高层结构选型报告

高层结构选型报告 《建筑结构选型》课程设计报告 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 《建筑结构选型》课程设计报告 学生姓名 学 号 指导教师 学 院 土木工程学院 完成时间 2011年12月 目 录 1. 荷载计算 ........................................................................................... 2 1.1屋面荷载 ..................................................................................... 2 1.2楼面荷载 ..................................................................................... 2 1.3主梁间荷载 ................................................................................. 2 1.4次梁间荷载 ................................................................................. 3 1.5剪力墙荷载 ................................................................................. 3 1.6设计参数 ..................................................................................... 3 2(结构计算模型 ................................................................................... 3 2.1框架剪力墙结构计算模型 .......................................................... 3 2.2剪力墙结构计算模型 .................................................................. 4 3(结构计算结果 ................................................................................... 5 3.1框架剪力墙结构计算结果 .......................................................... 5 3.2剪力墙结构计算结果 .................................................................. 7 4(选型结果 ......................................................................................... 11 5(结语 ................................................................................................. 10 结构选型 1(荷载计算 为方便计算并进行不同结构体系结果的对比，楼面、屋面、墙面等构造做法相同，统一 采用以下计算结果。 1.1屋面荷载 1)屋面活载: 查《建筑结构荷载 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》(GB50009-2001)(2006年修订版)屋面均布活载: 2上人屋面 2.0kN/m 2不上人屋面 0.5kN/m 本设计选用不上人屋面。 2)屋面恒载: 2地面砖，干水泥擦缝 0.55kN/m 10厚低标号砂浆隔离层 2200.01=0.20kN/m 2防水层(4厚SBS改性沥青卷材) 0.30kN/m 20厚1:3水泥砂浆找平层 2200.02=0.40kN/m 保温层(45厚聚苯乙烯泡沫塑料板) 20.50.045=0.02kN/m 最薄30厚LC5.0轻集料混凝土2%找坡层 25.50.081=0.45kN/m 100厚现浇钢筋混凝土板 2250.10=3.75kN/m 2V型轻钢龙骨吊顶 0.20kN/m 2合计 5.62kN/m 1.2楼面荷载 1)楼面活载: 查《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年修订版)楼面均布活载: 2教室楼面活载 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值 2.0 kN/m 2卫生间楼面活载标准值 8 kN/m 2走廊楼面活载标准值 2.5 kN/m 2楼梯活载标准值 2.5 kN/m 2)楼面恒载: 2瓷砖地面 0.55kN/m 100厚现浇钢筋混凝土板 2250.10=3.75kN/m 2V型轻钢龙骨吊顶 0.20kN/m 2合计 4.50kN/m 1.3主梁间荷载 主梁自重 0.3×0.6×25,4.50kN/m 主梁粉刷 0.02×(0.6,0.12)×2×17,0.33kN/m 隔墙重量 0.1×(2.9-0.6)×22=5.06kN/m 同济大学土木工程学院 结构选型 合计 9.89kN/m 1.4次梁间荷载 次梁自重 0.25×0.5×25,3.13kN/m 次梁自重 0.02×(0.5,0.1)×2×17,0.27kN/m 隔墙重量 0.1×(2.9-0.6)×22=5.06kN/m 合计 8.46kN/m 1.5剪力墙荷载 剪力墙自重 0.2×2.9×25=14.50kN/m 粉刷 0.02×(2.9-0.1)×2×17,1.90kN/m 合计 16.40kN/m 1.6设计参数 设计使用年限为50年 3 材料信息: 混凝土容重 25 kN/m 3 钢材容重 78 kN/m 抗震信息: 抗震设防烈度为 7 度 设计基本地震加速度值为 0.10g 场地类别为第一类 框架抗震等级为三级 剪力墙抗震等级为三级 设计地震分组为第一组。 2 风荷载信息:基本风压为0.55 kN/m 地面粗糙类别B类 2(结构计算模型 2.1框架剪力墙结构计算模型 利用PKPM建模计算。选用两个标准层，顶层和其他层的恒载、活载不同，结构布置相同。在PMCAD中分别执行建筑模型和荷载输入，查看结构楼面布置信息，进行楼面荷载传导计算，形成PK文件，画结构平面图，并利用图形编辑、打印及转换功能对T图进行转换。在SATWE子菜单中，分别执行接PM生成SATWE数据，结构内力、配筋计算，PM次梁内力与配筋计算，分析结果图形和文本显示，并显示底层柱、墙最大内力简图来比较底层自重的大小。 建模过程截图见图1-图3。 同济大学土木工程学院 结构选型 图1 框剪结构平面图 图2 框剪结构梁间荷载显示 图3 框剪结构墙间荷载显示 2.2剪力墙结构计算模型 同样利用PKPM建模计算，相关截图见图4-图6。 同济大学土木工程学院 结构选型 图4 剪力墙结构平面图 图5 剪力墙结构梁间荷载显示 图6 剪力墙结构墙间荷载显示 3(结构计算结果 3.1框架剪力墙结构计算结果 1)结构自振周期 同济大学土木工程学院 结构选型 根据《高规》)第4.3.5条条文说明:扭转耦联振动的主方向，可通过计算振型方向因子来判断。在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中，当转动方向因子大于 0.5 时，则该振型可认为是扭转为主的振型。 T/ T=0.8030/0.9337=0.86 t1 结构自振周期符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)第4.3.5条规定:结构扭转为主的第一自振周期T与平动为主的第一自振周期T之t1比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。 2)楼层层间最大位移与层高之比 工况1下，X方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/3490。 工况2下，Y方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/3851。 工况3下，X方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/9999。 工况4下，Y方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/6604。 楼层层间位移与层高之比满足《高规》第4.6.3条规定: 按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比?u/h宜符合以下规定:高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比?u/h不宜大于表4.6.3的限值; 3)框架柱地震剪力百分比 框架柱地震剪力百分比满足《高规》第8.1.10条规定: 抗震设计时，板柱-剪力墙结构中各层横向及纵向剪力墙应能承担相应方向该层的全部地震剪力;各层板柱部分除应符合计算要求外，尚应能承担不少于该层相应方向地震剪力的20%。 4)薄弱层地震剪力放大系数 各层的薄弱层地震剪力放大系数均为1.00，根据《高规》第5.1.14条规定，属于竖向 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 的高层建筑结构。《高规》第5.1.14条规定: 对竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数;结构的计算分析应符合本规程第5.1.13条的规定，并应同济大学土木工程学院 结构选型 对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。 5)刚重比 该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算。该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应。 《高规》第5.4.4条规定:高层建筑结构的稳定应符合下列规定: 《高规》第5.4.1条规定:在水平力作用下，当高层建筑结构满足下列规定时，可不考虑重力二阶效应的不利影响。 故结构不用考虑重力二阶效应的影响。 6)楼层抗剪承载力比值 楼层抗剪承载力比值满足《高规》第4.4.3 条规定:A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。 3.2剪力墙结构计算结果 1)结构自振周期 同济大学土木工程学院 结构选型 T/ T=0.6857/0.9151=0.75 t1 结构自振周期符合《高规》第4.3.5条规定:结构扭转为主的第一自振周期T与平动为主的第一自振周期T之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高t1 度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。 2)楼层层间最大位移与层高之比 工况1下，X方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/3682。 工况2下，Y方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/4464。 工况3下，X方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/9999。 工况4下，Y方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/8810。 楼层层间位移与层高之比满足《高规》第4.6.3条规定: 按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比?u/h宜符合以下规定:高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比?u/h不宜大于表4.6.3的限值，即为1/1000。 3)刚重比 结构的刚重比满足《高规》第5.4.1条的规定，可以不考虑重力二阶效应的影响，满足第5.4.4条关于高层建筑结构稳定的规定。 4)薄弱层地震剪力放大系数 各层的薄弱层地震剪力放大系数均为1.00，根据《高规》第5.1.14条规定，属于竖向规则的高层建筑结构。《高规》第5.1.14条规定: 对竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数;结构的计算分析应符合本规程第5.1.13条的规定，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。 5)楼层抗剪承载力比值 同济大学土木工程学院 结构选型 楼层抗剪承载力比值满足《高规》第4.4.3 条规定:A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。 6)轴压比 轴压比满足《高规》7.1.2第4条规定:抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低0.1。 7)抗倾覆力矩 剪力墙承受的抗倾覆力矩满足《高规》7.1.2第2条规定: 抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。 8)剪重比(最小地震剪力系数) 同济大学土木工程学院 结构选型 剪重比满足最小剪重比要求，X方向为2.15%，Y方向为2.44%，满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第5.2.5条规定:抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求: 同济大学土木工程学院 结构选型 4(选型结果 根据PKPM计算结果，框架剪力墙的结构底层自重如图所示，为111769.0kN,剪力墙结构底层自重如图所示，为113267.9kN。故选择框架剪力墙结构体系。 图7 框架剪力墙结构底层自重 同济大学土木工程学院 结构选型 图8 剪力墙结构底层自重 5(结语 根据计算结果，选取框架剪力墙结构体系，符合底层重量较小的要求，从而也符合了结构工程在实际应用中造价低的原则。在建模的过程中，也由衷地感觉到框架结构在平面布置规则时的便利性。因此在实现平面规则的卧室等房间的功能时采用规则的柱网，而在电梯间等需要较大刚度或框架柱无法规则布置的地方设置剪力墙，这也是框剪结构的优势，与传统框架结构相比，提高了刚度，也使平面布局更加灵活，而同时与剪力墙结构相比，又能够减少自重，降低结构成本。 剪力墙结构的优点也是很明显的，根据计算结果，剪力墙结构的抗扭作用以及抗震效果都比框剪结构好一些，在超高层结构中会有更广泛的应用。 在建模的过程中，重温并再次学习了PKPM软件，再一次用心解读了《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ3-2010)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年修订版)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)等规范。并且由于有一个网架结构的选题，也查阅了一些相关设计与实例讲解的书，如唐瑞森主编的《网架结构简化计算手册》、网架结构设计与施工规程编制组编制的《网架结构设计与施工规程应用 指南 验证指南下载验证指南下载验证指南下载星度指南下载审查指南PDF 》等。但由于最终还是没有有效的3D3S软件，便只好作罢。 最后感谢老师对选型设计的教授与指导，也感谢同学们辛苦的讲解，以及在高层各体系建模与数据分析时提出宝贵意见与指导的徐章雄同学，再加上我们的努力，才有了这份报告，望老师批评指正，谢谢～ 同济大学土木工程学院