高层建筑结构课程设计六层办公楼(编辑修改稿)

高层建筑结构课程设计六层办公楼(编辑修改稿)内容摘要：

+ 2+ ） = 窗： G== 板： G= 活荷载： G= kN 顶层： 雪荷载： G= = 外墙： G= 高层建筑结构课程设计 17 内墙： 总长：（ ） 8+（ ） 7++ 4+ 2+ 2+() 10+() 10=193kN 内墙自重： G=193 柱： G=748/2=374kN 梁： G= 门： G=（ 4+ 4+ 20+ ） = kN 窗： G= 女儿墙 :使用 300mm 厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，  =，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。 则单位面积内的重力荷载为： 3/kNm +17 3/kNm 2= 2/kNm 屋面女儿墙： （ +） 2=122m2 女儿墙自重： G=122 2=244kN 板： G= = 活荷载： G= 综合以上计 算得： G1=+++= G2=++++748++++9+= G3=G4=(+)*2+748+++++=116 G5=++374+++++244++76= 所以，地震荷载集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 Gi，可由下图 41 表示： 高层建筑结构课程设计 18 图 41 地震荷载集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 Gi 横向水平地震作用下框架的侧移计算 表 42 结构顶点的假想侧移计算表 层次 Gi／ kN VGi／ kN ∑Di／（ N／ mm) △ui／ mm ui／ mm 5 16 4 16 3 16 2 16 1 16 框架的自振周期： 取   ,则 1 1 .7 1 .7 0 .7 0 .1 1 9 9 0 .4 1TTTu      s 横向水平地震作用下的楼层地震剪力计算 由于本结构高度不超过 40m，变形以剪切型为主的且质量和刚度沿高度分布比较均匀，故使用底部剪力法计算水平地震作用。 结构总的横向水平地震作用标准值计算如下： 0 .8 5 0 .8 5 ( 1 1 7 8 5 .1 7 1 1 4 6 5 .0 7 6 1 1 6 2 5 .4 6 7 2 1 1 1 5 8 .9 5 1 = 5 7 6 6 0 .1 3 7e q iG G k N       ） 查表得  ， max   ； 高层建筑结构课程设计 19 因为1 5ggT T T，1 T s   ，所以可不考虑顶部附加地震作用分数 n。 0 .9 0 .91 m a x110 .3 5( ) ( ) 0 .0 8 0 .0 6 90 .4 10 .0 6 9 5 7 6 6 0 .1 3 7 3 9 7 8 .5 5gEk e qTTF G k N       计算各质点的水平地震作用标准值，将上述 n 和 EkF 代入可得 1 ( 1 , ... , )iii njjjGHF i nGH 计算结果见表 43： 表 43 各质点横向水平地震作用下楼层地震剪力计算表 层次 Hi／ m Gi／ kN GiHi／ kNm iijjGHGH Fi／ kN Vi／ kN 5 4 3 2 1 各质点的水平地震作用下的楼层地震剪力沿着房屋高度的布设情况见图 42 所示： (a)横向地震 作用下荷载分布 （ b）每层之间剪力分布 图 42 横向水平地震作用及楼层地震剪 高层建筑结构课程设计 20 水平地震作用下的位移验算 横向水平地震作用下的该一榀框架结构的每层间位移 iu 和顶点位移 iu 各按下面两式计算： 1ii sijjVuD 公式（ 43） 1nkkuu 公式（ 44） 计算结果见表 44 所示，表中的层间弹性位移角  = iu /ih。 表 44 横向水平地震作 用下的位移验算 层次 Vi／ kN ∑Di／（ N／ mm) △ui／ mm ui／ mm hi／ mm  = iu / ih 5 16 3400 1／ 3953 4 16 3400 1／ 2152 3 16 3400 1／ 1581 2 16 3400 1／ 1339 1 16 4850 1／ 1414 由上表可知，该框架的最大层间位移角位于在第二层，其为 1/1339＜ [ iu /h]= 1/550，满足要求。 风荷载标准值计算及位移验算 风荷载标准值计算 为简化计算，将 风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载 ， 计算过程如下表所示，表中 Z 为框架节点之室外地面的高度， A 为一榀框架每层节点的受风面积。 计算公式 为 ： 0k Z s ZP w A   高层建筑结构课程设计 21 计算结果见下表 45： 表 45 风荷载标准值计算 层 次 s Z Z (m)Z 20( / )w kN m 2(m)A (kN)kP 5 4 3 2 1 所以，该框架在风荷载作用下的标准值示意图见下图 43： 图 43 风荷载作用下的结构受荷图，单位为 kN 高层建筑结构课程设计 22 风荷载作用下框架的的位移验算 风荷载作用下框架的层间位移计算公式为： 1jj njVuD 该 框架在 横向 风荷载作用下的侧 向位 移计算 结果 见下表 46： 表 46 风荷载作用下框 架的位移计算 层次 /kNkP /kNjV D /(kN/m) ju /m /mjh /juh 5 1/48571 4 1/20xx0 3 1/12143 2 1/8947 1 1/7698 由上表可知，风荷载作用下该框架的最大层间位移角最大值为 1/7698＜[ iu /h]= 1/550，满足要求。 五、风荷载计算 取 4 号轴线处一榀横向框架为计算单元 H=﹥ 30m，且高宽比 H/B=﹥ 所以要考虑风振系数 β z=1+ zz 基本振型 Z 高度处振 型系数 z ZH 基本风压值ω0=框架结构基本周期 ： T1=+ 103 2233 33 5 . 40 . 2 5 0 . 5 3 1 0 0 . 5 313H sB      2 2 2 201 0 .3 5 0 .5 3 0 .0 9 8 . /k N s m     高层建筑结构课程设计 23 城市郊区属于 B类粗糙度地区 ， 查表 33 得 ， 脉动增大系数 ξ = H/B=平面为矩形所以风载体型系数μ s=+= μ z由表 31 查得 ω ki=β zi μ sμ z ω 0 六、 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= 当梁一边有楼板时， I= 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 Ec L b h Ir I ib ﹙1010﹚ 中间梁 104 6500 400mm600mm 109 109 边 梁 104 6500 400mm600mm 109 109 注： ib=EIl 柱的线刚度计算如下表： 层数 Ec h b h I ic ﹙1010﹚ 26 104 3300 650mm650mm 109 1 104 3900 650mm650mm 109 注： ic=EIh 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。 楼层 Z/m μ s μ zi β zi  z ω 0 ω ki hi Ai Fi 1 2 3 4 5 6 高层建筑结构课程设计 24 由每个杆件均为固端，所以转动刚度 S=4i 分配系数μ i= iSS 传递系数 C= 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： Vbliι = 21 +2 lrb i b iql M M 212r r lb i b i b iV l q l M M   柱剪力： Vihi= tbci ciMM 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 柱下端的轴力 =该柱上端的轴力 +本层柱的自重 柱的自重 = 25 = 外墙自重 =6kN/m 6m=36kN 内墙自重 = 6m ()m=27kN 层数 截面 M N V 4 柱 边柱 上端 下端 中柱 上端 0 0 下 端 0 0 梁 左端 0 跨中 右端 0 3 柱 边柱 上端 高层建筑结构课程设计 25 下端 中柱 上端 0 0 下端 0 0 梁 左端 跨中 右端 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 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： Vblι = 21 +2 lrbbql M M 212r r lb b bV l q l M M   柱剪力： Vihi= tbci ciMM 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 N V 4 柱 边柱 上端 下端 中柱 上端 0 0 下端 0 0 梁 左端 0 层数 Vlbi /kN Vrbi /kN 36 高层建筑结构课程设计 26 跨中 右端 0 3 柱 边柱 上端 下端 中柱 上端 0 0 下端 0 0 梁 左端 跨中 右端。