毕业设计（论文）唐山市某小区5号住宅楼设计(剪力墙结构)

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1、北京交通大学毕业设计（论文）目录中文摘要5Abstract6第一章 建筑设计说明书7第一节.平面设计8（一）居住部分的平面设计8（二）辅助部分的平面设计8（三）交通联系部分的平面设计9（四）户内平面组合设计9（五）户间平面组合设计9第二节.剖面设计10（一）层数10（二）层高10第三节.体型和立面设计10第四节.相关技术设计10（一）垂直交通设计10（二）防火疏散设计11第五节.构造设计11（一）墙体构造11（二）楼板层构造12（三）屋顶构造12（四）楼梯构造12（五）建筑施工图12（六）工程做法13第二章 结构设计说明书16第一节.基本结构体系概述16第二节、抗震、抗风概念设计17（一）抗风

2、概念设计17（二）抗震概念设计19（三）结构抗震计算理论20（四）主要构件配筋计算理论24（五）抗震构造30（六）基础选型34（七）结构设计35第三章 结构设计计算书37第一节 工程概况与设计条件37（一）建筑概况与结构选型37（二）设计依据37（三）设计的基本条件38第二节 主要结构材料40（一）钢筋40（二）混凝土40（三）结构混凝土耐久性的要求40第三节 结构设计总信息42（一）基本假定42（二）计算采用软件42（三）结构弹性分析时采用的主要计算参数42第四节 竖向荷载45（一）屋面及楼面活荷载标准值45（二）屋面及楼面永久荷载标准值45（三）结构各楼层荷载及质量中心、刚度中心48第五节

3、 风荷载作用下的位移和内力49（一）风荷载标准值49第六节 地震作用下的位移和内力53（一）结构的自振周期和振型53（二）地震作用下各楼层的地震作用反应力、地震剪力和倾覆力矩54（三）地震作用下结构各楼层水平位移和转角55第七节 剪力墙计算58（一）墙肢Q1截面设计58（二）墙肢Q2截面设计79第八节 连梁截面设计101（一）连梁LL1（首层）截面设计101（二）连梁LL2（首层）截面设计105第九节 楼梯设计109（一）示意图109（二）基本资料109（三）计算过程110（四）计算结果111（五）楼梯配筋图详见结构施工图111第十节 楼盖设计112（一）示意图112（二）依据规范112（三）

4、计算信息112（四）计算参数113（五）配筋计算113（六）跨中挠度计算116（七）裂缝宽度验算117附录：英文文献翻译123中文摘要本设计为唐山市某小区12层板式高层住宅楼，共两个单元。考虑与周围环境及采光的要求，以及使用功能为住宅的特点，本楼外观的平面形状为矩形，每个单元设置一部楼梯和一部电梯。整个建筑在平面布置上均匀对称、规则简单，既符合高层建筑平面布置的基本要求，又能满足普通住宅的使用功能。建筑位于8度抗震区，根据建筑的使用功能、房屋的高度与层数、场地条件、结构材料以及施工技术等因素综合考虑，抗侧力结构采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系，抗震等级为二级。无论是在竖向荷载作用下，还是在风荷

5、载或多遇水平地震作用下，均假定结构及构件处于理想弹性状态下，采用线弹性方法计算结构在正常使用极限状态和承载能力极限状态时的变形和内力。本工程采用由中国建筑科学研究院PKPM系列软件进行内力计算，主要进行了剪力墙、连梁等构件的内力组合、配筋计算，和楼板配筋、楼梯配筋等等。设计使用OFFICE系列办公软件，以及AutoCAD,天正，探索者等绘图软件，保证了设计又快又好的完成。关键词：高层建筑 ；剪力墙结构 ；抗震设计；AbstractThe design is a high residential building locating at The City of Tanshan,it includ

6、es two units. considering with the coordination be- tween surroundings environment and close together building, and the characteristics as the residential of function , this floor external appearance is a rectangle , totally 12 floors.There are one exits, the characteristics of exit is for opening t

7、he body type of door , the inside have two stair ways and an elevator.The type of the is symmetrical，integrity and equilibrium。The Building locate in 8 degrees anti-earthquake ward,It is the shearwall structure system, anti- earthquake grade is two class. Consider the economic to wait the request wi

8、th the applicability, horizontal for three across, longitudinal direction is ten across. Sprinkle type sheet metal beam stanchion floor cover system. no matter what the building is under the vertical or the wind load,we suppose the structure and the components are elasticity.The project adopt the SA

9、TWE of the PKPMCAD,but the most part of my cal- culation is by hand,such as the combination of the internal force and the configuration of the reinforcing steel bar inshear-walls, beams,stairs and the plats.In my works ,I adopted the serials of the OFFICE software,and the AutoCAD,TARCH 7.5software,

10、reduced many working capacities, increases consumedly the partial velocity of the design with the accuracy of the computation, and have no the comprehension that lower to the structural design.keywords：The high buildings; Shear-wall structure; Antiearthquake design;第一章 建筑设计说明书唐山市某小区5号住宅楼剪力墙结构设计，基本设计

11、资料详见设计任务书，建筑设计和结构设计依据相关规范进行。本住宅为12层板式高层住宅，共两个单元，每个单元两户，每户建筑面积120200m2左右。层高：地下室2.9米，标准层2.9米，顶层3.1米，室内外高差1.2米。建筑物总高度为38.3米，主体结构共有12层，有效高度为35米，第十三层为楼电梯间和水箱间。建筑沿X方向的长度为31.2米，沿Y方向的长度为12.3米。根据设计任务书的要求，在满足相关规范的前提下，综合考虑建筑的场地条件、使用功能、结构材料以及施工技术等因素，确定该建筑的抗侧力体系为剪力墙结构体系。抵抗外部作用的构件为纵横两个方向设置的剪力墙，剪力墙的截面宽度为200mm，门、窗洞

12、口尺寸按照门窗尺寸选取，门洞口基本高度为2.1米，窗洞口基本高度为2.3米，窗台高0.8米。填充墙材料为混凝土空心砌块。标准层建筑设计平面简图如下：楼盖采用现浇整体120mm厚钢筋混凝土板；地下室顶板厚180mm，作为上部结构的嵌固部位。对高层建筑宜根据上部结构、工程地质、施工等因素优先选用整体性较好的箱形和筏形基础，根据要求，本建筑地下室按人防工程考虑，故基础采用现浇钢筋混凝土筏形基础。外墙体采用80mm厚聚苯复合保温材料。屋顶采用钢筋混凝土现浇屋盖，楼梯出屋顶，屋顶设楼电梯间和水箱间以及1.2米高女儿墙。屋顶构造做法详见建筑设计图。第一节.平面设计本建筑为普通高层住宅楼，共两个单元，按中等

13、户型考虑。在满足建筑使用功能和平面布置美观的前提下，应该尽量照顾到结构布置规则、简单、均匀、对称的原则。建筑平面的两个单元左右对称，每个单元有两个户型，这两个户型的房间划分也十分接近；每个户型内部的房间划分应当考虑通风、采光等环境因素，尽量使更多的户型形成明厨明卫，并且具有独立餐厅；阳台、楼电梯的设计应该以方便使用为主。综合多方面因素考虑，采用如上图所示的建筑平面设计方案。（一）居住部分的平面设计居住部分的平面设计主要包括起居室、卧室、餐厅等主要房间的建筑设计。1.起居室根据户型大小合理布置起居室位置和大小。起居室作为户内公共使用部分，起到联系各个房间的作用，应该尽可能设置在户内的中心位置，其

14、它房间围绕起居室布置。本设计中，A、B两个户型均为两室两厅，起居室联系卧室、餐厅和卫生间，面积分别为25.56m2和26.08m2。2.卧室本设计中，A、B两个户型均有两个卧室，主卧室朝阳，面积分别为14.80m2和13.26m2，副卧室面积分别为10.36m2和12.58m2。每个户型中，主卧室和副卧室间设置卫生间，主卧室均带阳台。3.餐厅本设计中，A、B两个户型均有明确的独立餐厅，起居室并不同时兼做餐厅。餐厅与厨房相联系，且采用轻质隔墙和推拉门分隔，餐厅与起居室没有明确的分隔设施。餐厅面积均为6.57m2。（二）辅助部分的平面设计1.厨房本设计中，A、B两个户型均采用明厨，厨房与餐厅相联系

15、，厨房面积均为5.40m2。2.卫生间卫生间的平面布置应以方便使用为主，同时考虑尽量远离厨房、餐厅以及建筑美观的因素。本设计中，A户型为明卫，卫生间面积为5.20m2；B户型卫生间不是明卫，面积为4.40m2。（三）交通联系部分的平面设计交通联系部分主要为楼梯、电梯、门厅、走道以及室内的过厅。交通联系部分的平面设计，在满足相关规范要求的前提下，应尽量以方便使用为主，同时考虑采光、通风等方面的因素。楼梯和电梯的设计应根据相关规范确定。本设计中，采用一梯两户，楼梯为双跑楼梯，电梯为普通住宅电梯，载重量1000KG。（四）户内平面组合设计户内平面组合设计主要解决户内功能空间数量及相互关系问题以形成合

16、理的套型。套型：由于本设计属住宅楼，按住规要求，居住空间取3个，规格分两室两厅，独厨独卫套型，完全可以满足住户使用要求。平面组合方式为以起居室为中心的枢纽式平面组合方式，优越性较大，能够较好地满足用户的使用要求。在设计中还做到了静闹分离，厨卫分离等原则，组合时把起居室和餐厅组合在同一大的空间下，又相对独立，使两者各得其所，又在住宅留下空间划分的余地。（五）户间平面组合设计根据设计任务书所给定的基本资料，考虑到该居住小区规划要求，本设计平面形式选用整体式（即板式住宅）。第二节.剖面设计（一）层数本设计为普通住宅，共12层，屋顶设置楼、电梯间和水箱间；地下室两层。（二）层高剖面设计主要确定建筑物各

17、个部分的使用高度。本设计中，标准层层高2.9米，楼电梯间高3.3米，地下室层高3.1米。3.剖面组合设计本设计为板式普通住宅，因此建筑剖面的组合方式为分层式组合。第三节.体型和立面设计建筑物进行体型和立面的设计，主要应满足一下几方面的要求：1）符合基地环境和总体规划的要求；2）符合建筑功能的需要和建筑类型的特征；3）合理运用某些视觉和构图的规律；4）符合建筑所选用结构体系的特点以及技术的可能性；5）掌握相应的设计标准和经济指标。本设计中，尽量要求体型对称、规则、简单；立面整洁、美观。建筑体型的组合方式为对称式布局。建筑立面的各部分尺寸和比例协调；门窗的排列组合有松有紧，疏密有致并存在规律性，增

18、强了建筑立面的节奏变化和韵律感。第四节.相关技术设计（一）垂直交通设计1. 电梯台数采用经验指标法，板式住宅每梯的服务户数在2080户之间；另外参考高规第4.1.7 条规定，八层及以上的高层住宅应设电梯，选一台即可满足。2.电梯容量根据我国住宅楼设计经验及理论分析，电梯选用1000kg客用电梯。（二）防火疏散设计按照高规的设计要求，设计要点如下：（1） 建筑类型据高规第3.0.1 条规定，本高层住宅楼为十二层，属二类住宅。（2） 耐火等级据高规第3.0.2条规定，本楼属二级耐火等级。（3） 防火分区和放烟分区据高规第5.1.1 条第5.1.6 条规定，本楼标准层建筑面积为577 m2，故取一个

19、防火分区和一个放烟分区。（4） 安全出口数量由高规第6.1.1 条规定可知，本楼符合设一个安全出口的条件，故设一个对外出口。（5） 疏散楼梯形式按高规第6.2.1 条规定，本楼属塔式住宅，故疏散楼梯间就为防烟楼梯间。（6） 公共走道宽度由高规第6.1.9条规定，走道宜取1.2 m宽，本设计取2.1m宽。（7） 消防电梯台数按高规第6.3.2 和第6.3.3 条规定，本楼只需设一部消防电梯。其前室面积也按有关规定执行。第五节.构造设计（一）墙体构造本楼的墙体分为承重的剪力墙和隔墙两类。1. 剪力墙根据结构方案要求本楼剪力墙为200mm厚钢筋混凝土墙。外墙按照节标有关规定，采用复合式方能满足热工要

20、求。具体经比较后采用外保温方案，即高效保温材料贴在结构层外侧。本设计选用80mm厚聚苯复合保温材料，室外墙热限值达到要求。内墙仅在剪力墙表面作适当装饰处理即可。2. 隔墙隔墙采取混凝土空心砌块，厚度为100mm。室内墙面仅作抹灰处理，具体装饰留与用户选择。（二）楼板层构造楼板采用现浇钢筋混凝土板作为承重层。楼地板面做法：住户部分仅做1：3水泥砂浆打底找平，面层留给住户二次装修。公共部分的首层门厅，走道，电梯厅采用抛光花岗岩饰面。楼层部分则铺耐磨地砖。其它均为水泥砂浆地面。（三）屋顶构造屋顶采用现浇钢筋混凝土结构平屋顶。（1） 排水构造屋面排水采用结构找坡，坡度取2%，岩沟排水采用材料找坡，坡度

21、取1%，垫坡材料用炉渣。（2） 防水构造采用上人防水屋面。10mm 厚铺地砖面层，素撒水泥面，25mm厚水泥砂浆结合层，防水层，40mm厚硬质聚氨酯泡沫保温层，2焦渣混凝土找坡，平均200mm厚，150mm厚钢筋混凝土楼板（3） 保温构造据节标要求，保温层选用120mm 厚膨胀珍珠岩板，下设焦油聚氨酯防水涂料隔汽层。（4） 隔热构造选用通风间层隔热屋顶。隔热板采用35厚混凝土，规格为490mmx490mm，架空高度为300mm。（四）楼梯构造（1）楼梯形式采用双跑楼梯。（2）结构采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。（3）踏步尺寸为，踏步高150mm，踏面宽250mm，扶手高900mm。（4）体面装修采

22、用1：2.5水泥砂浆抹面。（5）梯段和平台下表面装修采用水泥砂浆抹面，喷白二度。（五）建筑施工图详见建筑设计说明、门窗表、平面图、立面图、剖面图、节点详图等附件。（六）工程做法1.散水混凝土散水15mm厚1：2.5水泥砂浆压实抹光。60mm厚C10混凝土，150mm厚3:7灰土素土夯实2.室外平台，踏步花岗岩板20厚3. 地面20mm厚1：2.5水泥砂浆抹面；60mm厚C10混凝土；150mm厚3:7灰土；素土夯实。4. 楼面（1） 首层门厅，公共走廊，电梯厅20厚花岗岩板；刷水泥浆一道；30厚1：2干硬性水泥砂浆抹平；现浇板。（2） 楼面，公共走廊，电梯厅8厚陶瓷铺地砖（耐磨型）；水泥浆一道

23、；20厚1：2干硬性水泥砂浆抹平；现浇板。（3） 卫生间，厨房地面6厚陶瓷耐磨铺地砖；20厚1：3水泥砂浆一道+3%防水剂；现浇板。（4） 其它20厚1：2.5水泥砂浆；素水泥浆一道；现浇楼板。5. 内墙面（1） 外墙内表面刮纤维素腻子喷106涂料；30厚稀土保温层；20厚1：2.5找平；180厚混凝土墙。（2） 卫生间，厨房5厚白瓷砖：5厚1：2水泥砂浆内加3%107胶；107胶一道；12厚1：3水泥砂浆打底。（3） 机房，设备层106涂料两道；2厚纸筋灰罩面；14厚1：3水泥砂浆打底。（4） 其它墙面多彩乳胶漆；5厚1：0.2：2.5水泥灰膏砂浆罩面；13厚1：0.2：2.5水泥灰膏砂浆打

24、底。6. 外墙外面多色涂料3道；6厚1：2.5水泥砂浆罩面；12厚1：3水泥砂浆打底。7. 外墙勒脚6厚1：2.5水泥砂浆；12厚1：3水泥砂浆；刷107胶素水泥浆一道。8. 顶棚（1） 地下室机房，设备层走道，楼梯间涂106涂料；2厚纸筋灰罩面；6厚1：0.2：3水泥石灰砂浆；12厚1：0.2：2.5水泥石灰膏砂浆；素水泥浆一道。（2）水泵房卫生间，厨房素水泥浆一道；5厚1：3水泥砂浆打底；5厚1：2.5砂浆罩面；喷防水涂料二度。（3）各户内顶棚素水泥浆一道；5厚1：0.2：3水泥石灰膏砂浆打底；5厚1：0.2：2.5水泥石灰砂浆罩面；白色乳胶漆二道。9. 踢脚（1） 地下室，机房，设备层，

25、楼梯间，公共走道分别与楼面踏步面相同。（2） 其它，留做用户处理。（3）10.屋面（1）现浇楼板（结构找坡2%）20厚1：3水泥砂浆找平层；焦油聚氨酯防水涂料隔汽层；120厚膨胀珍珠岩板；20厚1：2.5水泥砂浆找平层；聚氨酯底胶一道；1.2厚三元一丙橡胶防水层一道；架空砖墩115115300；35厚490490混凝土预制板。（2）水箱间屋面做法在上述屋面地基基础上取消架空层。第二章 结构设计说明书第一节.基本结构体系概述高层结构设计应择优选用抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系。一般可依照房屋适用的最大高度和抗震设防烈度选择。由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾，因此选用何种抗侧力结构是

26、结构设计的关键性问题。目前在多高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体及它们的各种组合结构体系。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受垂直荷载，也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。框架结构具有平面布置灵活、易于设置较大房间、使用方便等优点，缺点是结构本身的柔性较大,抗侧力能力较差,风荷作用下产生较大的水平位移,地震作用下,非结构性的部件破坏严重,故称为柔性结构。常用于办公楼、旅馆、餐厅、工业厂房和实验室等建筑。剪力墙结构体系是利用建筑物墙体承受竖向荷载、抵抗水平力，并作为建筑物的维护及房间分隔构件的结构体系。剪力墙结构体系在自身平

27、面内的刚度大，强度高，整体性较好，在水平荷载作用下侧向变形较小，抗震性能较强。因此，它适合于建造较高的高层建筑。在15层以上的高层建筑中采用剪力墙是经济的，在非地震区采用剪力墙建造建筑物高度可达140m。剪力墙结构的局限性在于剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，难以满足公共建筑的使用要求，此外，剪力墙结构的自重也较大。剪力墙结构属于刚性结构。框架-剪力墙结构体系是在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结构体系。这种体系是将两种体系相结合，发挥各自的特长，而形成一种受力特性较好的结构体系。较之框架结构，框架-剪力墙结构的刚度和承载力都有明显的提高，在水平荷载作用下的层间变形也减小，因而减小了非

28、结构构件的破坏。高层建筑中框架剪力墙结构是比较理想的结构，既能提供足够的抗剪刚度，又能有比较大的开间。这种结构体系相对框架和剪力墙结构来讲是属于中刚性结构。筒体结构为空间受力体系，它比剪力墙或框架剪力墙结构具有更大的强度和刚度。筒体结构实际上是由剪力墙所组成的空间受力体系,犹如竖立着的薄壁箱形大梁，因此它具有更大的抗侧力能力,是超高层建筑中比较理想的结构体系。筒体结构整体刚度很大，它提供了较大的建筑空间与建筑高度，内部空间的划分可以灵活变更，因此该种体系广泛应用于多功能、多用途、层数较多的高层建筑中。筒体结构缺点是对建筑物本身的体型和平面形状都有限制,并有剪力滞后现象,使计算变得复杂些。巨型框

29、架结构体系是利用筒体作为柱子，在筒与筒之间用巨型梁（每隔几层或十几层楼设置一道，截面一般为一层或几层楼高）相连，筒体和巨型梁即形成巨型框架结构。巨型框架承受主要的水平和竖向荷载。其余楼层由小框架组成，它不抵抗侧向力，主要承受各楼层竖向荷载，并将其传到巨型梁上。综上所述，不同的结构体系具有不同的受力特性及不同的高度适用范围。在选择建筑物结构体系方案的时候，应根据使用要求、水平力类型（风或地震荷载）、结构受力特性、施工条件、材料供应情况、经济性等综合考虑。在满足使用要求的前提下，高层建筑中经济性和合理性在很大程度上取决于抗侧力结构的选择是否合理。结合本设计任务书要求，拟建一栋12层板式住宅楼，建筑

30、位于唐山市某住宅区，抗震设防烈度为8度，选用剪力墙结构作为本建筑工程设计的结构体系。第二节、抗震、抗风概念设计理论和实践表明，一个先进并且合理的设计，不可能仅靠力学分析来解决。对于比较复杂得多层高层建筑，某些部位还无法用解析方法精确计算；特别是在地震区，地震作用的影响因素很多，要求精确计算是不可能的。因此，要求结构设计师和建筑师密切合作，并能在对建筑和结构设计思想一致的基础上去解决结构和空间设计的矛盾，使创造性合作在设计的早期阶段成为可能，以便于总体建筑的形成。“概念设计”是指对一些难以作出精确计算分析或在某些规程中难以具体规定的问题，应该由设计人员运用概念进行判断和分析，以便采取相应的措施，

31、做到比较合理的进行结构设计。（一）抗风概念设计空气从气压大的地方向气压小的地方流动就形成了风。风的强度常称为风力，由风速或换算风压来表示。由自由气流的风速产生单位面积上的风压力为:式中 空气质点密度 kN/m3 风速自由气流的风速或风压，作用在结构上，由于结构的体型、高度和宽度不同，可有不同的值，因此结构上的风力可根据自由气流的风力乘以一些系数而得到。由于风的流动水平方向是主要的，对于高层建筑来说，主要考虑水平侧向锋利的影响。自由气流的风速或风压，由于各地地理环境不同，自然有不同的值。为了设计需要，必须规定一标准条件，不同地貌不同高度时由此可进行换算。在指定条件如地貌、高度等条件下确定的风速或

32、风压，常称为基本风速和基本风压。基本风压值0系以当地比较空旷平坦地面上（地面粗糙度为B 类）离地10m 高统计所得的50 年一遇10min 平均最大风速v0（m/s）为标准，按0=v02/1600确定的风压值。对一般的高层建筑、特别重要或者由特殊要求的高层，要用荷载规范中给的0分别乘以系数1.1 或1.2 后才能使用。风的作用是不规则的，风随着风速、风向的变化而不停的改变。实际上，风荷载是随时间而波动的动力荷载，但房屋设计中常把它看成静荷载。在高度较大的建筑结构中要考虑动力荷载效应，适当加大风荷载数值。作用在建筑物表面单位面积上的风荷载标准值k可按下式计算： k=zzs0式中 k风荷载标准值（

33、kN/m2）； z高度z处的风振系数； z风压高度变化系数； s风荷载体型系数； 0基本风压（kN/m2）风压高度变化系数z与风速大小与高度有关，一般近地面处的风速较小，越向上风速逐渐加大，另外风速的变化与地貌及周围的环境有关。风荷载体型系数s: 当风流动经过建筑物时，对建筑物不同部位会产生不同的效果，风对建筑物表面的作用力并不等于基本风压值，通过实测可以得到风在建筑物表面的实际风压。风荷载体型系数是指实际风压与基本风压的比值。风振系数z: 风作用是不规则的，风压随着风速、风向的紊乱变化而不停地改变。通常把风作用的平均值看成稳定风压，即平均风压，实际上风压是在平均风压上下波动着。这种波动风压会

34、在建筑物上产生一定的动力效应。风载波动中的短周期成分对于高度较大或刚度较小的高层建筑可能产生一些不可忽视的动力效应，因此在设计中必须考虑。风振系数z可按下式计算： 式中 脉动增大系数； 脉动影响系数； z振型系数。（二）抗震概念设计地震时，由于地震波的作用产生地面运动，并通过房屋基础影响上部结构，是结构产生振动，这就是地震作用。地震波会使房屋产生竖向振动与水平振动，一般对房屋的破坏主要由水平振动造成。设计中主要考虑水平地震作用，只有震中附近的高烈度区或竖向振动会产生较严重后果时，才同时考虑竖向地震作用。地震作用与结构的质量、结构本身的动力特性（自振周期、振型、阻尼）、地面运动的特性有关。对工程

35、而言，地面运动的特性可以通过三要素来描述：地面运动的振幅、频谱和持续时间。这三个要素的不同组合将决定着建筑结构的安全与否。我国根据科研成果确定了三水准抗震设防的抗震设计原则。三水准二阶段抗震设计方法：“小震不坏、中震可修、大震不倒”。第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震（或小震）影响时，建筑物不需修理，仍可正常使用。一方面要使结构处于弹性工作阶段；另一方面还需限制层间位移（对普通房屋）和避免设备破坏，即须保持必要的刚度。第二水准：当遭受恩地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物可能产生一定的损坏，但经修复后仍可继续使用。第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震（或称大震）影响时，建筑

36、物可能产生重大破坏，但不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。我国规范对第二水准及设防烈度可以一般不要求验算，仅作为控制程度加以叙述，因而在抗震设计中，实际上只进行第一、二阶段分析计算。地震发生时，对结构既产生水平作用，也产生竖向作用；对高层建筑而言，水平侧向地震作用是主要的,但在某些情况下也不能忽略竖向作用。我国抗震设计规范对此作出一般规定：（1）一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力构件承担。（2）有斜交抗侧力构件结构，亦分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。（3）质量和刚度明显不均匀、不对称结构，应考虑水平地震作用的

37、扭转效应。（4）在8度和9度地震时的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱和类似的高耸结构，9度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。（三）结构抗震计算理论（一）底部剪力法高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布均匀的建筑，可采用底部剪力法，采用底部剪力法时各楼层可仅取一个自由度结构的水平地震作用标准值，由等效侧向力表示结构所产生的水平地震作用标准值，结构的总底部剪力可用下式计算：FEK=1Geq结构水平地震作用计算简图第i个楼层处作用的等效地震作用标准值Fi按下式计算：顶部附加水平地震作用：式中 1相当于结构基本自振周期T 的水平地震影响系数，取值分别按两种情况考虑：当建筑结构阻尼比为0.05 时，应根据烈

38、度、场地类别、结构自振周期采用。1的数值由下式确定：当0.1TTg时，1=max；当TgT5Tg时， ，的值可查表而得；当5TgT6s时，其中，T结构基本自振周期，s； Tg场地特征周期值，根据场地类别和地震环境分区确定，s； max截面抗震验算的水平地震影响系数最大值；地震影响系数曲线当建筑结构的阻尼比不等于0.05时，其水平地震作用影响系数曲线的形状参数需作相应的调整： 1）下降段的衰减指数，由0.9修改为： 其中，建筑结构阻尼比； 2）倾斜段的斜率，由0.02修改为：阻尼比不等于0.05时，水平地震作用影响系数最大值应乘以阻尼调整系数作相应的调整：n顶点附加作用系数，当T1.4Tg时，n

39、查表选用；当计算时，n0.15,取n=0.15；Geq结构等效总重力荷载，Geq=0.85GE；GE计算地震作用使总重力荷载，为各层重力荷载的和；Gi、Gj第i、j层的重力荷载，计算地震作用时，重力荷载取100%，恒载，50%雪荷载，50%80%活荷载；Hi、Hj第i、j层离地面高度。（二）振型分解反应谱法根据打量的强震记录，求出不同自振周期的单自由度体系地震最大反应，取这些反应的包线，称为反应谱。以反应谱为依据进行抗震设计，则结构在这些地震记录为基础的地震作用下式安全的，这种方法称为反应谱法。利用反应谱，可很快求出各种地震干扰下的反应最大值，因而此法被广泛采用。振型分解反应谱法即是以反应谱法

40、为基础的。当结构的平面形状和立面体型比较简单、规则时，两个主轴方向的水平地震作用可以分别计算，可以不考虑扭转振动的影响。多自由度体系可以按振型分解方法得到多个振型。通常n层结构可以看成n个自由度体系，有n个振型。沿结构主轴方向，结构第j 振型第i 质点的水平地震作用的标准值按下式计算：式中 j相应于第j振型Tj周期的地震影响系数； Xjij振型i质点的调幅系数； jj振型的参与系数；应当注意，求出各个振型的等效地震作用以后，不能用简单相加得到的总地震作用计算内力，而应当用各振型的地震作用分别计算结构的内力和位移，然后通过振型组合方法计算各个截面的内力和各层位移。当基本自振周期大于1.5s或房屋

41、高宽比大于5时，振型个数需要适当增加，一般情况下只取23个振型参与组合。采用下述公式进行作用效应组合，即平方和的平方根法：式中 Sj由j 振型等效地震作用求出的作用效应值，可以是某截面的弯矩、剪力、轴力或某个楼层的位移； S组合以后某截面的弯矩、剪力、轴力或某个楼层的位移； m参加组合的振型数，一般取前23 个振型，沿高度刚度不均匀时可取56个振型。考虑扭转影响的结构按扭转耦联振型分解法计算时，各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角位移共三个自由度，并应按下列规定计算地震作用和作用效应。确有依据时，尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。由于本建筑结构质量和刚度分布比较均匀，所以在手算设计的时候

42、不考虑扭转作用影响，并且不考虑竖向地震作用。在进行手算的时候，虽然本设计的建筑物高度为54.85m，超过了40m，但是本建筑结构质量和刚度沿高度方向都比较均匀分布，且为了手算简便，计算地震作用的时候，选用的是底部剪力法。在电算的时候，充分考虑了两个方向地震作用的影响，并且考虑扭转藕联振动影响，结构计算的时候选取了前21个振型进行计算组合分析（四）主要构件配筋计算理论（一）墙肢截面内力设计值调整剪力墙截面的特点是墙肢长度远远大于墙体厚度，在其自身平面内具有很大的侧向刚度，在结构中往往承受较大的水平作用，是一种有效的抗侧力构件。从受力状态来看，墙肢属于偏心受压或偏心受拉构件。在进行墙肢的截面设计时

43、，一般应进行斜截面受剪承载力计算、偏心受压或偏心受拉状态下的正截面承载力计算以及墙体平面外轴心受压承载力计算等。在竖向荷载和侧向力的共同作用下，剪力墙常见的破坏形态有弯曲破坏、剪切破坏（斜拉破坏、斜压破坏、剪压破坏）、沿水平施工缝滑移破坏以及钢筋锚固破坏等形式，其中斜拉、斜压、剪压等剪切破坏形式及钢筋锚固破坏均属于脆性破坏，在抗震设计时应尽量避免。为了使剪力墙结构具有良好的抗震性能，应按照“强墙（肢）弱（连）梁”的原则，除底部加强区外，使塑性铰出现在连梁的端部。在进行墙肢截面设计时，应遵照“强剪弱弯”的原则，使墙肢在底部加强区出现塑性铰之前，不发生脆性破坏，并采取合理的抗震构造措施，保证剪力墙

44、特别是墙肢底部的塑性铰区具有良好的延性。为了使塑性铰发生在剪力墙墙肢底部，根据建筑抗震设计规范第6.2.7条，按一级抗震等级设计的剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值，在底部加强部位及其上一层应按墙肢底部截面弯矩设计值采用，其它部位应按墙肢截面弯矩计算值乘以增大系数1.2采用。根据“强剪弱弯”的原则，提高剪力墙底部加强部位斜截面受剪承载力，可以防止墙肢在弯曲屈服前出现剪切破坏，改善底部塑性铰区的延性和耗能性能。剪力墙底部加强区部位墙肢截面的剪力设计值，一、二、三级抗震等级时应按下列公式进行调整，四级抗震和无地震作用组合时可不进行调整。V=wVw9级抗震设计时尚应符合：式中 V考虑地震作

45、用组合的剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值； Vw考虑地震作用组合的剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力计算值； w剪力增大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为1.2； Mwua剪力墙底部截面实配的抗震受弯承载力所对应的弯矩值； Mwua考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部截面的弯矩设计值。（二）墙肢受剪截面限制条件和轴压比限值为了防止剪力墙过早出现斜裂缝，发生脆性破坏，应对墙肢的剪压比进行限制。剪力墙的受剪截面应符合下列要求。1. 无地震作用组合时2. 有地震作用组合时剪跨比大于2.5时，剪跨比不大于2.5时， 式中 Vw剪力墙截面的剪力设计值，底部加强区应按照前面公式进行调整； 0结构重要

46、性系数，当安全等级为二级时，0=1.0； RE承载力抗震调整系数，RE=0.85； bw，hw0分别为剪力墙墙肢截面宽度和有效高度； c混凝土强度影响系数，应按高规第6.2.6条采用； 计算截面处的剪跨比，即，其中Mc、Vc应取与Vw同一组组合的未进行内力调整的弯矩和剪力设计值。为了保证在地震作用下剪力墙具有足够的延性，高规第7.2.14条规定，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位在重力荷载代表值作用下，墙肢的轴压比不宜超过下表的限值。剪力墙墙肢轴压比限值抗震等级（设防烈度）一级（9度）一级（7、8度）二级N/fcA0.40.50.6（三）剪力墙正截面承载力计算1. 偏心受压剪力墙矩形、T形、

47、I形截面偏心受压剪力墙的正截面受压承载力可按下列公式计算：剪力墙的截面尺寸（1） 无地震作用组合 (4-3-1) (4-3-2)当时，当时， 当时，当时，式中 、分别为剪力墙端部受拉、受压钢筋和墙体竖向分布钢筋的强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值；偏心距，按=M/N计算；剪力墙截面有效高度，；剪力墙受压区端部钢筋合力点到受压区边缘的距离；剪力墙竖向分布钢筋配筋率；相对界限受压区高度；、随混凝土强度提高而逐渐降低的系数，当混凝土强度等级不超过C50时，分别取1.0和0.8，当混凝土强度等级为C80时，分别取0.94和0.74，其间按线性内插法确定混凝土限压应变，当混凝土的强度等级不高于C50时

48、， =0.0033 、分别为受拉钢筋和受压钢筋面积。（2） 有地震作用组合时公式(4-3-1)和(4-3-2)的左端均不考虑结构重要系数；其右端均应除以承载力抗震调整系数，对于偏心受压剪力墙，取。2. 偏心受拉剪力墙矩形截面偏心受拉剪力墙的正截面承载力可按下列近似公式计算：（1） 无地震作用组合时（2） 有地震作用组合时其中，和可按下列公式计算：式中 剪力墙腹板竖向分布钢筋的全部截面面积。（四）剪力墙斜截面受剪承载力计算在进行剪力墙设计时，通过斜截面受剪承载力计算确定墙体的水平分布钢筋，防止剪切破坏发生。1. 偏心受压剪力墙偏心受压剪力墙的斜截面受剪承载力应按下列公式进行计算：（1） 无地震作

49、用组合时（2） 有地震作用组合时式中 N剪力墙的轴向压力设计值，有地震作用组合时，应考虑地震作用效应组合；当时，应取；A剪力墙截面面积T型或I型截面剪力墙腹板的截面面积，矩形截面时取=A； 配置在同一水平截面内的水平分布钢筋的全部截面面积； s剪力墙水平分布钢筋的竖向间距； 计算截面处的剪跨比，即，其中Mc、Vc应取与Vw 同一组组合的未进行内力调整的弯矩和剪力设计值。当2.2时，取=2.2；当计算截面与墙底之间的距离小于0.5时，应按距墙底0.5处的弯矩值和剪力值计算。2. 偏心受拉剪力墙剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力应按下列公式进行计算：（1） 无地震作用组合时上式右端的计算值小于时

50、，取等于。（2） 有地震作用组合时上式右端的计算值小于时，取等于。（五）复杂剪力墙暗柱的配筋计算在实际的剪力墙结构中，虽然存在一些矩形截面的墙肢，但绝大多数剪力墙为T形、L形或更为复杂的截面形式。在计算分析时，可以将平面形状复杂的组合剪力墙合理的划分为若干个简单的矩形截面墙肢。（五）抗震构造抗震构造措施能够保证结构的延性，以满足设防烈度下的要求，同时，通过构造措施，能实现在罕遇地震作用下避免倒塌的目标。本建筑设计采用的是剪力墙结构体系，所以以剪力墙抗震构造措施作说明。剪力墙是一种抵抗侧向力的结构单元。剪力墙具有较大的刚度，在结构中往往承受水平力的大部分，成为一种有效的抗侧力结构。在抗震结构中，

51、剪力墙也称为抗震墙。钢筋混凝土剪力墙的设计要求是：在正常使用荷载及风载、小震作用下，结构应处于弹性工作阶段，裂缝宽度不能过大；在中等强度地震作用下（设防烈度），允许进入弹塑性状态，必须保证在非弹性变形的反复作用下，有足够的承载力、延性及良好吸收地震能量的能力；在强烈地震作用（罕遇烈度）下，剪力墙不允许倒塌，要保证剪力墙结构的稳定。抗震墙结构抗震构造措施1抗震墙的厚度一、二级不应小于160mm且不应小于层高的1/20，三四级不应小于140mm 且不应小于层高的1/25。底部加强部位的墙厚一二级不宜小于200mm且不宜小于层高的1/16；无端柱或翼墙时不应小于层高的1/12。2抗震墙厚度大于140

52、mm时，竖向和横向分布钢筋应双排布置；双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm，直径不应小于6mm；在底部加强部位边缘构件以外的拉筋间距应适当加密。3抗震墙竖向横向分布钢筋的配筋应符合下列要求:（1）一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%；四级抗震墙不应小于0.20%；钢筋最大间距不应大于300mm 最小直径不应小于8mm。（2）部分框支抗震墙结构的抗震墙底部加强部位，纵向及横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3%，钢筋间距不应大于200mm。4抗震墙竖向、横向分布钢筋的钢筋直径不宜大于墙厚的1/10。一级和二级抗震墙底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比，

53、一级(9 度)时不宜超过0.4，一级(8 度)时不宜超过0.5，二级不宜超过0.6。5抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件并应符合下列要求:（1）抗震墙结构一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按要求1设置约束边缘构件，但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于下表的规定值时可按要求2设置构造边缘构件。抗震墙设置构造边缘构件的最大轴压比等级或烈度一级（9度）一级（8度）二级轴压比0.10.20.3（2）部分框支抗震墙结构，一、二级落地抗震墙底部加强部位及相邻的上一层的两端应设置符合约束边缘构件要求的翼墙或端柱，洞口两侧应设置约束边缘构件；不落地抗震墙应在底部加强部位及相邻的上一层的墙肢两

54、端设置约束边缘构件。（3）一、二级抗震墙的其他部位和三四级抗震墙均应按要求2设置构造边缘构件。抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙(如图1) 约束边缘构件沿墙肢的长度和配箍特征值应符合表1的要求，一、二级抗震墙约束边缘构件在设置箍筋范围内(即图中阴影部分)的纵向钢筋配筋率，分别不应小于1.2%和1.0%。剪力墙的约束边缘构件 图一约束边缘构件范围lc及其配箍特征值v 表一项目一级（9度）一级（8度）二级v0.20.20.2lc（暗柱）0.25hw0.25hw0.25hwlc（有翼墙或端柱）0.20hw0.15hw0.15hw注： 1. 抗震墙的翼墙长度小于其3 倍厚度或端柱截面边长小于2

55、倍墙厚时，视为无翼墙无端柱；2. lc为约束边缘构件沿墙肢长度，不应小于表内数值1.5bw和450mm 三者的最大值；有翼墙或端柱时尚不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加300mm；3 .v为约束边缘构件的配箍特征值，计算配箍率时，箍筋或拉筋抗拉强度设计值超过360 N/mm2，应按360 N/mm2计算;箍筋或拉筋沿竖向间距，一级不宜大于100mm，二级不宜大于150mm；4. hw 为抗震墙墙肢长度。抗震墙的构造边缘构件的范围宜按图2采用；构造边缘构件的配筋应满足受弯承载力要求并宜符合表2的要求。抗震墙构造边缘构件的配筋要求 表2抗震等级底部加强部位其他部位纵向钢筋最小量(取较大值)

56、箍筋纵向钢筋最小量拉筋最小直径（mm）沿竖向最大间距（mm）最小直径（mm）沿竖向最大间距（mm）一0.010Ac，61681006148150二0.008Ac，61481506128200三0.005Ac，41261504126200四0.005Ac，41262004126250注： 1. Ac为计算边缘构件纵向构造钢筋的暗柱或端柱面积，即图2抗震墙截面的阴影部分；2. 对其他部位，拉筋的水平间距不应大于纵筋间距的2 倍，转角处宜用箍筋；3. 当端柱承受集中荷载时，其纵向钢筋、箍筋直径和间距应满足柱的相应要求；抗震墙边缘构造范围 图26抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3 倍时，应按柱的要求进行设

57、计，箍筋应沿全高加密。7一、二级抗震墙跨高比不大于2 且墙厚不小于200mm 的连梁，除普通箍筋外宜另设斜向交叉构造钢筋。8顶层连梁的纵向钢筋锚固长度范围内，应设置箍筋。（六）基础选型1.基础的选型高层建筑基础的选型主要考虑上部结构类型、层数、高度、工程地质条件、抗震设防要求、场地条件、施工技术水平等多方面因素综合比较确定。宜选用整体性较好的箱形、筏形或交叉梁式基础。当基础直接座落于微风化或未风化的岩石上时，也可以采用条形基础；当建筑物建造在软土地基上时，通常采用桩基或桩箱与桩筏基础。当地下室可以设置较多的钢筋混凝土墙时，按箱形基础设计较为有利。如果由于大空间的要求，地下室墙体数量不足以形成刚

58、度较大的箱体时，可按筏板基础设计。2.基础的埋置深度基础的埋置深度应该考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素，并应满足地基变形，抗倾覆和抗滑移的要求。钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程规定，采用天然地基时基础埋置深度可不小于建筑物高度的1/12，采用桩基时可不小于建筑物高度的1/15，桩的长度不计在埋置深度内。抗震设防烈度为6 度或非抗震设计的建筑，基础埋置深度可适当减小。高层建筑箱形与筏形基础技术规范中规定，抗震设防区天然土质地基上的箱形和筏形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；当桩与箱基底板或筏板连接的构造满足下述规定时，桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小

59、于建筑物高度的1/18。（1）桩顶嵌入箱基或筏基底板内的长度，对于大直径桩，不宜小于100mm；对中小直径的桩不宜小于50mm；（2）桩的纵向钢筋锚入箱基或筏基底板内的长度不宜小于钢筋直径的35倍，对于抗拔桩基不应少于钢筋直径的45 倍。基础埋置深度一般从室外地面算起，如果地下室周围无可靠侧限时，应从具有侧限的地面算起。高层建筑与裙房设沉降缝分开时，两者的基础埋置深度应有一定的高差，根据土质情况一般不小于2m，沉降缝在室外地坪以下宜用粗砂填实以证高层建筑的侧向约束。3.采用箱形或筏形基础时上部结构的嵌固部位当高层建筑的地下室采用箱形或筏形基础，且地下室四周回填土为分层夯实时，上部结构的嵌固部位可按下列原则确定：（1）两层地下室为箱基，上部结构为框架、剪力墙或框剪结构时，上部结构的嵌固部位可取箱基的顶部（2）采用箱基的多层地下室及采用筏基的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框剪结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度大于等于上部结构层间侧移刚度的1.5 倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位，否则认为上部结构嵌固在箱基或筏基的顶部。符合前述（2）要求的多层地下室，在进行抗震验算