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1、本 科 毕 业 设 计计 算 书题 目高层建筑结构探索住宅3学 院建筑与土木工程专业土木工程班级09土木本一学号0935学生指导教师日 期2012-12-201、绪论41.1 工程背景41.1.1 设计资料41.1.2 材料选择82、结构方案初选与荷载计算82.1 结构构件截面尺寸初选：82.1.1结构布置82.1.2构件截面尺寸初选92.2 荷载计算102.2.1 恒载标准值计算102.2.2 活荷载标准值计算113、PKPM建模及计算123.1概述123.2PKPM建模中的控制性参数133.3各参数的意义及控制方法133.3.1周期比133.3.2位移比（层间位移比）133.3.3层间位移
2、角143.3.4层间受剪承载力比153.3.5剪重比153.3.6刚重比163.3.7层间刚度比173.3.8柱轴压比173.4PKPM建模参数的输入183.5结构最终模型及计算结果分析223.5.1结构模型最终方案223.5.2周期比分析293.5.3位移比和层间位移角分析303.5.4层间受剪承载力比分析423.5.5剪重比分析433.5.6刚重比分析463.5.7层间刚度比分析463.5.8柱轴压比分析544、探索性设计634.1综述634.2振型数对结构的影响634.2.1振型数选为15个634.2.2振型数选为12个664.2.3振型数选为9个694.2.4振型数选为6个714.2.
3、5振型数选为3个744.2.6综合分析结果764.2.7经验总结764.3柱截面尺寸的进一步探索774.3.1探索目的774.3.2探索过程774.4结构布置探索924.4.1概述924.4.2结构布置原则924.4.3探索过程934.4.4经验总结1035、基础设计1045.1设计依据1045.1.1规1045.1.2 SATWE荷载1045.2单桩设计1045.2.1选择持力层并确定桩的截面尺寸和长度1045.2.2确定单桩竖向承载力特征值Ra1045.2.3确定基桩竖向承载力特征值R并确定桩数n及其布置1055.2.4桩基承载力验算1055.3承台设计1055.3.1示意图1055.3.
4、2设计参数1065.3.3力计算1065.3.4柱对承台的冲切验算1075.3.5角桩对承台的冲切验算1085.3.6承台斜截面受剪验算1095.3.7承台受弯计算1115.3.8柱对承台的局部受压验算1125.3.9桩对承台的局部受压验算1126、梁式楼梯设计1126.1示意图1126.2基本资料1136.2.1依据规1136.2.2几何参数1136.2.3荷载标准值1136.2.4材料信息1136.3计算过程1146.3.1楼梯几何参数1146.3.2荷载设计值1146.3.3梯梁斜截面受剪承载力计算1156.3.4正截面受弯承载力计算1156.4计算结果1166.5跨中挠度验算1166.
5、6梯梁裂缝宽度验算1176.7跨中挠度计算1186.8裂缝宽度验算120参考文献1211、绪论1.1 工程背景随着这几年来中国城市建设和经济的快速发展，由于建设者开发、使用功能上的要求，高层建筑的体型越来越多样化。城市空间的缩小，居住和办公建筑开始向着高层发展。为顺应时代的要求，本工程为一小高层住宅建筑，框架剪力墙结构，坐落于市区，南北朝向，设计使用年限50年，建筑高度51m，地下一层，地上16层，其中地下室层高3m，地上第一层3.6m，顶层2.4m，其余各层层高均为3m。1.1.1 设计资料A建筑物所在地：市区；B设防烈度：6度；设计基本地震加速度值为0.05g，据建筑抗震设计规GB5001
6、1-2010附录A 我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组。C场地土类别：类；D基本风压：0.60kN/m2，据建筑结构荷载规GB5009-2012表D.5 全国各城市的雪压、风压和基本气温；E工程地质及水文资料如下: (自然底面标高3.8，道路标高4.5)层序岩土名称层厚（m）压缩模量（MPa）地基承载力特征值（kPa）钻孔灌注桩侧阻力特征值（kPa）钻孔灌注桩端阻力特征值（kPa）1粘土0.701.83.280102淤泥1.65.41.34053淤泥夹粉砂1.04.32.05064粉砂夹淤泥3.415.34.580185淤泥夹粉砂0.58.52.05586淤泥7.411
7、.91.64587淤泥质粘土7.816.52.860108淤泥质粘土夹粉 砂0.910.93.570139淤泥质粘土2.37.23.0651110卵石0.75.02503080011粉砂夹粉质粘土0.51.57.01802540012卵石1.120.730035150013中风化5.28.320001504000注：本工程勘察期间测得稳定地下水位埋深为0.61.67，高程2.563.13m，地下水位年变化幅度约23m，常年水位可取3.5m。 本工程的0.00相当于绝对标高为4.95m。F抗震等级：框架抗震等级为四级；剪力墙抗震等级为三级。确定依据为：建筑抗震设计规 GB50011-2010 6
8、.1.2条：612 钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表612确定。注：1 建筑场地为类时，除6度外应允许按表降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；2 接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级； 3 大跨度框架指跨度不小于18m的框架；4 高度不超过60m的框架-核心筒结构按框架-抗震墙的要求设计时，应按表中框架，抗震墙结构的规定确定其抗震等级。高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-20103.9.3条：393 抗震设计时，高层建筑钢
9、筋混凝土结构构件应根据抗震设防分类、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表393确定。当本地区的设防烈度为9度时，A级高度乙类建筑的抗震等级应按特一级采用，甲类建筑应采取更有效的抗震措施。注：本规程“特一级和一、二、三、四级”即“抗震等级为特一级和一、二、三、四级”的简称。1.1.2 材料选择材料选用：柱混凝土强度等级C30，fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2梁板混凝土强度等级C25，fc=11.9N/mm2, ft=1.27N/mm2梁板柱受力钢筋HRB335，fy=300N/mm2箍筋以
10、及其余钢筋HPB235，fy=210N/mm22、结构方案初选与荷载计算2.1 结构构件截面尺寸初选：2.1.1结构布置初步结构布置图2.1.2构建截面尺寸初选(1)楼板高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20103.6.3条：一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm，当板预埋暗管时不宜小于100mm；顶层楼板厚度不宜小于120mm，宜双层双向配筋；转换层楼板应符合本规程第10章的有关规定；普通地下室顶板厚度不宜小于160mm；作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，楼板厚度不宜小于180mm，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于025。本工程地下室顶板作为上部结构的
11、嵌固端，根据规要求，本工程地下室顶板取200mm厚；其余各层楼板厚均取120mm。(2)梁截面高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20106.3.1条：框架结构的主梁截面高度可按计算跨度的110118确定；梁净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度不宜小于梁截面高度的14，也不宜小于200mm。本工程：主梁h=（ 1/101/18 ）l=(383690) 取h=500mm b=（1/2 1/3 )h=127345mm 取b=250mm次梁取b=250，h=400. (3)柱截面高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20106.4.1条：柱截面尺寸宜符合下列规定：1、矩形截面柱的边长，非抗震设计
12、时不宜小于250mm，抗震设计时，四级不宜小于300mm，一、二、三级时不宜小于400mm；圆柱直径，非抗震和四级抗震设计时不宜小于350mm，一、二、三级时不宜小于450mm。2 、柱剪跨比宜大于2。3 、柱截面高宽比不宜大于3。本工程柱截面初选为500mm500mm，楼梯间两角的柱截面初定为600mm600mm。考虑到柱轴力会随着层数的上升而变小，所以此结构中的柱在PKPM计采用变截面柱，截面的变换尺寸根据以后的计算结果中柱的轴压比，在满足规的要求上适当的调整柱截面尺寸，这样可以节约建筑材料使材料的强度得到充分利用从而达到经济的目的，并符合规要求。(4)剪力墙高层建筑混凝土结构技术规程JG
13、J3-20107.2.1条：剪力墙的截面厚度应符合下列规定：1 应符合本规程附录D的墙体稳定验算要求。2 一、二级剪力墙：底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于160mm 一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220mm，其他部位不应小于180mm。3 三、四级剪力墙：不应小于160mm，一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm。4 非抗震设计时不应小于160mm。5 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。7.2.2条： 抗震设计时，短肢剪力墙的设计应符合下列规定：短肢剪力墙截面厚度除应符合本规程第721条的要求外，底部加强部位尚不应小于200mm，其他部位尚不应小于180mm。根据规的要求，本工程地下室周边剪力墙取250mm厚，地上部分电梯井墙体厚取200mm，其余剪力墙均取250mm厚。2.2 荷载计算2.2.1 恒载标准值计算(1)屋面恒载 (2 ) 楼面（3）梁间荷载A外墙梁间荷载B墙梁间荷载 C阳台荷载2.2.2 活荷载标准值计算（1）屋面和楼面活荷载标准值()A根据建筑结构荷载规GB50009-20125.1.1条得楼面均布活荷载标准值2.0KN/m2：B根据建筑结构荷载规GB50009-20115.3.1条得楼面均布活荷载标准值0.5KN/m2：（2）雪荷载 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。
