办公楼建筑结构设计土木工程设计说明

127/131***办公楼建筑结构设计摘要本设计为***办公楼，该工程为钢筋混凝土框架—剪力墙结构，地下一层，地上十层，建筑面积为11753。设计由建筑设计和结构设计两部分组成。建筑设计是进行结构设计的基础，主要进行了建筑平面、立面和剖面的设计。在结构设计中，以地上十层建筑为对象进行抗震设计，遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计准则。在确定结构布局之后，先进行了重力荷载代表值的计算,接着利用经验公式法求出自振周期，按底部剪力法计算水平地震荷载作用大小，进而用D值法求出在水平荷载作用下的结构力（弯矩、剪力、轴力）。其次，取一榀框架，接着计算竖向荷载（恒载与活载）作用下的结构力。在竖向荷载作用下的力采用了二次弯矩分配法进行计算，并找出最不利的一组或几组力组合，进而选取其中最不利的结果计算梁、柱的配筋。最后进行剪力墙部分计算,其计算方法与柱计算类似。框架—剪力墙结构体系综合了剪力墙与框架结构的优点，使得这种结构比框架结构的刚度和承载能力都大大提高了，目前在我国已得到广泛的应用。关键词:办公楼；框架—剪力墙结构；建筑结构；抗震设计ArchitechtureandStructureDesignofOfficeBAbstract

ThebuildingisdesignedtoKinduin***Cityofficebuilding,theprojectforthereinforcedconcreteframe-shearwallstructure,alayerofthegroundfloor,10-floorbuildingareaof11,753.Designedbythearchitecturalandstructuraldesigncomposedoftwoparts.ArchitecturalDesignisthestructuraldesignofthefoundation,mainlytotheconstructionplane,elevationandprofiledesign.Instructuraldesign,the10-storybuildingtothegroundastargetsforseismicdesign,followthe"smallearthquakeisnotbad,Chun-repairable,theearthquakeisnotopposing"thedesignguidelines.Indeterminingthestructureofthelayout,thefirstconductedonbehalfofthegravityoftheload,thenusetheformulamethod,fromexperience-cycle,calculatedaccordingtoshearatthebottomlevelofseismicloadsize,thenusethevalueofDobtainedinthelevelofloadUnderthestructureofinternalforces(moment,shear,axisof).Second,theframeworkforaPin,andthencalculatedverticalload(deadloadandliveload)underthestructureofinternalforces.Theverticalloadinthesecondmomentoftheinternalforcesofusingthedistributionmethod,andidentifythemostdisadvantagedgrouporseveralgroupsofacombinationofinternalforces,thenselectoneofthemostunfavourableresultscalculatedbeams,columnsofreinforced.Finally,someshearwalls,thecalculationmethodand,insimilarterms.Framework-shearwallstructuralsystemintegratedwiththeframeworkofashearwallstructureoftheadvantagesofmakingsuchastructurethantheframestiffnessandload-carryingcapacityisgreatlyincreased,inChinahasbeenwidelyapplied.

Keywords:building;framework—shearwallstructure；buildingstructure;seismicdesign目录1绪论11.1设计选题背景11.2办公楼的设计理念11.3本方案设计思想22建筑设计42.1平面设计42.2立面设计52.3剖面设计52.4建筑细部构造63结构设计83.1结构选型与平面布置83.1.1框架结构和剪力墙结构的布置83.1.2框架截面尺寸确定103.1.3剪力墙截面尺寸确定113.1.4板截面尺寸确定113.2重力荷载代表值确定123.2.1荷载计算123.2.2各层重力荷载代表值计算193.3水平地震作用下结构力分析213.3.1水平地震作用下结构的刚度计算213.3.2水平地震作用计算263.3.3框架—剪力墙协同工作计算293.3.4框架和剪力墙构件各自刚度分配与力计算323.3.5水平地震作用下框架剪力与弯矩计算333.4竖向荷载作用下结构的力分析393.4.1荷载计算393.4.2荷载作用下框架力计算443.4.3框架力组合593.5构件截面设计703.5.1梁截面设计703.5.2柱截面设计833.6楼板设计993.6.1荷载计算993.6.2力计算1003.7剪力墙设计1063.7.1竖向荷载作用下剪力墙力计算1063.7.2水平荷载作用下剪力墙力计算1063.7.3剪力墙构件力组合1073.7.4剪力墙构件截面设计1084专题112结论119致120参考文献1211绪论1.1设计选题背景随着工业化、城市话的日益发展和建筑技术的发展，高层建筑由于其节约用地和节省投资等方面的优势而越来越成为建筑形式的首选。根据抗侧力体系的不同，高层建筑结构体系又可分为框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒中筒结构和多筒结构体系。与多层建筑结构不同的是高层建筑中水平荷载（包括风荷载，地震作用等）取代竖向荷载而成为结构受力受力的控制因素，而且由于侧向位移与建筑高度四次方的函数关系，需要将侧向位移控制在一定的围义满足正常的使用和安全耐久。因此，高层建筑设计过程中的结构选型，主要是选择合适的抗侧力结构体系。在我国，筒中筒和多筒结构体系是从20世纪70年代开始研究，并陆续建成一批高层建筑，目前还在进一步义研究和实践中。框架结构建筑布置灵活，空间分隔容易，使用灵活。但在水平里作用下一般以剪切变形为主，空间位移较大。框架—剪力墙结构体系综合二者的优点，取长补短，在合理的设计下，既能满足建筑空间的要求，有益于满足结构要求。因此，无论地震区还是非地震区，框架—剪力墙结构都有优势，在我国得到广泛的应用。具体来讲，框架—剪力墙结构中，由于剪力墙刚度大，剪力墙将承但大部分水平力，是侧力的主题，整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承担竖向荷载，提供了较大的使用空间，同时也承担少部分水平力。框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形，剪力墙则呈弯剪形。当两者通过楼板协同工作，共同抵抗水平荷载时，变形必须协调，侧向变形将呈弯剪形。均匀，各层梁柱截面尺寸和配筋其上下各层层间变形趋于均匀。由上述受力变形特点，框架—剪力墙结构比框架结构的刚度和承载能力都大大提高了，在地震作用下层间变形减小，因而也就减小了非结构构件的损坏。1.2办公楼的设计理念当今社会，信息通信的网络化在不断地急剧发展，再加上信息的全球化和平均化，作为搜集处理信息场所的办公楼也应该有很大的质的变化。无论是用于已经定型化了的机构的办公楼还是单独使用的办公楼，人们都更加追求那种富于灵活性并能适应变化的办公楼。因此，具有现代感并且能确保其灵活性可以说是当今办公楼设计的一个课题。办公楼是构成一座城市的主要骨架，在设计建造之前应解决地球环境保护、高龄化社会对策以与地震灾害预防等成为整个社会课题的各方面的问题。在解决好这些课题的基础上，根据办公楼的使用寿命，使其成为城市良好的社会财产，这种思想已变得和重要。当今世界办公楼发展日新月异，它的设计具有很强的科学性和技术性，与现代信息技术、人体工程学、心理学等密切联系，成为专门研究的课题[2]。办公室是脑力劳动者管理和生产信息的部门。为了保证高效率，以求在高度竞争的社会中立于不败之地，办公楼的投资者和设计者将先进的信息情报手段引进办公楼的设计中；为了给工作人员提供各种方便和安全保障，将各种自动管理、自动控制体系用于办公楼设计中，使得整个办公楼成为多种学科的综合科技成果。可以这样说，先进办公楼的设计水平，从一个侧面反映这个国家的科学、技术、经济发展水平。1.3本方案设计思想随着社会经济的发展，人们对建筑物的要求越来越高。建筑物已经不仅仅是人们躲避风雨和工作生活的场所，从某种程度上说建筑还是一个城市的风景，甚至会成为一个城市的标志物。就置身建筑物其中的人来说，室的环境则直接影响其生活质量和工作效率。***市近几年来各方面发展迅速，已经发展成为一个现代化的大都市，吸引了各地商家来***投资，所以建筑物也应体现现代感。这一点不仅应该体现在建筑外观和结构布置上，也应该体现在节能和新型材料的应用上。本设计采用现在运用最为普遍的现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构，此种结构的设计理论已经比较成熟，它是我们本科阶段的学习中接触较多的一种结构形式。特别是混凝土结构原理与设计这门课，是我们的专业主干课。这次设计就是要再设计过程中对现浇钢筋混凝土结构又更深的认识和理解。另外，节能和环保也是本次设计的一个重要方面。首先是节能，要尽量使建筑设计合理，巧妙而合理地利用自然资源。比如在室采光上，要尽量利用自然光。这就需要在建筑设计是予以充分地考虑。其次是要环保，避免对周围环境产生不利的影响，而要和周围的自然环境和人文环境融为一体。由于本工程地点在我国的东北地区，冬夏温差比较大且冬季气温较低，极端最低气温达到零下15C。在这种气候条件下，考虑到框架柱的冷桥作用，设计常采用外墙外保温来解决这一问题，但在本设计中采用了目前正在推广使用的外墙外保温体系。此系统集保温、防水和装饰功能为一体，在美国已沿用了近三十年，现已引入我国。该技术将保温材料置于建筑物外墙外侧，不占用室空间，保温效果明显。所以这种保温体系的运用既有利于节能又能够充分利用空间，值得在本设计中采用。2建筑设计2.1平面设计本工程为金都公司办公楼，该办公楼建筑面积为11752.8m2地下一层，地上十层均为办公区；首层层高4800mm，其余层层高均为3600mm。本办公楼平面形状为“一”字形，采用廊式的平面组合，房间布置在走廊两侧。根据使用要求每层办公室均分为大、小两种办公室，大办公室为开敞式办公室，可根据公司需求自行布置办公用品；每层均设有会议室两间，打印室、资料室、休闲室、档案室各一间。首层入口的大厅是重要的交通枢纽，需解决好与各部门的关系，需要进行人流组织的设计。本设计采用的是框架—剪力墙结构，大厅处柱距横向为6600mm，纵向为8400mm，开口较大外空间的界限可以交错，外部空间向渗透与部空间向外延伸，以相互作用造成空间和时间的连续，创造室外交融的意境。特别是本设计的首层大厅采用了大玻璃窗，而且直接通到二层的天井，使得室外界限变得模糊，增强了室外的交融感，达到了设计效果。本办公楼房间中窗的大小和位置，主要根据室通风和采光的要求来确定的。窗的面积大小直接影响到室照度是否足够，不同使用性质的房间对采光的要求不同，设计时，常采用窗地面积比来初步确定窗的面积。窗地面积比简称窗地比，是指窗洞口面积与房间地面面积之比。窗的位置关系到室照度是否均匀，应综合采光、通风、立面处理和结构等因素来确定。其次，窗的位置直接影响到房间的自然通风效果。设计时，一般将窗和门的位置结合考虑来解决房间的自然通风问题。为取得良好的通风效果，通常门窗宜在房间两侧相对布置，以便门窗的相对位置尽量采用对面通知布置，以保证室气流畅通。在卫生间的平面布置上，应布置在建筑中既隐蔽又使用方便的位置，宜与走廊、楼梯、大厅等交通部分相联系，本设计中将其布置在走道端部的楼梯旁。走廊的主要功能是交通联系，走道的宽度可根据人体活动尺度和通行人流的股数确定。由于走道通常是双向人流，故其净宽一般不应小于两股人流通行是所需宽度，本设计中走廊净宽采用2440m，首层的走廊两端各设置一个侧门。楼梯是联系建筑物各层的垂直交通设施。楼梯的平面设计主要是根据建筑物的使用要求、人流通行情况与防火要求，选择楼梯形式。本设计选择三部封闭式楼梯，平台板的宽度均大于梯段板的宽度，符合规要。楼梯的位置应根据交通流线的需求来确定，并应符合防火疏散要求，设计中将两部放置在走道端部，另一部放置在电梯旁。此办公楼设计了两部电梯（其中一部兼作消防梯）。此外还应注意建筑体型齐整，平面组合规则且柱网尺寸的规格与梁的跨度要符合经济合理性的要求。2.2立面设计立面设计主要是对建筑体型的各个方面进行深入刻划和处理，使整个建筑形象更加生动。除了要从功能要求，技术经济条件以与总体规划和基地环境等因素考虑外，还要符合一些建筑美学原则，如统一、均衡、稳定、对比、韵律、比例、尺度等。在立面设计中，不能孤立地处理每个面，应考虑实际空间的效果，使每个立面之间相互协调，形成有机统一的整体。本建筑为十层办公楼，立面采用白色塑钢推拉窗，外墙涂刷浅蓝色涂料。立面造型采用传统的对称形式，美观大方；窗体的立面设计在统一中又不乏变化。2.3剖面设计建筑剖面设计是对各房间和交通联系部分进行竖向的组合布局。矩形的房间剖面形状，不仅能满足房间的普通功能要求，而且具有结构布置简单，施工方便，节省空间等特点，因此，本设计中的房间都是矩形。确定房间的净高和层高应主要考虑以下几个方面的要求：使用要求；采光、通风等环境要求；室空间比例要求；结构和构造要求；经济要求。影响建筑物层数的主要因素有以下几个方面：建筑物的使用要求；基地环境和城市规划的要求；建筑结构、材料、施工等技术条件；建筑防火要求；经济条件。综合考虑以上的因素，确定该办公楼共十层。底层层高为4800mm，其余层层高均为3600mm。此外，窗台高度900mm；办公室门均为2100mm；涉与室外高差为450mm；首层窗高为3200mm，其余层为2000mm。2.4建筑细部构造不上人屋面（从上到下）：现浇40厚细石混凝土高聚物改性沥青防水卷材（如SBS改性沥青卷材）冷底子油20厚1:3水泥砂浆1:8水泥炉渣钢筋混凝土板楼面（从上到下）：20mm厚磨光板地面20mm厚1：2干硬性水泥砂浆结合层表面撒水泥粉水泥浆一道100厚钢筋混泥土板20mm厚混合砂浆刮灰膏刷涂料墙体：首层墙体选用实心砖，用作防潮；其余层均采用空心砖。外墙厚度为240mm，墙厚度为180mm。门窗：门厅处为玻璃转门，转门俩旁设有弹簧门；其余均为木门。窗均为塑钢水平推拉窗。楼梯：采用两跑封闭式楼梯；栏杆采用空花式栏杆，栏杆高1000mm。电梯：设置两部客梯，其中一部兼作消防电梯。3结构设计3.1结构选型与平面布置3.1.1框架结构和剪力墙结构的布置⒈框架结构部分框架不仅是框架结构体系的主题结构，还是框架—剪力墙结构体系中的基本抗侧力单元，其主要构件是梁、柱与梁柱的连接节点。框架结构在进行结构计算时，首先要确定柱网，既柱子的平面布置位置。柱网的尺寸必须满足建筑使用和结构受力合理的要求，同时也要考虑施工的方便和经济因素。2.剪力墙结构部分框架—剪力墙结构中一个非常重要的问题就是剪力墙的设置问题，包括设置位置和数量，剪力墙设置数量的多少，是关系到框架—剪力墙结构体系能经济、合理，并体现体系优越性关键环节。首先，按照规要求，在一个独立的结构单元，剪力墙的设置数量应符合下列要求和原则：⑴为能充分发挥框架—剪力墙体系的结构特性，剪力墙在结构底部所承担的地震弯矩值应不少于总地震弯矩值的50%。⑵沿结构单元的两个主轴方向方向，按《抗震规》地震力计算出结构弹性阶段层间位移角,对于一般高楼和具有高级装修标准的高层建筑，应不大于和。⑶结构的重力荷载效应和地震效应组合后，剪力墙受拉区的边柱，按拉力计算出的竖向钢筋梁，应你小于按受压状态计算出的刚尽量。⑷剪力墙布置不宜过分集中，每道剪力墙承受的水平力不宜超过总水平力的40%。其次，还需要正确确定剪力墙的设置位置。一般情况下，对于矩形、L形、T形、口形平面，剪力墙应纵横两个方向布置。对于圆形和弧形平面，应沿径向和环向布置。每个方向剪力墙的布置原则上应尽量做到分散、均匀、周边对称。布置剪力墙的位置时，要注意以下几点要求：⑴剪力墙布置应与建筑使用要求相结合，在进行建筑初步设计时就要考虑剪力墙的合理布置：既不影响使用，又要满足结构的受力。⑵在非地震区，可根据建筑物迎风面积大小、风力大小设置剪力墙，纵横两个方向剪力墙数量可以不同。在地震区，由于两个方向的地震力接近，在纵、横方向上布置的剪力墙数量要尽量接近。⑶剪力墙布置要对称，以减少结构的相对扭转效应。当不能对称时，也要使刚度中心尽量和质量中心接近，以减少地震力产生的扭转。⑷在两片剪力墙（或两个筒体）之间布置框架时，楼盖必须有足够的平面刚度，才能将水平剪力传递到两端的剪力墙上去，发挥剪力墙为主要抗侧力结构的作用。⑸剪力墙靠近结构外围布置，可以加强结构的扭转作用。⑹剪力墙应贯穿全高，使结构上下刚度连贯而均匀。门窗洞口应尽量做到上下对齐，大小一样。⒊结构的平面布置可以把一般建筑物分为板式和塔式两大类，本结构为板式。在板式结构中，长度很大的“一字形”建筑的高宽比需控制更严格一些。当建筑物长度较大时，在风力作用下，也会出现因风力不均匀与风向紊乱变化而引起的结构扭转楼板平面挠曲等现象。为了避免楼板变形带来的复杂受力情况，建筑长度最好加以限制，当建筑设防烈度为6度和7度时，长宽比不宜超过6；本结构的长为70.80m、宽为16.60m，满足要求。本结构平面布置简单、规则、对称抗震有利。⒋本工程柱网布置如下图图3.1柱网布置图3.1.2框架截面尺寸确定⒈框架梁截面尺寸确定梁的截面尺寸应满足承载力、刚度与延性要求，主梁截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，次梁截面高度取梁跨度的1/18～1/12，为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨度与截面高度之比不宜小于4。梁截面宽度可取1/3～1/2梁高，同时不宜小于1/2柱宽，且不应小于250mm。由此估算的梁截面尺寸见表3.1表3.1梁截面尺寸与各层混凝土强度等级（mm）层次混凝土强度等级主梁（b×h）次梁（b×h）走廊梁（b×h）1～10C30⒉柱截面尺寸确定根据柱的轴压比限值按下列公式计算：⑴柱组合的轴压力设计值上式中：—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，中柱取1.25；—按简支状态计算柱的负载面积；—为折算在单位面积上的重力荷载代表值，近似的取；—验算截面以上的楼层层数。⑵式中：—框架轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《建筑抗震设计规GB50011—2001》取0.9。—混凝土轴心抗压强度设计值，为。⑶计算过程：对于边柱：对于中柱：综合以上计算结果并考虑其它因素取边柱和中柱截面为。3.1.3剪力墙截面尺寸确定框架—剪力墙结构中，剪力墙厚度不应小于160mm，也不应小于层高的。剪力墙的厚度可以从下之上逐渐减弱，每次减弱的厚度不宜大于100mm。本结构中剪力墙的厚度从下至上均为200mm。3.1.4板截面尺寸确定本工程中柱距为7800mm(交通核心区处为8400mm)，为了使板不过于厚重，设置了次梁。次梁与主梁的间距为3900mm(4200mm)，板的厚度可取此间距的。本工程中板厚取100mm。楼板厚（）还应满足：⒈单向连续板：；⒉双向板短边：。计算后满足要求。3.2重力荷载代表值确定3.2.1荷载计算⒈恒载标准值计算⑴屋面荷载（不上人屋面，自上而下）现浇40厚细石混凝土0.04×22=0.88高聚物改性沥青防水卷材（如SBS改性沥青卷材）0.3冷底子油20厚1:3水泥砂浆0.02×20=0.41:8水泥炉渣0.02×12=0.24钢筋混凝土板0.1×25=2.5屋面恒荷载标准值：∑G=4.32楼面荷载（从上到下）：磨光石板20厚水泥浆檫缝0.02×28=0.561:2干硬性水泥沙浆结合层表面撒水泥粉20厚0.02×20=0.4水泥浆一道参建筑胶现浇钢筋混凝土楼板100厚0.1×25=2.518mm厚1:3混合砂浆天棚抹灰0.018×17=0.31楼面恒荷载标准值：∑G=3.77厕所楼面荷载白色面砖0.05×0.12=0.000620厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.430厚细石混凝土0.03×20=0.4二毡三油防水层0.035冷底子油一道0.0220厚1:3水泥砂浆表面压光0.02×20=0.4100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.515厚天棚抹灰0.015×17=0.31厕所恒荷载标准值：∑G=3.871⒉屋面、各层楼面与楼电梯恒荷载标准值总重⑴屋面：4.32×70.8×16.6=4712.87kN楼面：3.77×[70.8×16.6-3×3.9×7.2-2.3×7.2]=4050.79kN楼梯重：3.77×[3×3.9×7.2+2.3×7.2]=380.02kN表3.2各层屋、楼盖恒荷载标准值汇总表层数10987654321标准值（kN）4712.874050.794050.794050.794050.794050.794050.794050.794050.794050.79楼梯电梯重0380.02380.02380.02380.02380.02380.02380.02380.02380.02⑵屋面与楼面活荷载标准值（面荷载）屋面（不上人）屋面荷载为0.5；雪荷载为0.4；楼面活荷载为2.0；走廊、楼梯活荷载为2.5；⑶屋面与各层楼面的活荷载标准值总重：屋面雪载：0.4×70.8×16.6=470.11kN楼面：2.0×[70..8×6.6+7.8×7.2×7]+2.5×（70.8×2.8+2×3.9×7.2+8.4×7.2）=2508kN表3.3各层屋、楼盖活荷载标准值汇总表层次10987654321标准值（kN）470.11250825082508250825082508250825082508⒊各层柱荷载汇总表3.4各层柱荷载汇总层次构件b/mh/m/g/kN/m/mn/kN/kN2-10柱650650251.0511.093.63639.921437.12550550251.057.943.6428.58114.32１柱650650251.0511.094.83653.231916.28550550251.057.944.8428.58114.32⒋各层各层梁荷载汇总表3.5梁荷载汇总层次构件b/㎜h/㎜/g/kN/m/mn/kN/kN１-10边横梁300700251.054.737.2234.0668.12300700251.054.736.6231.2262.44中横梁300700251.054.737.2434.06136.24300700251.054.736.6631.22187.32次梁250600251.053.287.2623.62141.72250600251.053.286.6921.65194.85纵梁300700251.054.737.82436.89885.36300800251.054.738.4439.73158.92走廊梁250550251.052.952.8108.2682.68总重：1917.65kN注：g=（梁高-板厚）×梁宽××⒌各层门窗自重汇总表3.6各层门窗自重汇总表层次门窗编号截面面荷载数量每扇重（kN）总重（kN）1M13.0×3.60.414.3204.320102.70M21.8×3.60.422.5925.184M31.8×3.00.412.1602.160M40.9×2.10.2340.37812.852M50.7×2.10.230.2940.882FM1.2×2.10.230.5041.5120C13.0×2.00.4112.40026.400C21.8×2.00.441.4405.760C33.0×3.20.4173.84065.2802M40.9×2.10.2340.37812.85291.09M50.7×2.10.230.2940.882FM1.2×2.10.230.5041.512C13.0×2.00.4262.40062.400C21.8×2.00.461.4408.640C41.5×3.00.421.8003.6003-10M40.9×2.10.2360.37813.60896.64M50.7×2.10.230.2940.882FM1.2×2.10.230.5041.512C13.0×2.00.4302.40072.000C21.8×2.00.461.4408.640⒍各层墙体自重标准值汇总⑴女儿墙20厚石灰砂浆0.020×20=0.40粘土空心砖0.190×10=1.920厚水泥砂浆0.020×20=0.4合计：2.7⑵1-10层外墙20厚水泥砂浆0.020×20=0.40粘土空心砖0.24×10=2.4合计：2.8⑶1-10层墙20厚水泥砂浆0.020×20=0.40粘土空心砖0.18×10=1.820厚水泥砂浆0.020×20=0.40合计：2.6⑷1-10层剪力墙①外墙6厚水泥砂浆罩面0.006×20=0.1212厚水泥砂浆0.12×20＝0.4200厚混凝土墙0.2×25=5.020厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4合计:5.92②墙5厚水泥石灰膏砂浆罩面0.005×14×2=0.1420厚水泥石灰膏打底0.02×2×14=0.56200厚混凝土墙0.2×25=5合计：5.7⒎各层外墙、墙、外剪力墙、剪力墙面积计算⑴1层各墙计算：外墙：4.8×(70.8×2-8.4+16.6×2)-243.5=555.22墙：4.8×［7.2×6+6.6×12+(7.8-1.8)×14+(7.2+0.9)×2］=1068.48外剪力墙：8.4×4.8＝37.62剪力墙：6.6×4.8×2=63.36⑵2层各墙计算:外墙:3.6×(70.8×2-8.4+16.6×2)-3×2×35-1.8×1.5×5-1.8×2×2=368.34墙:3.6×［7.2×6+6.6×12+(7.8-1.8)×14+(7.2+0.9)×2］=801.36外剪力墙:3.6×8.4=27.54剪力墙:3.6×2×6.6=47.52⑶3-9层各墙计算：外墙：3.6×(70.8×2-8.4+16.6×2)-3×2×35-1.8×1.5×5-1.8×2×2=368.34墙：3.6×［7.2×6+6.6×12+(7.8-1.8)×15+(7.2+0.9)×2］=822.96外剪力墙：3.6×8.4=27.54剪力墙：3.6×2×6.6=47.52⑷10层各墙计算：外墙：3.6×(70.8×2-8.4+16.6×2)-3×2×35-1.8×1.5×5-1.8×2×2=368.34墙：3.6×［7.2×6+6.6×12+(7.8-1.8)×15+(7.2+0.9)×2］=822.96外剪力墙：3.6×8.4=27.54剪力墙：3.6×2×6.6=47.52女儿墙：1.0×（16.6+70.8）×2=174.8表3.7各层墙体与电梯自重标准值汇总表层次墙体墙厚(mm)面积()面荷载()重量(kN)——女儿墙190174.82.7471.96——电梯机房——————300.92轿箱——————150.0010外墙240368.342.81031.35墙180822.962.62139.70外剪力墙20027.545.92163.04剪力墙20047.525.7270.863604.953-9外墙240368.342.81031.35墙180822.962.62139.70外剪力墙20027.545.92163.04剪力墙20047.525.7270.863604.952外墙240555.222.81554.62墙180801.362.62083.54外剪力墙20037.625.92222.71剪力墙20047.525.7270.864131.731外墙240555.222.81554.62墙1801068.482.62778.05外剪力墙20037.625.92222.71剪力墙20063.365.7361.154916.53表3.8各层恒荷载标准值汇总表（单位：kN）构件层次屋、楼盖重柱重框架梁重墙重门、窗重女儿墙重电梯机房与轿箱104712.871551.441917.653604.95107.04471.96450.9294050.791551.441917.653604.95107.040——84050.791551.441917.653604.95107.040——74050.791551.441917.653604.95107.040——64050.791551.441917.653604.95107.040——54050.791551.441917.653604.95107.040——44050.791551.441917.653604.95107.040——34050.791551.441917.653604.95107.040——24050.791551.441917.654131.73107.040——14050.792030.61917.654916.53102.700——3.2.2各层重力荷载代表值计算集中在个楼层标高处的各质点重力荷载代表值包括：屋、楼盖自重标准值；梁自重标准值；50%屋、楼面承受的活荷载标准值；上下个半层墙、柱、门窗等自重标准值之和。各楼层的重力荷载代表值计算如下：由此可计算出各层重力荷载代表值如下图所示图3.2各层重力荷载代表值3.3水平地震作用下结构力分析3.3.1水平地震作用下结构的刚度计算柱采用的混凝土，，梁、板采用的混凝土，;在框架结构中，对于现浇的楼面，楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，见效框架的侧移。为了考虑这一影响，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取。⒈横梁线刚度计算采用如下计算公式：，计算结果见下表表3.9横梁线刚度计算表类别层次Ec（N/mm²）ｂ×ｈ（mm×mm）Io（）Lb（mm）Ec×Io/Lb（N×mm）1.5Ec×Io/Lb（N×mm）2.0Ec×Io/Lb（N×mm）横梁1-103.00×104300×7008.575×10972003.573×10105.360×10107.146×101066003.898×10105.847×10107.796×1010走廊梁1-103.00×104250×5503.466×10928003.714×10105.571×10107.428×1010⒉柱线刚度计算采用如下计算公式：，计算结果见下表表3.10柱线刚度计算表层次ｈc（mm）Ec（N/mm²）ｂ×ｈ（mm×mm）Ic（mm4）Ec×Ic/ｈc（N×mm）148003.15×104650×6501.488×10109.765×1010550×5500.763×10105.007×1092-1036003.15×104650×6501.488×101013.02×1010550×5500.763×10106.676×109⒊横向框架侧移刚度D值式中：D——柱的侧移刚度；——柱侧移刚度修正系数，对不同情况查表，其中K表示梁柱线刚度比；——柱的线刚度，，——柱的截面惯性矩ｈ——框架柱的计算高度。表中公式：（2-10层）；（2-10层）；（1层）；（1层）；表3.11框架柱侧移刚度C值（N/mm）层数2-101层数2-101Ⅰ柱K0.4120.549Ⅴ柱K1.1191.429α0.1710.411α0.3590.571C13.320.1C84.183.6Ⅱ柱K0.4490.598Ⅵ柱K1.1691.559α0.1830.423α0.3690.579C14.320.7C115.3113.0Ⅲ柱K0.5490.731Ⅶ柱K0.8401.119α0.2150.451α0.2960.519C50.566.1C23.125.3Ⅳ柱K0.5990.798Ⅷ柱K0.8771.169α0.2300.464α0.3050.527C54.068.0C23.825.7注：平均总刚度⒈Ⅰ柱为边框架D轴边柱；⒉Ⅱ柱为边框架轴A边柱；⒊Ⅲ柱为中框架D轴边柱；⒋Ⅳ柱为中框架A轴边柱；⒌Ⅴ柱为中框架C轴中柱；⒍Ⅵ柱为中框架B轴中柱；⒎Ⅶ柱为边框架C轴中柱；⒏Ⅷ柱为边框架B轴中柱。4剪力强刚度计算⑴墙Ⅰ剪力墙厚度为,混凝土等级与柱一样。⑵墙Ⅱ有效翼缘宽度取（）⑶墙Ⅲ有效翼缘宽度取⑷墙Ⅳ有效翼缘宽度取3.3.2水平地震作用计算铰接体系（不考虑梁的约束弯矩）本设计中的房屋高度为37.2m，不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故采用底部剪力法进行计算。⒈横向自振周期计算按经验公式计算：⒉水平地震作用与楼层地震剪力计算查表得，因为则所以因，所以应该考虑顶部附加地震作用。查表得顶部附加地震作用系数：则顶部附加地震作用将和代入各层的地震公式得：具体计算过程见下表表3.12各质点横向水平地震作用与楼层地震剪力计算层数Gi/Hi/GiHi/Fi/Vi/1010420.1737.20387630.320.14841186.641186.65912675.8833.60425909.570.1635663.121849.76812865.8930.00385976.700.1482600.942450.71712865.8926.40339659.500.1304528.832979.54612865.8922.80293342.290.1126456.723436.25512865.8919.20247025.090.0948384.603820.86412865.8915.60200707.880.0770312.494133.35312865.8912.00154390.680.0593240.384373.72213129.278.40110285.870.0423171.714545.43114049.684.8067438.460.0259105.004650.43∑127470.326.124650.43将楼层处集中力按基底等弯矩折算成倒三角形荷载，计算列于下表。表3.13折算倒三角形荷载荷载形式不考虑梁约束3.3.3框架—剪力墙协同工作计算⒈由λ值与荷载类型计算总力取式中：—剪力墙单独承受倒三角荷载时顶部的位移。式中：—倒三角荷载对底部的总弯矩。式中：—倒三角荷载对底部的总剪力。将总剪力减去剪力墙的剪力就是框架的剪力所以框架的剪力系数公式为各层剪力墙的截面力即为表中计算结果。表3.14倒三角荷载作用力计算表层数标高x/不考虑梁约束Mw/Vw/Vf/1037.21.00000-0.286-1.450.2861.45933.60.903-0.028-3.53-0.104-0.530.2891.47830.00.806-0.031-3.950.0560.280.2941.49726.40.710-0.013-1.600.1991.010.2981.51622.80.6130.0263.230.3271.660.2971.51519.20.5160.08210.300.4452.260.2881.46415.60.4190.15419.450.5552.820.2691.37312.00.3230.24330.560.6593.350.2361.2028.40.2260.34643.540.7613.860.1880.9514.80.1290.46458.370.8624.380.1210.62000.64481.051.05.0800各层总框架柱剪力可由上、下楼层处值取平均计算计算结果均列于下表表3.15调整后总力楼层不考虑梁约束总剪力墙总框架Mw/Vw/Vf/100-1.451.469-3.53-0.531.488-3.950.281.57-1.601.011.5163.231.661.49510.302.261.42419.452.821.29330.563.351.08243.543.861.02158.374.381.02081.055.08—注：《高层规程》规定，在抗震设计时，框架—剪力墙结构中各层框架总剪力应符合；对于不满足上式要求的楼层，其框架总剪力应按和二者的较小值采用。⒉位移计算计算结果见下表表3.16位移不考虑梁约束顶点位移当时，层间位移9层，8层，7层，6层，5层，4层，3层，2层，1层，都满足表《楼层层间最大位移与层高之比的限值》中侧向位移的限制条件。3.3.4框架和剪力墙构件各自刚度分配与力计算根据各构件刚度进行第二次分配并进行构件力计算⒈各片剪力墙弯矩与剪力（按墙刚度分配）表3.17各片剪力墙等效刚度比墙编号墙Ⅰ墙Ⅱ墙Ⅲ墙Ⅳ总剪力墙等效刚度40.13167.66269.14350.621267.688等效刚度比0.150.250.260.19—表3.18水平地震作用下剪力墙力分配层数109876543211.00.9030.8060.7100.6130.5160.4190.3230.2660.1290总剪力墙力Mw/0-3.53-3.95-1.603.2310.3019.4530.5643.5458.3781.05Vw-1.45-0.530.281.011.662.262.823.353.864.385.08墙1力Mw/0-0.53-0.59-0.240.481.552.924.586.538.7612.16Vw/-0.22-0.080.040.150.250.340.420.500.580.660.76墙2力Mw/0-0.88-0.99-0.400.812.584.867.6410.8914.5920.26Vw/-0.36-0.130.070.250.420.570.710.840.971.101.27墙3力Mw/0-0.92-1.03-0.420.842.685.067.9511.3215.1821.07Vw/-0.38-0.140.070.260.430.590.730.871.001.141.32墙4力Mw/0-0.67-0.75-0.300.611.963.705.818.2711.0915.40Vw/-0.28-0.100.050.190.320.430.540.640.730.830.97⒉各柱剪力按D值进行分配，计算柱弯矩、梁弯矩、梁剪力和柱轴力表3.19水平地震作用下各层单柱力分配表层数10987654321/146014801500151014901420129010801020.01020柱ⅢD比值0.0180.0180.0180.0180.0180.0180.0180.0180.0180.020力272727.028.0002726242019.021柱ⅣD比值0.0200.0200.0200.0200.0200.0200.0200.0200.0200.021力282929.029.0002928252120.021柱ⅤD比值0.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.026力44454646.000454339333126柱ⅥD比值0.0310.0310.0310.0310.0310.0310.0310.0310.0310.026力46464747.0004744403432263.3.5水平地震作用下框架剪力与弯矩计算⒈反弯点高度比y=+++式中：y—各层柱的反弯点高度比—标准反弯点高度比，依上下梁的平均线刚度与柱相对线刚度的比值，总层数，该层所在位置得出。—上下梁相对线刚度变化的修正值，各层线刚度无变化时取=0—上下层高度变化修正值，由上层对该层层高比值确定（对于顶层可不考虑）二层以上无层高变化时，=0—下层层高变化修正值，由下层层高对该层层高比值确定（对于下层可不考虑），三层以上无层高变化是，=0表3.20倒三角荷载作用下各层柱标准反弯点高度比层数10987654321柱ⅢK0.5490.5490.5490.5490.5490.5490.5490.5490.5490.7310.2750.2750.2750.2750.2750.2750.2750.2750.2750.700柱ⅣK0.5990.5990.5990.5990.5990.5990.5990.5990.5990.7980.3000.3000.3000.3000.3000.3000.3000.3000.3000.700柱ⅤK1.1191.1191.1191.1191.1191.1191.1191.1191.1191.4920.4060.4060.4060.4060.4060.4060.4060.4060.4060.625柱ⅥK1.1691.1691.1691.1691.1691.1691.1691.1691.1691.5590.4080.4080.4080.4080.4080.4080.4080.4080.4080.622⒉柱端弯矩柱剪力按顺时针方向为正考虑，弯矩按实际方向考虑。=具体计算结果见下表表3.21每层各柱端弯矩层数10987654321柱Ⅲ70.5260.8058.3255.4453.4651.4843.2036.0030.7830.2426.6836.4038.8845.3643.7442.1243.2036.0037.6270.56柱Ⅳ70.6162.6962.6457.4257.4255.4445.0037.8032.4030.2430.1941.7141.7646.9846.9845.3645.0037.8039.6070.56柱Ⅴ94.1089.1090.0982.8081.0077.4070.2059.4055.8046.7564.3072.9075.5182.8081.0077.4070.2059.4055.8078.05柱Ⅵ97.9691.0891.6384.6084.6079.2070.2061.2057.6047.1767.6474.5277.5784.6084.6079.2070.2061.2057.6077.63⒊水平地震作用下梁弯矩计算与柱剪力和轴力梁端弯矩根据节点弯矩平衡计算以线刚度为基准进行分配，弯矩以实际方向进行计算，剪力以顺时针方向为正；轴力以受压为正。中柱：（根据梁线刚度比例关系求出）边柱：表3.22水平地震作用下各层梁、柱力层数10987654321梁Ⅰ70.5287.4894.7294.3298.8295.2285.3279.2066.7867.8646.1475.2279.9277.6280.3277.6772.3763.5556.4950.287.27.27.27.27.27.27.27.27.27.216.2022.6024.2623.8824.8824.0121.9019.8317.1216.41梁Ⅱ6.66.66.66.66.66.66.66.66.66.650.1681.2885.0883.0586.6483.8877.4368.2160.8453.6570.6192.88104.3599.18104.4102.4290.3682.870.269.8418.3026.3928.7027.6128.9528.2325.4222.8819.8518.71梁Ⅲ2.82.82.82.82.82.82.82.82.82.847.9678.1883.0780.6983.4880.7375.2366.0558.7152.2747.8077.4481.0779.1282.5679.9273.7764.9957.9651.1234.2055.5858.6257.0859.3057.3853.2146.8041.6736.92柱ⅢⅣ-16.20-38.80-63.05-86.93-111.81-135.83-157.73-177.55-194.67-211.08-18.30-44.69-73.39-101.00-129.95-158.17-183.60-206.48-226.33-245.04柱ⅤⅥ-18.00-50.98-85.34118.54-152.96-186.32-217.64-244.61-269.16-289.6715.9045.0975.01104.48134.83163.97191.77215.69237.51255.72注：⒈梁Ⅰ边梁DC；⒉梁Ⅱ边梁BA；⒊梁Ⅲ走廊梁CB。水平地震作用下的框架弯矩图和梁端剪力与柱轴力图如下图所示：图3.3框架弯矩图图3.4框架剪力和轴力图()3.4竖向荷载作用下结构的力分析取如下图横向框架进行计算，计算单元宽度为，计算单元围的楼面荷载通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图3.5横向框架计算单元3.4.1荷载计算⒈框架梁荷载计算⑴A—B轴框架梁荷载计算①A—B轴框架梁传来荷载计算屋面板传来荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载恒载：活载：楼面板传来荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载恒载：活载：梁自重：②A—B轴框架梁均布荷载计算屋面梁：恒载：活载：楼面梁：恒载：活载：⑵B—C轴框架梁荷载计算①B—C轴框架梁传来荷载计算屋面板传来荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载恒载：活载：楼面板传来荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载恒载：活载：梁自重：②B—C轴框架梁均布荷载计算屋面梁：恒载：活载：楼面梁：恒载：活载：⑶C—D轴框架梁荷载计算①C—D轴框架梁传来荷载计算屋面板传来荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载恒载：活载：楼面板传来荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载恒载：活载：梁自重：②C—D轴框架梁均布荷载计算屋面梁：恒载：活载：楼面梁：恒载：活载：⒉框架柱纵向集中荷载计算⑴A轴柱纵向集中荷载计算①恒载：10层：2—9层：1层：②活载：10层：1—9层：⑵B轴柱纵向集中荷载计算①恒载：10层：2—9层：1层：②活载：10层：1—9层：⑶C轴柱纵向集中荷载计算①恒载：10层：2—9层：1层：②活载：10层：1—9层：⑷D轴柱纵向集中荷载计算恒载：10层：2—9层：1层：②活载：10层：1—9层：3.4.2荷载作用下框架力计算⒈恒载作用下梁端弯矩计算图3.6恒载作用下计算简图注：、代表DC、BA跨横梁自重；、代表房间楼板墙传给横梁荷载；代表CB跨横梁自重；代表走到板传给横梁荷载。⑴DC跨10层：1—9层：⑵BA跨10层：1—9层：表3.23横向框架恒载汇总层数104.734.7313.6713.252.9513.6779.498.3265.278.322—94.734.7318.0717.672.9512.8598.507.9384.227.93⒉活载作用下梁端弯矩图3.8活载作用下计算简图⑴DC跨10层：2—9层：⑵BA跨10层：2—9层：表3.24横向框架恒载汇总层数101.361.320.985.880.644.790.642—96.826.614.4829.462.9323.992.93作用于节点的弯矩，将按汇集于该节点各杆的转动刚度的比例分配给各杆端。⒊恒载作用下梁、柱弯矩分配与弯矩⑴恒载作用下梁、柱弯矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱00.6210.3790.27200.4460.2830.27600.4350.2890.40000.600-79.4979.49-8.328.32-65.2765.2749.3830.11-19.34-31.72-20.1115.7024.7716.48-26.08-39.1618.87-9.6715.06-13.967.85-10.0511.56-13.048.24-15.80-5.71-3.48-2.43-3.99-2.533.185.013.343.024.5462.53-62.5372.77-49.67-23.1017.1541.35-58.5050.44-50.440.3830.3830.2340.1880.3080.3080.1950.1920.3030.3030.2020.2500.3750.375-98.598.5-7.937.93-84.2284.2237.7437.7423.05-17.03-27.92-27.90-17.7014.6623.1223.1215.38-21.02-31.60-31.5824.6918.86-8.5111.53-15.86-13.957.33-8.8512.3811.56-10.517.69-19.58-15.79-13.43-13.43-8.192.063.383.372.14-0.88-1.39-1.39-0.926.9110.3910.3849.0143.18-92.1995.06-40.41-38.48-16.1712.8634.1233.29-80.2777.80-40.80-37.000.3830.3830.2340.1880.3080.3080.1950.1920.3030.3030.2020.250.3750.375-98.598.5-7.937.93-84.2284.2237.7337.7323.05-17.03-27.90-27.90-17.6614.6523.1223.1215.41-21.06-31.58-31.5818.8618.86-8.5111.52-13.95-13.957.32-8.8311.5611.56-10.537.71-15.79-15.79-11.19-11.19-6.831.702.792.791.76-0.72-1.14-1.14-0.765.978.958.9545.4045.40-90.8094.68-39.08-39.08-16.5213.0333.5433.54-80.1176.84-38.42-38.420.3830.3830.2340.1880.3080.3080.1950.1920.3030.3030.2020.250.3750.375-98.598.5-7.937.93-84.2284.2237.7337.7323.05-17.03-27.90-27.90-17.6614.6523.1223.1215.41-21.06-31.58-31.5818.8618.86-8.5111.52-13.95-13.957.32-8.8311.5611.56-10.537.71-15.79-15.79-11.19-11.19-6.841.702.792.791.76-0.72-1.14-1.14-0.765.978.958.9545.4045.40-90.8094.68-39.08-39.08-16.5213.0333.5433.54-80.1176.84-38.42-38.420.3830.3830.2340.1880.3080.3080.1950.1920.3030.3030.2020.250.3750.375-98.598.5-7.937.93-84.2284.2237.7337.7323.05-17.03-27.90-27.90-17.6614.6523.1223.1215.41-21.06-31.58-31.5818.8618.86-8.5111.52-13.95-13.957.32-8.8311.5611.56-10.537.71-15.79-15.79-11.19-11.19-6.841.702.792.791.76-0.72-1.14-1.14-0.765.978.958.9545.4045.40-90.8094.68-39.08-39.08-16.5213.0333.5433.54-80.1176.84-38.42-38.420.3830.3830.2340.1880.3080.3080.1950.1920.3030.3030.2020.250.3750.375-98.598.5-7.937.93-84.2284.2237.7337.7323.05-17.03-27.90-27.90-17.6614.6523.1223.1215.41-21.06-31.58-31.5818.8618.86-8.5111.52-13.95-13.957.32-8.8311.5611.56-10.537.71-15.79-15.79-11.19-11.19-6.841.702.792.791.76-0.72-1.14-1.14-0.765.978.958.9545.4045.40-90.8094.68-39.08-39.08-16.5213.0333.5433.54-80.1176.84-38.42-38.420.3830.3830.2340.1880.3080.3080.1950.1920.3030.3030.2020.250.3750.375-98.598.5-7.937.93-84.2284.2237.7337.7323.05-17.03-27.90-27.90-17.6614.6523.1223.1215.41-21.06-31.58-31.5818.8618.86-8.5111.52-13.95-13.957.32-8.8311.5611.56-10.537.71-15.79-15.79-11.19-11.19-6.841.702.792.791.76-0.72-1.14-1.14-0.765.978.958.9545.4045.40-90.8094.68-39.08-39.08-16.5213.0333.5433.54-80.1176.84-38.42-38.420.3830.3830.2340.1880.3080.3080.1950.1920.3030.3030.2020.250.3750.375-98.598.5-7.937.93-84.2284.2237.7337.7323.