1、 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 I 页本科毕业设计海滨乐园 1#高层剪力墙结构住宅楼建筑结构设计摘要在这个经济建设迅速发展、城市外来人口急剧增加的时代，住房建设用地日趋紧张。为解决过多人口的住房问题，新建高层建筑也随之越来越多。在满足抗震要求的同时，新的结构形式同样也在不断的发展，其中剪力墙结构就广泛用于高层住宅。因此，对高层住宅剪力墙结构的力学性能进行研究具有具有重要的理论和实现意义。本设计为海滨乐园 1#楼高层剪力墙结构住宅楼建筑结构设计。建筑面积为 9789 平方米，地下一层，地上十三层，底层高 3 米，其余层高 2.8 米，总高度 39.4 米，三单元一梯两户布局。本设计在确定剪力墙
2、布局之后,先分别进行重力荷载计算、风荷载计算、水平地震作用计算之后，再根据结构在水平地震作用、风荷载作用和竖向荷载作用下的内力计算进行内力组合，选取最安全的结果计算配筋并绘图。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行了综合全面的科学性考虑。关键词：剪力墙结构；高层建筑；居住房屋；地震 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 II 页The design of high-rise and shear-wall structural high-rise residential buildings numbered 1 belonging
3、 to HaiBingLeYuan blockAbstractWith the rapid development of economic construction, the sharp increase of city population, housing construction land increasingly nervous. In order to solve the housing problems of the people live, new high-rise buildings are also more and more. To meet the seismic re
4、quirements at the same time, the new structure form is also in constant development, the shear wall structure is widely used in high-rise residential. Therefore, has the important theory and realization significance to research the mechanical properties of high-rise shear wall structure. The design
5、for the waterfront park 1# building high-rise shear wall structure building structure design. Construction area of 9789 square meters, the underground layer, the ground layer thirteen, layer 3 meters high, the rest of the height of 2.8 meters, 36.6 meters high, three units of a staircase two househo
6、lds. This design after determining the shear wall layout, then were subjected to gravity load, wind load calculation, the calculation of horizontal earthquake action, then according to the calculation of internal force of structure under horizontal earthquake load, wind loadvertical load combination
7、 of internal forces, select the most safety results of the reinforcement and drawing. The entire structure in the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards, into a comprehensive scientific conside
8、rations on all aspects of the design.Key words: Shear wall structure；tall building；residential building；earthquake辽宁科技大学本科生毕业设计 第 III 页目 录1 绪论 .11.1 高层剪力墙的特点 .11.1.1 剪力墙结构特点 .11.1.2 剪力墙的类型 .11.1.3 剪力墙结构体系的类型 .21.1.4 高层住宅剪力墙计算方法 .21.2 工程概述 .31.2.1 设计题目 .31.2.2 工程概况 .31.2.3 原始资料 .31.2.4 结构施工图 .42 建筑设计
9、 .42.1 平面设计的内容和原则 .42.2 平面设计 .42.2.1 居住部分的平面设计 .42.2.2 辅助部分平面设计 .52.2.3 交通部分平面设计 .62.2.4 户外平面组合设计 .72.2.5 户间平面组合设计 .72.3 剖面设计 .72.3.1 层数 .72.3.2 层高 .72.3.3 剖面组合 .82.4 立面设计 .82.5 高层住宅楼相关技术设计 .92.5.1 垂直交通设计 .92.5.2 楼梯间防火设计 .92.5.3 消防电梯的设置 .102.5.4 伸缩缝的设置 .112.5.5 防震缝的设置 .112.6 构造设计 .112.6.1 建筑施工图 .112
10、.6.2 工程做法 .122.6.3 楼梯构造 .122.6.4 门窗构造 .123. 结构设计 .133.1 结构方案 .13辽宁科技大学本科生毕业设计 第 IV 页3.2 剪力墙类型判别及刚度计算 .133.2.1 剪力墙的类型判别 .133.2.2 剪力墙刚度计算 .253.3 荷载计算 .413.3.1 重力荷载计算（标准值） .413.3.2 风荷载计算(标准值) .443.4 结构水平位移验算 .513.5 水平地震作用下结构内力计算 .533.5.1 总剪力墙、总框架内力计算 .533.5.2 剪力墙内力计算 .573.6 风荷载作用下结构内力计算 .593.7 竖向荷载作用下结
11、构内力计算 .643.7.1 XSW-11(实体墙)在竖向荷载作用下内力计算 .643.7.2 XSW-13（整体小开口墙）在竖向荷载作用下结构内力计算 .673.8 内力组合 .713.9 剪力墙截面设计 .773.9.1 XSW-11（实体墙）截面设计 .773.9.2 XSW-13（整体小开口墙）截面设计 .793.10 楼板设计 .843.10.1 A 区格荷载设计值.853.10.2 B 区格荷载设计值.873.10.3 C 区格荷载设计值.883.10.4 D 区格荷载设计值.903.10.5 E 区格荷载设计值.913.10.6 板截面设计 .933.11 楼梯设计 .953.1
12、1.1 梯段板的设计 .953.11.2 平台板的设计 .973.11.3 平台梁设计 .98结论 .100致谢 .101参考文献 .102辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页1 绪论1.1 高层剪力墙的特点1.1.1 剪力墙结构特点剪力墙结构的建筑物是由一系列剪力墙纵横相交，既作为承重结构又作为分离和围护的结构类型，剪力墙建筑物一般采用钢筋混凝土作为材料，墙体的厚度减薄并且具有较大的平面刚度，同时由于剪力墙纵横交错起来，整体刚度比框架的大得多，这就为其抵抗高层建筑强劲的风荷载及地震力提供了得天独厚的条件。由于剪力墙布置规律必然形成大量小开间重复排列的格局，并且墙上开洞会受到一定的限制，所以
13、这就要求建筑空间组合类型与之相吻合 1。1.1.2 剪力墙的类型一般按照剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式，将剪力墙分为以下几种类型：（1）整体墙 没有门窗洞口或只有少量很小的洞口时，可以忽略洞口的存在，这种剪力墙即为整体剪力墙，简称整体墙。当门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的 15%，且洞口间净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸时，即为整体墙。（2）整体小开口墙门窗洞口尺寸比整体墙大一些，此时墙肢中已出现局部弯矩，称为整体小开口墙。（3）联肢墙剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力相当于通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢，故称连肢墙。（4）框支剪力墙当底层
14、需要大空间时，采用框架结构支撑上部剪力墙，就形成框支剪力墙。在地震区，不容许采用纯粹的框支剪力墙结构。（5）壁式框架辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页在联肢墙中，如果洞口开的再大一些，使得墙肢刚度较弱、连梁刚度相对较强时，剪力墙的受力特性已接近框架。由于剪力墙的厚度较框架结构梁柱的宽度要小一些，故称壁式框架。（6）开有不规则洞口的剪力墙有时由于建筑使用的要求，需要在剪力墙上开有较大的洞口，而且洞口的排列不规则，即为此种类型。需要说明的是，上述剪力墙的类型划分不是严格意义上的划分，严格划分剪力墙的类型还需要考虑剪力墙本身的受力特点。1.1.3 剪力墙结构体系的类型剪力墙结构体系的类型有以下几
15、种（1）普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系，主要适用于小房间设计要求的高层住宅。（2）框架-剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系，适用于需要有局部大空间的建筑。（3）框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。1.1.4 高层住宅剪力墙计算方法剪力墙所承受的竖向荷载，一般是结构自重和楼面荷载，通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除了在连梁（门窗洞口上的梁）内产生弯矩以外，在墙肢内主要产生轴力，可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。 在水平荷载作用下，剪力墙受力分析实际上是二维平面问题，精确计算应该按照平面问题进行求解。
16、可以借助于计算机，用有限元方法进行计算。计算精度高，但工作量较大。在工程设计中，可以根据不同类型剪力墙的受力特点，进行简化计算。 (1) 整体墙和小整体开口墙 在水平力的作用下，整体墙类似于一悬臂柱，可以按照悬臂构件来计算整体墙的截面弯矩和剪力。小整体开口墙，由于洞口的影响，墙肢间应力分布不再是直线，但偏离不大，可以在整体墙计算方法的基础上加以修正。 (2) 联肢墙 联肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成，可以采用连续化方法近似计算。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页(3) 壁式框架 壁式框架可以简化为带刚域的框架，用改进的反弯点法进行计算。 (4) 框支剪力墙和开有不规则洞口的剪力墙 此两
17、类剪力墙比较复杂，最好采用有限元法借助于计算机进行计算。考虑地震作用组合的剪力墙，其正截面抗震承载力应按规定计算，但在其正截面承载力计算公式右边，应除以相应的承载力抗震调整系数 。剪力墙各墙肢截面考虑RE地震作用组合的弯矩设计值：对抗震等级为一级剪力墙的底部加强部位及以上一层，应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用，其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数。1.2 工程概述1.2.1 设计题目海滨乐园 1#高层剪力墙结构住宅楼建筑结构设计。1.2.2 工程概况海滨乐园小区新建高层住宅楼，结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构。该住宅建筑面积为 9789 m2，地下一层，地上十三层，
18、采用组合单元式住宅，有三个单元组成。每单元两户，三室两厅一户，面积 132m2，两室两厅一户，面积 116m2。1.2.3 原始资料1、冬季采暖室外计算温度8，夏季通风室外计算温度 28。2、冬季采暖室内计算温度 18。3、本建筑所在地全年主导风向东北，冬季平均风速 2.2m/s，夏季平均风速 2.6m/s,基本风压值为 0.42kN/ m2。4、年平均降水量 750mm，日最大降水量 150mm。5、常年地下水位低于-12m，水质对混凝土无侵蚀作用。6、最大积雪深度 200mm，基本雪压值 0.25kN/ m2。最大冻结深度 1.2m。7、地基承载力特征值 220Mpa，类场地。8、抗震设防
19、烈度为 7 度，近震。9、设计基本加速度值 0.1g。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页10、建筑的设计特征周期 Tg=0.35s。11、建筑场地平整，主要建筑材料供应充足，水电可以就近接通。12、施工用吊装机械、运输车辆、搅拌机械、土方机械等可根据需要随时调配。1.2.4 结构施工图1、建筑总平面图及建筑设计说明2、底层平面图 1:1001:2003、标准层平面图 1:1001:2004、顶层平面图 1:1001:2005、正立面图 1:1001:2006、侧立面图 1:1001:200 7、剖面图 1:1008、节点详图 1:202 建筑设计2.1 平面设计的内容和原则高层住宅楼的建筑
20、设计通常是先从平面设计开始。平面设计的内容和步骤一般是：户内的各个功能空间平面设计、户内的平面组合设计、户间的平面组合设计。户内的各个功能空间平面设计是根据不同的使用要求，合理布置家具设备，进而确定各功能空间的平面形状，面积尺寸，合理设置门窗，并满足建筑物理有关要求。户内的平面组合设计是在户内各功能空间平面设计的基础上，由户内整体使用功能，利用户内交通空间将居住空间和辅助空间组合成有机的整体，从而形成不同的套型。户间的平面组合设计则以用户的户内组合设计为基础，将几个相同或者不同的套型，结合公共交通空间组合成整栋住宅楼平面。2.2 平面设计2.2.1 居住部分的平面设计居住部分的平面设计主要包括
21、起居室、卧室、餐厅等主要使用房间的平面设计。主要的参考资料有房屋建筑学、高层建筑防火规范、房屋建筑制图统一标准、住宅建筑设计等。1、客厅 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页客厅是一套户型的核心，客厅首先是一个公共的空间。公共的意义在于有可能要与多人相处，更重要的是这里是一个集各种生活设施于一体的活动场所。不同的设施既要在功能上互相联系，也要在布局上尽量符合区域划分的原则，即在视觉上做到互相独立。我们的目的是要尽可能地把本来要延伸至其他独立空间的居室功能浓缩成一个整体，而不是单纯地把不同房间的摆设机械呆板地堆放在一处。客厅的地位越来越重要，使用面积也有加大趋势，经参考各类作品，结合实际所需，
22、本设计 A 户型客厅的面积定为 28.8m2，开间为 4800mm，进深为 6000mm,B 户型客厅面积 27 m2 开间4500mm，进深 6000mm。2、卧室根据卧室的定义：供居住者睡眠、休息的空间。它必须是一个房间，有门、有窗、有壁橱。门不应该通向另一个卧室，而是应该通向过道等地方。窗子并不能是任何尺寸的窗子都算，要以人能够从窗子逃出去为原则。有些地下室的房间，有门，有窗，也有壁橱，但是窗子很小（1 尺2 尺左右），它仍然不能称作卧室。而有些房间，有门，窗子也大，但是没有壁橱，也不能成为卧室。而应该称为小房间。小房间的设计用及用途有时分别称为：书房，办公司，学习室，婴儿房，游戏房等。
23、本设计方案考虑到现在客人在家居住的情况较多，因此设置三个卧室，其 A 户型卧室面积都为 20.16 m2（4200mm4800mm ），通往卧室的门为 900mm2200mm,三个卧室的窗户分别为1500mm1500mm，1500mm1500mm 和 2000mm1500mm，B 户型卧室面积分别为20.16 m2（ 4200mm4800mm）和 24.57 m2（3900mm6300mm），通往卧室的门为900mm2200mm，两个卧室的窗户 1500mm1500mm 和 1500mm2000mm。3、餐厅餐厅的主要功能是进餐，本设计方案的餐厅将其合并入厨房，其 A 户型的面积为15.12
24、m2，平面尺寸为 3600mm4200mm，B 户型的面积为 18.9 m2,平面尺寸为3000mm6300mm，能够容纳 1012 人同时进餐，满足家庭聚会的要求。2.2.2 辅助部分平面设计辅助部分的平面设计主要包括厨房、阳台、卫生间等生活必须但又不是主要的使用房间的平面设计。主要参考资料有房屋建筑学、高程建筑防火规范、房屋建筑制图统一标准、住宅建筑设计等。辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页1、厨房 根据住宅设计规范3.3.1 厨房的使用面积不应小于下列规定：一、一类和二类住宅为 4 m2 ；二、三类和四类住宅为 5 m2 ； 3.3.2 厨房应有直接采光、自然通风，本设计方案 A 户
25、型厨房面积为 7.56 m2，平面尺寸为（2100mm3600mm），窗户的尺寸为 1500mm2000mm。B 户型的厨房面积为 9.75 m2，平面尺寸为3250mm3000mm。2、阳台 阳台是高层居住空间户外活动的场所。本设计方案阳台北向，处于餐厅之外，其主要作用是供居住者种植花卉、晾晒衣服、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、水泥砂浆等地面。墙面（栏板，栏杆）要求坚固、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
26、杆一般为水泥制品或者金属构件以及砖、玻璃、塑钢材料。顶棚为粉刷。A 户型实用面积 5.04 m2，平面尺寸为 1200mm4200mm。3、卫生间 卫生间是多样设备和多种功能聚合的家庭公共空间，又是私密性要求比较高的空间，同时卫生间又兼容一定的家务活动，如洗衣、储藏等。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、卫生器材的储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副设单元，但考虑到舒适程度，本设计方案 A 户型卫生间面积 7.56 m2，平面尺寸为 2100mm3600mm，窗户的尺寸为 900mm1500mm，门的尺寸为 800mm2200mm，B 户型卫生间的面积为 8.64 m2，平面尺寸为 2400mm3600mm，窗户的尺寸为 900mm1500mm，门的尺寸为800mm2200mm。2.2.3 交通部分平面设计交通部分包括室内交通和室外公共交通两部分，室内交通部分主要是指走到室外公共交通部分主要包括走道、楼梯、电梯。室内走道宽度按 2200mm2设计，力求宽敞，便于活动； 室外交通为了满足高层建筑防火规范的要求按 1200mm 设计；
