钢筋混凝土剪力墙多高层住宅设计技术要点.docx
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钢筋混凝土剪力墙多高层住宅设计技术要点.docx
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钢筋混凝土剪力墙多高层住宅设计技术要点
钢筋混凝土剪力墙多高层住宅
设计技术要点
1概况(依各具体工程而定)
本工程位于,由、等组成,具体情况见表1.1。
表1.1工程概况表
栋号
地下室层数
地上层数
标准层高
总高度
抗震等级
结构型式
人防情况
2建筑结构的安全等级和设计使用年限
建筑结构的安全等级:
二级
结构的设计使用年限:
50年(GB50068-20011.0.5)
建筑抗震设防类别:
丙类(GB50011-20103.1.1)
地基基础设计等级:
乙级(或甲级)(高层住宅)(GB50007-20023.0.1)
基础设计防水等级:
一级(或二级)(由建筑专业确定)
3自然条件
3.1风荷载
基本风压:
W0=**kN/m2(GB50009-2001D.4)
建筑高度大于60m时取1.1倍基本风压(JGJ3-20104.2.2)
体型系数:
1.3(JGJ3-20104.2.3)
地面粗糙度类别:
**类(GB5009-20017.2.1)
3.2雪荷载
基本雪压:
S0=**kN/m2
3.3抗震设防的有关参数
地震基本烈度:
**度(GB5011-2010附录A)
3.4场地标准冻深:
详地勘报告
3.5场地的工程地质及水文地质条件:
3.5.1场地工程地质:
详地勘报告
3.5.2设防水位:
**m(绝对标高)
抗浮水位:
**m(绝对标高)
3.6场地地震效应
3.6.1场地地震烈度:
拟建场区的地震基本烈度为**度。
设计基本地震加速度值为**g,设计抗震分组为第**组。
3.6.2场地土类型:
详地勘报告
3.6.3建筑场地类别:
**类。
3.6.4地基土液化可能性判别:
详地勘报告
3.7地基方案建议:
详地勘建议:
天然地基、人工地基
4本工程各栋楼相对标高±0.000所对应的绝对标高
表4.1各栋楼相对标高±0.000所对应的绝对标高
栋号
±0.000标高
栋号
±0.000标高
5本工程施工图设计所遵循的标准、规范、规程
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)
《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-95)
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)
《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》(JGJ6-99)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)
《人民防空地下室设计规范》(GB50038-94/2004版)
《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》系列(03G101-1)等
本工程还应按现行国家设计标准进行设计。
6荷载
6.1屋面和楼面均布活荷载标准值
表6.1活荷载标准值
类别
活荷载标准值(kN/m2)
组合值系数ψc
准永久值系数ψq
屋面
不上人的屋面
0.5
0.7
0
上人屋面
2.0
0.7
0.4
楼
面
办公室、卫生间、居室、厨房、走廊
2.0
0.7
0.5
阳台
2.5
0.7
0.5
消防疏散楼梯、商场楼面
3.5
0.7
0.5
首层地面
4.0
0.7
0.5
配电间、电梯机房、通风机房
7.0
0.9
0.8
储藏
5.0
0.9
0.8
注:
①其它重大设备按实际荷载计算。
②室内楼面无固定隔墙活荷载标准值按1.0kN/m2考虑。
③室外地面的活荷载标准值根据实际情况考虑。
6.2屋面和楼面恒荷载标准值(根据具体建筑做法,查08BJ1-1确定)
表6.2楼屋面做法
类别
代码
厚度(mm)
荷载标准值(kN/m2)
屋面
不上人的屋面
上人屋面
楼
面
居室,走廊、门厅、厨房
住宅首层门厅,电梯厅走廊
住宅卫生间
阳台
消防疏散楼梯
出屋面电梯、通风机房
地下层物业、配电室自行车库等
恒载还应计入以下内容:
注:
①卫生间隔墙及考虑浴缸载按实际折算均布荷载计算。
②室内楼面有隔墙时按实际计算荷载标准考虑,室内楼面无隔墙时按恒荷载标准值1.0kN/m2考虑。
③无特殊情况下板下均考虑0.5kN/m2吊顶(抹灰)荷载。
6.3建筑隔墙恒荷载标准值(依具体结构型式定)
表6.3隔墙荷载标准值
材料
墙厚(mm)
综合计算容重(kN/m3)
隔墙面重(kN/m2)
层高(m)
隔墙线重
(kN/m)
现制水泥
砂浆板
100
25
轻集料砌块
90
(标称100)
14
轻集料砌块
200
12
注:
①梁上有隔墙者应加线载。
②剪力墙上开洞应按实际填充材料重量加线载。
③厨卫贴瓷砖时单面荷载取0.5kN/m2。
④贴石材等其他材料时按实际荷载计算。
6.4人防荷载标准值:
按
表6.4人防荷载标准值
标准值荷载
类别
人防等级
外墙
顶板
基础底板
临空墙
5
6
6B
7结构选型
7.1结构体系
采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系。
抗震等级:
高层剪力墙:
(JGJ3-20103.9.3)
多层剪力墙:
(GB50011-20106.1.2)
7.2屋盖和楼盖结构
采用现浇钢筋混凝土楼板。
7.3关于结构缝及后浇带的设置
超长结构地下尽量不设缝,每30~40m设温度后浇带;地上设伸缩缝,缝宽根据各工程确定。
地上设伸缩缝后,每段长超过45m时仍需设后浇带。
7.4基础
表7.1基础形式
栋号
地下层数
地上层数
基础形式
7.5构件几何尺寸
7.5.1墙厚的确定:
墙厚的确定原则参照附件A。
表7.2墙体厚度汇总表
墙体
部位
地下层(二层)
加强区位置(~层)
加强区以上各层
角窗边墙
外墙
内墙
外墙
内墙
外墙
内墙
加强区
非加强区
住宅
7.5.2建筑做法厚度(由建筑专业确定):
表7.3建筑做法厚度表
地下~层地面mm
首层地面mm
住宅楼面
mm
卫生间
mm
楼梯间mm
出屋面机房层mm
7.5.3雨篷、阳台及空调板厚度:
表7.4雨篷、阳台及空调板构件板厚表(mm)
挑出尺寸
室内板厚
板厚度
形式
空调板≤800
120~180
100
悬挑板式
阳台≤1300
120~180
130
悬挑板式
雨篷≤1000
120~180
100
悬挑板式
7.5.4楼板厚度(mm):
表7.5楼板厚度表
地下二层顶板
地下一层
顶板
楼顶板
楼平面角窗开间
楼梯板厚
有人防300mm;无人防160mm
作嵌固层时h=180mm,不作嵌固层时
h=160mm
双向板按L0/40控制,一般取120/140/160mm。
确定板厚前应与电气、水暖等专业沟通。
加厚10~20mm,
(140/160mm,
1/25L0~1/27L0
控制)
按L0/30~
L0/27控
制,最小
板厚
h=100mm
7.5.5连梁高度:
表7.6连梁高度表
楼层
梁高(mm)
备注
地下各层
500(与设备、电气共同确定)
1.楼电梯间门按建筑要求取值。
2.人防门窗洞口按建筑实际高度取值。
3.外墙门窗按建筑实际尺寸取值。
标准层
一般按建筑要求取值
若抗震计算需要可减小连梁高度、将外墙窗下墙按荷载输入,但一般不小于400高。
机房层
400
或按实际高度取值。
8主要结构材料
8.1钢筋
8.1.1不同级别钢筋具体适用范围
1、HPB300级钢筋一般用于梁柱箍筋、连梁箍筋、非加强区暗柱箍筋、楼板及楼梯分布钢筋、剪力墙的分布钢筋、建筑隔墙内构造柱箍筋,圈梁箍筋;对于空调板,阳台栏板等施工单位有可能采用二次施工工艺部位的受力钢筋也应采用HPB300级钢筋。
HPB300级原则上只采用6和8。
2、梁柱、楼板、连梁、楼梯、核心筒剪力墙、基础底板受力钢筋:
采用HRB400级。
3、地下外墙钢筋、暗柱纵向钢筋、约束边缘构件暗柱箍筋、较大的连梁箍筋:
采用HRB400级。
8.1.2剪力墙各构件钢筋表
表8.2剪力墙体配筋一览表(2排,水平筋)
计算值(cm2)
0~1.0
1.1~1.3
1.4~2.0
2.1~3.0
3.1~4.0
实配(双排)
8@200
8@200
10@200
12@200
14@200
注:
剪力墙水平筋计算输入时为Ⅰ级钢(HPB300)。
表8.3剪力墙连梁及梁主筋一览表
计算值
(cm2)
2
3
4
5
6
7,8
9,10
11,12
13,14,15
16,17,
18,19
实配
212
214
216
218
220
416
(2/2)
418
(2/2)
420
(2/2)
422
(2/2)
425
(2/2)
注:
计算输入时为Ⅲ级钢
表8.4剪力墙连梁及梁箍筋一览表
计算值(cm2)
0~1.0
1.1~1.3
1.4~2.0
2.1~3.0
3.1~4.0
实配(2肢箍)
8@100
8@100
10@100
12@100
14@100
注:
箍筋计算输入时为Ⅰ级钢。
14箍筋应慎用。
8.2混凝土
表8.5混凝土强度等级表
构件部位
混凝土
强度等级
备注
基础垫层
C15
基础底板、人防层外墙、人防层顶板、地下一层外墙采用抗渗的防水混凝土。
基础(底板)、地下室墙(外墙)、梁
C30(墙C30~C50)
1-n层墙、柱
根据各楼具体情况定
(C30~C50)
1-n层梁
C30
各层楼板、楼梯
C30
刚性地面
C20
后浇带
采用比相应构件部位混凝土强度等级高一级的微膨胀混凝土
8.3用钢量和混凝土用量总结列表
9结构计算分析
9.1整体计算方法
一般采用中国建筑科学研究院编制的“多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件-SATWE”对各子项工程进行结构整体计算分析。
1.整体计算总信息参照附件B例题。
2.梁上隔墙按线荷载计算,楼板上隔墙按折算均布荷载计算;导算荷载时各项均应标明所代表的部位及范围,不应让审核人猜测;所有补充计算构件部位或代号应与施工图一一对应,索引清楚,不应让审核人猜测。
3.计算模型、门洞宽度、高度应与施工图一致,不应按大洞计算而按小洞或无洞画施工图。
如果有特殊做法应明确说明或补大样图。
地下窗井墙、人防层隔墙应输入。
4.连梁超限可按《高规》7.2.26条解决;当按《高规》7.2.26第3条考虑连梁不参与工作时,施工图设计仍应设置连梁,配筋可按连梁截面极限承载力反算;当有连梁不参与工作时,须补充计算此类连梁参与工作时的墙体计算结果,按两版计算值包络配置墙体及暗柱钢筋。
9.2墙下筏基计算
采用JCCAD进行底板计算(详附件C)时,一般应删除底板上隔墙,若隔墙用于承载应按深梁进行补充计算。
9.3楼板计算方法
采用弹塑性计算方法,β一般取1.8。
楼板的计算方法见附件D。
9.4连梁反算
当按《高规》7.2.26第3条考虑连梁不参与工作时,仍应设置连梁,配筋按连梁截面极限承载力反算。
计算简图如图9.1所示。
(可手算或采用计算程序计算,并提供计算书)
图9.1连梁反算简图
9.5地下室外墙计算
地下室外墙计算见附件E。
9.6其他
1.楼、屋面做法、墙体线载及地下室外墙荷载由专业负责人统一确定,避免出现各楼不统一的情况。
2.人防部分尽量参照图集,图集没有的应补计算书。
3.计算基础底板及地基承载力时应计入窗井墙,并须验算窗井隔墙的抗剪承载力。
4.计算基础底板、人防顶板时应去掉(混凝土)隔墙,否则应计算隔墙承载力(确定截面及配筋)。
静载控制时,底板最小配筋率0.15%(人防部分0.25%)。
5.特殊构件(如深梁,扶壁柱等)除SATWE计算结果外,应提供补充计算书(可用理正工具箱)。
7.个别L形暗柱配筋太大时,采用SATWE“剪力墙组合配筋修改及验算”进行优化设计。
10构造措施
10.1钢筋混凝土现浇板
1)板的受力钢筋间距不应大于200mm,钢筋直径不应小于8mm。
2)板支座钢筋伸出支座长度为板净跨的四分之一。
双向板时取短跨长度,相邻两跨跨度不等时,取大跨长度。
上部构造钢筋不应小于该方向受力钢筋面积的三分之一。
3)当孔洞b或d>1000时,应按实际情况加设边梁。
4)对于板内负钢筋不通长设置的屋面板及板厚≥180mm的楼板均应设温度筋。
10.2剪力墙及连梁
剪力墙开洞尺寸大于800X800时洞边应加暗柱。
附件A墙厚的确定
在剪力墙设计中为了避免出现短肢剪力墙结构,剪力墙的墙肢与厚度须按规范要求比例进行设置,一般不宜减短。
同时,结构的刚度与剪力墙长度的三次方成正比,与厚度的一次方成正比。
因此,减小剪力墙截面厚度既可以有效减少材料用量,又不至于严重削弱结构的刚度。
《高规》(JGJ3-2010)第7.2.1条第1~5款规定了剪力墙的最小截面厚度,其要求归纳见表A.1.1,其目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。
若剪力墙厚度减小,虽然减弱了结构抗侧力性能,但是削弱程度很有限。
并且,由于结构刚度和自重的减小,结构所承受的地震作用也相应减小。
所以,减小剪力墙截面厚度对结构的整体抗震计算是有利的。
表A.1.1剪力墙截面最小厚度
抗震等级
剪力墙部位
最小厚度(二者取较大值)
端柱或翼墙
无端柱或翼墙
一、二级
底部加强区
其他部位
H/16;200
H/20;160
H/12;200
H/16;160
三、四级
底部加强区
其他部位
H/20;160
H/25;160
H/16;160
H/20;160
非抗震
H/25;160
同左
注:
H—层高或剪力墙无肢长度,有端柱或翼墙时H取二者中的较小值;无端柱或翼墙时,H为层高。
建筑物角部是结构的关键性部位,一般均设置“L”形剪力墙,这种情况下角部构件内力较大,程度不同地都显示出剪力滞后、应力集中、受力复杂等现象。
若设置转角窗,就是在角部墙体上开洞,实际上是取消了角部的墙体,代之以角部交叉连梁,这将使角部附近的构件受力更加复杂,对结构抗震更加不利。
转角窗对结构整体效应影响较大,与不设转角窗的剪力墙相比,结构的抗侧力刚度、自振周期、地震作用等均有不同程度的差异。
楼板在角窗转角部位无竖向构件(如柱或墙肢)的可靠约束,只有转角窗上交叉连梁的横向约束,对角部楼板约束较弱。
当结构的质心和刚心稍有偏差,楼板因水平力偏心受扭时,角窗转角部位的楼板扭转应力集中,变形会很大,严重时会挤坏脱落。
另外角部墙肢由于远离刚心,在两个方向都具有较大的抗扭刚度,对调整整个结构的设计指标起到很大的作用。
若取消角部的墙体,很容易造成对结构抗震性能的削弱,特别是对结构扭转刚度的影响很大,极易造成“扭转不规则”的平面类型。
一般来说,洞口附近应避免采用短肢剪力墙和单片剪力墙,宜采用“T”、“L”型等截面形状的墙体,且墙厚宜适当加大,角窗洞边的暗柱宜按约束边缘构件设计,其截面尺寸宜适当加大,配筋宜适当加强。
附件B
建筑结构的总信息
SATWE中文版
文件名:
WMASS.OUT
总信息..............................................
结构材料信息:
钢砼结构
混凝土容重(kN/m3):
Gc=26.00
钢材容重(kN/m3):
Gs=78.00
水平力的夹角(Rad):
ARF=0.00
地下室层数:
MBASE=2【按实际情况取值】
竖向荷载计算信息:
按模拟施工1加荷计算
风荷载计算信息:
计算X,Y两个方向的风荷载
地震力计算信息:
计算X,Y两个方向的地震力
特殊荷载计算信息:
不计算
结构类别:
剪力墙结构
裙房层数:
MANNEX=0
转换层所在层号:
MCHANGE=0
嵌固层所在层号:
MQIANGU=3【按实际情况取值】
墙元细分最大控制长度(m)DMAX=1.00
墙元侧向节点信息:
内部节点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定是【是:
算位移及位移比;否:
算其它】
强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度否
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
结构所在地区全国
风荷载信息..........................................
修正后的基本风压(kN/m2):
WO=0.50【重现期50年,高度大于60m取1.1倍基本风压】
风荷载作用下舒适度验算风压:
WOC=0.30【重现期10年】
地面粗糙程度:
C类【按实际情况取值】
结构X向基本周期(秒):
T1=1.90【算第一遍后回代】
结构X向基本周期(秒):
T2=1.90【算第一遍后回代】
是否考虑风振:
是
风荷载作用下结构的阻尼比(%):
WDAMP=5.00
风荷载作用下舒适度验算阻尼比(%):
WDAMPC=2.00
构件承载力设计时考虑横风向风振影响:
否
承载力设计时风荷载效应放大系数:
WENL=1.00
体形变化分段数:
MPART=1【按实际情况取值】
各段最高层号:
NSTi=33【按实际情况取值】
各段体形系数:
USi=1.30
地震信息............................................
振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联)CQC
计算振型数:
NMODE=30
地震烈度:
NAF=8.00【按实际情况取值】
场地类别:
KD=III【按实际情况取值】
设计地震分组:
一组【按实际情况取值】
特征周期TG=0.45【按实际情况取值】
多遇地震影响系数最大值Rmax1=0.16【按实际情况取值】
罕遇地震影响系数最大值Rmax2=0.90【按实际情况取值】
框架的抗震等级:
NF=2【按实际情况取值】
剪力墙的抗震等级:
NW=2【按实际情况取值】
钢框架的抗震等级:
NS=1【按实际情况取值】
抗震构造措施的抗震等级:
NGZDJ=不改变
活荷重力荷载代表值组合系数:
RMC=0.50
周期折减系数:
TC=1.00【按实际情况取值】
结构的阻尼比(%):
DAMP=5.00
中震(或大震)设计:
MID=不考虑
是否考虑偶然偏心:
是【是:
高层;否:
多层】
是否考虑双向地震扭转效应:
是【位移比≥1.2时】
斜交抗侧力构件方向的附加地震数=0【根据实际情况确定】
活荷载信息..........................................
考虑活荷不利布置的层数从第1到35层【根据实际情况确定】
柱、墙活荷载是否折减折算
传到基础的活荷载是否折减折算
考虑结构使用年限的活荷载调整系数1.00
------------柱,墙,基础活荷载折减系数-------------
计算截面以上的层数---------------折减系数
11.00
2---30.85
4---50.70
6---80.65
9---200.60
>200.55
调整信息........................................
梁刚度放大系数是否按2010规范取值:
是
梁端弯矩调幅系数:
BT=0.85
梁设计弯矩增大系数:
BM=1.00
连梁刚度折减系数:
BLZ=0.50【8、9度时取0.5,6、7度时取0.7】
梁扭矩折减系数:
TB=0.40
全楼地震力放大系数:
RSF=1.00【根据时程分析情况确定】【根据时程分析情况确定】
0.2Vo调整分段数:
VSEG=0
0.2Vo调整上限:
KQ_L=2.00
框支柱调整上限:
KZZ_L=5.00
顶塔楼内力放大起算层号:
NTL=35【根据实际情况确定】
顶塔楼内力放大:
RTL=1.00【根据实际情况确定】
框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:
是
实配钢筋超配系数CPCOEF91=1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=1
是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0
强制指定的薄弱层个数NWEAK=0
薄弱层地震内力放大系数WEAKCOEF=1.25
强制指定的加强层个数NSTREN=0
配筋信息........................................
梁箍筋强度(N/mm2):
JB=270
柱箍筋强度(N/mm2):
JC=270
墙分布筋强度(N/mm2):
JWH=270
边缘构件箍筋强度(N/mm2):
JWB=270
梁箍筋最大间距(mm):
SB=200.00
柱箍筋最大间距(mm):
SC=200.00
墙水平分布筋最大间距(mm):
SWH=200.00
墙竖向筋分布最小配筋率(%):
RWV=0.25
单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数:
NSW=0【施工缝抗滑移超限时个别处理】
【施工缝抗滑移超限时个别处
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