高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄一、結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)1二、風(fēng)荷載計(jì)算1三、豎向荷載內(nèi)力計(jì)算2四、水平荷載作用下內(nèi)力計(jì)算91.水平地震荷載作用下92.水平風(fēng)載作用下的內(nèi)力計(jì)算11五、三四層內(nèi)力算至柱邊緣處15六、豎向荷載作用下彎矩調(diào)幅后梁控制截面內(nèi)力值。（調(diào)幅系數(shù)取0.8）15七、三四層內(nèi)力組合如下表15八、截面配筋計(jì)算191.梁跨中截面配筋計(jì)算192.計(jì)算柱彎矩設(shè)計(jì)值21一、 結(jié)構(gòu)方案評(píng)價(jià)1. 該建筑為常見(jiàn)的一般建筑物，即屬于A級(jí)框架結(jié)構(gòu)體系，查表2-2得：抗震設(shè)防烈度為7度時(shí)，最大適用高度為50m，該設(shè)計(jì)方案建筑高度為（36.4-1）m=35.4m50m，故滿足要求。2. 查表2-6得：最大高寬比為4

2、，該設(shè)計(jì)方案高寬比為H/B=，故滿足要求。3. 查表2-10得長(zhǎng)寬比限值為6.0，該設(shè)計(jì)方案長(zhǎng)寬比為故滿足要求。4. 該方案設(shè)計(jì)的建筑物立面規(guī)則，均勻，從上到下外形不變，沿高度布置連續(xù)均勻；建筑平面形狀為矩形，規(guī)則，簡(jiǎn)單，對(duì)稱；長(zhǎng)寬比不大，有利于抗震。綜上所述：該結(jié)構(gòu)方案合理。二、 風(fēng)荷載計(jì)算取4號(hào)軸線處一榀橫向框架為計(jì)算單元H=35.4m30m，且高寬比H/B=35.4/13=2.71.5 所以要考慮風(fēng)振系數(shù)z=1+ 基本振型Z高度處振型系數(shù) 基本風(fēng)壓值0=0.35kN/m2框架結(jié)構(gòu)基本周期：T1=0.25+0.53×10-3 ×城市郊區(qū)屬于B類粗糙度地區(qū)，查表3-3得，

3、脈動(dòng)增大系數(shù)=1.228H/B=35.4/36=0.983 查表3-4得脈動(dòng)影響系數(shù)=0.4585平面為矩形所以風(fēng)載體型系數(shù)s=0.8+0.5=1.3z由表3-1查得 ki=zi sz 0樓層Z/msziziz0kihiAiFi13.01.31.00001.04770.08470.350.47673.319.89.4426.61.31.00001.10500.18640.350.50283.621.610.86310.21.31.00561.16130.28810.350.53143.621.611.48413.81.31.10641.19840.38980.350.60333.621.613

4、.03517.41.31.19281.23200.49150.350.66863.621.614.44621.01.31.26701.26360.59320.350.72843.621.615.73724.61.31.32821.29460.69490.350.78243.621.616.90828.21.31.38941.32280.79660.350.83623.621.618.06931.81.31.44521.35000.89830.350.88773.621.619.171035.41.31.49561.37651.00000.350.93671.810.810.12三、 豎向荷載內(nèi)

5、力計(jì)算梁柱線剛度計(jì)算因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)：當(dāng)梁兩邊都有樓板時(shí)，I=2.0Ir 當(dāng)梁一邊有樓板時(shí)， I=1.5Ir注：Ir為按矩形截面計(jì)算的慣性矩。所以梁的線剛度計(jì)算如下表：梁位置EcLb×hIrIib ×1010中間梁3.15×1046500400mm×600mm7.2×10914.4×1096.98邊 梁3.15×1046500400mm×600mm5.4×10910.8×1095.24注：ib=柱的線剛度計(jì)算如下表：層數(shù)Echb×hIic ×10102-103.15×1

6、043600650mm×650mm14.88×10913.0213.15×1044000650mm×650mm14.88×10911.72注：ic=因?yàn)樨Q向荷載為對(duì)稱荷載，取4號(hào)軸線的一榀框架為計(jì)算單元，結(jié)構(gòu)對(duì)稱,所以中柱的剪力和彎矩為零。由每個(gè)桿件均為固端，所以轉(zhuǎn)動(dòng)剛度S=4i分配系數(shù)i=傳遞系數(shù)C=0.5在豎向恒載作用下在豎向恒載作用下梁柱內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如下其中梁端剪力由公式：Vbli= 柱剪力：Vihi=梁軸力為上下兩柱剪力的代數(shù)和，柱上端的軸力=其上所有柱自重+其上所有墻自重+其上所有梁端剪力柱下端的軸力=該柱上端的軸力+本層柱的自重柱的

7、自重=0.65×0.65×25×3.6=38.03kN 外墻自重=6kN/m×6m=36kN內(nèi)墻自重=1.5kN/m2×6m×(3.6-0.6)m=27kN層數(shù)截面MNV4柱邊柱上端43.72-1041.68-24.29下端43.72-1079.71-24.29中柱上端0-1691.180下端0-1729.210梁左端-87.44089.00跨中51.29-右端110.980-96.253柱邊柱上端43.72-1024.71-24.20下端43.41-1242.74-24.20中柱上端0-1948.710下端0-1986.740梁左端

8、-87.440.0989.00跨中51.29-右端110.980.09-96.25注：彎矩、剪力以順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)。軸力以壓負(fù)，拉為正。計(jì)算3,4層柱的軸力時(shí)用到的其他各層梁的剪力見(jiàn)下表層數(shù)/kN/kN1063.3573.15989.1596.103-889.0096.25在豎向活載作用下梁柱內(nèi)力統(tǒng)計(jì)如下表其中梁端剪力由公式：Vbl·= 柱剪力：Vihi=梁軸力為上下兩柱剪力的代數(shù)和，柱軸力=其上所有梁端剪力層數(shù)截面MNV4柱邊柱上端18.42-261.09-10.23下端18.42-261.09-10.23中柱上端0-569.820下端0-569.820梁左端-36.8403

9、7.48跨中37.48-右端46.730-40.523柱邊柱上端18.42-298.57-10.20下端18.29-298.57-10.20中柱上端0-650.860下端0-650.860梁左端-36.910.0337.48跨中37.48-右端46.730.03-40.52注：彎矩、剪力以順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)。軸力以壓負(fù)，拉為正。計(jì)算3,4層柱的軸力時(shí)用到的其他各層的梁的剪力見(jiàn)下表層數(shù)/kN/kN1036.0441.96937.6540.353-837.4840.52四、 水平荷載作用下內(nèi)力計(jì)算1. 水平地震荷載作用下由D值法其計(jì)算過(guò)程如下表層數(shù)柱類型根數(shù)K=D=D/×104345

10、縱向邊柱100.5360.2112.54461.447中間柱51.0720.3494.207橫向邊柱20.4020.1672.013角 柱40.8050.2873.46取4號(hào)軸線一榀框架為計(jì)算單元，每根柱子所分剪力計(jì)算如下表層數(shù)層剪力Vpi/kN邊柱D值中柱D值D/×104每根邊柱剪力每根中柱剪力54714K=0.536=0.211D=2.544K=1.072=0.349D=4.20761.44745134K=0.536=0.211D=2.544K=1.072=0.349D=4.20761.44735454K=0.536=0.211D=2.544K=1.072=0.349D=4.20

11、761.447查表得柱子的反彎點(diǎn)如下表層數(shù)邊柱中柱5n=10 j=5K=0.536 y0=0.45=0.211 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.45n=10 j=5K=1.072 y0=0.50=0.349 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.504n=10 j=4K=0.536 y0=0.50=0.211 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.50n=10 j=4K=1.072 y0=0.50=0.349 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.503n=10 j=3K=0.536 y0=0.50=0.211 y1=y2=y3=0

12、y=y0+y1+y2+y3=0.50n=10 j=3K=1.072 y0=0.50=0.349 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.50注：由于上下層梁的線剛度及上下層高均相同，所以y1 y2 y3均為零柱端彎矩由公式： 計(jì)算梁端彎矩：邊跨 中間跨 由平衡條件計(jì)算梁端剪力及跨中彎矩柱的軸力=梁端剪力的代數(shù)和 所以中柱軸力為零。所以在水平地震荷載作用下梁柱內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)下表層數(shù)截面MNV4柱邊柱上端382.61888.19212.56下端382.61888.19212.56中柱上端632.700351.50下端632.700351.50梁左端698.79-200.86右端606.83

13、-200.863柱邊柱上端406.441109.27225.80下端406.441109.27225.80中柱上端672.140373.41下端672.140373.41梁左端789.05-221.76右端652.42-221.762. 水平風(fēng)載作用下的內(nèi)力計(jì)算由D值法其計(jì)算過(guò)程如下表層數(shù)柱類型根數(shù)K=D=D/×104345邊柱20.5360.2112.5449.295中柱11.0720.3494.207取4號(hào)軸線一榀框架為計(jì)算單元，每根柱子所分剪力計(jì)算如下表層數(shù)層剪力Vpi/kN邊柱D值中柱D值D/×104每根邊柱剪力每根中柱剪力594.42K=0.536=0.211D=

14、2.544K=1.072=0.349D=4.2079.2954107.45K=0.536=0.211D=2.544K=1.072=0.349D=4.2079.2953118.93K=0.536=0.211D=2.544K=1.072=0.349D=4.2079.295反彎點(diǎn)的算法同水平地震作用下反彎點(diǎn)算法柱端彎矩由公式： 計(jì)算梁端彎矩：邊跨 中間跨 由平衡條件計(jì)算梁端剪力及跨中彎矩柱的軸力=梁端剪力的代數(shù)和 所以中柱軸力為零。所以在水平風(fēng)荷載作用下梁柱內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)下表層數(shù)截面MNV4柱邊柱上端52.94105.8529.41下端52.94105.8529.41中柱上端87.53048.63下端8

15、7.53048.63梁左端94.80-27.24右端82.23-27.243柱邊柱上端58.59137.2232.55下端58.59137.2232.55中柱上端96.89053.83下端96.89053.83梁左端111.53-31.34右端92.21-31.34五、 三四層內(nèi)力算至柱邊緣處由公式： M邊=MV·b/2 V邊=Vq·b/2q=12kN/m g=28.5kN/m b=0.65m計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表截面A3B3lA4B4l恒載內(nèi)力柱軸線處M87.44110.9887.44110.98V89.0096.2589.0096.25柱邊緣處M58.5279.7058.527

16、9.70V79.7486.9979.7486.99活載內(nèi)力柱軸線處M36.8446.7336.8446.73V37.4840.5237.4840.52柱邊緣處M24.6633.5624.6633.56V33.5836.6233.5836.62風(fēng)載內(nèi)力柱軸線處M111.5392.2194.8082.23V31.3431.3427.2427.24柱邊緣處M101.3482.0285.9573.38V31.3431.3427.2427.24水平地震內(nèi)力柱軸線處M789.05652.42698.79606.83V221.76221.76200.86200.86柱邊緣處M716.98580.35633.

17、51541.55V221.76221.76200.86200.86六、 豎向荷載作用下彎矩調(diào)幅后梁控制截面內(nèi)力值。（調(diào)幅系數(shù)取0.8）層數(shù)截面恒載內(nèi)力活載內(nèi)力柱邊緣處柱邊緣處MVMV34A-46.8279.74-19.7333.58ABl66.6428.04Bl-63.7686.99-26.8536.62注:表中彎矩梁下端受拉為正,上端受拉為負(fù)七、 三四層內(nèi)力組合如下表層號(hào)邊柱梁MbMtNMAM中MBV591.89591.443112.48-1000.10185.62-847.08414.65八、 截面配筋計(jì)算該建筑屬于丙類，設(shè)防烈度7度（0.15g），類場(chǎng)地，查表4-4,4-5得：抗震等級(jí)為

18、二級(jí)。1. 梁跨中截面配筋計(jì)算因梁板現(xiàn)澆，故跨中按T形截面計(jì)算， hf·=100mm，s=s·=40mm， hb0=560mmhf/h0=100/560=0.180.1,所以bf·不受此限制，b+Sn=400+（6000-400）=6000；l0/3=6500/3=2167mm,故取bf·=2167mm由組合結(jié)果得梁跨中最不利彎矩Mmax=185.62KN·m由h0=h40mm=560mm1fcbfhf(h-hf/2)=1.0×16.7×2167×100×560-100/2=1845.63kN·

19、m185.62kN·m,故屬于第一類T形截面。則s= 0.0123=1-=0.0124 As=698.04mm2采用級(jí)筋 min=max0.2,0.45ft/fy=0.45×1.57/360=0.196=0.20.002bh=0.002×400×600=480mm2 A s,故滿足要求取下部配筋416， As=804mm2 ，跨中上部為構(gòu)造筋A(yù)支座負(fù)彎矩配筋跨中底部鋼筋直通至A端， 則在抵抗A端負(fù)彎矩時(shí)， As·=804mm2=804×360×56040=150.51×106N·mms= 0.286=1-

20、=0.346As1= 3595.32mm2=3595.32+804=4399.32mm2， 取上部配筋為228+432（As=4449mm2）A端截面x/hb0=0.3460.518 =4449/804=5.530.3 均滿足要求。A端正彎矩承載力s= 0.337=1-=0.429As= 4457.78mm2=3653.78mm2配628+416(As=4499mm2)B端截面配筋=804mm2=804×360×56040=150.51×106N·mms= 0.231=1-=0.267As1= 2774.43=2774.43+804=3578.43mm2

21、 取上部配筋628（As=3695mm2）=3695804=4.600.3 x/hb0=0.2670.518 均滿足要求B端正彎矩承載力s= 0.242=1-=0.282As= 2087mm2配416+228（As=2036mm2）梁箍筋計(jì)算及剪壓比驗(yàn)算梁端箍筋加密區(qū)剪力設(shè)計(jì)值由強(qiáng)剪弱彎要求計(jì)算，取左端（A端）正彎矩及右端（B端）負(fù)彎矩組合， 由梁端彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算箍筋加密區(qū)剪力設(shè)計(jì)值 W=1.2×(875.39+847.08)/(6.5-0.65)+124.61=477.94kN按剪力設(shè)計(jì)值為477.94KN計(jì)算抗剪箍筋=1.346配雙肢箍10 Asv=157mm2， S= mm加密

22、區(qū)長(zhǎng)度：max1.5hb,500=900mm箍筋最大間距s=minhb/4,8d, 100=100mm由構(gòu)造要求加密區(qū)箍筋取10100mm非加密區(qū)由組合剪力值計(jì)算箍筋=1.083配雙肢箍10 Asv=157mm2，S= 由箍筋的最小配筋率要求 非加密區(qū)箍筋取10145mm梁端截面剪壓比驗(yàn)算：=0.1090.2 滿足要求邊柱軸壓比驗(yàn)算及抗彎配筋計(jì)算0.8滿足要求2. 計(jì)算柱彎矩設(shè)計(jì)值由梁端彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算柱端彎矩設(shè)計(jì)值（按強(qiáng)柱弱梁及局部加強(qiáng)要求調(diào)整柱端彎矩設(shè)計(jì)值）3層柱頂：4層柱底：有地震作用組合時(shí)，二級(jí)框架，柱的軸力取最不利內(nèi)力組合值作為設(shè)計(jì)值柱的長(zhǎng)細(xì)比 5應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)1.0 取1=1.0由于15 則取2=1.0ea=max20mm,hc/30=max20mm,650/30=21.67mm=21.67mmei=e0+ea=197.97+21.67=219.64mm, h0=has=650mm40mm=610mmei =1.095×219.64=240.5mm0.