第一篇：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

多層教學(xué)樓設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

題

目 多層教學(xué)樓

學(xué)生姓名

馬樂 專業(yè)名稱

土木工程

指導(dǎo)教師

郭波

2006年05月20日

多層教學(xué)樓設(shè)計(jì)

目 錄

第一部分：設(shè)計(jì)總說明 摘要

1、建筑設(shè)計(jì)………………………………………………………6 1.1 建筑說明 1.2 方案設(shè)計(jì) 1.3建筑材料及做法

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………7 2.1 結(jié)構(gòu)說明 2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

2.2.1風(fēng)荷載作用

2.2.2豎向荷載作用（恒載及活載）2.2.3 內(nèi)力組合 2.2.4 配筋計(jì)算 2.3現(xiàn)澆板式樓梯設(shè)計(jì) 2.4 現(xiàn)澆廁所樓面板設(shè)計(jì) 2.5 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3、設(shè)計(jì)總結(jié)?????????????????????????? 13

多層教學(xué)樓設(shè)計(jì)

多層教學(xué)樓設(shè)計(jì)

[ 馬樂 土木建筑工程系 湖北省孝感學(xué)院 432100 ] [摘要]：本設(shè)計(jì)為某多層教學(xué)樓工程設(shè)計(jì)的整體過程。按照設(shè)計(jì)任務(wù)書依據(jù)現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》和《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，完成本設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)分為建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分。建筑部分包括建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)、建筑平面設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)和剖面設(shè)計(jì)等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的一榀框架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，主要包括結(jié)構(gòu)選型（包括樓板、屋面板、樓梯等）；結(jié)構(gòu)布置方案；選用有代表性的單元確定計(jì)算簡圖、導(dǎo)算荷載、進(jìn)行內(nèi)力分析和內(nèi)力組合，對構(gòu)件進(jìn)行截面配筋設(shè)計(jì)；根據(jù)工程地質(zhì)資料，對基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)；用結(jié)構(gòu)分析軟件（PKPM）進(jìn)行驗(yàn)算，并對手算和電算結(jié)果進(jìn)行比較分析。最后完成了建筑平面圖、結(jié)構(gòu)布置圖、梁柱配筋圖、基礎(chǔ)計(jì)算等。

[關(guān)鍵詞]：建筑設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)

[Abstract]：This design is for the whole of engineering design of teaching building.According to design specifications, according to the current《design specification of the building》and 《design specification of the structure》,I finish the designing.Design include two major parts of architectural design and structural design, The part of building including architectural design main point, planar design of the building, elevation is designed and designed etc.I choose one of reinforced concrete frame structure to design, it mainly includes the selection of structure(includes floor, roof board, stair, etc.);Layout of structure;I select the representative unit to confirm sketch of calculating, Compute its load and carry on internal force analysis and cabinet;According to the geological materials of the project, I design the foundation;go on checking with structure software(PKPM), and carry on checking by comparing manpower calculating and computer calculating.Finally, I finished structural plans, a table of beams and columns ,a footing plan and pile foundation drawing.[Key words]：Building construction design

Structure design

Frame structure

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1、建筑設(shè)計(jì)

1.1 建筑說明

本工程為擬建某多層教學(xué)樓，該工程最高處為五層，普通教室，辦公室，會議室層高均為3.6m，并帶有階梯教室（兩層），層高4.8m。總建筑面積約為4921m2按任務(wù)書要求通過查找資料，基本風(fēng)壓為0.35KN/m2,基本雪壓為0.50 KN/m2,該教學(xué)樓位于抗震設(shè)防烈度為6度的區(qū)域，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，由于為六度設(shè)防烈度，無須進(jìn)行計(jì)算，由規(guī)范要求進(jìn)行構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)即可．

1.2 方案設(shè)計(jì)

1.2.1根據(jù)地形地貌，設(shè)施布置，建筑物在基地上的位置、標(biāo)高、道路綠化及其他說明，去考慮方案設(shè)計(jì)。從而很好的把握方案的經(jīng)濟(jì)性、合理性。

方案比較

方案一：建筑平面為U型。U形建筑具有造型簡單、美觀、采光通風(fēng)較好，有利于教室平面靈活布置等優(yōu)點(diǎn)。由于其轉(zhuǎn)折處可以靈活設(shè)置，可以避開設(shè)置伸縮縫的限制，另外可以根據(jù)大小教室對建筑面積的不同要求，各段采用不同的平面布置，有利于柱網(wǎng)的布置。

方案二：建筑平面為矩形。滿足平面力求簡單，規(guī)則，本方案既可避免設(shè)縫。但由于其采用內(nèi)廊式，走廊的采光不容易滿足，在大小教室的平面布置上不夠靈活，對結(jié)構(gòu)簡單要求較高。

綜上所述，方案一的平面布局較為合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，傳力明確，施工方便，較方案二要合理。因此，選擇方案一為本次設(shè)計(jì)方案。

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所給資料，結(jié)構(gòu)型式選用框架結(jié)構(gòu)。本多層框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓采用外廊懸挑式柱網(wǎng)布置，考慮到走廊長度大于40m，兩面布置房間時，走廊最小凈寬度為1.8m，所以走廊的跨度取為2.1m，房間的開間和進(jìn)深采用3.6m，7.2m；3m,10.2m和4.2m，7.8m。采用三部樓梯，樓梯開間均為4.2m，考慮到階梯教室與普通教室的標(biāo)高不同，在走廊連接處設(shè)輕質(zhì)踏步，以實(shí)現(xiàn)兩者之間的交通聯(lián)系。根據(jù)武漢地區(qū)的氣候條件，內(nèi)外墻均采用240厚。

該教學(xué)樓為滿足不同的教學(xué)要求，設(shè)置了大小教室以及階梯教室。根據(jù)其他

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使用功能的要求，首層設(shè)有門廳、門衛(wèi)室，各層還設(shè)有休息室、辦公室、男女衛(wèi)生間等。

1.2.2 該教學(xué)樓在建筑立面上采用較大而明亮的玻璃窗，走廊兩側(cè)均設(shè)置窗戶，有效的滿足了采光的要求，同時又表現(xiàn)出簡潔現(xiàn)代感，還增加了立面的美觀效果。建筑立面和豎向剖面上力求規(guī)則，避免立面凹進(jìn)或突出，使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變化均勻。為了豐富立面，外墻層高處設(shè)裝飾線，底層從-0.450標(biāo)高往上至0標(biāo)高做天然石材飾面。室外臺階采用花崗巖貼面。在排水方面由于屋面寬度不大，采用單面有組織排水，落水管采用直徑為100PVC落水管。在剖面上，主要反映建筑物在垂直方向上各部分的組合關(guān)系?？紤]室內(nèi)外采光通風(fēng)，窗臺取900mm高。

1.3建筑材料及做法

1.3.1墻體：內(nèi)外墻均采用240厚砌體，防潮層設(shè)在相對標(biāo)高-0.050m處，做法是1：2水泥砂漿摻2％防水劑20厚。

1.3.2 門窗：底層外門均采用鋁合金門，建筑內(nèi)部門采用木門，所有窗戶均采用鋁合金推拉窗，凡木料與砌體結(jié)構(gòu)接觸部位均應(yīng)涂滿防腐水柏油二度。

1.3.3樓地面做法：見中南地區(qū)建筑圖集。1.3.4 散水做法：水泥砂漿散水寬600mm。

1.3.5 落水管及雨水口：屋面雨水口做法見中南地區(qū)建筑圖集；落水管材料采用直徑為100PVC落水管。

1.3.6 挑出墻面的雨篷等構(gòu)件：凡未特別注明者，其上部粉1：2水泥砂漿，并找1％挑水坡，其下部粉1：2水泥砂漿15厚刷白色106涂料，并做滴水線30寬。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)說明

本設(shè)計(jì)為五層框架結(jié)構(gòu)（階梯教室部分為兩層，層高4.8米），建筑物總高度為18.45m，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)正常使用年限為50年。室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高為±0.000，相對于絕對標(biāo)高0.450m，室內(nèi)外高差450mm。建筑物的耐火等級為二級。圖紙中標(biāo)高以米，尺寸以毫米計(jì)。由于建筑物總長度為47.4m，滿足《混凝土規(guī)范》GB50010-2002

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第9.1.1條伸縮縫最大間距55m要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置，確定承重體系。在計(jì)算荷載之前，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初了估梁、柱截面尺寸，并進(jìn)行了驗(yàn)算。

2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型〔采用橫向承重體系，以增大結(jié)構(gòu)的橫向剛度〕和結(jié)構(gòu)布置，確定承重體系。在計(jì)算荷載之前，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初估梁、柱截面尺寸，并進(jìn)行驗(yàn)算。

2.2.1地震作用

因該地區(qū)地震6度設(shè)防，所以地震作用影響很小，采用一般結(jié)構(gòu)上設(shè)防即可。2.2.2 風(fēng)荷載作用

根據(jù)負(fù)荷面積寬度，將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，運(yùn)用D值法，求出柱上下端彎矩，通過節(jié)點(diǎn)平衡得出梁端彎矩，由此得到水平風(fēng)載作用下梁柱彎矩和梁端剪力和柱軸力。

2.2.3 豎向荷載作用（恒載及活載）

在計(jì)算單元范圍內(nèi)的縱向框架梁的自重、縱向墻體的自重以集中力的形式作用在各節(jié)點(diǎn)上。豎向荷載作用下框架的內(nèi)力采用彎矩二次分配法計(jì)算。梁端和柱端彎矩計(jì)算之后，梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力和梁端彎矩引起的剪力相疊加而得到；柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中荷載疊加得到。

2.2.4 內(nèi)力組合

根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震設(shè)防烈度、房屋高度等因素，由《抗震規(guī)范》確定該框架結(jié)構(gòu)抗震等級為三級。梁的內(nèi)力組合：根據(jù)《結(jié)構(gòu)規(guī)范》和《抗震規(guī)范》考慮三種內(nèi)力組合形式：

（1）1.2SGk＋1.4SQk(2)1.2SGk+0.9×1.4×(SQk+SFk)(3)1.35SGk+0.7×1.4(SQk+SFk)在進(jìn)行柱的內(nèi)力組合時，須根據(jù)柱可能出現(xiàn)的最不利荷載分別進(jìn)行組合、配筋。這三種組合形式為： ① ︱M︱max及相應(yīng)的N、V； ② Nmax及相應(yīng)的M、V；

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③ Nmin及相應(yīng)的M、V。2.2.5 配筋計(jì)算

由于本工程按6度設(shè)防區(qū)設(shè)計(jì)，因此進(jìn)行了抗震設(shè)計(jì)，形成延性框架結(jié)構(gòu)。其設(shè)計(jì)原則是：“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”。

梁、柱配筋計(jì)算

框架梁按彈性理論設(shè)計(jì)，以求得的最不利內(nèi)力值為控制值。對框架梁進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算時，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，應(yīng)滿足受彎構(gòu)件最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算。按照框架結(jié)構(gòu)的合理破壞形式，在梁端出現(xiàn)塑性是允許的，為了便于澆搗混凝土，也往往希望節(jié)點(diǎn)處負(fù)鋼筋放得少些。因此，對于現(xiàn)澆框架，可取彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8-0.9。必須指出，我國有關(guān)規(guī)范規(guī)定，彎矩調(diào)幅只對豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行，即水平荷載作用下產(chǎn)生的彎矩不參加調(diào)幅，因此，彎矩調(diào)幅應(yīng)在內(nèi)力組合之前進(jìn)行。根據(jù)縱向構(gòu)造鋼筋〔腰筋〕的有關(guān)規(guī)定：當(dāng)梁的腹板高度大于450mm，在梁的兩側(cè)面應(yīng)沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋，其間距不宜大于200mm。對于懸臂梁中，有不少于兩根上部鋼筋伸至懸臂梁外端，并向下彎折不小于12d；其余鋼筋不應(yīng)在梁的上部截?cái)?，而?yīng)按規(guī)定的彎起點(diǎn)位置向下彎折，并在梁的下邊錨固，彎終點(diǎn)外的錨固長度在受壓區(qū)不應(yīng)小于10d，在受拉區(qū)不應(yīng)小于且不小于20d〔d為受拉鋼筋直徑〕。

框架柱的內(nèi)力控制值取值，應(yīng)預(yù)先判斷大小偏心。試驗(yàn)表明，小偏心受壓情況下，隨著軸向壓力的增加，正截面受彎承載力隨之減小，但在大偏心受壓情況下，軸向壓力的存在反而使構(gòu)件正截面的受彎承載力提高。在界限破壞時，正截面受彎承載力達(dá)到最大值。因此，當(dāng)為大偏心時，應(yīng)取彎矩較大，軸力較小；當(dāng)為小偏心時，應(yīng)取彎矩較大，軸力較大。根據(jù)此原則，可確定出所需最大鋼筋面積。除此之外，框架柱全部縱筋的配筋率不應(yīng)小于0.6%；同時，一側(cè)鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.2%。軸心受壓構(gòu)件的縱向受力鋼筋應(yīng)沿截面的四周均勻放置，鋼筋根數(shù)不得少于4根，鋼筋直徑不宜小于12mm，通常在16至32mm 范圍內(nèi)選用。為了減少鋼筋在施工時可能產(chǎn)生的縱向彎曲，宜采用較粗的鋼筋。從經(jīng)濟(jì)、施工以及受力性能等方面來考慮，全部縱筋配筋率不宜超過5%。平面框架柱的平面外穩(wěn)定按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算。梁與柱為剛接的鋼筋混凝土框架柱，其計(jì)算長

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度應(yīng)根據(jù)框架不同的側(cè)向約束條件及荷載情況確定。對于有側(cè)移的全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，柱的計(jì)算長度可取底層柱為1.0H，其他層柱取1.25H〔H為柱所在層的框架結(jié)構(gòu)層高〕。

2.3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，本工程所在地地質(zhì)情況良好，第二層作為持力層，其地基承載力達(dá)到200Kpa，因此在框架部分選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋置深度的大小，對于建筑物的安全和正常使用、基礎(chǔ)施工技術(shù)措施、施工工期和工程造價等影響很大，因此，確定基礎(chǔ)埋置深度是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)。本工程在設(shè)計(jì)時綜合考慮建筑物自身?xiàng)l件以及所處的環(huán)境〔例如，應(yīng)注意地下水的埋藏條件和動態(tài)〕。從實(shí)際出發(fā)，在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，以基礎(chǔ)宜淺埋的原則，合理選擇基礎(chǔ)埋置深度〔除巖石地基外，基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5m〕。根據(jù)第一層為素填土，土質(zhì)松軟，結(jié)構(gòu)不均，厚0.4-1.0m；第二層為粘土，屬中偏高強(qiáng)度中偏低壓縮性土層，可作天然地基，厚2.5-3.5m，本工程的基礎(chǔ)埋深設(shè)為1.5m。選擇基礎(chǔ)材料，根據(jù)計(jì)算確定基礎(chǔ)高度為1.0m，從下至上分兩層，每階高度為350mm，250mm?；A(chǔ)埋深１.５m，高度0.6m，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)傳來的內(nèi)力值，初估基底面積，然后進(jìn)行沖切驗(yàn)算和底板配筋。

2.4 現(xiàn)澆廁所樓面板、上人孔處屋面板設(shè)計(jì)

根據(jù)所設(shè)計(jì)房間區(qū)格的長邊與短邊之比，確定是單向板還是雙向析（長邊與短邊之比大于2，屬于單向板；長邊與短邊之比小于2，屬于雙向板。）按照不同的計(jì)算理論和方法，分別進(jìn)行控制截面配筋計(jì)算。

2.5 現(xiàn)澆板式樓梯設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑要求和施工條件，本工程中采用現(xiàn)澆板式樓梯，并根據(jù)建筑類別確定樓梯的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值后，分別對樓梯梯段板、平臺板、平臺梁進(jìn)行控制截面的配筋計(jì)算。

采用板式樓梯，具有下表面平整，施工支模較為方便，外觀比較輕巧等優(yōu)點(diǎn)。梯段板、平臺和平臺梁組成，對于梯段板和平臺板〔設(shè)計(jì)成單向板〕都取1m 的單元進(jìn)行計(jì)算，對于平臺梁的設(shè)計(jì)與一般梁設(shè)計(jì)相似。斜板厚約為梯段板水平長度的1/25至1/30，本設(shè)計(jì)采用約為1/30的梯段板水平長度。

考慮到樓梯與平臺梁整澆，平臺對斜板的轉(zhuǎn)動變形有一定的約束作用，故計(jì)

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算板的跨中正彎矩時，近似取Mmax=PLn 2/10。為避免斜板在支座處產(chǎn)生過大的裂縫，應(yīng)在板面配置一定數(shù)量的鋼筋，一般取?8@200，長度為Ln/4。斜板內(nèi)分布鋼筋可采用?6或?8，每級踏步不少于1根，放置在受力鋼筋內(nèi)側(cè)，最大間距300mm。2.6 雨篷設(shè)計(jì)

本工程中雨篷設(shè)計(jì)成板式雨篷，框架縱梁兼作雨篷梁。雨篷計(jì)算包括三個內(nèi)容：a.雨篷板的正截面承載力計(jì)算；b.雨篷梁在彎矩、剪力、扭矩共同作用下的承載力計(jì)算；c.雨篷抗傾覆驗(yàn)算，之后進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。由于雨篷梁與框架整澆，故無須進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算 設(shè)計(jì)總結(jié)

經(jīng)過兩個多月的辛苦勞作，在指導(dǎo)老師耐心、兢兢業(yè)業(yè)的指導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成了。這次設(shè)計(jì)是我們在大學(xué)四年學(xué)習(xí)中最大，最完整的一次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)不僅是對我們所學(xué)知識的全面檢查，更是提高了我們運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。

本次設(shè)計(jì)我最大的體會就是將四年所學(xué)的大部分知識串聯(lián)起來，對專業(yè)知識全面復(fù)習(xí)一遍，同時也鞏固了所學(xué)知識，深有成就感。

由于時間較短，設(shè)計(jì)不太全面，不足之處在所難免，懇請老師批評指正。在此，對老師們的熱情指導(dǎo)深表感謝，并致以崇高的敬意！

參 考 資 料：

[1].《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》東南大學(xué)編著、清華大學(xué)主審。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998 [2].《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50001-2001）中華人民共和國建設(shè)部。2002.3.1 [3].《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB5009-2001）中華人民共和國建設(shè)部。2002.3.1 [4].《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）中華人民共和國建設(shè)部。2002.4.1 [5].《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）中華人民共和國建設(shè)部。2002.1.1 [6].《建筑地基基礎(chǔ)》吳湘興主編。華南理工大學(xué)出版社，2002.7 [7].《混凝土結(jié)構(gòu)》上冊、中冊，第二版，天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)主編，清華大學(xué)主審。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998 [8].《房屋建筑學(xué)》第三版，同濟(jì)大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、東南大學(xué)、重慶建筑大學(xué)編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997

多層教學(xué)樓設(shè)計(jì)

[9].《建筑類專業(yè)外語》之建筑工程，第三冊，王翰邦、劉文瑛主編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997 [10].《建筑工程制圖》第三版，同濟(jì)大學(xué)建筑制圖教研室，陳文斌、章金良主編，上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996 [11].《結(jié)構(gòu)力學(xué)》上冊，第四版，湖南大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室編，北京：高等教育出版社，1998 [12].《土木工程專業(yè)英語》，段兵廷主編，武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2001 [13].《高等學(xué)校建筑工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，沈蒲生、蘇三慶主編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000、6 [14].《土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，梁興文、史慶軒主編，北京：科學(xué)出版社，2002 [15].《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，02—1—10發(fā)布，02—3—1實(shí)施中華人民共和國建設(shè)部主編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 [16].《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，02—2—20發(fā)布，02—4—1實(shí)施，中華人民共和國建設(shè)部主編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002

第二篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算(重慶大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì))

3.荷載計(jì)算

磚：18KN/m3 加氣砼砌塊墻：4.9KN/m3 水泥砂漿：20KN/m3 鋼筋砼：（24~25）KN/m3 素砼：（22~24）KN/m3 墻面：貼瓷磚墻面（25mm厚（包括水泥砂漿打底）0.5KN/m2 屋面：油氈防水層：一層油氈刷油兩層：0.05KN/m2 活荷載：2.0KN/m2 3.1樓面荷載

3.1.1普通房間樓面恒載： 做法說明：

1，清水砼樓面板(100mm)2，20厚1：2水泥砂漿結(jié)合層(面刷水泥漿一道)(20mm)3，800*800地面磚(20mm)計(jì)算式：

0.1*25+0.02*20+0.02*22=3.34KN/m2 樓面活載：2.0KN/m2 3.1.2衛(wèi)生間樓面恒載 做法說明：

1，清水砼樓面板（100mm）2，1:2mmJS防水涂膜(1.2mm)3，1:3水泥砂漿保護(hù)層。（20mm）4，爐渣回填（300mm）

5，1:3水泥砂漿找平（20mm）

6，1:2水泥砂漿結(jié)合層（面刷水泥砂漿一道）（20mm）7，300*300防滑地磚（13mm）計(jì)算式：

0.1*25+0.0012*4+0.02*20+0.30*15+0.02*20+0.02*20+0.013*22=8.49KN/m2 衛(wèi)生間活載： 2.0KN/m2 3.2屋面荷載

3.2.1屋面恒載： 做法說明：

1，現(xiàn)澆砼屋面板（100mm）

2，1:6水泥礁渣找坡（平均厚度50mm）3，1:3水泥砂漿找平層（20mm）4，泡沫砼碎塊保溫層（100mm）5，1:3水泥砂漿找平層（20mm）6，SBS改性瀝青防水卷材（4mm）7，1:3水泥砂漿保護(hù)層（20mm）8，剛性屋面（60mm）計(jì)算式： 0.1*25+0.05*15+0.02*20+0.1*8+0.02*20+0.004*12+0.02*20+0.06*25=6.798KN/m2 屋面活載：2.0KN/m2 3.3梁上線荷載 3.3.1清水墻面

加氣混凝土砌塊墻(200mm)： 0.2*3.6*4.9=3.53KN/m 實(shí)心磚墻（衛(wèi)生間）（200mm）0.2*3.6*18=12.96KN/m 3.3.2抹灰面（單面水泥砂漿20mm）0.02*3.6*20=1.44KN/m 3.3.3外墻涂料 做法說明： 1，基層墻體

2，界面砂漿（2mm）3，無機(jī)保溫砂漿（8mm）

4，滿掛玻纖網(wǎng)（5mm抗裂砂漿復(fù)合）5，柔性耐水膩?zhàn)?1.5mm)6，外墻涂料（二遍3mm）計(jì)算式：

(0.002+0.008+0.005)*3.6*20+(0.0015+0.003)*3.6*9.8=1.24KN/m 3.4屋面梁線荷載 3.4.1梁寬350mm 6.798KN/m3*0.35m2=2.8kn/m 3.4.2梁寬200 6．798KN/m3*0.2=1.34kn/m 3.4.3墻高2.4米下梁荷載

0.2*4.9*2.4+(0.02*2.4*20)*2=4.272KN/m

第三篇：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書.

第一章 緒論 第一節(jié) 工程概況

一、工程設(shè)計(jì)總概況: 1.規(guī)模:本工程是一棟四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓,使用年限為 50年 , 抗震設(shè)防烈度為 8度;建筑面積約 3000㎡, 建筑平面的橫軸軸距為 6.5m 和 2.5m , 縱軸軸距為 4.5m;框架梁、柱、板為現(xiàn)澆;內(nèi)、外墻體材料為混凝土空心砌塊, 外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料, 內(nèi)墻裝修噴涂乳膠漆, 教室內(nèi)地面房 間采用水磨石地面, 教室房間墻面主要采用石棉吸音板, 門窗采用塑鋼窗和裝飾 木門。全樓設(shè)樓梯兩部。

2.結(jié)構(gòu)形式:鋼筋混凝土四層框架結(jié)構(gòu)。3.氣象、水文、地質(zhì)資料: 1氣象資料

A.基本風(fēng)壓值:0.35kN/㎡, B.基本雪壓值:0.25kN/㎡。C.凍土深度:最大凍土深度為 1.2m;D.室外氣溫:年平均氣溫最底-10℃,年平均氣溫最高 40℃;2水文地質(zhì)條件

A.土層分布見圖 1-1,地表下黃土分布約 15m ,垂直水平分布較均勻,可塑 狀態(tài),中等壓縮性,弱濕陷性,屬Ⅰ級非自重濕陷性黃土地基。地基承載力特征 值 fak=120kN/㎡。

B.抗震設(shè)防等級 8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 0.20g ,地震設(shè)計(jì)分組為第 一組,場地類別為Ⅱ類。

C.常年地下水位位于地表下 8m ,地質(zhì)對水泥具有硫酸鹽侵蝕性。

D.采用獨(dú)立基礎(chǔ), 考慮到經(jīng)濟(jì)方面的因素, 在地質(zhì)條件允許的條件下, 獨(dú)立 基礎(chǔ)的挖土方量是最為經(jīng)濟(jì)的,而且基礎(chǔ)本身的用鋼量及人工費(fèi)用也是最低的, 整體性好, 抗不均勻沉降的能力強(qiáng)。因此獨(dú)立基礎(chǔ)在很多中低層的建筑中應(yīng)用較 多。

二、設(shè)計(jì)參數(shù):(一根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》本工程為一般的建筑物,破壞后果嚴(yán) 重,故建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級。

(二 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為 50年, 耐久等級二級(年 , 耐火等級二級, 屋面防水Ⅱ級。

(三建筑抗震烈度為 8度,應(yīng)進(jìn)行必要的抗震措施。(四設(shè)防類別丙類。

(五本工程高度為 15.3m ,框架抗震等級根據(jù) GB 50223-2008《建筑工程 抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》,幼兒園、小學(xué)、中學(xué)教學(xué)樓建筑結(jié)構(gòu)高度不超過 24m 的混 凝土框架的抗震等級為二級。

(六地基基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。圖 1-1 土層分布

第二章 結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置 第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) *建施圖(見圖紙

一、結(jié)構(gòu)體系選型

(一結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的分析比較

結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式。一般有框架結(jié)構(gòu)體系、剪 力墻結(jié)構(gòu)體系、框架--剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等。

建筑結(jié)構(gòu)形式,主要是以其承重結(jié)構(gòu)所用的材料來劃分,一般可以分為鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)等。

(二多層建筑的結(jié)構(gòu)體系及選擇 1.框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)是利用粱、柱組成的橫、縱兩個方案的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。它同 時承受豎向荷載和水平荷載。

由梁和柱這兩類構(gòu)件通過剛節(jié)點(diǎn)連接而成的結(jié)構(gòu)稱為框架, 當(dāng)整個結(jié)構(gòu)單元 所有的豎向和水平作用完全由框架承擔(dān)時, 該結(jié)構(gòu)體系成為框架結(jié)構(gòu)體系。有鋼 筋混凝土框架、鋼框架和混合結(jié)構(gòu)框架三類。

框架結(jié)構(gòu)體系具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(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。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系

利用建筑物墻體作為承受豎向荷載和抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu),稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體 系。

3.框架--剪力墻結(jié)構(gòu)體系

在框架結(jié)構(gòu)中,設(shè)置部分剪力墻,使框架和剪力墻兩者結(jié)合起來,取長補(bǔ)短,共 同抵抗水平荷載, 這就是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。如果把剪力墻布置成筒體, 可 稱為框架-筒體結(jié)構(gòu)體系。

4.筒體結(jié)構(gòu)體系

1筒中筒結(jié)構(gòu),筒體分實(shí)腹筒、框筒及桁架筒。由剪力墻圍成的筒體稱為 實(shí)腹筒, 在實(shí)腹筒墻體上開有規(guī)則排列的窗洞形成的開孔筒體稱為框筒;筒體四 壁由豎桿和斜桿形成的衍架組成則稱為衍架筒。筒中筒結(jié)構(gòu)由上述筒體單元組 合,一般心腹筒在內(nèi),框筒或桁架筒在外,由內(nèi)外筒共同抵抗水平力作用。

2多筒體系,成束筒及巨型框架結(jié)構(gòu)。由兩個以上框筒或其他筒體排列成 束狀, 稱為成束筒。巨形框架是利用筒體作為柱子, 在各筒體之間每隔數(shù)層用巨 型梁相連, 這樣的筒體和巨型梁即形成巨型框架。這種多筒結(jié)構(gòu)可更充分發(fā)揮結(jié) 構(gòu)空向作用, 其剛度和強(qiáng)度都有很大提高, 可建造層數(shù)更多、高度更高的高層建 筑。

綜合上述選擇框架結(jié)構(gòu)體系最宜。(三承重體系的選擇

框架結(jié)構(gòu)的承重方案分為以下幾種: 橫墻承重體系, 橫墻承重體系類型的房屋的樓板、屋面板或檁條沿房屋縱向 擱置在橫墻上,由橫墻承重。主要樓面荷載的傳遞途徑是:板、橫墻、基礎(chǔ)、地 基,故稱為橫墻承重體系。橫墻承重體系的特點(diǎn):1房屋的空間剛度大,整體 性好,有利于抵抗風(fēng)力和水平地震作用,也有利于調(diào)整地基的不均勻沉降。2 橫墻承受了大部分豎向荷載;縱墻則主要起圍護(hù)、隔斷和將橫墻連成整體的作用, 受力比較小, 對設(shè)置門窗大小和位置的限制比較少, 建筑設(shè)計(jì)上容易滿足采光和 通風(fēng)的要求。3結(jié)構(gòu)布置比較簡單和規(guī)則,可不用梁、樓板采用預(yù)制構(gòu)件,施 工比較簡單方便,分項(xiàng)造價較低。但橫墻占面積多,房間布置的靈活性差,墻體 用材比較多。橫墻承重體系多用于橫墻間距較密、房間開間較小的房屋, 如宿舍、招待所、住宅、辦公樓等民用建筑。

縱墻承重體系,對于進(jìn)深較大的房屋、樓板、屋面板或檁條鋪設(shè)在梁(或屋 架上,梁(或屋架支撐在縱墻上,主要由縱墻承受豎向荷載,荷載的傳遞路 線為:板、梁(或屋架、縱墻、基礎(chǔ)、地基;而對于進(jìn)深不大的房屋,樓板、屋面板直接擱置在外縱墻上,豎向荷載的傳遞路線是:板、縱墻、基礎(chǔ)、地基。縱墻承重體系的特點(diǎn):(1縱墻是主要的承重墻。設(shè)置橫墻的目的主要是為了滿 足房屋空間剛度和結(jié)構(gòu)整體性的要求, 間距可以相當(dāng)大, 因而容易滿足使用上大 空間和靈活布置平面的要求。(2由于縱墻承受的荷載比較大,一般不能任意開 設(shè)門窗洞口,采光和通風(fēng)的要求往往也受限制,縱墻較厚或加壁柱。(3相對于 橫墻承重體系,縱墻承重體系的橫向剛度較差,樓(屋蓋用料較多,而墻體用 料較少?？v墻承重體系的房屋適用于使用上要求較大空間或隔斷墻位置有可能改 變的場合,多見于食堂、會堂、廠房、倉庫、俱樂部、展覽廳等建筑。

縱橫墻承重體系, 常見的有兩種情況:一種是采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板, 另 一種是采用預(yù)制短向樓板的大房間?？v橫墻承重體系特點(diǎn):其開間比橫墻承重體 系大, 但空間布置不如縱墻承重體系靈活, 整體剛度也介于兩者之間, 墻體用材、房屋自重也介于兩者之間,多用于教學(xué)樓、辦公樓、醫(yī)院等建筑。

本工程選擇縱橫墻承重體系。(四建筑材料的選擇 1混凝土選擇

混凝土強(qiáng)度等級選擇時要根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別, 應(yīng)滿足混凝土耐久性 要求;若采用 HRB335鋼筋,混凝土強(qiáng)度等級不宜低于 C20;若采用 HRB400和 RRB400鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件, 混凝土的強(qiáng)度等級不得低于 C20。預(yù) 應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于 C30;若采用鋼絞線、鋼絲、熱處理 鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋,混凝土強(qiáng)度等級不宜低于 C40。

在抗震設(shè)計(jì)時, 現(xiàn)澆框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度等級按一級抗震等級設(shè) 計(jì)時,不應(yīng)低于 C30;按二~四級和非抗震設(shè)計(jì)時,不應(yīng)低于 C20。現(xiàn)澆框架梁 的混凝

土強(qiáng)度等級不宜大于 C40;框架柱的混凝土強(qiáng)度等級:抗震設(shè)防烈度為 9度時不宜大于 C60,抗震設(shè)防烈度為 8度時不宜大于 C70。為便于施工,梁、柱 混凝土最好采用相同強(qiáng)度等級,常用 C30~C40。

2鋼筋選擇

在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的普通縱向受力鋼筋宜選用 HRB400、HRB335鋼筋;箍筋宜 選用 HRB335、HRB400、HPB235鋼筋。對于鋼筋混凝土框架梁、柱等主要結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的縱向受力鋼筋,通常采用 HRB400或 HRB335鋼筋,構(gòu)造鋼筋及箍筋可 采用 HPB235;對于鋼筋混凝土板、墻等構(gòu)件的受力鋼筋,可采用 HPB235或 HRB335,構(gòu)造鋼筋采用 HPB235鋼筋。

(五其他結(jié)構(gòu)選型 1.屋面結(jié)構(gòu):平屋頂

2.樓面結(jié)構(gòu):整體現(xiàn)澆雙向板肋型樓面 3.樓梯結(jié)構(gòu):選擇板式樓梯 4.過梁:鋼筋混凝土過梁 5.基礎(chǔ):采用獨(dú)立基礎(chǔ)(六材料選擇

主要構(gòu)件材料:框架梁、板、柱采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件;墻體采用輕質(zhì)填 充砌塊, 外墻裝修使用乳白色涂料仿石材外墻涂料, 內(nèi)墻裝修噴涂乳膠漆;教室 內(nèi)地面房間采用水磨石地面;教室房間墻面主要采用石棉吸音板, 門窗采用塑鋼 窗和裝飾木門?；炷翉?qiáng)度:梁、板、柱均采用 C30混凝土, 鋼筋使用 HPB235, HRB335二種鋼筋。

(七荷載的選擇表

第二節(jié) 結(jié)構(gòu)布置

一、確定計(jì)算簡圖

本工程框架的計(jì)算簡圖假定底層柱下端固定于基礎(chǔ), 按工程地質(zhì)資料提供的 數(shù)據(jù),查《抗震規(guī)范》可判斷該場地為Ⅱ類場地土,地質(zhì)條件較好,初步確定本 工程基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ),挖去所有雜填土,基礎(chǔ)置于第二層粉質(zhì)粘土層上, 基底標(biāo)高為設(shè)計(jì)相對標(biāo)高– 2.10 m。柱子的高度底層為:h1 = 3.9+2.1– 0.5 = 5.5 m(初步假設(shè)基礎(chǔ)高度 0.5 m ,二~四層柱高為 h2~h4 = 3.6 m。柱節(jié)點(diǎn)剛接,橫 梁的計(jì)算跨度取柱中心至中心間距離,三跨分別為:l = 6500、2500、6500。

二、板、梁、柱的截面確定(一現(xiàn)澆板厚確定

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板厚度 要滿足以下要求:

1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板的最小厚度不小于 80mm;

2、現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的樓板板厚不應(yīng)小于 100mm ,且雙向板的板厚 不小于跨度的 1/45(簡支、1/50(連續(xù);由于本工程雙向板的最長跨度為 4500mm ,計(jì)算得 4500/50=90mm,又因?yàn)榘搴癫恍∮?100mm ,再結(jié)合該建筑各 板的受力情況,選取板厚為 100mm;由于走廊恒載相對較大,但由于走廊的跨 度小所以統(tǒng)一取 100mm。

(二確定梁截面尺寸

梁的截面寬度不宜小于 200mm;截面高寬比不宜大于 4;凈跨與截面高度之 比不宜小于 4。計(jì)算方法為: 主梁:h=(1/12~1/8 l , b=(1/2~1/3.5 ,b ≥ bc /2,≥ 250 由于橫向最大跨度為 6500mm ,則: h=(1/12~1/836500=542mm~813mm ,取 650mm;b=(1/2~1/3.5 =217mm~325mm ,取 250mm;橫向框架梁 AB 跨、CD 跨:b 3h=250mm3650mm , BC 跨:b 3h=250mm3450mm 次梁:h=(1/18~1/15 l 由于縱向最大跨度為 4500mm ,則: h=(1/18~1/1234500=250mm~375mm ,取 600mm(取 600mm 主要考 慮窗的高度,將梁高取至窗頂便于施工。b 取 200mm;縱向連接梁:b 3 h=200mm3600mm。

梁截面尺寸初步確定:橫向框架梁 AB 跨、CD 跨:b 3 h=250mm3650mm , BC 跨:b 3 h=250mm3450mm;縱向連接梁:b 3 h=200mm3600mm。(三確定柱截面尺寸

1、框架柱的截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值,按下列公式計(jì)算:(1柱的軸力估計(jì)值

12.....G G S N r w S N ββ= G r :荷載綜合分項(xiàng)系數(shù),取 1.25;

W:框架結(jié)構(gòu)重量標(biāo)準(zhǔn)值,取 13KN/ m2 S:柱承載露面面積;Ns:截面以上樓層數(shù)

1β:角柱增大系數(shù),二級抗震取 1.3 2 β:水平力使軸力增大系數(shù), 8度設(shè)防烈度取 1.3(2由 []G c N u f A ≤,知 G c N A f u ≥

注: []u 為框架柱軸壓比限值,本方案為二級抗震等級,查《抗震規(guī)范》可 取為 0.8。

fc 為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對 C30,查得 14.3N/mm2。

2、計(jì)算過程: 對于邊柱: 12.....G G S N r w S N ββ==1.2531334.533.253431.331.3=1606.56KN G c N A f u ≥

=1606.56/14.330.8=112346.9mm2 取 400mm 3400mm 對于角柱,其受力過程比較復(fù)雜,按要求取與邊柱一樣的尺寸,初選截面 尺寸為 400mm 3400mm 對于中柱: 12.....G G S N r w S N ββ==1.253133(1.2534.5+4.533.25 3431.33 1.3=2224.46KN

G c N A f u ≥

=2224.46/14.330.8=124445.3mm2 取 450mm 3450mm 各層柱截面對應(yīng)相同,結(jié)構(gòu)平面布置見施工圖。(四各層結(jié)構(gòu)布置概況 現(xiàn)澆板板厚:統(tǒng)一板厚 100mm;柱子截面尺寸:角柱、邊柱按 400mm 3400mm 設(shè)置,中間柱按 450mm 3 450mm 設(shè)置;梁截面尺寸:橫向框架梁 AB 跨、CD 跨:b 3 h=250mm3650mm;BC 跨:b 3 h=250mm3450mm;縱向連接梁:b 3 h=200mm3600mm。

三、荷載計(jì)算

本工程以 5號軸線橫向框架為計(jì)算分析單元。1.屋面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 恒載

屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值: 40厚架空隔熱板 0.040325=1kN/m2.防水層 0.4kN/m2.20厚 1:3水泥砂漿找平層 0.02320=0.4kN/m2.100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 0.10325=2.5kN/m2.10厚紙筋石灰粉平頂 0.01316=0.16kN/m2.屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值: 4.46kN/m 梁自重 邊跨 AB、CD 跨: 0.2530.65325=4.063kN/m 梁側(cè)粉刷: 23(0.65-0.130.02317=0.374kN/m 4.437kN/m 中跨 BC 跨: 0.2530.45325=2.81kN/m 梁側(cè)粉刷: 23(0.45-0.130.02317=0.238kN/m 3.048kN/m 作用在頂層框架梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 梁自重: g 4AB1=g4CD1 =4.437kN/m, g 4BC1=3.048kN/m 板傳來荷載: g 4AB2=g4CD2=4.4634.5=20.07kN/m g 4BC2=4.4632.5=11.15kN/m 活載

作用在頂層框架梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q 4AB =q4CD =0.534.5=2.25kN/m q 4BC =0.532.5=1.25kN/m 2.樓面橫梁豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值

恒載

20厚水泥砂漿面層 0.02320=0.40kN/m2 100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 0.1325 = 2.50kN/m2 2

樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值:3.092kN/m2邊跨(AB , CD 跨 框架梁自重:4.437 kN/m 中跨(BC 跨 梁自重:3.048kN/m 作用在樓面層框架梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: 梁自重:g AB1 = gCD1 = 4.437kN/m g BC1 = 3.048kN/m 板傳來荷載:g AB2 = gCD2 = 3.09234.5 = 13.914kN/m g BC2 = 3.09232.5= 7.730kN/m(2活載

樓面活載: q AB = qCD = 2.534.5 = 11.25kN/m q BC = 3.532.5 = 8.75kN/m

圖 2-1 恒載頂層集中力(1恒載

邊跨連系梁自重:0.2030.6034.5325 = 13.50kN 粉刷:23(0.60-0.130.0234.5317 = 1.53kN 0.9m 高女兒墻:0.934.533.6 = 14.58 kN 粉刷:0.93230.0234.5317 = 2.75 kN 連系梁傳來屋面自重:0.534.530.534.534.46= 22.58kN 頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載:G 4A = G4D = 54.94kN 中柱連系梁自重 :0.2030.6034.5325 = 13.50kN 粉刷:23(0.60-0.1030.0234.5317 = 1.53kN 連系梁傳來屋面自重 :0.534.530.534.534.46 = 22.58kN 0.53(4.5+4.5-2.532.5/234.46= 18.12kN

頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載:G 4B = G4C = 55.73kN(2活載: Q A4 = Q4D = 1/234.531/234.530.5 = 2.53kN Q 4B =Q4C =1/234.531/234.530.5+1/23(4.5+4.5-2.532.5/230.5=4.56kN 樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(圖 2-2

圖 2-2 恒載中間層結(jié)點(diǎn)集中力(1恒載: 邊柱連系梁自重 13.50kN 粉刷:1.47kN 連系梁傳來樓面自重:1/234.531/234.533.092 = 15.65kN 中間層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載: G A = GD = 30.62kN 框架柱自重: G A ’ = GD ’ = 0.430.433.6325 = 14.4 kN 中柱連系梁自重: 13.50 kN 粉刷: 1.47 kN 連系梁傳來樓面自重: 1/234.531/234.533.092 = 15.56 kN 1/23(4.5+4.5-2.532.5/233.092 = 12.56kN 43.09kN 中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載: G B = Gc =43.09kN 柱傳來集中荷載: G B ’ = Gc’ =18.23kN(2活載:

Q A = QD = 1/234.531/234.532.5=12.66kN Q B =QC = 1/234.531/234.532.5+1/23(4.5+4.5-2.532.5/233.5= 26.87kN 5.風(fēng)荷載

已知基本風(fēng)壓 W 0 =0.35kN/m2,本工程為市郊中學(xué),地面粗糙度屬 C 類,按 荷載規(guī)范

o z s z k W W μμβ=。風(fēng)載體型系數(shù) s μ:迎風(fēng)面為 0.8,背風(fēng)面為– 0.5;因結(jié)構(gòu)高度 H = 15.6m< 30m , H/B=15.6/15.5=1<1.5;故取風(fēng)振系數(shù) 0.1=βz ,計(jì)算過程如表 2-1所示, 風(fēng)荷載圖見圖 2-3。

圖 2-3 橫向框架上的風(fēng)荷載 風(fēng)荷載計(jì)算 2-1

6.地震作用 建筑物總重力荷載代表值 G i 的計(jì)算(a 集中于屋蓋處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值 G 4: 50%雪載:0.530.25315.5345 = 87.19 kN 層面恒載:4.4634536.532+4.4634532.5 = 3110.85 kN 橫梁:(4.43736.532+3.04832.5311 = 718.31 kN 縱梁:(13.50+1.4731034= 598.8kN 女兒墻:0.933.63(45+15.532 = 392.04 kN 柱重:0.430.432531.8326+0.4530.4532531.8318 = 351.23 kN 橫墻:3.63[1536.531.8+(2.531.8-232.1/232] = 646.2 kN 縱墻:(4.531.8-332.1/232033.6+4.531.833.6318= 881.28 kN(忽略內(nèi)縱墻的門窗按墻重量算

鋼窗:203332.131/230.4 = 25.2 kN G 4 = 6811.1 kN(b 集中于三、四層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值 G 3~G 2 50%樓面活載:0.532.5315.5345 =871.9 kN 樓面恒載:3.09234536.532+3.09234532.5 =2156.67 kN 橫梁:718.31 kN 縱梁:598.8 kN 柱重:351.2332 = 702.46 kN 橫墻:646.232 = 1292.4 kN 縱墻:881.2832 = 1762.56 kN 鋼窗:25.232 = 50.4 kN G 3 = G2 = 8153.5kN(c 集中于二層處的質(zhì)點(diǎn)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 G 1 50%樓面活載:871.9 kN 樓面恒載:2156.67kN 橫梁:718.31 kN 縱梁:598.8 kN 柱重:0.4530.453253(2.75+1.8318+0.430.4325 3(2.75+1.8326= 887.82 kN

橫墻:646.2+646.231.95/1.8 = 1346.25 kN 縱墻:881.28+881.2831.95/1.8 = 1836kN 鋼窗:25.232 = 50.4 kN G 1 = 8466.15 kN 2 地震作用計(jì)算:(1框架柱的抗側(cè)移剛度

在計(jì)算梁、柱線剛度時,應(yīng)考慮樓蓋對框架梁的影響,在現(xiàn)澆樓蓋中,中框 架梁的抗彎慣性矩取 I = 2I0;邊框架梁取 I = 1.5I0;在裝配整體式樓蓋中,中框 架梁的抗彎慣性矩取 I = 1.5I 0;邊框架梁取 I = 1.2I0, I 0為框架梁按矩形截面計(jì)算 的截面慣性矩。橫梁、柱線剛度見表 2-2: 橫梁、柱線剛度 2-2

每層框架柱總的抗側(cè)移剛度見表 2-3: 框架柱橫向側(cè)移剛度 D 值 2-3

ic:梁的線剛度, iz :柱的線剛度。

底層:∑ D = 43(3.31+3.77 +183(3.54+5.86 = 197.52 kN/mm 二~四層: ∑ D = 43(8.71+11.18 +183(9.86+16.63= 556.38 kN/mm(2框架自振周期的計(jì)算

框架頂點(diǎn)假想水平位移 Δ計(jì)算表 2-4

0:(考慮結(jié)構(gòu)非承重磚墻影響的折減系數(shù),對于框架取 0.6 則自振周期為: T 1=1.70a30.6=0.5s(3地震作用計(jì)算

根據(jù)本工程設(shè)防烈度

8、Ⅱ類場地土, 設(shè)計(jì)地震分組為第一組, 查 GB 50011 2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中表 5.1-4-2,得特征周期 T g = 0.35 sec ,表 5.3.2得 amax= 0.16。

a 1=(Tg /T1 0.9 a max =(0.35/0.50.930.16=0.116 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載: Geq=0.85GL =0.85331584.25=26846.61kN T 1>1.4Tg = 1.430.35 = 0.49 sec 故需考慮框架頂部附加集中力作用

查表 5.2.1得: δn =0.08T 1+0.07=0.0830.5+0.07=0.11 框架橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為: 結(jié)構(gòu)底部: F EK =a 1G eq =0.116326846.61=3114.21kN ∑ G i H i =335331.06

ΔFn=δn 3F EK =0.1133114.21=342.56kN

各樓層的地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值由表 2-5計(jì)算列出 , 圖見 2-4

圖 2-4 橫向框架上的地震作用

樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表 2-5

6第三章 框架內(nèi)力計(jì)算 第一節(jié) 荷載作用下的框架內(nèi)力

一、恒載作用下的框架內(nèi)力 1.彎矩分配系數(shù)

計(jì)算彎矩分配系數(shù)根據(jù)上面的原則, 可計(jì)算出本例橫向框架各桿件的桿端彎 矩分配系數(shù),由于該框架為對稱結(jié)構(gòu),取框架的一半進(jìn)行簡化計(jì)算,如圖 3-1。

節(jié)點(diǎn) A1: 10 10440.2931.172A A A A S i ==?= 1111 441.3335.332A B A B S i ==?= 121244 0.4481.792A A A A S i ==?=(相對線剛度見表 2-2(40.2931.3330.44842.074A

S =++=?∑ 10101.172 0.141 4(0.2931.3330.448 A A A A A S S μ===++ 11115.332 0.643 40.2931.3330.448A B A B A S S μ===++ 12121.792 0.216 40.2931.3330.448A A A A A S S μ===++ 節(jié)點(diǎn) B1: 121221.1522.304B D B D S i ==?=(40.293 1.333 0.448 21.152

A S =+++?∑ 111.3334 0.503 40.2931.3330.44821.152 B A μ?==+++? 120.4484 0.169 40.2931.3330.44821.152 B B μ?==+++? 111.1522 0.217 40.2931.3330.44821.152 B D μ?==+++? 100.2934 0.111 40.2931.3330.44821.152 B B μ?==+++? 節(jié)點(diǎn) A2: 21230.4484 0.201 0.4481.3330.4484A A A A μμ?===++? 221.3334 0.598 0.4481.3330.4484

A B μ?==++?節(jié)點(diǎn) B2: 221.3334 0.475 1.3330.4480.44841.1522 B A μ?==++?+? 21230.4484 0.1601.3330.4480.44841.1522B B B B μμ?===++?+? 221.1522 0.2051.3330.4480.44841.1522 B D μ?= =++?+? 節(jié)點(diǎn) A4: 441.3334 0.748 1.3330.4484 A B μ?==+? 430.4484

0.252 1.3330.4484 A A μ?==+? 節(jié)點(diǎn) B4: 441.3334 0.5661.15220.4481.3334 B A μ?==?++? 430.4484 0.1901.15220.4481.3334B B μ?==?++? 441.1522 0.2441.15220.4481.3334 B D μ?= =?++?

A3、B3與相應(yīng)的 A2、B2相同。2.桿件固端彎矩

計(jì)算桿件固端彎矩時應(yīng)帶符號, 桿端彎矩一律以順時針方向?yàn)檎? 如圖 3-1。圖 3-1 桿端及節(jié)點(diǎn)彎矩正方向(1橫梁固端彎矩: 1頂層橫梁 自重作用: 22 4444114.4376.515.621212 A B B A ql kN m

=-=-=-??=-? 22 44113.0481.251.5933 B D ql kN m =-=-??=-?44441/20.795D B B D kN m ==-? 板傳來的恒載作用: 32 2234444222331(12// 12 1 20.076.5(122.25/6.52.25/6.5 56.6612 A B B A ql a l a l kN m =-=--+=-??-?+=-?

22445/965/9611.152.53.63B D ql kN m =-=-??=-? 2244 1/321/3211.152.52.18D B ql kN m =-=-??=-? 2二~四層橫梁 自重作用: 22

1111114.4376.515.621212 A B B A ql kN m =-=-=-??=-? 22 11113.0481.251.5933 B D ql kN m =-=-??=-? 11111/20.795D B B D kN m ==-? 板傳來的恒載作用: 32223 11111(12// 12 A B B A ql a l a l =-=--+ 22233 113.9146.5(122.25/6.52.25/6.5 39.2812kN m =-??-?+=-? 22115/965/967.732.52.52B D ql kN m =-=-??=-? 2211 1/321/327.732.51.51D B ql kN m =-=-??=-?

(2 縱梁引起柱端附加彎矩:(本例中邊框架縱梁偏向外側(cè), 中框架縱梁偏 向內(nèi)側(cè) 頂層外縱梁 4 4 54.940.15.494A D M M kN m =-=?=?(逆時針為正

樓層外縱梁 1130.620.13.062A D M M kN m =-=?=? 頂層中縱梁 4455.730.15.573B C M M kN m =-=-?=-?

樓層中縱梁 1143.090.14.309B C M M kN m =-=-?=-? 3.節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩

橫向框架的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩為通過該節(jié)點(diǎn)的各桿件(不包括縱向框架梁 在 節(jié)點(diǎn)處的固端彎矩與通過該節(jié)點(diǎn)的縱梁引起柱端橫向附加彎矩之和, 根據(jù)平衡原 則, 節(jié)點(diǎn)彎矩的正方向與桿端彎矩方向相反, 一律以逆時針方向?yàn)檎? 如圖 3-1。節(jié)點(diǎn) A4的不平衡彎矩: 44415.6256.665.49466.786A B A M M kN m +=--+=-?縱梁 本例計(jì)算的橫向框架的節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩如圖 3-3。

圖 3-2 橫向框架承擔(dān)的恒載

圖 3-3 節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩4.內(nèi)力計(jì)算

根據(jù)對稱原則,只計(jì)算 AB、BC 跨。在進(jìn)行彎矩分配時,應(yīng)將節(jié)點(diǎn)不平衡 彎矩反號后再進(jìn)行桿件彎矩分配。

節(jié)點(diǎn)彎矩使相交于該節(jié)點(diǎn)桿件的近端產(chǎn)生彎矩, 同時也使各桿件的遠(yuǎn)端產(chǎn)生 彎矩,近端產(chǎn)生的彎矩通過節(jié)點(diǎn)彎矩分配確定, 遠(yuǎn)端產(chǎn)生的彎矩由傳遞系數(shù) C(近端彎矩與遠(yuǎn)端彎矩的比值確定。傳遞系數(shù)與桿件遠(yuǎn)端的約束形式有關(guān)。

恒載彎矩分配過程如圖 3-4,恒載作用下彎矩見圖 3-5,梁剪力、柱軸力見 圖 3-6。

根據(jù)所求出的梁端彎矩, 再通過平衡條件, 即可求出恒載作用下梁剪力、柱 軸力,結(jié)果見表 3-

1、表 3-

2、表 3-

3、表 3-4。

AB 跨梁端剪力(kN 表 3-1

恒載作用下的彎矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

-2.975 15.00 5.19 17.22-2.305 9.53 1.22 8.46-2.305 9.53 1.61 8.84-2.305 10.09 2.81 10.60 A B 圖 3-4 恒載彎矩分配過程

圖 3-5 恒載作用下彎矩圖(kN.m AB 跨跨中彎矩(kN.m 表 3-3

圖 3-6 恒載作用下梁剪力、柱軸力(kN 柱軸力(kN 表 3-4

二、活載作用下的框架內(nèi)力

注意:各不利荷載布置時計(jì)算簡圖不一定是對稱形式, 為方便,近似采用對 稱結(jié)構(gòu)對稱荷載形式簡化計(jì)算。1.梁固端彎矩:(1頂層: 32 22344441(12// 12 A B B A ql a l a l =-=--+ 22 23 3 1 2.256.5(1 2 2.25/6.52.25/6.5 6.352 12 kN m =-??-?+=-?

22445/965/961.252.50.407B D ql kN m =-=-??=-? 22441/321/321.252.50.244D B ql kN m =-=-??=-?(2二~四層橫梁:

2231111222331(12// 12 1 11.256.5(122.25/6.52.25/6.5 31.7612 A B B A ql a l a l kN m =-=--+=-??-?+=-?

22115/965/968.752.52.848B D ql kN m =-=-??=-? 22111/321/328.752.51.709D B ql kN m =-=-??=-?

2.縱梁偏心引起柱端附加彎矩 :(本例中邊框架縱梁偏向外側(cè),中框架縱梁 偏向內(nèi)側(cè) 頂層外縱梁 442.530.10.253..A D M M kN m =-=?=(逆時針為正

樓層外縱梁 1112.660.11.266.A D M M kN m =-=?= 頂層中縱梁 44444.560.10.456.2.030.10.203.(B C B C M M kN m M M kN m BC =-=-?=-=-=-?=-僅 跨作用活載時

樓層中縱梁 111126.870.12.687.14.220.11.422.B C B C M M kN m M M kN m BC =-=-?=-=-=-?=-(僅 跨作用活載時 3.各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩: 當(dāng) AB 跨布置活載時: 44446.3520.2536.099A A B A M kN m =+=-+=-?

12311131.761.26630.494A A A A B A M M M kN m ===+=-+=-?

44446.3520.2536.099B B A B M kN m =+=-=? 12311131.761.26630.494B B B B A B M M M kN m ===+=-=?

當(dāng) BC 跨布置活載時: 44440.4070.2030.610B B D B M kN m =+=--=-? 1231112.8481.4224.27B B B B D B M M M kN m ===+=--=-?

當(dāng) AB 跨和 BC 跨均布置活載時: 44446.3520.2536.099A A B A M kN m =+=-+=-? 12311131.761.26630.494A A A A B A M M M kN m ===+=-+=-? 4444446.3520.4560.4075.489B B A B B D M kN m =++=--=? 1231111131.762.6872.84826.225B B B B A B B D M M M kN m ===++=--=?

4.框架活載的不利布置

活荷載為可變荷載, 應(yīng)按其最不利位置確定框架梁、柱計(jì)算截面的最不利內(nèi) 力。豎向活荷載最不利布置原則:(1 求某跨跨中最大正彎矩——本層同連續(xù)梁(本跨布置, 其它隔跨布置 , 其它按同跨隔層布置(圖 3-a;(2求某跨梁端最大負(fù)彎矩——本層同連續(xù)梁(本跨及相鄰跨布置,其它 隔跨布置 ,相鄰層與橫梁同跨的及遠(yuǎn)的鄰跨布置活荷載,其它按同跨隔層布置(圖 3-b;(3求某柱柱頂左側(cè)及柱底右側(cè)受拉最大彎矩——該柱右側(cè)跨的上、下鄰 層橫梁布置活荷載,然后隔跨布置,其它層按同跨隔層布置(圖 3-c;當(dāng)活荷載作用相對較小時, 常先按滿布活荷載計(jì)算內(nèi)力, 然后對計(jì)算內(nèi)力進(jìn) 行調(diào)整的近似簡化法,調(diào)整系數(shù):跨中彎矩 1.1~1.2,支座彎矩 1.0。

本工程考慮如下四種最不利組合:(a頂層邊跨梁跨中彎矩最大,圖 3-7;

(b頂層邊柱柱頂左側(cè)及柱底右側(cè)受拉最大彎矩,如圖 3-8;(c頂層邊跨梁梁端最大負(fù)彎矩,圖 3-9:(d活載滿跨布置,圖 3-10。

(a(b(c 圖 :3-豎向活荷載最不利布置 5.內(nèi)力計(jì)算: 本工程采用“彎矩二次分配法”計(jì)算 具體計(jì)算步驟:

1根據(jù)各桿件的線剛度計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩分配系數(shù),并計(jì)算豎向荷載 作用下各跨梁的固端彎矩。

2計(jì)算框架各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩,并對所有節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時進(jìn)行第 一次分配(其間不進(jìn)行彎矩傳遞。

3將所有桿端的分配彎矩同時向其遠(yuǎn)端傳遞(對于剛接框架,傳遞系數(shù)均 取 1/2。

4將各節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配,使各節(jié) 點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。至此,整個彎矩分配和傳遞過程即告結(jié)束。

5將各桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加,即得各桿端彎矩?；钶d(1 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-11, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

12、圖 3-13。

活載(2 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-14, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

15、圖 3-16。

活載(3 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-17, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

18、圖 3-19。

活載(4 作用下彎矩二次分配過程如圖 3-20, 梁彎矩、剪力、軸力如圖 3-

21、圖 3-22。

根據(jù)所求出的梁端彎矩,再通過平衡條件,即可求出的活載作用下梁剪力、柱軸力,結(jié)果見表 3-5~表 3-20。

圖 3-7 活載不利布置 1

圖 3-8 活載不利布置 2

圖 3-9 活載不利布置 3

圖 3-10 活載不利布置 4 活載 1作用下的彎矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

1.49 0.64 2.13-1.709-0.88-0.62-3.21 6.25 2.01 8.26-1.709-0.93-0.53-3.17 A B 圖 3-11 活載(1彎矩分配過程

活載(1作用下 AB 跨梁端剪力 表 3-5

活載(1作用下 BC 跨梁端剪力 表 3-6 活載(1作用下 AB 跨跨中彎矩(kN.m 表 3-7

活載(1作用下柱軸力 表 3-8圖 3-12 活載(1彎矩圖(kN.m

圖 3-13 活載(1剪力、軸力(kN活載 2作用下的彎矩分配

上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁

1.49-0.04 1.45 6.25 1.82 8.07-1.709-0.88-1.03-3.62 6.62 2.20 8.82 A B 圖 3-14 活載(2彎矩分配過程

435363738-

活載(3作用下 AB 跨梁端剪力 表 3-13

活載(3作用下 BC 跨梁端剪力 表 3-14 活載(3 作用下 AB 跨跨中彎矩(kN.m 表 3-15

第四篇：高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》適用于抗震設(shè)防烈度是6-9度的地區(qū)

某地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為8度，則其多遇地震烈度為6.45度，罕遇地震烈度為9度

場地類別根據(jù)土層等效剪切波速 和場地覆蓋層厚度劃分為4類。；

試述縱波和橫波的傳播特點(diǎn)及對地面運(yùn)動的影響？

抗震設(shè)防烈度概念，簡述抗震設(shè)防烈度如何取值。

簡述現(xiàn)行抗震規(guī)范計(jì)算地震作用所采用的三種計(jì)算方法及其適用范圍。底部剪力法的適用條件及基本思路是什么？

為何抗震規(guī)范對各樓層水平地震剪力最小值作出規(guī)定？

當(dāng)結(jié)構(gòu)的層數(shù)較多時，如何考慮長周期結(jié)構(gòu)高振型的影響？

什么是建筑抗震概念設(shè)計(jì)？包括哪些方面的內(nèi)容？

抗震設(shè)計(jì)中為什么要限制各類結(jié)構(gòu)體系的最大高度和高寬比？

軸壓比概念，為什么要限制柱的軸壓比？

簡述框架節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的基本原則。

簡述“強(qiáng)柱弱梁”的概念以及實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的主要措施。

多層砌體房屋中，為什么樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處？ 為什么要限制多層砌體房屋抗震橫墻間距

為何要對排架結(jié)構(gòu)橫向自振周期進(jìn)行調(diào)整？如何調(diào)整

工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的三個水準(zhǔn)是什么？

第五篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若干問題的探討

隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化，城市人口的不斷增多及建設(shè)用地日趨緊張和城市規(guī)劃的需要，促使高層建筑得以快速發(fā)展。另一方面由于輕質(zhì)高強(qiáng)材料的開發(fā)及新的設(shè)計(jì)計(jì)算理論的發(fā)展，抗風(fēng)和抗震理論的不斷完善，加之新的施工技術(shù)和設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，特別是計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)分析手段的不斷提高，為迅速發(fā)展高層建筑提供了必要的技術(shù)條件。本文對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中值得重視的幾個問題進(jìn)行了探討，僅供參考。高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能對于一個建筑物的最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加，豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素，其原因有兩個:其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;其二，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對建筑物的效應(yīng)不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風(fēng)荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結(jié)構(gòu)受力性能與低層建筑有很大的差異。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)郡三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡單平面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡單平面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結(jié)構(gòu)平面布置時泣盡可能使 結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移和振動周期建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的振動周期問題包含兩方面:()1合理158高層建筑的自振周期汀1)宜在下列范圍內(nèi):框架結(jié)構(gòu):T1(=0.1一0.51N)框一剪、框筒結(jié)構(gòu):lT=(0.80一0.1)2N剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu)T:1邢.40一0.1)0NN為結(jié)構(gòu)層數(shù)。結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi):第二周期:犯二(13一1巧T)1;第三周期:竹《115一In)TI。.32共振問題當(dāng)建筑場地發(fā)生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時就應(yīng)針對預(yù)估的建筑場地特征周期通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù)選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系，擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發(fā)生。.33水平位移特征水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時，地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時，由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長、地震力小并不安全;其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外，不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型;框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型;框一剪結(jié)構(gòu)和框一筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。4 位移限值、剪重比及單位面積重度4.，位移限值在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的輸出結(jié)果中，結(jié)構(gòu)的側(cè)移(包括層間位移和頂點(diǎn)位移)是一個重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值大小從一個側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)的整體剛度是否合適，過大或過小都說明結(jié)構(gòu)剛度過小或過大(或者體現(xiàn)結(jié)構(gòu)兩個主軸方向的剛度是否均衡)，以致要引起設(shè)計(jì)者對其中的結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)的豎向及平面布置合理性的再思考?，F(xiàn)行規(guī)范中將頂點(diǎn)位移與層間位移并重對待，經(jīng)實(shí)踐探索并參照國外經(jīng)驗(yàn)，得出的結(jié)論為:高層建筑尤其是超高層建筑，頂點(diǎn)位移限值決定的不僅是其數(shù)值大小而且還有其振動頻率，人的舒適感覺與振動頻率有關(guān)而與振動幅度(絕對位移)關(guān)系不大，即擺動頻率不太高時就可滿足人們的舒適度;其次，防止結(jié)構(gòu)由于變形過大而可能遭受損壞或破壞的控制因素是層間相對位移，而其限值在現(xiàn)行規(guī)范中似偏嚴(yán)，可予放松。同一結(jié)構(gòu)用不同的計(jì)算程序計(jì)算，如果其層間位移數(shù)值差異很大，則有可能是其“層間位移”內(nèi)涵不同所致，有的是指樓層形心位移，有的則專指考慮樓層轉(zhuǎn)動后的最大角點(diǎn)位移，后者通常比前者要大，形心位移對規(guī)則建筑有意義，而角點(diǎn)位移則更能反映結(jié)構(gòu)樓層的真實(shí)位移，因此角點(diǎn)位移是結(jié)構(gòu)工程師必須關(guān)注的一個數(shù)值。.42剪重比及單位面積重度結(jié)構(gòu)的剪重比(也即水平地震剪力系數(shù)從即四心是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大小的一個指標(biāo)，其大小主要與結(jié)構(gòu)地震設(shè)防烈度有關(guān)，其次與結(jié)構(gòu)體型有關(guān)，當(dāng)設(shè)防烈度為7、8、9度時，剪重比分別為aoZl，.0024，.004;0 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期<35.。的結(jié)構(gòu)剪重比則分別丈.00160.，0犯，0.0640單位面積重度，產(chǎn)?從儀Nlm勺是衡量結(jié)構(gòu)構(gòu)件(下轉(zhuǎn)79頁)萬方數(shù)據(jù)差的精度優(yōu)于國際一流大港的標(biāo)準(zhǔn)2c0m，并達(dá)到了集裝箱船到港，42小時內(nèi)必須離港的世界一流大港的標(biāo)準(zhǔn)。港口物流信息系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用中存在的主要問題目前天津市尚未建立公共型物流信息交換平臺，也沒有建立完備的企業(yè)與港口之間相連的物流信息服務(wù)系統(tǒng)，在一定程度上影響了天津港口物流業(yè)的發(fā)展。在物流信息系統(tǒng)建設(shè)方面，主要存在以下問題:4.1從外部環(huán)境考慮.14.1思想認(rèn)識方面還有待進(jìn)一步提高天津市近年來信息化的發(fā)展，特別是在市領(lǐng)導(dǎo)的直接組織下開展的天津市發(fā)展現(xiàn)代物流的對策研究，使各有關(guān)方面對現(xiàn)代物流有了一定的認(rèn)識，但是還不夠深人與普及。我市物流企業(yè)對信息化的重要性認(rèn)識不高，企業(yè)的信息化程度不夠高，缺少能提供全方位物流服務(wù)的大型企業(yè)。.14 2經(jīng)濟(jì)運(yùn)行環(huán)境還禽改善物流系統(tǒng)涉及到國家行政管理部門和工商業(yè)各個部門。國家的市場經(jīng)濟(jì)體制仍需完善，這就造成了一些影響信息化建設(shè)方面的問題。4.1.3物流系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施需要大力發(fā)展天津公共數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本能滿足當(dāng)前物流企業(yè)的一般通信需求，但收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)仍偏高，影響物流企業(yè)利用的積極性，為物流信息系統(tǒng)建設(shè)的推廣造成一定的障礙。.42從內(nèi)部環(huán)境考慮.4.21港口物流企業(yè)缺乏信惠化建設(shè)的中長期規(guī)劃港口物流企業(yè)的信息化建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。許多港口物流企業(yè)由于缺乏中長期的規(guī)劃，導(dǎo)致在硬件設(shè)備配置、軟件開發(fā)購買、網(wǎng)絡(luò)組建等方面只看重眼前利益，使投資成本不必要的加大。不僅浪費(fèi)了資金而且管理水平也沒有得到真正的提高。.4.22港口內(nèi)現(xiàn)有各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，信息不能充分共享和自動交換天津港屬于綜合性港口，港內(nèi)各公司之間、公司與港口調(diào)度部門、各業(yè)務(wù)部門之間、貨主與船代、港口部門及海關(guān)之間等聯(lián)系密切，信息交換頻繁，同一客戶信息往往為不同部門所需要。盡管港口內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已搭建，但由于各個公司與部門的MSI系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在較大差異，目前還沒有達(dá)到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的集成，信息不能充分共享，信息的完整性、準(zhǔn)確性難以得到保證。除此以外，港口的業(yè)務(wù)要涉及到許多不同的管理部門。.4.23港口現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏管理控制與決策功能港口物流企業(yè)的管理控制與決策受到人為因素的干擾。就整個港口層面而言，依靠各公司向港務(wù)局的各個業(yè)務(wù)部門提供的月報(bào)季報(bào)年報(bào)和公司領(lǐng)導(dǎo)向上級港務(wù)局領(lǐng)導(dǎo)的匯報(bào)等人工的方式對整個港口實(shí)施管理控制和決策。5 建議與對策針對目前天津港口物流企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀及存在的問題，港口物流企業(yè)信息化管理的改革與發(fā)展勢在必行。天津要實(shí)現(xiàn)建成國際化的現(xiàn)代物流中心和北方物流集散中心的目標(biāo)以及將天津港建成世界強(qiáng)港的最有效的途徑就是提高信息化水平，加大物流信息系統(tǒng)的建設(shè)力度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、特別是電子商務(wù)的快速發(fā)展，這些都為港口物流的信息化建設(shè)提供了技術(shù)保障。各級政府部門、港務(wù)集團(tuán)、物流企業(yè)也開始重視信息化的建設(shè)不再只專注于自身的經(jīng)營與管理，這些轉(zhuǎn)變都為提升港口物流信息化管理水平莫定了基礎(chǔ)。就目前的環(huán)境，應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾方面的工作:5.1進(jìn)一步提高對物流信息化的認(rèn)識，提高物流信息系統(tǒng)建設(shè)在推動天津港口物流業(yè)發(fā)展中的地位要認(rèn)識到信息化建設(shè)對提升天津港口物流的重要作用。倒頂信息化建設(shè)的管理關(guān)系，實(shí)行統(tǒng)一管理，尤其要加強(qiáng)信息產(chǎn)業(yè)主管部門的宏觀調(diào)控職能。.52物流信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建立標(biāo)準(zhǔn)化制度與國際物流接軌。包括:EDI和電子商務(wù)的信息交換行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，物流企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)等。.53建立以港務(wù)局為核心的信息化管理組織機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)信息中心的職能作用在港口企業(yè)的制度改革中要加強(qiáng)信息信息中心的職能作用。建立以港務(wù)局高層領(lǐng)導(dǎo)為核心的信息中心，其主要職能應(yīng)是:制定港口及其下屬各公司的中遠(yuǎn)期信息化建設(shè)的發(fā)展規(guī)劃，并制定詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃;負(fù)責(zé)硬件設(shè)備的購買與維護(hù)等工作;負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一開發(fā);負(fù)責(zé)與其他有關(guān)行業(yè)部門的信息化建設(shè)部門共同制定信息技術(shù)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);協(xié)調(diào)與其他各行業(yè)的資源共享平臺的建設(shè)。.54開發(fā)輔助港口領(lǐng)導(dǎo)決策的055，完警現(xiàn)有系統(tǒng)中的管理與決策功能港口決策層所面臨的決策問題往往是非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的。決策所需的信息大多數(shù)來自企業(yè)外部，而且要求信息的準(zhǔn)確從而能夠做出正確的決策。這就要求建立大型的數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，將數(shù)據(jù)庫中與決策問題有關(guān)的信息提供給DSs，由DS的推理機(jī)制生成所需要的決策方案組，再由高層領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、事實(shí)或其他條件從決策方案組中找出最適合的決策。.55建設(shè)現(xiàn)代化生產(chǎn)調(diào)度指揮中心及電子口岸工程電子口岸已經(jīng)成為現(xiàn)代口岸物流的重要發(fā)展趨勢，為適應(yīng)天津?yàn)I海新區(qū)建立國際貿(mào)易信息服務(wù)體系的要求，天津港將建設(shè)港口電子口岸工程。電子口岸綜合系統(tǒng)充分運(yùn)用了現(xiàn)代信息技術(shù)，借助公共電信網(wǎng)絡(luò)，將外經(jīng)貿(mào)海關(guān)工商稅務(wù)外匯運(yùn)輸?shù)壬婕翱诎段锪鞣?wù)及口岸行政管理的信息流資金流貨物流的電子數(shù)據(jù)集中存在一個公共的數(shù)據(jù)庫中，企業(yè)可以通過nItem te辦理報(bào)關(guān)報(bào)檢結(jié)付出口退稅等手續(xù)，實(shí)現(xiàn)港口一體化服務(wù)。.考文獻(xiàn):【1】王述祖.現(xiàn)代物流與天津發(fā)展.業(yè)京:中國經(jīng)濟(jì)出版社2，0.2.2【2】張麗君.現(xiàn)代港口物流.北京:中國經(jīng)濟(jì)出版社，2005..4【3】錢曉江物流信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu).東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)閡2，01..6【4】張宗成.現(xiàn)代物流信息化廣州:中山大學(xué)出版社2，0121.