西安市S賓館建筑工程設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u217741．緒論 2120141.1背景和意義 2198561.2現(xiàn)狀、趨勢. 3165361.3．主要內(nèi)容 4162982建筑設(shè)計 5110442.1 569342.2剖面 9119852.3立面 1163602.5材料 17151843結(jié)構(gòu)設(shè)計 184333.1結(jié)構(gòu)布置 18304343.2梁、柱計算 2023664結(jié)構(gòu)建模概況 21234404.1系統(tǒng)信息 21273534.2構(gòu)件材料選用 227544.3等效尺寸 2278644.5荷載設(shè)置 23157144.6工況設(shè)定 24289015質(zhì)量信息 25142195.1各樓層可變、永久何在所產(chǎn)生的質(zhì)量 25207316.1PKPM計算模型 27188716.2周期信息 28104486.3平面規(guī)則性 3098036.4豎向規(guī)則性 33147126.5抗傾覆驗算 3523776.6剪重比 38146526.7結(jié)構(gòu)水平位移 41227486.8.大震下層間位移角 456436.9舒適度分析 4726415結(jié)論 48摘要課題設(shè)計題目為西安市時代賓館設(shè)計，該工程的擬建場地位于陜西省西安市碑林區(qū)。選擇的結(jié)構(gòu)體系為澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，總體的設(shè)計包括兩個階段，第一階段，是對建筑平面、剖面、立面以及節(jié)點的設(shè)計。第二十一階段,對、結(jié)構(gòu)的合理布置,以及對于框架梁柱重力配筋荷載及其他橋梁水平內(nèi)力荷載的綜合作用情況進行了綜合計算、框架結(jié)構(gòu)的梁柱橫向配筋內(nèi)力和橋梁位移作用進行了綜合計算、豎向內(nèi)力荷載的綜合作用下面對框架結(jié)構(gòu)、梁柱內(nèi)力的合理組合、及梁柱橫向和截面上的配筋內(nèi)力進行了綜合計算。為保障計算結(jié)果的精確度，使用了PKPM軟件進行分析計算，計算過程模擬實際情況，提高了計算結(jié)果的準確度和可信度，此外，為了突出設(shè)計效果，運用了revit進行建模。還借助了結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件tssd（探索者），對樓梯和樓板進行了計算。關(guān)鍵詞：建模；結(jié)構(gòu)設(shè)計；板式樓梯；矩形板1．緒論1.1背景和意義課題背景：我國正處于蓬勃發(fā)展的新階段，在這樣良好的發(fā)展環(huán)境下，賓館脫離傳統(tǒng)的經(jīng)營模式，作為一種新型產(chǎn)業(yè)迅速崛起，它是普通人群外出住宿需求的基礎(chǔ)設(shè)施，正是因為它的服務(wù)是面向大眾的，導(dǎo)致賓館的需求量迅速暴漲，呈直線式增長，但受限于城市空間與寶貴的土地資源，這對于類服務(wù)性的建筑，建設(shè)用地更應(yīng)該做的最大化的利用，在這樣的背景下，賓館的設(shè)計必須要做到物盡其值，在此背景下，我選擇了是西安時代賓館設(shè)計這一課題進行，一方面是考慮順應(yīng)時代的發(fā)展，為我國基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)發(fā)展一份貢獻，另一方面，也是為了將大學(xué)期間所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程運用于實踐當中，達到能力提升的目的。選題意義：通過這次賓館的設(shè)計，獨立完成該賓館工程項目，綜合運用本科期間所掌握的知識，運用理論指導(dǎo)于實踐當中。此次設(shè)計，其實對我們來說，可以當作為一個總結(jié)性的教學(xué)環(huán)節(jié)，對本科階段學(xué)習成果的檢驗，并將其運用于解決實際問題的過程。設(shè)計過程中涉及大學(xué)期間學(xué)到的各項知識，利用CAD、天正建筑軟件進行繪圖，運用revit進行結(jié)構(gòu)建模，PKPM、tssd(探索者)相關(guān)軟件進行計算，在這個過程當中，不僅要對各個軟件的操作進行學(xué)習和運用，每個環(huán)節(jié)對我們來說都將是一個新的挑戰(zhàn)，除此之外，還能了解框架結(jié)構(gòu)的特點和設(shè)計方法，以及框架體系的具體施工工藝，作為一名土木學(xué)子，我希望能學(xué)到自己應(yīng)該具備的基本功，以及設(shè)計相關(guān)的知識，最重要的是發(fā)現(xiàn)自身的不足和短板，及時改正和加強，在不久以后，步入工作崗位的時候，具有一定的知識儲備和專業(yè)素養(yǎng)。1.2現(xiàn)狀、趨勢.目前國內(nèi)各類賓館的建筑在主體結(jié)構(gòu)框架設(shè)計選擇上,絕大部分的賓館采用鋼筋混凝土體系，主要原因如下,首先，以鋼混結(jié)構(gòu)與磚砌體框架結(jié)構(gòu)進行對比為例,我們不不承認,它具有承自重輕、抗震性能好、可塑力和程度高等諸多方面的特點;其次,與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)相比,鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)又更加具有成本低、取材簡單、耐火性強、耐腐蝕性能良好等優(yōu)點。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是指建筑物在綜合上具有安全性、可靠性高的同時，兼顧經(jīng)濟因素的情況下，因此得到了大眾的認可并對其進行廣泛應(yīng)用，在今后的建設(shè)發(fā)展中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)仍然是主浪潮，但隨著賓館功能的多元化，砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)也會被大量采用，并將其運用于各類建筑當中。對于賓館的設(shè)計趨勢，我認為，隨著我國步入全面建成小康社會，國民消費欲望刺激著消費水平的，外出旅游度假幾乎是每個人都有需求的，賓館的設(shè)計要滿足客人的需要,迎合客人的喜好，已經(jīng)不能局限于裝修的精致與否、功能的設(shè)計是否齊全，將更重視創(chuàng)新型設(shè)計，賓館的設(shè)計必將迎來革新，需要突破傳統(tǒng)得建筑理念和建筑風格，風格需要創(chuàng)新化、藝術(shù)化。在我國特色社會主義快速發(fā)展的大背景下，科學(xué)技術(shù)也正在不斷的革新，賓館建筑的設(shè)計也不斷需要新穎的想法、好的創(chuàng)意。因此，新材料、新技術(shù)將更多被應(yīng)用到賓館的設(shè)計中，在提高賓館的實用性，體現(xiàn)與時俱進的特色，賓館的功能也將越來越多元化，同時響應(yīng)綠色、低碳、環(huán)保的新時代號召。這將是目前以及往后賓館設(shè)計主要的發(fā)展方向，這趨勢也將勢不可擋。對于賓館的發(fā)展趨勢，將是是向高層、大規(guī)模、高標準多個方面的綜合發(fā)展，在設(shè)施方面，將大力運用先進的科學(xué)技術(shù)，特別是運用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能化，創(chuàng)造理想的休息環(huán)境，以提高服務(wù)水平和經(jīng)濟效益。例如，設(shè)置煙感探頭、火災(zāi)感應(yīng)器,在失火之前能及時預(yù)警,不僅僅人身安全會得到保障，還可以將利益的損失降到最小。1.3．主要內(nèi)容根據(jù)工程施工單位所提的要求及其提供的國家建筑設(shè)計專業(yè)委托資格證書和指定施工工作場地的設(shè)備條件,完成本次工程施工的主體平面、剖面和立面結(jié)構(gòu)設(shè)計。該項目建筑物的外觀設(shè)計建造使用維護年限標準應(yīng)當應(yīng)該是50年,耐火耐蝕性能符合等級標準應(yīng)當應(yīng)該是一級。表1序號房間名稱數(shù)量面積備注1大堂、門廳1100.0～150.0m22高級套房1535.0～45.0m23普通客房若干20.0～30.0m24辦公室5～635.0～40.0m2每層各一個5會議室3100.0～120.0m26會客室135.0～45.0m27多功能廳1100.0～120.0m28服務(wù)員休息室5～620.0～25.0m2每層各一個9公共衛(wèi)生間（男、女）5～6100.0～150.0m2每層各一個10食堂及餐廳1150.0～200.0m211其他房間可靈活布置第一階段：1.平面設(shè)計:合理地設(shè)計確定整棟建筑的主體平面圖為矩形形和網(wǎng)格的設(shè)計尺寸，初步確定設(shè)計方案，并交由老師審閱，根據(jù)修改意見作出平面布置調(diào)整，確定最合理、最經(jīng)濟的設(shè)計方案。2.剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計:確定建筑層高、墻和女兒墻的連接高度;同時在門窗遇到過梁時，需要考慮結(jié)構(gòu)安全和美觀的要求，設(shè)置合適連接高度,首層和梁、標準差和梁、頂層樓梯間與梁的連接高度，以及現(xiàn)澆式混凝土樓板與梁、與柱的連接尺寸。最后是各個方向樓梯的整體踏步高度、寬度大小和踩踏數(shù)量的確定。3.立面裝修設(shè)計:根據(jù)西安時代賓館設(shè)計的任務(wù)書，仔細分析不同功能房間的面積和大小，根據(jù)采光、通風的要求不同，選用不同類型、不同大小的窗子，突出現(xiàn)代建筑的風格，造型都應(yīng)該富有創(chuàng)造性,體現(xiàn)自己的設(shè)計理念。4.節(jié)點的詳圖設(shè)計:必須繪制出檐口、屋面的構(gòu)造,樓梯節(jié)點等細部構(gòu)造的節(jié)點詳圖。各細部構(gòu)件的具體工藝和施工方法會在建筑圖中給出。根據(jù)第一階段所確定的方案和施工設(shè)計的原始材料,選取出合理的結(jié)構(gòu)框架體系,確定了結(jié)構(gòu)梁柱和橋梁主要部件的初步尺寸,對結(jié)構(gòu)梁柱和橋梁主要部件進行詳細布置,進而對結(jié)構(gòu)梁柱內(nèi)力,對其進行了組合分析,最后確定了梁柱截面配筋數(shù)據(jù),繪制了梁柱截面配筋圖和橋梁主要部件施工效果圖。第二階段：1.結(jié)構(gòu)選型：認真分析設(shè)計原始資料、查詢相關(guān)的建筑資料，結(jié)合設(shè)計任務(wù)書，確定合理的結(jié)構(gòu)體系作為該工程的結(jié)構(gòu)體系。2.結(jié)構(gòu)的布置:初步確定了材料的強度和等級,以及根據(jù)主梁、次梁和框架柱的橫截面大小和尺寸,布置了結(jié)構(gòu)部分,繪制了具體的結(jié)構(gòu)總平面和布置效果圖。3.結(jié)構(gòu)內(nèi)部力量分析:通過查閱現(xiàn)行的國家建筑工程設(shè)計技術(shù)規(guī)范,計算其結(jié)構(gòu)的荷載和地震影響;利PKPK軟件中的satwe方有限元法進行了框架梁、柱的內(nèi)力學(xué)分析和外部動能量的組合,驗算了軸壓比、位移比、剪重比、周期比以及各個層間位移夾角等重要的指標,對于不符合規(guī)范所規(guī)定限值的指標,應(yīng)返回PKPM,對模型中做出正確的調(diào)整,然后回帶求解。4.構(gòu)件設(shè)計：根據(jù)SATWE有限元分析得出的計算結(jié)果，對梁柱構(gòu)件進行鋼筋配置，最終繪制梁柱配件圖以及施工圖。2建筑設(shè)計2.1西安時代賓館的總建筑面積為4993.92平方米左右，對于酒店或者賓館的建筑,必須能夠滿足其使用要求,必須充分考慮到在建筑物或者基地內(nèi)部人流、車流、物流的合理性和交通分流,同時需要兼顧房屋面積要求的多樣性，根據(jù)任務(wù)書中所給出的條件和要求，綜合以上設(shè)計要求，同時便于分割不同功能的房間，柱距統(tǒng)一確定為3.6m，同時滿足抗震要求。在第一層，設(shè)置了餐廳、服務(wù)員休息室，對于這類房間，在使用時，會出現(xiàn)大的人流量變換，公共衛(wèi)生間的蹲位設(shè)置，面積和布置必須滿足人流量的要求，對于高級套房、普通客房這類房間，應(yīng)該在房間內(nèi)應(yīng)設(shè)置獨立衛(wèi)生間，滿足客房的使用功能。同時，考慮到中大型會議室不宜設(shè)置在客房層，分別將會議室布置在建筑的首層以及頂層，將走道設(shè)置為一字型。豎向跨度為6900mm,走廊跨度為2400mm,橫向柱距均設(shè)置為3600mm。（1）門廳門廳是賓館的主入口,是鏈接建筑物內(nèi)外的一個過渡區(qū)域,必須有明確的導(dǎo)向,在確定門廳的尺寸時,必須考慮使用、需占的安全尺度,滿足采光、通風方面的要求,還應(yīng)該避免交叉重復(fù)。除了與城市交通的直接聯(lián)系外,同時還有其需要能夠滿足各種建筑造型、建筑風格的要求,設(shè)計面積為：14.4m×6.9m=126m2（2）走廊走廊作為一種連接各個住宅區(qū)、樓梯及門廳的樞紐,起著有效地解決住宅區(qū)房間中的水平、人流、交叉疏導(dǎo)的作用,其寬度也應(yīng)該符合建筑物的人流通暢及對于建筑物內(nèi)部的防火性能要求。（3）樓梯的設(shè)計樓梯作為樓層之間的通道，起著樓層之間人流疏散的重要作用。樓梯設(shè)計時，必須根據(jù)該賓館的人流量確定，結(jié)合具體設(shè)計要求，選擇合理的樓梯形式、寬度。同時兼顧整幢建筑的樓梯數(shù)量。在該類型酒店的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,考慮到需要充分滿足國家防火工程技術(shù)標準規(guī)范中所有對于步行平臺和走廊的安全性要求,每層共設(shè)置兩部雙跑樓梯、兩部電梯,尺寸均為3600mm×6900mm,具體設(shè)計以最終的板式樓梯計算書為準，考慮到上下樓時的舒適程度,每踏步高150mm,寬300mm。在建筑施工圖的各層平面圖和剖面圖中會出現(xiàn)詳細的布置。具體結(jié)構(gòu)布置圖如下圖：2.2剖面建筑剖面圖應(yīng)該直觀的表示該建筑各部分在豎直方向上的組合。主要任務(wù)是包括樓層高度的設(shè)計和各樓層的組裝。確定第一層的樓面面積為3.9m,其余第二層的樓面面積為3.6m,第一層的樓面面積要高出室外500mm。在建筑設(shè)計中，采光設(shè)計作為一個不可忽略的部分，窗戶的高度、寬度、開合方式都決定著房屋間的光線，縱向跨度為6900mm的房間，則窗子的尺寸需要加大，或是調(diào)整窗子的高度。該設(shè)計中，房間進深為6900mm，部分房間和走廊采用雙側(cè)采光，其余客房均采用單側(cè)自然采光，選取窗臺的高度900mm，高級套房的窗寬為2400mm，過道的窗寬為900mm，其他房間的窗寬為1500mm，樓梯為自然采光，滿足采光要求的同時，衛(wèi)生間采用雙側(cè)采光，滿足公共衛(wèi)生間的通風要求。本次施工的場地位于陜西省西安市,夏季氣候溫度相對比較高,而冬季氣候溫度相對比較低,需要在節(jié)點上進行重點考慮保溫和隔熱,具體做法請參見施工節(jié)點詳圖。排水的做法為：2%找坡，排水管沿柱子布置。剖面圖2.3立面各樓層的組裝方式與計算高度如圖所示，在上人屋面四周做高度為1.2m、厚度為240mm的女兒墻，其中不設(shè)構(gòu)造柱。正立面、左立面2.5材料框架體系中的填充墻體主要作為非承載構(gòu)件,一般選用多種材料燒結(jié)的普通磚,在該結(jié)構(gòu)中，墻體的厚度全部設(shè)置為240mm，自±0.000標高以上用普通燒結(jié)磚mu10,混合砂漿m10;±0.000標高以下的材料均采用無粘性燒結(jié)的普通瓷磚mu15,水泥砂漿m15，為達到賓館設(shè)計節(jié)能、隔音、防噪、防塵的需求，入戶大門采用玻璃門，內(nèi)部客房入戶門全部選用木門，窗全部采用塑鋼窗，窗臺高0.9m。3結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1結(jié)構(gòu)布置本建筑工程設(shè)計按照實際需要使用的建筑功能和對于整體建筑設(shè)計者的需要,其中的整體建筑結(jié)構(gòu)以及平面建筑布局基本方案如設(shè)計圖4-1所示。主體結(jié)構(gòu)建筑為鋼結(jié)構(gòu)共6層,首層建筑層高3.9m,其它層層高3.6m,上人屋面樓梯間層高3m。 本工程設(shè)計選擇小柱網(wǎng),柱距長度為橫向3.6m,縱向分別是AB、CD跨6.9m,BC跨2.4m。結(jié)構(gòu)平面布置圖框架結(jié)構(gòu)是共六層，其中第一個層高度為3.9m，其他所有層高3.6m，對于頂層為3.0m的樓梯間，因面積小于總建筑面積的30%，不計入建筑高度，所對應(yīng)圖如下：框架計算簡圖3.2梁、柱計算框架柱的截面設(shè)計為600mm×600mm橫向主體框架兩側(cè)邊梁的支撐截面面積大小分別為300mm×600mm,走道和主梁的框架截面面積大小分別為300mm×450mm;主梁縱向的主體框架和次梁按其截面面積大小的平方米均面積分別為200mm×450mm;縱向次梁的框架截面面積大小均分別為200mm×450mm。梁柱截面尺寸信息如表3-1。表3-1層號柱混凝土等級橫梁b×h走廊梁b×h次梁b×h縱梁b×h1600×600C30300×600300×400200×450200×4502-6500×500C30300×600300×400200×450200×450樓蓋層高﹑基層屋蓋均全部建筑采用了鋼筋現(xiàn)澆整體式的建筑樓蓋,地基和面板基層厚度為100mm,屋蓋的基層地基和面板基層厚度為120mm。樓蓋在樓梯位置處設(shè)置板厚為0mm,在衛(wèi)生間位置采用降低標高70mm的做法?；A(chǔ)埋深為1.6m。4結(jié)構(gòu)建模概況4.1系統(tǒng)信息混凝土容重（kN/m3）26.00鋼材容重（kN/m3）78.00裙房無轉(zhuǎn)換層所在層無嵌固端所在層1層地上部分層7層地下室層無墻元細分最大控制長度（m）1.00彈性板細分最大控制長度（m）1.00轉(zhuǎn)換層指定為薄弱層是結(jié)構(gòu)所在地區(qū)全國采用指定的剛重比計算模型否高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比計算傳統(tǒng)方法墻傾覆力矩計算方法考慮墻的所有內(nèi)力貢獻考慮梁板頂面對齊否墻梁跨中節(jié)點作為剛性樓板從節(jié)點是結(jié)構(gòu)材料信息鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)恒活荷載計算信息模擬施工加載1風荷載計算信息計算水平風荷載地震作用計算信息計算水平地震作用構(gòu)件偏心方式傳統(tǒng)移動節(jié)點方式規(guī)定水平力的確定方式樓層剪力差方法（規(guī)范方法）墻梁轉(zhuǎn)框架梁的控制跨高比（0=不轉(zhuǎn)）0.00框架連梁按殼元計算控制跨高比0.00扣除構(gòu)件重疊質(zhì)量和重量否剛性樓板假定計算不強制采用剛性樓板假定樓梯計算不帶樓梯進行計算4.2構(gòu)件材料選用梁、主的縱筋和箍筋均使用三級鋼，即HRB400型鋼筋，強度設(shè)計值為360N/mm2，統(tǒng)一設(shè)置20mm的保護層厚度。圖4-14.3等效尺寸各樓層等效尺寸計算結(jié)果如下表4-2所示：表4-2累計層高面積最大寬BMAX73.00025.800116.64568.68,-290.4543.8116.1243.8116.1263.60022.800816.48568.65,-290.4450.4016.2050.4016.2053.60019.200816.48568.65,-290.4450.4016.2050.4016.2043.60015.600816.48568.65,-290.4450.4016.2050.4016.2033.60012.000816.48568.65,-290.4450.4016.2050.4016.2023.6008.400816.48568.65,-290.4450.4016.2050.4016.2014.8004.800816.48568.65,-290.4450.4016.2050.4016.204.5荷載設(shè)置4層屋面的永久荷載計算表25厚1:3水泥砂漿（加建筑膠）找坡層0.025×20＝0.5kN/m22~3厚麻刀灰（或紙筋灰）隔離層0.25kN/m21.2厚涂層氯化四氟乙烯(pvc)兩道柔性防水涂層卷材0.4kn/m20.4kN/m225厚1:3水泥砂漿找平層0.025×20＝0.5kN/m290厚發(fā)泡聚苯板保溫層0.090×0.5＝0.45kN/m21:6水泥焦渣陶粒或者水泥焦渣陶粒要首先找一個小的斜坡,最薄的那個地方30厚0.03×10＝0.3kN/m2120厚鋼筋混凝土板25×0.12＝3kN/m2吊頂或粉底0.5kN/m2合計：5.495kN/m2樓面1（教室）的永久荷載計算表10厚地磚樓面0.01×19.8＝0.198kN/m230厚聚苯乙烯泡沫板0.15kN/m210厚1：3水泥砂漿找平層0.01×20＝0.3kN/m2120厚鋼筋混凝土板25×0.12＝3kN/m2吊頂或粉底0.5kN/m2小計4.748kN/m2取4.8kN/m2（衛(wèi)生間）的永久荷載計算表10厚地磚地面,干水泥擦縫0.01×19.8＝0.198kN/m21.5厚的墻體合成材料高分子防水涂膜面板作為基層防水涂料面板,四周上方涂層翻起高150高0.05kN/m21:3水泥砂漿找坡層,最薄處20厚0.02×20＝0.4kN/m2120厚鋼筋混凝土板25×0.12＝3kN/m2吊頂或粉底0.5kN/m2小計4.748kN/m2取4.8kN/m2（1）上人屋面2.0kN/m2（2）樓梯間、電梯前室3.5kN/m2（3）客房樓面活荷載2.0kN/m2（4）走廊樓面活荷載3.5kN/m2（5）衛(wèi)生間樓面活荷載3.5kN/m2（6）電梯機房活荷載7.0kN/m2（7）屋面雪荷載·=1.00.25=0.25kN/m24.6工況設(shè)定設(shè)定了如下16種工況：表4-7工況設(shè)定編號工況簡稱工況詳稱1DL永久荷載2LL可變荷載3EXPX方向正偏心地震4EXMX方向負偏心地震5EYPY方向正偏心地震6EYMY方向負偏心地震7WXX方向風荷載8WYY方向風荷載9LXX方向水平力靜震10LYY方向水平力靜震11PXX方向水平力正偏心靜震12MXX方向水平力負偏心靜震13PYY方向水平力正偏心靜震14MYY方向水平力負偏心靜震15EXX方向地震16EYY方向地震5質(zhì)量信息5.1各樓層可變、永久何在所產(chǎn)生的質(zhì)量表5-1層號活載(t)恒載(t)樓層質(zhì)量(t)質(zhì)量比72.3137.5137.70.16697.8756.6854.40.795142.9936.61079.50.984142.9960.91103.813142.9960.91103.81.002142.9960.91103.80.901142.91081.11224.01.00根據(jù)上述各樓層各部分質(zhì)量分布，可計算出：活載產(chǎn)生的總質(zhì)量為815.291t恒載產(chǎn)生的總質(zhì)量為5783.673t結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量為6598.862t恒定荷載所作用產(chǎn)生的質(zhì)量物體總荷載質(zhì)量由物體結(jié)構(gòu)本身的自重及其外加的一個恒定荷載質(zhì)量組成?；钶d所作用產(chǎn)生的總質(zhì)量和活載結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量都可以是由于一個活載折減后的所得到的質(zhì)量結(jié)果(1t=1000kg)結(jié)構(gòu)的總量和質(zhì)量由一個恒定荷載、活動載和荷載所作用產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)質(zhì)量及其他結(jié)構(gòu)附加物的質(zhì)量圖5-1各部分質(zhì)量分布曲線圖5-2質(zhì)量比曲線5.2各樓層偏心情況及偏心率的計算表5-2層號XstifYstifAlfEexEey7568.65-290.4445.000.00%0.00%6568.65-290.4445.000.00%0.49%5568.65-290.4445.0011.01%0.05%2-4568.65-290.4445.008.88%0.19%1568.65-290.4445.008.48%0.18%上述的函數(shù)表格中,xstif、ystif(m)分別表示作為剛心運動位置的對于x,y坐標系函數(shù)的兩個平均值;alf(degree)為一個不同層次的剛性位置主軸的平均傾斜運動向;eexeey為對于x,y兩個傾斜方向的平均偏心率

6整體彈性計算6.1PKPM計算模型整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軟件計算模量數(shù)據(jù)分析主要采用函數(shù)satwe三種有限元模量軟件計算方法綜合進行,根據(jù)構(gòu)件整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的靜止張力與軸向彈性應(yīng)用動力學(xué)模量分析的實驗結(jié)果對整體有關(guān)模量數(shù)據(jù)綜合進行了模量分析。該系統(tǒng)模型中分別明確定義了用于豎向和縱橫水平運動荷載的橫向工況,其中用于豎向的水平工況主要概含包括用于建筑物的主體結(jié)構(gòu)本身自重、附加恒定風荷載和橫向水平運動活荷載,水平運動荷載的橫向工況主要概括包含用于x運動方向以及用于y個運動方向的附加風荷載和橫向地震活動力的相互作用,其中用于水平荷載地震力的荷載主要充分考慮了抗震地質(zhì)的運動雙向性和偏心性的影響,下圖為SATWE整體模型圖。圖6-16.2周期信息由電算模擬分析結(jié)果，可計算出該工程結(jié)構(gòu)的在地震工況下的前15個周期及振型，下圖為1至9階振型圖：第1振型圖第2振型圖第3振型圖第4振型圖第5振型圖第6振型圖第7振型圖第8振型圖第9振型圖地震作用的最不利方向角:0.04度周期(s)方向角(度)扭振成份總側(cè)振成份010.96440.25X0.00%100.00%0.00%100.00%020.898790.79Y44.00%0.00%56.00%56.00%030.825389.60T59.00%0.00%41.00%41.00%040.31290.29X0.00%100.00%0.00%100.00%050.293090.88Y39.00%0.00%61.00%61.00%060.274089.49T57.00%4.00%47.00%48.00%070.17940.29X1.00%99.00%0.00%99.00%080.169290.81Y36.00%0.00%64.00%62.00%090.156589.46T62.00%0.00%38.00%38.00%100.13450.75X0.00%100.00%0.00%100.00%110.117992.43Y36.00%0.00%64.00%64.00%120.14380.00T100.00%0.00%0.00%0.00%130.139389.79T66.00%0.00%34.00%34.00%140.106089.83T100.00%0.00%0.00%0.00%150.104188.44T98.00%0.00%2.00%2.00%圖6-2振型信息圖第1個地震方向Ex的有效質(zhì)量系數(shù)約為98.84%，參與的振型充分足夠第2個地震運動方向Ey的有效質(zhì)量系數(shù)為99.20%，所以它們參與的振型可能是充分足夠，滿足設(shè)計要求。6.3平面規(guī)則性計算分析結(jié)果表明,本工程設(shè)計樓層結(jié)構(gòu)在x至y向上的樓層最大水平層間位移平均值與縱向?qū)娱g平均位移高度平均值都是輕微小于1.2的高度限值,在x至y向上的樓層最大高度水平層間位移平均值與橫向?qū)娱g平均位移高度平均值都是小于1.2，中，在Y向正偏心靜震工況下，1至3的樓層設(shè)計中都已經(jīng)超過了1.2的限制,但是限值小于1.3,存在輕微的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。本設(shè)計情況下所有全樓的最大高度位移系數(shù)之和=1.02(通常發(fā)生于7層1塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大一層間距的位移百分比=1.11(通常發(fā)生于7層1塔)本設(shè)計情況下所有全樓的最大高度位移系數(shù)之和=1.02(通常發(fā)生于7層1塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大一層間距的位移百分比=1.11(通常發(fā)生于7層1塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大高度位移系數(shù)之和=1.25(通常發(fā)生于2層1塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大一層間距的位移百分比=1.25(通常發(fā)生于2層1塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大位移比=1.12(通常發(fā)生于6層1塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大高層間的位移比=1.17(通常發(fā)生于6層1塔)圖6-3圖6-4凹凸不規(guī)則的定義主要是其意指在立體結(jié)構(gòu)中的平面上物體凹進一側(cè)的投影尺寸,大于其方向?qū)?yīng)于被投影物體方向的投影總尺寸的30%。在該類型建筑物的主體樓層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)計中,所有的主體柱子都一定要始終必須保持水平垂直,所有的主體樓層結(jié)構(gòu)和平面都必須是自下而上地并且沒有任何外形變化,每層都全部采用"一"的十字型方式布置,結(jié)構(gòu)的樓層平面內(nèi)部并無任何凸凸凹進的變形情況,所以不規(guī)則可能必然存在任何凹凸不規(guī)則。樓板不連續(xù)性指的是由于樓蓋尺寸和剛度的一次突變,包括塔樓開口或者是開洞時尺寸過大,寬度超過了典型塔樓設(shè)計高度的50%,或面積也超過了樓面總建筑物設(shè)計高度的30%,或者在某些塔樓進行設(shè)計時,存在較大的樓層錯裂縫,本工程塔樓沒有較大的開洞,不可能存在較大的樓層錯裂縫。故不考慮此影響。6.4豎向規(guī)則性側(cè)向剛度不規(guī)則主要指的也就是軟弱層的存在,軟弱層剛度是指當某一個樓層的剛度與其上一個樓層剛度的比值通常應(yīng)該小于0.7,或者是其上三層剛度比值平均的0.8。本工程所有柱子始終保持豎直，柱截面在第二層減小了截面面積，其余層自下而上始終保持不變，各標準層之間層高區(qū)別不大，因此結(jié)構(gòu)變化均勻，各層剛度比均可以滿足要求。由于樓面為上人屋面，故7層做了層高為3m的樓梯間和電梯機房,相對于六層剛度減小，經(jīng)過處理均可滿足規(guī)范要求。圖6-5ratx1,raty1(塔體側(cè)移移動剛度比1):x、y兩個不同方向的塔體本級單層塔側(cè)面偏移移動剛度和上一層平均對應(yīng)的兩個塔體之側(cè)面偏移移動剛度70%的剛度比值或者與上三層平均對應(yīng)塔體的側(cè)面偏移移動剛度80%的剛度比值中之較小的剛度比值(按照標準抗規(guī)3.4.3;高規(guī)3.5.2-1)圖6-61．各樓層受剪承載力計算結(jié)果表明,該建筑物結(jié)構(gòu)中每一個樓層的受剪承載力和所有施工時間的承載能力比值都可以滿足。如表6-9、圖6-7所示：表6-9橫向受剪承載力Vx(kN)縱向受剪承載力Vx/Vxp比值判斷72004.322129.591.001.00滿足67152.197688.463.573.61滿足58754.029286.701.221.21滿足410189.7911155.641.161.20滿足311409.1813024.201.121.17滿足212582.1314451.561.101.11滿足114535.5215883.571.161.10滿足圖6-76.5抗傾覆驗算計算結(jié)果如表6-10：表6-10抗傾覆力矩Mr(KN/m)EX1.59e+664266.3624.780.00EY5.28e+562895.248.390.00WX1.66e+66333.71261.610.00WY5.54e+517941.6130.880.00由上述結(jié)果可知，結(jié)構(gòu)整體性抗傾覆驗算滿足要求。整層樓在曲阜模式下的剛重比驗算如表6-11所示：表6-11層號高度X向剛度kN/mY向剛度kN/m層高m上部重量kNX剛重比kNY剛重比kN73.002.50e+52.86e+53.001600.15469.54535.5863.606.78e+57.67e+53.6012745.44191.44216.6053.607.31e+58.23e+53.6027986.2793.98105.8543.607.24e+58.26e+53.6043518.5459.9168.3233.607.23e+58.30e+53.6059050.8044.0950.6123.607.50e+58.48e+53.6074583.0836.1840.9213.609.48e+51.00e+64.8091558.2349.7152.53該塔在建筑主體結(jié)構(gòu)下的最大二階流體效應(yīng)效率系數(shù)(0.03,2層1塔)一般為不等或大于0.2,能夠通過較高的梯度鋼規(guī)(7.3.2-1)穩(wěn)定地對其進行梯度計算，如圖6-8二階效應(yīng)系數(shù)如圖6-8圖6-8該結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件（框架柱）在X方向、Y方向靜震工況下的傾覆力矩計算結(jié)果如表6-13、6-14所示：圖6-9圖6-96.6剪重比在地震工況下，普通墻及支撐不作為承擔地震剪力的對象，對其剪力及百分比不做統(tǒng)計，具體信息如表6-15所示表6-15X)層號框架柱總剪力7203.0(100.0%)203.061127.7(100.0%)1127.751943.2(100.0%)1943.242524.6(100.0%)2524.632993.6(100.0%)2993.623409.3(100.0%)3409.313742.2(100.0%)3742.2表6-16Y層號框架柱總剪力7170.2(100.0%)170.261054.6(100.0%)1054.651863.7(100.0%)1863.742461.5(100.0%)2461.532939.8(100.0%)2939.823349.1(100.0%)3349.113670.7(100.0%)3670.7圖6-10圖6-11《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(jgj3-2002)在該技術(shù)規(guī)定中首次明確指出，計算在較大強度地震活動壓力下的最小樓層中其剪力放大應(yīng)須達到能夠完全滿足最小樓層剪重比的規(guī)定要求，否則就應(yīng)該按照剪重比例規(guī)定進行剪力放大,下面為結(jié)構(gòu)在兩個方向上的剪重比。計算的最終結(jié)果顯示結(jié)果如表6-17、6-18所示,vx,vy(kn)為在強烈風和地震的壓力作用下對于一個結(jié)構(gòu)各樓層的結(jié)構(gòu)剪力,rsw為結(jié)構(gòu)剪重比，coef1為一個結(jié)構(gòu)用戶自己自行定義的結(jié)構(gòu)剪重比及其調(diào)整幅度系數(shù)，coef2是按照地震抗規(guī)(5.2.5)條件下進行綜合計算的結(jié)構(gòu)剪重比及其調(diào)整幅度系數(shù),coef_rswx,coef_rswy為一個計算程序經(jīng)過綜合計算分析后的在考慮最終結(jié)構(gòu)選擇時所需要采用的結(jié)構(gòu)剪重比及其調(diào)整幅度系數(shù)下圖<br>表6-17ex正常工況下的測量指標E工況下的剪重比限值為3.20%EY工況下的剪重比限值為3.20%圖6-12圖6-136.7結(jié)構(gòu)水平位移計算模型通過桁架及其上下兩層定義彈性樓板,根據(jù)設(shè)計規(guī)范對模型進行定義了地震作用及風荷載在各種工況下的位置進行分析,下面分別提供了模型在各種地震作用及風荷載在各種工況下的最高位移以及各層間的位移夾角。地震作用下結(jié)構(gòu)水平位移計算結(jié)果如下表所示，最大位移的單位為mm。表6-19樓層編號最大位移最大層間位移角720.111/3622619.541/2183518.181/1349415.821/1029312.551/86728.501/78913.961/1212本設(shè)計情況下所有建筑物的全樓層平均位移=20.11(通常發(fā)生于7層1高的塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大層間位移角=1/789(通常發(fā)生于2層1塔)表6-20樓層編號最大位移最大層間位移角718.181/4758620.831/2242519.481/1307417.031/983313.601/82529.351/74014.511/1063本設(shè)計情況下全樓最高的一層位移=20.83(通常發(fā)生于6層1塔)本設(shè)計情況下所有建筑物的最大一層間位移角=1/740(通常發(fā)生于2層1塔)表6-21樓層編號最大位移最大層間位移角720.551/3267619.921/2142518.531/1324416.131/1010312.791/85128.671/77414.041/1188本設(shè)計情況下所有建筑物的全高度各樓層平均位移=20.55(這種情況只會發(fā)生在7層1塔)本表的設(shè)計通常情況下所有高層建筑物的最大層間平均位移長度角=1/774(通常會發(fā)生于2層1塔)表6-22樓層編號最大位移最大層間位移角720.451/3279619.821/2155518.431/1331416.051/1015312.731/85528.621/77814.021/1194本設(shè)計情況下所有建筑物的全樓層平均位移=20.45(通常發(fā)生于7層1高的塔)本工程設(shè)計正常情況下全部塔樓最大層間平均位移角=1/778(主要原因是現(xiàn)象發(fā)生于2層1塔)表6-23樓層編號最大位移值最大層間位移角720.131/4336623.821/1959522.271/1143419.471/860315.561/722210.701/64715.161/929本設(shè)計情況下全樓最高的一層位移=23.82(通常發(fā)生于6層1塔)本設(shè)計情況下所有高層的全樓層間位移角=1/647(通常發(fā)生于2層1塔)表6-24層號最大位移最大層間位移角718.301/4468620.951/2105519.461/1304416.951/991313.511/83329.271/74714.481/1072本設(shè)計情況下所有建筑物的全樓層平均位移=20.95(通常發(fā)生于6層1高的塔)本設(shè)計情況下所有高層的全樓層間位移角=1/747(通常發(fā)生于2層1號塔)風荷載作用下：在風荷載的作用下，各樓層出現(xiàn)相應(yīng)的位移，具體結(jié)果如表6-25、6-26：表6-25本設(shè)計情況下所有建筑物的全高度為各樓層的最大位移值=2.16(通常發(fā)生于7層1塔)本設(shè)計情況下全樓的最大層間位移夾角=1/8234(通常會發(fā)生于2層1塔)表6-26層號最大位移最大層間位移角74.621/999964.401/999954.051/664843.511/504532.791/416121.931/364910.941/5105本文的設(shè)計通常情況下所有高層建筑物的總安全高度為各樓層的最大高度值的總位移=4.62(通常情況發(fā)生于7層1塔)本設(shè)計情況下全樓最大層間位移角=1/3649(主要發(fā)生于2層1塔)圖6-15圖6-166.8.大震下層間位移角表6-27、6-28分別給出了橫向(X)、縱向(Y)地震作用下的層間位移：表6-27樓層編號樓層受剪承載力(kN)大震下樓層彈性剪力(kN)樓層屈服強度系數(shù)彈塑性層間位移增大系數(shù)大震下樓層彈性平均層間位移角大震下