剪力墙结构毕业设计计算书

摘 要

本工程为6层办公楼，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构、筏形基础。主体结构高度为16.8m，突出屋面机房层高0.9m，水箱间高3.9m，建筑总高度为18m。

该地区抗震设防烈度为8度，场地类别为Ⅲ类，基本风压为0.45Kn/m2,地面粗糙度为B类，基本雪压So=0.40 Kn /m2。

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；

本设计在确定布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,找出最不利的一组或几组内力组合。 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综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。

目 录

摘 要 ................................................................................................................................................................ 0 一、工程概况 ...................................................................................................................................................... 3 二、主体结构布置 .............................................................................................................................................. 3 三、材料选用及剪力墙截面尺寸的确定 .......................................................................................................... 4 四、剪力墙的类型判别及刚度计算 .................................................................................................................. 4

4.1剪力墙的类型判别 ................................................................................................................................ 4 4.2剪力墙的刚度计算 ............................................................................................................................. 10 4.3总剪力墙的刚度 ................................................................................................................................. 12 五、重力荷载计算 ............................................................................................................................................ 13

5.1屋面荷载 ............................................................................................................................................. 13 5.2楼面荷载 ............................................................................................................................................. 13 5.3墙体自重重力荷载 ............................................................................................................................. 13 5.4梁自重重力荷载 ................................................................................................................................. 14 5.5门窗自重重力荷载 ............................................................................................................................. 14 六、风荷载的计算 14 七、水平地震作用计算 .................................................................................................................................... 15

7.1重力荷载代表值计算 ......................................................................................................................... 15 7.2结构基本自震周期计算 ..................................................................................................................... 17 7.3水平地震作用计算 ............................................................................................................................. 17 八、结构水平位移验算 .................................................................................................................................... 19 九、水平地震作用下结果内力计算 ................................................................................................................ 19

9.1总剪力墙内力计算 ............................................................................................................................. 19

9.1.1在倒三角形分布荷载作用下，计算总剪力墙的弯矩、剪力。 .......................................... 19 9.1.2在顶点集中荷载作用下，计算总剪力墙的弯矩、剪力见下表： ...................................... 19 9.2剪力墙内力计算 ................................................................................................................................. 20

9.2.1总剪力墙内力的分配 ............................................................................................................. 20 9.2.2整体小开口墙（XSW-9）墙肢和连梁内力计算 .................................................................... 21 9.2.3 xsw-10(双肢墙)墙肢和连梁内力的计算 ............................................................................. 22

十、风荷载作用下结构内力计算 .................................................................................................................... 28

10.1总剪力墙内力计算 ........................................................................................................................... 28 10.2各片剪力墙内力计算 ....................................................................................................................... 29

10.2.1总剪力墙内力的分配 ........................................................................................................... 29 10.2.2整体小开口墙（XSW-9）墙肢和连梁内力计算 .................................................................. 29 10.2.3 xsw-10(双肢墙)墙肢和连梁内力的计算 ........................................................................... 30

十一、竖向荷载作用下结构内力计算（XSW-10) ......................................................................................... 36 十二、内力组合 ................................................................................................................................................ 40

12.1结构抗震等级：二级 ........................................................................................................................ 40 12.2剪力墙内力组合 ................................................................................................................................ 40 十三、剪力墙截面设计 .................................................................................................................................... 44 十四、板的设计 ................................................................................................................................................ 44 十五、基础设计 ................................................................................................................................................ 54

（1） 取b=2.0m，不必进行承载力宽度修正。因基础埋深2.2m，对地基承载力 .......................... 54 （2）验算基础底面尺寸： ...................................................................................................................... 54 （3） 基础高度： .................................................................................................................................... 54 （4）用地震作用组合内力进行验算。................................................................................................... 55

1

十六、参考文献 ................................................................................................................................................ 56 致谢： ................................................................................................................................ 错误！未定义书签。

2

一、工程概况

本设计为6层办公楼，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，筏形基础，标准层建筑平面图布置如图1所示。主体结构高度为13.9m,层高为2.8m,结构总高度为21.1m。本工程总建筑面积7395.18m2，地下为设备夹层，地上6层，为办公用房，建筑高度为18m。建筑总面积为7395.18 m2，建筑结构形式为剪力墙结构，合理使用年限为50年，抗震设防烈度为八度，防火设计的耐火等级为二级。

该工程场地类别为Ⅲ类，基本风压Wo=0.45Kn/m2,地面粗糙度为B类，基本雪压So=0.40Kn/m2,该房屋为丙类建筑。

图1 剪力墙结构布置图

二、主体结构布置

该剪力墙结构平面简单、规则，对称，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=16.8/21.92=0.8<5;每个独立墙段的高宽比均大于2，且墙肢长度均小于8米。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。

3

由于筏形基础的层刚度比上部结构的层刚度大很多，故上部结构的嵌固部位可取至地下室的顶板（?0.000）处。

三、材料选用及剪力墙截面尺寸的确定

剪力墙结构的混凝土均采用C30,钢筋采用HPB235级，HRB400级。本工程剪力墙

采用双排配筋，剪力墙截面厚度均取为180mm.

四、剪力墙的类型判别及刚度计算

由于设计时间有限，只进行了一个方向的计算，且假定结构无扭转。为了简化计算，再计算剪力墙结构的内力和位移时，不考虑纵横墙的共同工作。

4.1剪力墙的类型判别

X方向各片剪力墙的平面尺寸如图2所示，XSW-18、XSW-19、XSW-20为整截面墙。本设计外墙门窗洞口的高度均为2300mm(其中窗户洞口高度均为1400mm，窗台高度为900mm，由加气混凝土砌块填充)，内墙门洞口高度均为2100mm，内墙门窗洞口的连梁高度取600mm外墙门窗洞口的连梁高度取400mm，由此可以计算得到：

外墙连梁的截面面积和惯性矩分别为：

1 Abj=0.18×0.4=0.072m2 Ibjo=?0.18?0.43=9.6?10-4m4

12内墙连梁的截面面积和惯性矩分别为：

1

Abj=0.18×0.6=0.108m2 Ibjo=×0.18×0.63=3.24×10-3m4

12 4

-1-2-3-4-5-6-7-8-9-105

-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20图2 X方向各片剪力墙的截面尺寸

6

各片剪力墙截面特征列于表-1。各片剪力墙连梁的折算惯性矩见表-2。

各片剪力墙的截面特征

表-1

各墙肢截面面积 Aj (m) 编号 A1 1.177 XSW－１ A2 0.108 A3 0.140 =1.425 0.140 =0.496 0.036 =0.216 =0.334 =0.774 0.056 =1.368 0.106 =1.308 =0.230 =0.610 =0.716 0.1182 0.0001 0.0058 0.054 0.0018 0.0018 0.0018 0.0121 0.0001 0.0071 A4 I1 4.1959 I2 0.0032 I3 0.0071 =4.2062 0.0071 =0.0401 0.0001 =0.0079 =0.0242 =0.8314 0.0004 =4.7187 0.0031 =3.0703 =0.0083 =0.4916 =0.2364 4.490 j2各墙肢截面惯性矩Ij（m） I4 4形心轴组合截面惯性4Yi(m) 矩I（m） ?A0.140 0.216 j?I4.531 j15.272 0.0259 3.480 2.714 XSW－２ ?A0.036 0.144 j?I?Ij0.0077 1.500 0.149 XSW－３ ?A0.167 0.167 jj0.0121 1.980 0.791 XSW－４ ?A0.088 0.686 j?I?I?I?Ij0.8296 3.037 1.605 XSW－５ ?A0.088 1.224 jj4.7165 4.778 7.762 XSW－６ ?A0.088 1.060 jj3.0650 0.0004 4.884 10.278 XSW－7 ?A0.131 0.099 jj0.0025 1.286 0.267 XSW－8 ?A0.034 0.576 j?I?Ij0.4915 2.640 0.725 XSW－9 ?A0.358 0.358 jj0.1182 XSW－10 ?Aj?I8.982 7

0.558 XSW－11 0.680 =1.238 =1.471 =1.263 =0.284 =0.266 =0.144 0.068 =0.946 0.4469 0.8102 =1.2571 =2.0728 =4.0092 =0.0153 =0.0122 =0.0024 0.0008 =1.0417 4.099 7.856 ?A0.686 0.785 j?I 0.8296 j1.2432 4.725 12.298 XSW－12 ?A1.159 0.104 j?I 4.0063 j0.0029 3.682 7.013 XSW－13 ?A0.158 0.126 j?I 0.0102 j0.0051 1.323 0.293 XSW－14 ?A0.126 0.140 j?I 0.0051 j0.0071 1.845 0.547 XSW－15 ?A0.050 0.094 j?I 0.0003 j0.0021 0.989 0.057 XSW－16 ?A0.140 0.738 j?I 0.0071 j1.0338 4.505 4.562 XSW－17 ?Aj?I

j

8

各片剪力墙的连梁折算惯性矩

表-2

连梁的折算惯性矩4Ibj(m) 墙号 lbjo (m) 2.10 2.10 2.10 2.10 0.90 0.90 2.10 1.00 1.00 1.00 1.00 1.91 2.00 1.50 1.00 hb (m) 0.40 0.40 0.40 0.40 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60

lbj (m) 2.30 2.30 2.30 2.30 1.20 1.20 2.40 1.30 1.30 1.30 1.30 2.21 2.30 1.80 1.30 5.30 1.50 1.50 2.40 1.50 2.40 1.20 2.40 1.50 Abj 2(m) Ibjo 4(m) aj(m) Ibjaj2 3lbjIbjaj?3j?1lbj k2XSW－1 XSW－2 XSW－3 XSW－4 XSW－5 XSW－6 0.072 0.00096 0.000880 0.072 0.00096 0.000880 0.072 0.00096 0.000880 0.072 0.00096 0.000880 0.108 0.00324 0.001851 0.108 0.00324 0.001851 0.108 0.00324 0.002728 0.108 0.00324 0.001977 0.108 0.00324 0.001977 0.108 0.00324 0.001977 0.108 0.00324 0.001977 0.108 0.00324 0.002653 0.108 0.00324 0.002691 0.108 0.00324 0.002430 0.108 0.00324 0.001977 0.108 0.00324 0.003120 0.108 0.00324 0.002189 0.108 0.00324 0.002189 0.108 0.00324 0.002728 0.108 0.00324 0.002189 0.108 0.00324 0.002728 0.108 0.00324 0.001851 0.108 0.00324 0.002728 0.108 0.00324 0.002189

5.670 0.002326 2.790 0.000563 3.090 0.000691 3.090 0.000691 1.400 0.002100 1.400 0.002100 0.002889 0.001382 0.004200 3.030 0.001812 0.001812 3.150 0.008928 0.008929 4.645 0.019413 4.555 0.018668 4.190 0.015796 5.150 0.006520 0.023639 2.445 0.001322 2.090 0.001820 0.005496 2.695 0.006535 0.091362 6.990 0.001024 0.005818 4.640 0.013965 0.718353 5.285 0.018118 1.377123 5.610 0.006212 0.006211 1.990 0.002569 0.002568 2.840 0.001592 0.001592 1.300 0.001811 0.001810 4.540 0.004068 3.440 0.007676 0.011742 0.038081 XSW－7 XSW－8 XSW－9 XSW－10 5.00 XSW－11 1.20 XSW－12 1.20 XSW－13 2.10 XSW－14 1.20 XSW－15 2.10 XSW－16 0.90 XSW－17 2.10 1.20 注：Ibj =

1?Ibjo30?IbjoAbjlbj2 lbj?lbjo?hb2

9

剪力墙的类型判别见表-3

剪力墙的类型判别

表-3

编号 ?I4j (m) XSW-1 XSW-2 XSW-3 XSW-4 XSW-5 XSW-6 XSW-7 XSW-8 XSW-9 4.2062 0.0401 0.0079 0.0242 0.8314 4.7187 3.0703 0.0083 0.4916 I 4(m) 15.272 2.714 0.149 0.791 1.605 7.762 10.278 0.267 0.725 8.982 7.856 12.298 7.013 0.293 0.547 0.057 4.562 In=I??Ij (m) 11.0658 2.6739 0.1411 0.7668 0.7736 3.0433 7.2077 0.2587 0.2334 8.7456 6.5989 10.2252 3.0038 0.2777 0.5348 0.0546 3.5203 4Ibjaj?3j?1lbj k2 ? 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 ? InI 类型 0.002889 0.001382 0.004200 0.001812 0.008929 0.038081 0.023639 0.005496 0.091362 0.005818 0.718353 1.377123 0.171830 0.010423 0.005713 0.003384 0.011744 0.843 5.97 23.5 7.87 2.98 2.89 2.82 23.4 12.4 4.5 21.75 23.45 5.95 23.75 19.69 34.2 3.4 0.724581 0.985225 0.94698 0.969406 0.481994 0.392077 0.701275 0.968914 联肢墙 联肢墙 壁式框架墙 联肢墙 联肢墙 联肢墙 联肢墙 壁式框架墙 0.321931 整体小开口墙 0.973681 联肢墙 XSW-10 0.2364 XSW-11 1.2571 XSW-12 2.0728 XSW-13 4.0092 XSW-14 0.0153 XSW-15 0.0122 XSW-16 0.0024 XSW-17 1.0417 0.839982 整体小开口墙 0.831452 整体小开口墙 0.428319 0.947782 0.977697 0.957895 0.771657 联肢墙 壁式框架墙 壁式框架墙 壁式框架墙 联肢墙 注：h=2.8m,H=16.8m 4.2剪力墙的刚度计算

4.2.1各片剪力墙刚度计算

4.2.1.1整体墙XSW-18、XSW-19、XSW-20

本结构选用C30级混凝土,EC=3.0×107Kn/m2

10

整截面墙的等效刚度

表-4 编号 H b×h(m×m) AW(㎡) IW(㎡) μ EC(×10) Kn/㎡ 3.0 3.0 3.0 7ECIeq(×710) Kn/㎡ 2.3541 0.6112 0.0386 XSW-18 XSW-19 XSW-20 ECIeq=

16.8 16.8 16.8 0.18×3.74 0.18×2.40 0.18×0.95

20.6732 0.4320 0.1710 0.7847 0.2074 0.0129 1.2 1.2 1.2 EI9?I1?AHCWWW

4.2.1.2整体小开口墙 XSW-9、XSW-11、XSW-12

整体小开口墙的等效刚度

表-5 编号 XSW-9 XSW-11 XSW-12 H /m AW(㎡) 0.61 IW(㎡) 0.725 7.856 12.298 μ EC(×10) Kn/㎡ 3.0 7ECIeq(×10) Kn/㎡ 1.6651 15.1685 22.3600 716.8 1.238 1.471 1.2 3.0 3.0 4.2.1.3联肢墙

联肢墙的等效刚度

表-6 编号 XSW-1 XSW-2 XSW-4 XSW-5 XSW-6 XSW-7 XSW-10 XSW-13 XSW-17 ?Dj ?I4j?12 0.830806 41.68746 90.57005 12.99076 9.761752 9.31301 29.76926 51.84216 13.63688 ?2 0.710649 33.5241 61.9369 8.8804 8.3521 7.9524 20.25 35.4025 11.56 ? ?a 0.7940 0.0820 0.0479 0.2366 0.2473 0.2560 0.1251 0.0782 0.1946 ?A2j?2 （m） 0.005778 0.002764 0.003624 0.017858 0.076162 0.047278 0.011636 0.34366 0.023488 4.2062 0.0401 0.0242 0.8314 4.7187 3.0703 0.2364 4.0092 1.0417 1.16908 1.243507 1.462295 1.462858 1.168778 1.171094 1.470087 1.464364 1.179661 （m) 1.425 0.496 0.334 0.774 1.368 1.254 0.716 1.263 0.946 0.03137 0.00086 0.00077 0.01142 0.03666 0.02602 0.00351 0.03374 0.01170 ECIeq(×710) Kn/㎡ 14.448 -0.869 -0.186 -33.184 55.801 41.215 -2.593 -52.990 33.775 注：Dj-----第j 列连梁的刚度系数。 Dj＝

2Ibjaj2lbj3

11

6H2 ?1＝

2h?Ijj?1j?1m?1?Dmj2?1 ?------轴向变形影响系数。 ?=

?2

?------墙肢剪切变形影响系数。 ?2=

2.5??IjH2?Ajj?1j?1m?1m?1

EcIeq=

Ec?Ij1??(?a?1)?3.64?2

4.3总剪力墙的刚度

总剪力墙的刚度取各片剪力墙的等效刚度之和，即

表-7 墙号 XSW-18 XSW-19 XSW-20 XSW-9 XSW-11 XSW-12 XSW-1 XSW-2 XSW-4 XSW-5 XSW-6 XSW-7 XSW-10 XSW-13 XSW-17

12

墙体类型 数量 1 ECIeq(×10) Kn/㎡ 2.3541 0.6112 0.0386 1.6651 15.1685 22.3600 14.448 -0.869 -0.186 -33.184 55.801 41.215 -2.593 -52.990 33.775 7 整截面墙 1 1 1 整体小开口墙 1 1 1 7 1 97.614 联肢墙 1 7 1 1 1 1 五、重力荷载计算

5.1屋面荷载

屋面恒载:

15厚DS砂浆保护层 柔性防水层 20厚DS砂浆找平 50厚陶粒混凝土 60厚挤塑聚苯板 130厚现浇钢筋混凝土屋面板 合 计

屋面活荷载（不上人屋面） 0.5 Kn/m屋面雪荷载 0.25 Kn/m5.2楼面荷载 楼面恒载： 15厚陶瓷地砖 5厚DTA砂浆粘接层 20厚DS干拌砂浆找平层 60厚CL7.5轻集料砼垫层 130厚钢筋混凝土楼板 合 计 卫生间

`厨房地面恒载： 10厚防滑地砖 5厚DTA砂浆粘接层 20厚DS干拌砂浆找平层 130厚钢筋混凝土楼板 合 计 楼面活荷载：

住宅 2.0 Kn/m2 厨房 厕所 走廊 门厅 楼梯 2.0 Kn/m2 5.3墙体自重重力荷载 外墙 70厚聚苯板 5厚抗裂砂浆 180厚钢筋混凝土墙

30厚稀土保温层

合 计 内墙 外保温粘贴70厚聚苯板 2厚耐水腻子找平 2厚DP-MR砂浆罩面 8厚DP-MR砂浆打底 合 计

0.015*20=0.300 Kn/m2 0.400 Kn/m2 0.02*20=0.400 Kn/m2 0.05*19.5=0.975 Kn/m2 0.06*0.5=0.030 Kn/m2 0.13*25=3.2500 Kn/m2 5.355 Kn/m2 2 2 0.015?17.8=0.267 Kn/m2 0.005?20=0.100 Kn/m2 0.02?20=0.400 Kn/m2 0.06?7.5=0.450 Kn/m2 0.13*25=3.25 Kn/m2 4.467 Kn/m2 ?17.8=0.178 Kn/m2 ?20=0.100 Kn/m2 0.02*20=0.4 Kn/m2

0.13?25=3.25 Kn/m2

3.928 Kn/m2 2 0.07*0.5=0.035 Kn/m2 0.005*20=0.100 Kn/m2

0.18?25?4.5Kn/m2 0.03?4?0.12Kn/m2 4.755 Kn/m2 0.07*0.5=0.035 Kn/m2 0.001 Kn/m2 0.002*20=0.040 Kn/m2 0.008*20=0.160 Kn/m2 0.235 Kn/m2

0.01 0.005 2.0 Kn/m 13

200厚加气混凝土砌块(填充外墙窗台) 6厚水泥砂浆 罩面 0.006?20?0.12Kn/m2 12厚水泥砂浆 0.012?20?0.24Kn/m2 190厚加气混凝土砌块 0.19?5.5?1.045Kn/m2 13厚水泥石灰膏砂浆打底 0.013?12?0.156Kn/m2 合 计 1.561Kn/m2

填充墙(内隔墙) 5厚水泥石灰膏砂浆罩面(两面) 0.005?12?2?0.12Kn/m2 13厚水泥石灰膏砂浆打底 (两面) 0.013?12?2?0.312Kn/m2 115厚加气混凝土 0.115?5.5?0.633Kn/m2 合 计 1.065Kn/m2 5.4梁自重重力荷载

180mm?600mm梁自重 0.18?（0.6-0.13）?25=2.115Kn/m2

10厚水泥石灰膏砂浆

0.01×（0.6-0.13）×2×14=0.1316

Kn/m2合计 2.2466 Kn/m2 180mm?400mm梁自重 0.18?（0.4-0.13）?25=1.215Kn/m2

10厚水泥石灰膏砂浆

0.01×（0.4-0.13）×2×14=0.0756

Kn/m2合计 1.2906 Kn/m25.5门窗自重重力荷载

木门 0.2 Kn/m2 防火门 0.45 Kn/m2

塑钢窗 0.45 Kn/m2 5.6设备自重重力荷载

电梯轿箱及设备重量 200Kn 水、水箱及设备重量 300Kn

六、风荷载计算

6.1垂直作用于建筑物表面上的风荷载标准值计算如下：

基本风压ω2o=0.45KN/m。由《荷载规范》可知，风荷载体型系数?s如下图确定。由于计算高度H=16.8m<30m，故考虑风压脉动的影响 -0.7 +0.8 -0.5 +0.7 6.2结构的基本周期T1=0.3s则 ω20T1=0.45×0.32=0.041Kn.S2/ m2 查表得脉动增大系数：ξ=1.17 地面粗糙类别为B类，则

查表得脉动影响系数：υ=0.46 βz=1???0.46?HiZH=1?1.17???Hi ZH在风荷载作用下，主体结构沿房屋高度分布风荷载标准值为：

14

q(z)?0.45?(0.8?0.5)?1.3?1.0??z?0.7605?z

对于突出屋面的机房，风荷载体型系数μz近似取1.3，机房的风振系数近似

取高度Hi=16.8m处的值则βz=1.0

q(z)?0.45?(0.8?0.5)?1.0?1.3?z?0.7605?z

按上述方法确定的各楼层标高处的风荷载标准值见下表-8：

各层风荷载的计算

表-8 层次 Hi Fi(Kn) FiHi /m Hi/H ?q?z?z ?z ?Kn/m? ?/Kn / Kn·m 水箱间 21.7 1.3 1.0 0.9887 2.275 49.368 机房 17.7 1.21 1.0 0.9202 2.601 46.038 6 16.8 1.000 1.19 1.0 0.9050 2.520 42.336 5 14 0.833 1.13 1.0 0.8594 2.406 33.684 4 11.2 0.667 1.07 1.0 0.8137 2.275 25.480 3 8.4 0.500 1.00 1.0 0.7605 2.154 18.094 2 5.6 0.333 1.00 1.0 0.7605 2.129 11.922 1 2.8 0.167 1.00 1.0 0.7605 2.129 5.961 0 0.000 1.00 1.0 0.7605 合计 18.489 232.882 七、水平地震作用计算

7.1重力荷载代表值计算

15

重力荷载代表值G1—G5的计算

表-9 项目 外墙 内墙 隔墙 门窗 楼板 楼梯间、电梯间 梁 楼面活荷载 单位面积重量 单位长度重量 2面积（m） 长度 (m) 2（Kn/m） （Kn/m） 4.755 0.235 0.504 0.2 0.45 0.45 4.467 1.2×4.467 2.0 159.936 217.977 14.005 44.1 100.8 2.1 1203.31 16.104 1316.57 2.2466 1.2906 20.7 50.8 重量（Kn） 760.496 51.225 7.059 8.82 45.36 0.945 5375.186 86.324 112.067 2633.14 2

G1~G5=760.496+51.225+7.059+8.82+45.36+0.945+5375.186+86.324+112.067+2633.14=9080.622Kn/m

重力荷载代表值G7的计算

表-10

单位面积重量 项目 （Kn/m） 6层外墙 6层内墙 6层隔墙 6层门窗 屋面板 楼梯间、电梯间 楼梯间外墙 楼梯间内墙 电梯间门窗 雪荷载 电梯间楼 2.0 面活荷载 16.104 32.208 5.355 1.2?4.467 5.598 5.004 0.45 0.3 1210.30 16.104 52.425 4.995 3.15 1210.30 2面积（m） 量 （Kn/m） (m) 2单位长度重长度 重量（Kn） 436.213 537.925 86.6765 16.661 6481.157 86.324 293.475 24.995 1.4175 363.09 16

G11=436.213+537.925+86.6765+16.661+6481.157+86.324+293.475+24.994+1.4175+0.5?(363.09+32.208)=8162.493Kn/m2

重力荷载代表值G8的计算

表-11

单位面积重量 项目 （Kn/m） 电梯间外墙 电梯间内墙 电梯间屋面板 电梯间门窗 电梯间雪荷载 5.355 0.3 1210.3 16.104 293.475 24.995 6481.157 1.4175 16.404 2面积（m） 2重量（Kn） G8=293.475+24.995+6481.157+1.4175+16.404=6817.449Kn/m2 各质点重力荷载计算结果 G1—G5=9080.622Kn G7=8162.493Kn G8=6817.449Kn 7.2结构基本自震周期计算 因屋面带有突出间，按照主体结构顶点位移相等的原则，将电梯间质点的重力荷载代表值折算到 主体结构顶层，并将各质点的重力荷载转化为均布荷载。 图3 动力计算简图 Ge?8162.493?(1??30.933.9)?6817.449?(1??)?18006.87Kn 216.8216.8 q??Gi?16iH?9080.622?5?8162.493?6817.449?3594.21Kn/m

16.8qH43594.21?16.84 uT???0.0367m

8EcIeq8?97.614 则结构基本自振周期为：T1?1.7?TuT?1.7?1.0?0.0367?0.326s

7.3水平地震作用计算

该房屋主体结构高度不超过40m，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构的等效总重力荷载为：

Geq?0.85?Gi?0.85?(9080.622?6?8162.493?6817.449)?59044.1229Kn

17

结构的设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，查表得特征周期Tg=0.45s， ?max?0.16由于

T1?0.324?1.4?0.45?0.63s所以结构的总水平地震作用标

准值为：FEK??max?Geq?0.16?59044.1229?9447.06Kn

各质点水平地震作用标准值计算

表-12 层次 Hi /m 21.7 17.7 16.8 14 11.2 8.4 5.6 2.8 合计 Gi /Kn 6497.51 8040 9080.62 9080.62 9080.62 9080.62 9080.62 9080.62 69021.23 GiHi /Kn·m 140995.9670 142308.0000 152554.4160 127128.6800 101702.9440 76277.2080 50851.4720 25425.7360 817244.423 GiHi?GHjj?1njFi /Kn FiHi / Kn·m 35142.81 28931.61 29437.72 20442.86 13083.43 7359.43 3270.86 817.71 8 7 6 5 4 3 2 1 0.1725 1619.48 0.1741 1634.55 0.1867 1752.24 0.1556 1460.20 0.1244 1168.16 0.0933 0.0622 0.0311 876.12 584.08 292.04 1.0000 9386.90 138486.42 则质点i的水平地震作用Fi为：Fi?GiHi?GHjj?1n?FEK?9386.896?jGiHi?GHjj?1n 计算见上表-12。

j剪力墙结构分析时，将各质点的水平地震作用折算为倒三角形分布荷载qmax和顶点集中荷载F，则

Fe=F7+F8=1619.48+1634.55=3254.03Kn M1=1619.48×3+1634.55×3.9=11233.185Kn.m

V0=?Fi=6132.877Kn

i?16M0=?FiHi=74412Kn.m

i?16 qmax?6?(V0H?M0?M1)6??6132.87?16.8?74412?11233.185?

??369.62KnmH216.82F?3?M0?M1??FHe?2V0=

3??74412?11233.185?16.8?3254.03?2?6132.87?6282.07Kn

则 qmax?q?

12M06V012?232.8826?18.489????3.298Kn/m H2H16.8216.84V06M04?18.4986?232.880?2????0.547Kn/m 2HH16.816.818

八、结构水平位移验算

本设计中风荷载值远小于水平地震作用，所以只需进行水平地震作用下的位移验算。水平地震作用下的位移为倒三角形分布荷载和顶点集中荷载产生的位移之和，可分别按公式进行计算。计算时水平地震作用取标准值，剪力墙取弹性刚度。计算结果见下表-13：

水平地震作用下结构的位移计算

表-13

层次 6 5 4 3 2 1

Hi/m 16.80 14.00 11.20 8.40 5.60 2.80 ? 1.0000 0.8333 0.6667 0.5000 0.3333 0.1667 倒三角形顶点集中荷荷载u1i/mm 载u2i/mm 3.283 2.840 1.548 1.204 0.851 0.583 1.842 2.013 1.086 0.951 0.598 0.355 总位移 9.125 4.853 2.634 2.155 0.249 0.038 层间位移角 △u/h 1/1520 1/1390 1/2578 1/2944 1/4682 1/7887 由上表可知，在水平地震作用下位移验算满足要求，即

?u4.853?2.63411??u? 故满足要求 ??????h28001390?h?1000

九、水平地震作用下结构内力计算

9.1总剪力墙内力计算

作用在结构上的水平地震力可以是自左向右（左震）或自右向左（右震），剪力墙内力正负号规定为：弯矩以截面右侧受拉为正，剪力以绕截面顺时针方向旋转为正，轴力以受压为正，同时各截面内力均采用左震时的正负号。

在水平地震作用下，剪力墙结果应分别按倒三角形分布荷载（qmax=369.62Kn/M）和顶点集中荷载（F=6282.07Kn）计算内力。

9.1.1在倒三角形分布荷载作用下，计算总剪力墙的弯矩、剪力。

qmax?16.821.30911.309?sh1.309sh1.309Mw=×[×sh1.309-(1+)×??(?)??1.309221.30922ch1.309?]

ch1.309qmax?16.81.3092?sh1.309sh1.309?1.3092?sh1.309)×?1)×ch1.309??1] Vw=-[(1.309+-(2221.309ch1.3099.1.2在顶点集中荷载作用下，计算总剪力墙的弯矩、剪力见下表：

19

Mw=

F?16.8?sh1.309??th1.309?ch1.309?? 1.309Vw=F×(th1.309×sh1.309?-ch1.309?+1)

水平地震作用下总剪力墙内力计算

表-14

层次 6 5 4 3 2 1 0

Hi /m 倒三角形荷载作用下 顶点集中荷载作用下 Vw /Kn 3160.472 2633.621 2107.087 1580.236 1053.385 526.8507 604.258 Mw / Kn·m 0 -113993 -91202.9 -68398.8 -45594.6 -22804.2 -35710.7 总内力 Vw /Kn 2423.528 2623.643 2823.638 3023.753 3223.868 3423.862 4228.235 Mw / Kn·m 0 -136996 -109607 -82201.2 -54795.3 -27405.9 -41432.03 ? Vw /Kn -736.944 -9.97838 716.5511 1443.517 2170.482 2897.012 3623.977 Mw /Kn·m 0 -23003.1 -18404.1 -13802.4 -9200.67 -4601.72 -5721.33 16.80 1.0000 14.00 0.8333 11.20 0.6667 8.40 0.5000 5.60 0.3333 2.80 0.1667 0.0 0.0000 9.2剪力墙内力计算 9.2.1总剪力墙内力的分配

ECIeq(j)?ECIeq(j)根据各片剪力墙的等效刚度与总剪力墙等效刚度的比值，/，可求的各片剪力墙的等效刚度比，见下表-15:

20

各片剪力墙等效刚度比

表-15

墙号 XSW-1(3片) XSW-2(3片) XSW-4(2片) XSW-5(2片) XSW-6(3片) XSW-7(4片) XSW-9(2片) XSW-10(2片) XSW-13(2片) XSW-17(3片) XSW-19(1片) 等效刚度 /10Kn?m 12.594 0.539 1.424 8.419 23.884 16.996 72每片墙等效刚度比 ECIeq(j)?ECIeq(j)/ 0.129018 0.005522 0.014588 0.086248 0.244678 0.174114 0.017058 0.052595 0.482451 0.077735 0.006261 1.6651 5.134 47.094 7.588 0.6112 计算剪力墙 XSW-9(整体小开口墙) XSW-10(双肢墙) XSW-19(整截面墙)

水平地震作用下各片剪力墙分配的内力

表-16

总剪力墙内力 层次 XSW-9 XSW-10 XSW-19 ? Vwi /Kn Mwi / Kn·m Vwi /Kn 0 41.34054 Mwi / Kn·m Vwi /Kn Mwi / Kn·m Vwi /Kn Mwi / Kn·m 0 6 1.0000 2423.528 5 0.8333 2623.643 4 0.6667 2823.638 0 128.3331 0 15.17371 -136996 44.7541 -2336.88 138.9298 -7254.35 16.42663 -857.732 -109607 48.16562 -1869.68 149.5201 -5804.02 17.6788 -686.249 3 0.5000 3023.753 -82201.2 51.57918 -1402.19 160.1168 -4352.8 18.93172 -514.662 2 0.3333 3223.868 -54795.3 54.99274 -934.698 170.7135 -2901.58 20.18464 -343.073 1 0.1667 3423.862 -27405.9 58.40424 -467.49 181.3038 -1451.22 21.4368 -171.588

0.0000 4228.235 -41432.03 72.12523 -706.748 223.8977 -2193.95 26.47298 -259.406 9.2.2整体小开口墙（XSW-9）墙肢和连梁内力计算 墙肢弯矩

Mwi1?0.85Mwi1?Ij?0.15Mwi1jIj?I?I=Mwi1?0.85Mwi1?j0.00010.0001 ?0.15Mwi10.7250.4916 21

=0.0004Mwi

Mwi2?0.85Mwi1?0.49150.4915=0.726Mwi ?0.15Mwi10.7250.4916墙肢轴力

Nwi1?0.85MwiAY0.034?2.545ii=0.85Mwi=0.101Nwi I0.725Nwi2??Nwi1=-0.101Nwi

墙肢剪力

Vwi1?IjVwiAjV0.0340.0001(?)=wi(?)=0.028Vwi 220.610.4916?Aj?IjVwi0.5760.4915(?)=0.972Vwi 20.610.4916连梁内力 Vwi2=

Vbij?Nwij?Nw(i?1)j

1Mbij?lbjoVbij=0.45Vbi1

2墙肢和连梁内力计算结果见下表-17：

XSW-9 水平地震作用下的墙肢及连梁内力

表-17 总内力 层次 左墙肢内力 右墙肢内力 连梁 ? 1.0000 0.8333 0.6667 0.5000 0.3333 0.1667 Vwi/Kn Mwi Mwi1 / Vwi1/Kn Nwi1/Kn Mwi2 Vwi2/Kn Nwi2/Kn Mbi1 Vbi1/Kn / Kn·m 0 -2336.878 -1869.676 -1402.188 -934.6982 -467.4898 Kn·m 0 -0.93475 -0.74787 -0.56088 -0.37388 -0.187 / Kn·m 0 0 -1696.57 -1357.38 -1017.99 -678.591 -339.398 / Kn·m 0 6 5 4 3 2 1 41.34054 128.3330 138.9297 149.5201 160.1167 170.7134 1.157535 3.593326 3.890033 4.186563 4.48327 4.779978 40.183 124.7398 135.0397 145.3335 155.6335 165.9335 -5.83274 -12.9616 -0.48162 -1.07027 -0.48133 -1.06962 -0.48162 -1.07027 -0.48162 -1.07027 7.758928 17.24206 12.96164 14.03191 15.10153 16.1718 17.24206 -12.9616 -14.0319 -15.1015 -16.1718 -17.2421 9.2.3 xsw-10(双肢墙)墙肢和连梁内力的计算 9.2.3.1剪力图的分解，根据剪力图面积相等的原则，将曲线分布的剪力图近似简化为直线分布的剪力图，并将其分解为均布荷载和顶点集中荷载作用下两种剪力图的叠加。如图：则可以计算出实际分布的剪力图负面积为180.01m2，正面积为1880.76 m2..

22

剪力墙实际分布图

1FF?=180.01 2q1F(qH?F)?(H?)=1880.76 2q计算出F=71.78Kn ； q=14.31Kn/m

剪力墙叠加图

9.2.3.2计算XSW-10在均布荷载作用下墙肢及连梁的内力，在均布荷载（q=14.31Kn/m）作用下

23

?21=29.7693

?=4.5

?(?)?ch4.5(1??)shch4.5?4.5?4.5?ch4.5?(1??)

V0?qH?14.31?16.8=240.408Kn

第i层连梁的约束弯矩为

Mi（?）=?(?)×?21?×V0×h= ?(?)×29.769320.25?240.408?2.8=989.58?(?)

第i层连梁的剪力和梁端弯矩分别为

Vbi1= Mi（?）/a=989.58?(?)/6.99=141.57?(?)

Mlb1bi1=Vbi1×

2=141.57?(?)×5.32=375.16?(?) 均布荷载在第i层产生的弯矩和剪力分别为：

M1p(?)=2?(1??)2qH2=2019.43(1??)2

Vp(?)=qH?(1??)=240.408(1??)

两墙肢的折算惯性矩分别为：

I'=I'0.118212=1?30?1.2?0.1182=0.0672

0.716?2.82两墙肢的弯矩、剪力、轴力：

66MM0.1182wi1=wi2=-0.2364×[Mp(?)-?mi(?)]=0.504[Mp(?)-?mi(?)] iiVwi1=Vwi2=

0.06720.0672?2×Vp(?)=0.0672Vp(?)

6Nwi1=-Nwi2=?Vbi1

i在均布荷载作用下上述各项内力的计算结果见下表-17：

24

XSW-10在均布荷载作用下墙肢及连梁的内力

表-17 Mi（?）/Kn·m 6 5 4 3 2 1 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 1.000 0.833 0.667 0.500 0.333 0. 167 0.222 0.519 0.815 1.111 1.407 1.704 219.85 513.13 806.23 1099.51 1392.78 1685.88 层次 ? ?(?) ?mi6左墙肢 i右墙肢 连梁内力 (?) Mp(?) Vp(?) /Kn·m 219.85 732.98 1319.36 1905.74 2492.29 3078.67 /Kn·m /Kn·m 0.00 56.12 56.12 224.34 224.34 504.86 504.86 897.61 897.61 1402.27 1402.27 2019.43 0.00 40.08 40.08 80.13 80.13 120.20 120.20 160.28 160.28 200.33 200.33 240.41 Mwi1 /Kn·m 0.00 8.08 8.08 72.68 72.68 193.87 193.87 371.61 371.61 605.78 605.78 896.63

Vwi1 /Kn 0.00 2.69 2.69 5.38 5.38 8.08 8.08 10.77 10.77 13.46 13.46 16.16 Nwi1 /Kn 31.45 73.41 115.34 157.30 199.25 241.18 Mwi2 /Kn·m 0.00 8.08 8.08 72.68 72.68 193.87 193.87 371.61 371.61 605.78 605.78 896.63 Vwi2 /Kn 0.00 2.69 2.69 5.38 5.38 8.08 8.08 10.77 10.77 13.46 13.46 16.16 Nwi2 /Kn -31.45 -73.41 -115.34 -157.30 -199.25 -241.18 Mbi1 /Kn·m 83.35 194.53 305.65 416.84 528.02 639.14 Vbi1 /Kn 31.45 73.41 115.34 157.30 199.25 241.18

25

9.2.3.2计算XSW-10在顶点集中荷载作用下墙肢及连梁的内力，在顶点集中荷载（F=-71.78Kn）作用下：

?12=29.7693

?=4.5

?(?)=

sh4.5?sh4.5??ch4.5??1 ch4.5V0=F=－71.78Kn

第i层连梁的约束弯矩为：

29.7693Mi（?）=?(?)?V0h=?(?)?（-71.78）?2.8=－295.46?(?)

20.25第i层连梁的剪力和梁端弯矩分别为：

Vbi1= Mi（?）/a=－295.46?(?)/6.99=－42.27?(?)

lb15.3=－42.27?(?)×=112.01?(?) 22顶点集中荷载在第i层产生的弯矩和剪力分别为： Mbi1=Vbi1×

Mp(?)=FH(1??)=－71.78×16.8(1??)=－1205.90(1??) Vp(?)=F=－71.78Kn

两墙肢的弯矩、剪力、轴力：

660.1182Mwi1=Mwi2=-×[Mp(?)-?mi(?)]=0.504[Mp(?)-?mi(?)] 0.2364iiVwi1=Vwi2=

0.0672×(-71.78)=-4.82Kn

0.0672?26iNwi1=-Nwi2=?Vbi1

顶点集中荷载作用下上述各项内力的计算结果见表-18

XSW-10在地震作用下的总内力等于在上述均布荷载和顶点集中荷载作用下的内力之和见表-19

26

XSW-10在顶点集中荷载作用下墙肢及连梁的内力

表-18

Mi（?）/Kn·m 6 5 4 3 2 1

27

层次 ? ?(?) ?mi6左墙肢 i右墙肢 连梁内力 (?) Mp(?) Vp(?) /Kn·m -294.87 -565.51 -525.33 -483.37 -414.53 -301.37 /Kn·m /Kn·m 0.00 -201.02 -201.02 -401.93 -401.93 -602.95 -602.95 -803.97 -803.97 -1004.88 -1004.88 -1205.90 -71.78 -71.78 -71.78 -71.78 -71.78 -71.78 Mwi1 /Kn·m 36.18 -65.14 -65.14 -166.40 -166.40 -267.71 -267.71 -369.02 -369.02 -470.28 -470.28 -571.60 Vwi1 /Kn -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 Nwi1 /Kn 141.29 129.68 122.03 109.58 89.05 55.35 Mwi2 /Kn·m 36.18 -65.14 -65.14 -166.40 -166.40 -267.71 -267.71 -369.02 -369.02 -470.28 -470.28 -571.60 Vwi2 /Kn -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 -4.82 Nwi2 /Kn -141.29 -129.68 -122.03 -109.58 -89.05 -55.35 Mbi1 /Kn·m -111.79 -102.60 -96.55 -86.70 -70.45 -43.80 Vbi1 /Kn -42.19 -38.73 -36.44 -32.72 -26.59 -16.53 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 1.000 0.833 0.667 0.500 0.333 0.167 0.222 0.519 0.815 1.111 1.407 1.704 -294.87 -270.64 -254.69 -228.69 -185.84 -115.52 XSW-10在地震作用下墙肢及连梁的总内力

左墙肢 层次 右墙肢 连梁内力 表-19

? Mwi1 /Kn·m 36.18 -57.06 -57.06 -93.72 -93.72 -73.84 -73.84 2.59 2.59 135.5 135.5 325.03 Vwi1 /Kn Nwi1 /Kn Mwi2 /Kn·m 36.18 -57.06 -57.06 -93.72 -93.72 -73.84 -73.84 2.59 2.59 135.5 Vwi2 /Kn -4.82 -2.13 -2.13 0.56 0.56 3.26 3.26 5.95 5.95 8.64 Nwi2 /Kn -172.74 -203.09 -237.37 -266.88 -288.3 -296.53 Mbi1 /Kn·m -28.44 91.93 209.10 Vbi1 /Kn -10.74 34.68 78.90 6 5 4 3 2 1 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 1.000 0.833 0.667 0.500 0.333 0.167 -4.82 172.74 -2.13 -2.13 203.09 0.56 0.56 3.26 3.26 5.95 5.95 8.64 237.37 266.88 288.3 330.14 124.58 457.57 172.66 595.34 224.65 8.64 135.5 8.64 296.53 11.34 325.03 11.34 十、风荷载作用下结构内力计算

10.1总剪力墙内力计算

作用在结构上的风荷载可以是自左向右（左风）或自右向左作用（右风），其在墙肢中产生的内力大小相等方向相反，本设计计算左风作用下产生的内力，墙肢截面内力正负号规定与水平地震作用下的相同

在风荷载作用下，剪力墙结构分别按倒三角形分布荷载和均布荷载作用下计算内力。 10.1.1在倒三角形荷载作用下（qmax?3.298Kn/m） 10.1.2均布荷载作用下（q=-0.547Kn/m）

28

风荷载在倒三角形荷载作用下总剪力墙内力计算

表-20 倒三角形荷载作用下 顶点集中荷载作用下 总内力 层次 Hi /m ? Vw Mw Vw Mw Vw Mw /Kn / Kn·m /Kn / Kn·m /Kn / Kn·m 6 16.80 1.0000 -6.57551 0.0 3160.472 0.0 3153.897 0.0 5 14.00 0.8333 -0.08903 -205.249 2633.621 -113993 2633.532 -114199 4 11.20 0.6667 6.393554 -164.214 2107.087 -91202.9 2113.48 -91367.2 3 8.40 0.5000 12.88003 -123.154 1580.236 -68398.8 1593.116 -68521.9 2 5.60 0.3333 19.36651 -82.0946 1053.385 -45594.6 1072.752 -45676.7 1 2.80 0.1667 25.8491 -41.0596 526.8507 -22804.2 552.6998 -22845.2 0 0.0 0.0000 32.33558 0.0 0.0 0.0 32.33558 0.0

10.2各片剪力墙内力计算 10.2.1总剪力墙内力的分配

风荷载作用下各片剪力墙分配的内力

表-21 总剪力墙内力 XSW-9 XSW-10 XSW-19 层次 ? Vwi Mwi / Vwi Mwi / Vwi Mwi Vwi Mwi /Kn Kn·m /Kn Kn·m /Kn Kn·m /Kn Kn·m 6 1.0000 2423.528 0.0 53.79918 0.0 -67.008 0.0 19.74655 0.0 5 0.8333 2623.643 -136996 44.92279 -1948.01 -139.453 -6047.18 16.48854 -715 4 0.6667 2823.638 -109607 36.05174 -1558.54 111.9151 -4838.17 13.2325 -572.05 3 0.5000 3023.753 -82201.2 27.17537 -1168.85 84.36027 -3628.44 9.974499 -429.016 2 0.3333 3223.868 -54795.3 18.299 -779.153 56.80544 -2418.72 6.7165 -285.982 1 0.1667 3423.862 -27405.9 9.427953 -389.693 29.26711 -1209.72 3.460453 -143.034 0.0 32.33558 -41432.03 0.0 -706.748 30.56971 -2193.95 0.0 -259.406

10.2.2整体小开口墙（XSW-9）墙肢和连梁内力计算 墙肢弯矩

MIjwi1?0.85Mwi1??0.15MIjwi1=M0.00010.0001?wi1?0.85Mwi1?I0.725?0.15Mwi10.4916 j?Ij=0.0004Mwi

29

Mwi2?0.85Mwi1?0.49150.4915=0.726Mwi ?0.15Mwi10.7250.4916墙肢轴力

Nwi1?0.85MwiAY0.034?2.545ii=0.85Mwi=0.101Nwi I0.725Nwi2??Nwi1=-0.101Nwi

墙肢剪力

IjVwiAjV0.0340.0001Vwi1?(?)=wi(?)=0.028Vwi

220.610.4916?Aj?IjVwi0.5760.4915(?)=0.972Vwi 20.610.4916连梁内力 Vwi2=

Vbij?Nwij?Nw(i?1)j

1Mbij?lbjoVbij=0.45Vbi1

2墙肢和连梁内力计算结果见下表-22：

XSW-9 在风荷载作用下的墙肢及连梁内力

表-22

总内力 层次 左墙肢内力 右墙肢内力 连梁 ? Vwi /Kn 2423.528 2623.643 2823.638 3023.753 3223.868 3423.862 Mwi / 0.0 -136996 -109607 -82201.2 -54795.3 -27405.9 Mwi1/ 0.0 -54.7984 -43.8428 -32.8805 -21.9181 -10.9624 Vwi1 /Kn 67.85878 Nwi1 /Kn 0.0 Mwi2 / Kn·m 0.0 -99459.1 -79574.7 -59678.1 -39781.4 -19896.7 Vwi2 /Kn 2355.669 Nwi2 /Kn 0.0 -264.988 -285.187 -305.399 -325.611 -345.81 Mbi1 / Kn·m -119.245 Vbi1 /Kn -264.988

Kn·m Kn·m 6 5 4 3 2 1 1.0000 0.8333 0.6667 0.5000 0.3333 0.1667 73.462 79.06186 84.66508 90.2683 95.86814 264.9879 285.1874 305.3991 325.6107 345.8101 2550.181 2744.576 2939.088 3133.6 3327.994 -9.08977 -9.09523 -9.09523 -9.08973 155.6145 -20.1995 -20.2116 -20.2116 -20.1994 345.8101

10.2.3 xsw-10(双肢墙)墙肢和连梁内力的计算

10.2.3.1剪力图的分解，根据剪力图面积相等的原则，将曲线分布的剪力图近似简化为直线分布的剪力图，并将其分解为均布荷载和顶点集中荷载作用下两种剪力图的叠加。如图：则可以计算出实际分布的剪力图负面积为187.62m2，正面积为513.58 m2

30

剪力墙实际分布图

1FF?=187.62 2q1F(qH?F)?(H?)=513.58 2q计算出F=41.62Kn ； q=4.62Kn/m

10.2.3.2计算XSW-10在均布荷载作用下墙肢及连梁的内力，在均布荷载（q=4.62Kn/m）作用下

?12=29.7693

?=4.5

?(?)??ch4.5(1??)sh4.5???(1??)

ch4.54.5?ch4.5V0?qH?4.62?16.8=77.616Kn

第i层连梁的约束弯矩为

?1229.7693Mi（?）=?(?)××V×h= ?(?)×?77.616?2.8=1437.70?(?)

?4.50第i层连梁的剪力和梁端弯矩分别为

Vbi1= Mi（?）/a=1437.70?(?)/6.99=205.68?(?)

Mbi1=Vbi1×

lb15.3=205.68?(?)×=545.05?(?) 2231

均布荷载在第i层产生的弯矩和剪力分别为：

M)=1p(??(1??)2qH2=651.97(1??)22

Vp(?)=qH?(1??)=77.616(1??)

两墙肢的折算惯性矩分别为：

I''0.11821=I2=1?30?1.2?0.1182=0.0672

0.716?2.82两墙肢的弯矩、剪力、轴力：

66M0.1182wi1=Mwi2=-0.2364×[Mp(?)-?mi(?)]=0.504[Mp(?)-?mi(?)] iiVwi1=Vwi2=

0.06720.0672?2×Vp(?)=0.0672Vp(?)

6Nwi1=-Nwi2=?Vbi1

i在均布荷载作用下上述各项内力的计算结果见下表-22:

32

XSW-10在均布荷载作用下墙肢及连梁的内力

表-22 Mi（?）/Kn·m 6 5 4 3 2 1 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 1.000 0.833 0.667 0.500 0.333 0.167 0.222 0.185 0.148 0.111 0.074 0.037 319.41 266.16 212.95 159.71 106.46 53.25 层次 ? ?(?) ?mi6左墙肢 i右墙肢 连梁内力 (?) Mp(?) Vp(?) /Kn·m 319.41 585.58 479.12 372.66 266.16 159.71 /Kn·m /Kn·m 0.00 18.12 18.12 72.43 72.43 162.99 162.99 289.79 289.79 452.72 452.72 651.97 0.00 12.94 12.94 25.87 25.87 38.81 38.81 51.75 51.75 64.68 64.68 77.62 Mwi1 /Kn·m 0.00 2.61 2.61 23.47 23.47 62.59 62.59 119.97 119.97 195.57 195.57 289.47

Vwi1 /Kn 0.00 0.87 0.87 1.74 1.74 2.61 2.61 3.48 3.48 4.35 4.35 5.22 Nwi1 /Kn 45.70 38.08 30.47 22.85 15.23 7.62 Mwi2 /Kn·m 0.00 2.61 2.61 23.47 23.47 62.59 62.59 119.97 119.97 195.57 195.57 289.47 Vwi2 /Kn 0.00 0.87 0.87 1.74 1.74 2.61 2.61 3.48 3.48 4.35 4.35 5.22 Nwi2 /Kn -45.70 -38.08 -30.47 -22.85 -15.23 -7.62 Mbi1 /Kn·m 121.09 100.91 80.73 60.55 40.36 20.19 Vbi1 /Kn 45.70 38.08 30.47 22.85 15.23 7.62

33

10.2.3.3 计算XSW-10在顶点集中荷载作用下墙肢及连梁的内力，在顶点集中荷载（F=-71.78Kn）作用下：

?21=29.7693

?=4.5

?(?)=

sh4.5ch4.5?sh4.5??ch4.5??1 V0=F=－41.62Kn

第i层连梁的约束弯矩为：

Mi（?）=?(?)?V29.76930h=?(?)4.5?（-41.62）?2.8=－770.93?(?)

第i层连梁的剪力和梁端弯矩分别为：

Vbi1= Mi（?）/a=－770.93?(?)/6.99=－110.29?(?)

Mlb1bi1=Vbi1×

2=－110.29?(?)×5.32=292.27?(?) 顶点集中荷载在第i层产生的弯矩和剪力分别为： Mp(?)=FH(1??)=－41.62×16.8(1??)=－699.216(1??) Vp(?)=F=－41.62Kn

两墙肢的弯矩、剪力、轴力：

6M0.11826wi1=Mwi2=-0.2364×[Mp(?)-?mi(?)]=0.504[Mp(?)-?mi(?)] iiVwi1=V0.0672wi2=

0.0672?2×(-71.78)=-4.82KN

6Nwi1=-Nwi2=?Vbi1

i顶点集中荷载作用下上述各项内力的计算结果见表-23:

XSW-10在地震作用下的总内力等于在上述均布荷载和顶点集中荷载作用下的内力之和见表-24:

34

XSW-10在顶点集中荷载作用下墙肢及连梁的内力

表-23 Mi（?）/Kn·m 6 5 4 3 2 1

35

层次 ? ?(?) ?mi6左墙肢 i右墙肢 连梁内力 (?) Mp(?) Vp(?) /Kn·m -769.39 -1475.56 -1370.71 -1261.24 -1081.61 -786.35 /Kn·m /Kn·m 0.00 -116.56 -116.56 -233.05 -233.05 -349.61 -349.61 -466.17 -466.17 -582.66 -588.62 699.22 -41.62 -41.62 -41.62 -41.62 Mwi1 /Kn·m 20.98 -37.77 -37.77 -96.48 Vwi1 /Kn Nwi1 /Kn Mwi2 /Kn·m Vwi2 /Kn Nwi2 /Kn Mbi1 /Kn·m Vbi1 /Kn 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 1.000 0.833 0.667 0.500 0.333 0.167 0.222 0.519 0.815 1.111 1.407 1.704 -769.39 -706.17 -664.54 -596.70 -484.91 -301.43 -2.80 -110.07 -2.80 -2.80 -101.03 -2.80 -2.80 -95.07 -2.80 -2.80 -85.36 -2.80 -2.80 -69.37 -2.80 -2.80 -43.12 -2.80 20.98 -2.80 110.07 -291.69 -110.07 -37.77 -2.80 -37.77 -2.80 101.03 -96.48 -2.80 -96.48 -2.80 -155.23 -2.80 95.07 -267.72 -101.03 -251.94 -226.22 -183.84 -114.28 -95.07 -85.36 -69.37 -43.12 -41.62 -96.48 -41.62 -155.23 -41.62 -155.23 -41.62 -213.97 -41.62 -213.97 -41.62 -272.68 -41.62 -275.69 -41.62 -331.43 -155.23 -2.80 85.36 -213.97 -2.80 -213.97 -2.80 69.37 -272.68 -2.80 -275.69 -2.80 43.12 -331.43 -2.80 XSW-10在风荷载作用下墙肢及连梁的总内力

表-24

左墙肢 右墙肢 连梁内力 层次 ? Mwi1 Vwi1 Nwi1 Mwi2 Vwi2 Nwi2 Mbi1 Vbi1 /Kn·m /Kn /Kn /Kn·m /Kn /Kn /Kn·m /Kn 6 顶 20.98 -2.8 底 1.000 -35.16 -1.93 -64.37 20.98 -2.8 -35.16 -1.93 64.37 -170.6 -64.37 5 顶 -35.16 -1.93 -1.93 底 0.833 -73.01 -1.06 -62.95 -35.16 -73.01 -1.06 62.95 -166.81 -62.95 4 顶 -73.01 -1.06 -1.06 底 0.667 -92.64 -0.19 -64.60 -73.01 -92.64 -0.19 64.60 -171.21 -64.60 3 顶 -92.64 -0.19 -0.19 底 0.500 -94 0.68 -62.51 -92.64 -94 0.68 62.51 -165.67 -62.51 2 顶 -94 0.68 0.68 底 0.333 -77.11 1.55 -54.14 -94 -77.11 1.55 54.14 -143.48 -54.14 顶 1 -80.12 1.55 -80.12 1.55 底 0.167 -41.96 2.42 -35.5 -41.96 2.42 35.5 -94.09 -35.5

十一、竖向荷载作用下结构内力计算（XSW-10)

XSW-10屋面及楼面荷载传递方式

36

37

11.1恒载：

屋面 5.355?1.25=6.69Kn/m 5.355?2=10.71Kn/m

5.355?1.8=9.64Kn/m 5.355?1.25=6.69Kn/m 5.355?1.8=9.64Kn/m 楼面 4.467?1.25=5.58Kn/m 4.467?2=8.93Kn/m

3.928?1.8=7.07Kn/m 3.928?1.25=4.91Kn/m 4.467?1.8=8.04Kn/m 墙体自重 4.755?2.8=13.31Kn/m

屋面集中荷载

P=0.5?5.355?0.5?(1.1+3.6)?1.25+0.5?5.355?0.5?3.6?1.8+1.035?1.8=16.07Kn 楼面集中荷载

P=0.5?3.828?0.5?(1.1+3.6）?1.25+0.5?4.578?0.5?3.6?1.8+1.035?1.8=14.9Kn 11.2活载

屋面活载 2.0?1.25=2.5Kn/m 2.0?2=4Kn/m

2.0?1.8=3.6Kn/m 2.0?1.25=2.5Kn/m 2.0?1.8=3.6Kn/m 屋面雪载 0.3?1.25=0.375Kn/m 0.3?2=0.6Kn/m

0.3?1.8=5.4Kn/m 0.3?1.25=0.375Kn/m 0.3?1.8=5.4Kn/m 楼面活载 2?1.25=2.5Kn/m 2?2=4Kn/m

2?1.8=3.6Kn/m 2?1.25=2.5Kn/m 2?1.8=3.6Kn/m 屋面集中活载

Q=20?0.5?0.5?(1.1+3.6)?1.25+20?0.5?0.5?3.6?1.8=6 屋面集中雪载

Q=0.3?0.5?0.5?(1.1+3.6)?1.25+0.3?0.5?0.5?3.6?1.8=0.9266Kn 楼面集中活载

Q=2?0.5?0.5?(1.1+3.6)?1.25+2?0.5?0.5?0.5?3.6?1.8=6.1775Kn

XSW-10墙各楼层恒载和活载的分布分别如图所示，在恒载和活载作用下墙体产生的轴力见表-25

38

竖向荷载作用下结构的内力计算

表-25

左墙肢 楼 层 楼（屋）墙自重 面恒荷（KN） 载（KN） 29.316 29.316 29.316 29.316 29.316 29.316 58.842 58.842 58.842 58.842 58.842 58.842 N (KN) 477.498 536.34 565.656 624.498 653.814 712.656 741.972 800.814 830.13 888.972 918.288 977.13 屋面作用活荷载 15.96 15.96 15.96 15.96 15.96 15.96 N (KN) 95.76 111.72 127.68 143.64 159.60 175.56 屋面作用雪荷载 15.96 15.96 15.96 15.96 15.96 15.96 N (KN) 82.194 98.154 楼（屋）墙自重 面恒荷（KN） 载（KN） 74.474 74.474 77.055 77.055 77.055 77.055 77.055 77.055 N (KN) 929.781 1006.84 1097.38 1174.44 1264.98 1342.03 1432.58 1509.63 1600.18 1677.23 1767.78 1844.83 右墙肢 屋面作用活荷载 32.92 32.92 32.92 32.92 32.92 32.92 N (KN) 234.585 273.683 312.78 351.878 390.975 430.073 屋面作用雪荷载 32.92 32.92 32.92 32.92 32.92 32.92 N (KN) 201.352 240.45 279.547 318.645 357.742 396.84 6 5 4 3 2 1 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 114.114 74.474 130.074 74.474 146.034 74.474 161.994 74.474 39

十二、内力组合

12.1结构抗震等级：二级 12.2剪力墙内力组合

12.2.1不考虑地震的内力组合

XSW-10墙连梁在不考虑地震时的内力组合 表-26 左风③ 楼层 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 恒载① 活载② M 6 5 4 3 2 1

40

右风④ V 4.73 M -56.14 V -4.73 -2.99 -1.25 -0.87 -2.23 -3.97 内力组合 1.35×①+1.4×0.7×② 54.6475 54.6475 54.6475 54.6475 54.6475 54.6475 ①+②+③+④ 44.07 44.07 44.07 44.07 44.07 44.07 30.97 30.97 30.97 30.97 30.97 30.97 13.10 13.10 13.10 13.10 13.10 13.10 56.14 108.17 165.65 186.64 171.11 122.08 2.99 -108.17 1.25 -165.65 0.87 -186.64 2.23 -171.11 3.97 -122.08 12.2.2考虑地震的内力组合

XSW-10墙连梁在考虑地震时的内力组合 表-27 左震① 楼层 M 6 5 4 3 2 1 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 V M -230.56 -250.47 -261.18 -256.02 -224.51 -148.55 V 右震② 重力荷载③ 1.3×（①+②）+1.2×③ M -70.38 内力组合 1.3×（①+②）+1.0×③ M -50.16 -53.71 50.42 119.63 191.46 146.54 V 161.16 177.35 115.69 73.53 62.08 81.22

V 195.40 230.56 246.58 250.47 267.88 261.18 279.34 256.02 273.83 224.51 240.11 148.55 158.9 -246.58 9080.622 -267.88 9080.622 -279.34 9080.622 -273.83 9080.622 -240.11 9080.622 -158.9 9080.622 -87.42 25.38 99.50 171.88 187.76

217.52 146.13 97.37 86.05 97.46 41

XSW-10墙连梁在考虑地震时的内力组合 表-28 左风① 楼层 M 6 5 4 3 2 1 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底 顶 底

42

右风② M -56.14 -108.17 -165.65 -186.64 -171.11 -122.08 V -4.73 -2.99 -1.25 -0.87 -2.23 -3.97 V 4.73 2.99 1.25 0.87 2.23 3.97 重力荷载③ 1.3×（①+②）+1.2×③ M V 184.13 215.86 154.61 97.24 93.40 100.26

内力组合 1.3×（①+②）+1.0×③ M -117.17 -203.51 -164.23 -138.21 -154.02 -37.36 V 186.98 223.87 168.14 116.45 120.92 65.17 56.14 108.17 165.65 186.64 171.11 122.08 9080.622 9080.622 9080.622 9080.622 9080.622 9080.622 -102.69 -164.14 -98.91 -45.51 -22.84 -141.77

XSW-10墙连梁在地震时的内力组合 表-29 左震① 楼层 M 6 5 4 3 2 1 顶 230.56 底 顶 250.47 底 顶 261.18 底 顶 256.02 底 顶 224.51 底 顶 148.55 底 V M V M V M V 右震② 左风③ 右风④ ①+0.2×③ M V 247.526 268.478 279.59 274.004 240.556 159.694 ②+0.2×③ M V -219.332 -228.836 -228.05 -218.692 -190.288 -124.134 -245.634 -267.282 -279.09 -273.656 -239.664 -158.106 内力组合 ①+0.2×④ M V 219.332 228.836 228.05 218.692 190.288 124.134 245.634 267.282 279.09 273.656 239.664 158.106 ②+0.2×④ M V -241.788 -272.104 -294.31 -293.348 -258.732 -172.966 -247.526 -268.478 -279.59 -274.004 -240.556 -159.694 246.58 -230.56 -246.58 56.14 4.73 -56.14 -4.73 241.788 267.88 -250.47 -267.88 279.34 -261.18 -279.34 273.83 -256.02 -273.83 240.11 -224.51 -240.11 158.9 -148.55 -158.9 108.17 165.65 186.64 171.11 122.08 2.99 1.25 0.87 2.23 3.97 -108.17 -165.65 -186.64 -171.11 -122.08 -2.99 272.104 -1.25 294.31 -0.87 293.348 -2.23 258.732 -3.97 172.966 43

十三、剪力墙截面设计

最不利内力

1、M=293.3Kn﹒m V=-274.0KN 2、选用材料及确定截面尺寸

选用C30级混凝土，跨长=4.8m，?1fc?14.3N/mm2，HRB400级钢筋fy=360 N/mm2。

设h=

l480011=400mm，取h=450mm。按b=（~）h，取b=200mm，初步估计纵向受拉钢筋为双排?121223布置，h0=450-35=415mm

3、配筋计算 查表得?s,max=0.384

M293.3?106?s??=0.354

M293.3?1062As??=2550mm

fc?h0360?0.77?4154、选用10验算?min

8钢筋，As=2513mm2

As2513=0.028>?min=0.002，可以 ?bh200?450200?10?8?2?25钢筋净间距==35mm> 25mm d=8mm

2??

十四、板的设计

44

标准层楼板布置图

45

双向板楼盖设计

内容 计算 结果 一、设建筑现浇砼楼盖，建筑轴线平面见下图，层高2.8m，楼面可变荷载标准值5Kn/ 计资㎡，其分项系数1.3，楼面面层为15mm厚，铺地砖，下铺60mm厚轻集料砼垫层， 梁板下面用20mm厚石灰砂浆抹灰。 料 梁板砼均采用C30，钢筋采用HPB235,HRB400。 二、结图 构布 置 46

三、荷15mm厚铺地砖 0.26 Kn/㎡ 载 60mm厚轻集料砼垫层 0.45 Kn/㎡ 130mm钢筋砼板 3.25 Kn/㎡ 20厚石灰砂浆 0.34 Kn/㎡ 恒载标准值 gk=4.47Kn/㎡ 活载标准值 qk=5.0 Kn/㎡ 荷载设计值 P=1.2×4.47+1.3×5.0=11.86 Kn/㎡ 47

四、1、l x=9900-180=9720mm B1区l=4800-180=4620mm 格 y n=lxl=0.48，取α=4.34，β=2 yB1区格为四边连续板，四周有梁，内力折减系数为0.8，钢筋采用分离式布置，跨中钢筋在距支座lx4处截断一半。 m0.8?p?l2x3n?1x?12?2?（n-1 4）+2n?+32??2?? =0.8?11.86?9.7223?0.48?112? 2?（0.48-14）+2?0.48?2+32?4.34?2??4.34?2 =1.50Kn?m/m 取γ=0.9，hox=110mm，hoy=100mm，fy=360N/m㎡ ?ft1.43min=4.34×f=4.34×=0.017%<0.2% y360As，min=?min×bh=0.2%×1000×130=260 m㎡ 截面位置 弯矩设计值（Kn?m/m） h0mm） 实配钢筋 A?msf（m㎡/m） y?h0短跨跨中 m420>260 8@150 x=1.50 110 48

长跨跨中 m8@150 y=?m100 201<260 x=4.34×1.50=6.51 短跨支座 m'?m110 842 8@150 x=m''x=x=2×1.5=3 长跨支座 m'?m100 402>260 8@150 y=m''y=y=2×6.51=13.02 2、B2l x=9900-180=9720mm 区格 l y=4800-180=4620mm n=lxl=0.48，取α=4.34，β=2 yB1区格为四边连续板，四周有梁，内力折减系数为0.8，钢筋采用分离式布置，跨中钢筋在距支座lx4处截断一半。 m0.8?p?l2x3n?1x?12? 2?（n-134）+2n?+2??2?? =0.8?11.86?9.7223?0.48?112?2?（0.48-14）+2?0.48?2+3 2?4.34?2??4.34?2 =1.50Kn?m/m 取γ=0.9，hox=110mm，hoy=100mm，fy=360N/m㎡ ?min=4.34×ft1.43f=4.34×=0.017%<0.2% y360As，min=?min×bh=0.2%×1000×130=260 m㎡ 49

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