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钢筋混凝土框架剪力墙结构毕业论文第一章 建筑设计部分1.1工程概况本工程是一栋三十六层住宅楼，层高均为3.0m。采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，建筑工程等级为二级、耐火等级为二级，合理使用年限为50年，屋面防水等级为二级，本地区为6度抗震设防区。1.2设计依据设计任务书和建筑设计规范231.3标高及建筑细部做法1、设计标高：室内设计标高为0.000，室内外高差为500。2、墙身做法：墙身采用粉煤灰加气混凝土砌块。内外墙采用双面粉刷。3、屋面做法：20厚C20细石混凝土刚性防水和三毡四油铺小石子，15厚水泥砂浆找平层，40厚水泥石灰焦渣砂浆（5找平），80厚矿渣砂浆水泥， 100厚钢筋混凝土现浇楼板，10厚混合砂浆抹灰。4、楼面做法：水泥砂浆粗面层加30厚1:3干硬性水泥砂浆（面上撒2厚素水泥）及一道水泥砂浆结合层，100厚钢筋混凝土现浇楼板，10厚混合砂浆。5、底层地面做法：10水磨石地面，20厚水泥砂浆打底，100厚钢筋混凝土现浇楼板，10厚水泥石膏砂浆。1第二章 结构设计部分2.1 工程概况本工程是一栋三十六层高层住宅楼，层高均为3.0m。纵向44.76米，横向29.68米，总高度为111米。本工程采用全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，梁柱和楼板均为现浇，墙体为粉煤灰加气混凝土砌块。2.2 设计依据1、建筑施工图和国家设计规范452、 气象条件气温：最高气温52，最低气温-10.1风压：0.35kN/,地面粗糙类为B类雪压：0.5 kN/3、工程地质及水文资料：地层自上而下为（1）杂填土层：厚度约为1.5-2.2m；（2）淤泥质粘土：厚度约为1.5m; fk=70 Kpa；（3）（冲击）粘土层：厚4.2-7.0m;fak=350KPa,Es=16.0MPa,qsia=45Kpa （4）冲击-洪击土层：厚3.0m, fak =400 Kpa, Es=15 Mpa; （5）残击-坡击粘土层：fak =450 Kpa, Es=17 Mpa;（6）残击-坡击粘土层：厚大于5.0m，fak =500 Kpa；地下水稳定水位高为25.31m，对任何水泥制成的混泥土均无侵蚀性。4、抗震设防烈度按6度设防，地震分组第一组，地震加速度Sa=0.05g。2.3 结构布置及结构计算简图的确定2.3.1 结构柱网布置由于建筑总长度不超过55M，且为保温隔热屋面，所以不设变形缝。22.3.2 确定钢筋及混凝土强度等级柱、梁等部位均采用C60砼（Ec=3.60107kN）板采用C25砼(fc=11.9N/mm2)除承台采用级钢筋（fy=360N/mm2）外，其余受力钢筋均为级（fy=300 N/2 ）。2.3.3 估计板、柱、梁的截面尺寸1、板 预取板厚100（考虑到楼面荷载不大，且经济的因素）2、柱 因建筑美观要求，且设防烈度为6度，将柱设计为方柱，尺寸为1-10层600600；11-20层550550;21-36层500500。3、梁 框架梁：hb=(18112)lb=(18112)4500=375562取hb=500； bb=(1312) hb=(1312)500=166250 取bb=2503 悬挑梁：取hb=400，取bb=2002.3.4计算结构刚度取一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。底层柱高从基础顶面至二层楼面，根据地质条件，确定基础顶面离室外地面为500，为方便计算，取每层的柱高即为其层高3000。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用，取I=2IO（IO为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。1-10层：左跨梁：i=1122E0.250.534.5=11.57410-4E 右跨梁：i=1122E0.250.534.5=11.57410-4E 各层柱：i=112E0.60.633 =36.010-4E11-20层：左跨梁：i=1122E0.250.534.5=11.57410-4E右跨梁：i=1122E0.250.534.5=11.57410-4E各层柱：i=112E0.550.5533 =25.410-4E21-36层：左跨梁：i=1122E0.250.534.5=11.57410-4E右跨梁：i=1122E0.250.534.5=11.57410-4E各层柱：i=112E0.50.533 =17.410-4E令i底层柱=1.0，其余各杆件相对线刚度为： i梁 =11.57410-4E36.010-4E=0.32 i柱（11-20）=25.410-4E36.010-4E=0.7i柱（21-36）=17.410-4E36.010-4E=0.44各层线刚度见下表：52.4荷载计算2.4.1恒荷载计算1、屋面荷载标准值防水层：（刚性）20厚C20细石混凝土防水 1.0 kN/m2防水层：（柔性）三毡四油铺小石子 0.0220 =0.4 kN/m2找平层： 15厚水泥砂浆 0.01520=0.30 kN/m2找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆（5找平） 0.0414 =0.56kN/m2保温层：80厚矿渣砂浆水泥 0.0814.5 =1.16kN/m2结构层：100厚钢筋混凝土现浇楼板 0.1025 =2.5kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117 =0.17kN/m2 合计： 6.09 kN/m22、楼面荷载值：水泥砂浆粗面层 30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥水泥砂浆结合层一道 0.65 kN/m2结构层：100厚钢筋混凝土现浇楼板 0.1025=2.5kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117=0.17kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117=0.17kN/m2 合计 3.83kN/m23、梁自重 bh=250mm500mm梁自重： 250.25(0.5-0.1)=2.5 kN/m 抹灰层（10厚混合砂浆）： 170.01(0.5-0.1)2=0.136 kN/m 合计： 2.636 kN/m4、柱自重 bh=600mm600mm柱自重： 250.60.6=9.0kN/m抹灰层（侧10厚混合砂浆）： 170.010.064=0.41 kN/m 合计： 9.41 kN/m5、柱自重 bh=550mm550mm柱自重： 250.550.55=7.56kN/m6抹灰层（侧10厚混合砂浆）： 170.010.554=0.37 kN/m 合计： 7.93 kN/m6、柱自重 bh=500mm500mm柱自重： 250.500.50=6.25kN/m抹灰层（侧10厚混合砂浆）： 170.010.504=0.34 kN/m 合计： 6.59 kN/m7、外隔墙自重240厚水泥空心墙： 0.24（3.0-0.5）9.8 =5.915kN/m水刷石外墙： 3.00.5 =1.50 kN/m20厚抹灰内墙面： 170.02（3.0-0.5）=0.85 kN/m 合计： 8.265 kN/m8、内隔墙自重240厚水泥空心墙： 0.24（3.0-0.5）9.8 =5.915kN/m水刷石外墙： 3.00.5 =1.50 kN/m20厚抹灰内墙面： 170.02（3.0-0.5）=0.85 kN/m 合计： 8.265 kN/m2.4.2 活荷载计算（1）屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得：住宅：2.0 kN/m2 厨房（一般）： 2.0 kN/m2卫生间：2.0 kN/m2走廊、门厅、楼梯：2.0 kN/m2阳台：2.5 kN/m2上人屋面：2.0 kN/m2（2）雪荷载Sk=1.00.5 kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，去两者较大值72.4.3竖向荷载下框架受荷 图2.4.3-1（1）-轴间框架梁 屋面板传荷载：板传至梁上的三角形荷载或梯形荷载，为简化计算，将其简化为等效的均布荷载，荷载的传递示意图见上图2.4.3-1恒载： 6.092.255/8+6.091.51-2(1/3)2+(1/3)3=16.01 kN/m活载： 2.02.255/8+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 =5.528 kN/m8楼面板传荷载：恒载： 3.832.255/8+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)3=10.068 kN/m活载： 2.02.255/8+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 =5.528 kN/m-轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.636 + 16.01 =18.65 kN/m活载=板传荷载=5.528 kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.636 + 10.068 =12.704 kN/m活载=板传荷载=5.528 kN/m（2）-轴间框架梁 屋面板传荷载：恒载： 6.092.255/8+6.091.51-2(1/3)2+(1/3)3=16.01 kN/m活载： 2.02.255/8+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 =5.528 kN/m 楼面板传荷载：恒载： 3.832.255/8+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)3=10.068 kN/m活载： 2.02.255/8+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 =5.528 kN/m-轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.636 + 16.01 =18.65 kN/m活载=板传荷载=5.528 kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.636 + 10.068 =12.704 kN/m活载=板传荷载=5.528 kN/m（3）轴柱集中荷载计算 顶层柱：女儿墙自重（做法：墙高1100mm，100混凝土压顶）：0.241.118 +0.240.125 +(1.22+0.24) 0.5 =6.67 kN/m 天沟自重（现浇天沟）：9现浇天沟自重：25 0.6+(0.20-0.08)0.08+(0.6+0.2)(0.5 +0.36)=2.13 kN/m 顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载=（6.67 +2.13 ）4.0+2.636 （4.0-0.6）+6.092.255/84.5/2+6.091.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2+ 6.094.5/2(1-20.452+0.453）5/2+6.091.5 5/83/2 =112.24kN顶层柱活载=板传活载 =2.01.5 5/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.255/84.5/2+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2 =22.36kN1-10层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.0+4.5/2)+2.636(4.0-0.6)+3.831.55/83/2+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5/2+3.832.255/84.5/2+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2 =103.436kN活载=板传活载 =2.01.5 5/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.255/84.5/2+2.01.5m1-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2 =22.36kN1011-20层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.0+4.5/2)+ 2.636(4.0-0.55)+3.831.55/83/2+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5/2+3.832.255/84.5/2+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2=103.436kN活载=板传活载 =2.01.5 5/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.255/84.5/2+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2=22.36kN21-35层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.04.5/2)+ 2.636(4.0-0.50)+3.831.55/83/2+3.834.5/2(1-20.452+0.4535/2+3.832.255/84.5/2+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2=103.70kN活载=板传活载 =2.01.5 5/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.255/84.5/2+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2=22.36kN（4）轴柱集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =2.636（4.0-0.6）+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)34.5+3.832.255/84.5+ 3.834.5/2(1-20.452+0.453）5+3.831.55/83 =94.6kN顶层柱活载=板传活载 =2.01.51-2(1/3)2+(1/3)34.5+2.02.255/84.5+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5+2.01.5 5/83 =44.73kN 1-10层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =8.265(4.0+4.5/2) +2.636(4.0-0.6) +3.831.51-2(1/3)2+(1/3)34.5+3.832.255/84.5+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5+3.831.55/83.0 =164.85kN活载=板传活载 =2.01.51-2(1/3)2+(1/3)34.5+2.02.255/84.5+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5+2.01.5 5/83 =44.73kN1111-20层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.0+4.5/2) +2.636(4.0-0.55) +3.831.51-2(1/3)2+(1/3)34.5+3.832.255/84.5+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5+3.831.55/83.0 =164.98kN活载=板传活载 =2.01.51-2(1/3)2+(1/3)34.5+2.02.255/84.5+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5+2.01.55/83 =44.73kN 21-35层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.0+4.5/2) +2.636(4.0-0.50) +3.831.51-2(1/3)2+(1/3)34.5+3.832.255/84.5+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5+3.831.55/83.0=165.11kN活载=板传活载 =2.01.5 1-2(1/3)2+(1/3)34.5+2.02.255/84.5+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5+2.01.55/83 =44.73kN（5）轴柱集中荷载计算 顶层柱：女儿墙自重（做法：墙高1100mm，100混凝土压顶）：0.241.118 +0.240.1 m25 +(1.22+0.24) 0.5=6.67 kN/m 天沟自重（现浇天沟）： 现浇天沟自重：25 0.6+(0.20-0.08)0.08+(0.6+0.2)(0.5 +0.36)=2.13 kN/m 顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载 =（6.67 +2.13 ）4.0+2.636（4.0-0.6）+6.092.255/84.5/2+6.091.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2+ 6.094.5/2(1-20.452+0.453）5/2+6.091.5 5/83/2 =112.24kN顶层柱活载=板传活载 =2.01.55/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.255/84.5/2+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2 =22.36kN121-10层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.0+4.5/2)+2.636(4.0-0.6)+3.831.55/83/2+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5/2+3.832.255/84.5/2+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2 =103.436kN活载=板传活载 =2.01.55/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.255/84.5/2+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2 =22.36kN11-20层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.0+4.5/2)+ 2.636(4.0-0.55)+3.831.55/83/2+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5/2+3.832.255/84.5/2+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2=103.436kN活载=板传活载 =2.01.55/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.25m5/84.5/2+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)3 4.5/2=22.36kN21-35层标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=8.265(4.0+4.5/2)+ 2.636(4.0-0.50)+3.831.55/83/2+3.834.5/2(1-20.452+0.453）5/2+3.832.255/84.5/2+3.831.51-2(1/3)2+(1/3)34.5/2=103.70kN活载=板传活载 =2.01.55/83/2+2.04.5/2(1-20.452+0.453）5/2+2.02.255/84.5/2+2.01.51-2(1/3)2+(1/3)34.5/2=22.36kN（6）基础顶面恒载 基础顶面恒载=墙自重+基础梁自重 =8.265(4.0-0.6)+1.977(4.0-0.6) =34.83kN（7）柱自重 1-10层柱自重： G1=6.593.0 = 19.77 kN 11-20层柱自重: G2=7.933.0 = 23.79 kN21-36层柱自重:G3=9.413.0 = 28.23 kN13 21-36层梁、柱受力简图14 11-20层梁、柱受力简图 1-10层梁、柱受力简152.4.4 风荷载计算 （1）为简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载代替，作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值7： Wk=zszo(hi+hj)B/2 式中o-基本风压，o=0.35kN/m2； z-风压高度变化系数，因建设地点位于大城市，地面粗糙度选B类； s-风压体型系数，根据建筑物体型取s=1.3； z-风振系数，基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构可用T=0.08n(n是建筑层数）估算，大约为2.88s0.25s,应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响，z=1+z/z hi-下层柱高； hj-上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍； B- 迎风面的宽度，B=4.0m； 对于框架结构，近似按下式计算其基本自振周期： T=0.25+0.5310-3H2/ =0.25+0.5310-31082/ =3.222soT2=0.35KN/m（3.222s）2 =3.633 kN. s2 /m2查附表5-4（混凝土结构设计），知=1.63由H/B=108/9=12,查附表5-5（混凝土结构设计），取=0.53z =1+z/z =1+1.630.53z /z =1+0.864z /集中风荷载标准值离地高度zzso（kN/m2）hi/mhj/mWk/ kN1082.1361.4041.30.353.02.414.741052.1191.3921.30.353.03.016.101022.1001.3771.30.353.03.015.78992.0831.3671.30.353.03.015.55962.0621.3551.30.353.03.015.25932.0411.3441.30.353.03.014.97902.0201.3341.30.353.03.014.7116872.0061.3221.30.353.03.014.48841.9781.3171.30.353.03.014.22811.9571.3111.30.353.03.014.00781.9321.3061.30.353.03.013.77751.9051.2981.30.353.03.013.50721.8781.2781.30.353.03.013.10691.8361.2521.30.353.03.012.55661.8241.2251.30.353.03.012.20631.7971.2111.30.353.03.011.88601.7701.2051.30.353.03.011.64571.7401.1991.30.353.03.011.39541.7101.1921.30.353.03.011.13511.6801.1791.30.353.03.010.81481.6481.1671.30.353.03.010.50451.6151.1551.30.353.03.010.18421.5821.1421.30.353.03.09.86391.5461.1291.30.353.03.09.53361.5041.1171.30.353.03.09.17331.4621.1041.30.353.03.08.81301.4201.0911.30.353.03.08.46271.3691.0791.30.353.03.08.06241.3181.0661.30.353.03.07.67211.2601.0521.30.353.03.07.24181.2061.0431.30.353.03.06.86151.1401.0331.30.353.03.06.43121.0701.0221.30.353.03.05.9791.0001.0151.30.353.03.05.5461.0001.0101.30.353.03.05.5131.0001.0051.30.353.03.05.49172.5水平荷载内力计算2.5.1风荷载作用下的位移验算：注：由于本项工程混凝土采用C60，故计算D值时E取为3.6107kN/m3表 1 横向底层D值的计算构件名称i=ib/icc= i/(2+ i)D=12c ic/h2轴柱11.5410-4E/36.010-4E=0.320.13823847轴柱211.5410-4E/136.010-4E=0.640.24241818轴柱11.5410-4E/36.010-4E=0.320.13823847 2-10层：D = 23847+41818+23847 =89512 kN/m3表 1 横向2-10层D值的计算构件名称i=ib/2icc= i/(2+ i)D=12c ic/h2轴柱211.5410-4E/236.010-4E=0.320.13823847轴柱411.5410-4E/236.010-4E=0.640.24241818轴柱211.5410-4E/236.010-4E=0.320.13823847 2-10层：D = 23847+41818+23847 =89512 kN/m3表 1 横向11-20层D值的计算构件名称i=ib/2icc= i/(2+ i)D=12c ic/h2轴柱211.5410-4E/225.410-4E=0.4550.18522556轴柱411.5410-4E/225.410-4E=0.910.31338161轴柱211.5410-4E/225.410-4E=0.4550.18523847 11-20层：D = 22556+38161+23847 =83273kN/m318表 1 横向21-36层D值的计算构件名称i=ib/2icc= i/(2+ i)D=12c ic/h2轴柱211.5410-4E/217.4010-4E=0.670.25120964轴柱411.5410-4E/217.4010-4E=1.330.4033408轴柱211.5410-4E/217.4010-4E=0.670.2512096421-36层：D = 20964+33408+20964 =75336 kN/m3 2.5.2风荷载作用下框架侧移计算：水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： uj=vj/Dij 式中vj-第j层总剪力Dij-第j层所有柱的抗侧移刚度之和uj-第j层的层间侧移j层侧移：uj=顶点侧移：u=框架在风荷载作用下侧移的计算见下表 风荷载作用下框架侧移计算层次Wj/ kNVj/ kND (kN/m)uj/muj/h3614.7414.74753360.000191/157893516.1030.84753360.000411/73173415.7846.62753360.000621/48383315.5562.17753360.000831/36143215.2577.42753360.0011/30003114.9792.39753360.00121/25003014.71107.1753360.00141/21422914.48121.58753360.00161/18752814.22135.8753360.00181/16672714.00149.8753360.00201/15002613.77163.57753360.00221/1363192513.50177.07753360.00241/12502413.10190.17753360.00251/12002312.55202.72753360.00271/11112212.20214.92753360.00281/10712111.88226.8753360.00301/10002011.64238.44832730.00281/10751911.39249.83832730.00301/10001811.13260.96832730.00311/9681710.81271.77832730.00321/9381610.50282.27832730.00341/8821510.18292.45832730.00351/857149.86302.31832730.00361/833139.53311.84832730.00371/810129.17321.01832730.00391/769118.81329.82832730.00401/750108.46338.28895120.00381/78998.06346.34895120.00391/76987.67354.01895120.00401/75077.24361.25895120.00401/75066.86368.11895120.00411/73156.43374.54895120.00421/71445.97380.51895120.00431/69835.54386.05895120.00431/69825.51391.56895120.00441/68215.49397.05895120.00441/682u=0.10225m底层：u1/h=1/682 1/500，满足规范 2.5.3风荷载作用下的内力计算框架在风荷载作用下的内力用D值法10进行计算，其步骤为：A 求各柱反弯点处的剪力值；20B 求各柱反弯点高度；C 求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩D 求各柱的轴力和梁剪力第i层第m柱所分配的剪力为：Vim=Dim/DVi ； Vi =Wi 框架的反弯点位置：y=y0+y1+y2+y3计算结果如下表：轴和轴框架梁反弯点位置层号h/miy0y1y2y3yyh/m363.00.670.300000.300.90353.00.670.400000.401.20343.00.670.400000.401.20333.00.670.450000.451.35323.00.670.450000.451.35313.00.670.450000.451.35303.00.670.450000.451.35293.00.670.450000.451.35283.00.670.450000.451.35273.00.670.450000.451.35263.00.670.450000.451.35253.00.670.450000.451.35243.00.670.450000.451.35233.00.670.450000.451.35223.00.670.450000.451.35213.00.670.450000.451.35203.00.4550.450000.451.35193.00.4550.450000.451.35183.00.4550.450000.451.35173.00.4550.450000.451.35163.00.4550.450000.451.35153.00.4550.450000.451.35143.00.4550.450000.451.35133.00.4550.450000.451.35123.00.4550.450000.451.3521113.00.4550.450000.451.35103.00.320.450000.451.3593.00.320.450000.451.3583.00.320.450000.451.3573.00.320.450000.451.3563.00.320.450000.451.3