毕业设计（论文）-唐山市某小区5号住宅楼设计(剪力墙结构)

1北京交通大学毕业设计(论文)目录中文摘要 5 6第一章建筑设计说明书 7第一节.平面设计 8 8 8 9 9 9第二节.剖面设计 第三节.体型和立面设计 第五节.构造设计 (三)屋顶构造 第二章结构设计说明书 第一节.基本结构体系概述 2北京交通大学毕业设计(论文) (六)基础选型 第一节工程概况与设计条件 第二节主要结构材料 (二)混凝土 第三节结构设计总信息 第四节竖向荷载 第五节风荷载作用下的位移和内力 (一)风荷载标准值 第六节地震作用下的位移和内力 3北京交通大学毕业设计(论文) 第八节连梁截面设计 (二)连梁LL2(首层)截面设计 第九节楼梯设计 (四)计算结果 第十节楼盖设计 (二)依据规范 (三)计算信息 (四)计算参数 (五)配筋计算 (六)跨中挠度计算 (七)裂缝宽度验算 4北京交通大学毕业设计(论文)5北京交通大学毕业设计(论文)本设计为唐山市某小区12层板式高层住宅楼，共两个单元。考虑与周围关键词：高层建筑；剪力墙结构；抗震设计；6北京交通大学毕业设计(论文)insidehavetwostairwaysandanelevator.Thetypeoftheissymmstructuresystem,anti-earthquakwaittherequestwiththeapplicability,horizontalforthreeacross,longitudindirectionistenacross.SpriPKPMCAD,butthemostpartofcombinationoftheinternalforceandtheconfigurationofthereinforcicapacities,increasekeywords:Thehighbuildings;Shear-walls7北京交通大学毕业设计(论文)第一章建筑设计说明书唐山市某小区5号住宅楼剪力墙结构设计，基本设计资料详见设计任务本住宅为12层板式高层住宅，共两个单元，每个单元两户，每户建筑面积120～200m2左右。层高：地下室2.9米，标准层2.9米，顶层3.1米，室内外高差1.2米。建筑物总高度为38.3米，主体结构共有12层，有效高度为35米，第十三层为楼电梯间和水箱间。建筑沿X方向的长度为31.2米，沿Y方向的长度为12.3米。2.1米，窗洞口基本高度为2.3米，窗台高0.8米。填充墙材料为混凝土空心8北京交通大学毕业设计(论文)第一节.平面设计和13.26m²,副卧室面积分别为10.36m²和12.58m²。每个户型中，主卧室和(二)辅助部分的平面设计9(三)交通联系部分的平面设计(四)户内平面组合设计(五)户间平面组合设计平面形式选用整体式(即板式住宅)。北京交通大学毕业设计(论文)(一)层数(二)层高第三节.体型和立面设计1)符合基地环境和总体规划的要求；2)符合建筑功能的需要和建筑类型的特征；3)合理运用某些视觉和构图的规律；4)符合建筑所选用结构体系的特点以及技术的可能性；5)掌握相应的设计标准和经济指标。第四节.相关技术设计(二)防火疏散设计(1)建筑类型据《高规》第3.0.1条规定，本高层住宅楼为十二层，(3)防火分区和放烟分区据《高规》第5.1.1条第5.1.6条规定，本(7)消防电梯台数按《高规》第6.3.2和第6.3.3条规定，本楼只需第五节.构造设计(一)墙体构造1.剪力墙2.隔墙(二)楼板层构造楼地板面做法：住户部分仅做1:3水泥砂浆打底找平，面层留给住户二(三)屋顶构造(1)排水构造屋面排水采用结构找坡，坡度取2%,岩沟排水采用材料找坡，坡度取1%,垫坡材料用炉渣。(1)楼梯形式采用双跑楼梯。(3)踏步尺寸为，踏步高150mm,踏面宽250mm,扶手高900mm。(4)体面装修采用1:2.5水泥砂浆抹面。(五)建筑施工图花岗岩板20厚3.地面20mm厚1:2.5水泥砂浆抹面；4.楼面30厚1:2干硬性水泥砂浆抹平；(2)楼面，公共走廊，电梯厅8厚陶瓷铺地砖(耐磨型);20厚1:2干硬性水泥砂浆抹平；20厚1:3水泥砂浆一道+3%防水剂；20厚1:2.5水泥砂浆；20厚1:2.5找平；(2)卫生间，厨房5厚1:2水泥砂浆内加3%107胶；12厚1:3水泥砂浆打底。(3)机房，设备层14厚1:3水泥砂浆打底。(4)其它墙面5厚1:0.2:2.5水泥灰膏砂浆罩面；13厚1:0.2:2.5水泥灰膏砂浆打底。多色涂料3道；6厚1:2.5水泥砂浆罩面；12厚1:3水泥砂浆打底。7.外墙勒脚6厚1:2.5水泥砂浆；12厚1:3水泥砂浆；刷107胶素水泥浆一道。8.顶棚(1)地下室机房，设备层走道，楼梯间涂106涂料；6厚1:0.2:3水泥石灰砂浆；12厚1:0.2:2.5水泥石灰膏砂浆；(2)水泵房卫生间，厨房5厚1:3水泥砂浆打底；5厚1:2.5砂浆罩面；(3)各户内顶棚5厚1:0.2:3水泥石灰膏砂浆打底；5厚1:0.2:2.5水泥石灰砂浆罩面；9.踢脚(1)现浇楼板(结构找坡2%)20厚1:3水泥砂浆找平层；20厚1:2.5水泥砂浆找平层；35厚490×490混凝土预制板。北京交通大学毕业设计(论文)第二章结构设计说明书第一节.基本结构体系概述因此，它适合于建造较高的高层建筑。在15层以上的高层建筑中采用剪力墙是经济的，在非地震区采用剪力墙建造建筑物高度可达140m。剪力墙结构的北京交通大学毕业设计(论文)巨型框架结构体系是利用筒体作为柱子，在筒与筒之间用巨型梁(每隔几层或十几层楼设置一道，截面一般为一层或几层楼高)相连，筒体和巨型梁即形成巨型框架结构。巨型框架承受主要的水平和竖向荷载。其余楼层由小框架组成，它不抵抗侧向力，主要承受各楼层竖向荷载，并将其传到巨型梁上。综上所述，不同的结构体系具有不同的受力特性及不同的高度适用范围。在选择建筑物结构体系方案的时候，应根据使用要求、水平力类型(风或地震荷载)、结构受力特性、施工条件、材料供应情况、经济性等综合考虑。在满足使用要求的前提下，高层建筑中经济性和合理性在很大程度上取决于抗侧力结构的选择是否合理。结合本设计任务书要求，拟建一栋12层板式住宅楼，建筑位于唐山市某住宅区，抗震设防烈度为8度，选用剪力墙结构作为本建筑工程设计的结构体系。第二节、抗震、抗风概念设计对于比较复杂得多层高层建筑，某些部位还无法用解析方法精确计算；特别是在地震区，地震作用的影响因素很多，要求精确计算是不可能的。因此，要求结构设计师和建筑师密切合作，并能在对建筑和结构设计思想一致的基础上去解决结构和空间设计的矛盾，使创造性合作在设计的早期阶段成为可能，以便于总体建筑的形成。“概念设计”是指对一些难以作出精确计算分析或在某些规程中难以具体规定的问题，应该由设计人员运用概念进行判断和分析，以便采取相应的措施，做到比较合理的进行结构设计。空气从气压大的地方向气压小的地方流动就形成了风。风的强度常称为风自由气流的风速或风压，作用在结构上，由于结构的体型、高度和宽度不北京交通大学毕业设计(论文)基本风压值w。系以当地比较空旷平坦地面上(地面粗糙度为B类)离地10m高统计所得的50年一遇10min平均最大风速v₀(m/s)为标准，的高层，要用《荷载规范》中给的wo分别乘以系数1.1或1.2后才能使用。式中wg——风荷载标准值(kN/m²);wo——基本风压(kN/m²)风在建筑物表面的实际风压。风荷载体型系数是指实际风压与基本风压的比北京交通大学毕业设计(论文)值。停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压，即平均风压，实际上风压是在平均风压上下波动着。这种波动风压会在建筑物上产生一定的动力效应。风载波动中的短周期成分对于高度较大或刚度较小的高层建筑可能产生一些不可忽视的动力效应，因此在设计中必须考虑。φz——振型系数。(二)抗震概念设计是结构产生振动，这就是地震作用。地震波会使房屋产生竖向振动一般对房屋的破坏主要由水平振动造成。设计中主要考虑水平地震作用，只有震中附近的高烈度区或竖向振动会产生较严重后果时，才同时考虑竖向地震作地震作用与结构的质量、结构本身的动力特性(自振周期、振型、阻尼)、地面运动的特性有关。对工程而言，地面运动的特性可以通过三要素来描述：地面运动的振幅、频谱和持续时间。这三个要素的不同组合将决定着建筑结构的安全与否。我国根据科研成果确定了三水准抗震设防的抗震设计原则。三水准二阶段第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震(或小震)影响时，建筑物不需修理，仍可正常使用。一方面要使结构处于弹性工作阶段；另一方面还需限制层间位移(对普通房屋)和避免设备破坏，即须保持必要的刚度。第二水准：当遭受恩地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物可能产生一定的损坏，但经修复后仍可继续使用。北京交通大学毕业设计(论文)第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震(或称大震)影响时，建筑物可能产生重大破坏，但不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。我国规范对第二水准及设防烈度可以一般不要求验算，仅作为控制程度加以叙述，因而在抗震设计中，实际上只进行第一、二阶段分析计算。水平侧向地震作用是主要的，但在某些情况下也不能忽略竖向作用。我国抗震设计规范对此作出一般规定：(1)一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力构件承担。(2)有斜交抗侧力构件结构，亦分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。(3)质量和刚度明显不均匀、不对称结构，应考虑水平地震作用的扭转效应。(4)在8度和9度地震时的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱和类似的高耸结构，9度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。(一)底部剪力法高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布均匀的建筑，可采用底部剪力法，采用底部剪力法时各楼层可仅取一个自由度结构的水平地震作用标准值，由等效侧向力表示结构所产生的水平地震作用标准值，结构的总底部剪力可用下式结构水平地震作用计算简图第i个楼层处作用的等效地震作用标准值F₁按下式计算：北京交通大学毕业设计(论文)顶部附加水平地震作用：式中α₁——相当于结构基本自振周期T的水平地震影响系数，取值分别按两种情况考虑：当建筑结构阻尼比为0.05时，应根据烈度、场地类别、结构自振周期采用。,β的值可查表而得；Tg——场地特征周期值，根据场地类别和地震环境分区确定，s;地震影响系数曲线当建αmax——截面抗震验算的水平地震影响系数最大值；地震影响系数曲线当建αT北京交通大学毕业设计(论文)筑结构的阻尼比不等于0.05时，其水平地震作用影响系数曲线的形状参数需作1)下降段的衰减指数，由0.9修改为：2)倾斜段的斜率，由0.02修改为：阻尼比不等于0.05时，水平地震作用影响系数最大值应乘以阻尼调整系数作相应的调整：Gg——计算地震作用使总重力荷载，为各层重力荷载的和；G₁、G,——第i、j层的重力荷载，计算地震作用时，重力荷载取100%,恒载，50%雪荷载，50%～80%活荷载；(二)振型分解反应谱法根据打量的强震记录，求出不同自振周期的单自由度体系地震最大反应，取这些反应的包线，称为反应谱。以反应谱为依据进行抗震设计，则结构在这些地震记录为基础的地震作用下式安全的，这种方法称为反应谱法。利用反应谱，可很快求出各种地震干扰下的反应最大值，因而此法被广泛采用。振型分北京交通大学毕业设计(论文)解反应谱法即是以反应谱法为基础的。当结构的平面形状和立面体型比较简单、规则时，两个主轴方向的水平地震作用可以分别计算，可以不考虑扭转振动的影响。多自由度体系可以按振型分解方法得到多个振型。通常n层结构可以看成n个自由度体系，有n个振型。沿结构主轴方向，结构第j振型第i质点的水平地震作用的标准值按下F,=α,y;X;GY——j振型的参与系数；应当注意，求出各个振型的等效地震作用以后，不能用简单相加得到的总地震作用计算内力，而应当用各振型的地震作用分别计算结构的内力和位移，然后通过振型组合方法计算各个截面的内力和各层位移。当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时，振型个数需要适当增加，一般情况下只取2～3个振型参与组合。采用下述公式进行作用效应组合，即平方和的平方根法：式中S,——由j振型等效地震作用求出的作用效应值，可以是某截面的弯矩、剪力、轴力或某个楼层的位移；S——组合以后某截面的弯矩、剪力、轴力或某个楼层的位移；m——参加组合的振型数，一般取前2～3个振型，沿高度刚度不均匀时可取5～6个振型。考虑扭转影响的结构按扭转耦联振型分解法计算时，各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角位移共三个自由度，并应按下列规定计算地震作用和作用效应。确有依据时，尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。由于本建筑结构质量和刚度分布比较均匀，所以在手算设计的时候不考虑扭转作用影响，北京交通大学毕业设计(论文)并且不考虑竖向地震作用。在进行手算的时候，虽然本设计的建筑物高度为54.85m,超过了40m,但是本建筑结构质量和刚度沿高度方向都比较均匀分布，充分考虑了两个方向地震作用的影响，并且考虑扭转藕联振动影响，结构计算的时候选取了前21个振型进行计算组合分析(四)主要构件配筋计算理论(一)墙肢截面内力设计值调整剪力墙截面的特点是墙肢长度远远大于墙体厚度，在其自身平面内具有很大的侧向刚度，在结构中往往承受较大的水平作用，是一种有效的抗侧力构件。从受力状态来看，墙肢属于偏心受压或偏心受拉构件。在进行墙肢的截面设计时，一般应进行斜截面受剪承载力计算、偏心受压或偏心受拉状态下的正截面承载力计算以及墙体平面外轴心受压承载力计算等。在竖向荷载和侧向力的共同作用下，剪力墙常见的破坏形态有弯曲破坏、剪切破坏(斜拉破坏、斜压破坏、剪压破坏)、沿水平施工缝滑移破坏以及钢筋锚固破坏等形式，其中斜拉、斜压、剪压等剪切破坏形式及钢筋锚固破坏均属于脆性破坏，在抗震设计时应尽量避免。为了使剪力墙结构具有良好的抗震性能，应按照“强墙(肢)弱(连)梁”的原则，除底部加强区外，使塑性铰出现在连梁的端部。在进行墙肢截面设计时，应遵照“强剪弱弯”的原则，使墙肢在底部加强区出现塑性铰之前，不发生脆性破坏，并采取合理的抗震构造措施，保证剪力墙特别是墙肢底部的塑性铰区具有良好的延性。为了使塑性铰发生在剪力墙墙肢底部，根据《建筑抗震设计规范》第6.2.7条，按一级抗震等级设计的剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值，在底部加强部位及其上一层应按墙肢底部截面弯矩设计值采用，其它部位应按墙肢截面弯矩计算值乘以增大系数1.2采用。根据“强剪弱弯”的原则，提高剪力墙底部加强部位斜截面受剪承载力，可以防止墙肢在弯曲屈服前出现剪切破坏，改善底部塑性铰区的延性和耗能性能。剪力墙底部加强区部位墙肢截面的剪力设计值，一、二、三级抗震等级时应按下列公式进行调整，四级抗震和无地震作用组合时可不进行调整。9级抗震设计时尚应符合：北京交通大学毕业设计(论文)式中V——考虑地震作用组合的剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计Vw——考虑地震作用组合的剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力计nvw——剪力增大系数，一级为1.6,二级为1.4,三级为1.2;Mwua——剪力墙底部截面实配的抗震受弯承载力所对应的弯矩值；Mwua——考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部截面的弯矩设计值。(二)墙肢受剪截面限制条件和轴压比限值为了防止剪力墙过早出现斜裂缝，发生脆性破坏，应对墙肢的剪压比进行限制。剪力墙的受剪截面应符合下列要求。1.无地震作用组合时y₀Vw≤0.25βfbwh2.有地震作用组合时剪跨比λ大于2.5时，剪跨比λ不大于2.5时，式中Vw——剪力墙截面的剪力设计值，底部加强区应按照前面公式Yo——结构重要性系数，当安全等级为二级时，Yo=1.0;bw,hwo——分别为剪力墙墙肢截面宽度和有效高度；βc——混凝土强度影响系数，应按《高规》第6.2.6条采用；北京交通大学毕业设计(论文)同一组组合的未进行内力调整的弯矩和剪力设计值。一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位在重力荷载代表值作用下，墙肢的轴压比不宜超过下表的限值。剪力墙墙肢轴压比限值抗震等级(设防烈度)一级(9度)一级(7、8度)二级(三)剪力墙正截面承载力计算1.偏心受压剪力墙矩形、T形、I形截面偏心受压剪力墙的正截面受压承载力可按下列公式剪力墙的截面尺寸(1)无地震作用组合y₀N≤Af-Aσ,-N+N(4-3-N.=α₁fb,x+α₁f.(b,-b)h,北京交通大学毕业设计(论文)N.=α₁fb,xN=0北京交通大学毕业设计(论文)α₁、β——随混凝土强度提高而逐渐降低的系数，当混凝土强度等级不超过C50时，分别取1.0和0.8,当混凝土强度等级为C80时，分别取0.94和0.74,其间按线性内插法确定(2)有地震作用组合时公式(4-3-1)和(4-3-2)的左端均不考虑结构重要系数y₀;其右端均应除以承载力抗震调整系数yRE,对于偏心受压剪力墙，取Yeg=0.85。2.偏心受拉剪力墙矩形截面偏心受拉剪力墙的正截面承载力可按下列近似公式计算：(1)无地震作用组合时(2)有地震作用组合时北京交通大学毕业设计(论文)(四)剪力墙斜截面受剪承载力计算在进行剪力墙设计时，通过斜截面受剪承载力计算确定墙体的水平分布钢筋，防止剪切破坏发生。1.偏心受压剪力墙偏心受压剪力墙的斜截面受剪承载力应按下列公式进行计算：(1)无地震作用组合时(2)有地震作用组合时式中N——剪力墙的轴向压力设计值，有地震作用组合时，应考虑地震作A——剪力墙截面面积A——T型或I型截面剪力墙腹板的截面面积，矩形截面时A——配置在同一水平截面内的水平分布钢筋的全部截面面积；s——剪力墙水平分布钢筋的竖向间距；一组组合的未进行内力调整的弯矩和剪力设计值。的弯矩值和剪力值计算。北京交通大学毕业设计(论文)2.偏心受拉剪力墙剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力应按下列公式进行计算：(1)无地震作用组合时0上式右端的计算值小于时，取等于0(2)有地震作用组合时(五)复杂剪力墙暗柱的配筋计算在实际的剪力墙结构中，虽然存在一些矩形截面的墙肢，但绝大多数剪力墙为T形、L形或更为复杂的截面形式。在计算分析时，可以将平面形状复杂的组合剪力墙合理的划分为若干个简单的矩形截面墙肢。抗震构造措施能够保证结构的延性，以满足设防烈度下的要求，同时，通过构造措施，能实现在罕遇地震作用下避免倒塌的目标。本建筑设计采用的是剪力墙结构体系，所以以剪力墙抗震构造措施作说明。剪力墙是一种抵抗侧向力的结构单元。剪力墙具有较大的刚度，在结构中往往承受水平力的大部分，成为一种有效的抗侧力结构。在抗震结构中，剪力墙也称为抗震墙。钢筋混凝土剪力墙的设计要求是：在正常使用荷载及风载、小震作用下，结构应处于弹性工作阶段，裂缝宽度不能过大；在中等强度地震作用下(设防烈度),允许进入弹塑性状态，必须保证在在强烈地震作用(罕遇烈度)下，剪力墙不允许倒塌，要保证剪力墙结构的稳定。抗震墙结构抗震构造措施1.抗震墙的厚度一、二级不应小于160mm且不应小于层高的1/20,三四北京交通大学毕业设计(论文)小于200mm且不宜小于层高的1/16;无端柱或翼墙时不应小于层高的1/12。布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm,直径不应小于6mm;在底部加强部位边0.25%;四级抗震墙不应小于0.20%;钢筋最大间距不应大于300mm最小直径(2)部分框支抗震墙结构的抗震墙底部加强部位，纵向及横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3%,钢筋间距不应大于200mm。时不宜超过0.4,一级(8度)时不宜超过0.5,二级不宜超过0.6。5.抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件并应符合下列要求：(1)抗震墙结构一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按要求表的规定值时可按要求2设置构造边缘构件。抗震墙设置构造边缘构件的最大轴压比等级或烈度一级(9度)一级(8度)二级轴压比(2)部分框支抗震墙结构，一、二级落地抗震墙底部加强部位及相北京交通大学毕业设计(论文)抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙(如图1)约束边缘构件沿墙肢的长度和配箍特征值应符合表1的要求，一、二级抗震墙约束边缘构件在设置箍筋范围内(即图中阴影部分)的纵向钢筋配筋率，分别不应小于1.2%和箍筋λ1箍筋或拉筋x=àb+[300箍筋λ箍筋或拉筋x=λ,2剪力墙的约束边缘构件图一一级(9度)一级(8度)二级λI。(暗柱)I。(有翼墙或端柱)注：1.抗震墙的翼墙长度小于其3倍厚度或端柱截面边长小于抗震墙构造边缘构件的配筋要求表2抗震等级底部加强部位其他部位纵向钢筋最小量(取较大值)箍筋纵向钢筋最小量拉筋最小直径沿竖向最大间最小直径沿竖向最大间距88二88三66四662.对其他部位，拉筋的水平间距不应大于纵筋间距的2倍，转角处宜北京交通大学毕业设计(论文)6.抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时，应按柱的要求进行设计，(六)基础选型埋置深度可不小于建筑物高度的1/12,采用桩基时可不小于建筑物高度的1/15,桩的长度不计在埋置深度内。抗震设防烈度为6度或非抗震设计的建上的箱形和筏形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;当桩与箱基长)不宜小于建筑物高度的1/18。北京交通大学毕业设计(论文)(1)桩顶嵌入箱基或筏基底板内的长度，对于大直径桩，不宜小于100mm;对中小直径的桩不宜小于50mm;(2)桩的纵向钢筋锚入箱基或筏基底板内的长度不宜小于钢筋直径的35倍，对于抗拔桩基不应少于钢筋直径的45倍。基础埋置深度一般从室外地面算起，如果地下室周围无可靠侧限时，应从具有侧限的地面算起。高层建筑与裙房设沉降缝分开时，两者的基础埋置深度应有一定的高差，根据土质情况一般不小于2m,沉降缝在室外地坪以下宜用粗砂填实以证高层建筑的侧向约束。3.采用箱形或筏形基础时上部结构的嵌固部位当高层建筑的地下室采用箱形或筏形基础，且地下室四周回填土为分层夯实时，上部结构的嵌固部位可按下列原则确定：(1)两层地下室为箱基，上部结构为框架、剪力墙或框剪结构时，上部结构的嵌固部位可取箱基的顶部(2)采用箱基的多层地下室及采用筏基的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框剪结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度大于等于上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位，否则认为上部结构嵌固在箱基或筏基的顶部。符合前述(2)要求的多层地下室，在进行抗震验算时，地下室剪力墙的加强部位应从地下一层结构顶板标高往下延伸一层，地下室加强部位剪力墙的弯矩设计值应根据抗震设防烈度、建筑物的抗震等级按底部加强区的规定进行计算，其构造措施也应符合相应规定。当不符合上述要求时，加强部位应从箱基顶板或平板式筏基或梁板式筏基梁的顶部开始。本工程根据高层建筑基础的选型主要考虑上部结构类型、层数、高度、工程地质条件、抗震设防要求、场地条件、施工技术水平等多方面因素综合比较确定，选用整体性较好的箱形基础。1.构件截面选择(1)剪力墙的厚度剪力墙的数量、位置主要依据房间功能要求而确定，剪力墙的厚度根据剪力墙截面设计及抗震构造决定。(2)楼面结构尺寸楼面梁一般取截面高度(1为梁计算跨度),截面宽度北京交通大学毕业设计(论文)连续双向板的最小厚度为(I₁为双向板短跨的计算长度)。(3)基础尺寸剪力墙体系筏板基础设计(略)2.荷载(1)画出屋面积标准层楼面竖向活荷载布置示意图(2)采用结构计算软件计算水平地震作用，画出各层楼面处地震作用的(3)采用结构计算软件计算风荷载，画出各层楼面处风荷载标准值；(4)画出基础受力示意图3.配筋计算(1)楼面标准层(2)标准层梁、柱、墙第三章结构设计计算书第一节工程概况与设计条件(一)建筑概况与结构选型高2.9m,标准层层高2.9m;第13层为电梯机房和水箱间，层高3.3m;首层室内外地面高差为1.2m,建筑物总高度为38.3m。建筑沿X方向的宽度为般取为2.1m,基本宽度为1.0m;窗台高度为0北京交通大学毕业设计(论文)(三)设计的基本条件度设计统一标准》第1.0.5条，结构的设计使用年限为50年。按照《建筑结构可靠度设计统一标准》第1.0.8条和第7.0.3条，建筑结根据《建筑抗震设防分类标准》第3.0.2条和第10.0.2条，建筑抗震设建筑室外地面至檐口的高度为35.0m,高宽比为2.87,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)第4.2.2条和第4.2.3条，本工程属2.雪荷载根据《建筑结构荷载规范》附表D.4《全国各城市的50年一遇雪压和风(1)基本风压本工程的房屋高度小于60m,按照《高规》第3.2.2条条文说明的要求，北京交通大学毕业设计(论文)基本风压0。应取《建筑结构荷载规范》附录D.4《全国个城市的雪压和风压值》中50年一遇的风压，基本风压W。=0.40kN/m²。(2)地面粗糙度本工程位于右密集建筑群的城市市区，地面粗糙度类别为C类。4.抗震设防的有关参数拟建场地土层为轻亚粘土，属于中软土，建筑场地的覆盖层厚度为20m,根据《建筑抗震设计规范》表4.1.6的规定，建筑的场地类别为Ⅲ类。按照《建筑抗震设计规范》附录A-《我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组》的规定，唐山市区抗震设防烈度为8度，设计基本加速度值为0.20g,设计地震分组为第一组。本工程建筑主要屋面的高度为35.0m,根据《高规》第4.8.2条的规定，剪力墙抗震等级为二级。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条的规定，本工程混凝土结构可根据其所处环境条件的不同，划分为一类和二b类两种环境类别，参见下表。混凝土结构的环境类别环境类别一类二b类条件室内楼板、梁、剪力墙地下室外墙、基础底板(一)钢筋测值与屈服强度实测值之比不小于1.25,屈服强度实测值与强度标准值的比第4.2.3条和第4.2.4条的规定采用，参见下表。钢筋强度设计值与弹性模量钢筋种类符号虫混凝土强度设计值与弹性模量混凝土强度等级(三)结构混凝土耐久性的要求结构混凝土耐久性的要求环境类别一类二b类最大水灰比最小水泥用量(kg/m³)最大氯离子含量(%)最大碱含量(kg/m³)不限制北京交通大学毕业设计(论文)第三节结构设计总信息(二)计算采用软件(三)结构弹性分析时采用的主要计算参数总信息地下室层数：风荷载信息修正后的基本风压(kN/m²):结构基本周期(秒):钢砼结构2计算X,Y两个方向的风荷载计算X,Y两个方向的地震力剪力墙结构1北京交通大学毕业设计(论文)地震信息特征周期结构的阻尼比(%):活荷载信息1调整信息配筋信息梁主筋强度(N/mm²):柱主筋强度(N/mm²):墙主筋强度(N/mm²):32是不考虑不折算折算折减系数1北京交通大学毕业设计(论文)柱箍筋强度(N/mm²):墙分布筋强度(N/mm²):墙竖向筋分布最小配筋率(%):荷载组合信息地下信息室外地平标高(m):地下水位标高(m):0.300.604第四节竖向荷载屋面及楼面均布活荷载房间部位活荷载标准值组合值系数准永久值系数中。不上人屋面0上人屋面楼面住宅厨房卫生间走廊、门厅消防疏散楼梯阳台物业办公电梯机房3.阳台5.屋面(上人屋面)25厚水泥砂浆结合层北京交通大学毕业设计(论文)30mm厚水泥砂浆面层压实赶光20mm厚焦渣混凝土垫层120mm厚钢筋混凝土楼板20mm厚板底抹灰16.0×0.020=0.327.楼电梯间、水箱间屋面(不上人屋面)防水层40mm厚硬质聚氨酯泡沫保温层平均200厚焦渣混凝土找坡2%120mm厚钢筋混凝土楼板吊顶、管道8.楼梯间以顶层楼梯间为标准：30mm厚干硬性水泥砂浆结合层三角形踏步：120mm厚钢筋混凝土楼板20mm厚板底抹灰在进行结构的整体计算分析时，为了便于计算，将填充墙的荷载折算为等效的楼面均布荷载，剪力墙的建筑饰面、保温材料以及抹灰等恒荷载则可以通过调整混凝土材料容重的方法在结构自重中予以考虑。因此，本工程在输入计算参数时，混凝土的容重的取值γ=27kN/m³。北京交通大学毕业设计(论文)(三)结构各楼层荷载及质量中心、刚度中心层号塔号质心X质心Y质心Z恒载质量111191O171615141312111北京交通大学毕业设计(论文)第五节风荷载作用下的位移和内力(一)风荷载标准值在主体计算时，风荷载作用面积应取垂直于风向的建筑物最大投影面积，风荷载标准值按下公式计算：式中wk——风荷载标准值(kN/m²);β₂——高度z处的风振系数；H₈——风压高度变化系数；v——脉动影响系数；φz——振型系数。在进行结构整体结算时，可以将风荷载作为水平集中力作用于结构的楼层标高处。结构各楼层处由风荷载标准值引起的水平集中力、层剪力和倾覆力矩可由下列公式计算：北京交通大学毕业设计(论文)式中Fwki、Vwki和Mwki——分别为第1层结构由风荷载平集中力、层剪力和倾覆力矩；Bi、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层结构和第j层结构至室外地面的高度。二.风荷载作用下各楼层的荷载、剪力和倾覆力矩风荷载信息层号塔号风荷载X剪力X倾覆弯矩X风荷载Y剪力Y倾覆弯矩Y1111918171615141312111注明：Jmax:最大位移对应的节点号JmaxD:最大层间位移对应的节点号Max-(Z):节点的最大竖向位移Ave-(X),Ave-(Y)方向的节点最大位移方向的层平均位移方向的最大层间位移方向的平均层间位移Ratio-(X),Ratio-(Y):最大位移与层平均位移的比值Ratio-Dx,Ratio-Dy:最大层间位移与平均层间位移的比值Max-Dx/h,Max-Dy/h:X,Y方向的最大层间位移角Ratio_AX,Ratio_AY:本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的1.2倍的比值的大者X-Disp,Y-Disp,Z-Disp:节点X,Y,Z方向的位移h北京交通大学毕业设计(论文)Y方向风荷载作用下的楼层最大位移FloorTowerJmaxMax-(Y)Ave-(Y)Ratio-(Y)hJmaxDMax-DyAve-DyRatio-DyMax-Dy/h水平位移与平均水平位移之比为1.0倍。在Y方向风荷载作用下，1～13层最大弹性水平位移为相应弹性水平位移平均值的1.0倍，这说明结构各楼层的层间最大位移与层高之比不宜大于1/1000的要求。第六节地震作用下的位移和内力以扭动为主的第一周期T与平动振动为主的第一自振周期T₁之比于0.9的要求。北京交通大学毕业设计(论文)地震作用最大的方向=-0.195(度)计算时选取振型数为26,X方向和Y方向的振型参与量分别达到总质量的99.50%和99.50%,表明计算采用的振型系数是足够的。X、y向地震作用下结构的地震反应力Fx、Fy,地震作用下结构的楼层剪力Vx,Vy,地震作用下结构的弯矩Mx,My,静力法X987654321 Vx(剪重比) 101182.59117006.32132936.02向的地震力958.26871.14784.03696.91609.80522.68435.57348.46261.34174.23满足按抗震规范(5.2.5)条要求的X向楼层最小剪重比=3.20%111186.68 北京交通大学毕业设计(论文)11918171615141312111Y方向的有效质量系数：99.50%(三)地震作用下结构各楼层水平位移和转角Max-(X),Max-(Y):X,Y方向的节点最大位移Ave-(X),Ave-(Y):X,Y方向的层平均位移Ratio-Dx,Ratio-Dy:最大层间位移与平均层间位移的比值Max-Dx/h,Max-Dy/h:X,Y方向的最大层间位移角X方向地震力作用下的楼层最大位移111191北京交通大学毕业设计(论文)8171615141312111X方向最大值层间位移角：1/1958Y方向地震力作用下的楼层最大位移11119181716151北京交通大学毕业设计(论文)41312111Y方向最大值层间位移角：1/2775筑抗震设计规范》第3.4.2条，建筑及抗侧力结构布置属于平面扭转不规的水平位移平均值和层间位移平均值的1.5倍，满足《高规》第4.3.5条X方向为1/1958,Y方向为1/2775,均小于1/1000,满足《高规》第4.6.3北京交通大学毕业设计(论文)第七节剪力墙计算墙肢Q1的平面位置参见结构布置图。墙肢Q1为双支撑的L型截面墙，按照复杂截面墙肢的计算方法，可以将Q1划分为两个矩形截面墙肢Q1-1和面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16,且不应小于本设计中，首层层高h的1/16约为180mm,Q1墙肢的截面厚度为200mm,满3.首层墙肢Q1(底部加强区)截面设计(1)首层墙肢Q1-1截面设计墙肢Q1-1(首层)内力情况表荷载工况永久荷载活荷载风荷载水平地震作用1.2永久+1.4活1.35永久+0.7×1.4活1.2永久+1.4活+0.6×1.4风1.2永久+1.4活-0.6×1.4风1.2永久+0.7×1.4活+1.4风北京交通大学毕业设计(论文)1.2永久+0.7×1.4活-1.4风1.2(永久+0.5活)+1.3地震1.2(永久+0.5活)-1.3地震根据《高规》7.2.15条和7.2.16条的规定，底部加强区及其上一层(1~3层)的墙肢应设置约束边缘构件，其长度为：由于h。与非常接近，故取h。=。=450mm。此时，约束边缘构件的纵向受力钢筋合力作用点到截面边缘的距离为：首层墙肢Q1-1截面的有效高度为：①墙肢底部加强区的轴压比限值验算在重力荷载代表值作用下，首层墙肢Q1-1的轴向压力设计值为：N=1.2(Np+0.5Nz)满足《高规》7.2.14中对二级抗震等级剪力墙的轴压比限值的要求。②墙肢的抗震受剪截面限值条件验算(底部加强区)的剪力设计值调整为：北京交通大学毕业设计(论文)此时，首层墙肢Q1-1截面的剪跨比为：根据公式可以得到：=(0.15×1.0×14.3×200×675因此，当有地震作用组合时，首层墙肢Q1-1的截面符合剪压比限值要求。③偏心受压正截面抗震承载力计算取首层墙肢Q1-1的组合内力设计值Nw=358.7kN,Mw=17.8kN·m。在底部加强区及其上一层(一～四层),墙肢Q1-1配置竖向分布钢筋虫10@200(双排),此时，墙肢的竖向分布钢筋配筋率为大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条二级抗震等级最小配筋率0.25%的当墙肢两端约束边缘构件的纵向受力钢筋对称配置时，界限破坏情况下的北京交通大学毕业设计(论文)N,=[a₁fbh₀5b-(1-1.55b)bho.fwPw]/YRE=[1.0×14.3×200×675×0.550-(1-1.5×0.5由于Nw=358.7kN<Np=1216.5kN,所以首层墙肢处于大偏心受压状态，x=(YRENw+fwPwbwhw)/(a₁fbw+1.5fwPwbw)=(0.85×358.7×10³+300×0.392%×200×675)/(=1.0×14.3×300×144.3束边缘构件(暗柱)的纵向受力钢筋面积为：={0.85×[17.8×10³+358.7×10³×(675-900/2)]+24.7×10⁶北京交通大学毕业设计(论文)这表明当有地震作用组合时，首层墙肢Q1-1端部的约束边缘构件仅需按构造要求配置纵向受力钢筋。根据《高规》第7.2.16条，按照二级抗震等级的最小配筋率配置的约束边缘构件的纵向受力钢筋面积为：钢筋面积为：满足最小配筋率要求。根据《混凝土结构设计规范》第11.7.15条，二级抗震等级的约束边缘构件的配箍特征值为入=0.20,则其箍筋的最小体积配筋率为：首层墙肢Q1-1端部的约束边缘构件实际配箍筋为Φ8@100,体积配箍率Py=50.24×(140×3+415×3)/满足最小体积配箍率的要求。④斜截面抗震受剪承载力计算这里取首层墙肢的组合内力设计值Nw=358.7kN,Mw=17.8kN·m。北京交通大学毕业设计(论文)Vw=17.5kN。根据公式，首层墙肢Q1-1(底部加强区)的剪力设计值调整为：此时，首层墙肢Q1-1的剪跨比为：所以取λ=1.507。由于因此取N=Nw=358.7kN。根据公式，可以得到首层墙肢Q1-1的水平分布钢筋面积为：A₂h/s=[YkgV-(0.4f.bwhwo+0.1NAw/A)/(λ-0.5)]/(0这说明当有地震作用组合时，首层墙肢Q1-1仅需按照构造要求配置水平分布钢筋。此时配置水平分布钢筋虫10@200(双排),墙肢水平分布钢筋的配筋率大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条规定的二级抗震等级最小配筋率北京交通大学毕业设计(论文)0.25%,符合要求。墙肢Q1-2(首层)内力情况表荷载工况永久荷载活荷载风荷载水平地震作用1.2永久+1.4活1.35永久+0.7×1.4活1.2永久+1.4活+0.6×1.4风1.2永久+1.4活-0.6×1.4风1.2永久+0.7×1.4活+1.4风1.2永久+0.7×1.4活-1.4风1.2(永久+0.5活)+1.3地震1.2(永久+0.5活)-1.3地震根据《高规》7.2.15条和7.2.16条的规定，底部加强区及其上一层(1~3层)北京交通大学毕业设计(论文)(底部加强区)的剪力设计值调整为：取首层墙肢Q1-2的组合内力设计值Nw=1678.8kN,Mw=116.1kN·m。当混凝土强度不超过C50时，8cu=0.0033,根据公式，墙肢截面的相对界北京交通大学毕业设计(论文)(双排),此时，墙肢的竖向分布钢筋配筋率为大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条二级抗震等级最小配筋率0.25%的N,=[a₁fbwh5b-(1-1.55b)bwhwo.fwPw]/YREx=(YRENw+fpbwh)/(a₁fbw+1.5fwpwb)=(0.85×1678.8×10³+300×0.392%×200×1500)/(1北京交通大学毕业设计(论文)M=α₁fbwx(hw-x/2)=1.0×14.3×200×482.0×(根据公式，并考虑承载力抗震调整系数YRE可以得到首层墙肢Q1-2端部约束边缘构件(暗柱)的纵向受力钢筋面积为：这表明当有地震作用组合时，首层墙肢Q1-2端部的约束边缘构件仅需按构造要求配置纵向受力钢筋。根据《高规》第7.2.16条，按照二级抗震等级的最小配筋率配置的约束边缘构件的纵向受力钢筋面积为：钢筋面积为：满足最小配筋率要求。根据《混凝土结构设计规范》第11.7.15条，二级抗震等级的约束边缘构件(暗北京交通大学毕业设计(论文)柱)的配箍特征值为λy=0.20,则其箍筋的最小体积配筋率为：Pvmin=λfc/f约束边缘构件的配箍特征值为λ/2区域的最小体积配筋率为：Pvmin/2=1.113%/2=0.567%首层墙肢Q1-2端部约束边缘构件的实际配筋率为Φ8@100,暗柱体积配箍率Pv=50.24×(140×3+415×3)/满足最小体积配箍率的要求。④斜截面抗震受剪承载力计算这里取首层墙肢Q1-2的组合内力设计值Nw=1678.8kN,Mw=116.1kN·m。Vw=28.7kN。根据公式，首层墙肢Q1-2(底部加强区)的剪力设计值调整为：此时，首层墙肢Q1-2的剪跨比为：所以取λ=2.679。由于北京交通大学毕业设计(论文)因此取N=972.4kN。Ash/s=[YrEV-(0.4ftbwhwo+0.1NAw/A)/(λ-0.5)]/(0.8f,hhwo)=[0.85×28.7×10³-(0.4×1.43×200×150钢筋。首层墙肢Q1-2实际配置水平分布钢筋虫10@200(双排),配筋率=max[0.15×(900,1700),1.5×200Asmin=1.0%×200×(200+300×实际配置的纵向受力钢筋为12虫14,钢筋面积为：北京交通大学毕业设计(论文)A=12×153.9=1846.8mm²>As首层墙肢Q1角部约束边缘构件(翼柱)实配箍筋Φ10@100,体积配筋率为：Pv=50.24×(140×3+415×3)/4.五层墙肢Q1(非底部加强区)截面设计(1)五层墙肢Q1-1截面设计墙肢Q1-1(五层)内力情况荷载工况永久荷载活荷载风荷载水平地震作用1.2永久+1.4活1.35永久+0.7×1.4活1.2永久+1.4活+0.6×1.4风1.2永久+1.4活-0.6×1.4风1.2永久+0.7×1.4活+1.4风1.2永久+0.7×1.4活-1.4风1.2(永久+0.5活)+1.3地震1.2(永久+0.5活)-1.3地震根据《高规》第7.2.15条和7.2.17条的规定，非底部加强区(五层及其上各层)的墙肢应设置构造边缘构件(暗柱),其长度为：北京交通大学毕业设计(论文)构造边缘构件的纵向受力钢筋合力作用点到截面边缘的距离为：五层墙肢Q1-1截面的有效高度为：①墙肢的抗震受剪截面限制条件验算此时去五层墙肢Q1-1的组合内力设计之为：Mw=61.9kN·m,Vw=4=353.3kN>V=46.9kN因此，当有地震作用组合时，五层墙肢Q1-1的截面符合剪压比限值的要求。②偏心受压正截面抗震承载力计算这里取五层墙肢Q1-1的组合内力设计值Nw=415.0kN,Mw=61.9kN·m。在非底部加强区(五层及其上各层),墙肢Q1-1配置竖向分布钢筋虫8@200(双排),此时墙肢的竖向分布钢筋配筋率为：大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条二级抗震等级最小配筋率0.25%的当墙肢两端约束边缘构件的纵向受力钢筋对称配置时，界限破坏情况下的NN,=[a₁fbh56-(1-1.55b)bwhwofwPw]/YRE=[1.0×14.3×200×700×0.550-(1-1.5×0.55x=(YRENw+fwPb,hw)/(a₁fbw+1.5fwPwbw)=17.2kN·m=1.0×14.3×200×148.5=265.8kN·m北京交通大学毕业设计(论文)这表明当有地震作用组合时，五层墙肢Q1-1端部的约束边缘构件仅需按构造配筋率配置的约束边缘构件的纵向受力钢筋面积为：满足最小配筋率要求。构造边缘构件配置箍筋Φ8@150。③斜截面抗震受剪承载力计算这里取五层墙肢Q1-1的组合内力设计值Nw=415.0kN,Mw=61.9kN·m。由于0.2f.bwhw=0.2×14.3×200×900因此取N=Nw=415.0kN。根据公式，可以得到五层墙肢Q1-1的水平分布钢筋面积为：北京交通大学毕业设计(论文)这说明当有地震作用组合时，五层墙肢Q1-1仅需按照构造要求配置水平分布钢筋。此时配置水平分布钢筋虫8@200(双排),墙肢水平分布钢筋的配筋率大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条规定的二级抗震等级最小配筋率0.25%,符合要求。(2)五层墙肢Q1-2截面设计五层墙肢Q1-2的内力标准值及起控制作用的内力组合值参见下表。从表中可以看出，水平地震作用产生的内力远大于风荷载产生的内力，有地震作用参与的内力组合值对截面设计起控制作用，因此可以仅按有地震作用组合的情况进行截面设计。墙肢Q1-2(五层)内力情况表荷载工况永久荷载活荷载风荷载水平地震作用1.2永久+1.4活1.35永久+0.7×1.4活1.2永久+1.4活+0.6×1.4风1.2永久+1.4活-0.6×1.4风1.2永久+0.7×1.4活+1.4风1.2永久+0.7×1.4活-1.4风1.2(永久+0.5活)+1.3地震北京交通大学毕业设计(论文)1.2(永久+0.5活)-1.3地震构造边缘构件的纵向受力钢筋合力作用点到截面边缘的距离为：五层墙肢Q1-2截面的有效高度为：①墙肢的抗震受剪截面限值条件验算取墙肢Q1-2的组合内力设计值Mw=177.6kN·m,Vw=130.6kN。有地震作用组合时，五层墙肢Q1-2截面的剪跨比为：=757.0kN>V=130.6kN因此，当有地震作用组合时，五层墙肢Q1-2的截面符合剪压比限值要求。②偏心受压正截面抗震承载力计算这里取五层墙肢Q1-2的组合内力设计值Nw=1200.8kN,Mw=177.6kN·m。北京交通大学毕业设计(论文)在非底部加强区及其上一层(五层及其上各层),墙肢Q1-2配置竖向分布钢筋虫8@200(双排),此时，墙肢的竖向分布钢筋配筋率为大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条二级抗震等级最小配筋率0.25%的当墙肢两端约束边缘构件的纵向受力钢筋对称配置时，界限破坏情况下的N,可以根据下式，并考虑相应的承载力抗震调整系数YrE求出：N,=[a₁fbwhw₀5b-(1-1.55b)bwhw.fwPw]/YRE由于Nw=1200.8kN<N,=2729.4kN,所以首层墙肢处于大偏心受压状态，此时x=(yRENw+fwPbhw)/(a₁fbw+1.5fwpwbw)=(0.85×1200.8×10³+300×0.251%×200×1500)/(1因此，五层墙肢Q1-1确实处于大偏心受压状态。此时，北京交通大学毕业设计(论文)=1.0×14.3×200×404.0×(北京交通大学毕业设计(论文)=729.3kN>Nw=415.0kN因此取N=415.0kN。根据公式，可以得到五层墙肢Q1-2的水平分布钢筋面积为：这说明当有地震作用组合时，五层墙肢Q1-2仅需按照构造要求配置水平分布钢筋。此时配置水平分布钢筋虫8@200(双排),墙肢水平分布钢筋的配筋率大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条规定的二级抗震等级最小配筋率0.25%,符合要求。(3)五层墙肢Q1转角墙部位约束边缘构件截面设计根据《高规》第7.2.15条和7.2.16条的规定，非底部加强区(五层及其上各层)L型墙体的转角部位应设置约束边缘构件，其长度为：北京交通大学毕业设计(论文)Asmin=0.6%×200×(400+300×Ag=16×113.1=1809.6mm²>As(4)五层墙肢Q1的配筋构造图详见结构施工图墙肢Q2的平面位置参见结构布置图。墙肢Q2为三端支撑的T型截面墙，面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16,且不应小于本设计中，首层层高h的1/16约为180mm,Q2墙肢的截面厚度为200mm,满3.首层墙肢Q2(底部加强区)截面设计(1)首层墙肢Q2-1截面设计墙肢Q2-1(首层)内力情况表荷载工况北京交通大学毕业设计(论文)永久荷载活荷载00风荷载水平地震作用1.2永久+1.4活1.35永久+0.7×1.4活1.2永久+1.4活+0.6×1.4风1.2永久+1.4活-0.6×1.4风1.2永久+0.7×1.4活+1.4风1.2永久+0.7×1.4活-1.4风1.2(永久+0.5活)+1.3地震1.2(永久+0.5活)-1.3地震根据《高规》7.2.15条和7.2.16条的规定，底部加强区及其上一层(1~3层)的墙肢应设置约束边缘构件，其长度为：暗柱长度为：力钢筋合力作用点到截面边缘的距离为：首层墙肢Q2-1截面的有效高度为：①墙肢底部加强区的轴压比限值验算在重力荷载代表值作用下，首层墙肢Q2-1的轴向压力设计值为：N=1.2(Np+0.5NL)北京交通大学毕业设计(论文)②墙肢的抗震受剪截面限值条件验算取墙肢Q2-1的组合内力设计值Mw=48.2(底部加强区)的剪力设计值调整为：此时，首层墙肢Q2-1截面的剪跨比为：因此，当有地震作用组合时，首层墙肢Q2-1的截面符合剪压比限值要求。③偏心受压正截面抗震承载力计算取首层墙肢Q2-1的组合内力设计值Nw=1072.9kN,Mw=48.0kN·m。北京交通大学毕业设计(论文)在底部加强区及其上一层(一～四层),墙肢Q2-1配置竖向分布钢筋虫10@200(双排),此时，墙肢的竖向分布钢筋配筋率为大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条二级抗震等级最小配筋率0.25%的当墙肢两端约束边缘构件的纵向受力钢筋对称配置时，界限破坏情况下的NbNb=[a₁fbwh₀5b-(1-1.55b)bwh.fywPw]/YRE=[1.0×14.3×200×1375×0.550-(1-1.5×0.550)由于Nw=1072.9kN<Nb=2478.0kN,所以首层墙肢Q2-1处于大偏心受压状态，x=(YRENw+fwPbhw)/(a₁fb=(0.85×1072.9×10³+300×0.392%×200×1375)/(1.因此，首层墙肢Q2-1确实处于大偏心受压状态。此时，M=0.5(h-1.5x)²fuPwbw北京交通大学毕业设计(论文)=1.0×14.3×300×384.5×(根据公式，并考虑承载力抗震调整系数Yrg可以得到首层墙肢Q2-1端部约束边缘构件(暗柱)的纵向受力钢筋面积为：这表明当有地震作用组合时，首层墙肢Q2-1端部的约束边缘构件仅需按构造要求配置纵向受力钢筋。根据《高规》第7.2.16条，按照二级抗震等级的最小配筋率配置的约束边缘构件的纵向受力钢筋面积为：满足最小配筋率要求。根据《混凝土结构设计规范》第11.7.15条，二级抗震等级的约束边缘构件的配箍特征值为λ=0.20,则其箍筋的最小体积配筋率为：北京交通大学毕业设计(论文)首层墙肢Q2-1端部的约束边缘构件实际配箍筋为Φ8@100,体积配箍率为：Pv=50.24×(140×3+415×3)/满足最小体积配箍率的要求。④斜截面抗震受剪承载力计算这里取首层墙肢的组合内力设计值Nw=1038.6kN,Mw=48.2kN·m。Vw=13.8kN。根据公式，首层墙肢Q2-1(底部加强区)的剪力设计值调整为：=915.2kN<Nw=1038.6kN因此取N=915.2kN。根据公式，可以得到首层墙肢Q2-1的水平分布钢筋面积为：这说明当有地震作用组合时，首层墙肢Q2-1仅需按照构造要求配置水平分布北京交通大学毕业设计(论文)钢筋。此时配置水平分布钢筋虫10@200(双排),墙肢水平分布钢筋的配筋率大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条规定的二级抗震等级最小配筋率0.25%,符合要求。(2)首层墙肢Q2-2截面设计首层墙肢Q2-2的内力标准值及起控制作用的内力组合值参见下表。从表中可以看出，水平地震作用产生的内力远大于风荷载产生的内力，有地震作用参与的内力组合值对截面设计起控制作用，因此可以仅按有地震作用组合的情况进行截面设计。墙肢Q2-2(首层)内力情况表荷载工况永久荷载活荷载风荷载水平地震作用1.2永久+1.4活1.35永久+0.7×1.4活1.2永久+1.4活+0.6×1.4风1.2永久+1.4活-0.6×1.4风1.2永久+0.7×1.4活+1.4风1.2永久+0.7×1.4活-1.4风1.2(永久+0.5活)+1.3地震1.2(永久+0.5活)-1.3地震根据《高规》7.2.15条和7.2.16条的规定，底部加强区及其上一层(一-四层)的墙肢应设置约束边缘构件，其长度为：北京交通大学毕业设计(论文)约束边缘构件的纵向受力钢筋合力作用点到截面边缘的距离为：首层墙肢Q2-2截面的有效高度为：墙肢底部加强区的轴压比限值验算在重力荷载代表值作用下，首层墙肢Q2-2的轴向压力设计值为：②墙肢的抗震受剪截面限值条件验算取墙肢Q2-2的组合内力设计值Mw=30.2kN·m,Vw=53.5kN。首层墙肢Q2-2(底部加强区)的剪力设计值调整为：有地震作用组合时，首层墙肢Q2-2截面的剪跨比为：北京交通大学毕业设计(论文)因此，当有地震作用组合时，首层墙肢Q2-2的截面符合剪压比限值要求。偏心受压正截面抗震承载力计算取首层墙肢Q2-2的组合内力设计值Nw=1618.3kN,Mw=164.8kN·m。(双排),此时，墙肢的竖向分布钢筋配筋率为大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条二级抗震等级最小配筋率0.25%的要求。当墙肢两端约束边缘构件的纵向受力钢筋对称配置时，界限破坏情况下的N₆可以根据下式，并考虑相应的承载力抗震调整系数Yrg求出：N,=[a₁fbwh56-(1-1.55b)bhwo.fwPw]/YRE=[1.0×14.3×200×1600×0.550-(1-1.5×0.550=2883.5kN由于Y₀Nw=1.0×1618.3=1618.3kN<N,=2883.5kN,所以首层墙肢处于大偏心受压状态，此时截面的受压区高度为：x=(YRENw+fpwbwh)/(afbw=(0.85×1618.3×10³+300×0.392%×200×1600)/(1.M=α₁fbx(h-x/2)=1.0×14.3×200×567.8×A₈=1230.9mm²>Agmtn=APymtn=λvfe/fPymin/2=1.113%/2=0.567%Py=50.24×(140×3+415×3)/北京交通大学毕业设计(论文)因此取N=1029.6kN。Agh/s=[YrEV-(0.4f[bwhwo+0.1NAw/A)/(λ-0.5)]/(0=[0.85×58.0×10³-(0.4×1.43×200×1600这说明当有地震作用组合时，首层墙肢Q2-2仅需按照构造要求配置水平分布钢筋。首层墙肢Q2-2实际配置水平分布钢筋虫10@200(双排),配筋率=max[0.15×(1600,1800),1.5×200北京交通大学毕业设计(论文)由首层墙肢Q2-1和Q2-2的截面计算可以知道，首层墙肢Q2的翼柱部位仅需按构造要求配置约束边缘构件的纵向受力钢筋和箍筋。根据《混凝土结构设计规范》第11.7.15条，按照二级抗震等级的最小配筋率配置的约束边缘构件纵向受力钢筋面积为：Agmin=1.0%×200×(500+300×满足最小配筋率要求。首层墙肢Q2的约束边缘构件实配箍筋Φ10@100,体积配筋率为：Py=50.24×(140×3+415×3)/满足最小体积配箍率的要求。(4)首层墙肢Q2的配筋构造详见结构施工图。4.五层墙肢Q2(非底部加强区)截面设计(1)五层墙肢Q2-1截面设计五层墙肢Q2-1的内力标准值及部分内力组合值参见下表。从表中可以看出，水平地震作用产生的内力远大于风荷载产生的内力，有地震作用参与的内力组合值对截面设计起控制作用，因此可以仅按有地震作用组合的情况进行截面设墙肢Q2-1(五层)内力情况荷载工况永久荷载0活荷载00风荷载水平地震作用北京交通大学毕业设计(论文)1.2永久+1.4活01.35永久+0.7×1.4活01.2永久+1.4活+0.6×1.4风1.2永久+1.4活-0.6×1.4风1.2永久+0.7×1.4活+1.4风1.2永久+0.7×1.4活-1.4风1.2(永久+0.5活)+1.3地震1.2(永久+0.5活)-1.3地震根据《高规》第7.2.15条和7.2.17条的规定，非底部加强区(五层及其上各层)的墙肢应设置构造边缘构件(暗柱),其长度为：构造边缘构件的纵向受力钢筋合力作用点到截面边缘的距离为：五层墙肢Q1-1截面的有效高度为：①墙肢的抗震受剪截面限制条件验算此时去五层墙肢Q2-1的组合内力设计之为：Mw=127.4kN·m,Vw=83.6kN截面的剪跨比为：根据公式，可以得到：=706.6kN>V=83.6因此，当有地震作用组合时，五层墙肢Q2-1的截面符合剪压比限值的要求。②偏心受压正截面抗震承载力计算北京交通大学毕业设计(论文)这里取五层墙肢Q2-1的组合内力设计值Nw=741.0kN,Mw=127.4kN·m。在非底部加强区(五层及其上各层),墙肢Q2-1配置竖向分布钢筋虫8@200(双排),此时墙肢的竖向分布钢筋配筋率为：大于《混凝土结构设计规范》第11.7.11条二级抗震等级最小配筋率0.25%的N,=[afbwh56-(1-1.55b)bhwo.fywPw]/YRE由于Nw=741.0kN<Np=2547.4kN,所以首层墙肢处于大偏心受压状态，此时x=(YRENw+fwpwbwh)/(afbw+1.5fwpwbw)=74.0kN·m北京交通大学毕业设计(论文)Mc=α₁fbx(h-x/2)=1.0×14.3×200×272.4×(根据公式，并考虑承载力抗震调整系数YrE可以得到五