【正文】 目錄 摘要 …………………………………………………………… 5 一、 建筑設計 ……………………………………………… 5 設計資料 ……………………………………………… 5 結(jié)構(gòu)方案評價 …………………………………………… 6 二、 結(jié)構(gòu)布置及有關尺寸的初步估算 …………………… 6 結(jié)構(gòu)布置及梁 ,柱截面尺寸的初選 ……………………… 6 荷載計算 …………………………………………………… 9 三、結(jié)構(gòu)的線剛度與橫向側(cè)移剛度計算 …………………… 13 結(jié)構(gòu)的線剛度計算 ……………………………………… 13 結(jié)構(gòu)的橫向側(cè)移剛度計算 ……………………………… 15 四、框架的風荷載、地震荷載集中于各樓層標高處的重力荷載代表值 Gi………………………………………………… 15 地震荷載作用下的梁、柱、墻、門、窗重力荷載標準值 …………………………………………………………… 15 風荷載標準值計算及位移驗算 ………………………… 22 五、風荷載計算 …………………………………………… 24 六、豎向荷載內(nèi)力計算 …………………………………… 25 七、 水平荷載作用下內(nèi)力計算 …………………………… 28 1. 水平地震荷載作用下 …………………………………… 28 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 2 2. 水平風載作用下的內(nèi)力計算 …………………………… 31 八、 三四層內(nèi)力算至柱邊緣處 ………………………… 32 九、 豎向荷載作用下 彎矩調(diào)幅后梁控制截面內(nèi)力值 …………………………………………………………… 33 十、 三四層內(nèi)力組合如下表 …………………………… 33 十一、 截面配筋計算 …………………………………… 33 1. 梁跨中截面配筋計算 …………………………………… 33 2. 計算柱彎矩設計值 ……………………………………… 36 十二、參考文獻 ……………………………… …………… 39 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 3 摘要 ：現(xiàn)建 一棟整體式鋼筋混凝土六層框架結(jié)構(gòu)的建筑物，建筑高度為 ，基本風壓 。設計內(nèi)容包括建筑與結(jié)構(gòu)設計兩部分。 這個設計項目的建筑設計，進行了建筑物的平、立、剖的三方面的設計。辦公樓屬于公共建筑，既要求滿足建筑布局，也要有抗震、采風通光等各方面的要求。結(jié)構(gòu)設計，主要進行了 結(jié)構(gòu)布置及選型 、 荷載計算 、 內(nèi)力計算 、 內(nèi)力組合 、 按最不利內(nèi)力進行各桿件配筋計算 。 關鍵詞： 框架結(jié)構(gòu)；辦公樓；建筑設計；結(jié)構(gòu)設計 一、 建筑設計 1. 設計 資料 （ 1） 某六層辦公樓，采用整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，標準層平面圖詳見附圖1 。 （ 2） 建筑物層高：底層層高為 ， 2～ 6 層層高為 。 （ 3） 抗震設防烈度為 7 度，Ⅰ類場地土，特征周期分區(qū)為二區(qū)。 （ 4） 基本風壓： w0＝ kN/m2，地面粗糙度為 B 類。 （ 5） 其他條件可參照相關教材中有關框架結(jié)構(gòu)的設計例題。 （ 6） 恒載分項系數(shù)為 ；活荷載分項系數(shù)為 。 （ 7） 材料選用：混凝土采用 C30； 鋼筋 梁、柱中受力縱筋均采用 HRB335 或 HRB400，箍筋及構(gòu)造鋼筋采用 HPB235。 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 4 附圖 1 標準層平面圖 其他： ① 室內(nèi)外高差 450mm；基頂標高為 。 ② 屋面做法：不上人屋面（活荷載 kN/m2），卷材防水（有保溫層，二道防水），水泥膨脹珍珠巖找坡。（注：屋面保溫、防水、找坡層總重按 kN/m2計算。） ③ 女兒墻： 240 mm 厚，采用實心磚（自重按 18 kN/m3）砌筑，墻高 ，100mm混凝土壓頂。 ④ 外墻飾面： 20 mm厚水泥砂漿打底、找平，面刷乳膠漆（外墻用）。 ⑤ 內(nèi)墻飾面：混合砂漿刷乳膠漆（總厚度 22mm）。 ⑥ 外縱墻上 開窗高度：底層為 ， 2～ 4 層為 。 ⑦ 內(nèi)縱墻自重計算可以不扣除門洞，外縱墻自重計算必須扣除窗洞，然后再計算窗重。（塑鋼窗自重按 kN/m3計算） ⑧ 縱向框架梁及基礎梁均按照 250 400 設計。 2. 結(jié)構(gòu)方案評價 該建筑為常見的一般建筑物，即屬于 A 級框架結(jié)構(gòu)體系，查表 22 得：抗震設防烈度為 7 度時，最大適用高度 為 50m，該設計方案建筑高度為（ + 5） m=﹤ 50m，故滿足要求。 查表 26 得：最大高寬比為 4，該設計方案高寬比為 H/B= 413 mm ??，故滿足要求 。 查表 210 得長寬比限值為 ， 該設計方案長寬比為 36 mm ??故滿足要求 。 該方案設計的建筑物立面規(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，簡單，對稱；長寬比不大，有利于抗震。綜上所述：該結(jié)構(gòu)方案合理。 二、 結(jié)構(gòu)布置及有關尺寸的初步估算 結(jié)構(gòu)布置及梁 ,柱截面尺寸的初選 項目情況：該工程為辦公樓設計 。 建筑總共 6 層，底層層高為 ， 2～ 6層層高為 。室內(nèi)外高差 450mm；基頂標高為 ?？蚣芷矫媾c柱網(wǎng)布置圖如下圖 21。 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 5 圖 21 結(jié)構(gòu)平面布置圖 板厚取 120 mm， 36001 2 0 9 04 0 4 0lh m m? ? ? ?。 一． 確定計算簡圖 假定框架柱與基礎頂面接觸，框架梁與柱剛接，設計時為了計算的方便，使每個柱子的尺寸不變，于是梁的跨度和柱截面形心線之間的距離相等。將基礎距離室外地坪的高度設為 ，室內(nèi)外高差為 ，所以底層的柱子高度為 h=++=，其余各層竹篙從露面算到上一層樓面，所以都是 ,于是框架的計算見圖為下圖 22表示。 圖 22 框架計算簡圖 二 .梁、柱截面尺寸的估算： （ 1）梁截面 跨： 主梁： L =7200mm 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 6 h=（ 112~18） L=600mm~900mm,取 h=700mm b=（ 13~12） h=233mm~350mm，取 b=300mm 故該框架的橫梁與縱梁的初步設計截面尺寸為 b h=300mm 700mm 次梁： L=7200 ㎜ h=（ 118~112） L=400mm~600mm,取 h=500mm b=（ 13~12） h=200mm~300mm，取 b=300mm 故框架的次梁初步設計截面尺寸為 b h=300mm 500mm 跨： 主梁： L=3000mm h=（ 112 ~18 ） L=250mm~375mm,取 h=500mm b=（ 13 ~12 ） h=167mm~250mm，取 b=300mm 故框架梁的初步設計截面尺寸為 b h=300mm 500mm。于是計算結(jié)果歸納于下表 21： 表 21估算梁的截面尺寸，單位為 mm 層數(shù) 混凝土 強度等級 橫梁（ bh） 縱梁 （ bh） 次梁 （ bh） AB,CE 跨 BC 跨 1～ 6 C30 300 700 300 500 300 700 300 500 (2)柱截面尺寸的估算 框架柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限制，按下式計算： N Fgn?? 公式（ 21） 式中： ? ：為考慮地震作用組合后柱軸 力壓力增大系數(shù)，邊柱取 ，等跨內(nèi)柱取 ,不等跨取 ； F : 為按照簡支狀態(tài)計算柱的負荷面積； g ：為折算后在單位面積上的重力荷載代表值，近似取 14kN/ 2m 。 n : 為驗算截面以上樓層層數(shù)； 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 7 則底層中柱的軸力設計值為 N= 14 (+3)/2 5= 該項目工程 全部使用 C30的 混凝土 , 查表的 fc =，首先假定該層柱截面尺寸 bh=500mm 500mm，則柱的軸壓比為： 84 3 ???? ??? bhf Nc? ，滿足要求。 故該框架柱的估計尺寸符合要求，確定為 b h=500mm 500mm。并且為了施工的方便性，可以使得各層的所有柱子的截面尺寸都保持不變。 荷載計算 屋面與樓面的恒荷載標準值計算 一 .屋面 防水層（剛性） 30 厚 C20 細石混凝土 2/kNm 防水層（柔性）三氈四油上面鋪小石子 2/kNm 找平層： 15厚水泥砂漿 20 3/kNm ＝ 2/kNm 找坡層： 40厚水泥石灰焦渣砂漿找坡 14 3/kNm ＝ 2/kNm 保溫層： 80厚礦渣 水泥 3/kNm ＝ 2/kNm 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 3/kNm ＝ 3 2/kNm 抹灰層： 10厚混合砂漿 17 3/kNm ＝ 2/kNm 合計 2/kNm 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 8 二 .標準層樓面： 大理石面層 28 3/kNm ＝ 2/kNm 20厚 1： 3干硬性水泥砂漿 20 3/kNm ＝ 2/kNm 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 3/kNm ＝ 3 2/kNm 抹灰層： 10厚混合砂漿 17 3/kNm ＝ 2/kNm 合計： 2/kNm 三． 衛(wèi)生間樓面 2厚水泥砂漿貼 10 厚 300 300 防滑地磚 0. 34 2/kNm 20厚水泥細砂漿面層 20 3/kNm ＝ 2/kNm 30厚水泥砂漿找坡 （ + ） m 20 3/kNm ＝ 2/kNm 15厚水泥砂漿找平 20 3/kNm ＝ 2/kNm 結(jié)構(gòu)層： 120 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 3/kNm ＝ 3 2/kNm 抹灰層： 10厚混合砂漿 17 3/kNm ＝ 2/kNm 合計： 2/kNm 屋面與樓面活荷載計算 一 . 根據(jù)《荷載規(guī)范》查得 ： 樓 面： 2/kNm 走 廊 : 2/kNm 二 .雪荷載 Sk= 2/kNm = 2/kNm 高層建筑結(jié)構(gòu)課程設計 9 梁、柱、墻、門、窗的重力荷載計算 一 .梁自重： 、縱梁： b h=300mm 700mm 梁自重： () 25 3/kNm = /kNm 抹灰層： 10厚混合砂漿： [() 2+] 17 3/kNm = /kNm 合計：