高层住宅课程设计结构计算书.docx

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高层住宅课程设计结构计算书

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1工程概况

设计为17层高层住宅，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，条形承台和桩基础。

主体结构高度为51.00m，层高为3.0m,突出屋面电机房层高为3.6m，结构总高度为54.60m.

该工程抗震设防烈度为6度，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第二组，基本风压为0.50KN/m2,地面粗糙度为c类，基本雪压为S0=0.45KN/m2.

2主体结构布置

该剪力墙结构平面简单、规则、对称，凸出，凹进尺寸符合规范要求；结构侧向刚度沿竖向变化均匀，无刚度突变；结构高宽比为H/B=51/13.04=3.91<6,可知每个独立墙段的高宽比均大于2，且墙肢长度均小于8m,剪力墙门窗洞口上下对齐成列布置，形成明确的墙肢和连梁。

选用现浇楼板，各层楼板厚度均为120mm.

基础选用受力较好的桩形基础。

由于桩形基础及其上部结构的层刚度不同，故上部结构的嵌固部位可取至承台顶部（±0.000）。

2.1材料选用及剪力墙截面尺寸的确定。

剪力墙结构的混凝土强度等级：

1-8层选用C30,其余选用C25;钢筋采用HPB235级和HRB400级。

剪力墙的厚度，按二级抗震等级设计时不应小于楼层高度的1/20,且不应小于160mm,本工程剪力墙采用双排配筋，剪力墙截面厚度均取为200mm.

2.2剪力墙的类型判别及刚度计算

根据抗震设计的一般原则，对结构的两个主轴方向进行抗震计算，（假定结构无扭转）根据《高层规程》，在计算剪力墙结构的内力和位移时，可以考虑纵横墙的共同作用，为简化计算，不考虑纵横墙的共同工作。

2.2.1剪力墙的类型判别

由图可知YSW-1,YSW-3,YSW-7,YSW-8,YSW-16,YSW-18均为整截面墙，本例外墙门洞口的高度为2100mm,外墙窗洞口高度为1800mm,则外墙门洞口处的连梁高度为1800mm,窗洞口的连梁高度为1200mm,内墙门洞口的高度均为2100mm,则内墙门洞口处的连梁刚度均为900mm,各片剪力墙截面特征列于表1中，各片剪力墙的折算惯性矩分别查表，其中连梁的计算跨度及折算惯性矩按公式计算，根据表1和表2的计算结果，按公式可求得各片剪力墙的整体工作系数α，再根据α及墙肢惯性矩比In/I与ζ的关系，可进行各片剪力墙类型的判别。

计算结果见表3。

YSW-11

0.50

0.20

0.70

0.2604

0.0167

0.2771

2.2643

2.0774

YSW-12

0.24

0.38

0.62

0.0288

0.1143

0.1431

2.8371

2.1028

YSW-13

0.24

0.20

0.44

0.0288

0.0167

0.0455

2.0545

1.1626

YSW-15

0.20

0.20

0.40

0.0167

0.0167

0.0333

2.4000

1.4773

YSW-17

0.30

0.60

0.90

0.0563

0.4500

0.5063

2.8500

2.4908

表2各片剪力墙连梁的折算惯性矩

墙号

lbj/m

hb/m

hbj/m

Abj/m2

Ibj0/m4

Ibj/m4

aj/m

Ibjaj2/lbj3

lbj

YSW-2

1.8

1.2

1.8

0.24

0.0288

0.00088635

2.500

0.0002814

2.7

YSW-4

1.8

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.00058589

3.875

0.00038

2.85

YSW-5

1.7

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.000627036

3.650

0.0004017

2.75

YSW-6

1.8

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.00058589

3.850

0.0003751

2.85

YSW-9

1.4

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.000779542

3.750

0.0007454

2.45

YSW-10

1.8

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.00058589

3.850

0.0003751

2.85

YSW-11

1.8

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.00058589

3.550

0.000319

2.85

YSW-12

2.1

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.000483839

3.650

0.0002062

3.15

YSW-13

2.1

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.000483839

3.200

0.0001585

3.15

YSW-15

2.8

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.000328213

3.800

8.305E-05

3.85

YSW-17

0.9

0.9

2.1

0.18

0.01215

0.001186515

3.150

0.0015878

1.95

表3各片剪力墙类型的判别

墙号

∑Ij/m4

I/m4

In/m4

∑Ibja2/lbj3

a

In/I

ζ

类型

Ibj0/m4

aj/m

∑Ij/m4

lbj/m

YSW-2

0.0114

0.4489

0.4375

0.011433

96.00

0.975

0.938

壁式框架

0

2.500

0.0114

0

YSW-4

0.5376

2.8171

2.2795

0.000676

21.83

0.809

0.993

整体小开口墙

0.0288

3.875

0.5376

2.7

YSW-5

0.2594

2.8145

2.5552

0.000337

17.73

0.908

0.969

整体小开口墙

0.01215

3.650

0.2594

2.85

YSW-6

0.5132

2.7546

2.2415

0.000447

14.03

0.814

0.993

整体小开口墙

0.01215

3.850

0.5132

2.75

YSW-9

0.4802

3.6637

3.1835

0.000356

13.39

0.869

0.970

整体小开口墙

0.01215

3.750

0.4802

2.85

YSW-10

0.2918

3.3141

3.0223

0.000786

22.13

0.912

0.966

整体小开口墙

0.01215

3.850

0.2918

2.45

YSW-11

0.2771

2.0774

1.8004

0.000319

16.69

0.867

0.970

整体小开口墙

0.01215

3.550

0.2771

2.85

YSW-12

0.1431

2.1028

1.9597

0.000337

23.87

0.932

0.955

整体小开口墙

0.01215

3.650

0.1431

2.85

YSW-13

0.0455

1.1626

1.1171

0.000159

31.96

0.961

0.938

壁式框架

0.01215

3.200

0.0455

3.15

YSW-15

0.0333

1.4773

1.4440

0.000224

44.32

0.977

0.938

壁式框架

0.01215

3.800

0.0333

3.15

YSW-17

0.5063

2.4908

1.9845

0.000057

6.98

0.797

0.961

整体小开口墙

0.01215

3.150

0.5063

3.85

2.2.2剪力墙刚度计算

1.各片剪力墙刚度计算。

1）整截面墙YSW-1,YSW-3,YSW-7,YSW-8,YSW-14,YSW-16.

整截面墙的等效刚度按式ECIeq=EcIw/（1+9ЧIW/AWH2）计算，当各层混凝土的弹性模量Ec不同时，式中Ec应取沿竖向的加权平均值。

本设计1-8层，

Ec=3.00×107KN/m2,9-17层Ec=2.80×107KN/m2，则沿竖向的加权平均值为

Ec=（3.0×3.0×107×8+2.8×3.0×107×9）/51=2.89×107KN/m2

由等效刚度公式计算出的各整截面墙的等效刚度见表4.

2）整体小开口墙YSW-4,YSW-5,YSW-6,YSW-9,YSW-10,YSW-11,YSW-12,YSW-17

由式ECIeq=0.8EcI/（1+9ЧI/AH2）可以计算出整体小开口墙的等效刚度，式中EC取值同整截面墙，各墙体小开口墙的等效刚度计算结果见表5.

3）壁式框架YSW-2,YSW-13,YSW-15.

壁式框架梁柱轴线由剪力墙连梁和墙肢的形心轴线确定，壁梁和壁柱的刚域长度按公式计算。

图1所示为YSW-2的计算简图和刚域长度。

表6，7分别按公式求得的壁梁和壁柱带刚域杆件的等效刚度，从而将壁式框架转化为具有等效刚度的等截面杆件，表中ηv按公式确定；Kb=EcI/l、Kc=EcI/l分别为壁梁和壁柱的线刚度；混凝土的弹性模量，1-8层，Ec=3.00×107KN/m2,9-17层，Ec=2.80×107KN/m。

根据梁柱线刚度比由表可求得柱的侧翼刚度修正系数，再由公式计算YSW-2柱的侧移刚度，并进而按公式计算壁式框架的剪切刚度。

计算结果见表8.

图2所示为YSW-13的计算简图和刚域长度。

在表9，表10，表11中分别计算了壁梁、壁柱的等效刚度和柱的侧移刚度，并进而按公式计算了壁式框架的剪切刚度。

图3所示为YSW-15的计算简图和刚域长度。

在表12，表13，表14中分别计算了壁梁、壁柱的等效刚度和柱的侧移刚度，并进而按公式计算了壁式框架的剪切刚度。

表4整截面墙的等效刚度

墙号

H/m

b/m

h/m

Aw/m2

Iw/m4

ч

Ec/（×107KN/m2）

EcIeq/

（×107KN.m2）

YSW-1

51

0.2

3.900

0.780

0.9887

1.2

2.89

2.84207

YSW-3

51

0.2

4.600

0.920

1.6223

1.2

2.89

4.66729

YSW-7

51

0.2

1.180

0.236

0.0274

1.2

2.89

0.07777

YSW-8

51

0.2

2.800

0.560

0.3659

1.2

2.89

1.04957

YSW-14

51

0.2

4.145

0.829

1.1869

1.2

2.89

3.41311

YSW-16

51

0.2

4.200

0.840

1.2348

1.2

2.89