山西某层剪力墙住宅楼毕业设计

PAGEXXXVPAGEVI摘要本设计是山西省大同市某住宅小区1号楼。主体11层，一梯三户，总建筑面积3596.06m2。设计包括建筑设计和结构设计。建筑设计部分包括总体布局、平面与竖向交通、建筑朝向与选型以及防火和疏散要求。主要进行了建筑设计构思，平面布局、立面设计、剖面设计以及防火和疏散设计。该设计平面布局合理、满足功能要求。结构计算较全面、详实。满足设计任务书的要求。结构采用剪力墙结构体系。结构设计包括荷载计算（重力荷载、风荷载、水平地震荷载）剪力墙的设计计算和结构配筋，在结构计算中，地震作用采用底部剪力法。在荷载内力计算的基础上，进行了内力组合，取最不利荷载进行了配筋计算。在配筋计算中，考虑了构造和抗震要求，并进行了相应的构造配筋，计算结果较准确。关键词：住宅；结构设计；剪力墙结构AbstractThisdesignisDatonginShanxiProvince,Building1withresidentialquarters.Itsconstructionareais3596.06m2.Thedesignincludesthreechapters,architecturedesignandstructuraldesign.Architecturedesignincludesthetotallayout,planeandtheperpendiculartransportation,theorientationofthebuildingandchoosesthesize,andthedesignoffireproofanddispersion.theplane’sarrangementisreasonable,anditssemblanceissuccinctandgenerous，whichsatisfiesthefunction’srequirement.Thedesignwhoseplaneisreasonable,satisfiesthefunction’srequirement.Structuraldesignisfairlyfullandaccurate,andalsosatisfiestherequirementofthedesigningtask.Thestructuralsystemadoptsshearwall.Thestructuredesignincludestheloadingcalculation(thegravityloading,thewindloadingandthehorizontalearthquakeaction)thedesignofshearwall,thehorizontalearthquakeactionadoptsshearstrengthcalculationoftheend.Onthebasisofcalculatingtheinternalforce,Imakethecombinationofinternalforce,andchoosethemostdisadvantageousforcetodesignthesteelreinforcingbar.Inconsiderationoftherequirmentoftheconstitutionandanti-seismic.andcarriyingoutdesigningthesteelreinforcebar.Theresultisfairlyexact.Keywords:residentialbuildings;structuraldesign;shearwallstruture目录TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc138678822"第1章建筑设计1HYPERLINK\l"_Toc138678823"1.1高层住宅特点1HYPERLINK\l"_Toc138678824"1.2总体布局2HYPERLINK\l"_Toc138678825"1.3平面交通2HYPERLINK\l"_Toc138678826"1.4竖向交通3HYPERLINK\l"_Toc138678827"1.5建筑物的朝向3HYPERLINK\l"_Toc138678828"1.6户型设计3HYPERLINK\l"_Toc138678835"第2章结构设计9HYPERLINK\l"_Toc138678836"2.1结构选型及几何特征计算9HYPERLINK\l"_Toc138678837"2.2荷载计算18HYPERLINK\l"_2.3水平地震作用计算[4]"_2.3水平地震作用计算[4]"2.3水平地震作用计算20HYPERLINK\l"_Toc138678850"2.4风荷载作用下结构内力的计算31HYPERLINK\l"_2.5竖向载作用下结构内力计算"_2.5竖向载作用下结构内力计算"2.5竖向荷载作用下结构内力计算38HYPERLINK\l"_2.6内力组合"_2.6内力组合"2.6内力组合45HYPERLINK\l"_2.7剪力墙截面的设计[5]"_2.7剪力墙截面的设计[5]"2.7剪力墙截面的设计53HYPERLINK\l"_2.10雨篷的设计"_2.10雨篷的设计"2.8楼梯的设计63HYPERLINK\l"_2.10雨篷的设计"_2.10雨篷的设计"2.9外文翻译70PAGEXXXVPAGE142建筑设计1.1高层住宅特点城市中高层建筑是反映一个城市经济繁荣和社会进步的重要标志，随着社会与经济的发展，特别是城市建设的发展，要求建筑物所能达到的高度与规模不断增加，并由此产生了一系列问题。首先，由于建筑高度增加，在高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层建筑的防火要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。其次，由于建筑高度的增加，在相同的建设场地上，建造高层住宅可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。此外，设计精美的高层建筑可以为城市增加景观。第三，从结构受力的角度看，随着高度的增加，侧向荷载（风荷载和水平地震作用）在高层住宅的分析和设计中起着重要的作用，因此，高层住宅的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂的多。第四，从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，从而节省城建与管理的投资。由于高层建筑增加人们的聚集密度，缩短了相互间的距离，水平与竖向交通相结合，使人们在地面上的活动走向空间化，节约时间，增加了效率。但是人口过于密集有时会造成交通拥挤、出行困难等问题。第五，建筑高、重量大，近地面大气层对它周围环境都产生了影响，从而在许多设施、建筑构造及局部处理上都要与之相适应，另外，由于高层建筑的重量大，居住人数多，而出现高密度居住，对居民的心理状态、社会环境、城市结构的动态平衡、居住区的空间组织等都带来了新的问题。第六，由于高层住宅的兴建，居住区和城市由水平向发展转向竖向发展，使经济评价方法和范围发生了变化。第七，新的结构形式随之而来的新的施工方式，同时也影响到设计方法和建筑管理。综上所述，建造高层住宅利大于弊，而合理的规划和设计可以达到美化城市环境效果。可以预见，在相当长的一段时间内，高层建筑仍然是城市建设中的主要建筑形式。因此认识这些特点并掌握高层建筑结构的分析理论和基本设计方法，可以为今后的工作打下良好的基础。1.2总体布局该住宅楼共为十一层，顶部设有电梯机房，一层至十一层均为住户房间。每套居室室内的平而布置基本上按“大客厅，小卧室”的要求确定的，并且厨房靠近客厅，卫生间靠近卧室，各种居住行为各得其所。1.3平面交通交通枢纽设置在建筑中心，电梯和楼梯通过前室连接，各户之间通过走廊连接，并且各住户离楼梯、电梯很近，这样的交通路线简捷流畅，同时在紧急情况下，用户可以迅速疏散。1.4竖向交通由于建筑物的层数，住户的实际情况，本建筑中设有两部电梯，即每单元各一部，同时兼防火电梯用，根据估算两部电梯完全满足要求。除了设置电梯本设计中也设计置了楼梯，在板式住宅中，虽设置了足够量的电梯，但是楼梯仍然必须设置。它有如下作用：1.作为住宅下面几层，特别是2至3层的居民的主要垂直交通方式。2.作为居民的短距离的层间交通。3.作为非常情况下的疏散交通。楼梯的位置，踏步的尺寸和数量，从考虑高层住宅的特点和一些建筑要求的方面做了设计和计算，楼梯采光为直接采光和人工照明相结合，楼梯兼作防烟楼梯。1.5建筑物的朝向选择合理的住宅朝向是住宅区建筑物布置首先考虑的问题，影响建筑物朝向的因素很多，如地理纬度、地段环境、局部气候特征及建筑用地条件等。北方住宅的朝向以朝南为主，点式住宅如本设计的建筑不可避免使一半朝东西，一半朝南北。这种选择主要考虑以下几点：(1)炎热的夏季尽量减少太阳光直射居室外墙或直射室内。(2)夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭。(3)冬季能有适量的阳光射入室内。(4)尽量适合建筑组合的需要。(5)拟建建筑的交通与已有道路尽量融合一体。(6)充分利用地形。1.6户型设计在分析了我国目前城市人口结构和家庭组成及发展趋势，再结合该地区的实际居住条件决定采用两种户型配套使用，由于目前城市正由主干型转换为核心型。两种户型可以满足不同层次和不同人口的家庭的需要。1.6.1卧室因为是休息的地方所以要求动、静分开的同时，同时也要求同其它房间分隔开来；各人生活各得其所，具有良好的私密性。对房间的要求是隔声效果好，卧室之间不应穿越，同时必须直接采光，自然通风。1.6.2客厅根据中国特色，厅具有起居室、会客室、餐厅的多种功能。本设计中采用了大客厅分别与厨房、卫生间、卧室相邻，成为连接各房间的交通枢纽。起居室内的门窗洞口布置应综合考虑使用功能要求，减少直接开向起居室的门数量。1.6.3厨房厨房的主要功能是炊事，有的厨房还同时兼有进餐或洗涤的功能，厨房是家务劳动中心。其设计基本要求是：(1)厨房应设置洗涤池、案台、炉灶及排油烟机等设施或预留位置，按炊事操流程排列，操作净长不应小于2.10m。(2)单排布置设备的厨房净宽不应小于1.5；双排布置设备的厨房其两排设备的净距不应小于0.90m。(3)厨房应该有直接的采光、自然通风，并宜布置在套内近入口处。基于以上要求，本设计中采用两种型式厨房，均满足尺寸要求。1.6.4卫生间卫生间的主要功能包括便溺，漱洗，沐浴，其居住标准、生活水平、自然条件、生活习惯不同，设施标准具有较大的差别。其设计要求为；(1)在满足设备及人体活动空间要求的前提下，力求布置紧凑，设备的尺寸和安装要符合人体工程学要求，以便尽可能减少人的体力消耗。(2)厕所、卫生间是用水较多的场所，其建筑材料的选用及主要注意防水及排水并便于清洁，地面和墙裙应选用防水、又不致于过滑的材料，地面要设置一定坡度。(3)厕所、卫生间产生的蒸汽及其臭味要组织好通风予以排除。最好采用外窗直接通风，否则采用通风道或设小功率排气扇等措施。排风道的排气口应设在接近顶棚的位置。暗厕所，卫生间采用人工照明，有条件的可通过高窗从邻近房间直接间接采光。本设计方案中采用的是公共使用的厕所和浴室。公共使用的厕所的设置与卧室和客厅都较靠近。这样就大大方便了住户。地面均采用防水地面砖，墙壁贴有色瓷砖，地面低于室内地面20mm。设计１％的坡度以防水流入室内。采光分别用人工采光、自然采光，且有通风用的窗口。1.6.5楼梯本设计中，楼梯宽度为1.17m，满足要求。楼梯踏步宽260mm。踏步高156mm。均满足要求。1.6.6大门入口的朝向高层住宅的人口最好放在冬季主导风的背面，因为在迎风面上，越接近建筑物根部中心位置，其风压值越大，如果在这个位置设入口。就成了泄风口，再加上入口必然与垂直交通相连，电梯井与楼梯井就成了披风简，因此会加剧风的烈度，所以人口要尽量避免开向迎风面，有时受总体限制不得不将入口置于迎风面上时，入口就需做适当处理，本设计的高层住宅选择北向入口，因为该地区冬季主导风向为西北风，所以选择合理。1.6.7垃圾处理垃圾道输送方式，设置专门的管道并进行垂直运输，即垃圾道，但在进行设计中，对垃圾倾倒口，管道都应以足够的重视。倾倒口是垃圾的入口，为了使用方便，应设置在交通枢纽等公共空间附近。由于高层住宅的垃圾道长，因而披风作用很大，由于上下层倾倒垃圾的可能性很大，为防止下层轻质垃圾由上层的倾倒口飞出倾倒口直采用翻斗门，不能直接往管道里倒垃圾而要倒在翻斗内，待门关闭后垃圾由翻斗内落入管道内。垃圾道要光滑而无棱角，无凸出物，否则容易挂结污物，而将管道堵死，特别是在北方，凸出物挂住垃圾后，会形成冰疙瘩，使管道被冰冻物堵死。1.6.9防火设计各套户型的进户门均采用防火门，如某一住户发生火灾可及时关闭防火门，防止火势蔓延，使住户有足够的时间脱离危险区，保证了住户的生命安全，进入楼梯入口的门为乙级防火门，耐火极限为1.2小时，该楼梯是发生火灾时居民疏散的主要通道采用封闭式楼梯间，可以有效地减少火灾造成的人身伤亡，为了有利于消防员及时运送消防器材和救护伤员，设计时在电梯前室入口，同样设置了乙级防火门。1.防烟楼梯根据规范规定设置防烟楼梯，楼梯间入口处设有前室，前室内设有送风、排烟竖井，供疏散人员一经到达前室，就达到了第一个安全地点，如果烟一旦侵入前室，基本上可以从竖井排除。消防电梯规范规定塔式高层住宅必须设置消防电梯，楼层内每单元共设置一部电梯，即消防电梯兼做普通载客电梯，发生大火灾时，消防员可以乘消防电梯迅速进入火场，及时运送消防器材和救护伤员。1.6.10使用房间的分类从使用房间的功能要求分类。住宅中的房间有客厅、餐厅、卧室、卫生间和厨房。A户型（一室一厅）建筑面积57.02m2卧室的面积17.42m2餐客厅的面积31.47m2厨房的面积5.08m2卫生间的面积3.52m2B户型（两室一厅）建筑面积75.87m2主卧室的面积21.91m2次卧室的面积11.47m2餐客厅的面积33.44m2厨房的面积5.50m2卫生间的面积4.28m2C户型（三室一厅）建筑面积98.82m2主卧室的面积21.86m2次一卧室的面积11.26m2次二卧室的面积10.98m2餐客厅的面积37.23m2厨房的面积5.50m2生活阳台面积2.30m2卫生间一的面积4.28m2卫生间二的面积4.12m21.6.11门窗在房间平面中的布置三种户型的入户门宽为900mm、卧室门均为宽900mm，其中入户门为防火门，卧室门为成品木门；卫生间门宽700mm、厨房门宽为800mm，采用900mm的门可使一个携带东西的人方便的通过也能搬进书柜等尺寸较大的家具；700mm的门稍大于一个人通过宽度，这些较小的门扇，开启时可以少占室内的使用面积这对平面紧凑的核心式住宅显得更加重要。窗的高度1.5m。因设计中使用了最新的地热式供暖方式，所以暖气被取消了，窗的面积可以相应的增大了。窗的位置考虑采光和通风的要求设置，使各房间的采光均满足规范所规定的窗地比的要求。结构设计2.1结构选型及几何特征计算2.1.1工程概况该11层高层住宅楼，结构采用钢筋混凝土剪力墙结构，基础采用伐板基础。标准层建筑平面布置如图2-1所示，主体结构高度为30.8m，一至十一层层高均为为2.8m，机房层高度为0.7m，女儿墙高度为0.8m，突出屋面电梯机房层高4.1m，结构总高度36.4m。该工程抗震设防烈度为7度，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为二组，基本风压0.45kN/m2，地面粗糙度为B类，基本雪压为0.35kN/m2；该房屋为丙类建筑。2.1.2主体体结构布置置该剪力墙结构平平面布置不不对称，凸凸出、凹进进尺寸符合合规范要求求；结构侧侧向刚度沿沿竖向变化化均匀，无无刚度突变变；结构高高宽比为H/B=330.8//13.772=2..24＜5；每个独独立墙肢段段的高宽比比均大于2，且墙肢肢长度均小小于8m。剪力墙墙门洞口上上下对齐，成列布置，形成了明确的墙肢和连梁。选用现浇楼板，各层楼板厚度均为150mm。2.1.3材料料的选用及及剪力墙截截面尺寸的的确定剪力墙结结构的混凝凝土强度等等级：选用C30，钢筋采用HPB235和HRB4400级。剪力力墙厚度按按三级抗震等等级设计时时底部加强强部位不应应小于楼层层高度的1/20且不应小小于1600mm，其他部位位不应小于于楼层高度度的1/25且不小于于160mmm，本工程剪剪力墙采用用双排配筋筋，剪力墙墙截面的厚厚度均为：：内墙1660mm，外墙墙180mmm。2.1.4剪力力墙截面的的类型判别别及刚度计计算根据抗震震设计的一一般原则，对对称结构的的两个主轴轴方向均应应进行抗震震计算。限限于篇幅，本设计只对一个方向进行计算，且假定结构无扭转。另外，根据《高层规程》，在计算剪力墙结构的内力和位移时，可以不考虑纵横墙的共同工作，为了简化计算，不考虑纵横墙的共同工作。1.剪力墙的类型判判别由图2-1可得得X方向上各各片剪力墙墙的平面尺尺寸，如图2-2所示。由由图可知，XSW--A、XSW--B、XSW--C、XSW--D、XSW--E均为整体体墙。该工工程外墙的的门洞口高高度均为2300mm（其中洞洞口高度为为1600mmmm，12000mm，21000mm，窗台高高度为900mmm，12000mm，300mmm，由空心心砖砌筑填填充），则则外门窗洞洞口处连梁梁高度均为为400mm，内墙门门洞口的高高度均为2000mm，则内墙墙门洞口处处连梁的高高度均为8800mmm。.图2-1标准准层平面图图标准层：外墙连梁的截面面面积和惯惯性矩分别别为：Abj=0.188×1.00=0.18m2 Ibj0=×0.118×1..03=1.55×10--2m4内墙连梁的截面面面积和惯惯性矩分别别为：Abj=0.166×1.00=0.16m2Ibj0=×0.116×1..03=1.333×100-2m4底层：外墙连梁的截面面面积和惯惯性矩分别别为：Abj=0.188×1.00=0.18m2 Ibj0=×0.118×1..03=1.55×10--2m4内墙连梁的截面面面积和惯惯性矩分别别为：Abj=0.166×1.00=0.16m2Ibj0=×0.116×1..03=1.333×100-2m4.图2-2X方方向各片剪剪力墙的截截面尺寸各片剪力墙截面面特征列于于表2-11。各片剪剪力墙连梁梁的折算惯惯性矩分别别见表2--2，其中中连梁的计计算跨度及及折算惯性性矩分别按按公式计算算，截面剪剪应力不均均匀系数μ=1.22。根据表2-1和表2-2的计算结结果，求得得各片剪力力墙的整体体工作系数数,再根据与墙肢惯性性矩比In/I与ζ（根据建建筑层数n及由查表确定）的的关系，可可进行剪力力墙类型的的判别，结结果见表2-3。表2-1中所用公公式：Ajj=b×h；(22-1)Ij=；((2-2))xj=；((2-3))I=∑(Ij+Ajx2j)；(2-4)表2-1X向向剪力墙截截面特征各墙肢截面面积积Aj/m2各墙肢截面惯性性距Ij/m4形心轴组合惯性距A1A2A3A4，I1I2I3I4，xi/mI/m4XSW-A0.840.360.780.884.5310.750.65∑Aj=2.85∑Ij=4.53XSW-C0.600.170.720.0132.041.14∑Aj=0.77∑Ij=0.733XSW-D0.600.170.720.0132.041.14∑Aj=0.77∑Ij=0.733XSW-E0.130.3950.005∑Aj=0.525∑Ij=0.207XSW-F0.8460.6930.630.851.560.860.611.5810.848.03∑Aj=3.0∑Ij=4.61备注：以XSWW-A为例，计计算过程如如下：墙肢1的面积墙肢2的面积墙肢总面积墙肢1的截面惯性矩墙肢2的截面惯性矩墙肢截面的总惯惯性矩表2-2X向向剪力墙连连梁折算惯惯性矩X向剪力墙连梁折折算惯性矩矩编号XSW-A1.601.00.0150.01454.922.671.901.02.40150.01355.081.901.02.40150.01356.49XSW-C1.001.02.60130.01482.930.0248XSW-D1.001.02.60130.01622.700.0263XSW-E0.81.01.50130.03073.6250.0652XSW-F1.901.02.40150.01352.040.06691.301.01.80150.01552.541.301.01.80150.01552.56备注：——第jj列洞口宽宽度；——连梁截面高度；；——第j列洞口宽度加连连梁高度的的一半；——第j连梁的截面面积积；——截面形状系数，矩矩形截面时时取=1..2；——第j连梁截面惯性矩矩（刚度不不折减）；；——第j连梁折算惯性矩矩；——第j列洞口两侧墙肢肢轴线距离离；表2-3X向剪剪力墙类型型X向剪力墙墙类型编号类型XSW—A4.5350.6546.122.679.18<1100.92550.93313多肢墙XSW—C0.7331.140.4070.024846.15>100.3600..93133整体小开口XSW—D0.7331.140.4070.024846.15>100.3600..93133整体小开口XSW—E0.2070.350.1430.026342.56>1100.4110..93544整体小开口XSW—F4.6148.0337.230.06699.56<1000.7750..93133多肢墙备注：——扣除除各墙肢惯惯性矩后剪剪力墙的惯惯性矩；———整体性系系数；=（多肢墙墙）(2-5)=（双肢墙）(2-6))110且为整体小小开口墙10且为联肢墙墙10且为壁式框框架———墙肢轴向向变形影响响系数，当当为3~4肢时，取0.8；5~7肢时取0.85；8肢以上时时取0.9；额K———洞口列数数；———系数，由由及层数查查表确定。2.剪力墙刚度计算算(各片剪力力墙计算）XSW-C,XSW-D,,XSSW-E,,（整体小开开口墙）整体体小开口墙墙的等效刚刚度由下式式计算：（2-7）其中：截面的等等效刚度，为剪力不均匀系数，矩形取1.2，为组合截面惯性矩。各整体小开口墙的等效刚度计算结果见表2-5。表2-4整体小开开口墙的等等效刚度墙号H/mA/m2I/m4μEc/107kN/mm2EcIeq/107kN··m2XSW-C30.80.72.69XSW-D0.771.142.69XSW-E0.5250.350.833）XSW-A,XSW--F,（多肢墙）由于水平平地震作用用近似于倒倒三角形分分布，故可可以由公式式中的倒三三角形荷载载分布的算算式计算联联肢墙的等等效刚度，计计算结果见见表2-66表2-6中所用公公式：IIeq=∑Ii／[(1－T)＋T＋3.64γ2]；(22-8)γ；表2-5多肢肢墙的等效效刚度墙号γ2TIeqEC/107kN/mm2EcIeq/107kN·m2XSW-A0.00450.800.03612.613.037.83XSW-F0.00480.800.03614.633.049.89表2-6x方方向总剪力力墙刚度编号墙体类型EcIeq/×107kkN·m22/×107kkN·m2XSW-A多肢墙37.8396.65XSW-F多肢墙49.89XSW-C整体小开口墙2.69XSW-D2.69XSW-E0.83XSW-C1整截面墙2.71为简化计算，假假定本例中中连梁与总总剪力墙之之间的连接接为铰接，总总剪力墙刚刚度取各片片剪力墙的的等效刚度度之和，计计算结果见见上表。结结构刚度特特征值为2.2荷载计计算2.2.1重力力荷载计算算2.墙体自重（1）外墙：6厚水泥砂浆罩面面00.0066×25=00.1500kN/㎡12厚水泥砂浆0.0112×25=00.3000kN/㎡300厚钢筋混混凝土墙0.30×255=7.500kkN/㎡20厚水泥石灰灰砂浆找平平0.02×25=0..5000kN/㎡30厚稀土保温层0.003×4=00.1200kN/㎡合计∑=8.7550kNN/㎡（2）内墙：15厚水泥石灰膏砂砂浆打底（两面面）00.015×144×2=00.42kN/㎡5厚水泥石灰灰膏砂浆罩罩面（两面面）0.0055×14××2=0..14kNN/㎡200厚钢筋筋混凝土墙墙0.220×255=5.000kkN/㎡合计∑∑=5.5660kNN/㎡（3）内隔墙：5厚水泥石灰灰膏砂浆罩罩面（两面面）0.0005×144×2=00.14kNN/㎡15厚水泥石石灰膏砂浆浆打底（两两面）0.0155×14××2=0.422kNN/㎡120厚空心心砖墙0.1200×14==1.688kN/㎡合计∑∑=2.244kN/㎡（4）女儿墙：6厚水泥砂浆罩面面0.0006×255=0.115kN/㎡12厚水泥砂浆打底底0.0112×255=0.300kN/㎡100厚钢筋混混凝土墙0.10×25==2.5000kNN/㎡20厚水泥砂浆找平平0.022×25=0.5000kNN/㎡合计∑=3.4550kNN/㎡3.门窗重量木门0.2kN/㎡钢铁门0.445kNN/㎡乙级防火门00.45kN/㎡塑钢窗0.445kN/㎡4.设备重量电梯轿箱及设备备取2200kN梁自重bb×h=2250mmm×400mmm梁自重0..25×（0.40－0.15）×25==1.56625kkN/m10厚水泥石石灰膏砂浆浆0..01×（0.4-0.115）×2×114=0..07kNN/m合计∑=1.63325kNN/m2.3.2结构构基本自振振周期计算算因屋面带有突出出间，按照照主体结构构顶点位移移相等的原原则，将电电梯间、水水箱间质点点的重力荷荷载代表值值折算到主主体结构的的顶层，并并将各质点点的重力荷荷载转化为为均布荷载载。由公式可可得：图2-3动力计算算简图将q、Ge、λ、EcIeq分别代入下下式：均布荷载作用下下结构顶点点的位移为为：（2-9）集中荷载作用下下结构顶点点位移：（2-100）可分别求得均布布荷载作用用下和集中中荷载作用用下结构顶顶点的位移移为：uT=uq+uGee=0.070554+0..003994=0.074488m由公式可求的结结构基本自自振周期为为：（取=0.99）T1=1.7=1..7×0..9×=0.442s式中——考虑虑非结构墙墙体刚度影影响的周期期折减系数数；——假想集中中在各层楼楼面处的重重力荷载代代表值Gi为水平荷荷载，按弹弹性方法所所求得的结结构顶点的的假想位移移。2.3.3结构构水平位移移的验算对风荷载作用下和和水平地震震作用下进进行结构位位移的验算算。1在风荷载载作用下水水平位移的的验算：在倒三角形荷载载作用下任任一点位移移：（2--25）在均布荷载作用下下任一点位位移：(2--11)2在水平地地震作用下下水平位移移的验算：：在倒三角形荷载载作用下任任一点的位位移：((2-122)在顶点集集中荷载作作用下任一一点位移：：（2-13）表2-7结构构在水平作作用下位移移验算楼层风荷载作用下水平地震作用下下倒三角形荷载均布荷载总位移倒三角形荷载顶点集中荷载总位移1131.01.000.0010.00000.00180.0000.00300.0000.00030.00011028.20.9090.0010.0000.00170.0000.00290.0000.00030.0002925.40.8190.0020.0000.00160.0000.00270.0000.00020.0000822.60.72900.0030.0120.00140.0000.00240.0000.00020.0000719.80.63870.0240.0000.0010.0000.00200.0000.00020.0000617.00.54840.0030.0000.00010.0000.00150.0000.00010.000355514.20.45810.0580.0000.00050.0030.00100.0000.00010.000200411.40.36770.0050.0000.00020.0010.00040.0000.00000.000138.60.27740.00070.0000.00180.00050.00040.0010.00010.000525.80.18710.0000.00000.000.0000.0000.00359930.0095990.000077513.00.0680.0000.0000.00030.05130.01650.0450.0000.009由上表可知，在在风荷载作作用下位移移验算满足足要求：(2-114)在水平地震作用用下位移验验算满足要要求：(22-15))2.3.4水平平地震作用用下结构内内力的计算算1.总剪力墙总框架架内力计算算作用在结构上的的水平地震震作用可以以是自左向向右（左震震）或自右右相左（右右震）。在在以下的计计算中，剪剪力墙内力力正负号规规定为：弯弯矩以截面面的右侧受受拉为正，剪剪力以绕截截面顺时针针方向旋转转为正，轴轴力以受压压为正。同同时，各截截面内力均均采用左震震时的正负负号。在水平地震作用用下，剪力力墙结构应应分别按倒倒三角形分分布荷载（）和顶点集中荷载（F=）计算内力。倒三角形分布荷荷载作用下下，分别计计算总剪力力墙的弯矩矩、剪力和和总壁式框框架的剪力力，计算结结果见表2-20。计算公公式为：(2-116)((2-177)(2-188)（2）在顶点集中荷荷载作用下下，分别计算总总剪力墙弯弯矩、剪力力和总壁式式框架的剪剪力，计算算结果见表2-200。计算公式式为：(2-199)(2-200)表2-8水平平地震作用用下总剪力力墙、总框框架内力计计算楼层倒三角形荷载作作用下顶点集中荷载作作用下总内力Vw/kNVf/kNMw/kN·mVw/kNVf/kNMw/kN·mVw/kNVf/kNMw/kN·m111.0000-476.5889476.58995298.9213.31333812.206662-298.91192-463.2776488.796610.00100.9097-343.8228649.86775-5521.77812.11111813.408882-277.21175-331.7117663.27663-5799.00090.8194-211.0666794.20334-2914.99610.90899814.611002-248.51158-200.1557808.81444-3163.44880.7290-78.15773909.70992206.5229.705455115.814555-219.81111-68.45118925.523351986.71170.638754.604442996.128868316.4228.503255317.016775-196.1009463.1076681013.14458120.31160.5484187.366611053.600615950.1167.301055518.218994-166.40077194.667721071.822515783.77550.4581320.127791082.144124874.2266.098855719.421114-133.7006326.226671101.566324740.55540.3677453.036661081.711835208.1174.895322820.624667-117.00013457.931191102.344335091.11730.2774585.798831052.333746955.0093.69313321.826887-86.29996589.491151074.166446868.77920.1871718.56001994.0144160194.1162.490933323.029007-59.597789721.05111017.044360134.55610.0968851.32118906.7488874983.0031.288733524.231227-24.896618852.61005930.9800174958.11300993.64781.192762.224025.520993.64806.5892762.2242.剪力墙内力计算算（1）总剪力墙内力分分配根据各片剪力墙墙等效刚度度与总剪力力墙刚度的的比值，可求得各各片剪力墙墙等效刚度度比，计算算结果见表表2-21。表2-9各片片剪力墙等等效刚度比比墙号EcIeq/×107kkN·m22等效刚度比/×107kkN·m2XSW-A37.830.200188.24XSW-F49.890.265XSW-C2.690.014XSW-D2.690.0142XSW-E0.830.0044XSW-C12.710.0143YSW-2113.50.0717YSW-223.340.0177YSW-414.0660.0218YSW-420.5630.0029YSW-432.890.0153YSW-103.060.0162YSW-11-223.340.0177YSW-118.360.0975YSW-615.030.0798YSW-1218.360.0975YSW-85.010.0266YSW-95.590.029699本设计为节省篇篇幅，在下下面的计算中仅对XSW-C11（整截面面墙）、XXSW-C（整体小小开口墙）进进行设计计计算，由下下式（2-211）（2-22）表2-10水水平地震作作用下各片片剪力墙分分配的内力力楼层总剪力墙内力XSW-C1XSW-CVwi/kNMwi/kN·mVwij/kNMwij/kN·mVwij/kNMwij/kN·m111.0-463.27790.00-6.620.00-6.490.00100.9-331.7117-5799.000-4.74-82.93-4.64-81.1990.8-200.1557-3163.448-2.86-45.24-2.80-44.2980.7-68.45111986.711-0.9828.41-0.9627.8170.663.107668120.3110.90116.120.88113.6860.5194.667715783.7752.78225.712.73220.9750.4326.226624740.5554.67353.794.57346.3740.3457.931135091.1176.55501.806.41491.2830.2589.491146868.7798.43670.228.25656.1620.1721.051160134.55610.31859.9210.09841.8810.0852.610074958.11312.191071.90011.941049.41100.0993.6492762.22414.211326.50013.911298.677（2）XSW-C（整体体小开口墙墙）墙肢和连连梁内力计计算对整体小开口墙的的各肢墙截截面内力和和连梁内力力计算公式式为：墙肢弯矩：墙肢轴力：墙肢剪力：连梁的内力：墙肢和连梁内力力计算结果果见表2--11。表2-11XXSW-C水平地震震作用下的的墙肢及连连梁内力层次XSW-C内力左肢内力右肢内力连梁内力Vwi/kNMwi/kN·mVwi1/kNMwi1/kN·mNwi1/kNVwi2/kNMwi2/kN·mNwi2/kNVbi1/kNMbi1/kN·m111.000-6.62047.679-5.8258832.6123.3881-0.7940.591212.3481.654-2.912100.909-4.74043.377-4.1714429.669.470-0.568880.537811.2331.654-2.08590.819-2.86039.068-2.5170026.72235.55-0.343220.484410.1181.656-1.25880.729-0.97834.758-0.8608823.77431.629-0.1170.4319.0041.654-0.43070.6380.90130.450.793620.82927.710.10820.3777.8821.6540.39860.5482.78126.1472.448017.88423.790.3330.3246.7711.6541.24050.4584.66121.8444.102414.93919.870.55940.2705.6571.6562.01240.3676.54317.5315.758611.99115.950.78530.2174.5401.6542.89330.2778.42813.226227.41309.046712.031.01090.1643.4261.6543.76520.1870.30318.920779.06746.10188.111.23650.1102.3151.6444.53710.0962.18314.6153310.721773.15694.2001.46210.05721.1941.7355.30900.0004.1997.67922.495232.6123.3881.70390.59122.348-12.497.242.4风荷载作作用下结构构内力计算算2.4.1总剪剪力墙、总总框架内力力计算作用在结构上的的风荷载可可以是自左左向右作用用（左风）或或自右向左左作用（右风风）。其在在墙肢中产产生的内力力大小相等等方向相反反。本工程程仅计算在在左风作用用下产生的的内力；墙墙肢截面内内力的正负负号规定与与水平地震震作用下相相同。在风荷载作用下下，剪力墙墙结构应分分别按倒三三角形分布布荷载和均均布荷载作作用下计算算内力。在倒三角形荷载载作用下（），分别计算总剪力墙的弯矩、剪力和壁式框架的剪力，计算结果见表2-24。计算公式与水平地震作用（倒三角形分布荷载）下的相似。2.均布荷载作用下下（），分别按下式式（2-233）（2-244）（2-255）计算总剪力墙的的弯矩、剪剪力和壁式式框架的剪剪力，计算算结果见表表2-25，计算公公式为：(2-226)(22-27))(22-28))2.4.2各片片剪力墙内内力计算1.总剪力墙内力的的分配根据表求得的各各片剪力墙墙的等效刚刚度与总剪剪力墙等效效刚度的比比值，可由由式求得各各片剪力墙墙的内力。仍然只对剪力墙墙XSW-C11（整截面面墙）,XXSW-C（整体小小开口墙）进进行设计计计算，计算算结果见。2.XSW-C（整体体小开口墙墙）墙肢和和连梁内力力计算对整体小开口墙的的各肢墙截截面内力和和连梁内力力计算公式式与水平地震震作用下相相同。墙肢弯矩：墙肢轴力：墙肢剪力：连梁的内力：墙肢和连梁内力力计算结果果见下表2-12墙肢和连梁内力力计算结果果见表2-122层次Hi/m倒三角形荷载作作用下均布荷载作用下下总内力Vw/kNVf/kNMw/kN·mVw/kNVf/kNMw/kN·mVw/kNVf/kNMw/kN·m1131.01.0000-308.822308.829972181.46671028.20.9097-222.8421.069951984.488112.6914463.218-245.7551216.1133621.22668-3211.66925.40.8194-136.777514.558851787.499427.85264.629-196.2999356.5400630.0811-1859.11822.60.7290-50.6455589.369981590.29948.08365.781-76.8722528.3733633.1222815.1911719.80.638735.38366645.337761393.300367.05465.78883.900675.3099624.63774023.288617.00.5484121.4133682.555521196.311787.67764.409302.9944822.1433602.11778052.488514.20.4581207.4422701.02225999.33109.796661.26922578.7388967.7577563.227712782.77411.40.3677293.5677700.72888802.12555134.131155.910919.34881117.1339504.816618271.9938.60.2774379.5977681.67449605.13991161.176647.8431331.70041273.3006423.869924542.7725.80.1871465.62643.87006408.15225191.477736.520551824.13341439.4112317.230031633.4413.00.0968551.6566587.31661211.1666225.594421.3542405.69971618.5550181.757739587.2200.00.0643.8788505.867730267.289903143.19901829.6996049177.88表表2-13总剪力力墙内力层次总剪力墙内力XSW-C1XSW-CVwi/kNMwi/kN·mVwij/kNMwij/kN·mVwij/kNMwij/kN·m110.78744.48-3935.2220.71-63.455.2659-465.833100.716216.11-3211.6693.48-51.7825.586-380.22290.654356.54-1859.1185.74-29.9742.245-220.10080.574528.37815.198.5113.1762.50696.5070.503675.304023.28810.8864.8779.949476.3860.431822.148052.48813.25129.838897.331953.3150.36967.7512782.77315.60206.1088114.571513.39940.2891117.13318271.99718.01294.6177132.252163.15530.2181273.30024542.77520.53395.7444150.74112905.56620.1471439.41131633.44923.20510.0588436170.41333745.03310.07611618.55539587.22426.09638.3033191.614686.65500.01829.69949177.88729.50792.94445216.61445822.0772.5竖向载作作用下结构构内力计算算竖向荷载包括竖竖向恒载和和竖向活载载，在竖向向荷载作用用下可以近近似地认为为各片剪力力墙只受轴轴力，且规规定受压为为正，其弯矩和和剪力为零零。各片剪剪力墙承受受的轴力由由墙体自重重和楼板传传来的荷载载两部分组组成，其中中楼板传来来的荷载可可以近似按按其受荷面面积计算，不不考虑结构构的连续性性进行分配配计算。在计算墙墙肢轴力时时，以洞口口的中线为为荷载分界界线。2.5.1XXSW-CC1（整截截面墙）G1～G11=6451.544kN，G12=5312.00921kkNG13=15844.5333kN，G14=911..022kN=0.656//20.8823=00,031152.5.2XXSW-C（整体小小开口墙）G1～G11=6451.544kN，G12=5312.00921kkNG13=15844.5333kN，G14=921..024kkN=0.778//20.8823=00.03773表2-14各墙肢肢面积墙号Am2m2XSW-F2.9540.14220.823XSW-E0.5250.025XSW-D0.7780.037XSW-C10.6560.032XSW-C0.7780.037XSW-A2.9530.142YSW-11.890.091YSW-211.1330.054YSW-220.7060.034YSW-410.7520.036YSW-420.3870.019YSW-430.670.032YSW-60.9310.045YSW-80.8680.042YSW-90.4320.021YSW-100.6830.033YSW-11-111.1330.054YSW-11--20.7040.034YSW-121.890.091表2-15XSW-C11非地震时,分别在Gk、1.4QQk作用下墙墙体中产生生的轴力（kN）楼层楼(屋)面恒载墙自重N1.4楼(屋))面活载N11顶39.469.411.511.53底70.1119.510顶77.66113.8345.3646.86底70.1213.939顶77.66318.2645.36102.45底70.1418.368顶77.66502.6945.36147.56底70.1562.797顶77.66649.1245.36192.33底70.1715.226顶77.66761.5445.36238.31底70.1861.655顶77.66935.9345.36283.54底70.11006.0884顶77.661080.41145.36329.97底70.11150.5993顶77.661224.83345.36314.38底70.11294.3222顶77.661369.67745.36429.12底70.11439.2331顶77.661513.11145.36485.12底70.11583.788表2-16XXSW-CC1地震时,在1.2GGe作用下墙墙体中产生生的轴力（kN）楼层1.2楼(屋))面恒载1.2墙自重1.2(0.55×雪荷载)1.2(0.55×楼面活载)N11顶83.34.1488.24底83.2172.3210顶83.34.14273.81底83.2357.969顶83.34.14459.41底83.2343.528顶83.34.14575.02底83.2729.127顶83.34.14830.65底83.2914.236顶83.34.141016.566底83.21100.3335顶41201.122底83.21285.2334顶89.212.31387.422底84.11471.5223顶89.212.31573.022底84.11657.1222顶89.212.31758.622底84.11842.7221顶89.212.31944.222底84.12028.322表2-17XSW-C非地震时,分别在Gk、1.4QQk作用下墙墙体中产生生的轴力（kN）楼层左墙肢右墙肢楼(屋)面恒载墙自重N1.4楼(屋))面活载N楼(屋)面恒载墙自重N1.4楼(屋))面活载N11顶21.0221.020.330.33底58.8579.8716.8118.8110顶20.73100.8912.8117.932.6821.490.821.15底58.85159.7416.8138.39顶20.73180.7612.8130.742.6840.980.821.97底58.85239.6116.8157.798顶20.73260.6312.8143.552.6860.470.822.79底58.85319.4816.8177.287顶20.73340.512.8156.362.6879.960.823.61底58.85399.3516.8196.776顶20.73420.3712.8169.172.6899.450.824.43底58.85479.2216.81116.265顶20.73500.2412.8181.982.68118.940.825.25底58.85559.0916.81135.754顶20.73580.1112.8194.792.68138.430.826.07底58.85638.9616.81155.243顶20.73659.9812.81107.62.68157.920.826.89底58.85718.8316.81174.732顶20.73739.8512.81120.412.68177.410.827.71底58.85798.716.81194.221顶20.73819.7212.81133.222.68196.90.828.53底58.85878.5716.81213.71表22-18XSW-C地震时,在1.2GGe作用下墙墙体中产生生的轴力（kN）楼层左墙肢右墙肢1.2楼(屋))面恒载1.2墙自重1.2(0.55×雪荷载)1.2(0.55×楼面活载)N1.2楼(屋))面恒载1.2墙自重1.2(0.55×雪荷载)1.2(0.55×楼面活载)N11顶25.2241.526.74底70.6297.34420.17222.7110顶24.8763.73125.953.2160.3526.27底70.62196.5720.17246.459顶24.8763.73225.17663.2160.3550.01底70.62295.796620.17270.188顶24.8763.73324.40223.2160.3573.75底70.62395.022220.17293.927顶24.8763.73423.62883.2160.3597.49底70.62494.248820.172117.666顶24.8763.73522.85443.2160.35121.23底70.62593.474420.172141.405顶24.8763.73622.083.2160.35144.96底70.62692.720.172165.144顶24.8763.73721.30663.2160.35168.70底70.62791.926620.172188.873顶24.8763.73820.53223.2160.35192.44底70.62891.152220.172212.612顶24.8763.73919.75883.2160.35216.18底70.62990.378820.172236.351顶24.8763.731018.98843.2160.35239.92底70.621089.600420.172260.922.6内力组合合2.6.1结构构抗震等级级结构抗抗震等级与与地震烈度度、结构类类型和房屋屋高度有关关。查《规规范》可知知，对于该该钢筋混凝土土剪力墙结结构房屋，剪剪力墙的抗抗震等级为为三级。2.6.2剪力力墙内力组组合剪力墙为偏心受受力构件，与与柱的受力力相似，故故取每层的的底部和顶顶部作为控控制截面，连连梁主要承承受水平荷荷载产生的的内力，一一般取梁端端截面为控控制截面，梁梁端弯矩进进行组合。为为XSW-C11和XSW-C的内力组组合结果。内力组组合所用公公式如下非抗震设计：抗震设计：说明：、、为恒恒载、楼面面活载及风风荷载标准准值产生的的弯矩标准准值；、、为恒载、楼楼面活载及及风荷载标标准值产生生的轴力标标准值；、、、为由重力力荷载代表表值及水平平地震作用用标准值产产生的的弯矩、轴轴力标准值值。表2-19XSW--C1（实体墙墙）内力组组合层次非地震时地震时1.2SGk++1.4SSQk1.4SWk1.2SGE1.3SEhkk1.2NGk/kN1.4NQk/kNN/kNM/kN.mV/kN1.2NGk/kN1.2(0.5NQK))/kN.mNGE/kNM/kN.mV/kN11顶83.2816.199.380219.078883.286.990.180311.07底167.4183.543.676191.68167.4174.3-30.92666282.9810顶256.596679.604336.243.6768822191.6866256.596634.116290.71-30.92666282.9822底340.7166420.3253.894164.2955340.7166374.8322-126.3811264.8939顶429.9122143.1088573.0253.894164.2955429.912261.332491.2444-126.3811264.89底514.0322657.1482.237136.8733514.0322575.3644-178.6611246.778顶603.2288206.6122809.8482.2378136.8733603.228888.548691.7766-178.6611246.77底687.3488893.96168.688109.4822687.3488775.8966255.8833228.687顶776.5444270.11661046.666168.688109.4822776.5444115.7644892.3088255.8833228.68底860.66441130.788373.25682.09111860.6644976.4288508.1499200.596顶949.86333.621283.488373.25682.091949.86142.981092.844508.1499200.59底1033.9881367.6575.94154.6991033.9881176.966930.4144172.505顶1123.1776397.12441520.3575.94154.6991123.1776170.19661293.3772930.414172.50底1207.29961604.422776.74327.278111207.29961377.49921222.699144.324顶1296.4992460.62881757.122776.74327.278111296.4992197.41221493.90041222.699144.52底1380.61121841.2441075.6661-0.1131161380.61121578.02241414.955110.213顶1469.8008524.13221993.9441075.666-0.1131161469.8008224.62881694.4336114.9599528110.21底1553.92282078.0661472.699-27.5044541553.92281778.55561727.2225093395.2412顶1643.1224587.63662230.7661472.699-27.5044541643.1224251.84441894.9661727.222595.209底1727.24442314.8881767.8992-54.8955821727.24441979.08882079.466778.1841顶1816.444651.142467.5881767.8449-54.8955821816.444279.062095.52079.677178.184底1900.5662551.71953.355-45.745591900.5662179.6222312.144468.729注：表中均为左左风和左震震作用下的的组合内力力，在右风风和右震作作用下，弯弯矩和剪力力大小相等等，符号相相反。同时时，规定轴轴力以受压压为正。表2-20XXSW-C（整体小小开口墙）非非地震时内内力组合层次左墙肢内力右墙肢内力1.2SGk++1.4SSQk1.4Swk1.2SGk++1.4（SQk+Swk）1.2SGk++1.4SSQk1.4Swk1.2SGk++1.4（SQk+Swk）N/kNN/kNM/kN·mV/kNN（左风）/kNN（右风）/kNN/kNN/kNM/kN·mV/kNN（左风）/kNN（右风）/kN7顶464.9672.244117117.412265.124883477.00441452.9155999.562-72.2444249.53277834.860228101.2044497.91966底535.58144.59445234.9966479.28511548.42551522.73449119.7344-144.599599.13833842.440004121.48556117.982246顶573.6144144.59445234.9966479.28511586.45991560.76889123.77-144.599599.13833842.440004125.52116122.01884底644.2344229.53335373.0400193.327666657.54999630.91881143.9422-229.5333157.3755149.956881145.75778142.126625顶682.2688229.53335373.0400193.327666695.58339668.95221147.9788-229.5333157.3755149.956881149.79338146.16222底752.8888328.10009533.23333107.73336766.34446739.43114168.15-328.1001224.9555957.668009169.98550166.315504顶790.9222328.10009533.23333107.73336804.37886777.46554172.1866-328.1001224.9555957.668009174.02110170.35110底861.5422440.70225716.23442122.7944874.80889848.27551192.3588-440.7003302.159965.729662194.16771190.548893顶899.5766440.70225716.23442122.7944912.84229886.30991196.3944-440.7003302.159965.729662198.20331194.58449底970.1966568.02774923.16337138.81227982.94331957.44889216.5666-568.0227389.4566874.304225218.30442214.827782顶1008.233568.02774923.16337138.812271020.97771995.48229220.6022-568.0227389.4566874.304225222.34002218.86338底1078.855710.849911155.2779156.088821090.744711066.95529240.7744-710.8449487.3799683.551553242.39663239.151171顶1116.8884710.849911155.2779156.088821128.788111104.98869244.81-710.8449487.3799683.551553246.43223243.18777底1187.5004883.063341435.1664176.450061196.855911178.14489264.9822-883.0663605.455594.45122266.25777263.70663续表2-20注：：此处规定定墙肢轴力力以受压为为正，受拉拉为负。表2-21XXSW-C（整体小小开口墙）地地震时内力力组合层次左墙肢内力右墙肢内力连梁内力1.2SGE1.3SEhkk1.2SGE++1.3SSEhk1.2SGE1.3SEhkk1.2SGE++1.3SSEhk1.3SEhkkN/kNN/kNM/kN·mV/kNN（右震）/kNN（左震）/kNN/kNN/kNM/kN·mV/kNN（右震）/kNN（左震）/kNV/kNM/kN·m11顶32.068880014.22799788.473333-24.335573.048007.615622313.546443-7.4504433.86386663.670顶116.81228-140.2007-227.866554.418224168.12339365.50166727.25444140.20667-96.1299829.12877336.44022118.06855910顶151.14-140.2007-227.866554.418224202.45111399.82888731.53366140.20667-96.1299829.12877340.71944122.34777916.0016615.2底235.8844-76.48222-124.299987.037551282.101186189.6666155.7476.482116-52.4388546.58955863.61311947.8668819顶270.21112-76.48222-124.299987.037551316.429906223.