钢筋混凝土框架楼层电子版结构设计计算书
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目录
1. 引言 (3)
2.建筑设计说明
2.1工程概况 (3)
2.2 设计条件 (4)
2.3 设计依据 (4)
2.4 方案提出和优选 (4)
2.5 方案说明 (7)
3.结构设计说明 (10)
3.1概述
3. 1. 1、设计依据 (10)
3.1.2、计算机软件 (11)
3.2 结构布置及确定构件截面尺寸
3.2.1、结构平面布置图 (11)
3.2.2、结构构件截面尺寸的确定 (11)
3.3 统计荷载
3.3.1、楼面、屋面荷载统计 (13)
3.3.2、填充墙荷载统计 (14)
3.3.3、竖向荷载分布图 (15)
3.4 板的弯矩图 (16)
3.5 梁的弯矩图和配筋包络图
3.5.1、梁的弯矩图 (16)
3.5.2、梁的配筋包络图 (17)
3.6 建筑结构总信息
3.6.1、总信息 (18)
3.6.2、地震信息 (19)
3.6.3、调整信息 (19)
3.6.4、材料信息 (19)
3.6.5、设计信息 (20)
3.6.6、风荷载信息 (20)
3.7 计算信息输出
3.7.1、各层质心、刚心及偏心率 (20)
3.7.2、自振周期、振型及地震作用 (22)
3.7.3、水平位移计算 (23)
3.7.4、框架柱地震倾覆弯矩百分比、地震剪力百分比 (31)
3.7.5、楼梯计算 (33)
3.7.6、计算结果图形输出 (37)
3.8 结构计算分析汇总表 (40)
3.9 高层建筑规则性判断 (41)
结论 (43)
参考文献 (44)
致 (46)
附图1
附图2
1. 引言
本设计为市工业大学南院女生宿楼设计,通过对专业课程的全方面综合的应用,进行建筑,结构和绘图等方面的全面训练,并设计出合理可靠的方案。
本宿舍楼结构层数为11层,采用框架-剪力墙体系,体型对称,平面轮廓呈H形,首层层高4.2m,标准层高3.9m,顶层层高3.9m,总高43.2m。
本体系采用整体现浇钢筋混凝土楼(屋)盖,纵横向承重方案。
柱子采用600mm×600mm矩形钢筋混凝土现浇柱;主梁选用300mm×600mm矩形混凝土现浇梁,次梁选用300mm×600mm矩形混凝土现浇梁。
本次设计首先完成了建筑方案设计,确定了建筑物各细部的构造做法,并完成了主要建筑施工图的绘制。
结构分析采用PKPM软件计算,并由此绘制结构施工图。
首先根据框架剪力墙布局确定各构件尺寸,然后在PMCAD中建模,并输入几何信息和荷载信息。
在TAT中采用串联刚片系模型和振型分解反应谱法计算地震作用,采用空间杆系薄壁柱模型和矩阵位移法进行结构力计算。
在输出的计算结果的基础上,进行建筑体型的规则性分析和结构设计的合理性分析。
最后,依据计算结果,结合相应的结构构造要求,绘制结构施工图,写出相应的设计说明。
根据对计算结果的分析,所有指标均达到国家行业规和规程的要求,而且建筑图与施工图纸均符合制图标准。
通过结果分析,验证了本次框架剪力墙结构设计方案的可行性。
2.建筑设计说明
2.1工程概况:
1、工程地点:市工业大学南院女生宿舍楼。
2、工程要求:钢筋混凝土框架-剪力墙结构。
建议主体结构设为十二层,首层层高4.2m其他层3.9m。
3、为满足使用要求,需设6人学生宿舍(约25m2)200间,学生活动室(约50平米)5间,每层设公共卫生间和盥洗室各2个,首层设传达室和宿舍管理室各一间。
(注:以上面积仅为预估数字,具体设计结果可略有出入。
)
2.2 设计条件:
(1)场地条件:Ⅱ类场地,经地基处理后,基础持力层地基承载力特正
值达到300kPa,最高地下水位距地表为2.2m;
(2)土壤冻结深度:0.8m~1.0m;
(3)室外设计最低气温:-12℃;
(4)冬季起止日期:11月15日~3月15日;
(4)雨季起止日期:7月1日~8月13日;
(5)地区主导风向:东南
(6)抗震设防:抗震设防烈度7度;
设计基本地震加速度为0.15g;
抗震等级框架三级,剪力墙二级。
2.3 设计依据
本设计参照的图集有建筑构造做法相关图集以及现行钢筋混凝土结构构造图集等,参照的相关规规程有宿舍建筑设计规(JGJ 36-2005)、建筑设计防火规、高层民用建筑设计防火规、建筑结构荷载规(GB50009-2001)、混凝土结构设计规(GB50010-2002)、建筑抗震设计规(GB50011-2001)、建筑地基基础设计规(GB50007-2002)等等。
2.4 方案提出和优选
根据所查材料及资料,现提出两种方案:
1、如下图:
此方案为矩形平面布置,建筑长度为56m>55m,依规要求宜设置伸缩缝,平面整体对称均匀,刚心与质心重合,结构为平面规则布置,立面也为规则布置,因此此方案为规则布置,建筑高度在43m上下,满足框架最大适用高度要求≤55m,符合高规要求,长宽比为56÷16.5=3.93≤6.0满足规要求,高宽比为44÷16.5=2.67≤5,符合规要求。
结构竖向布置对称均匀布置,因此为平面规则结构,并且为平面简单规则结构。
中间不设主入口,两侧对称开门,门宽为1800mm,并在正对门处设置门厅兼会客室使用,门厅两侧分别为传达室及楼梯间,便于管理使用,共两部楼梯与电梯,走廊宽度为2100mm,较为宽敞,梯段净宽度为1700mm,满足使用要求(本设计只要大于1100mm即可满足),而且以上俱已满足防火规及高层防火规要求,设两部楼梯及电梯业已满足防火规及高层防火规要求,底层开口数量及开口宽度也已满足规要求,楼梯间正对面为电梯间,在使用上较为方便。
阳台设在室,采用填充墙隔开设置,因此立面简单规则。
楼层初步定为11层,共有218间宿舍,每隔一层设一间活动室,共五间活动室,使用功能上也已满足要求。
本方案柱网布置为柱距为7.2m的廊式小柱网,边跨为7.2m,中间跨为2.1m,楼梯间及电梯间处柱距为 3.6m,电梯四角加有构造柱。
剪力墙布置符合四周、分散、均匀、对称的原则。
此方案构造简单,整体规则对称,体型较小,且柱网布置对称合理,易于结构布置及计算,承受荷载和传递荷载简单合理,较于分析,且构件类型较少,空间构造类型较少,便于设计和施工,施工工艺度和难度低,属于中规中矩的设计作法,因此确实是一种良好的方案。
不过,由于建筑造型较狭长,因此要考虑到设置伸缩缝的问题,并且虽然此方
案构造设计合理,但太过古板,可能不太美观,缺乏现代时尚气息,平面及立面都有点单调,按设计要求,此宿舍楼应该在公寓楼的标准之列,因此此方案有点不符合现代美学的要求,且不具时尚气息,是一种保守与安全的作法,并没有过多注重美学的要求,因此提出第二套方案,如下:
2、如下图:
此方案整体为H型对称布置,建筑长度为47.4m<55m,依规要求不设置伸缩缝,平面整体对称,刚心与质心大体重合,结构为平面规则布置,立面也为规则布置 ,因此此方案规则布置,建筑高度在43m上下,满足框架最大适用高度要求≤55m,符合高规要求,长宽比为47.4÷16.5=3.93≤6.0满足规要求,高宽比为44÷16.5= 2.67≤5,符合要求,l÷b=2.55÷9.3=0.274≤2.0,l÷B max=2.55÷16.5=0.155≤0.35,因此此平面也为简单平面。
此外为了处理好部平面的整洁,将梁作偏心处理,偏移150mm,符合规要求。
四周突出,楼梯间在两侧,电梯间在中间,两部电梯并在一起布置,平面大部分为对称布置。
两侧各有
一个厕所与盥洗室,方便使用,且门口避免了开向宿舍,符合宿舍规要求,楼梯梯段净宽为1700mm,同样满足人流要求。
立面上同样采用设阳台的作法,使立面显得简洁大方。
宿舍开间为3600×6000mm,根据宿舍规要求,能够满足其要求走廊宽度为2100mm,较宽阔。
主入口在正面最中间,门宽3600mm,正对门为7200×7200mm的大门厅,稍显大气,有时尚气息,从门厅穿行而过为电梯,使用上很方便,拐向两侧为楼梯,也是对称布置,保证结构的合理性。
主入口两侧为宿管室和传达室,便于管理。
正面两侧对称设置两两个侧门,门宽为1800mm,满足防火规及高层防火规的要求。
正入口采用台阶式阶梯,两侧的侧门采用坡道式阶梯,稍显美观。
楼层也是初步定为11层,每隔一层设一个活动室,共有五个活动室,整个宿舍楼共有206间宿舍楼,因此满足设计功能上的要求。
本方案柱网主要部分为7.2m柱距,中间跨为2.1m柱距,楼梯间及电梯间为3.6m柱距,并且电梯四角加有构造柱,剪力墙布置为四周、分散、对称、均匀。
此方案构造相对来说简单规则,整体来说是规则对称布置,且构件类型较少,空间构造类型较少,便于设计和施工。
从空间布置及外观美学上,都比上一种方案好很多,使用功能上也比上种方案有所进步,更加附合宿舍规的规定。
但是,此方案柱网布置稍显混乱有可能在计算时产生问题,导致验算失败,出现不合理之处。
通过两种方案比较,觉得后一种可能更加符合要求,虽然结构上柱网布置有些不太合理,可能要重新修改平面,修改柱网布置,因此选用方案二。
2.5 方案说明:
1、总体说明:
本方案为主体11层结构,建筑面积10454.4㎡,首层高4.2m, 标准层(2-11层)层高3.9m。
共设有宿舍206间,电梯楼梯各2部, 每层设公共卫生间和盥洗
室各2间,首层设传达室和宿舍各一间, 学生活动室5间,每两层一间。
2、构造作法:
(1)、本方案宿舍门为木门,阳台门及窗和其它门均为塑钢材料。
(2)、参照标准构造图集,本方案构造作法如下表:
3.结构设计说明
3. 1 概述
3. 1. 1、设计依据
(1)、结构设计规与标准
[1] 中华人民国国家标准,砌体结构设计规(GB50003-2001)
[2] 中华人民国国家标准,混凝土结构设计规(GB 50010-2002)
[3] 中华人民国国家标准,建筑抗震设计规(GB50011_2001)
[4] 中华人民国国家标准,建筑结构制图标准(GB_T 50105_2001)
[5] 中华人民国标准,房屋建筑CAD制图统一规则(GB_T18112_2000)
[6] 宿舍建筑设计规(JGJ 36-2005)
[7] 中国建筑设计研究院主编,建筑结构设计规应用图解手册
[8] 程文壤,爱群主编,钢筋混凝土楼盖设计,中国建筑工业,1998
[9] 建筑构造做法相关图集及房屋建筑设计有关教材等;
[10] 建筑结构荷载规(GB50009-2001)
[11] 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-2002).
[12] 现行钢筋混凝土结构构造图集
(2)、结构设计等级
1)设计使用年限:50年
2)安全等级:二级
3)环境类别:一类
4)抗震设防类别:丙类
5)抗震等级:二级
(3)、自然条件
m
1)风荷载:地区50年一遇基本风压0.50KN/2
m
2)雪荷载:地区50年一遇基本雪压0.40KN/2
3)设计地震动参数
①抗震设防烈度:7度
②设计基本地震加速度:0.15g
③设计地震分组:第一组
④场地类别:Ⅱ类场地土
(4)、楼面、屋面活荷载
1)楼面活荷载:2.0kN/m2
2)屋面活荷载:0.5kN/m2
(5)、材料
钢筋:剪力墙受力主筋采用HRB400,墙水平分布筋为HRB335,竖向分布筋为HRB335,梁柱箍筋为HPB235
主体结构:混凝土为C40。
砌块:水泥空心砖砌块。
砌筑砂浆:M10水泥砂浆
3.1.2、计算机软件
(1)软件名称及版本:PKPM系列软件(单机版,2005-12)。
(2)软件计算所采用的力学模型
1)地震作用计算模型及其基本假定:采用振型分解反应谱法。
2)力分析计算模型及其基本假定:采用空间杆系薄壁柱模型,即把剪力墙假设为薄壁柱来处理,开洞口的剪力墙,洞口以上墙体假设为连梁。
3.2 结构布置及确定构件截面尺寸
3.2.1、结构平面布置图
1-10层平面布置图
3.2.2、结构构件截面尺寸的确定
梁截面尺寸:主梁300*600,次梁300*600,走廊梁300*600。
柱截面尺寸:600*600。
1、主梁高度为1/8-1/14的梁跨度,本设计主梁最大跨度7200,所以主梁高520-900,梁宽为1/2-1/3的梁高,故主梁截面可选取300*600。
2、次梁高度为1/12-1/18的梁跨度,本设计次梁最大跨度7200,所以次梁高400-600,梁宽为1/2-1/3的梁高,故次梁截面选取300*600。
3、柱截面须满足轴压比的要求,c
N E C f n
Fg A ][μβ≥
β--考虑地震组合后柱轴压力增大系数,边柱1.3,柱1.25. F —柱的负载面积
n g --折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,近似取12-152/m KN
n —验算截面以上楼层层数
[n μ]—框架柱轴压比限值,一、二、三级抗震等级分别取0.7、0.8、0.9
c f --混凝土轴心抗压强度设计值,C40(c f =19.1N/mm2)
本设计边柱F=3500*7200,中柱F=4500*7200, n g =122/m KN ,[n μ]=0.9。
由上式可得第一层柱截面面积
边柱 C A =1.199.01110122.76.33.13⨯⨯⨯⨯⨯⨯=258747mm 2
中柱 C A =1
.199.01110122.75.425.13⨯⨯⨯⨯⨯⨯=310995 mm 2
如取柱截面为正方形,则边柱和中柱截面高度分别是509mm 和558mm 根据上述计算结果综合考虑其他因素,本设计柱截面尺寸为600*600mm
3.3 统计荷载
3.3.1、楼面、屋面荷载统计 1. 楼面恒荷载取6.0 2/m KN
10厚地板砖楼面,干水泥擦缝 1.162/m KN 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.402/m KN 30厚贴有锡箔的聚乙烯板 0.502/m KN 120厚钢筋混凝土楼板 3.002/m KN 10厚板底抹灰 0.142/m KN 总计: 6.002/m KN 楼面活荷载2.0 2/m KN 2. 阳台活荷载2.0 2/m KN 3. 屋面恒荷载取5.22/m KN
20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.402/m KN 1:6水泥焦渣最低处30厚 0.422/m KN 120厚水泥聚苯保温板 1.132/m KN
高分子卷材防水层 0.102/m KN 120厚现浇钢筋混凝土板 3.002/m KN 10厚板底抹灰 0.142/m KN 总计: 5.202/m KN 4. 屋面活荷载0.5 2/m KN 5. 卫生间恒载
5厚瓷锦砖铺实拍平,干水泥擦缝 0.122/m KN 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.402/m KN C20细石混凝土30厚 0.602/m KN 填充层(1:6水泥焦渣)向地漏处找0.5%坡 0.422/m KN 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.402/m KN 现浇混凝土楼板 3.002/m KN 板底抹灰 0.142/m KN 总计: 5.102/m KN 6. 电梯活荷载7.0 2/m KN
7. 水箱荷载20t ,分散在水箱间2根倒梁上的集中荷载为50KN 3.3.2、填充墙荷载统计 1. 外墙:
6厚1:2.5水泥砂浆抹平,表面扫毛或划出纹道 0.122/m KN 50厚阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料保温板 0.032/m KN 12厚1:3水泥砂浆打底搓出麻面 0.242/m KN 300厚水泥空心砖 2.882/m KN
5厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆找平 0.092/m KN 5厚1:1.6水泥石膏砂浆打底扫毛或划出纹道 0.082/m KN 总计: 3.442/m KN 2. 墙
5厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆找平 0.092/m KN 5厚1:1.6水泥石膏砂浆打底扫毛或划出纹道 0.082/m KN 300厚空心水泥砖 2.882/m KN 5厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆找平 0.092/m KN 5厚1:1.6水泥石膏砂浆打底扫毛或划出纹道 0.082/m KN 总计: 3.222/m KN 3. 填充墙采用空心水泥砖,密度9.63/m KN
外墙厚度300mm ,梁间线荷载:首层: (0.3×9.6+0.075)×4.2=14.43KN/M 2-11层: (0.3×9.6+0.075)×3.9=13.40KN/M 墙厚度300mm,梁间线荷载:首层:(0.3*9.6+0.42)*4.2=13.52 KN/M 2-11层:(0.3*9.6+0.42)*3.9=12.56 KN/M 3.3.3、竖向荷载分布图
由于结构平面布置对称,荷载对称,现只截取其1/4,竖向荷载布置图如下:
3.4 板的弯矩图
见附图1和附图2
3.5.1、梁的弯矩图
由于结构平面布置对称,荷载对称,只截取其图的1/4,梁弯矩图如下:
3.5.2、梁的配筋包络图
由于结构平面布置对称,荷载对称,只截取其图的1/4,梁配筋包络图如下:
3.6 建筑结构总信息
3.6.1、总信息
结构类型:框架-剪力墙结构结构材料及特征:高层混凝土结构
地震力计算信息:计算水平地震竖向力计算信息:模拟施工加载1
风荷载计算信息:计算是否考虑p-△效应:不考虑
是否考虑梁柱重叠的影响:不考虑水平力与整体坐标夹角:0
地下室层数:0 回填土对地下室相对刚度:3.0
设计规选择:中国国家规
3.6.2、地震信息
是否考虑扭转耦联:考虑设计地震分组:的一组
周期折减系数:0.80 竖向地震力作用系数:0
考虑楼层最小剪力系数的调整:0.024
双向水平地震作用扭转效应:不考虑 5%的偶然偏心:考虑
计算振型个数:9 地震设防烈度:7度(0.15g)
场地土类型:2类框架抗震等级:3级
剪力墙抗震等级:2级结构阻尼比:0.050
水平地震影响系数最大值:0.120 罕遇地震影响系数最大值:0.720 特征周期值:Tg = 0.350
3.6.3、调整信息
Q调整:起始层号:1 终止层号:11
0.2(0.25)
梁刚度放大系数:中梁:2.0 边梁:1.50
梁端负弯矩调幅系数:0.85 梁弯矩放大系数:1.0
连梁刚度折减系数:0.55 梁扭转折减系数:0.40(扭转折减)
温度应力折减系数:0.75
3.6.4、材料信息
混凝土容重(3/m KN ):25 梁箍筋间距(mm ):100 梁纵筋强度设计值(2/mm N ):360 柱箍筋间距(mm ):100 梁箍筋强度设计值(2/mm N ):210 墙水平筋间距(mm ):200 柱纵筋强度设计值(2/mm N ):360 墙竖向分布筋配筋率(%):0.30 柱箍筋强度设计值(2/mm N ):210 墙边缘构件纵筋强度设计值(2/mm N ):360 墙水平分布筋强度设计值(2/mm N ):210 墙边缘构件箍筋强度设计值(2/mm N ):210 3.6.5、设计信息
地震力分项系数:1.30 结构重要性系数:1.00
风力分项系数:1.40 柱配筋计算方式:单偏压(拉) 恒荷载分项系数:1.20 柱墙活荷载折减:按规折减 活荷载分项系数:1.40 柱配筋保护层厚度(mm):30 竖向地震力分项系数:0 梁配筋保护层厚度(mm ):25 风、活荷载之活荷载组合系数:0.70 风、活荷载之风荷载组合系数:1.00 活荷载重力荷载代表值:0.50 3.6.6、风荷载信息
修正后的基本风压2/m KN :0.50 地面粗糙度:C
结构自振周期:0.600 结构体形系数分段( 4):1
3.7 计算信息输出
3.7.1、各层质心、刚心及偏心率
计算目的:检查质心与刚心是否重合,刚度沿高度变化是否均匀。
1、
******************************************************** * 第二部分各层质量和质心坐标 * ******************************************************** 层号塔号质心 X 质心 Y 质心z 恒载质量活载质量
(m) (m) (m) (t) (t)
11 1 1.840 23.804 43.650 1219.4 44.9
10 1 1.713 23.513 39.750 1589.9 107.6
9 1 1.840 23.373 35.850 1636.1 107.6
8 1 1.713 23.513 31.950 1589.9 107.6
7 1 1.840 23.373 28.050 1636.1 107.6
6 1 1.713 23.513 24.150 1589.9 107.6
5 1 1.840 23.373 20.250 1636.1 107.6
4 1 1.713 23.513 16.350 1589.9 107.6
3 1 1.840 23.373 12.450 1636.1 107.6
2 1 1.71
3 23.513 8.550 1589.9 107.6
1 1 1.840 23.400 4.650 1726.1 107.6
活载产生的总质量 (t): 1120.633
恒载产生的总质量 (t): 17438.951
结构的总质量 (t): 18559.584
2、
各层(地震平均剪力/平均层间位移)刚度、刚度比等,其中:Ratio_d1: 表示本层与下一层的层刚度之比
Ratio_u1: 表示本层与上一层的层刚度之比
Ratio_u3: 表示本层与上三层的平均层刚度之比
3、带剪力墙结构整体稳定验算
EJdx=0.7704E+10 >2.7* 0.3622E+09 结构X向满足整体稳定要求,不需要考虑P-Δ效应
EJdy=0.1351E+11 >2.7* 0.3622E+09 结构Y向满足整体稳定要求,不需要考虑P-Δ效应
3.7.2、自振周期、振型及地震作用
1)考虑扭转耦联时的振动周期、平动系数和扭转系数
层模型耦联振动周期(秒) 第 1 周期:T1 = 0.8993(秒) 第 2 周期:T2 = 0.6991(秒) 振型号周期方向角平动比例转动比例
1 0.8993 0.00 1.00 0.00
2 0.6991 90.01 1.00 0.00
3 0.4796 1.75 0.00 1.00
4 0.2352 0.0
5 0.99 0.01
5 0.2115 90.07 1.00 0.00
第 3 周期:T3 = 0.4796(秒)
第 4 周期:T4 = 0.2352(秒)
第 5 周期:T5 = 0.2115(秒)
第 6 周期:T6 = 0.1559(秒)
第 7 周期:T7 = 0.1140(秒)
第 8 周期:T8 = 0.1111(秒)
第 9 周期:T9 = 0.0880(秒)
结构最不利振动方向角: Angle=4.752(度) 扭转周期/平动周期=0.4796/0.6991=0.687<0.85 满足要求
2)地震作用
(1)X向地震作用
结构各层地震力、剪力、弯矩(用CQC方法组合) -----------------------------------------------------
(2)Y向地震作用
结构各层地震力、剪力、弯矩(用CQC方法组合)
------------------------------------------------------------- 层号塔号 Y向地震力 Y向地震剪力 Y向地震弯矩层剪重比(%) (kN) (kN) (kN-m)
11 1 1704.50 1704.50 6647.53 13.480
10 1 2019.91 3710.67 21099.24 12.319
9 1 1763.27 5395.79 42031.34 11.250
8 1 1571.57 6759.25 68061.85 10.329
7 1 1540.91 7949.30 98364.59 9.545
6 1 1451.53 8967.32 132223.75 8.900
5 1 1419.78 9873.20 169185.69 8.325
4 1 1339.51 10638.47 208756.59 7.818
3 1 1257.01 11293.95 250547.41 7.338
2 1 965.4
3 11772.09 294081.09 6.868
1 1 584.1
2 12050.92 347531.25 6.340
3.7.3、水平位移计算
其中比值(R1/R2)为:R1---最大位移/平均位移
R2---最大柱间位移/平均柱间位移
==== 第1 荷载工况 ====
X向地震力作用下节点控制水平位移
层号塔号节点号X向最大位移节点号 X向最大柱间位移 X向最大位移角柱高 X向平均位移 X向平均柱间位移 X向平均位移角比值 (mm) (mm)
11 1 27 19.06 25 1.74 1/2237 3.90(m) 18.83 1.74 1/2237 1.01/1.00 10 1 27 17.35 27 1.87 1/2084 3.90(m) 17.11 1.86 1/2093 1.01/1.00 9 1 27 15.52 28 1.97 1/1979 3.90(m) 15.29 1.96 1/1993 1.01/1.01 8 1 27 13.60 27 2.04 1/1915 3.90(m) 13.38 2.02 1/1932 1.02/1.01 7 1 27 11.62 27 2.06 1/1893 3.90(m) 11.42 2.04 1/1912 1.02/1.01 6 1 27 9.61 27 2.04 1/1915 3.90(m) 9.42 2.01 1/1936 1.02/1.01 5 1 27 7.61 27 1.96 1/1991 3.90(m) 7.44 1.93 1/2016 1.02/1.01
4 1 27 5.67 27 1.82 1/2144 3.90(m)
5.53 1.79 1/2177 1.03/1.02 3 1 27 3.87 27 1.60 1/2432 3.90(m) 3.76 1.57 1/2480 1.03/1.02 2 1 27 2.28 27 1.30 1/3007 3.90(m) 2.19 1.26 1/3093 1.04/1.03
1 1 27 0.99 27 0.99 1/4716 4.65(m) 0.93 0.93 1/5006 1.06/1.06 最大层间位移角:1/1893
平均层间位移角:1/1912
==== 第1 荷载工况 ====
+5%偶然偏心地震力作用下X向节点控制水平位移
层号塔号节点号 X向最大节点号 X向最大 X向最大位移角柱高
位移柱间位移
X向平均位移 X向平均 X向平均位移角比值
柱间位移
(mm) (mm)
11 1 27 19.29 28 1.75 1/2228 3.90(m)
18.84 1.74 1/2237 1.02/1.00
10 1 27 17.57 27 1.88 1/2072 3.90(m)
17.13 1.86 1/2093 1.03/1.01
9 1 27 15.73 27 1.98 1/1965 3.90(m)
15.31 1.96 1/1993 1.03/1.01
8 1 27 13.80 27 2.05 1/1899 3.90(m)
13.40 2.02 1/1932 1.03/1.02
7 1 27 11.80 27 2.08 1/1874 3.90(m)
11.43 2.04 1/1911 1.03/1.02
6 1 2
7 9.77 2
8 2.06 1/1894 3.90(m)
9.44 2.02 1/1935 1.04/1.02
5 1 27 7.75 27 1.98 1/1965 3.90(m)
7.46 1.94 1/2015 1.04/1.02
4 1 27 5.80 27 1.8
5 1/2112 3.90(m)
5.55 1.79 1/2175 1.05/1.03
3 1 27 3.97 27 1.63 1/2387 3.90(m)
3.77 1.58 1/2477 1.05/1.04
2 1 27 2.35 27 1.3
3 1/2937 3.90(m)
2.20 1.27 1/3089 1.07/1.05
1 1 27 1.03 27 1.03 1/4536 4.65(m)
0.94 0.94 1/5000 1.09/1.09
最大层间位移角:1/1874
平均层间位移角:1/1911
==== 第1 荷载工况 ====
-5%偶然偏心地震力作用下X向节点控制水平位移
层号塔号节点号X向最大位移节点号 X向最大柱间位移 X向最大位移角柱高 X向平均位移 X向平均柱间位移 X向平均位移角比值 (mm) (mm)
11 1 27 18.84 32 1.75 1/2227 3.90(m)
18.81 1.74 1/2236 1.00/1.00
10 1 27 17.13 30 1.86 1/2091 3.90(m)
17.10 1.86 1/2093 1.00/1.00
9 1 27 15.31 27 1.96 1/1993 3.90(m)
15.27 1.96 1/1994 1.00/1.00
8 1 27 13.40 27 2.02 1/1932 3.90(m)
13.37 2.02 1/1933 1.00/1.00
7 1 27 11.44 27 2.04 1/1911 3.90(m)
11.40 2.04 1/1912 1.00/1.00
6 1 2
7 9.44 2
8 2.01 1/1936 3.90(m)
9.40 2.01 1/1937 1.00/1.00
5 1 27 7.4
6 2
7 1.93 1/2016 3.90(m)
7.43 1.93 1/2017 1.00/1.00
4 1 27 5.5
5 27 1.79 1/2177 3.90(m)
5.52 1.79 1/2179 1.01/1.00
3 1 27 3.78 27 1.57 1/2477 3.90(m) 3.7
4 1.57 1/2483 1.01/1.00 2 1 27 2.21 27 1.27 1/3079 3.90(m) 2.18 1.26 1/3098 1.01/1.01 1 1 27 0.9
5 27 0.95 1/4908 4.65(m) 0.93 0.93 1/5021 1.02/1.02 最大层间位移角:1/1911
平均层间位移角:1/1912
==== 第2 荷载单工况 ====
Y向地震力作用下节点控制水平位移
层号塔号节点号 Y向最大位移节点号 Y向最大柱间位移 Y向最大位移角柱高 Y向平均位移 Y向平均柱间位移 Y向平均位移角比值 (mm) (mm)
11 1 39 13.60 34 0.85 1/4592 3.90(m) 13.58 0.85 1/4594 1.00/1.00 10 1 39 12.77 34 1.00 1/3899 3.90(m) 12.75 1.00 1/3899 1.00/1.00 9 1 39 11.80 39 1.15 1/3392 3.90(m) 11.79 1.15 1/3393 1.00/1.00 8 1 39 10.69 39 1.28 1/3043 3.90(m) 10.68 1.28 1/3046 1.00/1.00 7 1 39 9.45 39 1.39 1/2803 3.90(m) 9.43 1.39 1/2804 1.00/1.00 6 1 39 8.09 39 1.46 1/2664 3.90(m) 8.08 1.46 1/2667 1.00/1.00
5 1 39 6.65 39 1.50 1/2593 3.90(m)
6.64 1.50 1/2594 1.00/1.00 4 1 39 5.16 39 1.49 1/2622 3.90(m)
5.15 1.48 1/2627 1.00/1.00 3 1 39 3.69 39 1.42 1/2754 3.90(m) 3.68 1.41 1/2756 1.00/1.00 2 1 39 2.28 39 1.23 1/3172 3.90(m) 2.27 1.22 1/3185 1.00/1.00 1 1 39 1.05 39 1.05 1/4441 4.65(m) 1.04 1.04 1/4461 1.00/1.00 最大层间位移角:1/2593
平均层间位移角:1/2594
==== 第2 荷载工况 ====
+5%偶然偏心地震力作用下Y向节点控制水平位移
层号塔号节点号Y向最大位移节点号 Y向最大柱间位移 Y向最大位移角柱高 Y向平均位移 Y向平均柱间位移 Y向平均位移角比值 (mm) (mm)
11 1 39 14.89 39 0.89 1/4365 3.90(m) 13.61 0.85 1/4601 1.09/1.05 10 1 39 14.02 39 1.06 1/3675 3.90(m) 12.78 1.00 1/3907 1.10/1.06 9 1 39 12.99 39 1.23 1/3174 3.90(m) 11.81 1.15 1/3403 1.10/1.07 8 1 39 11.80 39 1.38 1/2828 3.90(m) 10.70 1.28 1/3059 1.10/1.08 7 1 39 10.46 39 1.50 1/2591 3.90(m) 9.45 1.39 1/2819 1.11/1.08 6 1 39 8.99 39 1.59 1/2449 3.90(m) 8.09 1.46 1/2684 1.11/1.09
5 1 39 7.43 39 1.64 1/2370 3.90(m)
6.65 1.51 1/2612 1.12/1.09
4 1 39 5.80 39 1.64 1/2380 3.90(m)
5.16 1.49 1/2650 1.12/1.10 3 1 39 4.18 39 1.57 1/2479 3.90(m) 3.68 1.42 1/2786 1.13/1.11 2 1 39 2.61 39 1.38 1/2817 3.90(m) 2.27 1.23 1/3231 1.15/1.13 1 1 39 1.23 39 1.23 1/3786 4.65(m) 1.05 1.05 1/4585 1.17/1.17 最大层间位移角:1/2370
平均层间位移角:1/2612
==== 第2 荷载工况 ====
-5%偶然偏心地震力作用下Y向节点控制水平位移
层号塔号节点号 Y向最大位移节点号 Y向最大柱间位移 Y向最大位移角柱高 Y向平均位移 Y向平均柱间位移 Y向平均位移角比值 (mm) (mm)
11 1 34 14.85 34 0.89 1/4360 3.90(m) 13.61 0.85 1/4600 1.09/1.05 10 1 34 13.98 34 1.06 1/3674 3.90(m) 12.78 1.00 1/3907 1.09/1.06 9 1 34 12.95 34 1.23 1/3176 3.90(m) 11.81 1.15 1/3402 1.10/1.07 8 1 34 11.77 34 1.38 1/2833 3.90(m) 10.70 1.28 1/3058 1.10/1.07 7 1 34 10.43 34 1.50 1/2593 3.90(m) 9.45 1.39 1/2818 1.10/1.08 6 1 34 8.96 34 1.59 1/2455 3.90(m) 8.09 1.46 1/2683 1.11/1.09 5 1 34 7.40 34 1.64 1/2372 3.90(m)
6.65 1.51 1/2612 1.11/1.09
4 1 34 5.77 34 1.63 1/2388 3.90(m)
5.16 1.49 1/2648 1.12/1.10 3 1 34 4.15 34 1.57 1/2483 3.90(m) 3.68 1.42 1/2785 1.13/1.11 2 1 34 2.59 34 1.37 1/2841 3.90(m) 2.27 1.23 1/3226 1.14/1.12 1 1 34 1.22 34 1.22 1/3819 4.65(m) 1.04 1.04 1/4575 1.17/1.17 最大层间位移角:1/2372
平均层间位移角:1/2612
==== 第3 荷载工况 ====
X向风力作用下节点控制水平位移
层号塔号节点号X向最大位移节点号 X向最大柱间位移 X向最大位移角柱高 X向平均位移 X向平均柱间位移 X向平均位移角比值 (mm) (mm)
11 1 27 1.43 33 0.13 1/9999 3.90(m) 1.42 0.13 1/9999 1.01/1.00 10 1 27 1.31 27 0.13 1/9999 3.90(m) 1.29 0.13 1/9999 1.01/1.00 9 1 27 1.17 27 0.14 1/9999 3.90(m) 1.16 0.14 1/9999 1.01/1.00 8 1 27 1.03 27 0.15 1/9999 3.90(m) 1.02 0.15 1/9999 1.01/1.00 7 1 27 0.89 28 0.15 1/9999 3.90(m) 0.87 0.15 1/9999 1.01/1.01 6 1 27 0.74 27 0.15 1/9999 3.90(m) 0.73 0.15 1/9999 1.02/1.01
0.58 0.15 1/9999 1.02/1.01 4 1 27 0.44 27 0.14 1/9999 3.90(m) 0.43 0.14 1/9999 1.02/1.01 3 1 27 0.30 27 0.12 1/9999 3.90(m) 0.29 0.12 1/9999 1.03/1.02 2 1 27 0.18 27 0.10 1/9999 3.90(m)
0.17 0.10 1/9999 1.03/1.02
1 1 27 0.08 27 0.08 1/9999 4.65(m) 0.07 0.07 1/9999 1.05/1.05 最大层间位移角:1/9999
平均层间位移角:1/9999
==== 第4 荷载工况 ====
Y向风力作用下节点控制水平位移
层号塔号节点号 Y向最大位移节点号 Y向最大柱间位移 Y向最大位移角柱高 Y向平均位移 Y向平均柱间位移 Y向平均位移角比值 (mm) (mm)
11 1 39 1.70 34 0.10 1/9999 3.90(m) 1.70 0.10 1/9999 1.00/1.00 10 1 39 1.60 34 0.12 1/9999 3.90(m) 1.60 0.12 1/9999 1.00/1.00 9 1 39 1.48 34 0.14 1/9999 3.90(m) 1.48 0.14 1/9999 1.00/1.00 8 1 39 1.34 39 0.15 1/9999 3.90(m) 1.34 0.15 1/9999 1.00/1.00 7 1 39 1.19 34 0.17 1/9999 3.90(m) 1.19 0.17 1/9999 1.00/1.00
1.03 0.18 1/9999 1.00/1.00 5 1 39 0.85 34 0.18 1/9999 3.90(m) 0.85 0.18 1/9999 1.00/1.00 4 1 39 0.67 39 0.19 1/9999 3.90(m) 0.66 0.19 1/9999 1.00/1.00 3 1 39 0.48 39 0.18 1/9999 3.90(m) 0.48 0.18 1/9999 1.00/1.00 2 1 39 0.30 39 0.16 1/9999 3.90(m)
0.30 0.16 1/9999 1.00/1.00
1 1 39 0.14 39 0.14 1/9999 4.65(m) 0.14 0.14 1/9999 1.00/1.00 最大层间位移角:1/9999
平均层间位移角:1/9999
因为所有的最大层间位移均小于1/800,因些满足要求。
3.7.4、框架柱地震倾覆弯矩百分比、地震剪力百分比
一、
X向各振型的基底剪力
振型号基底剪力
1 8569.68
2 0.00
3 1.23
4 4173.65
5 0.01
6 5.57
7 1193.91
8 0.17
9 10.09
X向地震有效质量系数:Cmass-x =95.74%
Y向各振型的基底剪力
振型号基底剪力
1 0.00
2 11543.06
3 0.01
4 0.00
5 3228.46
6 0.02
7 0.12
8 997.64
9 0.03
Y向地震有效质量系数:Cmass-y =95.98%
二、楼层抗剪承载力、及承载力比值
Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比
层号塔号 X向承载力 Y向承载力 Ratio_Bu:X,Y
11 1 0.1861E+05 0.2592E+05 1.00 1.00
10 1 0.2003E+05 0.2736E+05 1.08 1.06
9 1 0.2157E+05 0.2916E+05 1.08 1.07
8 1 0.2289E+05 0.3071E+05 1.06 1.05
7 1 0.2420E+05 0.3222E+05 1.06 1.05
6 1 0.2540E+05 0.3351E+05 1.05 1.04
5 1 0.2653E+05 0.3472E+05 1.04 1.04
4 1 0.2756E+0
5 0.3569E+05 1.04 1.03
3 1 0.2849E+05 0.3657E+05 1.03 1.02
2 1 0.2991E+05 0.3885E+05 1.05 1.06
1 1 0.2791E+05 0.3905E+05 0.93 1.01
3.7.5、楼梯计算
一、荷载和受力计算
楼梯计算简图如下:
计算公式如下:
其中hh:楼梯梯板在不同受力段取不同的值,上图所示取楼梯梯板折算高度
在楼梯折板处取梯板厚度,在平台处取平台厚度,在楼板处取楼板厚度荷载计算参数(单位kn/m):
装修荷载Qz=1.00;
活载Qh=2.00;
恒载分项系数1.2,1.35
活载分项系数1.4,1.4*0.7
梯板负筋折减系数(ZJXS)=0.8
各跑荷载及力计算及示意图:
其中:Qb--梯板均布荷载;
Qbt--梯板弯折段均布荷载;
Qp--平台均布荷载;
Qw--楼面均布荷载;单位(KN/m);
第1标准层第1跑
Qb=11.722 Qbt=7.600;
Qp=7.600 Qw=7.600;
第1标准层第2跑
Qb=9.965 Qbt=7.600; Qp=7.600 Qw=7.600;
第2标准层第1跑
Qb=10.843 Qbt=7.600; Qp=7.600 Qw=7.600;
第2标准层第2跑
Qb=10.843 Qbt=7.600;
Qp=7.600 Qw=7.600;
二、配筋面积计算:
楼梯板底筋--Asbd(cm2):按照两端简支求出Mmax,按照Mmax配筋
楼梯板负筋--Asbf(cm2):梯板负筋弯矩取Mmax*ZJXS,按此弯矩照配筋
楼梯平台如果两边都有支承,按照四边简支板计算,采用分离式配筋平台板底筋--Aspd(cm2)
平台板负筋--Aspf(cm2)
--------------------------------------------------------
标准层号跑数 Asbd Asbf Aspd Aspf
--------------------------------------------------------
1 1 10.18 7.9
2 0.00 0.00
1 2 8.47 6.63 0.00 0.00
2 1 9.27 7.24 0.00 0.00
2 2 8.46 6.62 0.00 0.00
三、配筋结果:
配筋措施:
楼梯梁保护层厚度:30mm
楼梯板及平台板保护层厚度:15mm
受力钢筋最小直径:
楼梯板受力钢筋>=8
休息平台受力钢筋>= 6
楼梯梁受力钢筋>=14
受力钢筋最小间距:100 mm
非受力分布钢筋:
受力钢筋<=8时,取6300
受力钢筋=12或者14时,取6250
受力钢筋>=14时,取8250
楼梯板分布筋每踏步至少:1 6
各跑实际配筋结果:
梯板和平台配筋结果:
--------------------------------------------------------------------
标准层号跑数梯板底筋梯板分布筋梯板负筋平台底筋平台负筋
--------------------------------------------------------------------
1 1 12100 8200 12130 8150 8200
1 2 12130 8200 10100 无无
2 1 12100 8200 10100 8150 8200
2 2 12130 8200 10100 无无
梯梁配筋结果:
---------------------------------------------------------------
标准层号跑数梯梁1顶纵筋梯梁1底纵筋梯梁1箍筋
1 1 220 220 8200
标准层号跑数梯梁1顶纵筋梯梁1底纵筋梯梁1箍筋
1 2 220 220 8200
2 1 218 218 8200
2 2 220 220 8200
3.7.6、计算结果图形输出
1)梁配筋图(平画法)
梁平面整体法配筋图(如下图)
由于图纸比较大,无法清晰显示,现只截取首层一部分截面进行说明。
平面整体表示方法梁配筋图采用集中标注和原位标注相结合的方式,集中标注注写梁的通用属性,原位标注注写某跨梁的特殊属性,当集中标注与原位标注相冲突时以原位标注为准。
例如: KL2(5) 300*600
φ8100/150(2)
2φ22
表示KL2为五跨梁,截面尺寸300*600,配箍筋加密区φ8100,非加密区φ8150,双肢箍,上部通长2φ22。
DE跨截面尺寸300*600,支座负弯矩筋为
2φ25+2φ22,梁底配4φ20,全部纵筋为二级钢。
2)柱、剪力墙及其边缘构件配筋图
柱的平面整体表示方法可分为截面注写方式和列表注写方式,本设计采用列
表与截面结合的注写方式。
由于柱的种类较少,而图纸尺寸较大,无法全部表示出来,故只选取了首层中的某一根柱KZ2予以说明。
例如: KZ2
600*600
12φ18
φ8100/200
表示KZ2截面尺寸为600*600,居中布置。
角部钢筋4φ20,箍筋加密区φ8100,非加密区φ8200,每侧除了角筋还布置2φ20,对称配筋,全部纵筋采用二级钢筋。
KZ2柱配筋图
剪力墙的平面整体表示方法可分为截面注写方式和列表注写方式,为表示方便常将剪力墙分为剪力墙柱、墙身和墙梁,本设计采用截面注写方式。
现只选取首层相交的两片剪力墙进行说明。
例如: Q1(2排)
墙厚:300
水平:φ10200
竖向:φ14300
表示剪力墙Q1墙厚300mm,布置2排钢筋网,水平分布筋φ10200,采用一级筋,竖向钢筋φ14300,采用二级筋。
DZ1 17φ20
φ14100
表示DZ1配置20φ16纵筋,箍筋φ18100,纵筋采用二级钢筋
LL1 300*3150
φ8100(2)
7φ25;7φ25
表示联梁1,截面尺寸300*3150,箍筋φ8100双肢箍,上部纵筋7φ25,下
部纵筋7 25,所有纵筋为二级钢筋。
3.8 结构计算分析汇总表
3.9 高层建筑规则性判断
建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的方案。
建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
分为平面不规则和竖向不规则。
参照《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2002
《建筑抗震设计规》 GB50011-2001
表3.4.2-1 平面不规则的类型
表3.4.2-2 竖向不规则的类型。