高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)遵循幾項(xiàng)基本原則：1）滿足建筑物的使用功能及變化的要求。2）充分發(fā)揮所有材料的各種性能。3）注意施工的可能性和現(xiàn)實(shí)性。

4）注意感官效果及對建筑空間構(gòu)成的影響。5）講求經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6）符合相關(guān)各項(xiàng)建筑法規(guī)和規(guī)范的要求。

本設(shè)計(jì)在建筑方案選擇上基本滿足了以上的設(shè)計(jì)原則，而且在體型和立面設(shè)計(jì)的過程中，還考慮了其他方面的影響。譬如：1.符合基地環(huán)境和總體規(guī)劃的要求。

考慮到蒙自縣主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，設(shè)計(jì)過程中講建筑開口迎向主導(dǎo)風(fēng)向等。

2.符合建筑功能的需要和建筑類型的特征。

本建筑作為大學(xué)生公寓，系公共建筑，在設(shè)計(jì)過程中，充分考慮了各個(gè)房間的位置布置，設(shè)計(jì)要求的普通宿舍，無障礙宿舍大小活動(dòng)室，衛(wèi)生間，閱覽室，電視廳，洗衣房，門廳，辦公及接待室，電梯，樓梯等均依照相關(guān)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，對面積、使用等進(jìn)行嚴(yán)格控制。盡量將噪音過大的房間與居住房間分開，以保證居住環(huán)境。

3.合理運(yùn)用某些視覺和構(gòu)圖的規(guī)律。

建筑物的體型和立面既要給人以美的享受，就應(yīng)當(dāng)講求構(gòu)圖的章法，遵循視覺的規(guī)律和美學(xué)的原則。本設(shè)計(jì)摒棄了高層設(shè)計(jì)中將體型設(shè)計(jì)為簡單的矩形，字設(shè)計(jì)過程中，對建筑型體進(jìn)行簡單的變換，整個(gè)建筑呈槽型布置，使建

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

筑物看起來不會(huì)過于單調(diào)，且又滿足建筑過犯對體型的相關(guān)要求。4.符合建筑所選用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特點(diǎn)及技術(shù)的可能性。

本設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)體系，在建筑設(shè)計(jì)中，考慮了框架梁、框架柱的布置，在設(shè)計(jì)上結(jié)合了從建筑到結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。5.把握相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

建筑設(shè)計(jì)方案的比較及確定（依據(jù)《住宅建筑規(guī)范》GB50368—2023）《宿舍建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ36-2023：B.建筑軟件說明：

PKPM是一個(gè)系列，除了建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備（給排水、采暖、通風(fēng)空調(diào)、電氣）設(shè)計(jì)于一體的集成化CAD系統(tǒng)以外，目前PKPM還有建筑概預(yù)算系列（鋼筋計(jì)算、工程量計(jì)算、工程計(jì)價(jià)）、施工系列軟件（投標(biāo)系列、安全計(jì)算系列、施工技術(shù)系列）、施工企業(yè)信息化（目前全國好多特級資質(zhì)的企業(yè)都在用PKPM的信息化系統(tǒng)）。

鋼筋砼框架、框排架、連續(xù)梁結(jié)構(gòu)計(jì)算與施工圖繪制軟件（PK）1.PK模塊具有二維結(jié)構(gòu)計(jì)算和鋼筋混凝土梁柱施工圖繪制兩大功能:模塊本身提供一個(gè)平面桿系的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，適用于工業(yè)與民用建筑中各種規(guī)則和繁雜類型的框架結(jié)構(gòu)、框排架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)，剪力墻簡化成的壁式框架結(jié)構(gòu)及連續(xù)梁，拱形結(jié)構(gòu)，桁架等。規(guī)模在30層，20跨以內(nèi)。在整個(gè)PKPM系統(tǒng)中，PK承受了鋼筋混凝土梁、柱施工圖輔助設(shè)計(jì)的工作。除接力PK二維計(jì)算結(jié)果，可完成鋼筋混凝土框架、排架、連續(xù)梁的施工圖輔助設(shè)計(jì)外，還可接力多高層三維分析軟件TAT、SATWE、PMSAP計(jì)算結(jié)果及磚混底框、框支梁計(jì)算結(jié)果，可為用戶提供四種方式繪制梁、柱施工圖，包括梁柱整體畫、梁柱分開畫、梁柱鋼筋平面圖表示法和廣東地區(qū)梁表柱表施工圖，繪制

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

100層以下高層建筑的梁柱施工圖。

2．PK軟件可處理梁柱正交或斜交、梁錯(cuò)層，抽梁抽柱，底層柱不等高，鉸接屋面梁等各種狀況，可在任意位置設(shè)置挑梁、牛腿和次梁，可繪制十幾種截面形式的梁，可繪制折梁、加腋梁、變截面梁，矩型、工字梁、園型柱或排架柱，柱箍筋形式多樣。

3.按新規(guī)范要求作強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、節(jié)點(diǎn)核心、柱軸壓比，柱體積配箍率的計(jì)算與驗(yàn)算，還進(jìn)行罕遇地震下薄弱層的彈塑性位移計(jì)算、豎向地震力計(jì)算、框架梁裂縫寬度計(jì)算、梁撓度計(jì)算。

4.按新規(guī)范和構(gòu)造手冊自動(dòng)完成構(gòu)造鋼筋的配置。

5.具有很強(qiáng)的自動(dòng)選筋、層跨剖面歸并、自動(dòng)布圖等功能，同時(shí)又給設(shè)計(jì)人員提供多種方式干預(yù)選鋼筋、布圖、構(gòu)造筋等施工圖繪制結(jié)果。

6.在中文菜單提醒下，提供豐富的計(jì)算模型簡圖及結(jié)果圖形，提供模板圖及鋼筋材料表。

7.可與“PMCAD〞軟件聯(lián)接，自動(dòng)導(dǎo)荷并生成結(jié)構(gòu)計(jì)算所需的平面桿系數(shù)據(jù)文件。

8.程序最終可生成梁柱實(shí)配鋼筋數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的時(shí)程分析、概預(yù)算軟件等提供數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)平面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件(PMCAD)

PMCAD是整個(gè)結(jié)構(gòu)CAD的核心，它建立的全樓結(jié)構(gòu)模型是PKPM各二維、三維結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的前處理部分，也是梁、柱、剪力墻、樓板等施工圖設(shè)計(jì)軟件和基礎(chǔ)CAD的必備接口軟件。

PMCAD也是建筑CAD與結(jié)構(gòu)的必要接口。

用簡便易學(xué)的人機(jī)交互方式輸入各層平面布置及各層樓面的次梁、預(yù)制板、洞口、錯(cuò)層、挑檐等信息和外加荷載信息，在人機(jī)交互過程中提供隨時(shí)中斷、修改、拷貝復(fù)制、查詢、繼續(xù)操作等功能。

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

自動(dòng)進(jìn)行從樓板到次梁、次梁到承重梁的荷載傳導(dǎo)并自動(dòng)計(jì)算結(jié)構(gòu)自重，自動(dòng)計(jì)算人機(jī)交互方式輸入的荷載，形成整棟建筑的荷載數(shù)據(jù)庫，可由用戶隨時(shí)查詢修改任何一部位數(shù)據(jù)。由此數(shù)據(jù)可自動(dòng)給PKPM系列各結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件提供數(shù)據(jù)文件，也可為連續(xù)次梁和樓板計(jì)算提供數(shù)據(jù)。

繪制各種類型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面圖和樓板配筋圖。包括柱、梁、墻、洞口的平面布置、尺寸、偏軸、畫出軸線及總尺寸線，畫出預(yù)制板、次梁及樓板開洞布置，計(jì)算現(xiàn)澆樓板內(nèi)力與配筋并畫出板配筋圖。畫磚混結(jié)構(gòu)圈梁構(gòu)造柱節(jié)點(diǎn)大樣圖。

結(jié)構(gòu)布置（本論文只對框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，其余從略）：C.結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)方案的比較及確定1.框架結(jié)構(gòu)：

由梁柱組成的結(jié)構(gòu)單元成為框架，全部豎向荷載和側(cè)向荷載由框架承受的結(jié)構(gòu)體系，稱為框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，將產(chǎn)生較大的側(cè)向位移。側(cè)向位移由兩部分組成：第一部分是由梁和柱的彎曲變形引起；其次部分由柱的軸向變形引起。在水平荷載作用下，柱產(chǎn)生拉伸和收縮變形，從而引起側(cè)向變形。其中，第一部分的側(cè)移是主要的，并隨著結(jié)構(gòu)高度的增加而增大。由框架側(cè)向變形圖可見，框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，在不考慮扭轉(zhuǎn)影響的狀況下，層間位移在結(jié)構(gòu)的底部較大，在結(jié)構(gòu)的上部相對較小，由底部到頂部有逐漸減小的趨勢。其側(cè)移曲線稱為剪切型分布。

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

框架結(jié)構(gòu)體系具有可以較靈活地協(xié)同建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)。同時(shí)框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期。

框架結(jié)構(gòu)體系的缺點(diǎn)為：①框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中顯著；②框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)框架，在猛烈地震作用下，結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破性；③對于鋼筋混凝土框架，當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時(shí)，結(jié)構(gòu)底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產(chǎn)生的彎矩亦顯著增加，從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大，對建筑平面布置和空間處理，就可能帶來困難，影響建筑空間的合理使用，在材料消耗和造價(jià)方面，也趨于不合理。2.剪力墻結(jié)構(gòu)：

用鋼筋混凝土剪力墻（用于抗震結(jié)構(gòu)時(shí)也稱為抗震墻）承受豎向荷載和抗?fàn)巶?cè)向力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。高層建筑中當(dāng)剪力墻的高寬比較大時(shí)，剪力墻相當(dāng)于一個(gè)以受彎為主的豎向懸臂構(gòu)件，在水平荷載作用下，產(chǎn)生的側(cè)向變形或側(cè)移曲線浮現(xiàn)為彎曲型。從剪力墻側(cè)向變形圖可見，剪力墻在水平荷載作用下，層間位移在結(jié)構(gòu)的底部較小，在結(jié)構(gòu)的上部相對較大，由底部到頂部有逐漸增大的趨勢。

澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)：①整體性好和剛度大；②在水平荷載作

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

(4.2?0.7)?0.36?2?2.52kN/m

合計(jì)：11.76kN/m標(biāo)準(zhǔn)層：

標(biāo)準(zhǔn)層無窗墻體：縱墻：

(3.6?0.7)?0.24?13?9.048kN/m

水刷石外墻面：

3.6?0.5?1.8kN/m

水泥粉刷內(nèi)墻面：

3.6?0.36?1.296kN/m

合計(jì)：12.144kN/m標(biāo)準(zhǔn)層有窗墻體：縱墻：

0.8?0.24?13?2.496kN/m

水刷石外墻面：

(3.6?2.1)?0.5?0.75kN/m

鋁合金窗：

0.45?2.1?0.945kN/m

水泥粉刷內(nèi)墻面：

(3.6?2.1)?0.36?0.54kN/m

合計(jì)：4.731kN/m標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)墻：

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

縱墻：

(3.6?0.7)?0.24?11?7.656kN/m

水泥粉刷內(nèi)墻面：

(3.6?0.7)?0.36?2?2.088kN/m

合計(jì)：9.744kN/m衛(wèi)生間隔墻：標(biāo)準(zhǔn)層：縱墻：

(3.6?0.7)?0.12?11?3.828kN/m

水泥粉刷內(nèi)墻面：

(3.6?0.7)?0.36?2?2.088kN/m

2mm911防水層：

1.8?2.5?4.5kN/m

陶瓷錦磚：

0.12?1.8?0.216kN/m

合計(jì)：10.632kN/m底層：縱墻：

(4.2?0.7)?0.12?11?4.62kN/m

水泥粉刷內(nèi)墻面：

(4.2?0.7)?0.36?2?2.52kN/m

2mm911防水層：

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

1.8?2.5?4.5kN/m

陶瓷錦磚：

0.12?1.8?0.216kN/m

合計(jì)：11.856kN/m女兒墻：縱墻：

1.2?0.24?18?5.184kN/m

水刷石外墻面：

1.2?0.5?0.6kN/m

水泥粉刷內(nèi)墻面：

1.2?0.36?0.432kN/m

合計(jì)：6.216kN/m

屋面及樓面恒荷載計(jì)算：樓面：水磨石面層：

0.65kN/m2

20厚水泥砂漿：

20?0.02?0.4kN/m2

120厚鋼筋混凝土板：

25?0.12?3.00kN/m2

15厚紙筋石灰抹灰：

16?0.015?0.24kN/m2

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

一層樓面吊頂：0.1kN/m2合計(jì)：一層樓面：3.89kN/m2其余樓面：3.79kN/m2屋面：

5厚陶瓷錦磚：0.12kN/m225厚水泥砂漿保護(hù)層：

20?0.025?0.5kN/m2

4mmSBS防水：

(2.9?4.2?4.5?5.0)/10?1.66kN/m2

其中：可溶物：2.9kN/m3PE：4.2kN/m3S：4.5kN/m3M：5.0kN/m3冷底子馬蹄油：0.05kN/m220厚水泥砂漿找平：

20?0.02?0.4kN/m2

120厚鋼筋混凝土板：

25?0.12?3.00kN/m2

100-150膨脹珍珠巖找坡：

(0.1?0.15)?72?0.875kN/m2

15厚紙筋石灰抹灰：

16?0.015?0.24kN/m2

合計(jì)：6.345kN/m2E.計(jì)算參數(shù)的選取

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

1.扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)信息：

規(guī)則結(jié)構(gòu)選擇，不規(guī)則結(jié)構(gòu)選擇（依據(jù)《抗規(guī)》《高規(guī)》款）。《抗規(guī)規(guī)定，“規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)計(jì)算時(shí)，平行于地震作用方向的兩個(gè)邊榀，起地震作用效應(yīng)應(yīng)乘以增大系數(shù)〞?！贰?/p>

一半的單向水平地震作用狀況，多層應(yīng)考慮偶然偏心；高層應(yīng)同時(shí)考慮藕聯(lián)和偶然偏心。《高規(guī)》與《抗規(guī)》均規(guī)定，計(jì)算雙向水平地震作用應(yīng)同時(shí)考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)，此時(shí)可不考慮偶然偏心。2.考慮偶然偏心：

偶然偏心的含義指的是：由偶然因素引起的結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布的變化，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)特性的變化，因而結(jié)構(gòu)在一致地震作用下的反應(yīng)也將發(fā)生變化?？紤]偶然偏心，也就是考慮由偶然偏心引起的可能最不利的地震作用。詳見《SATWE用戶手冊》125頁10條。

根據(jù)《高規(guī)》“計(jì)算單向地震作用時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響〞，故單向地震力計(jì)算時(shí)要考慮偶然偏心，計(jì)算雙向地震力時(shí)不用考慮偶然偏心。多層規(guī)則結(jié)構(gòu)可不考慮。3.考慮雙向地震作用：

根據(jù)《抗規(guī)》（強(qiáng)條）：“質(zhì)量和剛度分布明顯不對的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響〞。一般狀況下，均可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用，此時(shí)可不考慮上一條的用戶可根據(jù)實(shí)際工程狀況選擇是否需要考慮雙向地震作用。

實(shí)際，對于多層結(jié)構(gòu)而言，假使比較規(guī)則，那么可以通過《抗規(guī)》5.2.5（剪重比的要求）來考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)和偶然偏心；而對于高層建筑而言，假使結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，則應(yīng)選用“考慮偶然偏心〞項(xiàng)，而不必再選“考慮雙向地震作用〞。對于不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，不管多層還是高層建筑，均應(yīng)選用“考慮雙向地震作用〞項(xiàng)。4.計(jì)算振型個(gè)數(shù)：NMODE=X

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

一般計(jì)算振型個(gè)數(shù)不應(yīng)小于9，多塔結(jié)構(gòu)計(jì)算振型應(yīng)當(dāng)更多些，一般不小于12，但是應(yīng)當(dāng)要注意一點(diǎn)：指定的振型不能超過結(jié)構(gòu)的固有振型總數(shù)，否則會(huì)導(dǎo)致程序無法正常計(jì)算。計(jì)算振型數(shù)一般取3的整數(shù)倍；時(shí)不應(yīng)小于9，且≤3倍層數(shù)，時(shí)不小于3，且≤層數(shù)。依據(jù)詳見《抗規(guī)》《高規(guī)》。計(jì)算中振型數(shù)的控制還應(yīng)通過首次計(jì)算的結(jié)果來判斷取值的大小。通過查看WZQ.OUT文件中“各方向的有效質(zhì)量系數(shù)〞是否達(dá)到90%以上，來判斷所取振型數(shù)是否足夠。5.活載質(zhì)量折減系數(shù)：RMC=0.50

該參數(shù)為計(jì)算重力荷載代表值時(shí)的活荷載組合值系數(shù)，主要用于計(jì)算質(zhì)量陣，填此參數(shù)則結(jié)構(gòu)質(zhì)量將折減。應(yīng)依照《抗規(guī)》（強(qiáng)條）及《高規(guī)》取值。一般民用建筑露面等效均布活荷載去0.5.6.周期折減系數(shù)：TC=0.70

周期折減的目的是為了充分考慮非承重填充墻剛度對計(jì)算周期的影響。根據(jù)《高規(guī)》依照以下規(guī)定取值：框架0.6-0.7；實(shí)際取值時(shí)可根據(jù)填充墻的數(shù)量和剛度大小取上限或下限。當(dāng)非承重墻體為空心磚或砌塊時(shí)，框架取0.8-0.9。7.梁端負(fù)彎矩調(diào)整系數(shù)：BT=0.85

在豎向荷載作用下，考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布，對梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅，并相應(yīng)增加跨中正彎矩。《高規(guī)》現(xiàn)澆框架梁梁端負(fù)彎矩取0.8-0.9，一般取0.85。8.梁設(shè)計(jì)彎矩增大系數(shù)：BM=1.00

通過此參數(shù)可調(diào)整梁設(shè)計(jì)彎矩（正負(fù)設(shè)計(jì)彎矩均增大）1.0-1.3，假使應(yīng)經(jīng)考慮了活荷載不利布置時(shí)，宜取1.00。9.梁扭矩折減系數(shù)：TB=0.40

對于現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用剛性樓板假定時(shí)，可以考慮樓板對梁的抗扭作用而對梁扭矩進(jìn)行折減。折減系數(shù)可在0.40-1.00范圍內(nèi)取值，一般取0.4。

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

10.全樓地震作用放大系數(shù)：RSF=1.00

可通過此參數(shù)來放大地震力，以提高結(jié)構(gòu)的抗震安全度，其經(jīng)驗(yàn)取1.0-1.5，一般取1.00。

11.頂塔樓地震作用放大起算層號：NTL=0

依照突出屋面部分最低層號填寫，無頂塔樓時(shí)填0。在計(jì)算分析時(shí)，《抗規(guī)》規(guī)定采用底部剪力法時(shí)，突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng)，宜乘以增大系數(shù)3，此增大系數(shù)不應(yīng)往下傳遞，但與突出部分相連接的構(gòu)件應(yīng)予以計(jì)入；采用振型分解法時(shí)，突出屋面部分可作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。依照上述規(guī)定，在結(jié)構(gòu)建模時(shí)應(yīng)將小塔作為結(jié)構(gòu)的一部分輸入，在采用振型分解法計(jì)算地震作用的時(shí)候，計(jì)算振型數(shù)應(yīng)適當(dāng)取多一些，使得有效質(zhì)量系數(shù)在90%以上，此時(shí)計(jì)算的地震作用無需放大。一般認(rèn)為當(dāng)出屋面的屋頂房間面積小于樓層總面積的30%時(shí)，該部分可依照突出屋面的屋頂間計(jì)算而不作一層計(jì)算。12.考慮P-△效應(yīng)：

重力二階效應(yīng)一般稱P-△效應(yīng)，在建筑結(jié)構(gòu)分析中指的是豎向荷載的側(cè)移效應(yīng)。用戶不考慮P-△效應(yīng)時(shí)，柱的計(jì)算長度按《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》的簡化計(jì)算。一般不需考慮，當(dāng)結(jié)構(gòu)在地震作用下的重力附加彎矩大于初始彎矩的10%時(shí)，應(yīng)計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響，《高規(guī)》整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求滿足時(shí)，可不考慮。13.梁柱重疊部分簡化為剛域：

一般不予考慮。14.柱配筋計(jì)算原則：

單偏壓和雙偏壓的計(jì)算方法不一樣，單偏壓在計(jì)算配筋時(shí)，計(jì)算X方向配筋時(shí)不考慮Y向鋼筋的作用，計(jì)算結(jié)果具有唯一性；而雙偏壓則恰恰相反，雙偏壓在計(jì)算X方向的配筋時(shí)要考慮與Y方向鋼筋的疊加，計(jì)算結(jié)果具有不唯一性。

《高規(guī)》規(guī)定，“抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架角柱應(yīng)依照雙向偏心受力構(gòu)件進(jìn)行正截面承

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

載力設(shè)計(jì)〞。假使在特別構(gòu)件定義中指定了角柱，程序自動(dòng)依照雙偏壓計(jì)算。15.總剛與側(cè)剛：（1）總剛：

就是用結(jié)構(gòu)的總剛陣和與之相對的質(zhì)量陣依照振型疊加法求解結(jié)構(gòu)的周期與振型。結(jié)構(gòu)的總剛陣即為結(jié)構(gòu)靜力分析時(shí)形成的結(jié)構(gòu)總剛度矩陣，自由度為n的高層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣為n階方矩陣。若定義有較大范圍的彈性樓板或有較多不與樓板相連接的構(gòu)件時(shí)，可確鑿分析出結(jié)構(gòu)每層每根構(gòu)件的空間反應(yīng)，可發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的剛度突變部位，連接薄弱的構(gòu)件以及數(shù)據(jù)有誤的部位，缺點(diǎn)是計(jì)算量大，費(fèi)時(shí)長。（2）側(cè)剛：

在高層結(jié)構(gòu)分析中，為了提高分析效率，對于引入樓板平面內(nèi)無限剛或分塊無限剛，平面外剛度為零的假定后，采用一種簡化計(jì)算方法，可以大大降低結(jié)構(gòu)的自由度，使得結(jié)構(gòu)每層只有3個(gè)獨(dú)立的自由度，這就是側(cè)剛的方法。優(yōu)點(diǎn)是分析效率高，誤差在允許范圍。

（3）若平面沒有定義彈性樓板且沒有不與樓板相連接構(gòu)件的工程，側(cè)剛、總剛是一致的。

F.計(jì)算結(jié)果分析

計(jì)算結(jié)果見：附錄3：結(jié)構(gòu)計(jì)算控制參數(shù)

附錄4：TAT結(jié)構(gòu)的周期、振型和各層地震力、位移輸出文件

（1）桿模型空間三維振動(dòng)周期分析：

規(guī)范條文：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與平動(dòng)第一周期之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及繁雜高層建筑不應(yīng)大于0.85.

由輸出文件分析可知，結(jié)構(gòu)第三振型的轉(zhuǎn)動(dòng)比例為0.99最大。結(jié)構(gòu)周期比為：

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

T3/T1?1.6770?2.0039?0.8369s

經(jīng)分析對比，本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)周期比滿足要求。

在第一次設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)周期比驗(yàn)算為0.93，不滿足規(guī)范規(guī)定，分析得知有以下原因：

1.抗側(cè)力構(gòu)件截面不足或抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量不夠；

2.抗側(cè)力構(gòu)件分布不合理，抗扭剛度不夠，相對偏心較大；3.結(jié)構(gòu)體型較為繁雜，剛度中心與質(zhì)量中心相差較大。

調(diào)整方法：可采用加大抗側(cè)力構(gòu)件截面或增加抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量的方法，且將抗側(cè)力構(gòu)件盡可能均勻地布置在建筑物四周，對結(jié)構(gòu)方案應(yīng)從加強(qiáng)抗扭剛度，減少相對偏心，使剛度中心與質(zhì)量中心一致，減少結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則性等角度出發(fā)，進(jìn)行調(diào)整。有時(shí)僅調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，很難達(dá)到理想的效果，應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的布置，增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。調(diào)整時(shí)如結(jié)構(gòu)的層間位移角剛剛滿足規(guī)范，結(jié)構(gòu)的剛度富足量不大，可以均衡地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍剛度；如結(jié)構(gòu)的層間位移角遠(yuǎn)小于規(guī)范限值，結(jié)構(gòu)的剛度富足量很大，可以在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍剛度的同時(shí)，均衡地減弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部中心抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，效果更為明顯。如仍不能滿足規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫，將不規(guī)則平面劃分為若干相對規(guī)則平面等法處理。

（2）樓層節(jié)點(diǎn)的最大位移分析

其中比值(R1/R2)為：R1最大位移/平均位移

R2最大柱間位移/平均柱間位移

新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移角，A、B級高度高層建筑均不宜大于樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及繁雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。

第1荷載工況：X向地震力作用下節(jié)點(diǎn)控制水平位移，最大層間位移角：1/624平均層間位移角：1/625；

其次荷載工況：Y向地震力作用下節(jié)點(diǎn)控制水平位移，最大層間位移角：1/700

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

平均層間位移角：1/700；

第三荷載工況：X向風(fēng)力作用下節(jié)點(diǎn)控制水平位移，最大層間位移角：1/5038平均層間位移角：1/5244；

第四荷載工況：Y向風(fēng)力作用下節(jié)點(diǎn)控制水平位移，最大層間位移角：1/2989平均層間位移角：1/2989；

第五荷載工況：恒載作用下節(jié)點(diǎn)的最大豎向位移，最大豎向位移為：-18.01mm；第六荷載工況：活載作用下節(jié)點(diǎn)的最大豎向位移，最大豎向位移為：0.

結(jié)果分析：我國《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2023）規(guī)定：

對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，且高度不大于150m的高層建筑，其樓層層間最大位移角不大于1/550.以上分析最大層間位移角為1/624小于1/550.滿足規(guī)范要求。

(二)手算部分

A、板式樓梯手算

本設(shè)計(jì)樓梯踏步面層為20mm厚水泥砂漿抹灰，金屬欄桿0.1kN/m,板底面為20mm厚混合砂漿抹灰，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=3.5kN/m2,混凝土強(qiáng)度等級為C20，其中fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2。鋼筋采用HPB235級，其中fy=210N/mm2.

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

基本資料：

1．依據(jù)規(guī)范：

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2023）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010－2023）2．幾何參數(shù)：

樓梯凈跨:L1=2970mm

樓梯高度:H=1800mm(標(biāo)準(zhǔn)層)和2100mm（底層）梯板厚:t=120mm踏步數(shù):n=12(階)

平臺(tái)樓梯梁寬度:b1=250mm下平臺(tái)樓梯梁寬度:b2=250mm

3．荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

可變荷載：q=3.50kN/m2欄桿荷載：qf=0.10kN/m

4．材料信息：

混凝土強(qiáng)度等級:C20fc=9.60N/mm2ft=1.10N/mm2Rc=25.0kN/m3

鋼筋強(qiáng)度等級:HPB235fy=210.00N/mm2

抹灰厚度：c=20.0mm

Rs=20kN/m3（踏步水泥砂漿抹灰）Rs=17kN/m3（板底混合砂漿抹灰）

梯段板縱筋合力點(diǎn)至近邊距離：as=20mm

支座負(fù)筋系數(shù)：α=0.25

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

一）梯段板計(jì)算

取板厚t=120mm,取1米寬的板帶為計(jì)算單元。A)標(biāo)準(zhǔn)層1）恒載：樓梯板自重：

1?(12?0.15?0.12COS?)?25?5.31kN/m荷載計(jì)算

踏步抹灰重：

1?(0.27?0.15)?0.02?10.27?20?0.62kN/m

板底抹灰重：

1?0.02COS??17?0.39kN/m

金屬欄桿重：

1?0.1?11.93?0.05kN/m

其中COS?=270150?27022?0.874

標(biāo)準(zhǔn)值：gk?6.37kN/m

設(shè)計(jì)值：g?1.2?gk?1.2?6.37?7.64kN/m活荷載設(shè)計(jì)值：q?1.4?qk?1.4?3.5?4.90kN/m合計(jì)：g?q?7.64?4.90?12.54kN/m

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

2)內(nèi)力計(jì)算

水平投影計(jì)算跨度為：

l0?ln?b?(12?1)?0.27?0.25?3.22m

跨中最大彎矩：

Mmax=

110(q+g)l02=0.1X12.54X3.222=13.00kN?m

3)配筋計(jì)算

ho=h-as=120-20=100mm

Mmax13?1062?s=

?1fcbh20?1.0?9.6?1000?100?0.135

查表得：

?s?0.9272As?Mmax?sfyh0?13?1060.9272?210?100?668mm

選配???@110?As?714mm2?B）底層1)荷載計(jì)算恒載：樓梯板自重：

1?(12?0.15?0.12COS?)?25?5.45kN/m

踏步抹灰重：

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

1?(0.27?0.175)?0.02?10.27?20?0.66kN/m

板底抹灰重：

1?0.02COS??17?0.41kN/m

金屬欄桿重：

1?0.1?11.93?0.05kN/m

其中COS?=270175?27022?0.839

標(biāo)準(zhǔn)值：gk?6.57kN/m

恒荷載設(shè)計(jì)值：g?1.2?gk?1.2?6.57?7.88kN/m活荷載設(shè)計(jì)值：q?1.4?qk?1.4?3.5?4.90kN/m合計(jì)：g?q?7.88?4.90?12.78kN/m4)內(nèi)力計(jì)算

水平投影計(jì)算跨度為：

l0?ln?b?(12?1)?0.27?0.25?3.22m

跨中最大彎矩：

Mmax=

110(q+g)l02=0.1X12.78X3.222=13.25kN?m

5)配筋計(jì)算

ho=h-as=120-20=100mm

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

?s=

Mmax2?1fcbh0?13.25?10621.0?9.6?1000?100?0.138

查表得：

?s?0.9254As?Mmax?sfyh0?13.25?1060.9254?210?100?682mm

選配???@110?As?714mm2?

二）平臺(tái)板計(jì)算

取1米寬的板帶為計(jì)算單元。1）荷載計(jì)算恒載：平臺(tái)板自重：

1?0.12?25?3.0kN/m

板面抹灰重：

1?0.02?20?0.4kN/m

板底抹灰重：

1?0.02?17?0.34kN/m

標(biāo)準(zhǔn)值：

gk?3.74kN/m

恒荷載設(shè)計(jì)值：

g?1.2?gk?1.2?3.74?4.49kN/m

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

活荷載設(shè)計(jì)值：

q?1.4?qk?1.4?3.5?4.90kN/m

合計(jì)：g?q?9.39kN/m2）內(nèi)力計(jì)算：計(jì)算跨度為：

l0?ln?b2?b2?2.12?0.25?2.37m

跨中最大彎矩：

Mmax?18(q?g)l0?218?9.39?2.37?6.59kN?M2

3)配筋計(jì)算

h0?h?as?120?20?100mm

Mmax6.59?1062?s??1fcbh02?1.0?9.6?1000?100?0.069

查表得：?s?0.9642

As?Mmax?6.59?106?sfyh00.9642?210?100?325mm

選?8@150(As?335mm2)

三）

平臺(tái)梁計(jì)算a)PTL2計(jì)算計(jì)算跨度為：

l0?1.05ln?1.05?3.96?4.158m?ln?a?3.96?0.24?4.2m-31-

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

估計(jì)截面尺寸：

h?l012?4.158/12?347mm

取b?h?250mm?400mm1)荷載計(jì)算梯段板傳來：

12.78?(2.97?0.25)/2?20.58kN/m

平臺(tái)板傳來：

9.39?(2.12/2?0.25)?12.30kN/m

平臺(tái)梁自重：

1.2?0.25?(0.4?0.12)?25?2.1kN/m

平臺(tái)梁側(cè)抹灰：

1.2?2?(0.4?0.12)?0.02?17?0.23kN/m

合計(jì)：q?g?35.21kN/m2）

內(nèi)力計(jì)算

跨中最大彎矩：

M?18(q?g)l0?218max?35.21?4.158?76.09kN/m2

支座最大剪力：

Vmax?12(q?g)ln?12?35.21?3.96?69.72kN

3）配筋計(jì)算

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

受彎承載力計(jì)算：

h0?400?35?365mmMmax

62?s??1fcbh02?76.09?101.0?9.6?250?365?0.238

查表得：?s?0.8619

As?Mmax?76.09?106?sfyh00.8619?210?365?1152mm

2選3?20?1?18(As?1197mm2)受剪承載力計(jì)算:

0.25?cfcbh0?0.25?1.0?9.6?250?365?219kN?V?69.72kN

截面尺寸滿足要求

0.7ftbh0?0.7?1.1?250?365?70.26kN?V?69.72kN

僅需依照構(gòu)造配置箍筋

由于：V?0.7ftbh0?h?800?300?h?500

所以：選雙肢?6@300為下限值。為考慮安全起見，選擇雙肢?8@200。PTL1計(jì)算計(jì)算跨度為：

l0?1.05ln?1.05?3.96?4.158m?ln?a?3.96?0.24?4.2m

估計(jì)截面尺寸：

h?l012?4.158/12?347mm

-33-指導(dǎo)教師：劉永芳學(xué)生：凈凱學(xué)號：202311003319

設(shè)計(jì)（論文）專用紙

取b?h?250mm?400mm

1）荷載計(jì)算梯段板傳來：0

平臺(tái)板傳來：

9.39?(2.12/2?0.25)?12.30kN/m

平臺(tái)梁自重：

1.2?0.25?(0.4?0.12)?25?2.1kN/m

平臺(tái)梁側(cè)抹灰：

1.2?2?(0.4?0.12)?0.02?17?0.23kN/m

合計(jì)：q?g?14.63kN/m2）內(nèi)力計(jì)算跨中最大彎矩：

Mmax?18(q?g)l0?218?14.63?4.158?31.62kN/m2

支座最大剪力：

Vmax?12(q?g)ln?12?14.63?3.96?28.96kN

3）配筋計(jì)算受彎承載力計(jì)算：

h0?400?35?365mm

-34-指導(dǎo)教師：劉永芳學(xué)生：凈凱學(xué)號：202311003319

設(shè)計(jì)（論文）專用紙

?s?Mmax2?1fcbh0?31.62?10621.0?9.6?250?365?0.099

查表得：?s?0.9478

As?Mmax?31.62?106?sfyh00.9478?210?365?435mm

2選2?18(As?509mm2)受剪承載力計(jì)算:

0.25?cfcbh0?0.25?1.0?9.6?250?365?219kN?V?28.96kN

截面尺寸滿足要求

0.7ftbh0?0.7?1.1?250?365?70.26kN?V?28.96kN

僅需依照構(gòu)造配置箍筋

由于：V?0.7ftbh0?h?800?300?h?500

所以：選雙肢?6@300為下限值。為考慮安全起見，選擇雙肢?8@200。B.手算一榀框架的計(jì)算步驟及過程

計(jì)算簡圖的確定：框架各個(gè)構(gòu)件在計(jì)算簡圖中均用單線條代表。各個(gè)單線條代表構(gòu)件形心軸所在的位置線。因此，；梁的跨度等于該跨左、右兩邊柱截面形心軸線之間的距離。為簡化起見，底層柱高可從基礎(chǔ)頂面算至樓面標(biāo)高處，中間層柱高可從下一層樓面標(biāo)高算至上一層樓面標(biāo)高，頂層柱高可從頂層樓面標(biāo)高算至屋面標(biāo)高。

簡述計(jì)算過程分層法：

基本假設(shè)：（a）在豎向荷載作用下，框架側(cè)移小，因而忽略不計(jì)。

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

考慮到以上的影響因素和高層框架受力變形特點(diǎn)，可以對反彎點(diǎn)法進(jìn)行修正，從而形成一種新的計(jì)算方法——D值法。D值法相對于反彎點(diǎn)法，主要從以下兩個(gè)方面做了修正：修正柱的側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度。修正后的柱側(cè)移剛度用D表示，故該方法稱為“D值法〞。D值法的計(jì)算步驟與反彎點(diǎn)法一致，計(jì)算簡單、實(shí)用，精度比反彎點(diǎn)法高，因而在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。

D值法也要解決兩個(gè)主要問題：確定側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度。下面分別進(jìn)行探討。1．修正后柱的側(cè)移剛度

考慮柱端的約束條件的影響，修正后的柱側(cè)移剛度D用下式計(jì)算：

（6）

式中——與梁、柱線剛度有關(guān)的修正系數(shù)，表1給出了各種狀況下值的計(jì)算公式。

由上公式可以看到，梁、柱線剛度的比值愈大，值也愈大。當(dāng)梁、柱線剛度比值為

時(shí)，=1，這時(shí)D值等于反彎點(diǎn)法中采用的側(cè)移剛度d。

2．同一樓層各柱剪力的計(jì)算

求出了D值以后，與反彎點(diǎn)法類似，假定同一樓層各柱的側(cè)移相等，則可求出各柱的剪力：式中，柱子總數(shù)；力。

（7）

為第j層第i柱的側(cè)移剛度；m為第j層

為j層第i柱所受剪力；

為第j層以上所有水平荷載的總和，即第j層由外荷載引起的總剪

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

彎矩圖的繪制

當(dāng)各層框架柱的側(cè)移剛度D和各層柱反彎點(diǎn)位置yh確定后，與反彎點(diǎn)法一樣，就可求出框架的彎矩圖。1）柱端彎矩的計(jì)算

式中，

為第j層第i根柱的反彎點(diǎn)高度，

（8）為第j層的柱高。

2）梁端彎矩的計(jì)算

梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡求出：

對于邊柱

（9）

對于中柱（10）

式中，

、（11）

分別為左邊梁和右邊梁的線剛度。

3）其他內(nèi)力的計(jì)算

可根據(jù)力的平衡條件，由梁兩端的彎矩平衡可求出梁的剪力；由梁的剪力，根據(jù)節(jié)點(diǎn)力的平衡條件，可求出柱的軸力。C.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

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設(shè)計(jì)（論文）專用紙

采用樁基礎(chǔ)：樁基礎(chǔ)是一種常用的基礎(chǔ)形式，是深基礎(chǔ)的一種，樁基礎(chǔ)由樁體和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。樁基礎(chǔ)的主要功能是將荷載傳至地下較深處的堅(jiān)硬土層，以滿足承載力和變形的要求，因而具有承載力高、沉降量較小而且均勻的特點(diǎn)，能承受豎向荷載、水平荷載、上拔力以及可能產(chǎn)生的動(dòng)力荷載作用等。1.樁的類型

該建筑基礎(chǔ)采用混凝土振動(dòng)沉管灌注樁。

混凝土樁是當(dāng)前工程中大量采用的一種樁類型；灌注樁是在所設(shè)計(jì)的樁位出成孔，然后在孔內(nèi)放入鋼筋籠（也有直接插入鋼筋或者省去鋼筋籠的）再澆注混凝土而成；振動(dòng)沉管灌注樁的鋼管低端帶有活瓣樁尖（沉管時(shí)樁尖閉合，拔管時(shí)活瓣張開以便澆筑混凝土），或者套上預(yù)制鋼筋混凝土樁尖。樁斷面一般為400mm-500mm,本基礎(chǔ)采用直徑為450mm