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1、商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计高层建筑结构设计计算书高层建筑结构设计计算书目录目录一、一、结构方案评价结构方案评价 .1二、二、风荷载计算风荷载计算 .1三、三、竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算 .2四、四、水平荷载作用下内力计算水平荷载作用下内力计算 .91.1. 水平地震荷载作用下 .92.2. 水平风载作用下的内力计算 .11五、五、三四层内力算至柱边缘处三四层内力算至柱边缘处 .15六、六、竖向荷载作用下弯矩调幅后梁控制截面内力值。竖向荷载作用下弯矩调幅后梁控制截面内力值。 （调幅系数取 0.8） .15七、七、三四层内力组合如下表三四层内力组合如下表 .15八、八、截面配筋
2、计算截面配筋计算 .191.梁跨中截面配筋计算.192.计算柱弯矩设计值.21商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计一、一、结构方案评价结构方案评价1.1.该建筑为常见的一般建筑物，即属于 A 级框架结构体系，查表 2-2 得：抗震设防烈度为 7 度时，最大适用高度为 50m，该设计方案建筑高度为 （36.4-1）m=35.4m50m，故满足要求。 2.查表 2-6 得：最大高宽比为 4，该设计方案高宽比为 H/B=，故满足要求。35.42.7413m m3.查表 2-10 得长宽比限值为6.0，该设计方案长宽比为故362.776.013m m满足要求。 4.该方案设计的建筑物立面规则，均匀
3、，从上到下外形不变，沿高度布置 连续均匀；建筑平面形状为矩形，规则，简单，对称；长宽比不大，有利 于抗震。综上所述：该结构方案合理。二、二、风荷载计算风荷载计算取 4 号轴线处一榀横向框架为计算单元H=35.4m30m，且高宽比 H/B=35.4/13=2.71.5 所以要考虑风振系数z=1+ 基本振型Z高度处振型系数 基本风压值zz zZ H 0=0.35kN/m2 框架结构基本周期：T1=0.25+0.5310-3 22 33335.40.250.53 100.5313HsB2222 010.35 0.530.098./kN sm 城市郊区属于 B 类粗糙度地区，查表3-3得，脉动增大系数
4、=1.228 H/B=35.4/36=0.983 查表 3-4 得脉动影响系数 =0.4585 平面为矩形所以风载体型系数 s=0.8+0.5=1.3z由表 3-1 查得 ki=zi sz 0楼 层Z/msziziz 0kihiAiFi13.01.31.00001.04770.08470.350.47673.319.89.44 26.61.31.00001.10500.18640.350.50283.621.610.86 310.21.31.00561.16130.28810.350.53143.621.611.48 413.81.31.10641.19840.38980.350.60333.
5、621.613.03 517.41.31.19281.23200.49150.350.66863.621.614.44 621.01.31.26701.26360.59320.350.72843.621.615.73商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计三、三、竖向荷载内力计算竖向荷载内力计算梁柱线刚度计算 因为在设计时：当梁两边都有楼板时，I=2.0Ir当梁一边有楼板时， I=1.5Ir 注：Ir为按矩形截面计算的惯性矩。 所以梁的线刚度计算如下表：梁位置EcLbhIrIib 1010中间梁3.151046500400mm600mm7.210914.41096.98边 梁3.1510465
6、00400mm600mm5.410910.81095.24注：ib=EI l 柱的线刚度计算如下表：层数EchbhIic 10102-103.151043600650mm650mm14.8810913.0213.151044000650mm650mm14.8810911.72注：ic=EI h因为竖向荷载为对称荷载，取 4 号轴线的一榀框架为计算单元，结构对称,所以中柱的剪力和弯矩为零。由每个杆件均为固端，所以转动刚度 S=4i分配系数 i=iS S724.61.31.32821.29460.69490.350.78243.621.616.90 828.21.31.38941.32280.79
7、660.350.83623.621.618.06 931.81.31.44521.35000.89830.350.88773.621.619.17 1035.41.31.49561.37651.00000.350.93671.810.810.12商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计传递系数 C=0.5在竖向恒载作用下在竖向恒载作用下梁柱内力计算结果如下其中梁端剪力由公式：Vbli=21+2lr b ib iqlMM21 2rrl b ib ib iV lqlMM柱剪力：Vihi=tb ciciMM梁轴力为上下两柱剪力的代数和，柱上端的轴力=其上所有柱自重+其上所有墙自重+其上所有梁端剪力
8、柱下端的轴力=该柱上端的轴力+本层柱的自重 柱的自重=0.650.65253.6=38.03kN 外墙自重=6kN/m6m=36kN 内墙自重=1.5kN/m26m(3.6-0.6)m=27kN层数截面MNV上端43.72-1041.68-24.29 边柱下端43.72-1079.71-24.29上端0-1691.180柱中柱 下端0-1729.210左端-87.44089.00 跨中51.29-4梁 右端110.980-96.25上端43.72-1024.71-24.20 边柱下端43.41-1242.74-24.20上端0-1948.710柱中柱 下端0-1986.740左端-87.440
9、.0989.003梁跨中51.29-商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计右端110.980.09-96.25注：弯矩、剪力以顺时针为正，逆时针为负。轴力以压负，拉为正。计算 3,4 层柱的轴力时用到的其他各层梁的剪力见下表层数/kNVl bi/kNVrbi1063.3573.15 989.1596.10 3-889.0096.25商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计在竖向活载作用下梁柱内力统计如下表其中梁端剪力由公式：Vbl=21+2lr bbqlMM21 2rrl bbbV lqlMM柱剪力：Vihi=tb ciciMM梁轴力为上下两柱剪力的代数和，柱轴力=其上所有梁端剪力层数截面M
10、NV上端18.42-261.09-10.23 边柱下端18.42-261.09-10.23上端0-569.820柱中柱 下端0-569.820左端-36.84037.48 跨中37.48-4梁 右端46.730-40.52上端18.42-298.57-10.20 边柱下端18.29-298.57-10.20上端0-650.860柱中柱 下端0-650.860左端-36.910.0337.48 跨中37.48-3梁 右端46.730.03-40.52注：弯矩、剪力以顺时针为正，逆时针为负。轴力以压负，拉为正。商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计计算 3,4 层柱的轴力时用到的其他各层的梁的剪
11、力见下表层数/kNVl bi/kNVrbi1036.0441.96 937.6540.35 3-837.4840.52商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计四、四、水平荷载作用下内力计算水平荷载作用下内力计算1.水平地震荷载作用下 由 D 值法其计算过程如下表层数柱类型根数K=1234 2ciiii i=2K KD=212ci hD/104纵向边柱100.5360.2112.544中间柱51.0720.3494.207横向边柱20.4020.1672.0133 4 5角 柱40.8050.2873.4661.447取 4 号轴线一榀框架为计算单元，每根柱子所分剪力计算如下表层数层剪力 Vpi
12、/kN边柱 D 值中柱 D 值D/104每根边柱剪力每根中柱剪力54714K=0.536 =0.211 D=2.544K=1.072 =0.349 D=4.20761.447V2.544471461.447 195.17piDVDV4.207471461.447 322.75piDVD45134K=0.536 =0.211 D=2.544K=1.072 =0.349 D=4.20761.447V2.544 61.447 212.56piDVDV4.207 61.447 351.50piDVD商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计35454K=0.536 =0.211 D=2.544K=1.0
13、72 =0.349 D=4.20761.447V2.544 61.447 225.80piDVDV4.207 61.447 373.14piDVD查表得柱子的反弯点如下表层数边柱中柱5n=10 j=5 K=0.536 y0=0.45=0.211 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.45n=10 j=5 K=1.072 y0=0.50=0.349 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.504n=10 j=4 K=0.536 y0=0.50=0.211 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.50n=10 j=4 K=1.072 y0=0.50=0.349
14、 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.503n=10 j=3 K=0.536 y0=0.50=0.211 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.50n=10 j=3 K=1.072 y0=0.50=0.349 y1=y2=y3=0y=y0+y1+y2+y3=0.50 注：由于上下层梁的线刚度及上下层高均相同，所以 y1 y2 y3均为零柱端弯矩由公式： 计算(1)ciiiMVy h上 ciiiMV yh下梁端弯矩：边跨 +1+biijijMMM上下中间跨 1()l lb biijijlr bbiMMMii上下由平衡条件计算梁端剪力及跨中弯矩 柱的轴力=梁端剪力的代数和 所以中柱轴力为零。 所以在水平地震荷载作用下梁柱内力计算见下表层数截面MNV商丘师范学院土木工程学院高层建筑课程设计上端382.61888.19212.56 边柱下端382.61888.19212.56上端632.700351.50柱中柱 下端632.700351.50左端698.79-200.864梁 右端606.83-200.86上端406.441109.27225.80 边柱下端406.441109.27225.80上端672.
