大连远洋框架剪力墙高层宾馆设计.doc

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1、 大连远洋框架-剪力墙高层宾馆设计摘 要11基本设计资料31.1 设计依据31.2 设计要求31.3 结构部分施工方法32.结构布施和计算简图42.1柱截面尺寸初估42.2 初选梁截面尺寸62.3 板的厚度62.4剪力墙尺寸初估63 刚度计算73.1 框架柱抗侧移刚度计算73.2 剪力墙刚度计算93.3 连梁刚度计算113.4 刚度特征值计算134 水平荷载计算134.1 风荷载计算131基本风压计算132各楼层处集中风荷载标准值153 基地弯矩计算164风荷载转换164.2 荷载汇集174.2.1重力荷载代表值G计算174.3 水平地震作用计算214.3.1计算简图214.3.2 水平地震力

2、计算234.3.3地震荷载转换245 水平荷载效应分析245.1 位移验算245.2 水平地震作用下框架、剪力墙和连梁内力计算255.3.1 总剪力墙、总框架、总连梁的内力计算255.3.2 各根柱、梁、各片剪力墙的内力计算285.4 水平风荷载作用下框架、剪力墙和连梁内力计算335.4.1 总剪力墙、总框架、总连梁的内力计算335.4.2 各根柱、梁、各片剪力墙的内力计算365.4.3 框架梁、柱的内力计算366 竖向荷载作用下的内力计算406.1 框架内力计算406.1.1 荷载计算416.1.2竖向荷载作用下框架弯矩计算43 6.2.恒载作用下内力计算48 6.3活载作用下内力计算566

3、.4 框架梁内力调幅及剪力、轴力计算626.5 连梁内力计算636.6 剪力墙内力计算657. 荷载效应组合667.1 框架梁内力组合67表7.2竖向活载作用下框架梁中内力687.2 框架柱内力组合757.3 剪力墙内力组合818.构件截面设计及配筋计算838.1 框架梁截面设计与配筋838.1.1 框架梁正截面配筋计算868.1.2 框架梁斜截面配筋计算888.2框架柱截面设计888.2.1轴压比验算888.2.2框架柱正截面承载力898.3 剪力墙截面设计928.4 板配筋计算958.4.1楼面板配筋计算958.4.2屋面板配筋计算：989.楼梯设计1009.1楼梯板设计100 9.2荷载

4、计算1009.3平台设计10110 基础设计10310.1地基验算10310.2 基础结构设计10511 PKPM电算结果10611.1 结构PKPM模型10611.2 结构总体信息106结 论120参考文献120致谢121 摘 要本设计项目为大连远洋框架-剪力墙高层宾馆，主要服务对象为出差办事、短期旅行和旅途中的旅客。按照现行的国家技术标准进行设计，满足拟定的使用功能要求。工程占地面积2000。地上10层。建筑高度36.6 米，室内外高差为0.6 米，女儿墙高0.9 米。建筑总长度为42米，总宽度为21.6米。建筑立面基本规整。大连市的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设

5、计地震分组为第一组，场地类别属于II类。大连市冻土深度为0.7m。本工程地质条件：地表1.1m以内为杂填土，1.1m以下为亚粘土，地基承载力=220KPa。大连市基本风压为0.65KN/m（标准值），场地粗糙程度为C类。耐火等级II级。本建筑层数为10层，层高：首层层高3.6m，标准层层高3.3m，顶层层高3.6m。电梯机房高3米。内设有：486床位。共310间客房。其中标准间占50，其余为单人间，双人床间和个别套房。设计内容主要包括建筑设计，结构设计。建筑设计通过查阅各种规范和资料，结合当地自然条件、用地环境、地形地貌等客观条件以及周边建筑风格，当地人生活习惯对本建筑的空间布局、外形，功能等

6、进行分析设计，并形成建筑图纸。结构计算部分选取一榀框架，一片剪力墙进行手算，包括荷载、内力和配筋计算。对整个结构则采用pkpm软件进行配筋计算。设计全部按国家标准，符合经济、实用、美观、安全的原则。关键词：建筑；框架-剪力墙结构；高层宾馆。AbstractThis project is designed for DalianYuanYang frame-shear wall high-rise hotel. Main service objects are people and passengers who travel for business affairs, short-term vac

7、ations. According to current national technology standards, the design meets basic function requirements. This project covers an area of 2000,with 10 layers on ground. Building height is 36.6 meters, and height difference of indoor and outdoor is 0.6m, while parapet is 0.9ms high. The total building

8、 length is 42m, and the total building width is21.6 meters. Basically, the building elevation is neat.The seismic intensity in Dalian is in degree of 7, normal earthquake acceleration value is 0.10 g, and the earthquake group can be divided into the first group, while the site belongs to II class. I

9、n Dalian, the depth of frozen soil is 0.7 m. The geological conditions of this project are: 1.1 m from surface, soil is filled with miscellaneous, and beneath 1.1 m, the following are the clay; the bearing capacity is= 220 KPa; in Dalian, normal wind pressure is 0.65 KN/m (standard); the ground roug

10、h degree is C and fireproof grade is II. There are 10 layers in this building: the first layer is 3.6m in height, standard height between layers is 3.3m, and the top layer is 3.6m. Basic faculties include 486beds (about 310 guest rooms).Among these rooms, standard rooms account for 50%, and eight su

11、ites are quipped. Design contents mainly include architecture design, and structure design. Architecture design is done by searching various standards and related materials, combined with some objective conditions like local natural conditions, and land environment; in addition, topography, surround

12、ed architectural style, life habits of local people should also be taken into account. After analyzing space layout, appearance, and function, construction drawings are created. Structure framework is calculated in hinged way. A piece of shear-wall is calculated by hand, including load and internal

13、force calculation and reinforcement. For the whole structure, PKPM is applied for reinforcement calculation. All designs obey national standards, meeting the goals of being economical, practical, beautiful, and safe.Key word: construction；skeleton framing；high-rise hotel1基本设计资料1.1 设计依据工程设计使用年限：50年。自

14、然条件：大连市基本风压为0.65KN/m2，场地粗糙程度为C类。工程地质条件：地表1.1m以内为杂填土，1.1m以下为亚粘土，地基承载力220KPa。1.2 设计要求本工程地上10层。设计采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，框架抗震等级为三级。1.3 结构部分施工方法屋面做法（上人屋面）：由上至下：30mm 厚细石混凝土保护层，三毡四油防水层，20mm 厚水泥砂浆找平层，150mm 厚水泥蛭石保温层，150mm 厚钢筋混凝土板。楼面做法：由上至下：20mm 厚水泥砂浆找平层，150mm 厚钢筋混凝土板。外墙做法：由内至外：

15、20mm 厚石灰粗砂粉刷层，300mm 厚加气混凝土砌块，GRC 增强水泥聚苯复合保温板，瓷砖墙面。内墙做法：200mm 厚加气混凝土砌块，双面石灰粗砂粉刷20mm。2.结构布施和计算简图 2.1柱截面尺寸初估柱截面尺寸应根据轴压比限值确定。本结构房屋高度为33.6m，查表可知该框架剪力墙结构中的框架为三级抗震等级，查表得轴压比限值N为0.95。单位面积上的重力荷载代表值近似取12kN/m2。1-5层混凝土强度等级取C50（=23.1N/mm2）,6-10层混凝土强度等级取C40（=19.1N/mm2）。（1）估算柱轴力设计值N框架柱轴力设计值N可由竖向荷载作用下的轴力设计值并考虑地震作用的影

16、响由下式求得 N=(1.11.2)由本工程框架为三级抗震的等级，故取 N=1.1边柱：底层边柱的轴力设计值为=中柱：底层中柱的轴力设计值=（2）估算柱截面面积边柱截面： mm21-5层取500mm500mm6-10层取450mm450mm1层轴压比为0.95满足6层轴压比为0.95满足中柱截面：mm21-5层取 600mm600mm6-10层取500mm500mm1层轴压比为0.95满足6层轴压比为0.95满足层次混凝土强度等级中柱/mm2边柱/mm21-5C506006005005006-10C40500500450450 各层柱截面尺寸及混凝土强度等级2.2 初选梁截面尺寸2.2.1 纵向

17、框架梁按照经验公式估算：最大计算跨度 l=6m梁截面计算高度=（1/181/10）6=0.330.6m 取h=500mm梁宽度b=（1/41/2）=0.250.25m 取b=200mm因此：bh=200mm500mm2.2.2 横向框架梁按照经验公式估算：最大计算跨度，l=7.8m梁截面计算高度=（1/181/10）=0.430.7.8m 取h=600mm梁宽度b=（1/41/2）=0.150.3m 取b=300mm因此：bh=300mm600mm1-5层采用C40 ，6-10层采用C302.3 板的厚度板的最小厚度不小于80mm；按双向板跨度的1/50考虑，板厚hL/50=4500/50=9

18、0；考虑到保证结构的整体性，初选h=100mm。2.4剪力墙尺寸初估对于带边框的剪力墙，其剪力墙墙厚度不应小于160mm，且不应当小小于层高的1/20。本建筑主要结构层高3.3m，故各层均取200mm。本工程设防烈度为7度，场地类别属于类，查表可知剪力墙截面面积与楼面面积的比值应为2%3%，且根据横向、纵向剪力墙均匀布置的原则，主要在2个楼梯井及其电梯井处布置剪力墙，并且在其余位置布施一定的剪力墙。3 刚度计算3.1 框架柱抗侧移刚度计算（1） 柱线刚度计算表3.1 柱线刚度计算表层号截面/m混凝土强度等级弹性模量（kN/）层高h/m惯性矩/m4/（kN.m）10.500.50（边柱）C503

19、.453.60.00524.980.600.60（中柱）C503.453.60.01110.542-50.500.50（边柱）C503.453.30.00525.440.600.60（中柱）C503.453.30.01111.506-90.450.45（边柱）C403.253.30.00343.350.500.50（中柱）C403.253.30.00525.12100.45045（边柱）C403.253.60.00343.070.500.50（中柱）C403.253.60.00524.69 2）梁线刚度计算表3.2 梁线刚度计算层号梁跨度截面/m混凝土等级惯性矩10-3m4边框梁中框梁10-3

20、10410-31041-5层边跨6.90.30.6C40 5.48.13.81510.85.087中跨7.80.30.6C403.3754.56-10层边跨6.90.30.6C303.5224.696中跨7.80.30.6C303.1154.154（3） 框架抗侧移刚度计算 侧向刚度 一层 边柱 中柱 侧向刚度修正系数 一般层 边柱 中柱 层号层高m柱K104D104根数nnD104楼层楼层1层3.6中框架（边柱）1.021 0.5034.982.3221227.859110.229396.823.6中框架（中柱）0.9090.48410.544.7271256.724 3.6边框架（边柱）0

21、.766 0.4584.982.111 4 8.4423.6边框架（中柱）0.6820.44110.544.301 4 17.2042-5层3.3中框架（边柱）1.870 0.4835.442.8971234.759101.423334.703.3中框架（中柱）0.833 0.29411.53.7261244.7133.3边框架（边柱）1.402 0.4125.44 2.47049.8823.3边框架（中柱）0.625 0.23811.53.0174 12.069 6层3.3中框架（边柱）2.920 0.5933.352.1911226.290 75.172248.073.3中框架（中柱）1.

22、800 0.4745.122.6721232.0703.3边框架（边柱）2.1900.5233.351.929 47.7183.3边框架（中柱）1.350 0.4035.122.2744 9.0947-9层3.3中框架（边柱）2.8030.584 3.352.154 1225.85273.648242.483.3中框架（中柱）1.7280.4645.122.6151231.3813.3边框架（边柱）2.103 0.5133.351.89247.568 3.3边框架（中柱）1.296 0.3935.122.218 48.87410层3.6中框架（边柱）3.0590.6053.071.71912

23、20.62659.195213.103.6中框架（中柱）1.8870.485 4.692.10812 25.2983.6边框架（边柱）2.2940.534 3.071.519 46.0743.6边框架（中柱）1.415 0.4144.691.79947.197表3.3 框架柱抗侧移刚度计算总框架的剪切刚度：【（396.82+213.1）3.6+（334.74+248.07+242.483）3.3】33.6=292.65kN3.2 剪力墙刚度计算 本工程只考虑横向，忽略纵向受力影响。横向共8片墙。 截面：墙厚200mm，110层混凝强度等级为C30。 剪力墙类型判别 剪力墙均无洞口，为整体墙 剪

24、力墙计算简图1-5层剪力墙截面图 6-10层剪力墙截面图刚度计算1-5层刚度计算：型墙墙肢面积：=0.60.62+7.20.2=2.16墙肢形心位置在界面中心 y=0.6+3.6=4.2剪力墙等效刚度计算：截面惯性矩 等效抗弯刚度型墙墙肢面积：=0.50.5+4.450.2+0.50.2=1.24墙肢形心位置在界面中心剪力墙等效刚度计算： 1-5层各层总等效刚度（5.113+1.148）4=2.5046-10层刚度计算型墙墙肢面积：=0.5052+7.30.2=1.96墙肢形心位置 y=0.5+3.65=4.15剪力墙等效刚度计算：截面惯性矩 等效抗弯刚度型墙墙肢面积：=0.450.45+4.

25、4750.2+0.50.2=1.198墙肢形心位置剪力墙等效刚度计算： 6-10层各层总等效刚度（4.221+1.004）4=2.09总剪力墙抗弯刚度 3.3 连梁刚度计算由于梁截面高度较小，梁净跨长与截面高度之比大于4，所以不需考虑剪切变形的影响。剪力墙与框架之间的连梁刚度计算首层：型墙 其中刚域长度为mm一端有刚域的连梁转动度 沿层高的线约束刚度 型墙 其中刚域长度为mm一端有刚域的连梁转动度 沿层高的线约束刚度 =14.058+784=424.4kN 同理可算得表3.4 型连梁抗弯刚度层次层高梁尺寸a13.60.30.60.36517.5550.5714.052-53.30.30.650

26、.5715.325-93.30.30.616.246.6814.15103.60.30.646.6812.97 表3.5 型连梁抗弯刚度层次层高梁尺寸a13.60.30.60.517.55280.8782-53.30.30.6280.885.15-93.30.30.616.2259.278.55103.60.30.6259.272 则 首层 =424.4kN 2-5层 =462.96kN 6-9层 =427.4kN 顶层 =391.76kN总连梁约束刚度=437.23kN3.4 刚度特征值计算在计算体系基本周期时，认为体系完全处于弹性阶段工作，按下式计算： 在体系协同内力计算时，总连梁剪切刚度

27、应乘以考虑弹塑性变形影响的刚度折减系数，根据高规折减系数不宜小于0.5，本例取0.554 水平荷载计算4.1 风荷载计算 1基本风压计算作用在楼层处集中风荷载标准值为：其中，为下层柱高；为上层柱高，；B为迎风面的宽度；为基本风压，取0.65 kN/。风荷载体形系数该高层建筑平面为矩形，高宽比H/B=33.6/42=0.84，可取=1.3。风压高度变化系数该建筑建于C类地区，通过风压高度变化系数表可以确定风压高度变化系数。各楼层处的风压高度变化系数列于表中。风振系数对于钢筋混凝土框架剪力墙结构，基本自振周期可按经验公式计算：风振系数可按新规范计算 其中g为峰值因子可取2.5 为10米高度名义湍流

28、强度，C类地区取0.23 R脉动风荷载的共振分量因子 为脉动风荷载的背景分量因子计算R 其中为结构第1阶自振频率 为地面粗糙度修正系数 C类地面粗糙度取0.54 为结构阻尼比 钢筋混凝土及砌体结构取0.05 计算 其中为结构第一振型系数 脉动风荷载水平方向相关系数 脉动风荷载竖直方向相关系数 高层建筑C类粗糙度 k取0.295 取0.261 满足B2H时， 振型系数可由高规查表获得 表4.1 风振系数计算表 层号层高m相对高度Z/H机房36.60.9591.000 11.043 1.06 2.55 1033.60.9230.918 0.870.943 0.95 2.41 9300.880.82

29、0 0.750.852 0.86 2.27 826.70.8340.730 0.680.815 0.83 2.22 723.40.7880.639 0.490.622 0.63 1.93 620.10.740.549 0.310.419 0.42 1.62 516.80.6780.459 0.320.472 0.48 1.70 413.50.650.369 0.240.369 0.37 1.55 310.20.650.279 0.170.262 0.26 1.39 26.90.650.189 0.170.262 0.26 1.39 13.60.650.098 0.170.262 0.26 1.

30、39 2各楼层处集中风荷载标准值 表4.2 各楼层处集中风荷载标准值层号标高 m风压高度变化系数风振系数mNm机房36.635.490.9591.06 1.553.93 1973.73 1033.635.490.9230.95 3.3103.22 3468.07 93035.490.880.86 3.4593.02 2790.73 826.735.490.8340.83 3.380.67 2154.02 723.435.490.7880.63 3.358.13 1360.32 620.135.490.740.42 3.336.78 739.24 516.835.490.6780.48 3.33

31、7.96 637.81 413.535.490.650.37 3.328.47 384.39 310.235.490.650.26 3.320.17 205.72 26.935.490.650.26 3.320.17 139.16 13.635.490.650.26 3.4521.09 75.91 3 基地弯矩计算=1.3934风荷载转换在框架剪力墙结构的协同内力计算时，需将实际作用于结构上的荷载改造为典型的荷载（顶点集中荷载、均布荷载和倒三角荷载），以适应现有的协同内力计算图表。作用于出屋面小阁搂（电梯机房、水箱房）的风荷载传至下部框架上按集中力F=53.93kN计算。取一层楼面处风荷载集度

32、为均布荷载。至于倒三角形荷载集度则可按剩余荷载对基础顶面(主体结构嵌固于地下室顶板时，为地下室顶板出)弯矩等效来确定。均布荷载q=6.113kN/m 倒三角形荷载最大值为：kN/m 转换图式见图4.1所示：图4.1 风荷载转化示意图4.2 荷载汇集4.2.1重力荷载代表值G计算屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重+0.5屋面活荷载标准值楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重+0.5楼面活荷载标准值其中，结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构及构配件自重。（1）恒荷载标准值计算屋面 找平层：15厚水泥砂浆 0.01520=0.30kN/m2 防水层（刚性）：4

33、0mmC20细石混凝土防水 1.0kN/m2防水层（柔性）：三毡四油铺小石子 0.4kN/m2找平层：15厚水泥砂浆 0.01520=0.3kN/m2 找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆找坡 0.0414=0.56kN/m2 保温层：80厚矿渣水泥 0.0414.5=1.16kN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3kN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117=0.37kN/m2 合计：6.89kN/m2 楼面结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3kN/m2 面层：大理石面层 1.16kN/m2抹灰层：楼板上下各20厚混合砂浆抹灰 0.02217=0.68kkN

34、/m2 合计：4.84kN/m2墙体自重内隔墙：为200厚陶粒混凝土砌块（砌块容重8kN/，两侧各抹20厚混合砂浆） 80.2+170.022=2.28kN/m2 外墙：为300厚陶粒混凝土砌块（墙外侧贴墙面砖，内侧抹20厚混合砂浆） 0.5+80.3+170.02=3.24kN/m2 剪力墙：为200钢筋混凝土墙（墙外侧贴墙面砖，内侧抹20厚混合砂浆） 0.2025+0.5+170.02=5.84kN/m2 窗自重窗户外门采用塑钢玻璃门窗 0.4kN/m2 室内采用木门 0.2kN/m2 梁自重bh = 300mm600mm自重 250.30.6 = 4.5N/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.

35、01(0.6 + 0.3)217 = 0.306kN/m合计 4.806kNm 200mm500mm自重 250.20.5 = 2.5kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.5 + 0.2)217 = 0.238kN/m合计 2.738kNm柱自重 1-5层中柱bh =600mm600mm自重 250.600.60 = 9kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.6 + 0.60)217 = 0.408kN/m合计 9.408kN/m1-5层边柱同5-10层中柱 bh = 500mm500mm自重 250.50.5= 6.25kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.5 + 0.5)217 = 0.34kN/m合计 6.59kN/m6-10层边柱bh = 450mm450mm 自重 250.450.45 = 5.062kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.45 + 0.45)217 = 0.306kN/m合计 5.368kN/m（2）活荷载标准值计算1）屋面和楼面活荷载标准值不上人屋面 0.5kN/m2 楼面：走廊 2.5kN/m2 其他 2.0kN/m22）雪荷载标准值 0.45kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，取二者中的较大值。本建筑屋面为不上人屋面，故取