12层学生宿舍楼框架-剪力墙结构设计项目说明书.doc

12层学生宿舍楼（框架——剪力墙构造）

建筑构造设计：
1、 外墙：各种轻质砌块（蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，200mm）——目：轻质、保温、隔热。
外侧加砌瓷砖墙面——目：为避免墙体受水，影响墙体隔热、保温性能。
梁截面为矩形。
2、 内墙：（除剪力墙外）依照使用规定，初选：蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（160mm）
3、 高层建筑女儿墙普通为较高，为了保证其稳定，需在上端设钢筋混凝土圈梁且与主体构造有可靠拉结。

构造设计：
1、 高层主体构造沿房屋纵向采用8m柱步，层高一律为3.2m.
2、 楼层平面采用近矩形平面——实现对称。
3、 楼层总长为L=40000mm=40m<65m(不超过现浇框架——剪力墙构造伸缩缝最大间距，因此不需设伸缩缝。)
4、 总高 H=42.5m ，总宽=18m ，H / B=2.36<5.0 ，从而可保证构造设计合理状况下房屋在水平荷载作用下抗侧移刚度是可以满足规定。
5、 恰当时候要用桩基本，由于桩基本沉降较小，因此普通可不设沉降缝
恰当时候要用箱基本。（箱基本底至自然地面距离不少于H / 12）
因此至自然地面距离L>H / 12.=42.5 / 12=3.55
6、 各楼层均采用现浇整体式楼盖。

构造基本尺寸拟定及截面几何特性：
1、 框架：
① 框架梁截面尺寸及混凝土强度级别：
本设计横向框架梁跨度只有一种：6m.
梁高按：L / 8 —— L / 12 ，梁宽按：h / 2.5 —— h / 2
因此：横向连系梁取：
纵向连系梁取：
框架梁混凝土级别强度： 1 —— 8层：C30
9 ——13层：C25
② 框架柱截面尺寸及混凝土强度级别：
依照本设计实际状况：初步选用：。（对于各种不同用途和构造体系
高层建筑该楼层总荷载约变化在）
各层柱混凝土级别：1 —— 8层 C40
9 ——13层 C30 （13层为电梯房、水箱房）
由于各跨与各柱距都同样，并且可以以为边柱与中柱受力相称。边柱受水平荷载作用
大，中柱受竖向荷载作用大。
因此本设计边柱与中柱截面取相似尺寸。
以B轴线中柱为例计算：

1 —— 6层柱：
取该截面：
7 ——13层柱：
取该截面：
③ 框架梁、柱线刚度与框架剪切刚度。
1 或 6 轴 框 架 梁 线 刚 度
层号
F——E轴间梁
E——B轴间梁
B——A轴间梁
9——13
4.81E+04
4.81E+04
3.20E+04
1—— 8
5.15E+04
5.15E+04
3.43E+04

2 或5 轴 框 架 梁 线 刚 度
层号
F——E轴间梁
E——B轴间梁
B——A轴间梁
9——13
6.41E+04
6.41E+04
6.41E+04
1—— 8
6.87E+04
6.87E+04
6.87E+04

3 或4 轴 框 架 梁 线 刚 度
层号
F——E轴间梁
E——B轴间梁
B——A轴间梁
9——13
4.81E+04
6.41E+04
6.41E+04
1—— 8
5.15E+04
6.87E+04
6.87E+04

框 架 柱 线 刚 度
层号
D 轴 柱
C轴 柱
B 轴 柱
A轴 柱
9——13
1.88E+04
1.88E+04
1.88E+04
1.88E+04
8—— 7
2.03E+04
2.03E+04
2.03E+04
2.03E+04
1—— 6
4.42E+04
4.42E+04
4.42E+04
4.42E+04

各榀框架剪切刚度
1 或6轴框架剪切刚度
2 或5轴框架剪切刚度
3 或4轴框架剪切刚度

④ 连梁等效剪切刚度
各层连梁等效剪切刚度与总连梁加权等效剪切刚度计算见表。
设计连梁与其他框架梁完全相似，均为长梁，故无考虑剪切变形影响必要，即可取：

总连梁加权平均剪切刚度为：
2、 剪力墙：
本设计剪力墙设立片数与位置见图：
剪力墙厚度取值如下：
一致厚度取为：

各层剪力墙混凝土强度选用如下：
1 —— 8层 C30
9 ——12层 C25
各层单片剪力强考虑纵墙作为横墙翼缘后截面重心位置：
计算得：
各层单片剪力墙截面惯性矩为：

单片剪力墙加权平均抗弯刚度为：

则总剪力墙加权平均抗弯刚度为：

3、 体系刚度特性值：
总连梁等效剪切刚度考虑其弹塑性变形影响，刚度折减系数规定不得低于0.55，本设设计
考虑该连梁与其他框架梁线刚度接近，故取，则：

荷载计算：
1、 竖向荷载：
各种构件荷载原则值：
⑴ 板荷载：
① 天面荷载原则值：
活载：(上人屋面)
恒载：二 三油现浇保温层
120mm混凝土板
板底粉刷
恒载共计：
② 楼面荷载原则值：
活载： （按宿舍取值）
恒载：水磨石地面
100mm现浇混凝土楼板
15mm白灰砂浆天花抹灰
恒载共计：
③ 电梯机房地面：
活载：
恒载：120mm混凝土板
恒载共计：
④ 挑出阳台：
活载：
恒载：100mm现浇混凝土楼板
恒载共计：
⑵ 梁、柱、剪力墙自重：
① 梁自重：
梁自重由构件几何尺寸和材料单位体积自重计算。梁构件表面粉刷层重为。梁高应由梁截面高度中减去板厚。（设计连梁与其他框架梁完全相似）
横向主梁自重：
纵向主梁自重：
次梁自重：

② 柱自重：
各层柱净高减去板厚，为了简化计算，柱单位高度自重近似取1.1倍柱截面积和材料单位体积自重乘积，以考虑柱面粉刷层重量。
1 —— 6层柱自重：
7 ——13层柱自重：
③ 剪力墙自重：
每层每片剪力墙自重为剪力墙体积与材料单位体积自重乘积。（本设计所有剪力墙为无洞相似墙体）

⑶ 内外围护墙自重：
① 外围护墙（每单位面积自重）
瓷砖墙面
200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块
石灰粗砂粉刷层
共计：
② 内隔墙（每单位面积自重）
石灰粗砂粉刷层
160mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块
共计：
③ 门窗（每单位面积自重）
铝合金玻璃门窗
木门
2、 水平荷载
⑴ 风荷载：
① 广州地区基本风压值，但在计算高层房屋时《规范》规定应在《建筑构造规范》基本风压值基本上提高10%，故基本风压应按计算。
风荷载体型系数近似按矩形平面取，则：

风压高度系数按C类粗糙度查取：
体系自振周期T按《规范》建议公式：
由，查《建筑构造荷载规格》得：，。则可以按求得各楼层标高处风振系数。
层高

13

42.05
1.15
1.53
1.29
14.12
18.28
12
38.85
1.12
1.54
1.27
40
50.89
11
35.65
1.07
1.49
1.18
47.09
10
32.45
1.03
1.47
1.11
44.48
9
29.25
0.99
1.43
1.05
41.88
8
26.05
0.94
1.39
0.96
38.44
7
22.85
0.89
1.30
0.85
34.10
6
19.65
0.83
1.28
0.78
31.26
5
16.45
0.76
1.24
0.69
27.77
4
13.25
0.74
1.18
0.64
25.75
3
10.05
0.74
1.11
0.60
24.14
2
6.85
0.74
1.06
0.58
23.07
1
3.65
0.74
1.02
0.55
22.17
② 风荷载图式转换：
在框架——剪力墙构造协同内力计算时，需将实际作用于构造上荷载改造为典型荷载（顶点集中荷载、均布荷载和倒三角荷载），以适应既有协同内力计算图表。作用于出屋面小阁搂（电梯机房、水箱房）风荷载传至下部框架上按集中力F计算。然后取一层楼面处风荷载集度为 均布荷载。至于倒三角形荷载集度则可按剩余荷载对基本顶面弯矩等效来拟定。

转换图式见图表达：（后附）
③ 在风荷载作用下，框架——剪力墙协同工作：
体系在风荷载作用计算简图如图，刚度特性值 前面已经求得，则可分别按三种荷载状况进行体系内力计算。

体系在顶点集中荷载作用下，总弯矩：
总剪力：
均布荷载作用下，总弯矩：
总剪力：
倒三角形荷载作用下，总弯矩：
总剪力：
总框架分担剪力：
总连梁总线约束弯矩：
剪力墙总剪力：
上述计算在下表中进行：
各层剪力墙底截面内力、即为表中成果。
各层总框架柱剪力可由上、下楼层处值取平均计算：

各层连梁总约束弯矩由下式计算：

④ 框架——剪力墙内力表：

楼层
总剪力墙
总框架

总连梁

12
0.000
-0.063
0.092
0.433
11
-0.838
0.081
0.094
0.876
10
-1.244
0.218
0.096
0.898
9
-1.250
0.347
0.099
0.924
8
-0.876
0.470
0.101
0.946
7
-0.133
0.589
0.101
0.957
6
0.980
0.703
0.099
0.949
5
2.472
0.813
0.093
0.915
4
4.363
0.921
0.084
0.846
3
6.685
1.027
0.069
0.735
2
9.480
1.132
0.049
0.572
1
12.804
1.237
0.018
0.347
0
17.332
1.359
0.092
0.433
⑤ 位移计算：
由于风荷载内力比较小，因此在风荷载作用下位移可以忽视。

⑵ 横向水平地震作用：
构造总水平地震作用——底部剪力原则值：
① 重力荷载代表值：
各层楼面取建筑总面积计算恒载，取楼板净面积计算楼面活荷载；各根梁取梁截面高度减去板厚尺寸计算梁自重；各根柱取净高度（层高减去板厚）计算柱自重；各墙断依照门窗大小采用有门窗墙体按无洞墙体重乘以相应折减系数，外墙护墙纵向乘以折减系数0.6，外未护墙横向、内隔墙纵向乘以折减系数0.85，内隔墙横向乘以1.0。最后将各层楼面（含梁）及上、下各半层墙柱恒载100%，楼面活荷载50%相加算得各楼层重力荷载代表值。
计得总重力荷载代表值：

② 构造基本自震周期及地震影响系数计算：：
（s）
由于计得：，查表得：

修正周期：
本设计特性周期：

③ 构造总水平地震作用原则值：

④ 依照底部剪力法：计算得，
地震剪力原则值计算
层数

12
565.31
565.31
21962.40
11
518.75
1084.06
18493.40
10
472.19
1556.25
15322.41
9
425.62
1981.87
12449.43
8
379.06
2360.93
9874.46
7
332.49
2693.42
7597.49
6
303.97
2997.39
5973.02
5
254.47
3251.86
4186.02
4
204.97
3456.83
2715.82
3
155.47
3612.29
1562.43
2
105.96
3718.26
725.86
1
56.46
3774.72
206.09

3774.72

101068.81

⑤ 在地震作用下，框架——剪力墙协同工作：

将楼层处集中力按基底等弯矩折算成倒三角形荷载：

荷载形式
考虑梁约束作用

⑥ 框架——剪力墙总内力：

楼层
总剪力墙
总框架

总连梁

12
0.000
-0.327
0.971
1.544
11
-3.151
0.286
0.989
3.123
10
-4.496
0.841
1.016
3.203
9
-4.241
1.342
1.041
3.296
8
-2.549
1.792
1.056
3.366
7
0.457
2.194
1.052
3.389
6
4.687
2.551
1.021
3.341
5
10.087
2.865
0.956
3.194
4
16.635
3.139
0.849
2.922
3
24.339
3.376
0.639
2.509
2
33.237
3.577
0.482
1.93
1
43.404
3.746
0.180
1.155
0
56.685
3.902

⑦ 位移计算：
在地震作用下顶点位移：10mm。
层间位移动：

层数
标高

12
38.85
1.000
0.399
0.010

11
35.65
0.918
0.362
0.009
0.001
10
32.45
0.835
0.324
0.008
0.001
9
29.25
0.753
0.285
0.007
0.001
8
26.05
0.671
0.245
0.006
0.001
7
22.85
0.588
0.204
0.005
0.001
6
19.65
0.506
0.163
0.004
0.001
5
16.45
0.423
0.124
0.003
0.001
4
13.25
0.341
0.087
0.002
0.001
3
10.05
0.259
0.054
0.001
0.001
2
6.85
0.176
0.027
0.001
0.001
1
3.65
0.094
0.008
0.000
0.000
0
0
0.000
0.000
0.000
0.000