十层现浇框架—剪力墙结构高层豪华公寓设计

摘要  本设计为10层现浇框架—剪力墙结构高层公寓，总建筑面积约5850 ,主体结构高度约31.2m。地处7度抗震设防区域，场地土类为2类。结构设计是本设计的重点。本设计的计算内容主要有：建筑设计方面（包括剪力墙、楼梯、电梯井等的布置），按照有关规范，进行平面组合设计、交通组织和放火疏散设计、柱网布局和平面图表达及尺寸标注；结构设计方面：先根据轴压比确定柱和剪力墙的截面尺寸及梁跨度估算梁板截面，计算出各构件的几何特征值和结构体系刚度特征值；其是按其分配框架与剪力墙所受的水平荷载作用，计算建筑物的自重质量。用分层法算出建筑物在竖向荷载作用下产生的内力。思路是计算结构横方向的总抗侧刚度，计算结构基本自振周期，计算水平风荷载和地震作用下的框架—剪力墙内力和位移（其中用底部剪力法计算地震作用，本建筑物的质量和刚度沿高度分布比较均匀、高度为31.2m<40m、以剪切变形为主。所以适用于底部剪力法计算地震作用）。计算剪力墙在竖向、水平荷载下产生的内力。进行内力值调幅后计算内力组合，以最不利内力进行框架梁、柱的配筋计算。计算楼板配筋，按塑性方法对楼板进行配筋。楼梯配筋。基础采用桩基础，对基础进行承载力验算，构造配筋。与电算结果SATWE进行比较等。

关键词  框架—剪力墙结构，抗侧刚度，桩基础

ABSTRACT  This project is a luxurious apartment building which is a frame and shear wall structure .The number of stories is ten.The floor area is about 5850 .The height of main struture is 30.00m.
The struture design is emphasized in my project.The contents of calculation in this project mainly are:architectural design (including the layout of the shear walls,stairs and so on),calculating the internal force and steel quantity of the beams and slabs caused by vertical loads by plastic way,determining the cross section sizes of the columns and shear walls,calculating the building’s weight,calculating the resist lateral stiffness of the structure in two directions,calculating the vibration period, calculating the internal force and deformation of frame and shear wall under the action of wind loads and earthquake (adopting “bottom shear force method” to calculate the action of seismic), combining the internal force and calculating the steel bar quantity, check the result by SATWE and so on.

Keywords  frame and shear wall struture，resist lateral stiffness，foundation

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。

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Ⅱ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。

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，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*6＝22.8m2> ,满足要求。
b、交通组织及防火设计，本建筑总高度为35.4m<50m,建筑类别为二类高层建筑，每层的建筑面积〈1000m2。
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22.8m2〉6m2，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。

 

目　录    41000字
中文摘要    Ⅰ
英文摘要    Ⅱ
1引 言    1
2建筑设计    2
3结构设计基本条件    5
4结构选型与布置    5
5结构基本截面尺寸估算及截面几何特征    6
5.1结构基本截面尺寸估算    6
5.1.1框架柱截面尺寸估算    7
5.1.2框架梁截面尺寸估算    8
5.1.3剪力墙截面估算    9
5.1.4板截面估算    9
5.2    各截面几何特征及刚度计算    10
5.2.1剪力墙几何特征及刚度计算    10
5.2.2总框架的抗推刚度计算    14
5.2.3总连梁的等效剪切刚度计算    17
5.3    体系的刚度特征值    20
6荷载计算    21
6.1    竖向荷载标准值    21
6.1.1板竖向荷载计算    21
6.1.2 梁柱、剪力墙自重    23
6.1.3内外围护墙自重    24
6.2水平荷载计算    ………………………24
6.2.1横向风荷载标准值作用下荷载及内力分析    24
6.2.2横向水平地震作用下荷载及内力分析    39
7竖向荷载作用下4轴结构的内力计算    67
7.1    荷载简化计算    67
7.2 竖向荷载作用下内力计算    78
7.2.1竖向荷载作用下框架梁、柱内力分析    78
7.2.2竖向荷载作用下剪力墙内力分析    95
8荷载效应的组合    98
8.1　4轴各构件控制截面汇总    98
8.2　内力组合表    105
9截面设计    124
9.1    框架梁承载力计算    124
9.2    框架柱承载力计算    130
9.2.1框架柱正截面承载力计算    130
9.2.2框架柱斜截面承载力计算    135
9.3    剪力墙承载力计算    136
10楼板设计    139
11楼梯设计    147
12 基础设计    151
12.1工程地质资料    151
12.2基础方案选型    152
12.3  柱下桩基础    152
12.3.1初选桩长和桩径    152
12.3.2单桩竖向承载力确定    153
12.3.3确定桩数和承台设计    154
12.4 W3下的桩基础设计    158
12.4.1初选桩长和桩径    158
12.4.2确定桩数和承台设计    159
12.4.3桩顶设计值计算    161
12.4.4承台验算与承载力计算    161
参考文献    164
致谢    164
附 电算结果 …165