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剪力墙结构计算书.doc

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二、三类和四类住宅为5m²;3.3.2  厨房应有直接采光、自然通风,并宜布置在套内近入口处的规定,设计方案厨房面积为9.45,平面尺寸为2780mm3400mm。窗户尺寸为1800mm1500mm。门的尺寸为1800mm2023mm。 b 、阳台balcony 阳台是高层居住空间户外活动的场合。本设计方案阳台南向,处在客厅之外,其重要作用是供居住者种值花卉、晒晾衣服、健身休息等室外活动需求。根据阳台的使用功能和特点,地面选择耐久、耐腐蚀、防滑、易洁的材料,如地砖、天然石材、人造石材、水泥砂浆地面等。墙面(栏板,栏杆)规定坚固、美观、安全,其高度在中高层建筑中不应低于1.1m。栏杆立杆之间的净距不大于0.11m。墙面宜用外墙涂料粉刷、外墙面砖或天然石材等,栏杆一般为水泥制品或金属构件以及砖、玻璃、塑钢等材料。顶棚为粉刷。使用面积为4.88,平面尺寸为4200mm1160mm,窗户设为3000mm1500mm,满足南向大窗采光规定。 c 、卫生间Bathroom 卫生间是多样设备和多种功能聚合的家庭公共空间,又是私密性规定较高的空间,同是卫生间又兼容一定的家务活动,如洗衣、贮藏等。它所拥有的基本设备有洗脸盆、浴盆、淋浴喷头、抽水马桶等。并且在梳妆、浴巾、卫生器材的贮藏以及洗衣设备的配置上给予一定的考虑。从原则上来讲卫生间是家居的附设单元,但考虑到舒适度,本设计方案卫生间面积为5.27,平面尺寸为2850mm1850mm,窗户设为900mm1500mm,满足采光通风的规定,查《住宅建筑设计》表3.9.5的规定,门设为700mm2023mm。 3、交通部分平面设计 交通部分涉及室内交通和室外公共交通两部分,室内交通部分重要是指走道,室外公共交通部分交通重要涉及走道、楼梯、电梯。 室内走道宽度按1050mm设计,力求紧凑,以扩大居住部分和辅助部分的使用面积; 室外交通为了满足《高层建筑防火规范》的规定按1200mm设计; 公共楼梯数量设为2部,梯段宽度按1200mm设计。 电梯是高层住宅的垂直交通重要依靠,考虑到电梯使用的机动性及休检等因素,本设计方案每单元设两部,均为10人电梯,满足载人、搬运家具等规定。 4、户内平面组合设计 户内平面组合设计重要解决户内功能空间数量及互相关系问题以形成合理的套型,户内交通空间将居住空间和辅助空间组合成有机的整体。以起居室为中心的公共圈是家庭集中生活的场合,本设计方案 将其位置设立靠近户门,并且位于平面的中部,直接通过阳台的全开间玻璃门对外,朝南,能满足充足的采光和通风规定。以卧室为中心的个人圈是家庭各成员各自休息、工作的 场合,规定安静、独立、直接对外开窗,能满足充足的采光和通风规定。以厨房为中心的家务场合,因其有烟、汽、热的散发,本方案将其独立的隔离开来,并且直接对外开窗,能满足充足的采光和通风规定。 在本方案的平面组合设计中,做到了动静分离、厨卫分离、餐居分离、干湿分离。 5、户间平面组合设计 根据对板式住宅和塔式住宅的优缺陷的学习和对比,板式住宅和塔式住宅的优点如下: 板式的优势:一般南北通透或东西通透,因而通风好,室内空气的流通性强。另一方面,进深较小,采光日照质量较好,因此出现黑房间的机率小。第三,公摊面积小,得房率高。第四,对外采光面多,因 此更易做成明厨明卫。 塔式的优势:一方面,体形修长,容易塑造较好的形象。第二,一般一梯多户(本设计方案为四户),因此交通空间节约。第三,在户型上,容易设计出较好的小户型,具有更大市场适应性。第四,社区整体通风效果好,视野也较好。第五,社区绿地空间比较自由灵活,容易形成大面积集体绿地。 本设计方案采用塔式住宅,平面尺寸较小,适应南昌红谷滩区地基不好,需要置换地基土,用地面积小适应了小地段基地的规定,同时能使各户获得较好的采光、通风条件,减少了户与户之间的干扰,提高了居住质量水平。设立了两部楼梯,一部为明楼梯。另一部设立送风管道。 二、剖面设计 剖面设计的内容重要是层数、房屋高度的尺寸的拟定,剖面组合设计以及剖面中结构构造关系的分析。 层数,考虑到经济性、使用规定的需要、节约土地、防火规定的的需要,本设计方案根据任务书的规定地上部分设为17层,地下负一层设地下室,平时做车库使用,电梯机房设在顶部。 层高,考虑到住宅的使用性质和活动特点、结构的布置需要、室内空间比例需要、采光通风的需要,本设计方案取高层的层高如下: 1~14层为3m,地下室为3.9m,电梯机房为2.5m。 为了防止室外雨水倒流入室内,同时为了防止由于建筑物沉降而使首层室内地面标高过低,室内外高差为0.45m。 剖面组合设计中,重要考虑了各层房间使用规定,综合考虑了结构合理、构造简朴、造型美观等规定。 三、立面设计 立面设计中,重要考虑了立面的虚实结合,加强立面的立体感,突出门窗的节奏感,使立面生动活泼。本方案重要突出了立面凹凸的感觉,采用了鲜明的线条来村托建筑的层次感,颜色的基本色调是红褐色,耐看、端庄持重,更加强了建筑的亲切感。 四、高层住宅楼相关技术设计 1、高层住宅楼的垂直交通设计 高层住宅是以电梯为重要交通工具,楼梯为辅助工具,在前期的建筑设计时重要考虑了电梯和消防前室的布置,经学习《高层民用建筑设计防火规范》,为了考虑建筑的经济性,本设计方案地上总层数为17层,满足《高层民用建筑设计防火规范》6.1.1.1十八层及十八层以下,每层不超过8户、建筑面积不超过650m2,且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的塔式住宅的规定。由于一层只有四户,人流量并非很大,故设电梯台数为两台,且均为10人中速电梯。由于《高层民用建筑设计防火规范》 的6.2.1.2 前室的面积,公共建筑不应小于6.00m2,居住建筑不应小于4.50m2的,本设计方案的消防前室为6.08,且前室和楼梯间的门均为乙级防火门,并应向疏散方向启动,满足消防的需求。 2、高层住宅楼的防火疏散设计 高层住宅存在的火险隐患多,且容易蔓延,不容易控制,本方案为17层的普通住宅,根据《高规》3.0.1和3.0.2条规定为二类建筑和二级耐火等级。, 结构设计 X向剪力墙截面特性(尺寸图中,剪力墙按实际取,墙厚尺寸按放大十倍画得) 编号 墙尺寸 各墙肢截面面积() XSW—1 XSW—3 XSW—7 XSW—8 0.26 0.35 0.34 0.41 0.20 编号 各墙肢截面惯性矩() 形心 组合截面惯 性矩I() XSW—1 4.031 5.6873 XSW—3 2.100 1.2263 XSW—7 2.380 1.041 XSW—8 0.0366 0.0893 0.0819 0.1436 0.0167 9.300 56.917 备注:以XSW—1为例,计算过程如下: 墙肢1的面积 墙肢2的面积 墙肢3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3的截面惯性矩 墙肢截面的总惯性矩 墙肢1的形心 墙肢2的形心 墙肢3的形心 形心 各墙肢的组合截面惯性矩 组合截面惯性矩 X向剪力墙连梁折算惯性矩 编号 XSW—1 2.10 1.5 2.85 0.3 1.2 0.05625 0.0307 3.55 0.0303 3.00 1.5 3.75 0.3 1.2 0.05625 0.0380 4.35 XSW—3 0.80 1.5 1.55 0.3 1.2 0.05625 0.0148 2.50 0.0248 XSW—7 1.20 0.9 1.65 0.18 1.2 0.01215 0.0162 2.70 0.0174 XSW—8 2.10 1.5 2.85 0.3 1.2 0.05625 0.0307 3.625 0.0652 3.30 1.5 4.05 0.3 1.2 0.05625 0.0399 5.025 3.30 1.5 4.05 0.3 1.2 0.05625 0.0339 5.025 2.10 1.5 2.85 0.3 1.2 0.05625 0.0307 3.625 备注:——第j列洞口宽度; ——连梁截面高度; ——第j列洞口宽度加连梁高度的一半; ——第j连梁的截面面积; ——截面形状系数,矩形截面时取=1.2; ——第j连梁截面惯性矩(刚度不折减); ——第j连梁折算惯性矩; ——第j列洞口两侧墙肢轴线距离; 以XSW—3为例,计算过程如下: =0.8m =1.5m =+ =1.2 = =2.50m = X向剪力墙类型 编号 类型 XSW—1 0.1395 5.687 5.5478 0.0303 53.148 10 0.9755 0.9313 壁式框架 XSW—3 0.1638 1.226 1.0625 0.0248 46.15 10 0.8664 0.9313 整体小开口 XSW—7 0.1860 1.041 0.8550 0.0263 42.322 10 0.8213 0.9354 整体小开口 XSW—8 0.3681 56.92 56.549 0.0652 46.562 10 0.9935 0.9313 壁式框架 备注:——扣除各墙肢惯性矩后剪力墙的惯性矩; ——整体性系数;=(多肢墙) =(双肢墙) 10 且 为整体小开口墙 10 且 为联肢墙 10 且 为壁式框架 ——墙肢轴向变形影响系数,当为3~4肢时,取0.8;5~7肢时取0.85;8肢以上时取0.9; K——洞口列数; ——系数,由及层数查表拟定。 以XSW—1为例,计算过程如下: =0.1395 =5.6873 =5.6873-0.1395=5.5478 =0.0303 ==53.148 10 ==0.9755 0.9313 可得XSW—1为壁式框架 备注:壁式框架的计算简图如上图所示。 壁式框架梁柱轴线由剪力墙连梁和墙肢的形心轴线决定; 壁式框架的刚域如下图1 : 图1.刚域 刚域长度计算公式: 当计算得到的刚域长度小于零时,可不考虑刚域的影响。 各片剪力墙刚度计算 实体墙XSW—2、XSW—4、XSW—5、XSW—6、XSW—9的等效刚度 编号 H(m) XSW—2 51 0.880 1.4197 1.2 3.0 4.321 XSW—4 51 1.064 2.5100 1.2 3.0 6.860 XSW—5 51 0.636 0.5360 1.2 3.0 1.602 XSW—6 51 0.560 0.3659 1.2 3.0 1.095 XSW—9 55.2 0.840 1.2348 1.2 3.0 3.679 注: H——总剪力墙的高度; ——无洞口墙的截面面积,整截面墙取折算面积 整体小开口墙取墙肢截面面积之和 A——墙截面毛面积; ——墙面洞口面积; ——墙面总面积; ———无洞口墙的截面惯性矩,整截面墙的组合截面惯性矩,整体小开口墙的组合截面惯性矩的80%,当各层惯性矩不同时,可按竖向去加权平均值; ——剪力墙沿竖向各段的惯性矩,有洞口时扣除洞口; ——各段连梁的高度; ——混凝土的弹性模量,假如各层的弹性模量不相同,应按竖向起加权平均值; ——等效刚度。 以XSW—2为例,计算过程如下: H=51m 截面尺寸 ==0.88 壁式框架XSW—1 XSW—1 壁梁的等效刚度计算 楼层 梁 17 左 0.004 2.4 3.55 0.25 0.840 2.9362 0.827 右 3.2 4.35 0.188 0.803 2.1759 0.500 1~16 左 0.056 2.04 3.55 0.737 0.384 34.365 9.680 右 2.84 4.35 0.529 0.544 33.134 7.617 备注:表格中个符号含义如下图2所示: 图1.带刚域杆件 ——考虑剪切变形的刚度折减系数 ——带刚域杆件的等效刚度; ——杆件中段的截面抗弯刚度; ——考虑刚域和剪切变形影响后的梁线刚度。 以17层左梁为例,计算过程如下: = =0.84 XSW—1 壁柱1的等效刚度计算 楼层 17 0.0167 2.275 2.55 0.44 0.624 4.4034 1.7268 2~16 2.450 3 0.408 0.653 5.9998 1.9999 1 2.875 3.15 0.348 0.747 4.9242 1.5632 XSW—1 壁柱2的等效刚度计算 楼层 17 0.1143 2.275 2.55 0.8352 0.322 15.5688 6.105 2~16 2.450 3 0.7755 0.357 22.4880 7.496 1 2.875 3.15 0.6609 0.437 19.7289 6.263 XSW—1 壁柱3的等效刚度计算 楼层 17 0.0085 2.275 2.55 0.3516 0.836 3.003 1.1776 2~16 2.450 3.00 0.3265 0.814 3.808 1.2690 1 2.875 3.15 0.2783 0.812 2.724 0.8650 注:——考虑剪切变形的刚度折减系数; ——带刚域杆件的等效刚度; ——杆件中段的截面抗弯刚度; ——考虑刚域和剪切变形影响后的柱线刚度。 以XSW—1 壁柱1的第17层等效刚度计算为例,计算过程如下: =2.275m h =2.55m =0.624 楼 层 h (m) 柱 号 kN /m kN 17 2.55 壁柱1 0.603 1.9216 20.734 壁柱2 0.429 4.8336 壁柱3 0.633 1.3756 2 ~ 16 3.00 壁柱1 0.568 1.5146 19.151 壁柱2 0.383 3.828 壁柱3 0.615 1.041 1 3.15 壁柱1 96.8/15.632 =6.192 0.817 1.545 24.047 壁柱2 0.685 5.188 壁柱3 76.17/8.65 =8.806 0.861 0.901 备注:h为层高; 考虑刚域和剪切变形影响后的柱线刚度 一般层 底层 ——壁式框架平面内与所有计算柱相连的个梁线刚度(考虑了刚域和剪切变形的影响)之和; ——柱侧移刚度影响系数; D ——抗侧移刚度; ——剪切刚度; 以XSW—1壁柱1的第17层侧移刚度计算为例,计算过程如下: =m 壁式框架XSW—8 XSW—8 壁梁的等效刚度计算 楼 层 梁 17 两侧 0.004 2.40 3.625 0.250 0.840 3.124 0.862 中间 3.58 5.025 0.168 0.922 1.400 0.279 1~16 两侧 0.056 2.85 3.625 0.526 0.547 18.969 5.233 中间 4.05 5.025 0.370 0.713 23.010 4.579 备注:表格中个符号含义如下图2所示 ——考虑剪切变形的刚度折减系数 ——带刚域杆件的等效刚度; ——杆件中段的截面抗弯刚度; ——考虑刚域和剪切变形影响后的梁线刚度。 以17层左梁为例,计算过程如下: = =0.84 XSW—8 壁柱1 (5) 的等效刚度计算 楼层 17 0.037 2.125 2.55 0.612 0.472 9.053 3.55 2~16 2.150 3.00 0.605 0.477 14.377 4.79 1 2.725 3.15 0.477 0.595 10.202 3.24 XSW—8 壁柱2 (4) 的等效刚度计算 楼层 17 0.089 2.238 2.55 0.782 0.353 13.916 5.457 2~16 2.375 3.00 0.737 0.384 20.659 6.886 1 2.837 3.15 0.617 0.468 17.094 5.427 XSW—1 壁柱3的等效刚度计算 楼层 17 0.082 2.225 2.55 0.764 0.365 13.515 5.30 2~16 2.350 3.00 0.723 0.396 20.28 6.76 1 2.825 3.15 0.602 0.479 16.335 5.186 备注:——考虑剪切变形的刚度折减系数; ——带刚域杆件的等效刚度; ——杆件中段的截面抗弯刚度; ——考虑刚域和剪切变形影响后的柱线刚度。 以XSW—8 壁柱1 (5) 的第17层等效刚度计算为例,计算过程如下: =2.125m h =2.55m =0.472 楼 层 h (m) 柱 号 kN /m kN 17 2.55 壁 柱 1 (5) 0.30 1.965 35.45 壁 柱 2 (4) 0.33 3.323 壁 柱 3 0.34 3.325 2 ~ 16 3.00 壁 柱 1(5) 0.24 1.533 32.77 壁 柱 2(4) 0.286 2.626 壁 柱 3 0.289 2.605 1 3.15 壁 柱 1(5) 5.233/3.24 =1.62 0.586 2.296 51.65 壁 柱 2(4) 0.606 3.977 壁 柱 3 0.614 3.851 备注:h——层高; 考虑刚域和剪切变形影响后的柱线刚度 一般层 底层 —壁式框架平面内与所有计算柱相连的个梁线刚度(考虑了刚域和剪切变形的影响)之和; ——柱侧移刚度影响系数; D ——抗侧移刚度; ——剪切刚度; 以XSW—8 壁柱1(5)的第17层侧移刚度计算为例,计算过程如下: =m XSW—3 整体小开口墙 XSW—7 整体小开口墙 楼层 (m) 总壁式框架各层 剪切刚度 ()kN 总壁式框架剪切刚度()kN XSW —1 XSW —1 17 2.55 20.734 35.45 2~16 3.00 19.151 32.77 1 3.15 24.047 51.65 编号 类型 数量 总剪力墙等效刚度 XSW—2 实 体 墙 4 4.231 XSW—4 4 6.860 XSW—5 2 1.6024 XSW—6 3 1.0947 XSW—9 1 3.6792 XSW—3 整体小开口墙 1 1.586 XSW—7 2 1.461 刚度特性值 荷载计算 一、 重力荷载计算 (一) 屋面及楼面荷载 1、 屋面及楼面恒荷载 屋面 做法 厚度(mm) 容重kN/m 重量 高分子卷材 4 12 0.05 1:3水泥沙砂浆找平 20 20 0.40 憎水珍珠岩保温层 60 4 0.24 1:3水泥砂浆找平 20 20 0.40 1:6水泥焦渣找平 50 15 0.75 钢筋混凝土楼板 100 25 2.50 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34 总计:4.68 一般楼面、走道、电梯厅 做法 厚度(mm) 容重kN/m 重量 12厚地砖 12 17.8 0.214 20厚干硬性水泥砂浆找平层 20 20 0.4 100厚钢筋混凝土板 100 25 2.5 10厚水泥石灰膏砂浆 10 14 0.14 总计:3.182 卫生间、厨房地面 做法 厚度(mm) 容重kN/m 重量 12厚陶瓷地砖 12 17.8 0.214 20厚水泥砂浆 20 20 0.4 100厚钢筋混凝土板 100 25 2.5 10厚水泥砂浆 10 20 0.2 总计:3.242 一楼地面 做法 厚度(mm) 容重 重量 20厚花岗岩板 20 28 0.56 20厚水泥砂浆找平层 20 20 0.4 100厚钢筋混凝土板 100 25 2.5 10厚水泥砂浆 10 14 0.14 总计:3.60 电梯机房底板 做法 厚度(mm) 容重kN/m 重量 20厚干硬性水 泥砂浆找平层 20 20 0.40 120厚钢筋混凝土板 120 25 3.00 10厚水泥石灰膏砂浆 10 14 0.14 总计:3.54 2、 楼面活荷载 查《建筑结构荷载规范》表4.1.1 民用建筑楼面均布活荷载标准值: 住宅 2.0 厨房、厕所 2.0 走廊、门厅、楼梯 2.0 阳台 2.5 3、 屋面活荷载 不上人屋面 0.5 上人屋面 2.0 4、 雪荷载 查《建筑结构荷载规范》附录D.4,基本雪压以五十年一遇取,查《建筑结构荷载规范》表查6.2.1的=1.0,屋面水平投影面积上的雪荷载标准值为: == ——雪荷载标准值(kN/m2); ——屋面积雪分布系数; So——基本雪压(kN/m2)。 (二) 梁自重、墙体自重 梁自重 10厚水泥石灰膏砂浆 -------------------------------------------------------- 1、 墙自重 a、 外墙 6厚水泥砂浆罩面 12厚水泥砂浆 200厚钢筋混凝土墙 20厚水泥砂浆找平层 30厚稀土土保温层 ------------------------------------------ b、 内墙 5厚水泥石灰膏砂浆罩面 13厚水泥石灰膏砂浆打底 200厚钢筋混凝土墙 ---------------------------------------------- c、 隔墙 5厚瓷砖 5厚水泥砂浆加107胶 12厚水泥砂浆打底 120厚空心砖墙 13厚水泥石灰膏打底 5厚水泥石灰膏罩面 ------------------------------------------------- d、 女儿墙 6厚水泥砂浆罩面 12厚水泥砂浆打底 120厚钢筋混凝土墙 20厚水泥砂浆找平层 -------------------------------------------------- e、 女儿墙构造柱 粉刷 ------------------------------------------------- (三) 门窗重量 木 门:0.2kN/m 普通钢板门:0.45kN/m 乙级防火门:0.45kN/m 普通钢板门:0.45kN/m (四) 设
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