《高层课设参考1.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高层课设参考1.doc（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流高层课设参考1.精品文档.该办公楼为七层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约6408m2，建筑平面为一字形，受场地限制，宽度为15.6m,长度为58.1m。建筑方案确定，房间开间为4.8m，进深为6.6m，走廊宽度2.4m。层高均为为3.6m，室内外高差0.45m。框架梁柱及板均为现浇，框架平面柱网布置如图1所示：图1 框架平面柱网布置1 设计资料 气温：冬季室外计算温度过-10o,冻土深度40cm，夏季室外计算温度+33oC。 年降雨量700cm。 拟建地段势平坦，地层分布较为规律，地基承载力按120140kN/m2计，持力层为轻亚粘土。 夏
2、季主导风向为南风，风速2.8m/s，冬季主导风向为西北风，风速为3.5m/s。雪载：最大积雪厚度为20cm，0.25kN/m。 地下水位：常年地下水位深约7m左右，水质对混凝土无浸蚀。设计烈度按6度，结构按7度设计。 屋面及楼面做法屋面做法：二毡三油防水层；冷底子油热玛蹄脂二道；200厚水泥卵石保温层；20mm厚水泥砂浆找平层；40厚钢筋混凝土整浇层；预应力混凝土多孔板；粉底（或吊顶）楼面做法：水磨石地面；50mm厚钢筋混凝土整浇层；预应力混凝土多孔板；粉底（或吊顶） 材料：混凝土强度等级为C25，纵筋级，箍筋级。2 框架结构设计计算2.1 梁柱截面、梁跨度及柱子高度的确定2.1.1 初估截面
3、尺寸：柱子：15层柱截面尺寸相同，均采用截面：bh=450mm450mm6、7层柱截面尺寸相同，均采用截面：bh=400mm400mm梁：梁编号见图2。框架梁截面的确定：L1:bh=250mm600mm L2:bh=250mm400mm L3:bh=250mm600mm L4:bh=250mm450mm 图2 梁的编号图中括号内为底层梁编号，括号外为其他层梁编号。若只有一个编号，表示底层与其他层梁相同。 2.1.2 梁的计算跨度:框架梁的计算跨度以柱形心线为准，由于建筑轴线与墙轴线重合，故建筑轴线与结构计算跨度不同，如图3所示：图3 梁的计算跨度 2.1.3 柱高度图4 框架计算简图及柱编号底
4、层柱高度h=3.6m+0.45m+0.5m=4.55m，其中3.6m为底层高，0.45m为室内外高差，0.5m为基础顶面至室外地坪的高度。其他层柱高等于层高，即为3.6m。由此得框架计算简图及柱编号如图4所示：3 荷载计算3.1 屋面均布恒载：按屋面做法逐项计算均布荷载： 二毡三油防水层 0.35kN/冷底子油热马蹄脂二道 0.05kN/200mm厚水泥卵石保温层 0.26.5=1.3kN/20厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/40厚钢筋混凝土整浇层 0.0425=1.0kN/预应力混凝土多孔板 0.1225=3.0kN/共计 5.5kN/屋面恒载标准值： (84.8+0.24) (
5、6.62+2.4+0.24)5.5=3366kN3.2 楼面均布恒载按楼面做法逐项计算:水磨石地面 0.65kN/50厚钢筋混凝土整浇层 0.0525=1.25kN/预应力混凝土多孔板 1.9kN/吊顶或粉底 0.5kN/共计 4.3kN/楼面恒载标准值：(82.4+0.24)(6.62+2.4+0.24)4.3=2632kN 3.3 屋面均布活载计算重力荷载代表值时，要考虑雪荷载和施工荷载。雪荷载标准值为： 0.2(84.8+0.24)(6.62+2.4+0.24)=122kN3.4 楼面均布活载：楼面均布活载对于办公楼一般房间为1.5kN/，会议室、走廊、楼梯、门厅等为2kN/。为了方便计
6、算，统一取为2kN/。楼面均布活载标准值为： 2.0(84.8+0.24)(6.62+2.4+0.24)=1224kN3.5 梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱抹灰重量）梁侧、梁底抹灰，柱四周抹灰，近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑，计算见表1。3.6 墙体自重：墙体均为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。单位面积上墙体重量为： （0.24+0.04）19=5.22kN/墙体自重计算见表2。表1 梁柱自重 梁（柱）编号截面bh（）长度l （）根数每根重量（kN）L10.250.66.44187=126(0.25+0.04)0.66.4425=28.01L20.250.42.1697=63(0
7、.25+0.04)0.42.1625=6.26L30.250.64.3084=32(0.25+0.04)0.64.3025=18.71L40.250.454.30846=192(0.25+0.04)0.454.3025=14.03Z10.450.454.5594=36(0.45+0.04)(0.45+0.04)4.5525=27.31Z20.450.453.6944=144(0.45+0.04)(0.45+0.04)3.625=21.61Z30.400.403.6942=72(0.40+0.04)(0.40+0.04)3.625=17.42表2 墙体自重墙体每片面积（m2）片数重量（kN）底层
8、纵墙4.353.95282560底层横墙6.043.95131650其他层纵墙4.353.15322333其他层横墙6.0431110604荷载分层总汇顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载+50%活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重其它层重力荷载代表值：楼面恒载+50%楼面均布活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：第七层： G7=3366+12250%+1009.5+314+1697=6447.5kN第六层： G6=2632+122450%+1009.5+627+3393=8273.5kN第五层： G5=2632+122
9、450%+1009.5+786+3393=8432.5kN第四层： G4=2632+122450%+1009.5+945+3393=8592kN第三层： G3=8592kN第二层： G2=8592kN第一层： G1=2632+122450%+1159.2+1069+4210=9682kN建筑物总重力荷载代表值：为：6447.5+8273.5+8432.5+85923+9682=58612kN质点重力荷载值见图5。图5 质点重力荷载值5 水平地震力作用下框架侧移计算3.5.1 横梁线刚度：采用混凝土C25， =2.8107kN/在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。但是有现浇板的楼面，可以作为梁
10、的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取=1.5（为梁的截面惯性矩）；对中框架取=2.0。若为装配楼板，带现浇层的楼面，则边框架梁取=1.2，对中框架取=1.5。横梁线刚度计算结果见表3。表3 横梁线刚度 梁号截面（）跨度（m）惯性矩（m4）边框架梁中框架梁=（m4）（kNm）=（m4）（kNm）0.250.66.444.510-36.7510-33.14104910-34.191040.250.42.561.310-31.9510-32.711042.610-33.611040.250.64.354.510-36.7510-
11、34.66104910-36.211040.250.454.351.910-32.8510-31.971043.810-32.621043.5.2横向框架柱的侧移刚度D值柱线刚度列于表4，横向框架柱侧移刚度D值计算列于表5。表4 柱线刚度 柱号截面（）柱高度h（m）惯性矩线刚度（m4）（kNm）0.450.454.553.4210-32.251040.450.453.63.4210-32.851040.400.403.62.1310-31.78104表5 横向框架柱侧移刚度D值计算 项目柱类型层根数底层边框架边柱0.5673034边框架中柱0.6787384中框架边柱0.61795614中框架
12、中柱0.73952114 308842续表5二三四五层边框架边柱0.35593684边框架中柱0.506133534中框架边柱0.4241525314中框架中柱0.5781525314 461072六七层边框架边柱0.46877134边框架中柱0.622102514中框架边柱0.540890014中框架中柱0.6871132314 3549783.5.3 横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期： 式中：
13、基本周期调整系数。考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取0.6。框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假象框架顶点位移。然后由求出，再用求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见表6。表6 横向框架顶点位移 层次（kN）（kN）（kN/m）层间相对位移76447.564483549780.01820.564268273.5147213549780.04150.546058432.5231544610720.05020.504548592317464610720.06890.454338
14、592403384610720.08950.385428592489304610720.10610.295919682586123088420.18980.1898 =1.70.6=0.766（s）3.5.4横向地震作用计算在类场地，7度设防区，设计地震分组为第二组情况下：结构的特征周期和水平地震影响系数最大值（7度，多遇地震）为：=0.03s =0.08由于=0.7661.4=1.40.3=0.42（s），应考虑顶点附加地震作用。按底部剪力法求得的基底剪力，若按分配给各层，则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际。但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分解法求得的结
15、果，特别对于周期比较长的结构相差更大。地震的宏观震害也表明，结构上部往往震害很严重。因此，即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。考虑了结构周期和场地的影响。且修正后的剪力分布与实际更加吻合。=0.08 +0.01=0.080.766+0.01=0.071结构横向总水平地震作用标准值：=（）0.90.85=（）0.90.080.08558612=1561kN顶点附加水平地震作用：=0.0711561=111kN各层横向地震剪力计算见表7，表中表7 各层横向地震作用及楼层地震剪力 层次（m）（m）（kN）（kN）（kN）（kN）73.626.1564481686150.196395.2339
16、5.2363.622.5582741865790.216313.24708.4753.618.9584331598050.185268.28976.7543.615.3585921318870.153221.881198.6333.611.7585921009560.117169.671368.323.68.158592700250.081117.461485.7614.554.559682440530.05173.961559.72注：表中第7层中加入了，其中 =111kN。横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图6。3.5.5 横向框架抗震变形验算多遇地震作用下，层间弹性位移验算见表8。(a
17、) (b)(a)水平地震作用 (b)地震剪力图6 横向框架各层水平地震作及地震剪力表8 横向变形验算层次层间剪力（kN）层间刚度（kN）层间位移（m）层高（m）层间相对弹性转角7395.23354978 1113.61/32436708.47354978 2003.61/18005976.75461072 2123.61/169841198.63461072 2603.61/138531368.3461072 3003.61/120021485.76461072 3223.61/111811559.72461072 5055.151/901注：层间弹性相对转角均满足要求=1/450，（若考虑填
18、充墙抗力作用为1/550）。3.6 水平地震作用下横向框架的内力分析本设计取轴线上的横向框架为KJ1代表进行计算，柱端弯矩KJ1计算，详见表9。地震作用下框架梁端弯矩，梁端剪力及柱轴力计算见表10，结果见图7、图8。图7 地震作用下框架梁柱弯矩图（单位：kNm）图8 地震作用下框架梁端剪力及柱轴力（kN）表9 轴线横向框架KJ-2柱端弯矩计算层次层高hi(m)层间剪力Vi(kN)层间刚度Di(kN)B轴柱（中柱）Dim(kN)Vim(kN)y(m)M上(kNm)M下(kNm)73.6385.2335497811323134.380.4535.7425.7463.6708.47354978113
19、23234.380.5041.441.453.6976.7546107215253322.740.5062.9757.643.61198.6346107215253402.740.5075.247233.61368.346107215253452.740.5083.118123.61485.7646107215253492.740.5089.6688.214.551559.723088429521483.470.55120.81120.12注：表中y=y0+y1+y2,3； Vim= ViDim/Di； M下= Vim yihi； M上= Vim( 1-yi )hiD轴柱（边柱）Dim(kN)
20、Vim(kN)y(m)M上(kNm)M下(kNm)73.6385.233549788900102.350.4519.816.263.6708.473549788900182.350.4734.3430.4653.6976.7546107211189251.470.4747.742.343.61198.6346107211189301.470.4757.2450.7633.61368.346107211189351.470.50636323.61485.7646107211189381.470.5068.468.414.551559.723088427956401.860.5581.9100.1
21、注：表中y=y0+y1+y2,3； Vim= ViDim/Di； M下= Vim yihi； M上= Vim( 1-yi )hi表10 地震力作用下框架梁端弯矩、梁端剪力及柱轴力 层次L(m)M左(kNm)M右(kNm)Vb(kN)L(m)M左(kNm)M右(kNm)Vb(kN)NA(kN)NB(kN)76.4419.819.26.062.5616.5416.5412.92-6.06-6.8666.4450.5433.5513.062.5628.9128.9122.59-19.12-16.3956.4478.1653.2320.402.5645.8745.8735.84-39.52-31.83
22、46.4499.5369.6226.272.5659.9859.9846.86-65.79-52.4236.44113.7682.1930.432.5670.8170.8155.32-96.22-77.3126.44131.485.5233.682.5673.6873.6857.56-129.9-101.1916.44150.3100.1738.892.5686.3186.3167.43-168.79-129.733.7 竖向荷载作用下横向框架的内力分析仍取轴线上的中框架计算分析。3.7.1 荷载计算图9 屋（楼）面板支承梁的荷载经判断知该设计中的屋（楼）面板均为双向板，屋面均布恒载及活载均为
23、梯形分布及三角形分布传给梁，计算如下：第7层梁的均布线荷载跨： 屋面均布恒载传给梁 5.54.80.8=21.12kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.625=4.35kN/m恒载： 25.47kN/m跨： 屋面均布恒载传给梁 5.52.40.625=8.25kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.425=2.9kN/m恒载： 11.15kN/m第7层活荷载： 跨： 1.54.80.8=5.76 kN/m跨： 1.52.40.625=2.25kN/m第6层梁的均布线荷载跨： 屋面均布恒载传给梁 4.34.80.8=21.12kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.625=4.35kN/
24、m恒载： 20.86kN/m跨： 屋面均布恒载传给梁 4.32.40.625=8.25kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.425=2.9kN/m恒载： 9.35kN/m第6层活荷载： 跨： 24.80.8=7.68 kN/m跨： 22.40.625=3.0kN/m第6层集中荷载：梁传荷载：0.625kN纵梁自重（包括抹灰）： 0.290.454.825=10.44kN纵墙自重： 0.28（3.6-0.45）4.819=80.44kN柱自重： 0.440.443.625=17.42kN总计： 154.85kN第2、3、4、5层梁均布线荷载 跨： 屋面均布恒载传给梁 4.34.80.8=21
25、.12kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.625=4.35kN/m恒载： 20.86kN/m跨： 屋面均布恒载传给梁 4.32.40.625=8.25kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.425=2.9kN/m恒载： 9.35kN/m第2、3、4、5层活荷载：跨： 24.80.8=7.68 kN/m跨： 22.40.625=3.0kN/m第2、3、4、5层集中荷载：梁传荷载：0.625kN纵梁自重（包括抹灰）： 0.290.454.825=10.44kN纵墙自重： 0.28（3.6-0.45）4.819=80.44kN柱自重（包括抹灰）： 0.490.493.625=21.61kN/
26、m总计： 159.04kN第1层梁的均布线荷载跨： 屋面均布恒载传给梁 4.34.80.8=21.12kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.625=4.35kN/m恒载： 20.86kN/m跨： 屋面均布恒载传给梁 4.32.40.625=8.25kN/m横梁自重（包括抹灰） 0.290.425=2.9kN/m恒载： 9.35kN/m第6层活荷载： 跨： 24.80.8=7.68 kN/m跨： 22.40.625=3.0kN/m第6层集中荷载：梁传荷载：0.625kN纵梁自重（包括抹灰）： 0.290.604.825=20.88kN纵墙自重： 0.28（3.6-0.45）4.819=80.
27、44kN柱自重： 0.490.493.625=21.61kN总计： 164.26kN中框架恒载及活荷载见图10、图113.7.2 用弯矩分配法计算框架弯矩竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与民用建筑可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低，但当活荷载在总荷载比例较小时，其影响很小，若活载占总荷载例较大，可在截面配筋时，将跨中弯矩乘1.11.2的放大系数予以调整。A 固端弯矩计算：将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。计算结果见表11：图10 框架竖向荷载示意（恒载示意）图11 框架竖向荷载示意（活载示意）表1
28、1 固端弯矩计算 B 分配系数计算：见图9，图10；考虑框架对称性，取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如图12所示。切断的横梁线刚度为原来的一倍，分配系数按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算。A柱顶层节点：其他层的分配系数见图13、图14图12 半框架梁柱线刚度示意（kN.m）图13 恒载弯矩分配表（kN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁00.2980.7020.5390.2290.232 -88.03 88.03 -6.09 26.23 61.80 -44.17 -18.76 -19.01 8.29 -22.08 30.90 -6.23 4.11 9.68 -13.30 -5.65 -5.72
29、 -0.66 -6.65 4.84 -0.39 2.18 5.13 0.21 0.09 0.09 40.15 -40.15 66.52 -30.94 -30.73 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.230.230.540.4380.1860.1860.189 -72.0972.09 -5.1116.5816.5838.93-29.34-12.46-12.46-12.6613.127.28-14.6719.46-9.38-5.89 -1.32-1.32-3.09-1.83-0.78-0.78-0.792.06-0.55-0.92-1.55-2.82-0.24 -0.13-0.13-0.322.02
30、0.860.860.8730.3021.86-52.1660.86-24.59-18.51-17.69上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.2020.3230.4750.3940.1760.2680.17 -72.0972.09 -5.1114.5623.2934.24-26.39-11.79-17.95-11.398.2910.38-13.2017.12-6.23-8.17 -1.11-1.77-2.60-1.07-0.48-0.73-0.46-0.66-1.44-0.54-1.30-0.390.23 0.530.851.250.580.260.390.2521.6231.30-52.9361.0
31、3-18.63-26.23-16.71上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.2880.2880.4240.3580.2440.2440.154 -72.0972.09 -5.1120.7620.7630.57-23.98-16.34-16.34-10.3111.6410.38-11.9915.28-8.98-8.17 -2.89-2.89-4.250.670.450.450.29-0.88-1.260.33-2.13-0.360.13 0.520.520.770.850.580.580.3629.1527.51-56.6662.78-24.65-23.35-14.77上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.
32、2880.2880.4240.3580.2440.2440.154 -72.0972.09 -5.1120.7620.7630.57-23.98-16.34-16.34-10.3110.3810.38-11.9915.28-8.17-8.17 -2.53-2.53-3.720.380.260.260.16-1.44-1.360.19-1.860.230.18 0.750.751.110.520.350.350.2227.9328.01-55.9362.43-23.67-23.72-15.04上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.2880.2880.4240.3580.2440.2440.154 -7
33、2.0972.09 -5.1120.7620.7630.57-23.98-16.34-16.34-10.3110.3811.07-11.9915.28-8.17-8.61 -2.72-2.72-4.010.540.360.360.23-1.260.350.27-2.000.13-1.04 0.190.190.271.040.710.710.4527.3429.64-56.9862.97-23.31-24.91-14.75上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.3070.2420.4510.3780.2570.2030.163-72.0972.09-5.1122.1317.4532.51-25.32-1
34、7.21-13.60-10.9210.38 -12.6616.26-8.170.700.551.03-3.06-2.08-1.64-1.32-1.36 -1.530.510.180.890.701.30-0.26-0.18-0.14-0.1132.7418.70-51.4360.22-27.46-15.38-17.469.35-7.69图14 活载弯矩分配图（kN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁00.2980.7020.53900.2290.232 -19.91 19.91 -1.23 5.93 13.98 -10.07 -4.28 -4.33 3.05 -5.03 6.99 -2.32 0.59 1.39 -2.52 -1.07 -1.08 -0.02 -1.26 0.70 -0.26