高层建筑结构课程设计(doc 37页)目录摘要 (5)一、建筑设计 (5)1、设计资料 (5)2、结构方案评价 (6)二、结构布置及有关尺寸的初步估算 (6)1、结构布置及梁,柱截面尺寸的初选 (6)2、荷载计算 (9)三、结构的线刚度与横向侧移刚度计算 (13)1、结构的线刚度计算 (13)2、结构的横向侧移刚度计算 (15)四、框架的风荷载、地震荷载集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi (15)1、地震荷载作用下的梁、柱、墙、门、窗重力荷载标准值 (15)2、风荷载标准值计算及位移验算 (22)五、风荷载计算 (24)六、竖向荷载内力计算 (25)七、水平荷载作用下内力计算 (28)1. 水平地震荷载作用下 (28)摘要：现建一栋整体式钢筋混凝土六层框架结构的建筑物，建筑高度为20.4m，基本风压0.35kN/m。
设计内容包括建筑与结构设计两部分。
这个设计项目的建筑设计，进行了建筑物的平、立、剖的三方面的设计。
办公楼属于公共建筑，既要求满足建筑布局，也要有抗震、采风通光等各方面的要求。
结构设计，主要进行了结构布置及选型、荷载计算、内力计算、内力组合、按最不利内力进行各杆件配筋计算。
关键词：框架结构；办公楼；建筑设计；结构设计一、建筑设计1.设计资料（1）某六层办公楼，采用整体式钢筋混凝土结构，标准层平面图详见附图1 。
（2）建筑物层高：底层层高为3.9m，2～6层层高为3.3m。
（3）抗震设防烈度为7度，Ⅰ类场地土，特征周期分区为二区。
（4）基本风压：w0＝0.35 kN/m2，地面粗糙度为B类。
（5）其他条件可参照相关教材中有关框架结构的设计例题。
（6）恒载分项系数为1.2；活荷载分项系数为1.4。
（7）材料选用：混凝土采用C30；钢筋梁、柱中受力纵筋均采用HRB335或HRB400，箍筋及构造钢筋采用HPB235。
附图1 标准层平面图其他：① 室内外高差450mm ；基顶标高为-1.200m 。
② 屋面做法：不上人屋面（活荷载0.5 kN/m 2），卷材防水（有保温层，二道防水），水泥膨胀珍珠岩找坡。
（注：屋面保温、防水、找坡层总重按2.5 kN/m 2计算。
）③ 女儿墙： 240 mm 厚，采用实心砖（自重按18 kN/m 3）砌筑，墙高0.5m ，100mm 混凝土压顶。
④ 外墙饰面：20 mm 厚水泥砂浆打底、找平，面刷乳胶漆（外墙用）。
⑤ 内墙饰面：混合砂浆刷乳胶漆（总厚度22mm ）。
⑥ 外纵墙上开窗高度：底层为2.6m ，2～4层为2.0m 。
⑦ 内纵墙自重计算可以不扣除门洞，外纵墙自重计算必须扣除窗洞，然后再计算窗重。
（塑钢窗自重按0.4 kN/m 3计算） ⑧ 纵向框架梁及基础梁均按照250×400设计。
2. 结构方案评价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（3.9+3.3×5）m=20.4m ﹤50m ，故满足要求。
查表2-6得：最大高宽比为4，该设计方案高宽比为H/B=35.4 2.7413mm=<，故满足要求。
查表2-10得长宽比限值为6.0，该设计方案长宽比为36 2.77 6.013mm=<故满足要求。
该方案设计的建筑物立面规则，均匀，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、 结构布置及有关尺寸的初步估算 1、结构布置及梁,柱截面尺寸的初选项目情况：该工程为办公楼设计。
建筑总共6层，底层层高为3.9m ，2～6层层高为3.3m。
室内外高差450mm；基顶标高为-1.200m。
框架平面与柱网布置图如下图2-1。
图2-1 结构平面布置图板厚取120 mm，3600120904040lh mm=>≈=。
一．确定计算简图假定框架柱与基础顶面接触，框架梁与柱刚接，设计时为了计算的方便，使每个柱子的尺寸不变，于是梁的跨度和柱截面形心线之间的距离相等。
将基础距离室外地坪的高度设为1.2m，室内外高差为0.45m，所以底层的柱子高度为h=3.9+1.2+0.45=5.55m，其余各层竹篙从露面算到上一层楼面，所以都是3.3m,于是框架的计算见图为下图2-2表示。
图2-2 框架计算简图二.梁、柱截面尺寸的估算：（1）梁截面1.AB跨：主梁：L =7200mmh=（112~18）L=600mm~900mm,取h=700mmb=（13~12）h=233mm~350mm，取b=300mm故该框架的横梁与纵梁的初步设计截面尺寸为b×h=300mm×700mm 次梁：L=7200㎜h=（118~112）L=400mm~600mm,取h=500mmb=（13~12）h=200mm~300mm，取b=300mm故框架的次梁初步设计截面尺寸为b×h=300mm×500mm 2.BC跨：主梁：L=3000mmh=（112~18）L=250mm~375mm,取h=500mmb =（13~12）h =167mm ~250mm ，取b =300mm故框架梁的初步设计截面尺寸为b ×h =300mm ×500mm 。
于是计算结果归纳于下表2-1：表2-1估算梁的截面尺寸，单位为mm(2)柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算：N Fgn β= 公式（2-1） 式中：β：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2,不等跨取1.25；F : 为按照简支状态计算柱的负荷面积；g ：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取14kN /2m ;n : 为验算截面以上楼层层数；则底层中柱的轴力设计值为N =1.2×14×7.2×(7.2+3)/2×5=3084.48kN该项目工程全部使用C 30的混凝土, 查表的fc =14.3N/mm 2 ，首先假定该层柱截面尺寸b×h =500mm ×500mm ，则柱的轴压比为：9.0863.05005003.141048.30843<=⨯⨯⨯==bh f N c μ，满足要求。
故该框架柱的估计尺寸符合要求，确定为b ×h =500mm ×500mm 。
并且为了施工的方便性，可以使得各层的所有柱子的截面尺寸都保持不变。
2、荷载计算2.1 屋面与楼面的恒荷载标准值计算 一.屋面防水层（刚性）30厚C20细石混凝土 1.02/kN m 防水层（柔性）三毡四油上面铺小石子 0.4 2/kN m 找平层：15厚水泥砂浆 0.015m ×203/kN m ＝0.32/kN m 找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆找坡 0.04m ×143/kN m ＝0.562/kN m 保温层：80厚矿渣水泥 0.08m ×14.53/kN m ＝1.162/kN m 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m ×253/kN m ＝32/kN m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×173/kN m ＝0.172/kN m 合计 6.59 2/kN m二.标准层楼面：大理石面层 0.02m ×283/kN m ＝0.562/kN m 20厚1：3干硬性水泥砂浆 0.02m ×203/kN m ＝0.42/kN m 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m ×253/kN m ＝32/kN m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×173/kN m ＝0.172/kN m 合计： 4.13 2/kN m三．卫生间楼面2厚水泥砂浆贴10厚300 ×300防滑地砖 0. 342/kN m 20厚水泥细砂浆面层 0.02m ×203/kN m ＝0.42/kN m 30厚水泥砂浆找坡 （0.03+3.4×0.01/2）m ×203/kN m ＝0.962/kN m 15厚水泥砂浆找平 0.015m ×203/kN m ＝0.32/kN m 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m ×253/kN m ＝32/kN m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×173/kN m ＝0.172/kN m合计： 5.172/kN m2.2 屋面与楼面活荷载计算一. 根据《荷载规范》查得 ： 楼 面：2.02/kN m 走 廊: 2.52/kN m 二.雪荷载S k =1.0×0.45 2/kN m =0.45 2/kN m2.3 梁、柱、墙、门、窗的重力荷载计算 一.梁自重：1.边横梁、纵梁：b ×h =300mm ×700mm梁自重： (0.7m -0.12m )×253/kN m ×0.3m =4.35 /kN m 抹灰层：10厚混合砂浆：[(0.7m -0.12m )×2+0.3m ] ×0.01m ×173/kN m =0.25/kN m合计： 4.6 /kN m2．中横梁：b ×h =300mm ×500mm梁自重： (0.5m -0.12m ) ×25 3/kN m ×0.3m =2.85/kN m 抹灰层：10厚混合砂浆：[(0. 5m -0.12m )×2+0.3m ] ×0.01m ×173/kN m =0.18/kN m合计： 3.03/kN m3.次梁：b ×h =300 mm ×500 mm因为次梁的尺寸和作法与中横梁完全一样，则次梁的重力荷载也是3.03/kN m4.基础梁：b ×h =300 mm ×500mm梁自重： 25 3/kN m ×0.3m ×0.5m =3.75/kN m二.柱自重：柱尺寸：b ×h =500 mm ×500 mm柱自重： 0.5m ×0.5m ×25 3/kN m =6.25/kN m抹灰层：10厚混合砂浆： 0.01m×0.5m×4×173kN mkN m=0.34 //合计： 6.59 /kN m三.外墙自重：标准层：墙体：（3.4m-1.8m-0.5m-0.4m）×0.3m×183kN mkN m=4.32//铝合金窗： 0.35 3/kN m×1.8m×1.8m =0.63 kN m/水刷石外墙面：（3.4m-1.8m）×0.5 2kN mkN m=0.9 //水泥粉刷内墙面：（3.4m-1.8m）×0.36 2kN mkN m=0.648//合计： 6.498 /kN m底层：墙体：（3.4m-1.8m-0.5m-0.4m）×0.3m×183kN mkN m=4.32 //铝合金窗： 0.35 2kN mkN m×1.8m=0.63 //水刷石外墙面：（3.4m-1.8m）×0.5 2kN mkN m=0.9//水泥粉刷内墙面：（3.4m-1.8m）×0.36 2kN m/kN m=0.648/合计： 6.498 /kN m 四.内墙自重：标准层：墙体：（3.4m-0.5m）×0.3m×183kN m/kN m=16.2/水泥粉刷内墙面： 3.0m×0.36 2kN m/kN m×2=2.16/合计： 18.36 /kN m 底层：墙体： （3.4m -0.5m ）×0.3m ×183/kN m =16.2 /kN m 水泥粉刷内墙面： 3.0m ×0.36 2/kN m ×2=2.16 /kN m合计： 18.36 /kN m五.女儿墙自重：女儿墙使用300mm 厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，γ=5.5kN/m 3，两侧均为20mm 厚的抹灰，墙高设计为900mm ，另外上面为100厚混凝土盖顶。
