè)備及輔助用房的間隔墻圍成，筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體，其剛度和強(qiáng)度較平面剪力墻可承受較大的水平荷載。墻根據(jù)受力特點可以分為承重墻和剪力墻，前者以承受豎向荷載為主，如砌體墻；后者以承受水平荷載為主。在抗震設(shè)防區(qū)，水平荷載主要由水平地震作用產(chǎn)生，因此剪力墻有時也稱為抗震墻。剪力墻按結(jié)構(gòu)材料可以分為鋼板剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻。其中以鋼筋混凝土剪力墻最為常用。 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長度為厚度的48倍剪力墻結(jié)構(gòu)，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。這種結(jié)構(gòu)形式的特點是：①結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾；②墻的數(shù)量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調(diào)整剛度中心的位置；③能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡單；④連接各墻的梁，隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi)，可隱蔽；⑤根據(jù)建筑平面的抗側(cè)剛度的需要，利用中心剪力墻，形成主要的抗側(cè)力構(gòu)件，較易滿足剛度和強(qiáng)度要求。對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，因是剪力墻大開口而成，所以基本上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)分析相同，可采用三維桿系簿壁柱空間分析方法或空間桿墻組元分析方法，前者如建研院的TBSA、TAT、廣東省建筑設(shè)計院的廣廈CAD的SS模塊；后者如建研院的TBSSAP、SATWE、清華大學(xué)的TUS、廣東省建院的SSW等。其中空間桿墻組元分析方法計算模型更符合實際情況，精度較高。雖然三維桿系簿壁柱空間分析程序使用較早、應(yīng)用較廣，但對墻肢較長的短肢剪力墻，應(yīng)該用空間桿墻組元程序進(jìn)行校核。在進(jìn)行以上分析后，按《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)范》進(jìn)行截面與構(gòu)造設(shè)計，相對于異形柱結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的理論與實踐較為成熟，但這種結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍然有需要引起重視的方面?！蛴捎诙讨袅Y(jié)構(gòu)相對于普通剪力墻結(jié)構(gòu)其抗側(cè)剛度相對較小，設(shè)計時宜布置適當(dāng)數(shù)量的長墻，或利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內(nèi)筒，以避免設(shè)防烈度下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的變形，同時也形成兩道抗震設(shè)防；◎短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應(yīng)加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率；◎高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下，呈現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部外圍小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉(zhuǎn)剪力，由一些模型試驗反映出外周邊墻肢開裂，因而對外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量，加強(qiáng)小墻肢的延性抗震性能。短肢墻應(yīng)在兩個方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢；◎各墻肢分布要盡量均勻，使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近，必要時用長肢墻來調(diào)整剛度中心；◎高層結(jié)構(gòu)中的連梁是一個耗能構(gòu)件，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢剛度相對減小，連接各墻肢間的梁已類似普通框架梁，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應(yīng)在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào)，使其設(shè)計內(nèi)力降低，應(yīng)按普通框架梁要求，控制砼壓區(qū)高度，其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70~80%解決。按強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁的延性要求進(jìn)行計算， 剪力墻的計算。[3]概念效能①建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時，這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來的豎向荷載，同時承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來的水平地震作用，剪力墻即由此而得名(抗震規(guī)范定名為抗震墻)。②剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻，因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。③剪力墻結(jié)構(gòu)體系，有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用，比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力，因此，可建造較高的建筑物。④剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大，在水平荷載作用下側(cè)移小，其缺點是剪力墻的間距有一定限制，建筑平面布置不靈活，不適合要求大空間的公共建筑。另外結(jié)構(gòu)自重也較大，靈活性差，一般適用住宅、公寓和旅館。⑤剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板，可以不設(shè)梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高 抗震墻豎向、橫向分布鋼筋的配筋，應(yīng)符合下列要求：1.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ%；%；鋼筋間距不應(yīng)大于300mm，直徑不應(yīng)小于8mm。，%，鋼筋間距不應(yīng)大于200mm。[4]②普通剪力墻結(jié)構(gòu)：全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。③框支剪力墻結(jié)構(gòu)：當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)的底部需要有大空間，剪力墻無法全部落地時，就需要采用底部框支剪力墻的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。[3] 隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市用地越來越緊張，而城市居住建設(shè)用地也越發(fā)緊張，所以在有限的建設(shè)用地上，能取得更多的居住空間是我們追求的目標(biāo)，也是獲得較大的容積率。在市規(guī)劃局同意條件下，擬在大連市旅順口區(qū)某處規(guī)劃用地范圍內(nèi)，建高層住宅。擬建地段地勢平坦，交通方便，上下水、供電、供熱、煤氣、通信設(shè)施等可方便接入 冬季室外計算溫度：12℃（采暖） 夏季室外計算溫度：26℃（通風(fēng)） 極端最高氣溫：36℃ 極端最低氣溫：℃最冷月平均溫度： ℃ 最熱月平均溫度：℃最冷月平均相對濕度：58%最熱月平均相對濕度：79%平均年總降水量：680mm一月最大降雨量：200m一日最大降雨量：78mm 基本風(fēng)壓:=35kN/m2 基本雪壓： 主導(dǎo)風(fēng)向：1月N26；7月SE，SE17（詳見附圖）最大凍覺深度：抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計地震分組為第二組。（n=50）基本雪壓：(n=50)第二章 建筑設(shè)計 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的組合關(guān)系，又反應(yīng)各建筑空間與維合它們的垂直構(gòu)件的相關(guān)關(guān)系。在平面設(shè)計中，要始終從整體空間組合的效果來考慮，緊密聯(lián)系建筑剖面和立面的可能性和合理性，不斷調(diào)整修改平面。 各種類型的民用建筑，從組成平面的各部分面積的使用性質(zhì)來分析，主要歸納為使用部分和交通聯(lián)系部分。 使用部分是指滿足主要使用活動和輔助使用活動的面積，即各類建筑為中的使用房間和輔助房間 交通聯(lián)系部分是建筑物中各個房間之間、樓層之間和房間內(nèi)外之間聯(lián)系通行的面積，即各類建筑物中的走廊、門廳、過廳、樓梯、坡道，一級電梯和自動樓梯等所占的面積。 本工程建筑平面設(shè)計主要包括居住平面設(shè)計，即臥室、餐廳、起居室、廚房、書房、衛(wèi)生間、客廳的設(shè)計。主要參考了《民用建筑設(shè)計通則》、《高層建筑防火規(guī)范》、《房屋建筑學(xué)》等規(guī)范和教材。 根據(jù)設(shè)計要求，本建筑采用塔式結(jié)構(gòu)住宅，層數(shù)為13層，每層面積500mm2，戶型比為；3室戶：2室戶：1室戶=1：2：1，總戶數(shù)為52戶。各戶型套內(nèi)面積3室戶：總建筑面積:主臥面積：次臥面積：客臥面積：書房面積：衛(wèi)生間面積：客廳面積：起居室面積+廚房面積：：其余面積：陽臺面積： 2室戶： 總建筑面積： 主臥面積: mm2 次臥面積： mm2 書房面積: mm2 客廳+起居室面積： mm2 衛(wèi)生間面積： mm2 廚房面積： mm2 陽臺面積： 其他面積： mm21室戶： 總建筑面積： mm2 主臥面積： mm2 客廳+起居室： mm2 衛(wèi)生間面積： mm2 廚房面積： mm2高層建筑以電梯為主要交通工具，樓梯為輔助交通工具，根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》：在十八層及其十八層一下，以每層戶數(shù)不超過8戶、建筑面積不超過650mm2，應(yīng)當(dāng)設(shè)有防煙樓梯和消防樓梯。由于本工程一梯只有4戶，且戶型比為3室戶：2室戶：1室戶=1：2：1，人流量并不是很多，因此本工程電梯設(shè)置為兩部8人1000kg中速電梯，其中一部電梯兼做消防電梯。樓梯采用為剪刀樓梯，消防前室和樓梯防火門均采用為乙級防火門，并滿足規(guī)范要求。 建筑總平面圖1：100 地下室平面圖1：100 底層平面圖1：100 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖1：100 正立面圖1：100 側(cè)立面圖1：100 剖面圖(帶樓梯)1:100 剖面圖（帶電梯）1：100 建筑節(jié)點詳圖（部分）1：20第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計該建筑為13層住宅樓，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、墻下條形基礎(chǔ)，，， 抗震設(shè)防烈度為7度，場地類別II類，地面粗糙程度C類，設(shè)計地震分組為第二組，基本風(fēng)壓，基本雪壓。剪力墻結(jié)構(gòu)體系的平面布置根據(jù)規(guī)范最好采用為對稱布置結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高寬的比為；所有獨立墻肢高寬比最好均大于2 ，剪力墻墻肢最大長度均不大于8m，門洞采用成列對稱布置，內(nèi)外墻厚度均為200mm，樓板采用現(xiàn)澆樓板，厚度均為120mm，陽臺厚度為100mm。選用混凝土強(qiáng)度為C30，采用雙排配筋，剪力墻厚度為200mm。選用鋼筋為HRB 400。按一、二級抗震等級設(shè)計的剪力墻墻截面厚度，底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于層高或者剪力墻強(qiáng)肢長度的1/16，且不應(yīng)該小于層高或者剪力墻墻肢長度的1/20,且不應(yīng)該小于根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》對于對稱的X，Y兩個方向均進(jìn)行抗震驗算，且假定無扭轉(zhuǎn)根據(jù)據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》規(guī)定，在計算剪力墻內(nèi)力時可以不考慮縱橫墻的作用根據(jù)下圖1，可得X方向上各剪力墻的平面尺寸大小。由圖31可得X方向上各片剪力墻的平面尺寸，由表31可知，XSWXSWXSW1XSW15均為非整體剪力墻。該工程外墻的門洞口高度均為2900mm，其中洞口高度為2100mm，窗臺高度為900mm，由空心砌塊填充，則外門窗洞口處連梁高度均為400mm，內(nèi)墻門洞口的高度均為2400mm，則內(nèi)墻門洞口處連梁的高度均為900mm。 圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖標(biāo)準(zhǔn)層：Abj== Ibj0==103m4Abj= = Ibj0==102m4底層：：Abj== Ibj0==103m4：Abj== Ibj0==102m4 表31剪力墻數(shù)量匯總表（X橫墻方向） 剪力墻根據(jù)是否開洞和開洞大小可以分為：：無洞口或只有很小的洞口（洞口的影響可忽略不計）。：洞口較大，墻肢中出現(xiàn)局部彎矩小于總傾覆力矩的15%，大部分樓層墻肢上沒有反彎點 。判別式為：。：洞口增大，連梁的剛度比墻肢的剛度小很多。連梁中部有反彎點。判別式為：：洞口更大，墻肢與連梁線剛度比較接近，在許多層樓沒墻肢有反彎點。判別式為：小開口整體剪力墻和壁式框架的分類界限可以根據(jù)整體性系數(shù)α，墻肢慣性矩的比值IA/I以及樓層數(shù)確定。整體性系數(shù)可以按下列公式計算： （多肢墻） （雙肢墻） IA = I－∑I j； ；I剪力墻對組合截面形心的慣性矩；IA扣除墻肢慣性矩后剪力墻的慣性矩，In=Ij=1m+1Ij。，Ibj= Ibj01+30μIbj0Abjlbj2I1，I2墻肢1,2的截面慣性矩；m洞口列數(shù)；h層高；H剪力墻總高度；aj第j列洞口兩側(cè)墻肢的軸線距離；lbj第j列連梁計算跨度。取洞口寬度加梁高的一半；Ij第j列墻肢截面慣性矩；Ibj0第j列連梁截面慣性矩μ截面形狀系數(shù)，矩形截面時μ=；Abj第j列連梁的截面面積。—雙肢墻中墻肢慣性矩之和—連梁折算慣性矩—i列和i+1墻肢軸線距離之半