開題報告
1.選題意義與可行性分析
1.1選題意義
隨著我國城市建設的發展，城市的中高層建築越來越多，層數也越來越高。中高層建築由於抗震設計的需要，必須使得建築物具有足夠的側向剛度。剪力牆是房屋或構築物中主要承受風荷載或**作用引起的水平荷載的牆體。
剪力牆結構整體效能好，剛度大，在水平荷載作用下的側向變形小，承載力要求也容易滿足。經過合理設計，剪力牆結構能成為抗震效能良好的延性結構。從歷次國內外大**的震害情況分析可知，剪力牆結構的震害一般比較輕[1]。
因此剪力牆結構在中高層建築中得到廣泛的應用。所以認識和理解剪力牆結構體系，掌握高層建築剪力牆結構的基本概念和相關理論，並學會高層建築設計，是作為一名結構設計師必不可少的素質。
1.2可行性分析
由於材料力學、結構力學、彈性力學、塑性力學等學科的不斷發展，人們
對於力學模型的認識理解不斷加深，對於高層建築理論的發展也不斷深化。剪力牆結構隨著型別和開洞大小的不同，計算方法與計算圖的選取也不同。整體牆和小開口牆基本上採用材料力學的計算公式，此外還有連梁連續化的分析方法、帶剛域框架的演算法和有限單元和有限條帶法分別應用於不同的剪力牆型別計算中[1]。
此外，對於20世紀50年代—70年代後期，由於計算機條件所限，高層建築結構設計基本採用人工手算。隨著剪力牆上洞口增設的多少和大小的不同，其變形和受力也發生著顯著的變化，根據理論分析與實驗研究的結果，對不同類別的剪力牆分別發展了適宜的手算方法。到20世紀80年代，計算機在我國得到了很大發展，微型計算機應用進入到科研及工程設計領域，結構矩陣分析與程式設計在土木工程領域也得到了廣泛應用。
使結構分析包括剪力牆結構在內的複雜受力構件的受力狀態都能得到很好的求解，並形成結構分析通用程式，使工程設計人員從繁冗的手算工作中解脫出來，將精力更好地放在方案優化和概念設計上。
就個人而言，經過了4年的學習，自身掌握了一些基礎知識，有助於設計的完成。其中包括了混凝土結構、鋼結構、高層建築、基礎工程、樁基工程等課程的學習，為此次的設計打下了良好的基礎。
2．研究的基本內容與擬解決的主要問題
2.1研究的基本內容
高層剪力牆結構設計過程中如何布置好剪力牆非常關鍵。一幢質量合格的高層建築需要滿足**力、水平位移的要求，控制這兩個因素就要對剪力牆進行合理布置。此外，高層建築要注重抗震設計。
採用什麼樣的抗震計算方法，怎樣確定抗震設防標準，都是在設計中要注重的問題。基礎的設計同樣重要，設計中要考慮基礎形式的選擇問題與基礎埋置問題。
2.2擬解決的主要問題
（1）確定結構構件的做法與構造
結構的構造與做法決定了荷載的大小與結構受力形式。（2）結構布置、截面選擇
進行合理的結構體系選擇和布置，本設計採用的是剪力牆結構，樓蓋採用板式樓蓋形式；進行結構構件截面尺寸初估計和體系布置的合理性分析，在進行適當調整的基礎上，選取簡化單元進行結構體系手算分析；進行內力組合，進行結構豎向體系構件和水平體系構件的配筋計算[2]~[3]。
（3）荷載計算
查閱荷載規範確定風荷載、**作用；進行荷載組合。高層建築結構荷載組合考慮如下:風荷載組合=恆載+0.
9其他活載+風荷載，**荷載組合=恆載十0.5其他活載+**荷載[4]。在設計時，若能事先能判斷哪種組合最不利,則結構計算工作量將大為減少。
（4）抗震設計
隨著近幾年自然災害，尤其是**的頻發，使得高層建築的抗震設計逐漸被人們提高到乙個重要的地位。抗震設防要遵守「三水準、兩階段」的要求。三不准是指「小震不壞，中震可修，大震不倒」
[5]。抗震設計還要注重概念設
計。概念設計是要求人們運用思維和判斷力，從巨集觀上決定結構設計中的基本22
問題，它涉及從方案、結構布置到計算見圖的選取，從構件設計到配筋構造措施等方面的內容。對於剪力牆的抗震設計，要注意強剪弱彎實現問題、底部加強部位高度問題、邊緣構件設定問題。
（5）電算分析校核
高層結構計算都採用計算機,但計算機並不能完全代替設計人員的設計概念。近幾年來電算工作的經驗表明,上機前後,設計人員有必要對高層結構的設計概念、程式的計算原理及適用範圍進行深入了解並對計算結果做認真的分析,才能確保工程設計質量[6]。但作為設計人員，熟悉pkpm軟體，能合理的選擇引數進行電算分析是非常有必要的。
剪力牆結構電算中連梁剛度的折減等問題，這些問題的解決都必須建立在正確的設計概念基礎上,盲目套用程式或不做詳細分析直接按列印結果進行設計,其後果是不堪設想的,應當引起設計人員的高度重視[6]。
（6）基礎設計
選擇樁基礎形式，進行基礎設計。進行樁基礎設計時要注意單樁豎向承載力特徵值與單樁豎向承載力設計值計算、樁的中心距、樁的長細比、樁身配筋長度樁的截面尺寸的選擇問題[7]~[8]。
3.總體研究思路及預期研究成果
3.1總體研究思路
3.1.1結構構件的做法與構造
查閱規範，確定門窗、交通聯絡部分、牆、地面、樓板、屋頂等的做法與構造[9]。比如剪力牆選用200mm厚；樓板可選擇現澆混凝土板式樓板，它整體效能好，剛度好，重量輕[10]。3.
1.2結構布置與截面選擇
在高層建築剪力牆結構中，剪力牆這種抗側力結構構件的布置對結構抗側剛度和扭轉控制有著重大的影響，在滿足抗側剛度的同時，必須控制結構的扭轉效應，進行多向對稱布置。平面布置應力求簡單、規則、均勻、對稱，盡量使水平荷載作用下的合力中心與結構剛度中心重合，減少扭轉。由於剪力牆結構具有水平延展性不強的缺陷，所以在進行設計時，盡量的沿著主軸方向雙向33
或多向對稱布置，且把不同方向的剪力牆有機連線起來，盡可能的拉通和對齊，提高剪力牆的空間延展性[11]~
[12]
。規範中規定了合理布置剪力牆的基本布置原
則。所以要進行剪力牆數量和位置的合理布置，需要先熟悉規範條文。此外還要注意結構造價成本的問題，剪力牆布置過多，結構的剛度會過大，會造成一定的浪費，剪力牆布置過少，會導致結構的不安全[13]~[14]。
此外，在進行抗震設計時，要盡量的讓不同方向側向剛度類似且自振週期相近，同時保證牆肢截面的簡單和平整。對於比較長的剪力牆要進行合理的分段。具體來說，就是合理的開洞，把其分為均勻的多個牆段，且用弱梁進行牆段間的連線；此外，獨立牆段總高度與截面高度比例應該不大於2。
剪力牆平面一般為矩形、t形、l形，剪力牆應沿兩個方向布置。進行介面選擇時要注意高寬比、最小厚度等的限制。分清剪力牆的型別，選擇合理的結構受力形式，選取簡化單元進行結構體系手算分析[14]~[15]。
3.1.3重力荷載、風荷載、**作用計算
高層建築結構設計中，風荷載和**作用是起主導作用的荷載，需要引起重視，而高層建築的豎向荷載與一般建築結構類似。風荷載計算時，可以套用規範給出的經驗公式，可以簡化計算。等效**力的計算可以採用底部剪力法
[16]
。3.1.4內力分析與配筋計算
在計算所得的風荷載、**作用下，進行結構水平位移驗算，同時還需進行剛重比和剪重比驗算。在驗算滿足要求的情況下，再分別進行風荷載、**作用、豎向荷載作用下結構內力設計值計算與內力組合，並對各結構構件進行配筋。3.
1.5進行電算分析
採用有限元結構分析軟體satwe進行計算分析，在通過對剪力牆布置上和數量上的調整，分析該剪力牆結構的動力特性和變形特性的變化，從而做出剪力牆合理布置的判斷[6]。
3.2預期研究成果
畢業設計是本科學習階段的綜合性教學環節，也是對學生綜合素質和畢業後實際工作能力、適應社會能力影響最大的環節。通過本次畢業設計，應該達
44到如下目標：
1.認識和理解剪力牆結構體系，掌握高層建築剪力牆結構的基本概念和相關理論。
2.按照工程實際資料和相關規範要求，設計住宅小區（剪力牆結構），從建築設計、結構布置、結構建模、結構計算以及施工說明等環節中，初步掌握土木工程專業軟體在工程實際中的具體應用，。
3.為畢業後從事土木工程專業工作奠定基礎。通過本課題可得到如下實踐成果：
1.設計說明書部分：（1）設計任務書；（2）外文翻譯；（3）建築設計說明書；（4）結構設計方案說明書；（5）結構設計計算書。
2.設計圖紙（1）結構布置圖；（2）現澆樓板配筋圖；（3）剪力牆配筋圖；
（4）主要節點結構設計詳圖。（5）基礎平面與大樣（6）樓梯大樣
4.主要參考文獻
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中國建築工業出版社2012[5]gb50011-2010建築抗震設計規範[s]北京：中國建築工業出版社201055
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武漢理工大學出版社
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[15]miteshsurana，yogendrasingh,黃健抗震設計100問[m]北京：中國電力出版社66
框架剪力牆結構設計
框架 剪力牆結構的變形及受力特點 在框架結構中加設適量的剪力牆，二者通過樓蓋協同工作，以滿足建築物的抗側要求，從而組成框架 剪力牆結構體系。在框架中區域性增加剪力牆可以在對建築物的使用功能影響不大的情況下，使結構的抗側剛度和承載力都有明顯提高，所以這種結構體系兼有框架和剪力牆結構的優點，是一種適用性...
剪力牆結構設計原則
1 剪力牆布置原則 1 剪力牆的位置 1 遵循均勻 分散 對稱和周邊的原則。2 剪力牆應沿房屋縱橫兩個方向布置。3 剪力牆宜布置在房屋的端部附近 平面形狀變化處 恆荷載較大處以及兩端樓 電 梯處，在結構中部儘量減少剪力牆的布置量。4 在平面布置上盡可能均勻 對稱，以減小結構扭轉。不能對稱時，應使結構...
短肢剪力牆結構設計
短肢剪力牆 短肢剪力牆指截面厚度不大於300mm 各肢橫截面高度與厚度之比的最大值大於4但不大於8的剪力牆。異形柱 異形柱是異形截面柱的簡稱。這裡所謂異形截面，是指柱截面的幾何形狀與常用普通的矩形截面相異而言。異形柱截面幾何形狀為l形 t形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比不大於4的柱。短肢剪力牆結構...