土木工程专业毕业设计10层框架—剪力墙结构体系--广州大学184页4万字设计计算书.doc

1、第 1 页 共 190 页1 引 言本工程是 10 层框架剪力墙结构体系，设计此结构体系力求平面结构布置对称，剪力墙布置均匀落地。在设计过程中，框架梁、柱和剪力墙的布置充分考虑了建筑物的使用功能和结构的合理性，既可以满足空间的灵活布置，同时考虑框架和剪力墙同时承受竖向荷载和侧向力的作用，可以满足抵抗水平和竖向荷载。针对框架结构易于形成较大的自由灵活的空间，以满足不同建筑功能的要求，及剪力墙可提供很大的抗侧刚度，以减少结构在风荷载和侧向地震荷载作用下的侧向位移，有利于提高结构的抗震能力。因此，框架剪力墙结构具有很广泛的使用范围，在旅馆、办公楼等公共建筑中得到广泛的应用。框架剪力墙结构应用于高层建

2、筑非常广泛，针对以上的毕业设计题目及框剪结构的特点，作为土木专业的我，选择了框剪结构目的是将四年所学的知识总结与应用于此框-剪结构设计，设计过程分为建筑部分与结构部分，每一大部分都根据规范来设计，同时灵活地根据实际情况来设计。设计的收获是不但能将框架结构于剪力墙结构掌握好及两者之间的联系，同时为今后学习其他结构的知识打下了牢固的基础，为今后的工作必定有非常大的帮助。 第 2 页 共 190 页2 建 筑 设 计1） 、总平面设计拟建豪华公寓位于广州某地区，坐北朝南，主导风向为西南风。拟建豪华公寓处主干道，交通方便；同时有其他几栋拟建公寓，形成建筑群；周围有一定的现代建筑物及商业区，考虑周围环境

3、，与周围环境相协调，城市管网供水供电。建成后的公寓将有完善的配套设施、运动场所以及一定的绿化面积，满足建筑各项技术。2） 、平面设计设计思路是从建筑功能上出发，从总体布局到局部的原则去把握整个设计。建筑平面是表示建筑物在水平方向各部分组合关系以及各部分房间的具体设计。a、平面组合采用对称式组合，满足住宅的设计要求，形成一梯（两电梯）4户，公寓内部为套间式。走廊的宽度采用 1.2m。防烟楼梯、电梯遵照高层民用建筑设计防火规范的要求，合用消防前室面积采用 3.8*622.8m 2 ,满足要求。10mb、交通组织及防火设计，本建筑总高度为 35.4m50m,建筑类别为二类高层建筑，每层的建筑面积10

4、00m 2。耐火等级 二类高层建筑耐火等级为二类。 防火分区 根据规范二类建筑每个防火区的最大建筑面积为 1500 m2，满足要求。本设计将建筑在平面上将楼梯同套间分开，用防火墙或防火门隔开，竖向上用钢筋混凝土楼板和防火门分隔。防火区设置疏散楼梯一个，设置防火门及楼梯前室，前室面积为 22.8m26m 2，满足要求，其他尺寸根据防火要求均满足，具体尺寸参照平面图。c、柱网的布置。按照每间公寓的布置以及走廊的布置确定，开间为4.2m+4.5m，横向的开间为 5.4m+1.2m+3.3m。柱网的布置做到整齐划一、对称，以利于构件的统一化。该高层二至十层均为豪华公寓，一层为停车场。3)、剖面设计剖面

5、设计目的是确定建筑物竖向各空间的组合关系、空间的形状和尺寸、建第 3 页 共 190 页筑层数等。考虑结构的统一、功能的要求，以及施工的方便，建筑层高均为 3m，室内外高差为 0.52m，电梯机房的空间高度及其相对高程应根据所选电梯型号的说明书确定，取顶层高为 4.2m。门窗的高度满足高规 的要求，门的高度均为2.1m，窗台的高度取 0.9m。本建筑的基础拟做桩基础。4)、立面设计立面设计目的是在紧密结合平面、剖面的内部空间组合、外部环境及在满足建筑使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的规律进行的。5)、建筑构造设计建筑构造设计是建筑设计的重要组成部分，是建筑平、立、剖设计的继续和

6、深入，也是结构设计和建筑施工的重要依据。外墙：高层建筑结构多为框架和剪力墙承重，外墙只起围护的作用。各种轻质砌块（蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，240mm）目的：轻质、保温、隔热。外侧加砌瓷砖墙面目的：为避免墙体受水，影响墙体隔热、保温性能。内墙：（除剪力墙外）根据使用要求，楼梯间、防烟前室、电梯间墙应又足够的防火性能；宿舍墙具有必要的隔声性能；卫生局应有放水防潮性能等。初选：蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（240mm） ；轻质内隔墙：蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（100mm） 。高层建筑女儿墙一般为较高（1.2m） ，为了保证其稳定，需在上端设钢筋混凝土圈梁且与主体结构有可靠的拉结。楼梯的设计也要满足高层

7、民用建筑设计防火规范的要求，采用。楼梯的宽度、平台梁的跨度也满足要求。mhb160*27以下表 2-1 为建筑构造的用法：建筑装修做法 表 2-1地面做法 屋面做法停车场做法 轻质隔热板水磨石面层40mm 厚 C20 级细石混凝土防水层：内配双向6200钢筋网第 4 页 共 190 页34 厚水泥胶结合层 纵横每 6 米分缝，分缝处用防水油膏填缝20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆 10mm 厚纸筋灰隔离层100mm 厚 C15 混凝土垫层 20mm 厚 1：3 水泥砂浆找平大厅做法 120mm 厚钢筋混凝土板大理石面层 15mm 厚混合水泥石灰浆粉刷34 厚水泥胶结合层 墙面装修做法20mm

8、厚 1：2.5 水泥砂浆 外围护墙做法100mm 厚 C15 混凝土垫层 75*75 外墙面瓷砖（聚合物水泥浆沟缝）标准层做法 5mm 厚聚合物水泥砂浆粘贴面层（瓷砖） 20mm 厚聚合物水泥砂浆找平20mm 厚 1：2 水泥砂浆找平 扫聚合物水泥浆一道素水泥浆结合层一道 内墙 1 做法100mm 厚钢筋混凝土楼板混合砂浆批档：用于所有房间、客厅、梯间1200mm 以上墙面15mm 厚混合水泥石灰浆粉刷 15mm 厚 1：1：6 水泥砂浆打底卫生间、厨房、阳台做法 5mm 厚 1：1：3 水泥沙浆过面面层（玻化面砖） 扫乳胶漆一道15mm1:2 水泥砂浆保护层 内墙 2 做法2mm 厚水泥基防

9、水涂料 耐磨抛光砖：用于候梯厅，梯间 1200 以下墙面20mm1：2 水泥砂浆找平 15mm 厚 1：1.25 水泥砂浆胶合层素水泥浆结合层一道 300*300mm 耐磨抛光砖面，纯白水泥浆擦缝100mm 厚钢筋混凝土楼板 内墙 3 做法15mm 厚混合水泥石灰浆粉刷 瓷砖面（用于厨房、卫生间）楼梯间做法 15mm 厚 1：1.25 水泥砂浆打底、纯水泥磨平楼梯耐磨专用地砖（素白水泥浆擦缝） 34mm 厚水泥胶结合层34 厚水泥胶结合层 5mm 厚彩花瓷片白水泥擦缝20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层 100mm 厚钢筋混凝土楼板 门窗做法第 5 页 共 190 页15mm 厚混合水泥石

10、灰浆粉刷 采用铝合金窗、木门、铝合门说明：外围护墙、分户墙采用 180 墙，隔墙采用 120 墙3 结构设计基本资料1） 、工程名称：10 层豪华公寓。2） 、建设地点：广州某地区。3） 、工程概况：总建筑高度为 35.4m,共 10 层，每层层高 3.0m，室内外高差0.52m。4） 、主导风向：全年为西北风，夏季西南风，基本风压为 W0=0.5KN/m2。5） 、雨雪条件：无。6） 、地震条件：该工程所在地区抗震设防烈度为 7 度，场地土为类土，设计地震分组为第一组。7） 、材料选用：8） 、地质报告：根据广州市城市规划勘测设计研究院提供的广州某豪华公寓岩土工程勘察报告的工程地质资料。混凝

11、土：全部采用 C30钢筋：纵向受力钢筋采用热轧 HRB300，其余采用热轧钢筋 HPB235。墙体：外墙、分户墙采用 180 墙、隔墙采用 120 墙，具体构造要求参照表 2-1门、窗：铝合门窗、木门。9） 、设计年限：50 年。4 结构选型与布置经过对该建筑的建筑高度、建筑造型、抗震要求等因素综合考虑后，采用钢筋混凝土框架- 剪力墙结构。第 6 页 共 190 页结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架-剪力墙结构，平面布置如图 3-1 所示：图 3-1 标准层结构平面布置1)、屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖，刚性屋面。2)、楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖。3)、楼梯结构：采用现

12、浇钢筋混凝土板式楼梯。4)、电梯间：采用剪力墙结构。结构布置：柱采用小柱网，小开间布置，满足住宅功能及其布置。5 结构基本截面尺寸估算及截面几何特征5.1 结构基本截面尺寸估算第 7 页 共 190 页5.1.1 框架柱截面尺寸估算1） 、中柱广州地震烈度为 7 度、框剪结构、结构总高度为 35.4m60m。查的抗震等级框架三级，剪力墙二级。按以上查规范得： 2 2/1/142 95.0mKNqkN首层中柱楼层数为 N=10，取 5.1 /3. . 2fc按最大负荷面积： 23.8)/47.(/)45( mA则柱估算的面积为： 412.0 .03.19.0282.12mafnqAccNk 取：

13、 hb50第六层： 34.0 12.03.1495.0582.12ma mfnAqccNk 取： hb502） 、分析 C、D 轴上的中柱虽然层高 N=11，但由于 10 层以下都是属于剪力墙端柱，并且剪力墙可以当成长柱来承担楼面负荷面积，所以 C、D 轴上的中柱必定比以上的小，考虑柱的尺寸不能太小，取 。mhb503） 、首层边柱按最大负荷面积 297.16).2/4.5(/).54(A 490. 430.3.9.0122mafnqAccNk 取： hb5第六层：第 8 页 共 190 页349.0 12.03.1495.0582.12ma mfnAqAccNk 取： hb50综上得出：15

14、 层：取 m611 层：取 hb4505.1.2 框架梁截面尺寸估算1） 、横向框架梁按经验公式估算：最大计算跨度： 梁截面高度：ml0.6mhh 50 3460.18180 梁宽度： 2b .1725424hbb取： mh50按简支梁荷载估算：按简支梁荷载时： mKNM0.2845.10.6258.ax.0a)8.60(选用 HRB335 级，混凝土 C30C50 .bmKNbhfbc 0.28409.378 )5.1(5.)30(3.1)5.1( 221满足要求。2） 、纵向框架梁按经验公式估算：最大计算跨度： 梁截面高度：ml5.40mhh50 .1818第 9 页 共 190 页梁宽度

15、： 250mb 214214bhb取： mh50按简支梁荷载估算： mKNM36.1984.5.2518.ax.a)8.06(选用 HRB335 级，混凝土 C30C50 0.bmKNbhfbc 36.1924.308 )5.0(5.)3(.40)5.( 21满足要求。3） 、次梁截面估算取跨度最大的计算： l5.40同纵框架梁取 mhb2满足要求（按简支梁计算同上，此略）跨度非常小的取 305.1.3 剪力墙截面估算纵横剪力墙数量按（1%1.5% ）=A W/楼面建筑面积，得 AW =（1%1.5% ）*楼面建筑面积，由前求得建筑面积为 594.0m2,得 AW =5.948.9m2 。根据

16、建筑平面布置确定 W1、W2 、W3、W5 的截面厚度为 200mm，W4 、W6 采用250mm。求得总面积： 22 )8.17.(2)9.84.50.136.2503.204 6.7 mm 满足要求。5.1.4 板截面估算根据高规按经验公式得：第 10 页 共 190 页按双向板的 1/50 考虑，板厚 hLmax/50=4500/50=90mm.考虑到保证结构的整体性以及防水要求，初取楼面为 100mm,屋面为 120mm。5.2 各截面几何特征的计算5.2.1 剪力墙几何特征及刚度计算1）、剪力墙类型的判别横向剪力墙 W1、W3 、W4 无洞口，为整体墙;W2 有个窗洞口，要判断剪力墙类型W2 类型的判别W2 的几何尺寸如图 51墙肢及组合截面的形心位置墙肢 1、2 及组合截面面积 和他们的形心位置计算如下：A、 2115 层 墙肢 1：截面面积 268.0)25.603(2.50. m形心位置： x 168./15.02,0, 221036.18.53mAx同理可得 611 层：墙肢 1：截面面积 221 638.0)25.603(2.45.0m形心位置： x 10.8. )4/17(.,0, 2210 76.1638.5mAx墙肢及组合截面惯性矩： 15 层：