剪力墙住宅主体结构设计方案

剪力墙住宅主体结构设计方案

目录

第1章建筑设计 (1)

1.1 高层住宅特点............................................................. . (1)

1.2 总体布局 (2)

1.3 平面及竖向交通 (2)

1.4 建筑物朝向 (2)

1.5 户型设计 (3)

第2章结构设计 (6)

2.1 概述 (6)

2.2 荷载计算 (20)

2.3 水平地震作用及结构内力计算 (24)

2.4 风荷载作用下结构内力计算 (43)

2.5 竖向荷载作用下结构内力计算 (48)

2.6 内力组合 (56)

2.7 剪力墙截面计算 (63)

2.8 楼板配筋计算 (71)

2.9 桩基础结构设计 (75)

结论 (80)

参考文献 (81)

摘要

本设计为高层住宅，位于大庆市，共12层，主体高度36m，总建筑面积为6409.2m²。

本设计包括建筑设计和结构设计两部分。

建筑设计部分包括总体布局，平面与垂直交通、建筑物朝向，户型选择以及防火和疏散要求。

本论文中最重要的部分就是主体结构设计。结构设计部分，采用剪力墙结构体系。共有八个部分，分别是：第一，结构体系选型和主体结构布局；其次，剪切墙类型的分类和刚度计算；第三，荷载计算与水平位移计算；第四，水平地震作用下内力计算；第五，风荷载作用下内力计算；第六、竖向荷载作用下内力计算；第七、内力组合；第八，剪力墙的配筋计算。水平地震作用采用底部剪力法计算。

关键词：高层住宅；结构设计；剪力墙；内力组合

第1章建筑设计

1.1高层住宅特点

高层住宅作为住宅的一种类型，除了具备各类住宅的许多共性外还具有其个性、与多层住宅相比，其根本特点是高，并由此产生了一系列的影响。

首先，由于建筑高度增加，在高层建筑中的竖向交通一般由楼梯来完成，电梯起到辅助作用，这样会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层建筑的防火要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。

其次，由于建筑高度的增加，在相同的建设场地上，建造高层住宅可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。此外，设计精美的高层建筑可以为城市增加景观。

第三，从结构受力的角度看，随着高度的增加，侧向荷载（风荷载和水平地

震作用）在高层住宅的分析和设计中起着重要的作用，因此，高层住宅的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂的多。

第四，从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，从而节省城建与管理的投资。由于高层建筑增加人们的聚集密度，缩短了相互间的距离，水平与竖向交通相结合，使人们在地面上的活动走向空间化，节约时间，增加了效率。但是人口过于密集有时会造成交通拥挤、出行困难等问题。

第五，建筑高、重量大，近地面大气层对它周围环境都产生了影响，从而在许多设施、建筑构造及局部处理上都要与之相适应，另外，由于高层建筑的重量大，居住人数多，而出现高密度居住，对居民的心理状态、社会环境、城市结构的动态平衡、居住区的空间组织等都带来了新的问题。

第六，由于高层住宅的兴建，居住区和城市由水平向发展转向竖向发展，使经济评价方法和范围发生了变化。

第七，新的结构形式随之而来的新的施工方式，同时也影响到设计方法和建筑管理。

综上所述，建造高层住宅利大于弊，而合理的规划和设计可以达到美化城市环境效果。可以预见，在相当长的一段时间内，高层建筑仍然是城市建设中的主要建筑形式。因此认识这些特点并掌握高层建筑结构的分析理论和基本设计方法，可以为今后的工作打下良好的基础。

本建筑属于高层点式住宅，点式住宅在进深、面阔、方向、尺寸大体相当，在住区规划图上好似一个点，故称点式住宅。以前所谓点式住宅楼，是指独立门栋的高层建筑，如今这一概念业已模糊。若为多层又称墩式住宅，若为高层又称塔式住宅。点式住宅平面一般仅由一个单元组成，它四面临空，故体型比较活泼，朝向广，视野宽。

点式住宅的特点主要有：

优点：节约土地资源，房价相对低；户型格局灵活，易改造；结构强度高，抗震性能好；居高望远，视野开阔

缺点：密度高，均好性差；辅助用房多，面积使用率不高；存在灰色空间。

1.2总体布局

该住宅楼共为十二层，顶部设有电梯机房，一层至十二层均为住户房间。一层分四户，并且对称布置。

每套居室室内的平面布置基本上按“大客厅，小卧室”的要求确定的，并且厨房靠近客厅，卫生间靠近卧室，各种居住行为各得其所。

1.3平面及竖向交通

交通部分的主要功能是通行、出入和防火疏散。交通部分可分为户内交通和

户外交通两部分。户内交通一般包括走道、过厅、户内楼梯等。户外交通包括门厅、公共走道、公共楼梯及电梯等。

（1）走道

套内入口过道净宽不宜小于1.2m；通往卧室、起居室的过道净宽不应小于1m；通往厨房、卫生间、储藏室的过道净宽不应小于0.90m，过道在拐角处的尺寸应便于搬运家具。

（2）楼梯及电梯

楼梯的尺度要综合考虑人行、防火疏散、家具搬运、自行车及病人担架通过等要求，楼梯间设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》[3]和《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定。楼梯的位置，踏步的尺寸和数量，从考虑高层住宅的特点和一些建筑要求的方面做了设计和计算，楼梯采用直接采光和人工照明相结合，楼梯兼作防烟楼梯。

本住宅楼共设有两台电梯，每台额定载重量为1000kg，除可以运送人外，还允许运送残疾人乘坐轮椅及童车和医用单架。候梯厅深度为2.1m，满足规范要求。

1.4建筑物的朝向

选择合理的住宅朝向是住宅区建筑物布置首先考虑的问题，影响建筑物朝向的因素很多，如地理纬度、地段环境、局部气候特征及建筑用地条件等。点式楼，就是没有正南正北的房子，朝向是东南、东北、西南、西北。这样的房子，采光较好，满足规范要求。这种选择主要考虑以下几点：

(1)炎热的夏季尽量减少太阳光直射居室外墙或直射室内。

(2)夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭。

(3)冬季能有适量的阳光射入室内。

(4)尽量适合建筑组合的需要。

(5)拟建建筑的交通与已有道路尽量融合一体。

1.5户型设计

在分析了我国目前城市人口结构和家庭组成及发展趋势，再结合该地区的实际居住条件决定采用两种户型配套使用，由于目前城市正由主干型转换为核心型。两种户型可以满足不同层次和不同人口的家庭的需要。

1.5.1 卧室

因为是休息的地方所以要求动、静分开的同时，同时也要求同其它房间分隔开来；各人生活各得其所，具有良好的私密性。对房间的要求是隔声效果好，卧室之间不应穿越，同时必须直接采光，自然通风。