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1、 计算书一、 工程概况建院新校区10层高层住宅楼，采用现浇钢筋混凝土结构、箱形基础，标准层建筑平面布置如图1所示。主体结构高度为29.0m，层高为2.9m，突出屋面电梯机房层高为2.0m，结构总高度为31.0m。该工程抗震设防烈度为7度，场地类别为II类，设计地震分组为第一组，基面粗糙度为B类，基本雪压 0.25 KN/m2；该房屋为丙类建筑。基本风压为0.55 KN/m2，地图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，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；结构高宽比为H/B=29/17=1.715；由图1可知，每个独立墙段的高宽比
2、均大于2，且墙肢长度均小于8m。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，除地下室箱形基础的顶板外，各层楼板厚度均为120mm。 基础选用整体性较好的箱形基础。由于箱形基础的层刚度比上部结构的层刚度大很多，故结构的嵌固部位可取至箱形基础的顶板（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强度等级：15层选用C25，其余选用C20；钢筋采用HPB235和HRB400级。剪力墙的厚度，按三级抗震等级设计时不应小于楼层高度的1/25，且不应小于140mm，本工程剪力墙采用双排配筋，剪力墙截厚度均取为200mm。四、 剪力墙的类型判别及刚度计算根据
3、抗震设计的一般原则，对结构的两个方向均应进行抗震计算。本工程只进行一个方向的计算，且假定结构无扭转。另外，根据高层规程，在计算剪力墙的内力和位移时，可以考虑纵横墙的共同工作，为简化计算，本设计不考虑纵横墙的共同工作。 1. 剪力墙的类型判别由图1可得X方向各片剪力墙的平面尺寸如图2所示；有图可知，XSW-2、XSW-3、XSW-4均为整截面墙。本工程外墙门窗洞口的高度均为2300mm（其中窗户洞口高度为1500mm，窗台高度为800mm；由空心砖砌筑填充），则外墙门窗洞口处的连梁高度均为600mm；内墙门洞口的高度均为2100mm，则内墙门洞口处的连梁高度均为800mm，由此可以计算得到外墙连
4、梁的截面面积和惯性矩分别为Abj=0.20.6=0.12m2 Ibj0=1/120.20.63 =3.610-3m4内墙连梁的截面面积和惯性矩分别为Abj=0.20.8=0.16m2 Ibj0=1/120.20.83=8.53310-3m4 图2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分别见表2，其中连梁的计算跨度及折算惯性矩分别按式=和 计算，截面剪应力不均匀系数 =1.2。根据表1和2的计算结果，由式 （多肢墙） 或（双肢墙），可求得各片剪力墙的整体工作系数（见表3），再根据及墙肢惯性矩比n/与（根据建筑层数n及确定）的关系，可进行各片剪力墙类型的判别，计算结果见表3。表1
5、各片剪力墙的截面特性墙号各墙肢截面面积 Aj/m各墙肢截面惯性矩 Ij/m4形心轴yj/m组合截面惯性矩 I/m4A1A2A3A4A5A6I1I2I3I4I5I6XSW-10.170.390.480.390.170.01020.12360.23040.12360.01028.538.994Aj=1.6 Ij=0.4980 XSW-50.20.20.01670.01671.40.3574Aj=0.4 Ij=0.0334 XSW-60.1360.6642.5811.4380Aj=0.8 Ij=0.6151 XSW-70.140.20.250.250.20.140.00570.01670.03260
6、.03260.01670.00577.019.470Aj=1.18 Ij=0.1100 表2 各片剪力墙连梁的折算惯性矩墙号洞口lbj0/mhb/mlbj/mAb/Ibj0/m4Ibj/m4aj/mIbjaj2Ibj3j=1mIbjajlbjXSW-112.10.602.400.120.00360.0030323.5000.0026880.01204422.40.6 02.700.120.00360.0031354.5750.00333432.40.602.700.120.00360.0031354.5750.00333442.10.602.400.120.00360.0030323.5000
7、.002688XSW-510.80.81.200.160.0085330.003661.8000.0068620.006862XSW-610.70.81.100.160.0085330.0032992.7000.0180690.018069XSW-711.80.602.100.120.00360.0028922.6500.0021930.01523321.80.602.100.120.00360.0028922.9250.00267230.90.601.200.120.00360.0020572.1500.00550341.80.602.100.120.00360.0028922.9250.0
8、0267251.80.602.100.120.00360.0028922.6500.002193表3各片剪力墙类型的判别墙号Ij/m4I/m4In/m4j=1mIbjajlbjInI类型XSW-10.498038.99438.4960.0120440.859.9510联肢墙XSW-50.03340.35740.3240.00686228.1100.9070.864壁式框架XSW-60.61511.43800.82290.01806913.4100.5720.9128整体小开口墙XSW-70.110019.47019.3600.0152330.8523.8100.9940.8714壁式框架 2.
9、 剪力墙刚度计算（1） 各片剪力墙刚度计算1） XSW-2、 XSW-3、 XSW-4（整截面墙）。 整截面墙的等效刚度按式 EcIeq=EcIw1+9IwAwH2 计算，当各层混凝土的弹性模量c不同时，式中Ec应取沿竖向的加权平均值。本设计中15层，c=2.8107KN/m，610层，c=2.55107KN/m，则沿竖向的加权平均值为EC=2.82.91075+2.92.55107529=2.675计算出的各整截面墙的等效刚度见表4。表4 整截面墙的等效刚度墙号H/mbh/mmA/m4c/107KN/m2EcIeq/107KNm2XSW-229.00.22.70.540.328051.22.
10、6750.87074XSW-30.22.20.440.177470.47229XSW-40.22.70.540.328050.870742） XSW-6（整体小开口墙）。由式 EcIeq=0.8EcI1+9IAH2 可以计算出整体小开口墙的等效刚度，式中c取值同整截面墙，各整体小开口墙的等效刚度计算结构见表5表5 整体小开口墙的等效刚度墙号H/mA/mc/107KN/EcIeq/107KN/m2XSW-629.00.81.4381.22.6753.007893） XSW-1（多肢墙）。由于水平地震作用近似于倒三角形分布，故可由式 EcIeq=EcIj/1+a-1+3.642 计算联肢墙的等效刚
11、度，计算结果见表6。表中 Dj为由式Dj=2Ibjajlbj求得的各列连梁的刚度系数之和，为由式， 求 得 的 连 梁 与 墙 肢 的 刚 度 比，为 由 式 =1 求得的墙肢轴向变形影响系数，系数a由式 计算，为按式 ，计算的墙肢剪切变形影响系数；c取值仍同前。表6 联肢墙的等效刚度墙号DjIj/m412Aj/EcIeq/107KNXSW-10.0240880.498084.16399.0030.8500.03131.60.001117.3744） XSW-5、XSW-7（壁式框架）。壁式框架梁柱轴线由剪力墙连梁和墙肢的形心轴线确定，壁梁和壁柱的刚域长度按式 lb1=a1-0.25hb ,l
12、b2=a2-0.25hb ; lc1=c1-0.25hc, lc1=c1-0.25hc 计算。图3所示为XSW-5的计算简图和刚域长度。表7、8分别为由式EI=EI0v(ll0)3 求得的壁梁和壁柱带刚域杆件的等效刚度，从而将壁式框架转化为具有等效刚度的等截面杆件，表中v 按式 v=1(1+) ; =30I0Al02 确定；b=cI/l、c=cI/l 分别为壁梁和壁柱的线刚度；混凝土的弹性模量，15层，c=2.8107 KN/，610层，c=2.55107KN/ .根据梁柱线刚度比由表2.2可求得柱的侧移刚度修正系数，再由式D=cc12h2 计算XSW-5柱的侧移刚度，并进而按式 计算壁式框架的剪切刚度。计算结果见表9。图3表7 XSW-5壁梁等效刚度计算楼层bbhb/mm0/m4l0/ml /mhbl0vcI/104KNm2b/104KNm6100.200.800.0085331.201.80.6670.42931.50517.5031534.59319.218表8 XSW-5壁柱等效刚度计算楼层柱bchc/mm0/m4h0/mh/mhch0vcI/104KNm2c/104KNm610左
