16层剪力墙结构设计.docx

前 言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，也是综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程，涉及综合运用建筑、结构、施工、设备、给排水和相关学科的基础知识。在老师的指导和同学的帮助下，我完成了这次的毕业设计课题西安中新浐灞半岛A11地块6#楼住宅楼结构设计。这次毕业设计，我们土木工程专业的学生要完成该工程从初步设计到施工图纸完成的整个过程，可以说涉及知识面比较广，比较全面！工程量也很大！1建筑设计1.1 高层的特点及意义城市中高层建筑反映一个城市经济繁荣和社会进步的重要标志。随着社会和经济的发展，特别是城市建设的发展，要求建筑所能达到的高度与规模不断地增加。合理的规划和设计可以美化城市的效果，可以预见，在未来相当长的时间内，高层建筑仍然是城市建设的主要建筑形式，因此，认识这些特点并掌握高层建筑结构的分析理论和基本设计方法，可以为今后的工作打下良好的基础。1.2总体布局该住宅楼共16层，顶部设有电梯机房，一至16层均为住宅，首层两户，其余各层均为三户，对称分布，形状规则，这种布置对抗侧力有利。三种户型可以满足不同层次和不同人口家庭的需要1.3平面交通交通枢纽设置在建筑的中心，各户之间通过走廊连接，并且各住户离楼梯间，电梯间较近，这样的交通线路简洁流畅，同时在紧急的情况下，用户可以迅速的疏散。1.4垂直交通由于一层只有四户，人流量并非很大，故设电梯台数为两台，同时兼备防火电梯用，为了考虑建筑的经济性，本设计方案地上总层数为16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.虽然设置了电梯，但是楼梯必须设置。 1.5防火设计 各套户型的分户门均采用防火门。如某一户发生火灾可以及时关闭防火门，防止火势蔓延，使用户有足够的逃离时间，进入楼梯的门为乙级防火门，耐火极限为1.2小时，该楼梯是发生火灾时居民逃生的主要通道，采用封闭式楼梯间可以有效的较少人员伤亡。规范规定，塔式高层建筑必须设置消防电梯。2结构设计2.1结构选型及几何特征计算2.1.1工程概况本工程位于西安中新浐灞半岛地产A11地块内，拟建工程为16层为普通住宅楼。采用剪力墙结构，标准层高3m，室外地坪高度-0.600m，建筑高度为48.6m。室外电梯机房高度为4.5m，标准层建筑面积约为360m2。自然条件：基本风压 W0=0.35kN/m2(50年基准期)；地面粗糙度：B类；场地地震基本烈度：8度；抗震设防烈度：8度；设计基本雪压S0=0.25KNm2；设计地震分组：第一组； 建筑物场地土类别：类结构形式：钢筋混凝土剪力墙结构； 抗震等级：二级；设计使用年限：50年； 防火耐火等级：一级；建筑结构的安全等级：二级； 建筑抗震设防类别：丙类；2.1.2主体结构的布置该剪力墙结构布置对称，凸出和凹出尺寸符合规范要求。结构侧向刚度沿竖向变化均匀，无刚度突出。结构的高宽比H/B=48.6/27.5=1.77=10且InI=10且InI时，为壁式框架；当30m图2-4楼层风荷载体形系数而且高宽比H/B=48.6/27.5=1.771.5，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋建筑设计时，用风振系数加大风载，所以按下列公式计算风振系数：z=1+HiHz T1=0.006n=0.00616=0.960T12=0.350.962=0.32查表得脉动增大系数=1.316脉动影响系数=0.50Fi=zsBhiz0;各楼层风荷载标准值的计算见下表2-7,续2-7-表2-7 各楼层风荷载标准值计算续表2-7 各楼层风荷载标准值计算由于电梯机房风荷载数值不大，不作为集中荷载作用在结构主体顶部，按照结构底部弯矩等效将各层风荷载转化为倒三角形分布，如图2-5所示。q max=47.27KN/m2图2-5倒三角形分布荷载最大值为：q max=3FiHiH2=3结构地震反应的分析的计算是将各楼层的荷载集中作用于一个质点，集中于各质点的重力荷载Gi为计算单位范围内各楼层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙，柱等重力荷载。（楼电梯间楼面自重力荷载近似取一般楼面自重了荷载的1.2倍）。重力荷载代表值是指100%的恒荷载，50%-80%的楼面活荷载和50%的雪荷载之和。重力荷载代表值G1 的计算结构列于表2-8中，重力荷载代表值G2-G15的计算结构列于表2-9中，重力荷载代表值G16的计算结构列于表2-10中，重力荷载代表值G17的计算结果列于表2-11中表2-8 重力荷载代表值G1表2-9 重力荷载代表值G16表2-10 重力荷载代表值G16表2-11 重力荷载代表值G17重力荷载代表值G1-G17 的位置如2-7图 转化为均布荷载图2-8重力荷载代表值G1-G17 图2-7 q=1629.64KN/m2 2.3.2结构自振周期的计算因屋面带有突出见，按照主题结构定点位移相等的原则，将电梯间质点的重力荷载代表值折算到主体结构的顶层，并将各质点的重力荷载转化为均布荷载。有公式可得：Ge=G17*1+3h2H=938.64KN/m2q=i=115GiH=1629.64KN/m2由于本工程设计的地震分组为第一组，场地类别为，查高层建筑结构表，可知特征周期Tg=0.35s本工程的剪力墙结构自振周期T1=0.053n=0.05316=0.85s。2.3.3水平地震作用计算我国建筑抗震设计规范（GB5001-2002），建筑结构的抗震计算应根据情况采用底部剪力法或振型反应谱法计算，特别不规范的建筑，甲类建筑等，尚可采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。根据场地类别，8度抗震，设计分组为第一组，查表可得，Tg=0.35s，max=0.16，取=0.05，则2=1.0，1=0.02 =TgTr2max=0.08Geq=0.85Ge=0.85（5197.06+14*4912.46+4251.25+822.92）=67188.82KN结构底部总剪力标准值FEK=Geq=0.08*67188.82=5375.11KN因为 T1=0.85s 1.4Tg=1.40.35s=0.49s n=0.08T1+0.07=0.080.85+0.07=0.14所以 Fn=nFEK=0.145375.11=752.52KN各质点的水平地震作用见表2-12将电梯机房的地震的作用移至主体结构顶层，并附加一弯矩M1。F