【正文】 某大學(xué)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文概述高層建筑是隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活的需要而發(fā)展起來的，由于西方某些國家工業(yè)革命的興起和發(fā)展，農(nóng)業(yè)人口大量涌入城市，為了解決人們對居住、辦公、商業(yè)、教學(xué)用房的需要，早在上一個世紀(jì)初便建立了大量的多層建筑，但最初由于受到垂直運(yùn)輸機(jī)械的限制，房屋還不能建得太高。直到1875年第一部載人電梯的制造成功，高層建筑才開始大量涌現(xiàn)出來。所以說，高層建筑是商業(yè)化、工業(yè)化、城市化的結(jié)果，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，輕質(zhì)高強(qiáng)材料的出現(xiàn)，以及電氣化、機(jī)械化在建筑中的應(yīng)用，又為高層建筑的發(fā)展提供了物質(zhì)條件，高層建筑從其完全型的體量和引人注目的外觀，使整個城市變得更加生機(jī)勃勃。現(xiàn)代世界信息交換和傳遞大量集中，人與人之間的聯(lián)系日益密切，為了爭取城市繁華地帶，在有限的土地上容納大量的教學(xué)活動場所，教學(xué)建筑不得不向高空發(fā)展。高層建筑與其他少層建筑相比，只有節(jié)省用地、節(jié)約市政工程費(fèi)用，減少拆遷費(fèi)用等一系列優(yōu)點；同時，高層的發(fā)展還有助于建筑工業(yè)化的發(fā)展，為了充分發(fā)揮高等學(xué)校人才和設(shè)備優(yōu)勢，為國家和地方常年培養(yǎng)專業(yè)人才，擬在哈爾濱某高校校區(qū)興建一培訓(xùn)中心。培訓(xùn)中心是現(xiàn)代化建筑教學(xué)的一個主要形式，它自身容教學(xué)、管理、住宿三位一體，形成一套系統(tǒng)建筑管理體系，滿足了學(xué)習(xí)人員，特別是外地學(xué)員對學(xué)習(xí)和生活的需要。現(xiàn)代高層建筑不斷地采用新型結(jié)構(gòu)體系和新技術(shù)、新工藝、新材料，滿足了教學(xué)建筑向更高尺度發(fā)展的可能性。建筑體型選擇與平面布置設(shè)計原則建筑是供人使用的有功能作用的空間，同一功能要求和使用目的的建筑可以有多種空間形式，建筑體型一般綜合反映內(nèi)部空間，又在一定程度上反映建筑的性格、歷史時期和民族地域特點。高層建筑體型還常常是街道、廣場或城市某一個區(qū)域的構(gòu)成中心。鑒于此，高層建筑體型設(shè)計應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平處理好功能、空間與形式的辨證統(tǒng)一關(guān)系，還要處理好與環(huán)境的關(guān)系，以便在滿足功能要求的同時，生根于特定的環(huán)境，給人以良好的感覺。同樣，對于建筑造型與平面布置的選擇，必須考慮結(jié)構(gòu)因素，以有利于結(jié)構(gòu)受力。平面形狀應(yīng)簡單、對稱、規(guī)則，以減少地震災(zāi)害的影響。建筑造型根據(jù)設(shè)計原則，本設(shè)計采用“—”字型結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系符合簡單、對稱、規(guī)則的原則。平面布置本設(shè)計在平面上力求平面對稱，對稱平面易于保證質(zhì)量中心與剛度中心重合，避免結(jié)構(gòu)在水平力作用下扭轉(zhuǎn)。為使常用房間采光、通風(fēng)效果好，本設(shè)計將教室、辦公室等房間布置在南向，而且此方向面對主要街道，交通方便。這樣布置可在建筑后方留有大片空間，利于學(xué)員的休息和娛樂。立面設(shè)計立面設(shè)計時首先應(yīng)推敲各部分總的比例關(guān)系，考慮建筑物整體的幾個方面的統(tǒng)一，相鄰立面的連接與協(xié)調(diào)，然后著重分析各立面上墻面的處理、門窗的調(diào)整和安排，最后對入口、門廊等進(jìn)一步進(jìn)行處理。節(jié)奏韻律和虛實對比，是使建筑立面高于表現(xiàn)力的重要設(shè)計手法，在建筑立面上，相同構(gòu)件或門窗作有規(guī)律的重復(fù)和變化，給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律的效果。立面的節(jié)奏感在門窗的排列組合、墻面的構(gòu)件劃分中表現(xiàn)得比較突出。剖面設(shè)計剖面設(shè)計主要分析建筑物各部分應(yīng)有的高度，建筑層數(shù)、建筑空間的組合利用，以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系，建筑物的平面和剖面是緊密聯(lián)系的。在本設(shè)計中。電梯布置在建筑物中部，消防疏散用樓、電梯布置在建筑物兩端，消防疏散用樓、電梯間均出屋面。垂直交通設(shè)計本工程主要垂直交通工具是電梯，對電梯的選用及其在建筑物中的合理布置，將使高層建筑的使用更加合理，同時還能提高工作效率。本設(shè)計中電梯布置在建筑平面的中部。除了設(shè)置兩部電梯外，還設(shè)置了兩部防煙（樓）電梯于建筑物的兩端。這樣的布置可使建筑物內(nèi)任意點至樓、電梯出口的距離均不大于30m，滿足高層建筑的防火要求。防火設(shè)計耐火等級本工程屬二類建筑（10~18層普通住宅和高度不超過50m的公共建筑），其耐火等級不能低于二級。防火設(shè)計要點總平面布局中的消防問題選址應(yīng)在交通便捷處，根據(jù)城市規(guī)劃確定的場地位置應(yīng)有方便的道路通過，要求既靠近干道，便于高層建筑中人群的集散，又便于消防時交通組織和疏散。應(yīng)設(shè)環(huán)形車道，可以部分利用交通道路，以便消防車能靠近高層主體，能在消防時有足夠的流線。疏散設(shè)計發(fā)生火災(zāi)時，學(xué)員往往還在遠(yuǎn)離地面的高層，將他們?nèi)垦杆俚厥枭⒌桨踩貛欠阑鸬闹匾h(huán)節(jié)，疏散設(shè)計的原則是路線簡單明了，便于人們在緊急時進(jìn)行判斷，同時供以室內(nèi)任何位置向兩個方向疏散的可能性。疏散所需時間從火災(zāi)現(xiàn)場退出的時間不應(yīng)超過2分30秒為宜。通道寬度：按通過人數(shù)每100人不少于1m計算。疏散樓、電梯的位置疏散樓梯是發(fā)生火災(zāi)時電梯停用的情況下最主要的豎向交通途徑，其位置應(yīng)首先符合安全疏散距離的規(guī)定，也應(yīng)符合人在火災(zāi)發(fā)生后可能的疏導(dǎo)方向。本設(shè)計中樓梯設(shè)置于建筑的兩端，可雙向疏散。疏散樓梯間的防火防煙設(shè)計疏散樓梯若只防火不排煙，遇煙氣襲人，容易使人窒息。疏散樓梯的避難前室是疏散路線中從水平到豎向的交通樞紐，可緩沖人們的混亂聚集，疏散樓梯的排煙設(shè)施要布置于此，其面積不應(yīng)小于6m2，如與消防電梯合用則不應(yīng)小于10 m2。結(jié)構(gòu)部分一．工程概況本工程共10層（不包括一層地下室）。，1～，5～ m， m， m（不包括出屋面部分）。 m、 m、 m。 m（ m不在總寬之內(nèi)）。 m，共7個柱距， m。本工程結(jié)構(gòu)方案經(jīng)過分析比較，采用純框架結(jié)構(gòu)體系，因為建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載對稱，平面布局簡單，受力比較均勻，且房屋總高度不超過6度抗震設(shè)防時的55m高度的限值；采用框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點可以使結(jié)構(gòu)布置靈活，使用方便，不足的是抗震能力較低剛度較小。本工程建于6度抗震設(shè)防區(qū)Ⅱ類場地土。根據(jù)規(guī)范查得，框架的抗震等級為三級。本工程框架材料選用如下：1～4層柱采用C40混凝土；5～10層柱采用C30混凝土；框架梁采用C25混凝土。結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置見（圖1）。二．截面尺寸估算梁板截面尺寸估算框架梁截面高度h，按梁跨度的1/10～1/15確定，則橫向框架梁高為6600（1/10～1/15）=660～440，取h=600mm，梁寬取梁高的一半，即b=300mm；橫向次梁高為6600（1/8～1/15）=825～440，取h=500mm，梁寬b=250mm；縱向框架梁高為7800（1/10～1/15）=780～520，取h=600mm，梁寬b=300mm。板的最小厚度為L/40=3900/40=，考慮到板的撓度及裂縫寬度的限制及在板中鋪設(shè)管線等因素，根據(jù)經(jīng)驗取板厚為120mm。柱截面尺寸估算根據(jù)柱支撐的樓板面積計算由豎向荷載作用下產(chǎn)生的軸力，并按軸壓比控制估算柱截面面積，估算柱截面時，樓層荷載按11～14KN/m2計，本工程邊柱按13KN/m2計，中柱按11KN/m2計。：NV=（）1311=4601KN，（+）/2的邊柱軸力：NV=[（+）/2] 1111=5309KN，各柱的軸力雖然不同，但為了施工方便和美觀，往往對柱截面進(jìn)行合并歸類。本工程將柱截面歸并為一種。取軸力最大的柱估算截面面積。本工程框架為三級抗震，取N= NV=5309=5840 KN，柱軸壓比控制值μN(yùn)查規(guī)范得μN(yùn)=。其中μN(yùn)=N/ACfC設(shè)柱為正方形，柱邊長b=h=C=577mm。故本工程1～4層柱截面取為600600mm，5～10層柱截面取為500500mm。5層底柱截面核算NV=[（+）/2] 116=2896KN，N=2896=3185 KN，N/ ACfC=3185000/5002/15=＜柱軸壓滿足要求。柱高度：地上部分每層柱高均等于該層層高，地下部分柱高h(yuǎn)=+=。三．荷載匯集豎向荷載樓面荷載樓面活荷載按荷載規(guī)范的規(guī)定， KN/m2（標(biāo)準(zhǔn)值），廁所、走廊、樓梯間、 KN/m2（標(biāo)準(zhǔn)值），本工程為簡化計算， KN/m2。砼樓板（板厚120），25= KN/m2，水泥砂漿抹灰（樓板上下分別為40和20厚），20（+）= KN/m2，內(nèi)隔墻為200厚陶粒砼砌塊，砌塊容重8 KN/m3，兩側(cè)各抹20厚混合砂漿，8+202= KN/m2，外墻為400厚陶粒砼砌塊，墻外側(cè)貼墻面磚，墻里側(cè)抹混合砂漿，+8+202= KN/m2。屋面荷載30厚水泥花階磚 KN/m2，25厚粗砂墊層 17= KN/m2，35厚苯板 KN/m2，防水卷材 KN/m2，20厚砂漿找平層 20= KN/m2，爐渣砼找坡2%（最薄處30厚） 14= KN/m2，120厚鋼筋砼樓板 25= KN/m2，20厚混合砂漿抹灰 20= KN/m2，合 計 KN/m2，上人屋面活荷 KN/m2，基本雪壓 KN/m2，水平風(fēng)荷載 KN/m2。根據(jù)荷載規(guī)范規(guī)定，對于高層建筑結(jié)構(gòu)，即ω0= =。垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按ωK下式計算：ωK=βZ μS μZ ω0風(fēng)荷載體型系數(shù)μS ，查荷載規(guī)范可知，矩形平面建筑μS =，風(fēng)壓高度變化系數(shù)μZ ，本工程建在某高校校區(qū)，地面粗糙度類別為C類，查荷載規(guī)范中μZ 之值，5m以上按內(nèi)插法計算，5m以下按5m高處取值。風(fēng)振系數(shù)βZ ，βZ =1+（Hi/H）（ξV/μZ），式中V為脈動影響系數(shù)，當(dāng)高層建筑的高寬比不小于2，地面粗糙度類別為C類時，V=。式中ξ為脈動增大系數(shù)，與基本風(fēng)壓ω0，結(jié)構(gòu)自振周期T及地面粗糙度有關(guān)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)基本自振周期取T==11=，ω0T2==。查荷載規(guī)范，ξ=。各層風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算結(jié)果見（表1）。各層風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值表 表1距地面高度HIβZμZμSω0ωK=βZ μS μZ ω0四．水平荷載作用下框架內(nèi)力及側(cè)移計算由平面圖可以看出，除邊框架外，中間各榀框架受風(fēng)面積相同，故應(yīng)選取邊框架和中間框架分別進(jìn)行計算。下面