大连旅顺水师营某住宅楼结构设计

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摘要： 本文简要介绍了大连瑞鑫房地产旅顺水师营十三号地块28#楼工程的设计与计算过程，对本工程的基础设计，结构体系，计算分析进行了阐述。

关键词：结构体系，框架剪力墙，结构计算

Abstract: This paper briefly introduces the design and calculation process of 28 # building project of No.13 land in Lvshun navy camp by Dalian Ruixin real estate Co. Ltd., and explains the foundation design, structure system, calculation analysis of this project.Keywords: structure system; the frame shear wall; structure calculation

中图分类号:TU973+.19文献标识码：A 文章编号：

一、工程概述

大连瑞鑫房地产旅顺水师营十三号地块28#楼位于大连市旅顺口区水师营街道，建筑面积4640.06 m2,，地下车库和半地下车库各一层，地上八层，该住宅楼总高度26.90m，地下车库层高3.0m，半地下车库2.6m，地上各层层高均为3.0m。标准层建筑平面图见图一：图一

二、结构体系及截面设计

根据建筑功能要求和平面布置特点，本工程结构采用框架-剪力墙结构，建筑结构安全等级二级，设计使用年限50年。抗震等级:框架:三级;剪力墙：二级。 抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.1g，所属地震分组为第二组。电梯井道，水暖井为剪力墙，建筑物东西两侧在A~C轴之间布置剪力墙。本工程计算软件为PKPM CAD结构计算软件2010版。

1.荷载的取值：基本雪压： 0.4KN/ m2；

基本风压：0.65KN/ m2；

屋面均布活荷载标准值: 机房：7.0 KN/ m2；楼面：2.0 KN/ m2；楼梯：3.5 KN/ m2；悬挑阳台：2.5KN/ m2；屋面：0.5 KN/ m2。

2.材料选用：

（1）混凝土：C30;基础垫层: C15。:圈梁、过梁及构造柱采用C25混凝土。

（2）钢筋：热轧钢筋HPB300（）,HRB400()。

（3）填充墙：非承重填充墙采用轻集料混凝土空心砌块；其强度等级不低于MU3.5(外墙不

低于MU5.0)，砂浆强度等级不低于Mb5。

3.主要受力构件截面尺寸:

(1) 挡土墙墙厚250mm，剪力墙墙厚200mm。通过PKPM软件中SATWE的计算，底层墙肢底截面的轴压比满足《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010中6.4.5条的规定，轴压比不大于0.3，墙肢两端设置构造边缘构件。根据6.1.10规定，抗震墙底部加强部位为地下一层至地上一层的范围。

（2）柱截面尺寸：初步按400X400mm设计。

（3）标准层梁布置见图二：

图二

（4）板：根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第3.6.3条，地下室顶板厚度为160mm。半地下室板厚120mm，地下及半地下室采用双层双向配筋。一~七层板厚100mm，其中图三中标注的楼板①板厚为110mm。八层及机房层板厚均为120mm，双层双向配筋。

三、结构计算

1建立模型：根据建筑图及初步设计的主要构件截面尺寸在PKPM结构软件的PMCAD中建立模型。注意：填充墙上荷载加到梁上时，计算墙荷载应是层高减去梁高。在设计参数的地震信息中，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》4.3.17规定，框架-剪力墙结构周期折减系数取0.7~0.8。.

2模型计算

在PKPM结构软件板施工图中，计算参数的选取：楼板负弯矩调幅系数取0.8，裂缝按0.3mm控制，地下室顶板按0.20mm控制。（混凝土结构设计规范GB 50010-2010中表3.4.5结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限制）。在楼板计算中，裂缝和挠度均满足规范要求。

在SATWE分析与设计参数补充定义中：

在计算结构的位移比时，要选“对所有楼层采用刚性板假定”，在计算结构的内力和配筋时，则宜不选。

恒活荷载计算信息：选模拟施工加载3。

地震信息中：考虑偶然偏心，结构位移比大于1.2时，需要考虑双向地震作用。如果偶然偏心和双向地震作用同时选取时，PKPM软件程序两者取大值。

活荷信息：柱 墙设计时活荷载折减。

调整信息：连梁刚度折减系数取0.7。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》8.1.4规定，经软件计算，Vf

在分析结果图形和文本显示中：在边缘构件信息修改中，将边缘构件设置成构造边缘构件。

3.对计算结果的分析及调整

(1)轴压比：柱(墙)轴压比N/(fcA)指柱(墙)轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力，规范采取的措施之一就是限制轴压比。 查看: 混凝土构件配筋，《建筑抗震设计规范》6.3.6和6.4.2，《高层建筑混凝土结构技术规程》6.4.2和7.2.13对墙肢和柱均有相应限值要求。轴压比不满足时需增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。

经SATWE计算，地下室及半地下室部分框架柱轴压比大于0.85，不满足《建筑抗震设计规范》6.3.6的规定，需要加大柱的截面尺寸。

当墙肢的轴压比虽未超过上表中限值，但又数值较大时，可在墙肢边缘应力较大的部位设置边缘构件，以提高墙肢端部混凝土极限压应变，改善剪力墙的延性，见《建筑抗震设计规范》6.4.5和《高层建筑混凝土结构技术规程》7.2.14的规定。PKPM程序对底部加强部位及其上一层所有墙肢端部均按约束边缘构件考虑。

(2)周期比：周期比即结构扭转为主的第一自振周期（也称第一扭振周期）Tt与平动为主的第一自振周期（也称第一侧振周期）T1的比值。周期比主要控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，使结构的抗扭刚度不能太弱。

查看:WZQ.OUT 。

周期、地震力与振型输出文件

(VSS求解器)

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考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数

振型号周 期转 角平动系数 (X+Y) 扭转系数

1 0.9482179.920.99 ( 0.99+0.00 )0.01

2 0.7631 90.041.00 ( 0.00+1.00 )0.00

3 0.5888 26.210.01 ( 0.01+0.01 )0.99

4 0.26220.100.99 ( 0.99+0.00 )0.01

5 0.1935 90.210.96 ( 0.00+0.96 )0.04

调整标准：《高层建筑混凝土结构技术规程》3.4.5。周期比不满足要求时，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，结构扭转效应过大。调整原则是加强结构墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。 本工程在建筑物东西两侧A~C轴之间布置剪力墙，经计算周期比为0.62，小于0.9，满足规范要求。

结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。见《建筑抗震设计规范》3.5.3条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近”。

剪重比：剪重比即最小地震剪力系数λ，主要是控制各楼层最小地震剪力。《建筑抗震设计规范》5.2.5和《高层建筑混凝土结构技术规程》4.3.12规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力不应小于最小地震剪力系数λ。查看:WZQ.OUT，满足规范要求。

刚度比：刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值（也称层刚度比），该值主要为了控制高层结构的竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层。

查看:WMASS.OUT，刚度比满足《建筑抗震设计规范》3.4.3-2和《高层建筑混凝土结构技术规程》3.5.2的要求。

刚重比：结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比称为刚重比。查看:WMASS.OUT：结构整体稳定验算结果

X向刚重比 EJd/GH**2=8.67

Y向刚重比 EJd/GH**2= 12.68

该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算

该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应

（6）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。查看:WDISP.OUT调整标准:抗规3.4.4，5.5.1，高规 3.4.5,，3.7.3.

对于计算结果的判读，应注意以下几点：a.若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用;b.验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心c.验算位移比应选择强制刚性楼板假定，但当凸凹不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响d.最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果（即构件设计可以采用弹性楼板计算，而位移计算必须在刚性楼板假设下获得），故可先采用刚性楼板算出位移，而后采用弹性楼板进行构件分析。

四、基础设计

根据地质部门提供的地质报告，工程场地土层依次为耕土，含碎石粉质粘土，全风化板岩，强风化板岩，中风化板岩，本工程基础采用人工挖孔灌注桩，桩端持力层为强风化板岩，桩端极限端阻力标准值为6000Kpa(不考虑桩侧摩阻)。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中8.5.5计算，采用桩径为0.8m，扩大头为1.2m，桩长为6~7米，桩端嵌入岩层均不少于0.5m，桩身混凝土强度等级C30。

以上主要介绍了大连瑞鑫房地产旅顺水师营十三号地块28#楼工程的设计与计算过程，本文不足之处还望批评指正。

参考文献

1.《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001(2006年版) 中国建筑工业出版社，2006

2.《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中国建筑工业出版社，2011

3.《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中国建筑工业出版社，2010

4.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社，2002

5.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3 -2010中国建筑工业出版社，2011

6.《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008中国建筑工业出版社，2008