【正文】 4(實(shí)體墻)在豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 60 XSW8（整體小開口墻）在豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 64 68 74 XSW4（實(shí)體墻）截面設(shè)計(jì) 75 XSW4（整體小開口墻）截面設(shè)計(jì) 77 82 82 83 83 85 87 88 88 89結(jié)論 92致謝 93參考文獻(xiàn) 94 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第28頁(yè)1緒論為滿足使用要求，剪力墻常開有門窗洞口。理論分析和試驗(yàn)研究表明，剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻上的開洞情況。剪力墻按受力特性的不同主要可分為整體剪力墻、小開口整體剪力墻、雙肢墻（多肢墻）和壁式框架等幾種類型。當(dāng)門窗洞口的面積之和不超過剪力墻側(cè)面積的15%，且洞口間凈距及孔洞至墻邊的凈距大于洞口長(zhǎng)邊尺寸時(shí)，即為整體墻。（3）聯(lián)肢墻剪力墻上開有一列或多列洞口，且洞口尺寸相對(duì)較大，此時(shí)剪力墻的受力相當(dāng)于通過洞口之間的連梁連在一起的一系列墻肢，故稱連肢墻。在地震區(qū)，不容許采用純粹的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。由于剪力墻的厚度較框架結(jié)構(gòu)梁柱的寬度要小一些，故稱壁式框架。其特點(diǎn)是整體性好，側(cè)向剛度人，水平力作用下側(cè)移小，并且由于沒有梁、柱等外露與凸出，便于房間內(nèi)部布置。目前，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛，它采用寬度（肢厚比）較小的剪力墻，住戶可以一定范圍內(nèi)改造室內(nèi)布局，增加了靈活性，但這是以整個(gè)結(jié)構(gòu)受力性能的降低為代價(jià)的（雖然有試驗(yàn)和研究表明這種降低幅度較?。?。在框架．剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同結(jié)構(gòu)的過渡層必須設(shè)置轉(zhuǎn)換層。但是只能以小房間為主的房屋，如住宅、賓館、單身宿舍[1]。 為了適用任何方向的水平力(或地震作用)，因此在矩形平面中，剪力墻在橫向與縱向均應(yīng)設(shè)置；對(duì)于圓形平面，剪力墻應(yīng)沿徑向及環(huán)向設(shè)置；三角形平面，應(yīng)該沿三個(gè)主軸方向設(shè)置剪力墻，剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下側(cè)向變形的特征為彎曲型。全部均由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，主要適用于小房間設(shè)計(jì)要求的高層住宅。由框架與剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系，適用于需要局部大空間的建筑。因剪力墻結(jié)構(gòu)的底部需要較大空間，剪力墻無法全部落地時(shí)，則有必要采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)。由于使用需要，剪力墻結(jié)構(gòu)的底部剪力墻改為框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)的上部剛度與底部剛度相差懸殊，對(duì)地震區(qū)建筑是不利的。豎向荷載除了在連梁（門窗洞口上的梁）內(nèi)產(chǎn)生彎矩以外，在墻肢內(nèi)主要產(chǎn)生軸力。 　 在水平荷載作用下，剪力墻受力分析實(shí)際上是二維平面問題，精確計(jì)算應(yīng)該按照平面問題進(jìn)行求解。計(jì)算精度高，但工作量較大。 1．整體墻和小開口整體墻 　 在水平力的作用下，整體墻類似于一懸臂柱，可以按照懸臂構(gòu)件來計(jì)算整體墻的截面彎矩和剪力。 2．壁式框架 壁式框架可以簡(jiǎn)化為帶剛域的框架，用改進(jìn)的反彎點(diǎn)法進(jìn)行計(jì)算。4．框支剪力墻和開有不規(guī)則洞口的剪力墻 此兩類剪力墻比較復(fù)雜，最好采用有限元法借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。剪力墻各墻肢截面考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計(jì)值：對(duì)抗震等級(jí)為一級(jí)剪力墻的底部加強(qiáng)部位及以上一層，應(yīng)按墻肢底部截面考慮地震作用組合彎矩設(shè)計(jì)值采用，其他部位可采用考慮地震作用組合彎矩設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù)。其側(cè)向剛度大，整體性好，用鋼量較省，缺點(diǎn)是自重大。平面布置的靈活性受到限制。剪力墻的布置原則為：剪力墻結(jié)構(gòu)中全部豎向力和水平力都由剪力墻承受。特別是在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，并宜使兩個(gè)方向抗側(cè)剛度接近，即兩個(gè)方向的自振周期宜相近。門窗洞口上下各層對(duì)齊，形成明確的墻肢和連梁，使受力明確，計(jì)算簡(jiǎn)單。疊合錯(cuò)洞墻的特點(diǎn)是洞口錯(cuò)開距離很小，甚至疊合，不僅墻肢不規(guī)則，而且還在洞口之間形成薄弱部位，對(duì)抗震尤為不利。剪力墻沿豎向改變時(shí)，允許沿高度改變墻厚和混凝土等級(jí)，或減少部分墻肢，使抗側(cè)剛度逐漸減小，避免各層剛度突變，造成應(yīng)力集中。小墻肢寬度不宜小于三倍墻厚，并用暗柱加強(qiáng)。高層建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，短肢墻應(yīng)盡可能設(shè)置翼緣?？刂萍袅ζ矫嫱鈴澗?，應(yīng)采取增加與沿梁軸線方向的垂直墻肢，或增加壁柱、柱等方式，來減少梁端部彎矩對(duì)墻的不利影響。不宜將樓面主梁直接支承在剪力墻之間的連梁上。結(jié)構(gòu)平面布置（1）高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)（短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻，一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比位大于8的剪力墻）。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置。剪力墻墻肢截面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過大。宜避免使墻肢剛度相差懸殊的洞口設(shè)置。（4）同一軸線上的連續(xù)剪力墻過長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該用樓板（不設(shè)連梁）或細(xì)弱的連梁分成若干墻段，每一個(gè)墻段相當(dāng)于一片獨(dú)立的剪力墻，墻段的高寬比不應(yīng)小于2。2. 結(jié)構(gòu)豎向布置（1）高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收。剪力墻結(jié)構(gòu)不連續(xù)會(huì)使剛度突變，對(duì)抗震非常不利。外墻為保持外墻面平整，可以只在內(nèi)側(cè)單面內(nèi)收；電梯井因安裝要求，可以只在外側(cè)單面內(nèi)收。（4）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部?jī)蓪佣叩妮^大值，當(dāng)剪力墻的高度超過150m時(shí)，其底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/10；部分框肢剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取框肢層加上框肢層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值。博雅小區(qū)新建高層住宅樓，采用組合單元式住宅，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。每單元兩戶，分別為兩室兩廳和兩室三廳。2．冬季采暖室內(nèi)計(jì)算溫度18℃。4．年平均降水量500mm，日最大降水量160mm。6．最大積雪深度220mm， kN/m2。8．抗震設(shè)防烈度為7度，近震。10．建筑的設(shè)計(jì)特征周期Tg=。12．施工用吊裝機(jī)械、運(yùn)輸車輛、攪拌機(jī)械、土方機(jī)械等可根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)配。2建筑設(shè)計(jì)高層住宅樓的建筑設(shè)計(jì)一般都是先從平面設(shè)計(jì)開始。 戶內(nèi)的各個(gè)功能空間平面設(shè)計(jì)是根據(jù)不同的使用需求和喜好，有效合理布置家具設(shè)備，進(jìn)而確定各功能空間的平面形狀，面積及尺寸，并滿足相關(guān)建筑物理要求。戶間的平面組合設(shè)計(jì)就是以用戶的戶內(nèi)組合設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，將幾個(gè)相同或者不同的套型，再結(jié)合公共交通空間組合成整棟住宅樓平面。一般包括起居，休息，學(xué)習(xí)和餐飲等主要功能，相應(yīng)的房間是起居室，臥室，書房，餐廳等。（1）起居室起居室是住宅中必不可少的居住空間，其功能主要是會(huì)客，視聽，娛樂，并兼有進(jìn)餐，雜務(wù)和交通等作用，根據(jù)《高層住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50095‐2000）（以下簡(jiǎn)稱《住規(guī)》），起居室最低使用面積在12 m2以上。起居室的平面形狀常以矩形較為多見，其中近于方形平面時(shí)布置家具較為靈活。（2）臥室隨著生活質(zhì)量的提高，臥室的功能也得以拓展，在臥室內(nèi)同樣也可以讀書、娛樂，因此如何發(fā)揮臥室的多重功能是現(xiàn)在居室裝修的重點(diǎn)。一般來說，大臥室為主人臥室，小臥室一般為孩童或單身老人臥室。（3）餐廳餐廳的功能主要是進(jìn)餐。大面積的戶型應(yīng)設(shè)有餐廳，以便進(jìn)餐活動(dòng)與日常起居活動(dòng)相互獨(dú)立。住宅建筑的輔助部分一般都包括廚房，衛(wèi)生間和儲(chǔ)藏室等。二是設(shè)備的布置及尺寸要符合人體工程學(xué)的要求。目前，廚房的空間形式呈現(xiàn)多元化方向發(fā)展，封閉式廚房不再是唯一的選擇，可以根據(jù)需要來選擇獨(dú)立式廚房、餐廳廚房、開敞式廚房等不同的空間形式。三個(gè)點(diǎn)可構(gòu)成三角形。按操作流程布置設(shè)備時(shí)，一般設(shè)有單排，雙排并列，L型，π型等幾種平面類型。角布置，這樣操作不僅省力而且方便，在設(shè)計(jì)中采用也較普遍。2．衛(wèi)生間衛(wèi)生間的功能是盥洗、洗浴和洗滌。（2）在滿足設(shè)備及日?；顒?dòng)空間要求的前提下應(yīng)該充分利用空間，力求布置緊湊。衛(wèi)生間的面積會(huì)因設(shè)備的數(shù)量的多少而不同。交通部分一般分為戶內(nèi)交通和戶外交通兩個(gè)部分。交通部分的設(shè)計(jì)對(duì)住宅的使用有很大影響，而住宅類型的劃分也主要取決于交通組織的特點(diǎn)。走道式交通是以走道將戶內(nèi)房間聯(lián)系起來；套間式交通不單獨(dú)設(shè)置交通，而將房間互相穿套，占用房間的部分面積作交通聯(lián)系；而樞紐式交通則以起居室、過廳等作為交通樞紐，與戶內(nèi)房間做放射性聯(lián)系，根據(jù)以上分析本建筑設(shè)計(jì)采用了樞紐式交通的布置方式。戶內(nèi)走道除滿足通行功能外，有時(shí)往往還兼有其它存放功能，因此走道凈寬要考慮兩人并行或一雙手提物通行，其凈寬宜。樓梯的尺度還兼顧樓梯下作為單元入口的要求（）及樓梯構(gòu)件規(guī)格的簡(jiǎn)化和統(tǒng)一等方面的因素。樓梯間面積以雙跑梯最小，行程也短，制作簡(jiǎn)便，為一般住宅所常用。公共樓梯的寬度不應(yīng)小于260mm，踏步高度不應(yīng)大于175mm，戶內(nèi)樓梯的寬度不應(yīng)小于220mm，高度不應(yīng)大于200mm。電梯高層住宅的垂直交通主要依靠電梯，因此需考慮到電梯使用的機(jī)動(dòng)性及檢修等因素。家庭是住宅的基本生活單位，戶是指一個(gè)家庭獨(dú)用的空間范圍，也可指獨(dú)門獨(dú)戶的戶門以內(nèi)的空間。關(guān)于戶內(nèi)空間數(shù)量的多少，在我國(guó)現(xiàn)行獨(dú)戶式住宅當(dāng)中，輔助空間的數(shù)量變化不大，基本是每一戶設(shè)一廚房，一個(gè)衛(wèi)生間，差別往往在于廚衛(wèi)空間面積大小和設(shè)備等級(jí)。戶間平面所需解決的問題包括平面組合方式的選定，每個(gè)獨(dú)立單元所能容納用戶的數(shù)量，公共交通體系和防火疏散的組織。為了處理好公共交通系統(tǒng)的方便與經(jīng)濟(jì)的矛盾，而出現(xiàn)了電梯，樓梯及走廊的不同組合方式。單元式的特征是每個(gè)單元有獨(dú)立的交通中心，交通中心是由電梯和樓梯組成的。與單元式不同的是，走廊式只設(shè)一個(gè)電梯中心，用公共走道聯(lián)系若干樓梯組織公共交通系統(tǒng)。為了使這兩種類型優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，設(shè)計(jì)上產(chǎn)生了一種綜合類型即“走廊單元式”。單元式可按單元組合方式通?？梢苑譃楠?dú)立單元式和組合單元式兩類。一梯四戶、五戶的獨(dú)立單元式住宅很容易形成較緊湊的平面，七戶、八戶以上單元通常要輔助以其他手段，常用曲折外墻以爭(zhēng)取開窗墻面。組合單元式住宅是由幾個(gè)完整的單元組合成撞，其體型為板式住宅，其中每個(gè)單元自身會(huì)形成交通中心，單元組合又很靈活，節(jié)約建設(shè)用地，因此也深受青睞。本建筑采用單元組合式結(jié)構(gòu)，共三個(gè)單元，每單元三戶。高層住宅的層數(shù)的確定，一般需要綜合考慮下列因素：（1）城數(shù)規(guī)劃的要求。（2）材料和結(jié)構(gòu)等技術(shù)條件?？蚣芙Y(jié)構(gòu)一般不宜超過15層，剪力墻結(jié)構(gòu)一般不超過30層。高層住宅樓由于結(jié)構(gòu)和電梯的原因，造價(jià)遠(yuǎn)比多層住宅高得多，而且層數(shù)越高，造價(jià)越高。（4）節(jié)約土地。（5）防火要求。在實(shí)際工程中，一般根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)過綜合分析確定具體層數(shù)。若規(guī)劃與使用要求有矛盾時(shí)，也應(yīng)符合城市規(guī)劃要求的前提下進(jìn)行必要的調(diào)整。尤其是當(dāng)?shù)鼗艿较拗啤⒔?jīng)濟(jì)條件允許是選擇較高層次。走廊式高層住宅樓層數(shù)一般控制在12～20層左右，本建筑物的地上層數(shù)為14層。1．各類房間的層高層高是剖面設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，是工程常用的控制尺寸，層高的確定要考慮以下幾方面：（1）住宅的使用性質(zhì)和活動(dòng)特點(diǎn)。（2）采光通風(fēng)的要求。當(dāng)進(jìn)深一定后，窗上沿高度也基本確定，而層高也相應(yīng)性的確定。主要有梁板的厚度、墻柱構(gòu)件的穩(wěn)定性等影響到層高。高層住宅往往有電梯、供水加壓設(shè)備、水箱等設(shè)備、對(duì)有關(guān)空間高度必然提出要求。（5）室內(nèi)空間比例要求。（6）建筑統(tǒng)一模數(shù)要求。因此本建筑物層高為3m。室內(nèi)外地面高差過小難以保證基本要求。對(duì)于高層住宅樓在考慮設(shè)備層和地下室的特殊情況等因素后，室內(nèi)外高差通常取900～1500mm。高層住宅剖面組合設(shè)計(jì)設(shè)在平面組合的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其主要任務(wù)是根據(jù)住宅的豎向使用要求和造型的需要，考慮各種高度房間在豎向的安排方式。居住層的層高一致，每層布置變化不大，通常按標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行組合，上下層的使用房間對(duì)應(yīng)，衛(wèi)生間、廚房等房間對(duì)齊以便結(jié)構(gòu)布置和設(shè)備管道直通。因此本建筑設(shè)計(jì)中將車庫(kù)放在地下一層，電梯機(jī)房布置在頂層。1．充分反映住宅建筑的類型特征。2．結(jié)合材料性能，結(jié)構(gòu)構(gòu)造和施工技術(shù)的特點(diǎn)。3．適應(yīng)環(huán)境和建筑規(guī)劃的群體布置。4．符合建筑造型和立面構(gòu)圖的一般規(guī)律。高層住宅造型與立面設(shè)計(jì)應(yīng)遵守和利用這些規(guī)律，并借鑒古今中外優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)手法和經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造人們喜聞樂見得新型建筑。高層住宅的體型總體上分為對(duì)稱式和不對(duì)稱式兩大類。不對(duì)稱式體型卻變化自如，對(duì)比強(qiáng)烈，容易達(dá)到活潑舒展的造型效果。長(zhǎng)方體的板式住宅體型高大，宏偉壯觀，尤其是住戶容量大，電梯運(yùn)行效率高，經(jīng)濟(jì)性較住宅優(yōu)越，因此在地形不受限制時(shí)也具有較強(qiáng)的生命力。高層住宅的立面是表示其四周壁面及其構(gòu)配件的秩序特征的外部形象。高層住宅立面構(gòu)成要素包括：墻體、梁、柱等結(jié)構(gòu)，門窗、陽(yáng)臺(tái)、花臺(tái)、外廊等建筑構(gòu)建，以及臺(tái)階、雨棚、勒腳、檐口等保護(hù)性構(gòu)件。立面設(shè)計(jì)按以下步驟進(jìn)行：1．根據(jù)高層住宅樓內(nèi)部空間組合的平剖面關(guān)系，畫出各個(gè)立面的基本輪廓，作為立面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。3．對(duì)入口、門廊、檐口等重點(diǎn)部位進(jìn)行重點(diǎn)處理。一般講，建筑的高度應(yīng)和出檐大小及勒腳的尺寸保持適當(dāng)?shù)谋壤?，梁的高跨和柱的長(zhǎng)細(xì)也應(yīng)有相應(yīng)的比例，門窗的高度也應(yīng)保持合適的比例，這些不僅是結(jié)構(gòu)或構(gòu)造上的要求，也是立面構(gòu)圖的美學(xué)需求 。結(jié)構(gòu)韻律是使高層住宅立面富有表現(xiàn)力的重要手段。3．虛實(shí)對(duì)比。墻面實(shí)體與門窗洞口間，欄板與凹廊之間都是虛實(shí)對(duì)比，要處理好虛實(shí)對(duì)比關(guān)系，虛實(shí)的節(jié)奏變化往往會(huì)收到強(qiáng)烈生動(dòng)的效果。高層住宅立面設(shè)計(jì)在立面劃分的基礎(chǔ)上，材料質(zhì)感與色彩的選擇配置是使建筑立面進(jìn)一步取得豐富逼真效果的重要方面。由以上分析本建筑設(shè)計(jì)的高層住宅質(zhì)感以平滑為主，色彩選擇以淺色調(diào)為主，即外墻粉刷淡黃色涂料。電梯配置方案主要包括電梯臺(tái)數(shù)、電梯容量與規(guī)格、電梯運(yùn)行速度、電梯的空間布置等。上世紀(jì)70年代開始流行基于電梯在客流高峰情況下往返一次運(yùn)行時(shí)間的手工計(jì)算的交通分析法（常規(guī)計(jì)算法），這是一種開創(chuàng)性的方法，直到今天仍然被用作簡(jiǎn)單的驗(yàn)算。交通分析就是根據(jù)大樓的用途，考慮大樓內(nèi)外人員的實(shí)時(shí)流動(dòng)情況，結(jié)合電梯系統(tǒng)本身的特征如主參數(shù)、操縱控制方式等經(jīng)過計(jì)算得出滿足大樓輸送要求的電梯臺(tái)數(shù)及分配。除了交通分析外，選擇電梯臺(tái)數(shù)時(shí)還應(yīng)注意：一是應(yīng)考慮客流交通的變化；二是臺(tái)數(shù)設(shè)置應(yīng)滿足各類建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求的最低配置；三是大樓一般不能只配1臺(tái)電梯（單元式住宅樓除外），否則一旦停機(jī)將導(dǎo)致大樓交通癱瘓。從電梯的運(yùn)行效率分析，選用大容量電梯一次運(yùn)載人數(shù)多，相應(yīng)停站機(jī)會(huì)也多，反而不能提高運(yùn)載能力。若備用一臺(tái)500kg7人的電梯[1