10层框架—剪力墙结构体系结构设计.doc

10层框架剪力墙结构体系结构设计1 引 言本工程是10层框架剪力墙结构体系，设计此结构体系力求平面结构布置对称，剪力墙布置均匀落地。在设计过程中，框架梁、柱和剪力墙的布置充分考虑了建筑物的使用功能和结构的合理性，既可以满足空间的灵活布置，同时考虑框架和剪力墙同时承受竖向荷载和侧向力的作用，可以满足抵抗水平和竖向荷载。针对框架结构易于形成较大的自由灵活的空间，以满足不同建筑功能的要求，及剪力墙可提供很大的抗侧刚度，以减少结构在风荷载和侧向地震荷载作用下的侧向位移，有利于提高结构的抗震能力。因此，框架剪力墙结构具有很广泛的使用范围，在旅馆、办公楼等公共建筑中得到广泛的应用。框架剪力墙结构应用于高层建筑非常广泛，针对以上的毕业设计题目及框剪结构的特点，作为土木专业的我，选择了框剪结构目的是将四年所学的知识总结与应用于此框-剪结构设计，设计过程分为建筑部分与结构部分，每一大部分都根据规范来设计，同时灵活地根据实际情况来设计。设计的收获是不但能将框架结构于剪力墙结构掌握好及两者之间的联系，同时为今后学习其他结构的知识打下了牢固的基础，为今后的工作必定有非常大的帮助。 2 建 筑 设 计1）、总平面设计拟建豪华公寓位于广州某地区，坐北朝南，主导风向为西南风。拟建豪华公寓处主干道，交通方便；同时有其他几栋拟建公寓，形成建筑群；周围有一定的现代建筑物及商业区，考虑周围环境，与周围环境相协调，城市管网供水供电。建成后的公寓将有完善的配套设施、运动场所以及一定的绿化面积，满足建筑各项技术。2）、平面设计设计思路是从建筑功能上出发，从总体布局到局部的原则去把握整个设计。建筑平面是表示建筑物在水平方向各部分组合关系以及各部分房间的具体设计。a、平面组合采用对称式组合，满足住宅的设计要求，形成一梯（两电梯）4户，公寓内部为套间式。走廊的宽度采用1.2m。防烟楼梯、电梯遵照高层民用建筑设计防火规范的要求，合用消防前室面积采用3.8*622.8m2,满足要求。b、交通组织及防火设计，本建筑总高度为35.4m80%，为方便计算，反弯点高度取倒三角形荷载的反弯点高度比。根据梁柱线刚度比，总层数n进行计算，由高层建筑结构设计规范依次查出。列表如下6-11进行计算：风荷载作用下反弯点高度系数计算 表6-11层号101.154 110.408000.408 91.154 1110.450000.450 81.154 1110.4580000.458 71.154 1110.50000.500 61.154 1110.50000.500 50.758 1110.4790000.479 40.758 1110.50000.500 30.758 1110.50000.500 20.758 111.40.5210000.521 11.061 10.7140.647000.647 c) 4轴A/F框架柱，梁端弯矩计算，列表6-12如下计算4轴A/F框架柱，梁端弯矩计算 表6-12层次A/F轴右框架梁10上2.372 0.383 1.464 1.464 下0.909 2.279 9上2.401 0.429 1.371 下1.030 2.375 8上2.464 0.454 1.345 下1.119 2.436 7上2.528 0.479 1.317 下1.211 2.547 6上2.563 0.479 1.336 下1.228 2.556 5上2.483 0.465 1.328 下1.155 2.400 4上2.372 0.475 1.245 下1.127 2.198 3上2.142 0.500 1.071 下1.071 1.932 2上1.761 0.511 0.861 下0.900 1.349 1上1.272 0.647 0.449 下0.823 5) 连梁内力分配（与剪力墙相连的一端）连梁内力的分配（查EXECL表格）,所采用的公式如下：KL4-1、KL4-2 连梁计算如下KL4-1、KL4-2 连梁计算如表613、6-14所示。第 46 页 共 170 页KL4-1连梁端内力计算 表6-13层号标高(M)L0(M)1031.23898.85120.829217.666.753010.1185.1636.8841.4641.617 928.23898.85122.289217.666.833320.4815.16313.9352.2793.140 825.23898.85125.493217.667.013321.0185.16314.3002.3753.230 722.23898.85128.778217.667.193321.5685.16314.6752.4363.314 619.23898.85130.573217.667.293321.8685.16314.8792.5473.375 516.23898.85129.348217.667.223321.6635.21214.8612.5563.342 413.23898.85123.559217.666.903320.6945.21214.1962.4003.184 310.23898.85111.600217.666.233318.6915.21212.8222.1982.882 27.23898.8591.744217.665.123315.3655.21210.5411.9322.393 14.23898.8562.094217.663.474.2312.4795.2128.5611.3491.901 KL4-1连梁端内力计算 表6-13标高(M)L0(M)10 31.23898.850 120.829 230.225 7.135 010.702 10.702 5.775 5.822 2.016 9 28.23898.850 122.289 230.225 7.221 3321.663 21.663 5.775 11.785 4.081 8 25.23898.850 125.493 230.225 7.410 3322.231 22.231 5.775 12.094 4.188 7 22.23898.850 128.778 230.225 7.604 3322.813 22.813 5.775 12.410 4.298 6 19.23898.850 130.573 230.225 7.710 3323.131 23.131 5.775 12.583 4.358 5 16.23898.850 129.348 230.225 7.638 3322.914 22.914 5.824 12.580 4.320 4 13.23898.850 123.559 230.225 7.296 3321.888 21.888 5.824 12.017 4.127 3 10.23898.850 111.600 230.225 6.590 3319.770 19.770 5.824 10.854 3.727 2 7.23898.850 91.744 230.225 5.417 3316.252 16.252 5.824 8.923 3.064 1 4.23898.850 62.094 230.225 3.667 4.2313.200 13.200 5.824 7.247 2.489 6) 4轴W3剪力墙的弯矩和剪力计算。分配原则如所示：W3为整体截面剪力墙，由于两端有连梁与其相连，这对第片剪力墙第层楼盖上、下方的剪力墙截面弯矩按下试进行：式中，为第层第根连梁1端（与剪力墙相连端）在剪力墙轴线处的集中约束弯矩，数据参考附表6-1。具体计算如表6-15。横向水平荷载作用下的内力图见附图6-1、6-2、6-3。所作出的内力图为左风作用下的，右风作用下的内力同左风相同，方向相反，内力图略。4轴单片W3剪力墙分配(考虑与连梁端的影响）表615层次10 1090.315 0.000 -44.510 95.940 0.088 0.000 6.884 10.7023717.587 -3.917 9 1090.315 -367.382 41.335 95.940 0.088 -32.327 13.935 21.663 -14.528 3.637 -50.126 8 1090.315 -492.595 122.048 95.940 0.088 -43.345 14.300 22.231 -25.079 10.739 -61.611 7 1090.315 -392.327 198.562 95.940 0.088 -34.522 14.675 22.813 -15.778 17.472 -53.266 6 1090.315 -75.717 271.757 96.940 0.089 -6.732 14.879 23.131 12.273 24.162 -25.737 5 1213.013 455.336 342.492 109.760 0.090 41.201 14.861 22.914 60.089 30.990 22.314 4 1213.013 1206.108 411.630 109.760 0.090 109.135 14.196 21.888 127.177 37.247 91.093 3 1213.013 2189.232 480.074 109.760 0.090 198.094 12.822 19.770 214.389 43.440 181.798 2 1213.013 3425.116 548.790 109.760 0.090 309.923 10.541 16.252 323.320 49.658 296.527 1 1213.013 4942.628 618.843 109.760 0.090 447.236 8.561 13.200 458.116 55.996 436.355 0 1213.013 7615.195 721.477 109.760 0.090 689.064 0.000 0.000 689.064 65.283 6.2.2 横向水平地震作用1) 重力荷载代表值计算各层楼面取建筑总面积计算恒载，取楼板净面积计算活荷载；各根梁取梁截面高度减去板厚的尺寸计算梁自重；各根柱取层高减取板厚计算柱自重；墙、剪力墙按实际墙重加上门 窗重。最后按各楼面包括梁及上下各半层的墙柱恒载的100%，楼面活荷载的50%相加算得各楼层重力荷载代表。计算如附表6-16，汇总表如附表6-17。重力荷载计算表 表6-16序号210层楼面恒荷载计算位置长(m）宽(m）数量面积（）面荷载（KN/）1 AC-1726.300 10.400 2.000 547.040 3.400 2 楼梯间5.500 2.600 1.000 14.300 3.400 3 5.500 3.900 1.000 21.450 3.400 4 外挑阳台1.200 9.120 2.000 21.888 3.400 5 总面积604.678 6 厨房、阳台、卫生间4.500 4.200 4.000 75.600 3.700 7 9.120 3.700 2.000 67.488 3.700 8 总面积143.088 9 总荷（KN）2098.832 序号210层楼面活荷载计算位置厚度（m)长度（m)数量面积（）1 外围护墙面积0.180 72.120 2.000 25.963 1 内隔墙面积0.120 8.400 4.000 4.032 2 0.120 4.200 4.000 2.016 3 0.180 17.200 2.000 6.192 4 0.120 3.300 4.000 1.584 5 0.120 1.200 4.000 0.576 6 0.120 3.300 4.000 1.584 7 0.180 6.400 2.000 2.304 8 0.180 5.400 4.000 3.888 合计48.139 序号剪力墙面积位置厚度（m)长度（m)数量面积（）总面积（）1 Q14.000 1.205 4.820 2 Q21.000 1.360 1.360 3 Q32.000 1.075 2.150 4 Q4不用计算5 Q50.250 2.500 4.000 2.500 6 Q6不用计算合计10.830 位置净面积（）面荷载（KN/）总荷载（KN）1 阳台活荷载67.488 2.500 168.720 2 储藏室10.000 5.000 50.000 3 一般楼层468.221 2.000 936.442 总荷（KN）1155.162 序号屋面恒荷载位置长(m）宽(m）数量面积（）面荷载（KN/）总荷(KN)1 AC-1726.300 10.400 2 547.040 5.500 3008.720 2 外挑板1.200 9.120 2 21.888 5.500 120.384 3 楼梯间5.500 2.600 121.450 4.000 85.800 总荷（KN）3214.904 屋面活荷载位置长(m）宽(m）数量面积（）面荷载（KN/）总荷(KN)1 外围护墙26.250 0.240 4 25.200 2 10.350 0.240 49.936 3 1.200 0.240 4 1.152 4 楼梯间5.500 0.180 4 1.980 5 38.268 6 剪力墙Q21.360 7 39.628 8 屋面净面积538.100 2.000 1076.200 9 电梯间5.500 4.900 1 26.950 7.000 188.650 10 总荷（KN）1264.850 序号楼梯、电梯间屋面恒载长(m）宽(m）数量面积（）面荷载（KN/）总荷(KN)1 9.450 6.450 1 60.953 5.500 335.239 2