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1、哈尔滨商业大学毕业设计第 1 页 1 工程概况 设计为 17 层高层住宅，采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，条形承台和桩基础。 主体结构高度为 51.00m，层高为 3.0m,突出屋面电机房层高为 3.6m，结构总高度为 54.60m. 该工程抗震设防烈度为 6 度，场地类别为类，设计地震分组为第二组，基本 风压为 0.50KN/m2,地面粗糙度为 c 类，基本雪压为 S0=0.45KN/m2. 2 主体结构布置该剪力墙结构平面简单、规则、对称，凸出，凹进尺寸符合规范要求；结构 侧向刚度沿竖向变化均匀，无刚度突变；结构高宽比为 H/B=51/13.04=3.9130m,且 H/B=51.0/15.
2、0=3.41.50(其中建筑 物的总宽度 B 取计算方向上的宽度)，因此考虑风压脉动的影响。风振系数 z按公 式计算，为此应先按公式计算确定结构的基本周期 T1,即 T1=0.05n=0.0517=0.85s 0 T12=0.500.852=0.361KN.s2/m2 查表可得脉动增大系数=1.33.脉动影响系数 根据 H/B 查表确定，其中 B 为迎风 面宽度，由H/B=51/43.965=1.16,查表可得=0.466，振型 z按公式确定，则由公式可 求得风振系数，即z=1+1.330.466/zHi/H 在风荷载作用下，按式可得沿房屋高度分布风荷载标准值，即 q(z)=0.50(0.5+
3、0.8) 3.3+(0.8+0.4) 4+(0.8+0.58.1+(1+0.5) 3.6+(1+0.4) 3) 2zz =29.22zz 对于突出屋面的机房和水箱间，风荷载体型系数 s近似取 1.3，机房和水箱间的风 振系数近似取高度 Hi=51m 处的值，即可求得 z=1.466，则 q(z)=0.501.37.61.466z=7.242z 按上述方法确定各楼层标高处的风荷载标准值见表 17。 在壁式框架-剪力墙结构协同工作分析中，应将沿房屋高度的分布风荷载折算为倒三 角形分布荷载和均布荷载，为此，应先将图所示的分布荷载按静力等效原理折算为 节点集中力 Fi,见表 17 倒三角形分布荷载 q
4、max和均布荷载 q 按公式计算，其中， V0=Fi=1931.206KN M0=FiHI=58345.819KN.m 则 qmax=12M0/H2-6V0/H=1258345.819/512-61931.206/51 =41.984KN/m q=4V0/H-6M0/H2=41931.206/51-658345.819/512 =16.875 KN/m哈尔滨商业大学毕业设计第 17 页 表 17 各楼层风荷载计算层次Hi/mHi/Hzzq(z)/ KN/mFi/KNFiHi/KN.m水箱间54.00 1.290 1.492 9.342 28.027 1513.433 机房54.00 1.290
5、 1.492 9.342 28.027 1513.433 1751.00 1.000 1.260 1.492 54.927 50.819 2591.771 1648.00 0.941 1.226 1.476 52.868 140.960 6766.062 1545.00 0.882 1.190 1.460 50.751 158.576 7135.919 1442.00 0.824 1.154 1.442 48.634 152.254 6394.650 1339.00 0.765 1.117 1.424 46.488 145.887 5689.605 1236.00 0.706 1.078 1.
6、406 44.283 139.433 5019.603 1133.00 0.647 1.039 1.386 42.078 132.848 4383.984 1030.00 0.588 1.000 1.365 39.873 126.233 3787.002 927.00 0.529 0.952 1.345 37.405 119.487 3226.157 824.00 0.471 0.904 1.323 34.937 112.215 2693.165 721.00 0.412 0.856 1.298 32.469 104.812 2201.045 618.00 0.353 0.800 1.273
7、29.768 97.291 1751.242 515.00 0.294 0.740 1.246 26.949 89.245 1338.672 412.00 0.235 0.740 1.197 25.884 81.724 980.693 39.00 0.176 0.740 1.148 24.819 77.652 698.867 26.00 0.118 0.740 1.099 23.753 74.456 446.736 13.00 0.059 0.740 1.049 22.688 71.260 213.780 0.00 0.000 0.740 1.000 21.623 0.000 0.000 合计
8、1931.206 58345.819 哈尔滨商业大学毕业设计第 18 页 3.3 水平地震作用计算 3.3.1 重力荷载代表值计算 结构地震反应分析的计算简图，集中于各质点的重力荷载 Gi为计算单元范围内 各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙、柱等重力荷载。计算时各可 变荷载的组合系数按表采用；屋面上的可变荷载取雪荷载。计算过程从略，各 质点重力荷载计算结果分别为G1-G16= 4716.94KN ,G17 =5363.52KN G18=1504.20KN,G19=916.70KN.（楼电梯间楼面自重重 1.2 倍） 。 3.3.2 结构基本自振周期因屋面带有突出间，按照主体结构顶点位移
9、相等的原则，将电梯间、水箱间质 点的重力荷载代表值折算到主体结构顶层，并将各质点的重力荷载转化为均布 荷载。 Ge=G18(1+1.5h1/H)+G19(1+1.5(h1+h2)/H)=1504.2(1+1.53/51)+916.(1+1.5 （3+3）/51)=2714.57KN q=Gi/H=(4716.9416+5363.52)/51=1584.99KN/m 将 q, Ge,EcIeq分别代入公式，可分别求得均布荷载作用下和集中荷载作用 下结构顶点的位移为： q=1/4(sh+1)/ch(ch-1)- sh+2/2qH4/EcIeq=1/4.0864(4.086sh4.086+1)/ch
10、4.086(ch4.086-1)-4.086sh4.086+4.0862/2 1584.99514/131.785107=0.1532m Ge=1/3(-th) GeH3/ EcIeq=1/4.0863(4.086-th4.086) 2714.57513/131.785107=0.0123m T=q+Ge=0.1532+0.0123=0.1655m 由公式计算并取 T=1.0,可求得结构基本自振周期为 T1=1.7TT=1.71.O0.1655=0.692s 3.3.3 水平地震作用计算 该房屋主体结构高度为 51m，超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，为便于 手算，采用底部剪力法计算
11、水平地震作用。结构的等效总重力荷载为 Ge =0.85Gi=0.85(4716.9416+5363.52+1504.2+916.70) = 70767.141KN 本设计结构的设防烈度为 6 度，设计地震分组为第二组，场地类别为类，由表查 得特征周期 Tg=0.40s,因一般建筑结构的阻尼比为 0.05，故应按公式计算地震影响 系数，采用底部剪力法按公式可求得结构的总水平地震作用标准值，即FEk=(Tg/T1)0.9maxGeq=(0.40/0.692)0.90.0470767.141 =1728.42KN 因为 T1=0.692s 1.40.40=0.56s,所以应考虑顶部附加水平地震作用
12、Fn=n FEk=(0.080.692+0.01) 1728.42=112.97KN 质点 i 的水平地震作用 Fi按公式计算，即Fi=GiHi/GjHj FEk(1-n) 计算结果见表 18 剪力墙结构分析时，可按图将各质点的水平地震作用折算为倒三角形分布荷载 qmax 和顶点集中荷载 F，由公式可求得Fe=F19+F18=34.34+56.35=90.69KN M1=34.343+56.353=272.07KN.m V0=Fi=1615.45KN M0=FiHi=58629.78KN.m 将上述数据代入公式可求得哈尔滨商业大学毕业设计第 19 页 qmax=6(1615.455158629
13、.78272.07)/512=54.178KN/M F=3(58629.78+272.07)/51+90.69+112.9721615.45 =437.57KN表 18 各质点水平地震作用标准值计算层 次Hi/mGi/KNGiHi/KN.mGiHi/GjHjFi/KNFiHi/KN.m1954.00 916.749501.80 0.0213 34.34 1854.30 1854.00 1504.281226.80 0.0349 56.35 3042.69 1751.00 5363.52273539.52 0.1175 189.75 9677.33 1648.00 4716.94226413.1
14、2 0.0972 157.06 7538.90 1545.00 4716.94212262.30 0.0911 147.24 6625.99 1442.00 4716.94198111.48 0.0851 137.43 5771.97 1339.00 4716.94183960.66 0.0790 127.61 4976.85 1236.00 4716.94169809.84 0.0729 117.80 4240.63 1133.00 4716.94155659.02 0.0668 107.98 3563.31 1030.00 4716.94141508.20 0.0608 98.16 294
15、4.88 927.00 4716.94127357.38 0.0547 88.35 2385.36 824.00 4716.94113206.56 0.0486 78.53 1884.73 721.00 4716.9499055.74 0.0425 68.71 1442.99 618.00 4716.9484904.92 0.0365 58.90 1060.16 515.00 4716.9470754.10 0.0304 49.08 736.22 412.00 4716.9456603.28 0.0243 39.27 471.18 39.00 4716.9442452.46 0.0182 29
16、.45 265.04 26.00 4716.9428301.64 0.0122 19.63 117.80 13.00 4716.9414150.82 0.0061 9.82 29.45 合计83255.462328779.64 1615.45 58629.78 3.4 结构水平位移的验算由于本设计中风荷载值远小于水平地震作用，故只需进行水平地震作用下的位移验 算。水平地震作用下的位移为倒三角形分布荷载和顶点集中荷载产生的位移之和，哈尔滨商业大学毕业设计第 20 页 可分别按公式进行计算，计算水平地震作用取标准值，剪力墙取弹性刚度。计算结 果见表 19。在倒三角形荷载作用下u1i=54.178514/（131.785107）1/4.0862(1/4.0862+sh4.086/24.08sh4.086/4.0862) (c
