剪力墻結(jié)構(gòu)畢業(yè)設計

1、目錄第 1 章 工程概況與設計條件建筑概況于結(jié)構(gòu)選型 2設計依據(jù)3設計基本條件 3混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別 3第 2 章 建筑設計建筑設計部分 4套內(nèi)建筑面積 5結(jié)構(gòu)設計 4第 3章 主要結(jié)構(gòu)材料主要結(jié)構(gòu)材料 6第 4章 結(jié)構(gòu)計算模型基本假定 7計算軟件與主要參數(shù) 8樓梯計算 9第 5章豎向荷載屋面及樓面活荷標準值 12屋面及樓面永久荷載標準值 12隔墻永久荷載標準值 14第6章 風荷載作用下的內(nèi)力風荷載的標準值 16風載體形系數(shù) 16風壓沿高度變化系數(shù) 16風振系數(shù) 17結(jié)構(gòu)的風荷載及相應的內(nèi)力 19第7章 水平地震作用計算抗震設計要點22結(jié)構(gòu)自振周期及振型 24水平地震作用標準值、地震剪力和地

2、震傾覆力矩25地震作用下結(jié)構(gòu)個樓層水平位移和層間位移 26第8章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算房間1各構(gòu)件內(nèi)力計算 28剪力墻的截面設計 29房間1板的計算35第9章 樓梯計算樓梯平面布置 37梯段計算37平臺板計算 40第 1 章 工程概況與設計條件一、建筑概況于結(jié)構(gòu)選型武漢市某高層住宅樓，標準層層高為 3m第18層為電梯間和水箱，層高 4.8m，首層室內(nèi)外高差0.45m,建筑物總高度56.25m。建筑物沿X方向長度為 20.4m,沿丫方向上的長度為12.2m。高層就愛你住的平面布置如圖1-1所示。根據(jù)建筑物的使用功能、房屋的高度與層數(shù)、場地條件、結(jié)構(gòu)材料以及施 工技術(shù)因素綜合考慮，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混

3、凝土剪力墻體系。墻體厚度 均為200mm剪力墻的平面布置如圖1-1。墻體定位均為軸線居中。樓蓋結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，標準層樓板厚度為100mm電梯機房及樓梯樓面樓板厚度為150mm基礎采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土筏型基礎。建筑隔墻采用陶?；炷量招钠鰤K砌筑，分戶墻厚度為 200mm戶內(nèi)隔墻 厚度為200mm主臥衛(wèi)生間隔墻以及儲存室墻厚度為 100mm屋面保溫材料采 用硬質(zhì)聚氨酯泡沫，焦渣混凝土找坡，室內(nèi)建筑地面的主要做法為鋪設地磚。二、設計依據(jù)本工程依據(jù)下列現(xiàn)行國家標準或者行業(yè)標準進行結(jié)構(gòu)設計：1 房屋建筑制圖統(tǒng)一標準 GB/T50001-20012 總圖制圖標準 GB/T50103-20013 民

4、用建筑設計通則 JGJ37-87 （試行）4 建筑制圖標準 GB/T50104-20015 建筑設計防火規(guī)范（ 1997 年局部修訂） GBJ16-87（2001 年版 ）6 建筑結(jié)構(gòu)制圖標準 GB/T50105-20017 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-20018 砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 GB50003-20019 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 GB50010-200210 建筑地基基礎設計規(guī)范 GB50007-200211 建筑抗震設計規(guī)范 GB50011-200812 高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程 JGJ 3-200213 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ 94-9414 住宅設計規(guī)范 GB 50096-1999

5、（2003年版 ）15 高層民用建筑設計防火規(guī)范 GB50045-95（2001年版 ）16 建筑設計資料集17 建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集18 建筑設計常用數(shù)據(jù)手冊三、設計的基本條件1 、 該市建筑自然基本條件：全年主導風向：東北風 最大凍土深度： 0 .20m 基本雪荷載： So=0.5KPa 基本風荷載： Wo=0.35KPa （離地 10m 高處值） 場地土類別： II 類抗震設計 : 6 度 設計分組為第一組2、工程地質(zhì)條件：第一層為填土層 , 厚度為 1.0m, 1=17KN/m 2, Es=6.0Mpa;fk1 =100kPa,第二層為粘土層 , 厚度為 1.0m, 2=18KN/m 2

6、, f k2 =160kPa, Es=9.0Mpa; 第三層為砂質(zhì)泥巖 , 3=19KN/m 2, f k3 =350kPa, 未鉆穿 Es=13.0Mpa. 地下水埋深 2.0m, 無侵蝕性 . 單體 +0.000 相對絕對標高 30.400m. 室內(nèi) 外高差 300mm .3 、 本課題為武漢市某師部住宅小區(qū)規(guī)劃方案總體布局中的一棟高層住宅。4 、 建筑材料供應：目前本市市場上符合國家標準的建材均可。四、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別按照混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范第 3.4.1 條規(guī)定，本工程混凝土結(jié)構(gòu)可以根 據(jù)其所處 環(huán)境定為一類。第 2 章：建筑設計一、建筑設計部分：1建筑設計要求（1）造型美觀、能體現(xiàn)

7、當代青年人的特點 , 使用方便、經(jīng)濟合理。（2）防火、日照、采光、通風等各項指標均應符合規(guī)范要求。（3）裝修標準：外墻采用釉面磚，顏色及立面分格自行處理。 （僅供參考） 內(nèi)墻采用白色乳膠漆。 （僅供參考） 廁所均做淺色瓷磚至頂。（4）屋面設計（不考慮上人） ：屋面面層（防水層）用 PVC 卷材。設置保 溫、隔熱層（樓梯間屋面可不設）（5）樓地面：（僅供參考） 居住房間：水泥地面； 衛(wèi)生間：鋪淺色防滑地磚； 其它：水磨石樓地面。屋面工程不上人平屋面做法：屋面做法采用卷材柔性防水屋面做法88J1-X1工程做法按國家標準屋面工程技術(shù)規(guī)范 GB50207-94相關部分執(zhí)行墻體外墻裝飾外墻采用100X

8、100面磚，基層用15厚1:3水泥砂漿分層抹平，5厚1:2水泥砂漿抹面；面磚業(yè)主自定內(nèi)墻裝修內(nèi)墻裝修采用水泥砂漿面，做法詳見 88J1-X1工程做法，面層裝修業(yè)主自定頂棚裝修采用水泥砂漿面，做法詳見 88J1-X1工程做法地面采用水泥砂漿面，做法詳見 88J1-X1工程做法樓面采用水泥砂漿面，做法詳見 88J1-X1工程做法踏腳線為 150 高水泥砂漿面，做法詳見 88J1-X1 工程做法衛(wèi)生間采用300X 300防滑地磚，墻面采用150X150白色面磚墻裙高1800mm衛(wèi)生間防水層，其坡度為 i=1%。各房間木門采用鋼制門其它內(nèi)裝修標準由業(yè)主確定外裝修外窗采用塑鋁合金白色玻璃，采用推拉窗，做

9、法規(guī)范要求施工。落水管采用PVC白色管。根據(jù)建筑抗震設防分類標準本工程按丙類建筑進行抗震設防。住宅入戶口采用防盜門。樓梯欄桿刷黑色銀粉漆二道。陽臺欄桿采用鐵花欄桿高1150。圖中未注明的門垛為240mn寬，圖中未注明大樣線腳，采用成品線腳。施工中應注意各工種配合，做好管道，設備安裝的預留預埋，不得事后打洞鑿 槽。樓梯的設計也要滿足高層民用建筑設計防火規(guī)范的b*h 250mm*150mm 樓梯的寬度、平臺梁的跨度也滿足要求。未盡事宜應嚴格按國家現(xiàn)行有關規(guī)范施工驗收。、套內(nèi)建筑面積:主臥（帶衛(wèi)生間）21.60 m2次臥一11.34 m2次臥二11.73 m客廳16.38 m餐廳及走道17.04 m

10、衛(wèi)生間4.41 m2廚房5.22 m陽臺5.85 m套內(nèi)建筑面積90.65 m公共面積（樓梯間、電梯間及過道）37.00 m第3章主要結(jié)構(gòu)材料一、鋼筋本工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的縱向受力鋼筋選用 HRB335級和HRB400級熱軋鋼筋，箍筋 和剪力墻分布鋼筋選用HRB335級和HPB235級熱軋鋼筋。HPB235級鋼筋應符合 現(xiàn)行熱軋國家標準鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋GB13013的要求，HRB335級和 HRB400級熱軋鋼筋應符合現(xiàn)行國家標準鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋GB1499的要求，且鋼筋的抗拉強度實測值于屈服強度的實測值之比不小于1.25，屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于 1.3。鋼筋的強度

11、設計值于彈性模量按 照混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范第 423和第424條的規(guī)定采用，參見下表2-1鋼筋種類符號fy(N/m m2)fy(N/m m2)Es (x105)HPB2342102102.1HRB3353003002.0HRB4003603602.0二、混凝土1、 剪力墻的混凝土等級，1至7層剪力墻結(jié)構(gòu)采用C35級混凝土，8至14 層結(jié)構(gòu)采用C30級混凝土，15至18層剪力墻結(jié)構(gòu)采用C25級混凝土。2、梁的混凝土等級為C30.3、板的混凝土等級為C304、底層墊層混凝土等級為C15,基礎構(gòu)件墊層混凝土等級為 C155、基礎混凝土等級為C30三、焊條1 、HPB235級鋼筋互焊及與HRB335R鋼

12、筋焊接時，使用E43xx焊條2 、HRB335級鋼筋互焊時，使用 E50xx焊條第4章 結(jié)構(gòu)計算模型、基本假定本結(jié)構(gòu)為高層剪力墻結(jié)構(gòu)，采用三維空間有限元軟件進行計算。無論是 在豎向荷載作用下，還是在風荷載或者水平荷載作用下，均假定結(jié)構(gòu)及構(gòu)件 處于理想彈性狀態(tài)，故此可采用先彈性方法計算高層混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用 極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)時的變形能力和內(nèi)力。由于高層建筑結(jié)構(gòu)的計算模型非常復雜，為了減少結(jié)構(gòu)計算的自由度， 在進行計算分析時，通常引入“樓板在平面內(nèi)剛度無限大，在平面外剛度為 零”的假定，使得每一層樓中任何構(gòu)件在樓層平面內(nèi)的平移和轉(zhuǎn)動均可以用 該層參考點的平移和轉(zhuǎn)動表示，從而大大減少結(jié)構(gòu)

13、的自由度和計算量。當樓 板的平面形狀比較狹長或者有較大的凹入及開洞造成樓面平面內(nèi)剛度有所削 弱，在水平力的作用下樓板的變形不能忽視。此時，應對采用剛性樓板假定 的計算結(jié)果加以修正，或者直接采用能夠模擬樓板平內(nèi)剛度的板殼單元進行 分析。、計算軟件與主要參數(shù)本工程采用由中國建筑科學研究院 PKPMCA工程部開發(fā)的多層級高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設計軟件SATWE進行結(jié)構(gòu)的整體力學計算結(jié)構(gòu)主要設計信息如下：結(jié)構(gòu)材料信息 :鋼砼結(jié)構(gòu)混凝土容重 (kN/m3):Gc =26.00鋼材容重 (kN/m3):Gs =78.00水平力的夾角 (Rad):ARF= 0.00地下室層數(shù) :MBASE=0豎向荷載

14、計算信息 :按模擬施工加荷計算方式風荷載計算信息 :計算 X,Y 兩個方向的風荷地震力計算信息 :計算 X,Y 兩個方向的地震特殊荷載計算信息 :不計算結(jié)構(gòu)類別:裙房層數(shù): 轉(zhuǎn)換層所在層號：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)MANNEX= 0MCHANGE= 0墻元細分最大控制長度 (m) 墻元側(cè)向節(jié)點信息 : 是否對全樓強制采用剛性樓板假定 采用的樓層剛度算法 結(jié)構(gòu)所在地區(qū)DMAX= 2.00內(nèi)部節(jié)點是層間剪力比層間位移算法全國風荷載信息 修正后的基本風壓 (kN/m2):地面粗糙程度 : 結(jié)構(gòu)基本周期(秒) 體形變化分段數(shù) : 各段最高層號 : 各段體形系數(shù) :WO = 0.35 C 類T1 = 1.55 M

15、PART= 2 NSTi = 17 18 USi = 1.40 1.30地震信息 振型組合方法(CQC耦聯(lián);SRSS非耦聯(lián))計算振型數(shù) :地震烈度 :場地類別 : 設計地震分組 :特征周期 多遇地震影響系數(shù)最大值 罕遇地震影響系數(shù)最大值 框架的抗震等級 : 剪力墻的抗震等級 : 活荷質(zhì)量折減系數(shù) :CQCNMODE= 21NAF = 6.00KD = 2一組TG = 0.40Rmax1 = 0.04Rmax2 = 0.50NF = 3NW = 3RMC = 0.50本科畢業(yè)論文周期折減系數(shù) :TC = 0.90結(jié)構(gòu)的阻尼比 (%):DAMP = 5.00是否考慮偶然偏心 :是是否考慮雙向地震扭

16、轉(zhuǎn)效應 :是斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向的附加地震數(shù) = 0活荷載信息 考慮活荷不利布置的層數(shù)不考慮柱、墻活荷載是否折減折算傳到基礎的活荷載是否折減折算 柱，墻，基礎活荷載折減系數(shù) 計算截面以上的層數(shù) 折減系數(shù)11.002-30.854-50.706-80.659-200.60 200.55調(diào)整信息 中梁剛度增大系數(shù)：BK =2.00梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)：BT =0.85梁設計彎矩增大系數(shù)：BM= 1.00連梁剛度折減系數(shù)：BLZ =0.70梁扭矩折減系數(shù)：TB =0.40全樓地震力放大系數(shù)：RSF= 1.000.2Qo 調(diào)整起始層號：KQ1= 00.2Qo 調(diào)整終止層號：KQ2= 0頂塔樓內(nèi)力放大起算層號

17、：NTL =頂塔樓內(nèi)力放大： RTL = 1.00 九度結(jié)構(gòu)及一級框架梁柱超配筋系數(shù) CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震規(guī)范 5.2.5 調(diào)整樓層地震力 IAUTO525 = 1 是否調(diào)整與框支柱相連的梁內(nèi)力 IREGU_KZZB = 0 剪力墻加強區(qū)起算層號LEV_JLQJQ = 1強制指定的薄弱層個數(shù) NWEAK = 0配筋信息 梁主筋強度 (N/mm2):IB =300柱主筋強度 (N/mm2):IC =300墻主筋強度 (N/mm2):IW =300梁箍筋強度 (N/mm2):JB =210柱箍筋強度 (N/mm2):JC =210墻分布筋強度 (N/mm2):JWH= 210

18、梁箍筋最大間距 (mm):SB =100.00柱箍筋最大間距 (mm):SC =100.00墻水平分布筋最大間距 (mm):SWH = 200.00墻豎向筋分布最小配筋率 (%):RWV = 0.30單獨指定墻豎向分布筋配筋率的層數(shù) : NSW = 0 單獨指定的墻豎向分布筋配筋率 (%): RWV1 = 0.60設計信息 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) : 柱計算長度計算原則 : 梁柱重疊部分簡化 : 是否考慮 P-Delt 效應： 柱配筋計算原則 : 鋼構(gòu)件截面凈毛面積比 : 梁保護層厚度 (mm):RWO = 1.00有側(cè)移 不作為剛域 否 按單偏壓計算RN = 0.85BCB = 30.00柱保護層厚

19、度 (mm):ACA = 30.00是否按砼規(guī)范 (7.3.11-3)計算砼柱計算長度系數(shù) : 否荷載組合信息 恒載分項系數(shù) : 活載分項系數(shù) : 風荷載分項系數(shù) : 水平地震力分項系數(shù) 豎向地震力分項系數(shù) 特殊荷載分項系數(shù) : 活荷載的組合系數(shù) : 風荷載的組合系數(shù) :CDEAD= 1.20CLIVE= 1.40CWIND= 1.40CEA_H= 1.30CEA_V= 0.50CSPY = 0.00CD_L = 0.70CD_W = 0.60活荷載的重力荷載代表值系數(shù) : CEA_L = 0.50剪力墻底部加強區(qū)信息 剪力墻底部加強區(qū)層數(shù) IWF= 3剪力墻底部加強區(qū)高度 (m)Z_STRE

20、NGTHEN= 9.45第 5 章 豎向荷載、屋面及樓面活荷標準值屋面及樓面均布活荷載標準值及其組合值系數(shù)、準永久值系數(shù)見下表5-1房間部位活荷載標準值(kN/ m)不上人的屋0.5屋面面上人的屋面2.0住宅2.0廚房2.0衛(wèi)生間2.0樓面走廊、門廳2.0消防疏散樓3.5梯陽臺2.5電梯機房7.0屋面及樓面均布荷活載組合值系 數(shù)書c準永久值系數(shù)0.70.00.70.40.70.40.70.50.70.40.70.40.70.30.70.50.90.8表5-1二、屋面及樓面永久荷載標準值1、不上人的屋面防水層0.01kN/m240mn厚硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層0.5*0.040=0.02 kN/m2

21、2%焦渣混凝土找坡，平均200mm厚16.0*0.200=3.20 kN/m2100厚鋼筋混凝土樓板25.0*0.100=2.5 kN/m2吊頂、管道0.40 kN/刀 g=6.13kN / m22、上人屋面10mn厚地磚面層撒素水泥面20.0*0.010=0.020.05 kN/kN/ mm225mn厚水泥砂漿結(jié)合層20.0*0.025=0.50kN/ m2防水層0.10 kN/m40mn厚硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫層0.5*0.040=0.02 kN/m2%焦渣混凝土找坡，平均 200mm厚16.0*0.200=3.2 kN/m100mn厚鋼筋混凝土樓板25*0.100=2.5kN/ m吊頂、管道

22、0.40 kN/m刀 g=6.97 kN/ m3、起居室、臥室10mn厚 鋪地磚面層20.0*0.010=0.20 kN/m20mn厚 水泥砂漿結(jié)合層20.0*0.020=0.40 kN/m20mn厚 焦渣混凝土墊層16.0*0.020=0.32kN/m100mn厚 鋼筋混凝土樓板25.0*0.100=2.50 kN/m20mn厚 板底抹灰20.0*0.020=0.40 kN/m刀 g=3.82 kN/ m4、廚房衛(wèi)生間樓面10nn厚 鋪地磚面層20*0.010=0.20 kN/m20nn厚 水泥砂漿結(jié)合層20*0.020=0.40 kN/m平均40mn厚細石混凝土找坡24.0*0.040=0

23、.96 kN/m100 厚鋼筋混凝土樓板25.0*0.100=2.5 kN/m吊頂、管道0.40 kN/m刀 g=4.46 kN/ m25、陽臺樓面30mn厚水泥砂漿面層壓實趕光20.0*0.030=0.60kN/ m100 厚鋼筋混凝土樓板25.0*0.100=2.50kN/ m20mn厚板底抹灰20.0*0.020=0.40kN/ m6電梯廳、水箱間樓面20mn厚花崗巖面層28.0*0.020=0.56 kN/m刀g=2.40 (1.60) kN/ m 一面抹灰、一面貼瓷磚陶粒混凝土空心砌塊墻體5mn厚瓷磚面層(單面)20.0*0.005=0.10 kN/m20mn厚水泥砂漿(雙面)20.

24、0*0.020*2=0.80 kN/m200mm( 100mr)i 陶?；炷量招钠鰤K8.0*0.200=1.60 kN/m(8.0*0.100=0.8 kN/m)30mn厚干硬性水泥砂漿結(jié)合層20.0*0.030=0.60 kN/m100mn厚 混凝土樓板25.0*0.100=2.50 kN/m20mn厚 板底抹灰20.0*0.020=0.40 kN/m刀 g=4.06 kN/ m7、電梯機房及樓梯間屋面30mn厚水泥砂漿面層壓實趕光20.0*0.030=0.60 kN/m20mn厚 焦渣混凝土墊層16.0*0.020=0.32 kN/m150mn厚 鋼筋混凝土樓板25.0*0.150=3.

25、75 kN/m20mn厚 板底抹灰20.0*0.020=0.40 kN/m刀 g=5.07 kN/ m三、隔墻永久荷載標準值1、雙面抹灰陶?；炷量招钠鰤K墻體20nn厚 雙面抹灰20.0*0.020*2=0.80 kN/m200mm( 100mn 厚陶?；炷量招钠鰤K8.0*0.200=1.6kN/m(8.0*0.100=0.80kN/m)刀 g= 2.50(1.70) kN/m2在進行結(jié)構(gòu)的整體分析計算時， 將填充墻的荷載視為均布線荷載加載于 梁上。剪力墻的建筑飾面、保溫層材料以及抹灰等恒荷載可以通過調(diào)整混凝 土材料的容重在結(jié)構(gòu)自重中予以考慮。因此本工程在輸入計算參數(shù)的時，混 凝土容重的取值

26、為 r=26KN/ m3 ，自動計算樓板恒載，附加荷載一般取 1.5kN/ m?,主臥將衛(wèi)生間荷載等效為均布荷載，附加荷載調(diào)整為3.0 kN/ m?；樓梯間設置板厚為0,附加恒荷載根據(jù)前面計算調(diào)整為 4.6 kN/ m?；詈奢d由規(guī)范 取得,主要標準層的四、結(jié)構(gòu)各樓層荷載及質(zhì)量中心、剛度中心 對于高層建筑,活荷載所占的比重很小,因此在進行節(jié)否整體計算時,可 以不考慮活荷載不利布置的影響。 本工程各樓層的質(zhì)量中心與剛度中心在 X 方向 上基本重合,在 Y 方向上差別也不大。第 6 章 風荷載作用下的內(nèi)力一、風荷載的標準值在主體結(jié)構(gòu)計算時，由于本結(jié)構(gòu)界面突出部分比較小，可以近似看做矩形截 面計算風荷

27、載，風荷載標注值按下列公式計算：魯=bz ms mz wo（6-1）式中遜* 風荷載標準值（kN/ m2）bz高度z處的風振系數(shù)ms 風荷載體形系數(shù)mz風壓沿高度變化系數(shù)wo基本風壓（kN/ m2）、風載體形系數(shù)ms風荷載體形系數(shù)是至風荷載在建筑物表面上所引起的實際壓力（吸力）與來 流風速度壓的比值。它反映了建筑物表面在穩(wěn)定風壓作用下靜態(tài)壓力的特征分布 規(guī)律，主要與建筑物的外形和尺寸有關。考慮到本工程建筑物外形的不規(guī)則性， 風荷載體形系數(shù)ms取1.4三、風壓沿高度變化系數(shù)mz本工程地面粗糙度類別為C類，結(jié)構(gòu)各樓層的風壓高度變化系數(shù) mz如下表6-1所示。結(jié)構(gòu)各樓層的風壓高度變化系數(shù)表6-1樓層

28、號層咼hi （m咼度zi (m)mz184.856.251.31173.0051.451.26163.0048.451.23153.0045.451.20143.0042.451.16133.0039.451.12123.0036.451.08113.0033.451.04103.0030.451.0193.0027.450.9683.0024.450.9173.0021.450.8663.0018.450.7753.0015.450.7443.0012.450.7433.009.450.7423.006.450.7413.453.450.74四、風振系數(shù)bz高層建筑結(jié)構(gòu)的基本自振周期較長，應

29、考慮脈動風壓對結(jié)構(gòu)順風向的影響高層建筑結(jié)構(gòu)在離室外高度z處的風振系數(shù)bz可按下列公式計算：xuf zbz=1+-（ 6-2）mz式中Ti脈動增大系數(shù)u 脈動影響系數(shù)f z振動系數(shù)1、脈動增大系數(shù)X脈動增大系數(shù)X可以根據(jù)地面粗糙系數(shù)類別、基本風壓值 W0以及結(jié)構(gòu)基本自振周期Ti，按照高規(guī)表3.2.6-1確定。結(jié)構(gòu)基本自振周期Ti由結(jié)構(gòu)動力學計算 確定，對于比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)，也可以采用近似公式計算。本工程結(jié)構(gòu)的基本自振周期取0.66, wo T；2=0.35 x 0.662 =0.153，查表得相應的脈動增大系數(shù)為x =1.282、脈動影響系數(shù)u脈動影響系數(shù)u可根據(jù)地面粗糙類別、建筑物的高度H和建筑

30、物迎風面的高 寬比H/B，根據(jù)高規(guī)表326-2確定。本工程建筑物沿X方向20.4m,沿丫方向12.2m, X和丫方向上的高寬比分別為 2.76和4.61，因此相應的脈動影響系數(shù)u分別為0.49和0.50.由于脈動影響系 數(shù)u在X方向和丫方向上非常接近，所以取脈動影響系數(shù) u=0.50。3、振型系數(shù)f z振型系數(shù)f z可有結(jié)構(gòu)動力學計算確定，計算式僅考慮受力方向基本振型的影響，本工程的振型系數(shù)參見表6-2結(jié)構(gòu)個樓層的風振系數(shù) bz表表6-2層號高度乙mzf z.d xuf zbz=1+mz1856.251.311.001.491751.451.260.911.461648.451.230.861

31、.451545.451.200.811.431442.451.160.751.411339.451.120.701.401236.451.080.651.391133.451.040.591.361030.451.010.541.34927.450.960.491.33824.450.910.431.30721.450.860.381.28618.450.770.331.27515.450.740.271.23412.450.740.221.1939.450.740.171.1526.450.740.111.1013.450.740.061.05五、結(jié)構(gòu)的風載及相應的內(nèi)力根據(jù)基本風壓wo、風荷

32、載體型系數(shù)ms以及各樓層標高處的風壓沿高度變化系數(shù)mz和風振系數(shù)bz，根據(jù)公式可以求出各樓層標高處的風荷載標準值 氓，見下表6-3結(jié)構(gòu)各樓層標高處的風荷載標注值表6-3層號W。(kN/ m2)msmzbz3& ( kN/ m)180.351.31.311.490.89170.351.41.261.460.90160.351.41.231.450.87150.351.41.201.430.84140.351.41.161.410.80130.351.41.121.400.76120.351.41.081.390.74110.351.41.041.360.69100.351.41.011.340.

33、6690.351.40.961.330.6380.351.40.911.300.5870.351.40.861.280.5460.351.40.771.270.4850.351.40.741.230.4540.351.40.741.190.4330.351.40.741.150.4220.351.40.741.100.4010.351.40.741.050.38在進行結(jié)構(gòu)整體計算時，可將風荷載作為水平集中力作用于樓層標高處。結(jié) 構(gòu)各樓層處由風荷載引起的水平集中力、層剪力和傾覆力矩可由下列公式計算：Hki1wk( i+1)3wQ E13i 1hi 13wki 叫Bihi（6-3）VwhinFwk

34、jj i（6-4）M wkinFwkj( Z j j iZi)（6-5）式中Fwki、Vwhi、M wki 分別為第i層結(jié)構(gòu)由風荷載標準值引起的水平競爭力、層剪力和傾覆力矩；wki第i層結(jié)構(gòu)的風荷載標注值；B, hi 分別為第i層結(jié)構(gòu)迎風面的寬度和高度Zi、Zj 分別為第i、j層結(jié)構(gòu)至室外地面的高度結(jié)構(gòu)各樓層在風荷載標注值作+用下的水平集中力、層剪力和傾覆力矩參見下表6-4風荷載作用標準值表6-4層號X方向Y方向fwkiVwhiM wkifwkiVwhiM wki1831.0731.1149.120.9921.0100.81734.9866.1347.354.4775.5327.11633.7

35、299.8646.652.50128.0711.01532.45132.21043.350.53178.51246.51431.17163.41533.448.55227.01927.61329.89193.32113.346.54273.62748.31228.58221.92778.844.51318.13702.61127.26249.13526.242.44360.54784.21025.90275.04351.340.33400.95986.8924.49299.55249.838.14439.07303.8823.04322.56217.435.88474.98728.4721.5

36、2344.17249.733.51508.410253.6619.92364.08341.631.01539.411871.8518.20382.29488.228.34567.713575.0417.52399.710687.327.28595.015360.1316.92416.611937.226.35621.417224.2217.28432.913235.925.35646.719164.3117.89450.814791.227.85674.621491.6第7章、抗震設計要點水平地震作用計算我國建筑抗震設計規(guī)范中提出的抗震設防的基本方針是“小震不壞，中 震可修，大震不倒”。在高層

37、建筑混凝土結(jié)構(gòu)抗震設計中，通過兩階段的抗震設 計來實現(xiàn)“三個水準”抗震設防目標。第一階段的抗震設計師對結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下進行彈性分析，主要演算結(jié) 構(gòu)的樓層位移、層間位移、整體性分析和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力。 對于大多數(shù)建 筑結(jié)構(gòu)，可以只進行第一階段抗震設計通過抗震概念設計和抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施來 滿足滿足第二和第三水準抗震設防要求。第二階段抗震設計師對結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下進行彈塑性分析。 對于有特殊 要求的建筑、 地震時容易倒塌的建筑及有明顯薄弱層的不規(guī)則建筑，除第一階段的抗震設計外， 還要進行結(jié)構(gòu)薄弱部位彈塑性變形驗算， 采取相應的抗震構(gòu)造措 施來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性， 防止由于局部形成破壞機

38、構(gòu)而引起整個結(jié)構(gòu)的倒 塌。根據(jù)高規(guī) 3.3.4 和 4.6.4 ，本工程可僅采用振興分解反應譜法進行結(jié)構(gòu) 多遇地震作用下內(nèi)力和變形的彈性計算。 由于本工程部屬于質(zhì)量與剛度分布明顯 不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)，可以只計算單項水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。按一下規(guī)定計算地震作用和作用效應計算。結(jié)構(gòu)第 j 振型 i 層樓的水平地震作用標準值，應按下列公式確定：Fxji a jg tjX jiGiFyji a jg tjYji Gi( i=1 n , j= m)( 7-1 )2Ftji a jg tjri f ji Gi式中Fxji、Fji、Ftji 分別為第j振型第i樓層的X、丫方向和轉(zhuǎn)角方向的水平地震作用標

39、準值；Gi 第 i 樓層的重力荷載代表制。aj 相應于第j振型結(jié)構(gòu)自振周期Tj的地震影響系數(shù)，應按高規(guī)第 3.3.7和3.3.8條確定；Xji、Yji 分別為第j振型i樓層質(zhì)心在X、Y方向上的水平相對位移；f ji 第 j 振型第 i 樓層的扭轉(zhuǎn)角；ri 第 i 樓層的轉(zhuǎn)動半徑， 可取第 i 樓層繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量除以該樓層質(zhì)量的商的正二次方根；n結(jié)構(gòu)計算總質(zhì)點數(shù)；m結(jié)構(gòu)計算振型數(shù)；gtj 考慮扭轉(zhuǎn)的第 j 振型的振型參與系數(shù)，可按下列公式確定：當僅考慮X向地震作用時：nXQgtj -（7-2）（x2 y f2r）Gi 1當僅考慮丫方向地震作用時：n丫2gtj -匸（7-3）（x2 丫 f：r2

40、）Gii 1當考慮X、丫方向夾角為的地震作用時：gtj g xj cos g yj sin（7-4）式中g(shù)xj、gyj分別為以上公式6-2及6-3計算所得的振型參與系數(shù)由于各個振型地震作用效應并不一定同時達到最大值，因此采用 CQC方法對 個振型的水平地震作用效應進行組合。 結(jié)構(gòu)在單向水平地震作用下，考慮扭轉(zhuǎn)的 地震作用效應，應按下列公式確定：m mSE ,r jk Sj Sk（ 7-5）j 1 k 1式中Sek 考慮扭轉(zhuǎn)的地震作用標注值效應:Sj、Sk 分別為第j、k振型地震作用標注值的效應（內(nèi)力和位移）；rjk 第j振型與地k振型的耦聯(lián)系數(shù)，應按公式（6-6）確定rjk8z jZk(1l

41、t)I1.5T(1 It2)24ZjZk(1 l t)2|t(7-6)式中l(wèi) t第k振型與第i振型的自振周期比Zj、Zk 分別為第j振型和第k振型的阻尼比，對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可取0.05。二、結(jié)構(gòu)自振周期及振型結(jié)構(gòu)的基本自振周期、振動角度及平動、扭轉(zhuǎn)振動系數(shù)見表6-1.從表中可以看出，結(jié)構(gòu)的基本自振周期為 1.21,經(jīng)過與大量工程統(tǒng)計得到的剪力墻結(jié) 構(gòu)基本自振周期經(jīng)驗公式Ti=（0、05 0.06） （n為結(jié)構(gòu)層數(shù)）基本吻合。從表中 還可以看出，結(jié)構(gòu)的第一振型是一平動為主的平動與扭轉(zhuǎn)混合振型，結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T與平動振動為主的第一自振周期的T之比為 1.2177/1.5532=0.

42、7839合高規(guī)第4.3.5條A級高度高層建筑不應大于 0.9的 要求。結(jié)構(gòu)的自振周期、振動角度和振動系數(shù)表7-1振型號周期轉(zhuǎn)角平動系數(shù)扭轉(zhuǎn)振動系數(shù)X方向丫方向11.533297.050.020.980.0121.45339.120.830.020.1431.2177175.230.160.000.8440.4717102.570.050.930.0250.451516.700.740.070.1960.3800176.390.230.000.7770.2492117.120.190.720.0980.242836.640.510.280.2190.2047177.790.330.000.671

43、00.1651114.210.160.760.08110.160733.740.530.240.23120.1342177.300.370.000.63130.1239122.130.210.520.28140.120553.630.260.480.26150.1076170.540.460.010.52160.097085.960.020.960.02170.0961179.270.360.030.61180.0850175.260.620.010.37190.077387.140.010.990.00200.07460.410.440.010.55210.0673174.650.610.0

44、10.38計算是選取振型為21,X和丫方向的振型參與質(zhì)量分別達到總質(zhì)量的98.36%和98.00%,表明計算采用的振型數(shù)是足夠的三、水平地震作用標準值、地震剪力和地震傾覆力矩計算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的最大地震作用效應方向為 -87.306軸基本一致。單向水平地震作用下結(jié)構(gòu)各樓層的地震作用標準值及相應的地震剪力、地震傾覆力矩見表6-2水平地震作用下各樓層地震作用標準值、地震剪力及地震傾覆力矩表7-2樓層號僅考慮X方向水平地震作用僅考慮丫方向水平地震作用FEkxi (kN)VEkxi(kN)M Ekxi (kN ?m)FEkyi (kN )VEkyi(kN)M Ekyi(kN ?m)1826.4526.

45、45126.9638.2738.27183.701779.22103.55432.1288.28119.64526.851666.86168.03930.9573.33188.101076.201558.28220.151581.8163.04241.571782.241453.08262.522352.0358.30283.602605.181350.68296.903214.8255.83316.743514.591250.83325.354148.9656.55343.254486.891152.20349.705138.8159.10365.745505.311054.86371.75

46、6173.8561.71386.396559.77957.65393.217248.6764.85407.057646.18859.94415.318362.5067.05429.218765.96760.01438.239518.0866.81452.869924.68659.44461.8210719.9466.91477.9911129.69558.00485.2911972.6264.87503.7812388.77454.43507.3313279.2060.37528.3613707.91350.08526.3414639.9155.16549.8015089.30242.4054

47、0.8316051.1444.55566.0016530.19124.94548.7317726.3224.56574.4818249.58四、地震作用下結(jié)構(gòu)個樓層水平位移和層間位移在水平地震作用下，按彈性方法計算的結(jié)構(gòu)各樓層水平位移最大值與水平位 移平均值參見表6-3。從表中可以看出，在X方向地震作用下，大部分樓層的水 平位移最大值和平均值和層間位移最大值均大于該樓層視頻位移平均值和層間 位移平均值的1.2倍。根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范第342條，建筑及抗側(cè)力結(jié) 構(gòu)布置屬于平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。由于結(jié)構(gòu)個樓層水平位移最大值和層間位移最大值 均布超過該樓層水平位移平均值和層間位移平均值，的1.5倍，滿足高

48、規(guī)第435條對A級高度高層建筑扭轉(zhuǎn)效應的限值。 結(jié)構(gòu)個樓層的最大彈性層間位移 角：X方向為1/3544,Y方向上為1/3555,滿足高規(guī)第463條對剪力墻結(jié)構(gòu) 彈性層間位移角限值的要求。地震作用下各樓層水平位移表7-3樓層號層高X方向地震作用下樓層水平丫方向地震作用下樓層水平位移位移最大(mrh平均(mrj)最大/平均最大(mrh平均(mrh最大/平184.8009.788.761.1211.7611.561.02173.00011.109.181.2111.5310.821.07163.00010.748.851.2111.0610.371.07153.00010.328.491.2210.559.881.07143.0009.858.081.229.999.351.07133.0009.337.631.229.398.781.07123.008.757.131.238.758.171.07113.0008.126.601.238.