1、1 引 言本工程是10層框架剪力墻結構體系，設計此結構體系力求平面結構布置對稱，剪力墻布置均勻落地。在設計過程中，框架梁、柱和剪力墻的布置充分考慮了建筑物的使用功能和結構的合理性，既可以滿足空間的靈活布置，同時考慮框架和剪力墻同時承受豎向荷載和側向力的作用，可以滿足抵抗水平和豎向荷載。針對框架結構易于形成較大的自由靈活的空間，以滿足不同建筑功能的要求，及剪力墻可提供很大的抗側剛度，以減少結構在風荷載和側向地震荷載作用下的側向位移，有利于提高結構的抗震能力。因此，框架剪力墻結構具有很廣泛的使用范圍，在旅館、辦公樓等公共建筑中得到廣泛的應用。框架剪力墻結構應用于高層建筑非常廣泛，針對以上的畢業設計

2、題目及框剪結構的特點，作為土木專業的我，選擇了框剪結構目的是將四年所學的知識總結與應用于此框-剪結構設計，設計過程分為建筑部分與結構部分，每一大部分都根據規范來設計，同時靈活地根據實際情況來設計。設計的收獲是不但能將框架結構于剪力墻結構掌握好及兩者之間的聯系，同時為今后學習其他結構的知識打下了牢固的基礎，為今后的工作必定有非常大的幫助。 2 建 筑 設 計1）、總平面設計擬建豪華公寓位于廣州某地區，坐北朝南，主導風向為西南風。擬建豪華公寓處主干道，交通方便；同時有其他幾棟擬建公寓，形成建筑群；周圍有一定的現代建筑物及商業區，考慮周圍環境，與周圍環境相協調，城市管網供水供電。建成后的公寓將有完善

3、的配套設施、運動場所以及一定的綠化面積，滿足建筑各項技術。2）、平面設計設計思路是從建筑功能上出發，從總體布局到局部的原則去把握整個設計。建筑平面是表示建筑物在水平方向各部分組合關系以及各部分房間的具體設計。a、平面組合采用對稱式組合，滿足住宅的設計要求，形成一梯（兩電梯）4戶，公寓內部為套間式。走廊的寬度采用1.2m。防煙樓梯、電梯遵照高層民用建筑設計防火規范的要求，合用消防前室面積采用3.8*622.8m2,滿足要求。b、交通組織及防火設計，本建筑總高度為35.4m50m,建筑類別為二類高層建筑，每層的建筑面積1000m2。耐火等級 二類高層建筑耐火等級為二類。 防火分區 根據規范二類建筑

4、每個防火區的最大建筑面積為1500 m2，滿足要求。本設計將建筑在平面上將樓梯同套間分開，用防火墻或防火門隔開，豎向上用鋼筋混凝土樓板和防火門分隔。防火區設置疏散樓梯一個，設置防火門及樓梯前室，前室面積為22.8m26m2，滿足要求，其他尺寸根據防火要求均滿足，具體尺寸參照平面圖。c、柱網的布置。按照每間公寓的布置以及走廊的布置確定，開間為4.2m+4.5m，橫向的開間為5.4m+1.2m+3.3m。柱網的布置做到整齊劃一、對稱，以利于構件的統一化。該高層二至十層均為豪華公寓，一層為停車場。3)、剖面設計剖面設計目的是確定建筑物豎向各空間的組合關系、空間的形狀和尺寸、建筑層數等。考慮結構的統一

5、、功能的要求，以及施工的方便，建筑層高均為3m，室內外高差為0.52m，電梯機房的空間高度及其相對高程應根據所選電梯型號的說明書確定，取頂層高為4.2m。門窗的高度滿足高規的要求，門的高度均為2.1m，窗臺的高度取0.9m。本建筑的基礎擬做樁基礎。4)、立面設計立面設計目的是在緊密結合平面、剖面的內部空間組合、外部環境及在滿足建筑使用要求和技術經濟條件下，運用建筑造型和立面構圖的規律進行的。5)、建筑構造設計建筑構造設計是建筑設計的重要組成部分，是建筑平、立、剖設計的繼續和深入，也是結構設計和建筑施工的重要依據。外墻：高層建筑結構多為框架和剪力墻承重，外墻只起圍護的作用。各種輕質砌塊（蒸壓粉煤

6、灰加氣混凝土砌塊，240mm）目的：輕質、保溫、隔熱。外側加砌瓷磚墻面目的：為避免墻體受水，影響墻體隔熱、保溫性能。內墻：（除剪力墻外）根據使用要求，樓梯間、防煙前室、電梯間墻應又足夠的防火性能；宿舍墻具有必要的隔聲性能；衛生局應有放水防潮性能等。初選：蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊（240mm）；輕質內隔墻：蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊（100mm）。高層建筑女兒墻一般為較高（1.2m），為了保證其穩定，需在上端設鋼筋混凝土圈梁且與主體結構有可靠的拉結。樓梯的設計也要滿足高層民用建筑設計防火規范的要求，采用。樓梯的寬度、平臺梁的跨度也滿足要求。以下表2-1為建筑構造的用法： 建筑裝修做法 表2-1地面

7、做法屋面做法停車場做法輕質隔熱板水磨石面層40mm厚C20級細石混凝土防水層：內配雙向6200鋼筋網34厚水泥膠結合層縱橫每6米分縫，分縫處用防水油膏填縫20mm厚1：2.5水泥砂漿10mm 厚紙筋灰隔離層100mm厚C15混凝土墊層20mm厚1：3水泥砂漿找平大廳做法120mm厚鋼筋混凝土板大理石面層15mm厚混合水泥石灰漿粉刷34厚水泥膠結合層墻面裝修做法20mm厚1：2.5水泥砂漿外圍護墻做法100mm厚C15混凝土墊層75*75外墻面瓷磚（聚合物水泥漿溝縫）標準層做法5mm厚聚合物水泥砂漿粘貼面層（瓷磚）20mm厚聚合物水泥砂漿找平20mm厚1：2水泥砂漿找平掃聚合物水泥漿一道素水泥漿

8、結合層一道內墻1做法100mm厚鋼筋混凝土樓板混合砂漿批檔：用于所有房間、客廳、梯間1200mm以上墻面15mm厚混合水泥石灰漿粉刷15mm厚1：1：6水泥砂漿打底衛生間、廚房、陽臺做法5mm厚1：1：3水泥沙漿過面面層（玻化面磚）掃乳膠漆一道15mm1:2水泥砂漿保護層內墻2做法2mm厚水泥基防水涂料耐磨拋光磚：用于候梯廳，梯間1200以下墻面20mm1：2水泥砂漿找平15mm厚1：1.25水泥砂漿膠合層素水泥漿結合層一道300*300mm耐磨拋光磚面，純白水泥漿擦縫100mm厚鋼筋混凝土樓板內墻3做法15mm厚混合水泥石灰漿粉刷瓷磚面（用于廚房、衛生間）樓梯間做法15mm厚1：1.25水泥

9、砂漿打底、純水泥磨平樓梯耐磨專用地磚（素白水泥漿擦縫）34mm厚水泥膠結合層34厚水泥膠結合層5mm厚彩花瓷片白水泥擦縫20mm厚1：2.5水泥砂漿找平層100mm厚鋼筋混凝土樓板門窗做法15mm厚混合水泥石灰漿粉刷采用鋁合金窗、木門、鋁合門說明：外圍護墻、分戶墻采用180墻，隔墻采用120墻3 結構設計基本資料1）、工程名稱：10層豪華公寓。2）、建設地點：廣州某地區。3）、工程概況：總建筑高度為35.4m,共10層，每層層高3.0m，室內外高差0.52m。4）、主導風向：全年為西北風，夏季西南風，基本風壓為W0=0.5KN/m2。5）、雨雪條件：無。6）、地震條件：該工程所在地區抗震設防烈

10、度為7度，場地土為類土，設計地震分組為第一組。7）、材料選用：8）、地質報告：根據廣州市城市規劃勘測設計研究院提供的廣州某豪華公寓巖土工程勘察報告的工程地質資料。混凝土：全部采用C30鋼筋：縱向受力鋼筋采用熱軋HRB300，其余采用熱軋鋼筋HPB235。墻體：外墻、分戶墻采用180墻、隔墻采用120墻，具體構造要求參照表2-1門、窗：鋁合門窗、木門。9）、設計年限：50年。4 結構選型與布置經過對該建筑的建筑高度、建筑造型、抗震要求等因素綜合考慮后，采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構。結構體系選型：采用鋼筋混凝土現澆框架-剪力墻結構，平面布置如圖3-1所示：圖3-1 標準層結構平面布置1)、屋面結

11、構：采用現澆鋼筋混凝土肋形屋蓋，剛性屋面。2)、樓面結構：全部采用現澆鋼筋混凝土肋形樓蓋。3)、樓梯結構：采用現澆鋼筋混凝土板式樓梯。4)、電梯間：采用剪力墻結構。結構布置：柱采用小柱網，小開間布置，滿足住宅功能及其布置。5 結構基本截面尺寸估算及截面幾何特征5.1 結構基本截面尺寸估算5.1.1 框架柱截面尺寸估算1）、中柱廣州地震烈度為7度、框剪結構、結構總高度為35.4m60m。查的抗震等級框架三級，剪力墻二級。按以上查規范得：首層中柱樓層數為N=10，取按最大負荷面積：則柱估算的面積為：取：第六層：取：2）、分析C、D軸上的中柱雖然層高N=11，但由于10層以下都是屬于剪力墻端柱，并且

12、剪力墻可以當成長柱來承擔樓面負荷面積，所以C、D軸上的中柱必定比以上的小，考慮柱的尺寸不能太小，取。3）、首層邊柱按最大負荷面積取：第六層：取：綜上得出：15層：取611層：取5.1.2 框架梁截面尺寸估算1）、橫向框架梁按經驗公式估算：最大計算跨度： 梁截面高度：梁寬度： 取：按簡支梁荷載估算：按簡支梁荷載時：選用HRB335級，混凝土C30C50 滿足要求。2）、縱向框架梁按經驗公式估算：最大計算跨度： 梁截面高度：梁寬度： 取：按簡支梁荷載估算：選用HRB335級，混凝土C30C50 滿足要求。3）、次梁截面估算取跨度最大的計算：同縱框架梁取滿足要求（按簡支梁計算同上，此略）跨度非常小的

13、取5.1.3 剪力墻截面估算縱橫剪力墻數量按（1%1.5%）=AW/樓面建筑面積，得AW =（1%1.5%）*樓面建筑面積，由前求得建筑面積為594.0m2,得AW =5.948.9m2 。根據建筑平面布置確定W1、W2、W3、W5的截面厚度為200mm，W4、W6采用250mm。求得總面積：滿足要求。5.1.4 板截面估算根據高規按經驗公式得：按雙向板的1/50考慮，板厚hLmax/50=4500/50=90mm.考慮到保證結構的整體性以及防水要求，初取樓面為100mm,屋面為120mm。5.2 各截面幾何特征的計算5.2.1 剪力墻幾何特征及剛度計算1）、剪力墻類型的判別橫向剪力墻W1、W

14、3、W4無洞口，為整體墻;W2有個窗洞口，要判斷剪力墻類型W2類型的判別W2的幾何尺寸如圖51墻肢及組合截面的形心位置墻肢1、2及組合截面面積和他們的形心位置計算如下：15層 墻肢1：截面面積形心位置：同理可得611層：墻肢1：截面面積形心位置：墻肢及組合截面慣性矩： 15層： 611層： 連梁截面慣性矩：計算跨度及墻肢形心間距：頂層、首層：210層： 連梁計算跨度的加權平均值洞口兩側墻肢形心間距首層、頂層：210層：墻類型判別2）、橫向剪力墻等效剛度的計算如下計算。小開口墻按。 橫向剪力墻等效抗彎剛度計算表 列表5-1墻編號層次截面圖備注W11530.05.3031.531.205149.7

15、7142.91整體剪力墻6104.7521.421.20135.52W2150.87.251.581.360166.06156.656000200500X500(15層）450X450(610）小開口剪力墻6100.86.5311.471.276148.71W31530.03.8541.611.075109.76103.1246255125500X500(15層）450X450(610層）W3整體剪力墻6113.3411.491.0395.94W4157.9801.371.625228.37217.14整體剪力墻6127.2131.291.590207.66注： 1、-剪切應力不均勻系數矩形截

16、面取1.2，工字形截面取全截面/腹板面積。2、單肢體實體墻、整截面墻和整體小開口墻的等效剛度公式：。3、當各層層高及慣性矩不同時取加權平值：。4、無洞口實體墻的截面面積，對整體截面墻折算截面積：5、對整體小開口墻取墻肢截面面積之和： 得總剪力墻等效抗彎剛度：5.2.2 總框架的抗推剛度計算1）、框架梁線剛度計算，如表5-2。 框架梁計算跨度計算：框架梁按彈性計算，按高規確定，取兩柱中心線間距離作為計算跨度。橫向框架梁線剛度表 表5-2位置跨度(m)截面(mm)邊跨中跨AB、BC跨5.2750.250.550.003470.00522.9602 0.0069 3.9469 AB、BC跨4.625

17、0.250.550.003470.00523.3762 0.0069 4.5016 AB、BC跨6.0000.250.550.003470.00522.6025 0.0069 3.4700 注：C30混凝土2）、框架柱線剛度計算框架柱線剛度計算表 表5-3軸線層號截面(mm)層高(m)A、B、C、DE、F6100.450.453.000.003423.42 250.500.503.000.005215.21 10.500.504.200.005213.72 注：C30混凝土3）、橫向框架1、7軸柱抗推剛度計算如表5-4。橫向邊框架1、7軸柱抗推剛度計算表 如表5-4軸號層號左梁右梁A/F610

18、29.60234.20 0.866 0.302 3.00 13.774 41.321 2529.60252.10 0.568 0.221 3.00 15.369 46.106 129.60237.21 0.796 0.463 4.20 11.731 49.269 B/E61029.60233.76234.20 1.853 0.481 3.00 21.929 65.786 2529.60233.76252.10 1.216 0.378 3.00 26.269 78.806 129.60233.76237.21 1.703 0.595 4.20 15.059 63.247 C/D61033.762

19、34.20 0.987 0.330 3.00 15.070 45.209 2533.76252.10 0.648 0.245 3.00 17.000 51.000 133.76237.21 0.907 0.484 4.20 12.253 51.463 橫向框架柱抗推剛度計算（中框架）如表5-5、表5-6橫向框架柱（中框架）抗推剛度計算表 表5-5軸號層號左梁右梁A/F61039.46934.20 1.154 0.366 3.00 16.685 50.055 2539.46952.10 0.758 0.275 3.00 19.084 57.252 139.46937.21 1.061 0.510

20、 4.20 12.908 54.212 B/E61039.46945.01634.20 2.470 0.553 3.00 25.199 75.596 2539.46945.01652.10 1.622 0.448 3.00 31.104 93.313 139.46945.01637.21 2.270 0.649 4.20 16.422 68.972 C/D61045.01634.20 1.316 0.397 3.00 18.099 54.297 2545.01652.10 0.864 0.302 3.00 20.957 62.871 145.01637.21 1.210 0.533 4.20

21、13.484 56.631 橫向框架柱（中框架）抗推剛度匯總表表5-6層次軸號1、7軸2、6軸3、4、5軸數量數量數量610AF441.321 165.284 6 50.055 300.330 BE465.786 263.144 4 75.596 302.384 CD445.209 180.836 4 54.297 217.188 4 54.297 217.188 609.264 217.188 819.902 25AF4 46.106 184.424 6 57.252 343.512 25BE4 78.806 315.224 4 93.313 373.252 CD4 51.000 204.0

22、00 462.871 251.484 4 62.871 251.484 703.648 251.484 968.248 1 AF4 49.270 197.080 6 54.212 325.272 BE4 63.250 253.000 4 68.972 275.888 CD451.463 205.852 456.631 226.524 456.631 226.524 655.932 226.524 827.684 橫向總框架抗推剛度5.2.3 總連梁的等效剪切剛度Cb的計算分析橫向連梁有KL2、KL3-1、KL4-1、KL4-2，總剛結端有12個。各連梁約束彎矩計算截面簡圖如圖5-2。各截面均為

23、250mm550mm,截面慣性矩為，各連梁約束彎矩的計算：1）、KL215層：610層 2）、KL3-1：110層3）、KL4-1：15層：610層：3）、KL4-2：15層610層由上計算結果得連梁的平均約束彎矩如表5-7。 連梁平均約束彎矩計算表 列表5-7橫向連梁編號層號約束彎矩總層高H（M）平均約束彎矩M12M21KL261098.900 1588.780 31.200 30.077 KL3-1610140.400 15140.400 31.200 45.000 KL4-161069.010 1566.810 31.200 21.766 KL4-261072.930 72.930 15

24、70.730 70.730 31.200 46.045 連梁等效剪切剛度Cb匯總如下表5-7連梁等效剪切剛度Cb匯總表 列表5-7連 梁 編 號數 量平均約束彎矩KL2430.077 120.308KL3-1445.000 180KL4-1221.766 43.532KL4-2146.045 46.045389.8855.3 體系的剛度特征值主體結構剛度特征值的計算，按剛結體系計算。計算體系基本周期時，視體系完全處于彈性階段工作，則按下式計算：在體系協同內力計算時，總連梁等效剪切剛度Cb乘以考慮彈塑性變形影響的剛度折減系數，根據高規折減系數不宜小于0.5，本例取0.7圖5-2 約束彎矩計算截面

25、簡圖6 荷載計算6.1 豎向荷載標準值計算6.1.1 板豎向荷載計算 天面荷載的標準值：活載：(上人屋面)恒載：輕質隔熱板 40mm厚C20級細石混凝土防水層（內配雙向鋼筋網 縱橫每6米分縫，分縫處鋼筋網斷開并用防水油膏填縫 10mm厚紙筋灰隔離層（紙筋石灰泥） 20mm厚1：3水泥石漿找平 120mm厚鋼筋混凝土板 15mm厚混合粉刷 恒荷載合計 樓面荷載的標準值：活載：儲藏室： 陽臺：其余：衛生間、廚房、陽臺恒載值：玻化面磚（78mm） 15mm厚1：2水泥沙漿保護層2mm厚水泥基防水涂料20mm厚水泥沙漿找平素水泥漿結合層一道 100mm現澆混凝土樓板 15mm白灰砂漿天花抹灰 恒載合計

26、： 標準層樓面恒載面磚（78mm） 20mm厚水泥沙漿找平素水泥漿結合層一道 100mm現澆混凝土樓板 15mm白灰砂漿天花抹灰 恒載合計： 電梯機房地面：活載：恒載：120mm混凝土板 恒載合計： 樓梯間樓面恒載樓梯耐磨面磚（78mm） 34mm厚水泥膠結合層20mm厚水泥沙漿找平素水泥漿結合層一道 100mm現澆混凝土樓板 15mm白灰砂漿天花抹灰 恒載合計： 6.1.2 梁、柱、剪力墻的自重 梁的自重：梁的自重由構件的幾何尺寸和材料單位體積的自重計算。梁構件表面粉刷層重平均為，按墻面混合砂漿裝飾計算。梁高應由梁截面高度中減去板厚（設計連梁與其它框架梁完全相同），為了方便計算，屋面梁同標準

27、層。縱向框架梁的自重bh=250mm550mm：橫向框架梁的自重bh=250mm500mm：次梁的自重： 截面 bh=200mm450mm截面 bh=200mm300mm 柱的自重：各層柱凈高減去板厚，柱面粉刷層的重量同墻裝飾。15層柱的自重：6 11層柱的自重： 剪力墻的自重：每層每片剪力墻自重為剪力墻體積與材料單位體積自重的乘積。（本設計全部剪力墻為無洞相同的墻體）W1、W3、為無洞口厚度200mm厚的鋼筋混凝土墻首層、樓梯電梯間：210層：W4、W5、W6為無洞口厚度250mm厚的鋼筋混凝土墻：首層、樓梯電梯間：210層：W2首層、樓梯電梯間：210層：6.1.3 內外圍護墻自重 外圍護墻（每單位面積自重）75mm75mm外墻面瓷磚、聚合物水泥漿溝縫5mm厚聚合物水泥漿粘貼20mm厚聚合物水泥砂漿找平掃聚合物水泥漿一道 180mm厚漿砌普通磚 15mm厚1：1：6水泥石灰漿打底5mm厚1：1：3水泥石灰漿過面掃乳膠漆 合計： 180mm內隔墻（每單位面積自重）180mm厚漿砌普通磚 15mm厚1：1：6水泥石灰漿打底5mm厚1：