高层建筑结构设计计算书.docx
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高层建筑结构设计计算书
高层建筑结构设计计算书
一、结构方案评价1
二、风荷载计算1
三、竖向荷载内力计算2
四、水平荷载作用下内力计算9
1.水平地震荷载作用下9
2.水平风载作用下的内力计算11
五、三四层内力算至柱边缘处15
六、竖向荷载作用下弯矩调幅后梁控制截面内力值。
（调幅系数取0.8）15
七、三四层内力组合如下表15
八、截面配筋计算19
1.梁跨中截面配筋计算19
2.计算柱弯矩设计值21
一、结构方案评价
1.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（36.4-1）m=35.4m﹤50m，故满足要求。
2.查表2-6得：
最大高宽比为4，该设计方案高宽比为H/B=
，故满足要求。
3.查表2-10得长宽比限值为6.0，该设计方案长宽比为
故满足要求。
4.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、风荷载计算
取4号轴线处一榀横向框架为计算单元
H=35.4m﹥30m，且高宽比H/B=35.4/13=2.7﹥1.5所以要考虑风振系数
βz=1+
基本振型Z高度处振型系数
基本风压值ω0=0.35kN/m2
框架结构基本周期：
T1=0.25+0.53×10-3×
城市郊区属于B类粗糙度地区，查表3-3得，脉动增大系数ξ=1.228
H/B=35.4/36=0.983查表3-4得脉动影响系数ν=0.4585
平面为矩形所以风载体型系数μs=0.8+0.5=1.3
μz由表3-1查得ωki=βziμsμzω0
楼层
Z/m
μs
μzi
βzi
z
ω0
ωki
hi
Ai
Fi
1
3.0
1.3
1.0000
1.0477
0.0847
0.35
0.4767
3.3
19.8
9.44
2
6.6
1.3
1.0000
1.1050
0.1864
0.35
0.5028
3.6
21.6
10.86
3
10.2
1.3
1.0056
1.1613
0.2881
0.35
0.5314
3.6
21.6
11.48
4
13.8
1.3
1.1064
1.1984
0.3898
0.35
0.6033
3.6
21.6
13.03
5
17.4
1.3
1.1928
1.2320
0.4915
0.35
0.6686
3.6
21.6
14.44
6
21.0
1.3
1.2670
1.2636
0.5932
0.35
0.7284
3.6
21.6
15.73
7
24.6
1.3
1.3282
1.2946
0.6949
0.35
0.7824
3.6
21.6
16.90
8
28.2
1.3
1.3894
1.3228
0.7966
0.35
0.8362
3.6
21.6
18.06
9
31.8
1.3
1.4452
1.3500
0.8983
0.35
0.8877
3.6
21.6
19.17
10
35.4
1.3
1.4956
1.3765
1.0000
0.35
0.9367
1.8
10.8
10.12
三、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=2.0Ir
当梁一边有楼板时，I=1.5Ir
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
3.15×104
6500
400mm×600mm
7.2×109
14.4×109
6.98
边梁
3.15×104
6500
400mm×600mm
5.4×109
10.8×109
5.24
注：
ib=
柱的线刚度计算如下表：
层数
Ec
h
b×h
I
ic﹙×1010﹚
2-10
3.15×104
3600
650mm×650mm
14.88×109
13.02
1
3.15×104
4000
650mm×650mm
14.88×109
11.72
注：
ic=
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。
由每个杆件均为固端，所以转动刚度S=4i
分配系数μi=
传递系数C=0.5
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=
柱剪力：
Vihi=
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=0.65×0.65×25×3.6=38.03kN外墙自重=6kN/m×6m=36kN
内墙自重=1.5kN/m2×6m×（3.6-0.6）m=27kN
层数
截面
M
N
V
4
柱
边柱
上端
43.72
-1041.68
-24.29
下端
43.72
-1079.71
-24.29
中柱
上端
0
-1691.18
0
下端
0
-1729.21
0
梁
左端
-87.44
0
89.00
跨中
51.29
-
-
右端
110.98
0
-96.25
3
柱
边柱
上端
43.72
-1024.71
-24.20
下端
43.41
-1242.74
-24.20
中柱
上端
0
-1948.71
0
下端
0
-1986.74
0
梁
左端
-87.44
0.09
89.00
跨中
51.29
-
-
右端
110.98
0.09
-96.25
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
层数
/kN
/kN
10
63.35
73.15
9
89.15
96.10
3-8
89.00
96.25
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：
Vbl·ι=
柱剪力：
Vihi=
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
18.42
-261.09
-10.23
下端
18.42
-261.09
-10.23
中柱
上端
0
-569.82
0
下端
0
-569.82
0
梁
左端
-36.84
0
37.48
跨中
37.48
-
-
右端
46.73
0
-40.52
3
柱
边柱
上端
18.42
-298.57
-10.20
下端
18.29
-298.57
-10.20
中柱
上端
0
-650.86
0
下端
0
-650.86
0
梁
左端
-36.91
0.03
37.48
跨中
37.48
-
-
右端
46.73
0.03
-40.52
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的梁的剪力见下表
层数
/kN
/kN
10
36.04
41.96
9
37.65
40.35
3-8
37.48
40.52
四、水平荷载作用下内力计算
1.水平地震荷载作用下
由D值法其计算过程如下表
层数
柱类型
根数
K=
α=
D=α
ΣD/×104
3
4
5
纵向边柱
10
0.536
0.211
2.544
61.447
中间柱
5
1.072
0.349
4.207
横向边柱
2
0.402
0.167
2.013
角柱
4
0.805
0.287
3.46
取4号轴线一榀框架为计算单元，每根柱子所分剪力计算如下表
层数
层剪力Vpi/kN
边柱D值
中柱D值
ΣD/×104
每根边柱剪力
每根中柱剪力
5
4714
K=0.536
α=0.211
D=2.544
K=1.072
α=0.349
D=4.207
61.447
4
5134
K=0.536
α=0.211
D=2.544
K=1.072
α=0.349
D=4.207
61.447
3
5454
K=0.536
α=0.211
D=2.544
K=1.072
α=0.349
D=4.207
61.447
查表得柱子的反弯点如下表
层数
边柱
中柱
5
n=10j=5
K=0.536y0=0.45
α=0.211y1=y2=y3=0
y=y0+y1+y2+y3=0.45
n=10j=5
K=1.072y0=0.50
α=0.349y1=y2=y3=0
y=y0+y1+y2+y3=0.50
4
n=10j=4
K=0.536y0=0.50
α=0.211y1=y2=y3=0
y=y0+y1+y2+y3=0.50
n=10j=4
K=1.072y0=0.50
α=0.349y1=y2=y3=0
y=y0+y1+y2+y3=0.50
3
n=10j=3
K=0.536y0=0.50
α=0.211y1=y2=y3=0
y=y0+y1+y2+y3=0.50
n=10j=3
K=1.072y0=0.50
α=0.349y1=y2=y3=0
y=y0+y1+y2+y3=0.50
注：
由于上下层梁的线刚度及上下层高均相同，所以y1y2y3均为零
柱端弯矩由公式：
计算
梁端弯矩：
边跨
中间跨
由平衡条件计算梁端剪力及跨中弯矩
柱的轴力=梁端剪力的代数和所以中柱轴力为零。
所以在水平地震荷载作用下梁柱内力计算见下表
层数
截面
M
N
V
4
柱
边柱
上端
382.61
888.19
212.56
下端
382.61
888.19
212.56
中柱
上端
632.70
0
351.50
下端
632.70
0
351.50
梁
左端
698.79
-
200.86
右端
606.83
-
200.86
3
柱
边柱
上端
406.44
1109.27
225.80
下端
406.44
1109.27
225.80
中柱
上端
672.14
0
373.41
下端
672.14
0
373.41
梁
左端
789.05
-
221.76
右端
652.42
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