剪力墙结构毕业设计

1、目录第 1 章 工程概况与设计条件建筑概况于结构选型 2设计依据3设计基本条件 3混凝土结构的环境类别 3第 2 章 建筑设计建筑设计部分 4套内建筑面积 5结构设计 4第 3章 主要结构材料主要结构材料 6第 4章 结构计算模型基本假定 7计算软件与主要参数 8楼梯计算 9第 5章竖向荷载屋面及楼面活荷标准值 12屋面及楼面永久荷载标准值 12隔墙永久荷载标准值 14第6章 风荷载作用下的内力风荷载的标准值 16风载体形系数 16风压沿高度变化系数 16风振系数 17结构的风荷载及相应的内力 19第7章 水平地震作用计算抗震设计要点22结构自振周期及振型 24水平地震作用标准值、地震剪力和地

2、震倾覆力矩25地震作用下结构个楼层水平位移和层间位移 26第8章 结构构件计算房间1各构件内力计算 28剪力墙的截面设计 29房间1板的计算35第9章 楼梯计算楼梯平面布置 37梯段计算37平台板计算 40第 1 章 工程概况与设计条件一、建筑概况于结构选型武汉市某高层住宅楼，标准层层高为 3m第18层为电梯间和水箱，层高 4.8m，首层室内外高差0.45m,建筑物总高度56.25m。建筑物沿X方向长度为 20.4m,沿丫方向上的长度为12.2m。高层就爱你住的平面布置如图1-1所示。根据建筑物的使用功能、房屋的高度与层数、场地条件、结构材料以及施 工技术因素综合考虑，抗侧力结构采用现浇钢筋混

3、凝土剪力墙体系。墙体厚度 均为200mm剪力墙的平面布置如图1-1。墙体定位均为轴线居中。楼盖结构采用现浇钢筋混凝土板，标准层楼板厚度为100mm电梯机房及楼梯楼面楼板厚度为150mm基础采用现浇钢筋混凝土筏型基础。建筑隔墙采用陶粒混凝土空心砌块砌筑，分户墙厚度为 200mm户内隔墙 厚度为200mm主卧卫生间隔墙以及储存室墙厚度为 100mm屋面保温材料采 用硬质聚氨酯泡沫，焦渣混凝土找坡，室内建筑地面的主要做法为铺设地砖。二、设计依据本工程依据下列现行国家标准或者行业标准进行结构设计：1 房屋建筑制图统一标准 GB/T50001-20012 总图制图标准 GB/T50103-20013 民

4、用建筑设计通则 JGJ37-87 （试行）4 建筑制图标准 GB/T50104-20015 建筑设计防火规范（ 1997 年局部修订） GBJ16-87（2001 年版 ）6 建筑结构制图标准 GB/T50105-20017 建筑结构荷载规范 GB50009-20018 砌体结构设计规范 GB50003-20019 混凝土结构设计规范 GB50010-200210 建筑地基基础设计规范 GB50007-200211 建筑抗震设计规范 GB50011-200812 高层建筑混凝土技术规程 JGJ 3-200213 建筑桩基技术规范 JGJ 94-9414 住宅设计规范 GB 50096-1999

5、（2003年版 ）15 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2001年版 ）16 建筑设计资料集17 建筑结构构造资料集18 建筑设计常用数据手册三、设计的基本条件1 、 该市建筑自然基本条件：全年主导风向：东北风 最大冻土深度： 0 .20m 基本雪荷载： So=0.5KPa 基本风荷载： Wo=0.35KPa （离地 10m 高处值） 场地土类别： II 类抗震设计 : 6 度 设计分组为第一组2、工程地质条件：第一层为填土层 , 厚度为 1.0m, 1=17KN/m 2, Es=6.0Mpa;fk1 =100kPa,第二层为粘土层 , 厚度为 1.0m, 2=18KN/m 2

6、, f k2 =160kPa, Es=9.0Mpa; 第三层为砂质泥岩 , 3=19KN/m 2, f k3 =350kPa, 未钻穿 Es=13.0Mpa. 地下水埋深 2.0m, 无侵蚀性 . 单体 +0.000 相对绝对标高 30.400m. 室内 外高差 300mm .3 、 本课题为武汉市某师部住宅小区规划方案总体布局中的一栋高层住宅。4 、 建筑材料供应：目前本市市场上符合国家标准的建材均可。四、混凝土结构的环境类别按照混凝土结构设计规范第 3.4.1 条规定，本工程混凝土结构可以根 据其所处 环境定为一类。第 2 章：建筑设计一、建筑设计部分：1建筑设计要求（1）造型美观、能体现

7、当代青年人的特点 , 使用方便、经济合理。（2）防火、日照、采光、通风等各项指标均应符合规范要求。（3）装修标准：外墙采用釉面砖，颜色及立面分格自行处理。 （仅供参考） 内墙采用白色乳胶漆。 （仅供参考） 厕所均做浅色瓷砖至顶。（4）屋面设计（不考虑上人） ：屋面面层（防水层）用 PVC 卷材。设置保 温、隔热层（楼梯间屋面可不设）（5）楼地面：（仅供参考） 居住房间：水泥地面； 卫生间：铺浅色防滑地砖； 其它：水磨石楼地面。屋面工程不上人平屋面做法：屋面做法采用卷材柔性防水屋面做法88J1-X1工程做法按国家标准屋面工程技术规范 GB50207-94相关部分执行墙体外墙装饰外墙采用100X

8、100面砖，基层用15厚1:3水泥砂浆分层抹平，5厚1:2水泥砂浆抹面；面砖业主自定内墙装修内墙装修采用水泥砂浆面，做法详见 88J1-X1工程做法，面层装修业主自定顶棚装修采用水泥砂浆面，做法详见 88J1-X1工程做法地面采用水泥砂浆面，做法详见 88J1-X1工程做法楼面采用水泥砂浆面，做法详见 88J1-X1工程做法踏脚线为 150 高水泥砂浆面，做法详见 88J1-X1 工程做法卫生间采用300X 300防滑地砖，墙面采用150X150白色面砖墙裙高1800mm卫生间防水层，其坡度为 i=1%。各房间木门采用钢制门其它内装修标准由业主确定外装修外窗采用塑铝合金白色玻璃，采用推拉窗，做

9、法规范要求施工。落水管采用PVC白色管。根据建筑抗震设防分类标准本工程按丙类建筑进行抗震设防。住宅入户口采用防盗门。楼梯栏杆刷黑色银粉漆二道。阳台栏杆采用铁花栏杆高1150。图中未注明的门垛为240mn宽，图中未注明大样线脚，采用成品线脚。施工中应注意各工种配合，做好管道，设备安装的预留预埋，不得事后打洞凿 槽。楼梯的设计也要满足高层民用建筑设计防火规范的b*h 250mm*150mm 楼梯的宽度、平台梁的跨度也满足要求。未尽事宜应严格按国家现行有关规范施工验收。、套内建筑面积:主卧（带卫生间）21.60 m2次卧一11.34 m2次卧二11.73 m客厅16.38 m餐厅及走道17.04 m

10、卫生间4.41 m2厨房5.22 m阳台5.85 m套内建筑面积90.65 m公共面积（楼梯间、电梯间及过道）37.00 m第3章主要结构材料一、钢筋本工程结构构件的纵向受力钢筋选用 HRB335级和HRB400级热轧钢筋，箍筋 和剪力墙分布钢筋选用HRB335级和HPB235级热轧钢筋。HPB235级钢筋应符合 现行热轧国家标准钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013的要求，HRB335级和 HRB400级热轧钢筋应符合现行国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499的要求，且钢筋的抗拉强度实测值于屈服强度的实测值之比不小于1.25，屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于 1.3。钢筋的强度

11、设计值于弹性模量按 照混凝土结构设计规范第 423和第424条的规定采用，参见下表2-1钢筋种类符号fy(N/m m2)fy(N/m m2)Es (x105)HPB2342102102.1HRB3353003002.0HRB4003603602.0二、混凝土1、 剪力墙的混凝土等级，1至7层剪力墙结构采用C35级混凝土，8至14 层结构采用C30级混凝土，15至18层剪力墙结构采用C25级混凝土。2、梁的混凝土等级为C30.3、板的混凝土等级为C304、底层垫层混凝土等级为C15,基础构件垫层混凝土等级为 C155、基础混凝土等级为C30三、焊条1 、HPB235级钢筋互焊及与HRB335R钢

12、筋焊接时，使用E43xx焊条2 、HRB335级钢筋互焊时，使用 E50xx焊条第4章 结构计算模型、基本假定本结构为高层剪力墙结构，采用三维空间有限元软件进行计算。无论是 在竖向荷载作用下，还是在风荷载或者水平荷载作用下，均假定结构及构件 处于理想弹性状态，故此可采用先弹性方法计算高层混凝土结构在正常使用 极限状态和承载能力极限状态时的变形能力和内力。由于高层建筑结构的计算模型非常复杂，为了减少结构计算的自由度， 在进行计算分析时，通常引入“楼板在平面内刚度无限大，在平面外刚度为 零”的假定，使得每一层楼中任何构件在楼层平面内的平移和转动均可以用 该层参考点的平移和转动表示，从而大大减少结构

13、的自由度和计算量。当楼 板的平面形状比较狭长或者有较大的凹入及开洞造成楼面平面内刚度有所削 弱，在水平力的作用下楼板的变形不能忽视。此时，应对采用刚性楼板假定 的计算结果加以修正，或者直接采用能够模拟楼板平内刚度的板壳单元进行 分析。、计算软件与主要参数本工程采用由中国建筑科学研究院 PKPMCA工程部开发的多层级高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE进行结构的整体力学计算结构主要设计信息如下：结构材料信息 :钢砼结构混凝土容重 (kN/m3):Gc =26.00钢材容重 (kN/m3):Gs =78.00水平力的夹角 (Rad):ARF= 0.00地下室层数 :MBASE=0竖向荷载

14、计算信息 :按模拟施工加荷计算方式风荷载计算信息 :计算 X,Y 两个方向的风荷地震力计算信息 :计算 X,Y 两个方向的地震特殊荷载计算信息 :不计算结构类别:裙房层数: 转换层所在层号：短肢剪力墙结构MANNEX= 0MCHANGE= 0墙元细分最大控制长度 (m) 墙元侧向节点信息 : 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 采用的楼层刚度算法 结构所在地区DMAX= 2.00内部节点是层间剪力比层间位移算法全国风荷载信息 修正后的基本风压 (kN/m2):地面粗糙程度 : 结构基本周期(秒) 体形变化分段数 : 各段最高层号 : 各段体形系数 :WO = 0.35 C 类T1 = 1.55 M

15、PART= 2 NSTi = 17 18 USi = 1.40 1.30地震信息 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联)计算振型数 :地震烈度 :场地类别 : 设计地震分组 :特征周期 多遇地震影响系数最大值 罕遇地震影响系数最大值 框架的抗震等级 : 剪力墙的抗震等级 : 活荷质量折减系数 :CQCNMODE= 21NAF = 6.00KD = 2一组TG = 0.40Rmax1 = 0.04Rmax2 = 0.50NF = 3NW = 3RMC = 0.50本科毕业论文周期折减系数 :TC = 0.90结构的阻尼比 (%):DAMP = 5.00是否考虑偶然偏心 :是是否考虑双向地震扭

16、转效应 :是斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0活荷载信息 考虑活荷不利布置的层数不考虑柱、墙活荷载是否折减折算传到基础的活荷载是否折减折算 柱，墙，基础活荷载折减系数 计算截面以上的层数 折减系数11.002-30.854-50.706-80.659-200.60 200.55调整信息 中梁刚度增大系数：BK =2.00梁端弯矩调幅系数：BT =0.85梁设计弯矩增大系数：BM= 1.00连梁刚度折减系数：BLZ =0.70梁扭矩折减系数：TB =0.40全楼地震力放大系数：RSF= 1.000.2Qo 调整起始层号：KQ1= 00.2Qo 调整终止层号：KQ2= 0顶塔楼内力放大起算层号

17、：NTL =顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范 5.2.5 调整楼层地震力 IAUTO525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 剪力墙加强区起算层号LEV_JLQJQ = 1强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0配筋信息 梁主筋强度 (N/mm2):IB =300柱主筋强度 (N/mm2):IC =300墙主筋强度 (N/mm2):IW =300梁箍筋强度 (N/mm2):JB =210柱箍筋强度 (N/mm2):JC =210墙分布筋强度 (N/mm2):JWH= 210

18、梁箍筋最大间距 (mm):SB =100.00柱箍筋最大间距 (mm):SC =100.00墙水平分布筋最大间距 (mm):SWH = 200.00墙竖向筋分布最小配筋率 (%):RWV = 0.30单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数 : NSW = 0 单独指定的墙竖向分布筋配筋率 (%): RWV1 = 0.60设计信息 结构重要性系数 : 柱计算长度计算原则 : 梁柱重叠部分简化 : 是否考虑 P-Delt 效应： 柱配筋计算原则 : 钢构件截面净毛面积比 : 梁保护层厚度 (mm):RWO = 1.00有侧移 不作为刚域 否 按单偏压计算RN = 0.85BCB = 30.00柱保护层厚

19、度 (mm):ACA = 30.00是否按砼规范 (7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数 : 否荷载组合信息 恒载分项系数 : 活载分项系数 : 风荷载分项系数 : 水平地震力分项系数 竖向地震力分项系数 特殊荷载分项系数 : 活荷载的组合系数 : 风荷载的组合系数 :CDEAD= 1.20CLIVE= 1.40CWIND= 1.40CEA_H= 1.30CEA_V= 0.50CSPY = 0.00CD_L = 0.70CD_W = 0.60活荷载的重力荷载代表值系数 : CEA_L = 0.50剪力墙底部加强区信息 剪力墙底部加强区层数 IWF= 3剪力墙底部加强区高度 (m)Z_STRE

20、NGTHEN= 9.45第 5 章 竖向荷载、屋面及楼面活荷标准值屋面及楼面均布活荷载标准值及其组合值系数、准永久值系数见下表5-1房间部位活荷载标准值(kN/ m)不上人的屋0.5屋面面上人的屋面2.0住宅2.0厨房2.0卫生间2.0楼面走廊、门厅2.0消防疏散楼3.5梯阳台2.5电梯机房7.0屋面及楼面均布荷活载组合值系 数书c准永久值系数0.70.00.70.40.70.40.70.50.70.40.70.40.70.30.70.50.90.8表5-1二、屋面及楼面永久荷载标准值1、不上人的屋面防水层0.01kN/m240mn厚硬质聚氨酯泡沫保温层0.5*0.040=0.02 kN/m2

21、2%焦渣混凝土找坡，平均200mm厚16.0*0.200=3.20 kN/m2100厚钢筋混凝土楼板25.0*0.100=2.5 kN/m2吊顶、管道0.40 kN/刀 g=6.13kN / m22、上人屋面10mn厚地砖面层撒素水泥面20.0*0.010=0.020.05 kN/kN/ mm225mn厚水泥砂浆结合层20.0*0.025=0.50kN/ m2防水层0.10 kN/m40mn厚硬质聚氨酯泡沫保温层0.5*0.040=0.02 kN/m2%焦渣混凝土找坡，平均 200mm厚16.0*0.200=3.2 kN/m100mn厚钢筋混凝土楼板25*0.100=2.5kN/ m吊顶、管道

22、0.40 kN/m刀 g=6.97 kN/ m3、起居室、卧室10mn厚 铺地砖面层20.0*0.010=0.20 kN/m20mn厚 水泥砂浆结合层20.0*0.020=0.40 kN/m20mn厚 焦渣混凝土垫层16.0*0.020=0.32kN/m100mn厚 钢筋混凝土楼板25.0*0.100=2.50 kN/m20mn厚 板底抹灰20.0*0.020=0.40 kN/m刀 g=3.82 kN/ m4、厨房卫生间楼面10nn厚 铺地砖面层20*0.010=0.20 kN/m20nn厚 水泥砂浆结合层20*0.020=0.40 kN/m平均40mn厚细石混凝土找坡24.0*0.040=0

23、.96 kN/m100 厚钢筋混凝土楼板25.0*0.100=2.5 kN/m吊顶、管道0.40 kN/m刀 g=4.46 kN/ m25、阳台楼面30mn厚水泥砂浆面层压实赶光20.0*0.030=0.60kN/ m100 厚钢筋混凝土楼板25.0*0.100=2.50kN/ m20mn厚板底抹灰20.0*0.020=0.40kN/ m6电梯厅、水箱间楼面20mn厚花岗岩面层28.0*0.020=0.56 kN/m刀g=2.40 (1.60) kN/ m 一面抹灰、一面贴瓷砖陶粒混凝土空心砌块墙体5mn厚瓷砖面层(单面)20.0*0.005=0.10 kN/m20mn厚水泥砂浆(双面)20.

24、0*0.020*2=0.80 kN/m200mm( 100mr)i 陶粒混凝土空心砌块8.0*0.200=1.60 kN/m(8.0*0.100=0.8 kN/m)30mn厚干硬性水泥砂浆结合层20.0*0.030=0.60 kN/m100mn厚 混凝土楼板25.0*0.100=2.50 kN/m20mn厚 板底抹灰20.0*0.020=0.40 kN/m刀 g=4.06 kN/ m7、电梯机房及楼梯间屋面30mn厚水泥砂浆面层压实赶光20.0*0.030=0.60 kN/m20mn厚 焦渣混凝土垫层16.0*0.020=0.32 kN/m150mn厚 钢筋混凝土楼板25.0*0.150=3.

25、75 kN/m20mn厚 板底抹灰20.0*0.020=0.40 kN/m刀 g=5.07 kN/ m三、隔墙永久荷载标准值1、双面抹灰陶粒混凝土空心砌块墙体20nn厚 双面抹灰20.0*0.020*2=0.80 kN/m200mm( 100mn 厚陶粒混凝土空心砌块8.0*0.200=1.6kN/m(8.0*0.100=0.80kN/m)刀 g= 2.50(1.70) kN/m2在进行结构的整体分析计算时， 将填充墙的荷载视为均布线荷载加载于 梁上。剪力墙的建筑饰面、保温层材料以及抹灰等恒荷载可以通过调整混凝 土材料的容重在结构自重中予以考虑。因此本工程在输入计算参数的时，混 凝土容重的取值

26、为 r=26KN/ m3 ，自动计算楼板恒载，附加荷载一般取 1.5kN/ m?,主卧将卫生间荷载等效为均布荷载，附加荷载调整为3.0 kN/ m?；楼梯间设置板厚为0,附加恒荷载根据前面计算调整为 4.6 kN/ m。活荷载由规范 取得,主要标准层的四、结构各楼层荷载及质量中心、刚度中心 对于高层建筑,活荷载所占的比重很小,因此在进行节否整体计算时,可 以不考虑活荷载不利布置的影响。 本工程各楼层的质量中心与刚度中心在 X 方向 上基本重合,在 Y 方向上差别也不大。第 6 章 风荷载作用下的内力一、风荷载的标准值在主体结构计算时，由于本结构界面突出部分比较小，可以近似看做矩形截 面计算风荷

27、载，风荷载标注值按下列公式计算：魯=bz ms mz wo（6-1）式中逊* 风荷载标准值（kN/ m2）bz高度z处的风振系数ms 风荷载体形系数mz风压沿高度变化系数wo基本风压（kN/ m2）、风载体形系数ms风荷载体形系数是至风荷载在建筑物表面上所引起的实际压力（吸力）与来 流风速度压的比值。它反映了建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的特征分布 规律，主要与建筑物的外形和尺寸有关。考虑到本工程建筑物外形的不规则性， 风荷载体形系数ms取1.4三、风压沿高度变化系数mz本工程地面粗糙度类别为C类，结构各楼层的风压高度变化系数 mz如下表6-1所示。结构各楼层的风压高度变化系数表6-1楼层

28、号层咼hi （m咼度zi (m)mz184.856.251.31173.0051.451.26163.0048.451.23153.0045.451.20143.0042.451.16133.0039.451.12123.0036.451.08113.0033.451.04103.0030.451.0193.0027.450.9683.0024.450.9173.0021.450.8663.0018.450.7753.0015.450.7443.0012.450.7433.009.450.7423.006.450.7413.453.450.74四、风振系数bz高层建筑结构的基本自振周期较长，应

29、考虑脉动风压对结构顺风向的影响高层建筑结构在离室外高度z处的风振系数bz可按下列公式计算：xuf zbz=1+-（ 6-2）mz式中Ti脉动增大系数u 脉动影响系数f z振动系数1、脉动增大系数X脉动增大系数X可以根据地面粗糙系数类别、基本风压值 W0以及结构基本自振周期Ti，按照高规表3.2.6-1确定。结构基本自振周期Ti由结构动力学计算 确定，对于比较规则的结构，也可以采用近似公式计算。本工程结构的基本自振周期取0.66, wo T；2=0.35 x 0.662 =0.153，查表得相应的脉动增大系数为x =1.282、脉动影响系数u脉动影响系数u可根据地面粗糙类别、建筑物的高度H和建筑

30、物迎风面的高 宽比H/B，根据高规表326-2确定。本工程建筑物沿X方向20.4m,沿丫方向12.2m, X和丫方向上的高宽比分别为 2.76和4.61，因此相应的脉动影响系数u分别为0.49和0.50.由于脉动影响系 数u在X方向和丫方向上非常接近，所以取脉动影响系数 u=0.50。3、振型系数f z振型系数f z可有结构动力学计算确定，计算式仅考虑受力方向基本振型的影响，本工程的振型系数参见表6-2结构个楼层的风振系数 bz表表6-2层号高度乙mzf z.d xuf zbz=1+mz1856.251.311.001.491751.451.260.911.461648.451.230.861

31、.451545.451.200.811.431442.451.160.751.411339.451.120.701.401236.451.080.651.391133.451.040.591.361030.451.010.541.34927.450.960.491.33824.450.910.431.30721.450.860.381.28618.450.770.331.27515.450.740.271.23412.450.740.221.1939.450.740.171.1526.450.740.111.1013.450.740.061.05五、结构的风载及相应的内力根据基本风压wo、风荷

32、载体型系数ms以及各楼层标高处的风压沿高度变化系数mz和风振系数bz，根据公式可以求出各楼层标高处的风荷载标准值 氓，见下表6-3结构各楼层标高处的风荷载标注值表6-3层号W。(kN/ m2)msmzbz3& ( kN/ m)180.351.31.311.490.89170.351.41.261.460.90160.351.41.231.450.87150.351.41.201.430.84140.351.41.161.410.80130.351.41.121.400.76120.351.41.081.390.74110.351.41.041.360.69100.351.41.011.340.

33、6690.351.40.961.330.6380.351.40.911.300.5870.351.40.861.280.5460.351.40.771.270.4850.351.40.741.230.4540.351.40.741.190.4330.351.40.741.150.4220.351.40.741.100.4010.351.40.741.050.38在进行结构整体计算时，可将风荷载作为水平集中力作用于楼层标高处。结 构各楼层处由风荷载引起的水平集中力、层剪力和倾覆力矩可由下列公式计算：Hki1wk( i+1)3wQ E13i 1hi 13wki 叫Bihi（6-3）VwhinFwk

34、jj i（6-4）M wkinFwkj( Z j j iZi)（6-5）式中Fwki、Vwhi、M wki 分别为第i层结构由风荷载标准值引起的水平竞争力、层剪力和倾覆力矩；wki第i层结构的风荷载标注值；B, hi 分别为第i层结构迎风面的宽度和高度Zi、Zj 分别为第i、j层结构至室外地面的高度结构各楼层在风荷载标注值作+用下的水平集中力、层剪力和倾覆力矩参见下表6-4风荷载作用标准值表6-4层号X方向Y方向fwkiVwhiM wkifwkiVwhiM wki1831.0731.1149.120.9921.0100.81734.9866.1347.354.4775.5327.11633.7

35、299.8646.652.50128.0711.01532.45132.21043.350.53178.51246.51431.17163.41533.448.55227.01927.61329.89193.32113.346.54273.62748.31228.58221.92778.844.51318.13702.61127.26249.13526.242.44360.54784.21025.90275.04351.340.33400.95986.8924.49299.55249.838.14439.07303.8823.04322.56217.435.88474.98728.4721.5

36、2344.17249.733.51508.410253.6619.92364.08341.631.01539.411871.8518.20382.29488.228.34567.713575.0417.52399.710687.327.28595.015360.1316.92416.611937.226.35621.417224.2217.28432.913235.925.35646.719164.3117.89450.814791.227.85674.621491.6第7章、抗震设计要点水平地震作用计算我国建筑抗震设计规范中提出的抗震设防的基本方针是“小震不坏，中 震可修，大震不倒”。在高层

37、建筑混凝土结构抗震设计中，通过两阶段的抗震设 计来实现“三个水准”抗震设防目标。第一阶段的抗震设计师对结构在多遇地震作用下进行弹性分析，主要演算结 构的楼层位移、层间位移、整体性分析和结构构件的抗震承载力。 对于大多数建 筑结构，可以只进行第一阶段抗震设计通过抗震概念设计和抗震结构构造措施来 满足满足第二和第三水准抗震设防要求。第二阶段抗震设计师对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性分析。 对于有特殊 要求的建筑、 地震时容易倒塌的建筑及有明显薄弱层的不规则建筑，除第一阶段的抗震设计外， 还要进行结构薄弱部位弹塑性变形验算， 采取相应的抗震构造措 施来保证结构具有足够的延性， 防止由于局部形成破坏机

38、构而引起整个结构的倒 塌。根据高规 3.3.4 和 4.6.4 ，本工程可仅采用振兴分解反应谱法进行结构 多遇地震作用下内力和变形的弹性计算。 由于本工程部属于质量与刚度分布明显 不均匀、不对称的结构，可以只计算单项水平地震作用下的扭转影响。按一下规定计算地震作用和作用效应计算。结构第 j 振型 i 层楼的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：Fxji a jg tjX jiGiFyji a jg tjYji Gi( i=1 n , j= m)( 7-1 )2Ftji a jg tjri f ji Gi式中Fxji、Fji、Ftji 分别为第j振型第i楼层的X、丫方向和转角方向的水平地震作用标

39、准值；Gi 第 i 楼层的重力荷载代表制。aj 相应于第j振型结构自振周期Tj的地震影响系数，应按高规第 3.3.7和 3.3.8条确定；Xji、Yji 分别为第j振型i楼层质心在X、Y方向上的水平相对位移；f ji 第 j 振型第 i 楼层的扭转角；ri 第 i 楼层的转动半径， 可取第 i 楼层绕质心的转动惯量除以该楼层质量的商的正二次方根；n结构计算总质点数；m结构计算振型数；gtj 考虑扭转的第 j 振型的振型参与系数，可按下列公式确定：当仅考虑X向地震作用时：nXQgtj -（7-2）（x2 y f2r）Gi 1当仅考虑丫方向地震作用时：n丫2gtj -匸（7-3）（x2 丫 f：r

40、2）Gii 1当考虑X、丫方向夹角为的地震作用时：gtj g xj cos g yj sin（7-4）式中gxj、gyj分别为以上公式6-2及6-3计算所得的振型参与系数由于各个振型地震作用效应并不一定同时达到最大值，因此采用 CQC方法对 个振型的水平地震作用效应进行组合。 结构在单向水平地震作用下，考虑扭转的 地震作用效应，应按下列公式确定：m mSE ,r jk Sj Sk（ 7-5）j 1 k 1式中Sek 考虑扭转的地震作用标注值效应:Sj、Sk 分别为第j、k振型地震作用标注值的效应（内力和位移）；rjk 第j振型与地k振型的耦联系数，应按公式（6-6）确定rjk8z jZk(1l

41、 t)I1.5T(1 It2)24ZjZk(1 l t)2|t(7-6)式中l t第k振型与第i振型的自振周期比Zj、Zk 分别为第j振型和第k振型的阻尼比，对于钢筋混凝土结构可取0.05。二、结构自振周期及振型结构的基本自振周期、振动角度及平动、扭转振动系数见表6-1.从表中可以看出，结构的基本自振周期为 1.21,经过与大量工程统计得到的剪力墙结 构基本自振周期经验公式Ti=（0、05 0.06） （n为结构层数）基本吻合。从表中 还可以看出，结构的第一振型是一平动为主的平动与扭转混合振型，结构以扭转为主的第一自振周期T与平动振动为主的第一自振周期的T之比为 1.2177/1.5532=0

42、.7839合高规第4.3.5条A级高度高层建筑不应大于 0.9的 要求。结构的自振周期、振动角度和振动系数表7-1振型号周期转角平动系数扭转振动系数X方向丫方向11.533297.050.020.980.0121.45339.120.830.020.1431.2177175.230.160.000.8440.4717102.570.050.930.0250.451516.700.740.070.1960.3800176.390.230.000.7770.2492117.120.190.720.0980.242836.640.510.280.2190.2047177.790.330.000.67

43、100.1651114.210.160.760.08110.160733.740.530.240.23120.1342177.300.370.000.63130.1239122.130.210.520.28140.120553.630.260.480.26150.1076170.540.460.010.52160.097085.960.020.960.02170.0961179.270.360.030.61180.0850175.260.620.010.37190.077387.140.010.990.00200.07460.410.440.010.55210.0673174.650.610.

44、010.38计算是选取振型为21,X和丫方向的振型参与质量分别达到总质量的98.36%和98.00%,表明计算采用的振型数是足够的三、水平地震作用标准值、地震剪力和地震倾覆力矩计算结果表明，结构的最大地震作用效应方向为 -87.306轴基本一致。单向水平地震作用下结构各楼层的地震作用标准值及相应的地震剪力、地震倾覆力矩见表6-2水平地震作用下各楼层地震作用标准值、地震剪力及地震倾覆力矩表7-2楼层号仅考虑X方向水平地震作用仅考虑丫方向水平地震作用FEkxi (kN)VEkxi(kN)M Ekxi (kN ?m)FEkyi (kN )VEkyi(kN)M Ekyi(kN ?m)1826.4526

45、.45126.9638.2738.27183.701779.22103.55432.1288.28119.64526.851666.86168.03930.9573.33188.101076.201558.28220.151581.8163.04241.571782.241453.08262.522352.0358.30283.602605.181350.68296.903214.8255.83316.743514.591250.83325.354148.9656.55343.254486.891152.20349.705138.8159.10365.745505.311054.86371.7

46、56173.8561.71386.396559.77957.65393.217248.6764.85407.057646.18859.94415.318362.5067.05429.218765.96760.01438.239518.0866.81452.869924.68659.44461.8210719.9466.91477.9911129.69558.00485.2911972.6264.87503.7812388.77454.43507.3313279.2060.37528.3613707.91350.08526.3414639.9155.16549.8015089.30242.405

47、40.8316051.1444.55566.0016530.19124.94548.7317726.3224.56574.4818249.58四、地震作用下结构个楼层水平位移和层间位移在水平地震作用下，按弹性方法计算的结构各楼层水平位移最大值与水平位 移平均值参见表6-3。从表中可以看出，在X方向地震作用下，大部分楼层的水 平位移最大值和平均值和层间位移最大值均大于该楼层视频位移平均值和层间 位移平均值的1.2倍。根据建筑抗震设计规范第342条，建筑及抗侧力结 构布置属于平面扭转不规则。由于结构个楼层水平位移最大值和层间位移最大值 均布超过该楼层水平位移平均值和层间位移平均值，的1.5倍，满足

48、高规第435条对A级高度高层建筑扭转效应的限值。 结构个楼层的最大弹性层间位移 角：X方向为1/3544,Y方向上为1/3555,满足高规第463条对剪力墙结构 弹性层间位移角限值的要求。地震作用下各楼层水平位移表7-3楼层号层高X方向地震作用下楼层水平丫方向地震作用下楼层水平位移位移最大(mrh平均(mrj)最大/平均最大(mrh平均(mrh最大/平184.8009.788.761.1211.7611.561.02173.00011.109.181.2111.5310.821.07163.00010.748.851.2111.0610.371.07153.00010.328.491.2210.559.881.07143.0009.858.081.229.999.351.07133.0009.337.631.229.398.781.07123.008.757.131.238.758.171.07113.0008.126.601.238