毕业设计计算书圣安卓国际公寓结构设计.doc

圣安卓国际公寓结构设计（土木工程专业） 摘要：本文给出了成都圣安卓国际公寓的整个结构设计，包括主体结构、基础及楼梯等部分。该建筑拟建于成都市桐梓林南路，地上十二层，地下一层，总建筑面积为15560平方米，总建筑高度为43.88米，属于高层民用建筑。确定该建筑类型为框架剪力墙结构，作为一种尝试和该建筑功能的需要，结构布置时只考虑了很少的剪力墙，结构分析中考虑了风荷载、地震荷载及重力荷载的作用，在楼板绝对刚性并对框架和剪力墙产生极强的约束作用的假定下，用近似的手算方法分析了该结构中框架和剪力墙之间的协同作用，并将水平荷载分配到框架和剪力墙，分别用D值法和弯矩的二次分配法计算水平地震和重力荷载作用下个构件的内力，并进行了一榀框架的内力组合及截面设计。通过对计算结果的分析得知，即使是很少的剪力墙也能对结构的抗侧刚度增加起着很大作用，极大地结构水平侧移，提高了建筑的舒适度，并使框架中剪力基本均匀。作为一种精确而快捷的分析手段，还用PKPM结构分析软件对该结构进行了全面的计算，给出了整个建筑的结构施工图。关键词：高层建筑，框架，剪力墙，协同作用分析Abstract:A overall structural design of ChengDu An Zhuo saint international mansion consist of the main structure design, basis structure design and stair structure design is pressed in this paper .The building is to be constructed to TongziLin Southern Road in Cheng Du with 12 stories on the ground and 1 story under the ground .It has an area of 15560 square metres and a height of 43.88m,pertains to civil high building. Wallframe structure is primarily used as the structure form of the building ,as a attempt and for the consideration of the building service requirement, little shear wall is allocated in the structure ,In the structure analysis ,The wind loading earthquake loading and gravity loading is considered ,A approximate is used to analyze the horizontal interaction between frame and shear wall under the assumption of the perfectly stiff slab., moreover the horizontal loading is distributed and the inner force separately under the action of horizontal loading and vertical of every member is obtain by using the Ds value method and the second distribution method of moment ,As a result the section design of a frame of one axis is presented. By analyzing the result of the calculation ,It is know that even if little shear wall also would be employed to stiffen the system resisting to horizontal loading and reduce the lateral displacement of the building ,So the comfort of the building is obviously improved, moreover the shear force of the frame is essentially uniform .As a prompt and exact analysis measure PKPM structural analysis software is also used to calculate the entire structure and the structure documents are given. Key word: Tall building,Frame ,Shear wall, Analysis of interaction between frame and wall.第一章 工程概况 圣安卓国际公寓为成都三九投资管理有限公司和成都曼克星实业有限公司开发建设的上住楼，地点为成都市桐梓林南路。地上十一层，地下一层，外加 一储藏层（位于三层和四层之间,层高2.18m），地下室为车库及消防水池，一至三层为商业用房，四至十一层为小户型公寓，总建筑面积为15564平方米，总高度为43.88m,属二类民用高层建筑。 本建筑结构类型为框架剪力墙结构，结构安全等级为二级，主要材料 为钢筋砼，本工程为7度抗震设防，框架抗震等级为二级，剪力墙抗震等级 此处主要为该商住楼的结构设计，包括主楼和地下室及基础的结构计算。第二章 主体结构计算1 结构布置详见附图2截面尺寸初估1、因为建筑总高度60m,故初步确定框架的抗震等级为三级，剪力墙的抗震等级为二级，按经验确定楼面荷载为14KN/m2，则柱子截面尺寸可按其轴压比限值确定为，而梁和板的截面尺寸可根据其跨度确定。2、标高-3.90022.180层柱子砼强度等级用C50, 其上为C40, 梁、板、剪力墙及其他构件砼强度等级为C30。3、柱子截面尺寸 （1）-3.90014.200mC、D、E三轴线中柱： 柱边长, 取700700。 （2）14.20039.580mC、D、E三轴线中柱 , 取600600。 （3）-3.90014.200mF轴线柱及边柱： 取600600。14.20039.580m取500500。 （4）B轴线柱（只伸到14.200m处） 取400400。其余柱通取400400。 4、梁的截面尺寸：(1) 取相同尺寸，以最大跨度7.8m确定,取650，考虑到边梁的的偏心，取b=300(2) 次梁取200500，200450，200400，200300，依其跨度大小而定(3) 地梁及楼梯间其上有短柱的次梁取300600，层特别长梁取300800 5、由最大层高控制剪力墙厚 mm, 剪力墙数量比较少，取h=300，且沿高度不变，外挡土墙用350mm ,内挡土墙用300mm。6、板：地下室底板有抗渗要求，取h=350mm。 层板据高规（JGJ-2002），取h=200mm.。 4.900、9.400层由于不设次梁，,取150mm 其余各层7、填充墙 外墙及内主隔墙取240厚，其余内隔墙取180或120厚（详见建施图）3 荷载清理3.1 关于材料重度的取值（见荷载规范） 1、由于装修标准不定，统一考虑柱、梁、墙的粉刷，取，但计算板荷时取。 2、240墙双面粉刷取，180墙取，120墙取 3、玻璃幕墙取3.2 关于活荷载标值 1、上人屋面取q2.0KN/m2 2、不上人屋面取q=0.5KN/m2 3、住宅部分一般房间取2.0 KN/m2，厨房、卫生间取2.0 KN/m2，阳台取2.5 KN/m2楼梯取2.0 KN/m24商场部分一般房间取3.5 KN/m2 卫生间取2.5 KN/m2 楼梯取3.5 KN/m2 办公室取2.0 KN/m2 室外绿地取3.0 KN/m2 汽车坡道取3.0 KN/m23.3 各层板荷及墙荷的计算（此部分为PMCAD建模作准备）板面考虑50mm砼重的面层外墙考虑门洞影响取0.9的折减系数活荷载取值见1.3.2小节 1、第一结构标准层（层） h=200mm, 层高H=3900 恒载： 50mm砼面层 0.05251.25 200mm结构层0.2255 20mm厚底抹灰0.02200.4KN/m2 楼面恒载取 g6.656.7 KN/m2 240外墙 g=5.24（4.90.65）0.9 20.5 KN/m 240内墙 g=5.24（4.90.65） 22.6 KN/m180内墙 g=3.80（4.90.65） 16.2 KN/m 120内墙 g=2.85（4.90.45） 12.7KN/m 幕墙 g=1.5（4.90.65） 6.5 KN/m 2、第二结构标准层（4.900层） h=150mm, 层高H=4900 恒载： 50mm砼面层0.05251.25 150mm结构层0.15253.75 20mm厚底抹灰0.02200.4KN/m2 楼面恒载 g5.525.6 KN/m2 240外墙 g=5.24（4.50.65）0.918.2 KN/m 240内墙 g=5.24（4.50.65） 20.5 KN/m 180内墙 g=3.80（4.50.65） 14.6KN/m 120内墙 g=2.85（4.50.45） 12.0KN/m 幕墙 g=1.50（4.50.65） 6.0 KN/m 3、第三结构标准层（9.400层） h150mm, 层高H4500 恒载：板面恒载 g5.6KN/m2 240外墙 g5.24(4.80.70) 0.920.0KN/m 240内墙 g5.24(4.80.70) 22.0KN/m 180内墙 g3.80(4.80.70) 15.8KN/m 120内墙 g2.85(4.80.45) 12.7KN/m 幕墙 g=1.5(4.80.70) 6.5KN/m 4、第四结构标准层（14.200层） h120mm, 层高H4800 恒载： 50mm砼面层0.05251.25 120mm结构层0.12253.75 20mm厚底抹灰0.02200.4KN/m2 板面恒载 g4.7KN/m2 240外墙 g5.24(2.180.65) 0.97.5KN/m 240内墙 g5.24(2.180.65) 8.0KN/m 180内墙 g3.80(2.180.70) 7.0KN/m 120内墙 g2.85(2.180.45) 5.0KN/m 女儿墙 g=5.241.4 6.5KN/m 5、第五结构标准层（16.380层） h120mm, 层高H2180 恒载：板面恒载 g4.7KN/m2 240外墙 g5.24(2.90.65) 0.911KN/m 240内墙 g5.24(2.90.65) 12KN/m 180内墙 g3.80(2.90.65) 9.5 KN/m 120内墙 g2.85(2.90.45) 7KN/m 室内楼梯处可近似地当成不开洞来处理，不另作计算。 6、第六、七结构标准层（建筑511层） h120mm, 层高H2900 同第五结构标准层 7、第八结构标准层（屋面）h=120mm, 层高H=2900 由于不详屋面具体构造做法，故仍考虑50mm厚砼 板面恒载g4.7KN/m2 女儿墙g6.5KN/m 41.180m处错层240外墙g5.24(2.70.5)=12KN/m8、第九结构标准层（屋面突出部分）h120mm,H4300 女儿墙g=5.240.84.2KN/m 3.4重力荷载代表值计算 各种板厚下的梁的线重度如下： 1、120mm厚板 300650截面：g0.3（0.650.12）274.3KN/m 200500截面：g0.2（0.500.12）272.1KN/m 200450截面：g0.2（0.450.12）271.8KN/m 200400截面：g0.2（0.400.12）271.5KN/m 200300截面：g0.2（0.300.12）271.0KN/m 2、150mm厚板 300650截面：g0.3（0.650.15）274.05KN/m 200500截面：g0.2（0.500.15）271.9KN/m 200450截面：g0.2（0.450.15）271.6KN/m 200400截面：g0.2（0.400.15）271.35KN/m 200300截面：g0.2（0.300.15）270.8KN/m 3、200mm厚板 300650截面：g0.3（0.650.20）273.7KN/m 200500截面：g0.2（0.500.20）271.62KN/m 200450截面：g0.2（0.450.20）271.35KN/m 200400截面：g0.2（0.400.20）271.08 KN/m 200300截面：g0.2（0.300.20）270.54KN/m 3.4.1 屋面突出部分 1 、恒载 (1) 梁板自重 屋面板总面积S=(2.157.22.450.4)（3.00.20.2）（2.150.47）（2.351.20.23.4）42.37m2 G=Sg42.374.7199.1KN 屋面梁L622.35216.7m G16.72.135.1KN 41.180m层梁板 板S（2.9750.8752.150.2）（2.351.20.2）23.25m2 G23.754.7109.3KN 梁G0.2（0.40.12）2.35270.2（0.30.12）（1.320.35）277.5KN G1（199.135.1109.37.5）2700KN (2)女儿墙 L12.22（3.40.35）2263.8m G2Lg63.84.2268.0KN (3)剪力墙 考虑开洞影响乘以0.9的折减系数 V（43.8839.58）0.3(2.453.35)2+32 +(2.1522.3520.8751.2)0.3（41.1839.58） 28m3 G32280.9271360.8KN (4)维护墙 L(2.975+0.875+2.15)23.40.35216.1m G4Lg216.112386.4KN (5)柱子（400400） V40.40.4（43.8841.18）23.456m3 G53.4562793.3KN那么恒载G7002681360.8386.493.32808.5KN2活载：屋面活载不计入，查有成都地区基本雪压0.1KN/m2,不计。S=5.83.75（5.82.15）0.3520.5m2Q=220.57.0286.7KN屋面总的重力荷载代表值G2808.50.5286.72952KN其重心坐标距地面H42.18m3.4.2 屋面层（36.68039.580m）1恒载（1）女儿墙（1.4m高） L=(65.40.5)2(22.50.5)227.27(7.21.8)47.26(7.21.425)=101.25192.0=293.45mG1=7.5293.45=2201KN（2）梁板：扣除洞口的屋面面积S（65.40.5）（22.50.5）57.27.21.7（7.22.55）26.85220.06239.615231.491076.15板自重GgS4.71076.155058KN框架梁L(65.480.60.5)34(7.20.5)(22.530.6)104(7.20.6)2(3.42.75)400mGgL4.34001720KN次梁CD轴线间：200500 L65.4100.2562.7mDE轴线间：200500L3（7.20.25）2（5.50.25）79.45m200400：L（2.350.250.9750.8750.252.9750.2530.230.2）228.05m200300：L20.251.75mEF轴线：200500：L（7.20.5）427.8m200450：L（7.21.70.25）210.5m200400：L（1.70.25）22.9mG（62.979.4527.8）2.110.51.8（28.052.9）1.5422.6KNG250581720422.67201KN240外墙及内墙：外墙：L20（7.20.5）2（7.80.5）148.6m240内墙：L24（7.20.6）158.4m180内墙：L（2.852.251.751.9）19131.25m120内墙：L（7.22.852.25）15184.5mG311148.612158.49.5131.257184.56074KN剪力墙重：（0.8的折减系数考虑开洞）L【（2.150.2）20.751.1（2.350.1）2（3.352.450.1）2（30.1）2】=58.9mVLS58.90.80.3（2.90.12）39.28m3G4VrG39.28271061KN柱子：V（240.60.6120.50.5）（2.90.12）32.36m3GsVrG32.3627873.7KN所以恒载总重：G恒22017201（60741061873.7）/213406.4KN注：将某楼层上下半层荷载作为其重力荷载代表值。2.活载不考虑G屋13406KN3.4.3标准层1.恒载女儿墙：G10梁板板自重同屋面：G5058KN框架梁同屋面：G1720KN次梁：DE轴线：200500：L3.1257.242.2m200450：L（4.7522.353.852.975）235.553.85m200400：L（2.3522.452232.35）233.9m200300:L（1.20.8751.30.752）29.75m其他轴线:200500：L7.21393.6m200450：L（7.22.85）13130.65m200400：L（2.2521.9）1383.2mG（42.293.6）2.1（53.85130.65）1.8（33.983.2）1.59.751803KNG2505817208037581KN其余同屋面层：G墙6074KN，G剪力墙1061KN，G柱874KN恒载总重G075816074106187415590KN2.活载：如前所算：S1076.15粗略按阳台活载q2.0算，其余房间q2.0则总荷载Q1076.152.02152.3KN标准层（G6G11）:G155902152.30.516666KN3.4.4 19.28层：1.恒载：.梁板同标准层：G17581KN.墙：.外墙同标准层：L148.6m240内墙同标准层：L158.4m180墙：EF轴线：L（1.752.453.251.77.22.21.1）239.3mED轴线：L（2.352.3532.150.8752.9753.32.35）242.1m120墙：EF轴线：L（2.653.251.92.452.91.7）229.7mED轴线：L（1.752.11.11.750.6331.30.65）221.2mCD轴线：L（2.652.852.251.9）986.85mG211148.612158.49.5（39.342.178.75）7（29.721.286.85）6021KN.剪力墙：同标准层G3=1061KN.柱重同标准层G4874KN恒载G7581（60746021）/2106187415564KN2.活载：大致同标准层Q2152.3KN19.28层总重力荷载G155642152.3/216640KN3.4.5. 16.380层（其部分墙取14.2层）.梁板：.板：与标准层比起来少了左边电梯机房屋面G50584.79.865104KN框架梁同标准层：G1720KN次梁：200500：EF轴：L47.228.8mDE轴：L（3.12.35）257.246.9mCD轴：L7.2964.8m共140.5m200450：EF轴：L（3.2523.955.5）2=31.9mED轴：L2（5.1523.052.97520.875）5.5322.93.466.05mCD轴：L（2.857.2）990.45m共188.4m 200400：EF轴：L（2.457.21.72.72.94.4）242.7mDE轴：L（2.3523.13）221.6mCD轴：L（7.2+2.25）985.05m共149.35m200300:EF轴：L（0.9+1.1+0.9）25.8mDE轴：L（0.91.1+1.3+0.752）29.6mCD轴：L0.998.1mG140.52.1188.41.8149.41.512.31.0882KNG1510417208827704KN（2）围护墙及隔墙外墙L20（7.20.6）2（7.80.6）2.92152.2m240隔墙L257.2180m180墙L（1.752.451.77.2）2（2.9820.875）2（2.150.875）2（2.251.75）981.9m120墙L（2.451.7+2.1+2.35+1.1+1.75+0.652）22.25951.55mG2152.27.5180881.9751.5553413KN剪力墙重本层与上层相比，只是高度不同，故剪力墙重与上层成比例G3786KN柱重V380.70.7（2.180.12）120.50.5（2.180.12）30.41m3G427V2730.41821KN恒载总重G7704（60213413）/2（1061786）/2（874821）/214192KN2.活载大致同标准层Q2152.3KN总重力荷载代表值G1141920.52152.315268KN3.4.6. 14.200层1.恒载梁板：S65.422.837.27.287.25.22.93.41.8（7.26.3）1669.285.6KN/板自重GgS5.61669.289348KN框架梁L422.223（7.87.2）2（2.353）497.237.295.287.2553.9mG4.05553.92243KN次梁：200500：EF轴：L47.2257.6mDE轴：L（7.23.14.752）27.22382.8mCD轴：L7.2964.8m共205.2m200450：EF轴：L（4.752.92）221.1mDE轴：L（2.923.44.1532.150.8752.97520.8757.83）23.42.9263.4mCD轴：L4.95944.55m共129.05m200400EF轴：L2.45229.8mDE轴：L（2.353.132.45）221.8mCD轴：L2.252940.5m共72.1m200300EF轴：L（0.91.70.9）27mDE轴：L0.9（1.11.3）25.7mCD轴：L1.6914.4m共27.1m故次梁重G1.9205.21.6129.11.3572.10.827.1715KNG19348224371512306KN女儿墙L77.25.4377.21.87.26.3132.3mG2Lg132.37.3966KN围护墙240墙：L107.27.2443107.23.64.37.2199.6m120内墙：L7.23.61.122.150.8750.6221.752.97542.150.87534m幕墙：L7.827.225.227.2898mG320199.612.7346.5985061KN剪力墙重与上层成比例G410611775KN另外增加左边电梯部分（2.51.7520.45）0.3（4.80.15）9m3G4177517759270.81969KN柱重V（830.70.7140.60.6110.40.4）（4.80.15）86.304m3G527V2786.3042330KN恒载总计GG13206966（34135061）/2（7861969）/2（8212330）/220462KN2.活载S住宅（7.22.452.15）3270.8Q170.82.0141.6KNS机房2.93.40.93.412.92m2Q2=12.92790.44KNS储藏157.27.2777.6m2Q3777.653888KN总重力荷载代表值G20462141.60.5（90.443888）0.823688KN3.4.7. 9.400层1.恒载：梁板板自重大致同上层G9348KN框架梁大致同上层G2243KN次梁：200500：L57.236m200450：L（4.8523.122.97520.8752.4524.75）22.253.673m200400：L3.64.3（2.350.87532.45）225.25m200300：L（1.11.3）21.66.4mG361.9731.625.251.356.40.8224.4KN悬挑板S57.21.243.2m2G193482243224.443.25.612057KN围护墙与上层成比例G250614708KN剪力墙与上层成比例G319691842KN柱与上层成比例G423302180KN恒载总重G12057（50614708）/2（19691842）/2（23302180）/221102KN2. 活载S卫3.67.225.92m2S住宅70.8m2S其他66.927.937.26.21.87.25.2（7.22）S卫S住宅1631.23m2Q25.922.570.821631.233.55915.7KN总重力荷载代表值G211020.55915.724060KN3.4.8. 4.900层1.恒载梁板与9.400层比较多开了弧形梯处一洞其面积S7.27.2223.0980.58m2G11205780.585.611606KN围护墙与上层成比例G247085179KN剪力墙重与上层成比例G318422011KN柱重与上层成比例G421802380KN恒载总重G11606（47085179）/2（18422011）/2（21802380）/220756KN2.活载与上层相比Q5915.780.583.55633.7KN总重力荷载代表值G2207560.55633.723573KN3.4.9. 层1.恒载梁板：板S81.12536.6255.14.122929.4m2G=Sg2929.46.719629KN框架梁长近似为L581.1251136.625808.5mG=Lg808.53.72456KN次梁大致同上层G224.4KNG1196292456224.422309KN另外室外绿地上覆土容重取16KN/m3,厚度为0.25m所以每平方米重g0.25164KN/m2其面积S795.5m2其总重795.543182KNG122309318225491KN240墙：L52（2.9750.875）27.83.67.22.7522.23.67.24.07.27.827.25.13625.24.14.25129.05mG25.24（3.90.65）129.052198KN剪力墙：G20111557KN另外挡土墙长L81.2236.72（5.21.84.1）（21.414）（5.147.27.23656.665.1）315.6m挡土墙重G0.35（3.90.2）315.62711035KNG311571103512592KN柱重与上层成比例G423801814KN恒载总重G25491（51792198）/2（201112592）/2（23801814）/238578KN2. 活载S2929.4m2活载标准值近似都取为3.5KN/m2。总重力荷载代表值为385780.52929.43.543704KN3.4.10.全楼总重力荷载代表值295213406166666166401526823688240602357343704263287KN4 结构刚度特征值计算4.1 框架的等效剪切刚度1、 梁的线刚度计算见表4.1其中梁的砼等级为，。注意，从现在开始，将地下室作为第一层，储藏层为第四层，以下凡无特别说明，都作此处理。梁编号见结构布置图，中框架梁为两侧都和楼板相连的连，边框架梁为一侧与楼板相连的梁。表4.1 梁线刚度计算表梁号截面长度Lbm中框架梁边框架梁0.30.656.8710-37.213.7410-35725010.3110-3429580.30.656.8710-37.813.7410-35284610.3110-3396540.20.52.0810-32.354.1610-3531060.20.52.0810-33.14.1610-3402580.30.656.8710-34.810.3110-3644060.30.656.8710-35.213.7410-37926910.3110-3594520.30.656.8710-34.113.7410-31005370.30.78.5810-39.317.1610-3553550.30.78.5810-37.217.1610-3715000.30.656.8710-35.013.7410-3824400.30.656.8710-36.613.7410-3624550.30.656.8710-35.613.7410-3736070.30.52.0810-32.84.1610-3445710.30.656.8710-36.113.7410-36757410.3110-3506810.30.656.8710-31.713.7410-324247110.3110-31818530.20.52.0810-32.054.1610-3608780.20.52.0810-32.354.1610-3531063.1210-3398300.30.78.5810-37.217.1610-37150012.8710-3536250.30.78.5810-37.817.1610-36600012.8710-3495000.30.78.5810-35.217.1610-39900012.8710-3742500.30.78.5810-31.712.8710-3227118 2、柱的线刚度计算见表4.2表4.2 柱的线刚度计算表层号柱截面（m2）层高h(m)140.30.34.332.51060.675