地下1层地上11层框架剪力墙住宅楼计算书

第1章工程概况及结构选型

1.1工程概况

本工程为位于烟大某高校家属区西侧的住宅楼，该住宅为地下一层，地上十一

层，地下一层层高2.2米，地上每层层高为2.8米，总高度为33米，其中地下一层

为设备用房，地上十一层均为两单元，一梯两户，每户建筑面积约为150平方米，

三室两厅两卫，总建筑面积9500平方米。结构安全等级为二级，设计使用年限为

50年，抗震等级为二级，防火等级为二级。常年地下水位低于T2米，水质对混凝

土无侵蚀作用，土壤最大冻结深度0.50米。该结构抗震设防烈度为7度，场地类别

为II类，特征周期0.35s。场地内土层分布及承载力特征值如下表：

表1.1土层分布及承载力特征值

土层上质厚度小地基承载力特征值/kpa

1素填土1.5

2粉质粘土2.5200

3粉质粒土混角砾1.2240

4粉砂岩强风化带10300

L2结构选型与布置

1.2.1.结构选型

(1)结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架-剪尢墙结构。平面布置如图1.1

所示。

(2)屋面结构：采用现浇混凝土肋形屋盖，刚柔性屋面，屋面板厚120mm。

(3)楼面结构：全部采用现浇混凝土肋形楼盖，板厚120mmo

(4)楼梯结构：采用现浇混凝土梁式楼梯。

(5)电梯间:采用剪力墙结构,墙厚250mm。

1.2.2.结构平面布置

1.2.3.竖向布置

本住宅一共有12层，地下一层层高为2.2米，地上每层层高为2.8米，屋面有

电梯机房和上人楼梯突出4.2米。竖向结构构件柱子的截面1-7层选用600x600；

872层柱选用400x400,柱的强度没有变化。

1.2.4.楼盖体系结构布置

布置方式:纵横向承重。

1.2.5.构件尺寸初估

(1)梁的截面尺寸

主梁：截面高度h二(1/10-1/15)L=360~540mm,取400mm

截面宽度b=(1/2〜1/3)L=133~200mm,取250mm

次梁：截面高度卜二(1/10-1/15)L=267〜400mm,取350mm

截面宽度b=(1/2-1/3)L=II7-175mm,取250mm

(2)柱的截面尺寸

根据轴压比预估柱截面尺寸

预估轴力：N=从属面积X15KN/m2=3.5X5.0X15=240KN

由公式N/Afc<0.9得

A>2V/O.9fc=18648mm2

故柱截面尺寸近似取500mmX500mm。

⑶板的截面尺寸

本结构中柱距一般为4~6木，除，71板诜用工向板，其余均为双向板。双向板

厚hWl/50（l为区格短边边长）取L二1?immJ*1T9结构底层板和顶层屋面板均为双

层双向，分别取h=160mm,h=lZUmm。

（4）墙

/、j

外墙采用240的填充墙,■1XI-fflonni勺填充墙。根据抗震规范，剪力墙

的厚度不应小于160min,且不J/小十归.1=1的1/20.其底部加强部位的墙厚，不应小

于200mm,且不应小于层高的/IGFJ7250mm,高度同层高。

1.2.6.材料土77,

IL/、、、八/AAA<e>T/L

梁板柱的混凝土强度都采TJ,柢为木尸1三级钢，箍筋采用•级钢筋

1.2.7.确定计算单元和计算书--------

图1.2计算简图

1.2.8.结构抗侧刚度计算

框架梁柱尺寸如图一所示，共有8种梁。与剪力墙相连的柱作为剪力墙的翼缘,

共有44根框架柱。计算框架梁刚度时，考虑楼板的影响，乘以1.6的放大系数。

（I）梁线刚度计算（编号见图1.1）

34

Zb=1.6Xbh-/12=1.6X1/12X0.25X0.4=0.0021m

=EIJI,=EX0.021/6.3=0.00034E

ih2=EIh//2=EX0.021/4.8=0.00044E

=EIhHy=EX0.021/4.2=0.00051E

/„4=E4//4=EX0.021/1.5=0.00142E

ih5=Elh/l5=EX0.021/5.7=O.OOO37E

ib6=EIhZ/6=EX0.021/3,0=0.00070E

ibl=EIh/l7=EX0.021/2.4=0.00089E

=EZ/,//8=EX0.021/2.5=0.00085E

（2）框架柱线刚度

344

1〜6层Zc=bh/12=l/12X0.6=0.0108m,

ic=Ele/h=EX0.0108/2.8=0.00386E

7〜11层（=bh3/12=l/12X0.44=0.0021m4,

ic=Efe/h-EX0.0021/2.8-0.00076E

各楼层线刚度见表1.2~表1.4

表1.2地下室框架柱抗侧刚度h=2.2m

0.5+k

a=--------

k斗2+ACfi=\2a^-

构件名称力h

柱10.0880830.2816380.00593E

柱20.113990.2904410.006115E

柱30.308290.3501680.007373E

柱40.4818650.3956160.00833E

柱50.50.40.008422E

柱60.3264250.3552340.007479E

柱70.1321240.2964760.006242E

柱80.0958550.2843020.005986E

=0.30897宏

表1.31〜6层框架柱抗侧刚度h=2.8m

k

a=------

构件名称32+kCj-j=12a―1—

柱10.0880830.0421840.000698E

柱20.113990.0539220.000892E

柱30.308290.1335580.002209E

柱40.4818650.1941540.003212E

柱50.50.20.003309E

柱60.3264250.1403120.00232IE

柱70.1321240.0619680.001025E

柱80.0958550.0457350.000757E

VC,=0.08105%

表1.47〜11层框架柱抗侧刚度h=2.8m

k

a=----C.=12a土

构件名称恪2+k

力h

柱10.4473680.1827960.000595E

柱20.5789470.224490.00073IE

柱31.5657890.4391140.00143E

柱42.4473680.5502960.001792E

柱52.5394740.559420.001822E

柱61.6578950.4532370.001476E

柱70.6710530.2512320.000818E

柱80.4868420.1957670.000638E

Zg=0.0518IE

楼层柱平均抗侧刚度:

与(0.308975x2.2+0.081059x2.8x6+0.051811x2.8x5)E

=0.083845E

（3）综合剪力墙等效抗弯刚度

结构横向共有两槁墙1,一桶墙2,四桶墙3.

墙1如图:

有效翼缘6d=6X250=1500,900G500,取实际长度

900mm(,

求形心：

OO

o

ODAy+4%—1820x250x910+770x250x125

9

Ai+A21820X250+770X250

=680mm

1020

惯性矩：

I=—x0.25x1.823+0.25x1.82x0.232+—xO.77x0.253+0.77x0.25x0.7852

“1212

=0.269m4

等效抗弯刚度:

-----Av——二——0.269E——268E

EQ

,12L)EI,9x1.2x0.269

1+-----W1+----------------

G』”0.6475x332

墙2如图:

有效翼缘6d=6X250=1500,900G500,取实际长度

X一900ninu

惯性矩：

I=—XO.25X4.53-2X(—xl.8xO.255+

w1212

1.8XO.25X2.1252)=5.967

等效抗弯刚度：

I1800%,一5.967E

12u£/,।9x1.2x5.967-‘

1+_______|u-----------------------------------

G4H21.9x332

墙3如图:

1450有效翼缘6d=6x250=1500,950<1500,1450<1500,

分别取实际长度900mm,1450mmo

+[xl.2x().253+l.2x0.25x1.0*]025m

等效抗弯刚度：

El_1.O25E

w=1.016E

\2vEl9xl.2xl.025

1+--------wX1+-------------z—

2

G\VH1.13x33"

综合剪力墙等效抗弯刚度：

EI.=2X0.268E+5.787E+4X1.016E=10.387E

(4)连梁约束刚度

连梁1：

连梁刚性端部约束弯矩

6(1+g)E/b

12"(1+/?)(1-a)3/

=-L/,/P=_Lx0.25x0.43=0.0013

1212

170()-631.2596a75

=0.2715

4200-631.25~356875

/'=al-I=356875-96^75=26OO7//77

"需=。黑匕06K42*659

6(14-0.271^0.0013E

m=0.006兆

!2-(1+0.0659(1-0.27国3.568

连梁2：

连梁刚性端部约束弯矩

_6(1+a)%

12(1+/?)(!-a)3I

I,,=—bhy=—x().25x0.43=0.(X)13

b1212

4300-202()--

---------------42080

a千==0394

3000+4200-19205280

/'=al-l=5280-2080=3200w/?z

”需F黑葭吃"。惨

m!2

连梁3：

连梁刚性端部约束弯矩

6(l+a)EI

m=-----------------b-

p(1+0(1—a)，I

I,,=—bh^=—x().25x0.43=0.0013

b1212

1200--

a=—=-----------4_=1I2P=O.3O56

/1200+24003600

/'=al-l=3600-1100=25OOW/7;

Y二总裁黑"13

2「"宗嗽…

连梁约束刚度:

0.0067X2+0.0089+0.0079x4

石=0.0192史

j=lj=\i=l2.8

0.08384+0.01925

=33x3.288

10.387

第2章横向结构内力计算

2.1横向水平地震作用下结构内力与侧移计算

2.1.1结构重力荷载代表值计算

2.1.1.1荷载统计

1.屋面恒载

15mm水泥砂浆找平0.015X20=0.30

三毡四油屋面防水层0.40

20mm1：3水泥砂浆找平层0.02X20=0.40

80mm矿渣水泥保温层0.08X14.5=1.16

40mm水泥石灰焦渣找坡0.04X14=0.56

120mm现浇混凝土板0.12X25=3.0

20mm石灰砂浆板底抹灰0.02X17=0.34

合计：6.16KN//?r

2.楼面恒载

水磨石地面0.65

120mm现浇混凝土板0.12X25=3.02.5

20mm板底抹灰0.02X17=0.34

合计：3.99KN//n2

3.地下室顶板恒载

水磨石地面0.65

160mm现浇混凝土板0.16X25=4.04

20mm板底抹灰0.02X17=0.34

合计:4.99KN/m2

4.梁自重(KN/m)

表2.1g我自重

自重怵灰合计

地下室

250X35025x0.25x(0.35-0.16)=1.190.02x(O.35-O.16)x2x17=0.131.32

250X40025x0.25x(0.4-0.16)=1.50.02x(0.4-0.16)x2x17=0.161.66

屋面，标准层

250X35025x0.25x(035-0.12)=1.440.02x(0.35-0.12)x2xI7=0.161.60

250X40025x0.25x(0.4-0.12)=1.750.02x(0.4-0.12)x2x17=0.191.94

5.柱自重

bXh=600X600

自重25X0.6X0.6=9.0

20mm抹灰4X0.6X0.02X17=0.816

合计：9.816KN/m

bXh=400X400

自重25X0.4X0.4=4

20mm抹灰4X0.4X0.02X17=0.544

合计：4.544KN/m

6.外墙

自重19X0.24X0.375+7.5X0.24X(2.8-0.4-0.375)=5.283

抹灰17X0.04X(2.8-0.12)=1.8224

合计：7.1054KN/m

窗户门洞折减10%7.1054X(1-10%)=6.39KN/m

7.内墙

自重19X0.2X0.375+7.5X0.2X(2.8-0.4-0.375)=4.46

抹灰17X0.04X(2.8-0.12)=1.8224

合计：6.2824KN/m

窗户门洞折减10%6.2824X(1-10%)=5.65KN/m

8.卫生间墙

自重24X0.2X0.2+19X0.2X1.0+7.5X0.2X(2.8-0.4T.2)=6.56

抹灰17X0.04X(2.8-0.12)=1.8224

合计：8.3824KN/m

9.女儿墙

自重7.5X0.24X1.5=2.7

抹灰17X0.04X1.5=1.02

合计：3.72KN/m

10.剪刀墙

自重25X0.2X2.8=14

抹灰17X0.04X2.8=1.904

合计：15.904KN/m

2.1.1.2.荷载计算

1.恒载标准值计算

屋面楼板处结构和构件自重

G板=3.99x(57X10.5+4X1.2x4.5)=2474

G,,=1.94x(10.5X16+57X4)+1.6X6X4.8=814.32

G柱=9.816x2.8/2x44=604.66

GjS={6.39X(57+10.5)X2+5.65X(4.8X2+4.2X7+5.7X2+5.4X2)+8.3824

X2X[(4.8+2.1)X2+(3+1.8)X2+(2.4+2.4)X2]+15.904X[(2.7+2.4)

X2X2+(0.9+1.7)X2+4+2X1.8]}/2+3.72X(57+10.5)X2=1656.54

6^=0.45X170/2=38.5

共计：G迎面=2474+814.32+604.66+1656.54+38.5=5588KN

标准层楼板处结构和构件自重

G=3.99x(57X10.5+4X1,2x4.5)=2474

twoe

G,.j=1.94x(10.5X16+57X4)+1.6X6X4.8=814.32

G柱=9.816x2.8x44=1209.33

G墙二6.39X(57+10.5)X2+5.65X(4.8X2+4.2X7-5.7X2+5.4X2)+8.3824X

2X[(4.8+2.1)X2+(3+1.8)X2+(2.4+2.4)X2]+15.904X[(2.7+2.4)X2

X2+(0.9+1.7)X2+4+2X1.8]=2308.67

G门窗=0.45X170=77

共计：G标准户=2474+814.32+1209.33+2308.67+77=6883KN

地下室顶板处结构和构件白重

G板=4.99x(57X10.5+4X1.2x4.5)=3094

G梁=1.66x(10.5X16+57X4)+1.32X6X4.8=695.376

G朴=9.816x(2.2/2+2.8/2)x44=1080

G墙=6.39X(57+10.5;X2+5.65X(4.8X2+4.2X7-5.7X2+5.4X2)+8.3824X

2X[(4.8+2.1)X2+(3+1.8)X2+⑵4+2.4)X2]+15.904X[(2.7+2.4)X2

X2+(0.9+1.7)X2+4+2X1.8]=2308.67

GE=0.45XI70:77

共计：G地下室顶板;3094+695.376+1080+2308.67+77=7255KN

2.活载标准值计算

上人屋面：2.5KN/m1G屋活二2.5X57X10.5=1496KN

楼面：2.0KN/m'G搂活=2.0X57X10.5=1197KN

雪荷载：0.4KN/m'G雪=0.4X57X10.5=239.4KN

屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，取较大值。

3.结构重力荷载代表值计算

屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5x屋面活荷载标准值

楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5x楼面活荷载标准值

屋面处G«卬=5588+0.5义1496=6336KN

标准层处G&w=6883+0.5X1197=7481.5KN

地下室顶板处G£W,=7255+0.5X1197=7823.5KN

重力荷载代表值如图2.1所示：

■

06=7481.5KN

°G二"815KN

06;7481.5KN

仆G=7481.5KN

•G=7481.5KN

oG=7481.5KN

仆—N

•GJ481.5KN

•GJ4815KN

仆附5KN

仆0=18235KN

图2.1重力荷载代表值

2.1.2横向水平地震作用计算

该建筑物为33米，小于40米，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度均匀分

布，故可采用底部剪力法计算地震作用。

G=0.85GE=0.85x(6336+10X7481.5+7823.5)=75628.3KN

人”任立=33x、解国标西=3.288

VEI,.V10.387

查得臼=0.516

88974.5八”。

T、="<P\H=0.8x0.516x332x-----------------------------------T=0.788s

33x9.8x8.95xl07

由于该工程所在地区抗震设防烈度为7度，II类场地，设计地震分组为一组,

查表得

。皿=0.08TR=0.35s

由于4<T<57；,故

其中八-衰减系数，在7；<T<57；区间取0.9

%-阻尼调整系数，建筑结构的阻尼比应取0.05,相应的％取L0

故纵向地震影响系数：

0.9

'035、

4%许ax1.0x0.08=0.0385

T<0.788；

由于T=0.788s>1.47；,=0.49s,故需考虑顶部附加水平地震作用的影响，顶部附

加地震作用系数：

",=0.08T+0.07=0.08x0.788+0.07=0.133

对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值：

FEK=%伉「0.0385x75628.3=2911.7KN

附加顶部集中力：

\F„==0.133X2911.7=387.3KN

FEK-=2911.7-387.3=2524.4KN

E=■七K（1一心）=2911.7X（l-0.133）或备=2524<£^

楼层各质点水平地震作用计算见表2.2

表2.2楼层各质点水平地震作用计算

层次伏〃7）G（KN）G也K（KN）Y(KN)Fig

112.83363362090880.136729.4729.3724.07

102.830.27481.52259410.146369.6109911.16

92.827.47481.52049930.133335.41434.49.189

82.824.67481.51840450.119301.11735.57.407

72.821.87481.51630970.106266.82002.35.817

62.8197481.51421490.092232.62234.84.419

52.816.27481.51212000.079198.32433.13.212

42.813.47481.51002520.0651642597.12.198

32.810.67481.5793040.051129.72726.91.375

22.87.87481.5583560.03895.472822.30.745

12.857481.5374080.02461.22883.50.306

02.22.27823.5172120.01128.162911.70.062

X3388974.5169.96

将楼层处的集中力按基底弯矩折成倒三角形荷载

M°=gq"x|”=］，

3M03x69.96x1()3

q=—；=----------；-------=1927KN/m

H2332

=1q/7=^xl92.7x33=3180KN

当考虑连梁约束刚度Cb影响时;计算结构内力、位移所用的4值与计算地震

时不同，应考虑连梁塑性调幅，连梁约束刚度「乘以0・55折减系数，重新计算4值。

塑性调幅后连梁约束刚度为：

C*=O.55C/t=0.55x0.01925=0.0106

;坨乙工33x」丝织31丝746

%10.387

倒三角形荷载作用下结构内力计算见表2.3

表2.3倒三角形荷载作用下结构内力计算

4=3.146M)=69.96xl03M・m,匕=318(KV,q=]921KN/m

层标高

次x(m)

X%%.匕.

豆L机(G

■Vo匕

1133100-0.375-1.190.3751.20.970.22-0.97

1030.20.915-0.075-5.25-0.211-0.670.3731.20.970.22-0.45

927.40.83-0.049-3.43-0.072-0.230.3831.20.990.23-o

824.60.745-0.047-3.290.0010.0030.4431.11.150.260.267

721.80.661-0.039-2.730.0610.1910.5031.61.30.30.493

6190.576-0.061-4.270.1350.4290.5341.71.380.320.746

516.20.491-0.071-4.970.1950.620.564i.s1.460.340.955

413.40.406-0.08-5.60.2510.7980.5841.91.510.351.145

310.60.3210.0211.4690.3481.1070.5491.71.420.331.433

27.80.2360.0725.0370.4511.4340.4931.61.280.291.727

150.1520.1510.490.5581.7740.4191.31.080.252.023

02.20.0670.26218.330.7532.3950.2430.80.630.142.539

也上上查表得出;上=（1_/）_4；匕好吃二0.8132%；

匕匕O+q

tn=VF=0.1868Vf；匕，=VL+m

。+G

结构内力汇总见表2.4

表2.4结构总内力计算汇总

息剪力墙总框架总连梁

层次

川卬西河』）

匕.(lO'KN)VF(\(fKN)Mhi(10^A7V*w)

110-0.969740.9697410.478932

10-5.247-0.449110.9658560.621226

9-3.42804-0.001690.9893860.636361

8-3.288120.2665091.1463570.737322

7-2.728440.4925361.2997110.835957

6-4.267560.7462141.3796270.887358

5-4.967160.9551341.4585120.938096

4-5.59681.1451581.5105070.971539

31.469161.4326541.4192430.912839

25.037121.7271121.2752280.820211

110.4942.0233621.0836360.696981

018.329522.5386240.6272430.36021

2.1.3水平地震作用下结构侧移计算

位移计算见表2.5

表2.5位移计算

层次UAM

Vu(nini)

“0

113310.1510.08450.6723

1030.20.9151520.149.41220.6723

927.40.8303030.138.73990.6723

824.60.7454550.128.06761.00845

721.80.6606060.1057.059151.00845

6190.5757580.096.05071.00845

516.20.4909090.0755.042251.00845

413.40.4060610.064.03381.00845

310.60.3212120.0453.025351.00845

27.80.2363640.032.01691.00845

150.1515150.0151.008450.94122

02.20.0666670.0010.067230.06723

上查表得出;

1\qbrHxl927x335

u0=-------x1=67.23/〃/〃

12(史(12OxlO.387x3xlO7

层间最大相对位移，=上，满足要求。

Lh.•」max28002776J800J

2.1.4水平地震作用下结构内力计算

1.单根剪力墙内力

综合剪力墙的弯矩和剪力按各揭墙的等效抗弯刚度进行分配。

墙1的分配系数为孚线=0.0258

10.387

墙2的分配系数为卷桨=0.5571

10.387

墙3的分配系数为叫g=0.0978

10,387

单机剪力墙内力见表2.6

表2.6单根剪力墙内力

层综合剪力墙单根剪力墙

数弯知剪力

弯矩剪力Q1Q2Q3Q1Q2Q3

110-0.97000-0.025-0.54-0.095

10-5.247-0.449-0.135-2.923-0.513-0.012-0.25-0.044

9-3.428-0.002-0.088-1.91-0.3350.00000.00000.0000

8-3.2880.2665-0.085-1.832-0.3220.00690.14850.0261

7-2.7280.4925-0.07-1.52-0.2670.01270.27440.0482

6-4.2680.7462-0.11-2.377-0.4170.01930.41570.073

5-4.9670.9551-0.128-2.767-0.4860.02460.53210.0934

4-5.5971.1452-0.144-3.118-0.5470.02950.6380.112

31.46921.43270.03790.8L850.14370.0370.79810.1401

25.03711.72710.132.80620.49260.04460.96220.1689

110.4942.02340.27075.84621.02630.05221.12720.1979

018.332.53860.472910.2111.79260.06551.41430.2483

2..单根连梁内力

综合连梁的约束弯矩按各约束刚度