锦州市南山大厦写字楼建筑结构设计
来源：一级建造师 发布时间：2021-01-05 点击：
目录 摘
要 ......................................................... I ABSTRACT ...................................................... II 引
言 ........................................................ 1 1 建筑方面 .................................................... 3 1.1
建筑方案论述 .............................................. 3 1.2
建筑设计说明 .............................................. 4 2 结构方面 .................................................... 7 2.1
结构设计基本说明 .......................................... 7 2.2 截面设计 .................................................. 8 2.3 荷载汇集 ................................................. 10 2.4 框架内力分析：
........................................... 11 2.5 板式楼梯计算 ............................................. 66 2.6 基础设计 ................................................. 70 结
语 ....................................................... 77 参考文献 ..................................................... 79 附件 1 建筑图纸 .............................................. 81 附件 2 结构图纸 .............................................. 82
致
谢
............................................................................................................................................. 84
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摘
要 此次写字楼的设计大体分成两方面，首先是建筑方面，然后是结构方面。其中建筑方面分为：平面和总平面设计，立面和剖面设计。平面设计是根据所有房间的使用功能和使用面积判断出形状和水平方向的组织关系，根据采光和通风要求设计每个房间的门窗长度和高度。总平面设计主要表现是提升容纳率，提高绿化率并充分使用建筑物的空间，对于各种有差异性质与功能的建筑进行平面整体布置。在设计中，占地面积要合理，不能大规模占用。而且要充分考虑整体，环境得体的平面布置。立面设计体现在写字楼整体的美观性，而剖面设计是依据写字楼的使用要求确定层高，窗台高度，窗高和室内外高。
然后是结构设计，布置完成，截面初估荷载统计，计算荷载作用下的内力，最后找出比较差的内力组合，在绘图之前，要选取出结果计算梁板柱配筋，楼梯选取的是板式楼梯，基础选取的是柱下独立基础。在画图的部分严格按照要求做建筑图和结构图。在计算部分使用盈建科软件框架结构设计计算并列分项。每一部分要合理，根据具体的要求进行分项分步骤的完成写字楼。
关键词 ：框架结构；建筑设计；结构设计；内力
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Abstract At this time， the design of the office is divided into two respects in sum.The first is architecture，then the structural aspects.The architectural aspect is divided into plane and general plane design,elevation and section design.Plane design can determine the organizational relationship between shape and horizontal orientation according to the use of functions and area of all rooms.Then the length and height of doors and windows will be designed by
requirements of lighting and ventilation. The main performance of general plane design is to increase the capacity,also increase in green rate and full use of building space.It plans the layout of each building with different properties or functions.In the design,the requirement is to reflect the economy to use land,also the affinity
humanization and beautiful layout of the environment.Elevation design is reflected by overall aesthetics of the office while section design
determines the height of the storey, window height and
indoor and outdoor height according to the use of office building requirements.About the structural aspects,after determining the structure layout,first the section will be estimated and then the load statistics are made,after these two jobs are done we can calculate the internal forces under horizontal
and vertical loads.Finally, find a group or groups of relatively poor combinations of internal forces ，among them,select the safest results to calculate the beam, plate and column reinforcement and draw.The stairs all use the slab stairs，foundations are all use independent foundation under column.Design the foundation and stairs of the building,finish the foundation,stairs’ internal forces and carry out selection calculation then finish the drawing of construction.In the calculation section,we should use YJK software to calculate frame structure design. Keyword：frame structure；architecture design；structure design；internal forces
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引 引
言 毕业设计论文是对我们毕业前总结知识，和学习巩固的阶段，是必不缺少的一部分，更是对四年大学生活有一个全面相当的总结，通过了解土木工程的基础知识与实际操作，和对图纸设计的基本结构形成一个整体的体系，也通过这次毕业设计了解到的相关资料与画图，更提升了自己的能力和谨慎认真的态度，加强了自己的知识方面。
现在我们国家的建筑发展迅速，也随着城市的发展，建筑设计也不断的在增加难度和要求，质量更是在持续增高。在这种条件下，如果想要提升土木工程施工的质量，提高安全的保证下，就要注意严谨，研究，创新。所以本次论文通过建筑发展现状，和自己对知识的掌握，同时根据需求进行探析和设计。在这种背景下，研究和创新是对于发展非常重要。在工程建筑中，土木工程施工的技术和设计是很重要的人，不光要保证质量，还要考虑尽量降低成本，更重要的是要谨慎。在工程施工中，创新是一种手段，也是考验技术的一方面，材料的好与坏是决定工程建筑的直接因素，还要考虑绿色环保的材料，这样不仅美观更会避免一些不必要的影响。施工中大部分是钢筋混凝土作为主要，材料相对多，相对节省，而且价格相对来说便宜，可以浇筑形成很多种形状，并且具有一定抗震功能。其次主要的是建筑结构的总体设计，包括平面 立面，因为结构总体的设计与抗震功能有着重要性作用。
在建筑行业中，随着时间的变化，越来越多的建筑发展趋势是多元化，超前化。建筑物的形状和外观也不断发生变化。传统的建筑文化逐渐被新文化取代，例如写字楼来说，国外设计的发展趋势是让办公楼更加亲和化，让人有更加舒适的办公环境，外观也展现出各种异样。应该冷静的思考传统建筑文化，而并非去屏蔽去忽略其价值。建筑师，开发商也深刻的认识到人们的需求，让建筑和环境相结合，展现出科学自然观。将建筑和环境充分的融合在一起。在空间中体现出通透和舒适，非常巧妙的运用出设计技巧，与空间构成一个整体。外部形势与内在形式相结合，现代建筑发展非常迅猛化，在当前形势下要结合西方文化并且融入传统文化不断的继续发展。同时要认识到现代文化和传统建筑并非发展冲突，而是将其融合。充分体现中国的特色之处。生态建筑也在逐渐形成。解决人们生活中的环境污染问题，能源消耗问题。材料和设备均达到绿色低碳办公的需求，写字楼低碳化。写字楼开
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始逐渐的转变并满足需求，办公空间变得整体大气，有自由空间，科技应用变得完善，将写字楼建筑形式提升一个新高度和新领域。日新月异的发展，从最开始简单结构单纯追求高效率高品质成为追求精神层面的愉悦充满人文的温暖空间，写字楼也要体现出绿色健康。人们也会从被动思考到主动思考，这才是未来办公楼创造的办公空间。写字楼体现出开放特点，办公空间更为自由，同时体现出平台化特点。
建筑过程中，大致可分为进度和造价和施工管理，进度控制就是施工过程中时间节点的控制，在规定的时间完成任务。造价在建筑中控制资金的开支问题，最为重要的是施工管理，在施工中最重要就是施工安全和施工的水平，在出现问题的时候必须立即采取措施并解决，保证施工合理化。生活中经常使用的是混凝土框架。大规模工业化施工，效率较高，工程质量好，使用装配式。框架结构是梁和柱使用刚接方式，构成承重体系的结构。
本次设计的写字楼，属于是框架结构，框架结构就是构架式结构。梁和柱一起承重，承重部分属于水平和竖向荷载形成框架结构。
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1 1 建筑方面 1.1 建筑方案论述 本写字楼建筑依据要求，逐条细致的分析要求，然后对各种不同要求都做了相对不同的设计布置与处理。对建筑物的安全措施进行具体布置主要对人流的疏散、防火、照明等做出合理的布置。对于建筑的通风、防震和采光等，都做了细致的设计安排。
最重要的部分是建筑方案的综述，根据拟建地形利用矩形在建筑物设计上平面设计，在建筑设计中，理解功能分区互相复杂的联系，建筑场地要使用全面，要分成不同的功能分区，让内容设计采光和防火符合要求。就是为人提供正常的场所空间。考虑整体的美观性，由于它的功能要求，空间特征及交通组织等，故此建筑选择坐北朝南的朝向。
1.1.1 工程概述 （1）项目名称：锦州市南山大厦写字楼建筑结构设计 （2）建设地点：锦州市 （3）建筑面积：7174.57m 2
（4）建筑层 5 层 （5）地震设防烈度：7 度 1.1.2 设计依据 （1）国家标准、规范、规程
《总图制图标准》
（GB/T50103-2010）
《房屋建筑制图统一标准》
（GB/T50001-2010）
《办公建筑设计规范》
（JGJ67-2006）
《建筑设计防火规范》
（GB50016-2014）2018 《混凝土结构设计规范》
（GB50001-2015）
（2）参考书
刘然. 综合办公楼设计的优化应对方案.工程建设与设计,2018
李忠莉. 高层建筑施工土木工程问题探讨.江西建材,2018
陈建刚. 建筑工程中深基坑开挖与支护施工技术.居舍,2018, 建筑设计资料集 （3）沈阳城市学院土木工程专业 2020 届毕业设计任务书
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1.1.3 平面设计 （1）柱距 本设计框架结构，满足使用功能要求和房间布置，采用
6.9
m 的柱距进行设计。
（2）跨度 主体横向采用 3 跨，两边各跨均为 6.9 m，中间一跨为 2.4m，中间设为走廊。因而大部分柱网为 6.9m×4.5m，走廊为 4.5×2.4 m。
1.1.4 立面设计 本写字楼建筑采用的是对称设计方法，在结构部分，如果梁高可能不同，会出现窗洞高度的差异，在外立面上用与窗颜色接近色进行调整。门厅的位置在中轴线中间，外墙采用花岗岩饰面。
1.1.5 剖面设计 （1）建筑层高的确定
根据本建筑，根据建筑规模建筑室内采光要求，层高为 3.6m。
（2）室内外高差的确定 对于首层房屋，室内外高差直接决定了室内关于雨水倒灌和墙身的防潮的问题，散水的布置。
（3）屋面排水设计
选择屋面的排水高度，并确定排水方式。
1.1.6 防火及安全 写字楼设计过程，防火方面必须重点防范，治理一切可能引发火灾的因素。在建筑中都严格按照国家建筑防火规范进行规划设计。
1.2 建筑设计说明 在这次写字楼建筑设计中，均按照国家建筑规范设计，基础受力钢筋混凝土保护层 40mm，混凝土强度值达到要求，强度等级为 C30，各室受力板钢筋保护厚度 25mm
1.2.1 工程设计的主要依据：
（1）2020 届土木工程本科毕业设计任务书 （2）任务书提供的有关建筑要求
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1.2.2 墙体 （1）墙体标注，砌体中拉结筋做法详情见结施图中详情 （2）图中所有的钢筋混凝土构造柱详情详见结施图，门窗过顶梁截面配筋详情见结施图 （3）外墙装饰的具体质量和施工规程应符合国家规定的标准 1.2.3 楼地面 （1）洗浴室，卫生间楼地面标高比相应的楼层标高低 50mm，并且采用防滑地砖。
（2）图中有地漏和出水口的楼地面，除图上已标注的以外，均要做成 1%坡度，坡向地漏或出水口 1.2.4 屋面 （1）防水二级，使用年限十年 1.2.5 门窗 （1）外门窗是铝合金门窗，具体详节能设计专篇 （2）面积大于 1.5m 的窗玻璃应按规范采用安全玻璃。
1.2.6 楼梯 （1）楼梯栏杆扶手高度：0.9m （2）垂直杆间距小于 0.11m 且设计为儿童不易攀登和防止花盆儿坠落
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2 结构方面 2.1 结构设计基本说明 2.1.1 基本资料 （1）气象条件 地区基本风压 0.55KN/m 2 ，基本雪压 0.45KN/m 2
（2）水文及工程地质条件：
场地空旷平，无差异性 建筑场地类别：Ⅱ类场地；
根据对建筑基地的勘察结果，地质情况见表 2-1 表 2.1 建筑地层一览表 序号 土层 深度/m 承载力/KPa 1 2 3 杂填土 湿陷性黄土 中砂 0.56 0.5 4 99 114 180 注：（1）表中所给土层深度由自然地坪算起 （2）地下水位距地表：-2.4m；建筑冰冻深度：-1.3m
2.1.2 设计依据 （1）国家标准、规范、规程
《建筑结构制图标准》
（GB/T50105-2010）
《建筑结构荷载规范》
（GB50009-2012）
《混凝土结构设计规范》
（GB50010-2010）
《建筑地基基础设计规范》
（GB50007-2011）
《建筑抗震设计规范》
（GB50011-2010）
（2）参考书
教科书
钢筋混凝土、钢结构设计手册
建筑结构静力计算手册 2.1.3 结构布置说明 本工程为 5 层钢筋混凝土框架结构，建筑结构总高度为
22.80
m，抗震设防烈度为 7
度，结构正常使用年限为 50 年。室内外高差为 +0.450m。在结构设计计算中，首先进行结构选型和结构布置，确定承重体系。在计算荷载之前，根据设计经验初估了梁，柱截面尺寸，并进行了验算。
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2.1.4 地震作用 本次写字楼位于辽宁省锦州市太和区，不属于地震活动范围内，在结构设计中，严格遵守国家地震规范制度。适合地震突发状况疏散人群，依照所选参考书目，使写字楼的地震等级达到设计要求。
2.1.5 配筋计算 由于本工程按 7 度设防设计，根据建筑结构设计规范的原则，设计原则是：“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”。
2.1.6 基础设计 根据提供资料，选用独立基础进行设计。
2.1.7 结构布置 该建筑为框架楼，楼层 5 层，结构主体高度为 21 米，该工程采用采用钢筋混凝土框架结构体系，结构平面布置图见图 2.1 所示。
图 2-1 结构平面布置图
框架结构承重方案的选择：
竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和横载，经梁间接或直接传至主梁，然后再传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本楼框架的承重方案主要为横纵向框架称重方案，使横向框架梁截面高度大，增加框架横向侧移刚度。
2.2 截面设计 2.2.1 梁柱截面设计 ⑴ 框架柱 此建筑为丙类建筑，抗震设防烈度为
7
度，建筑高度＜30m ，所以
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抗震等级为
三
级，查表得框架结构轴压比限值［μ］=
0.85
。
根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：
N/（f c bh）
≤
0.85（ 三
级框架）
3-1
框架柱的负荷面积内按
15.525
kN/m 2 初估 边4.5
×
3.45
m 2
中柱负载面积
4.65
×
4.25
m 2
3-2
N= n Fg E
3-3
式中：β—数，当柱分别为边柱，等跨中柱和不等跨中柱时，β值分别取 1.3, 1.2, 1.25； F—框架柱的负荷面积； g E —框架柱负荷面积上的荷载值，一般取 12～15kN/m 2 ；
n—楼层数； ƒ c —混凝土轴心抗压强度设计值。
边43269
mm 2
中柱：Ac≥
14562
mm 2
选取柱截面为正方形，则边柱、中柱截面高度分别为
500 mm、
500
mm。
根据上述计算结果并考虑其他因素，本设计中柱截面尺寸取值如下：
取 b c =h c =
500
mm×
500
mm（
1 层～
5 层）。
⑵ 框架梁 由挠度、裂度控制：
h=(1/8～1/12)L，b=(1/2～1/3)h 纵向框架梁截面尺寸：
h b =(1/8～1/12)L=（1/8～1/12)× 4500
=
400
mm～
600
mm，取
500
mm b b =(1/2～1/3)h =(1/2～1/3)×
500
=且 b b 不应小于 0.5b c =
mm 则取 b b =
200
mm≥0.5b c =
250
mm c cf N A /
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b b ×h b =
200
mm×
500 mm 横向框架梁截面尺寸：
h b =(1/8～1/12)L=(1/8～1/12)×
6900
=
400
mm～
600 mm，取 600
mm b b =(1/2～1/3)h =(1/2～1/3)×
600
=且 b b 不应小于 0.5b c =
300
mm 则取 b b = 300
mm≥0.5b c =
300 mm b b ×h b =
300
mm× 600
mm 次梁截面尺寸：
h b =(1/18～1/12)L=(1/18～1/12)× 2400
=
200
mm～400
mm，取
400 mm b b =(1/2～1/3)h=(1/2～1/3)× 400 =
150
mm～ 200
mm，取 200mm b b ×h b =200mm×400mm 走廊横梁截面尺寸：
h b =(1/8～1/12)L=(1/8～1/12)×2400 =
200
mm～400
mm，取 400
mm b b =
200
mm b b ×h b = 200
mm×
400 mm ⑶ 楼板 标准边跨：1/40× 4500
= 112.5
mm
取 h=
100
mm
2.3 荷载汇集 （1）恒载 屋面(不上人)：
3 kN/m 2
楼面：
0.5 kN/m 2
梁重
软件自行计算
外墙
3.16 kN/m
内墙
4.54 kN/m
柱
软件自行计算
门
0.20kN/m 2
窗
0.40kN/m 2
（2）活荷载
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走廊
2.0 kN/m 2
厕所
2.0 kN/m 2
雪 5.0kN/m 2
风荷载
5.5 kN/m 2
不上人屋面
0.5kN/m 2 2.4 框架内力分析：
2.4.1 结构总体信息 结构体系 框架结构 结构材料信息 钢筋混凝土 结构所在地区 全国 恒活荷载计算信息 施工模拟三 风荷载计算信息 一般计算方式 地震作用计算信息 计算水平地震作用 是否计算吊车荷载 否 是否计算人防荷载 否 是否生成传给基础的刚度 否 上部结构计算考虑基础结构 否 施工模拟加载层步长 1 2.4.2 计算控制信息 水平力与整体坐标夹角(°) 0.00 梁刚度放大系数按 2010《混凝土规范》取值 否 中梁刚度放大系数 1.00 梁刚度放大系数上限 2.00 边梁刚度放大系数上限 1.50 板元细分最大控制长度(m) 1.00 弹性楼板荷载计算方式 平面导荷 膜单元类型 经典膜元(QA4) 考虑梁端刚域 否 考虑柱端刚域 否 墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点 是
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结构计算时考虑楼梯刚度 否 梁与弹性板变形协调 是 弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏移 否 刚性楼板假定 不采用强制刚性楼板假定 梁墙自重扣除与柱重叠部分 否 楼板自重扣除与梁墙重叠部分 否 是否输出节点位移 否 地震内力按全楼弹性板 6 计算 否 求解器设定内存 0 是否考虑 P-Delt 效应 否 进行屈曲分析 否 自动计算现浇板自重 是 2.4.3 风荷载信息 执行规范 GB50009-2012 地面粗糙程度 A 修正后的基本风压(kN/m2) 0.10 风荷载计算用阻尼比(%) 5.0 结构 X 向基本周期(s) 0.20 结构 Y 向基本周期(s) 0.20 承载力设计时风荷载效应放大系数 1.0 考虑顺风向风振 是 多方向风角度
考虑横向风振 否 考虑扭转风振 否 自动计算结构宽深 是 风荷载体型系数分段数 1 第一段
最高层号 6 X 迎风 0.80
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X 背风 -0.50 X 侧风 0.00 X 挡风 1.00 Y 迎风 0.80 Y 背风 -0.50 Y 侧风 0.00 Y 挡风 1.00 2.4.4 地震信息 设计地震分组 一 按地震动区划图 GB18306-2015 计算 否 设防烈度 6 (0.05g) 场地类别 Ⅰ1 特征周期(s) 0.25 周期折减系数 1.00 特征值分析类型 WYD-RITZ 振型数确定方式 用户定义 用户定义振型数 15 按主振型确定地震内力符号 否 砼框架抗震等级 三级 抗震构造措施的抗震等级 不改变 阻尼比确定方法 全楼统一 结构的阻尼比(%) 5.0 是否考虑偶然偏心 否 减震隔震附加阻尼比算法 强制解耦 最大附加阻尼比 0.25 调整后的水平向减震系数(β/ψ) 1.00 连接单元的有效刚度和阻尼自动采用直接积分法时程计算结果 否 是否考虑双向地震扭转效应 否 自动计算最不利地震方向的作用 否
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活荷载重力荷载代表值组合系数 0.50 地震影响系数最大值 0.040 罕遇地震影响系数最大值 0.280 使用自定义地震影响系数曲线 否 地震作用放大方法 全楼统一 全楼地震力放大系数 1.00 是否考虑性能设计 否
2.4.5 设计信息 是否按抗震规范 5.2.5 调整楼层地震力 是 是否扭转效应明显 否 是否自动计算动位移比例系数 否 第一平动周期方向动位移比例（0~1）
0.50 第二平动周期方向动位移比例（0~1）
0.50 与柱相连的框架梁端 M、V 不调整 否 梁端负弯矩调幅系数 0.85 框架梁调幅后不小于简支梁跨中弯矩的倍数 0.50 非框架梁调幅后不小于简支梁跨中弯矩的倍数 0.33 梁扭矩折减系数 0.40 支撑临界角(度) (与竖轴夹角小于此值的支撑将按柱考虑) 20 按竖向构件内力统计层地震剪力 否 位移角小于此值时，位移比设置为 1 0.00020 2.4.6 活荷载信息 柱、墙活荷载是否折减 否 楼面梁活荷载折减 不折减 考虑活荷不利布置的最高层号 0 梁活荷载内力放大系数 1.00 2.4.7 构件设计信息 柱配筋计算原则 单偏压 连梁按对称配筋设计 否
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抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋 是 矩形混凝土梁按 T 形梁配筋 否 按简化方法计算柱剪跨比（Hn/2h0）
是 梁压弯设计控制轴压比 0.40 梁端配筋内力取值位置(0-节点，1-支座边) 0.00 不计算地震作用时按重力荷载代表值计算柱轴压比 否 框架柱的轴压比限值按框架结构采用 否 梁保护层厚度(mm) 20 柱保护层厚度(mm) 20 2.4.8 材料信息 混凝土容重(kN/m3) 25.00 梁箍筋间距(mm) 100 柱箍筋间距(mm) 100 2.490 钢筋强度 HPB300 钢筋强度设计值(N/mm2) 270 HRB335 钢筋强度设计值(N/mm2) 300 HRB400 钢筋强度设计值(N/mm2) 360 2.5.0 荷载组合 结构重要性系数 1.00 恒载分项系数 1.30 活载分项系数 1.50 活荷载组合值系数 0.70 活荷载频遇值系数 0.60 活荷载准永久值系数 0.50 考虑结构设计使用年限的活荷载调整系数 1.00 风荷载分项系数 1.50 风荷载组合值系数 0.60 风荷载频遇值系数 0.40 风荷载是否参与地震组合 否
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水平地震力分项系数 1.30
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表 2-1 楼层属性 层号 塔号 属性 6 2 5 4 3 2 1 1 标准层 1
表 2-2 塔属性 塔号 属性 值 1 结构体系 框架结构 X 结构 Y 向基本周期(s) 0.20 水平风荷载体型分段数 分段号 1 最高层号 6 挡风系数 1.0 迎 0.80 背 -0.50 侧风面系数 0.00 0.2V0 调整分段数 0 0.2V0 调整时楼层小倍数 0.2 0.2V0 调整时各层框架剪力最大值的倍数 1.50 构件统计 表 2-3 各层构件数量、构件材料和层高(单位：m) 层号 塔号 梁数 柱数 支撑数 墙数 层高 累计高度 6 22.5 5 18.3 4 14.100 3 9.9 2 4.2 5.7 1 1 134 68 0 0 1.500 1.500
表 2-4 保护层(单位：mm) 层号 塔号 梁保护层 柱保护层 墙保护层 6 5 4 3 2 1 1 20 20 0 表 2-5 混凝土构件
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层号 塔号 梁数 (混凝土/主筋) 柱数 (混凝土/主筋) 支撑数 (混凝土/主筋) 墙数 (混凝土/主筋) 6 5 4 3 2 1 1 134(C30/360) 68(C30/360) 0(C0/0) 0(C0/0)
表 2-6 箍筋(墙分布筋) 层号 塔号 梁数 (箍筋) 柱数 (箍筋) 支撑数 (箍筋) 墙数 (水平/竖向) 边缘构件 (箍筋) 6 5 4 3 2 1 1 134(270) 68(360) 0(0) 0(0/0) (270) 楼层质量 表 2-7 各层质心坐标(单位：m) 层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 6 56 946 22.5 5 18.3 4 14.100 3 9.9 2 91 67 5.7 1 1 39.204 17.853 1.500 表 2-8 质量和质量比 层号 塔号 恒载质量 (t) 活载质量 (t) 活载质量 (不折减)(t) 附加质量 (t) 质量比 比值判断 6 7.8 5 4 3 .00 2 998.0 .11 1 1 883.3 136 272.4 1.00 满足 合计 - 5873.2 817.2 1634.4 0.0
恒载总质量(t)：5873.166 活载总质量(t)：817.211
附加总质量(t)：0.00
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结构总质量(t)：6690.377 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 活载质量 = 活荷载重力荷载代表值系数*活载等效质量 总质量 = 恒载质量+活载质量+附加质量
图 2-1 恒载,活载,层质量分布曲线(塔 1)
图 2-2 质量比(塔 1)
楼层尺寸、单位质量 表 2-9 楼层等效尺寸(单位:m,m*2)
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层号 塔号 面积 形心 X 形心 Y 等效宽 B 等效高 H 最大宽 BMAX 最小宽 BMIN 6 1151.7 5 4 3 2 1 1 1089.61 39.04 18.06 58.28 19.35 58.28 19.35 单位面积质量:
g[i]
单位面积质量比: max(g[i]/g[i-1],g[i]/g[i+1]) 表 2-10 各楼层质量、单位面积质量分布(单位:kg/m**2) 层号 塔号 楼层质量 单位面积质量 单位面积质量比 6 64 5 4 3 .00 2 13 984.81 1.11 1 1 1.02E+006 885.18 0.90
表 2-11 振动周期(秒) X,Y 方向的平动系数、扭转系数
振型号 周期 转角 平动系数(X+Y) 扭转系数(Z) 1 1520 90.40 99099 01 2 1.0493 43.77 03021 97 3 9842 179.51 9800 4 575 90.48 98098 02 5 271 41.15 04032 96 6 3123 179.18 9700 7 916 90.71 90097 0 8 65 23.43 1713 83 9 736 176.52 868500 14 10 .1239 91.20 50095 5 11 70 3.51 97970 03 12 .1139 131.03 08305 92 13 25 92.83 0.930093 7 14 904 3.57 10990 00 15 0.0850 103.92 0.07(0.00+0.06) 0.93
表 2-12 质量系数 振型号 X 向平动质量系数%(sum) Y 向平动质量系数%(sum) Z 向扭转质量系数%(sum) （续表）
振型号 X 向平动质量系数%(sum) Y 向平动质量系数%(sum) Z 向扭转质量系数%(sum) 1 0.00%(0.00%) 72.19%(72.19%) 1.08%(1.08%)
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2 1.191.19%) 186 71.46%(72.54%) 3 72.95%(74.14%) 0.0173.27 187 4 0014 9.4471 0.1973.91 5 0.2374.38 18 8.972.88 6 8.81 0.002.90 251 7 0019 3.463 0.103.23 8 0.493.67 106 2.941 9 2.81 0.016.47 5066 10 0.006.48 1.552 84 11 1.375 103 0.056.79 12 5 0810 1.486 13 07.89 47 3 14 4 057 0029 15 0.00%(88.30%) 0.03%(88.61%) 0.46%(88.75%) 振型阻尼比 表 2-13 振型阻尼比 振型号 振型号 阻尼比 阻尼比 1-15 0.05 X，Y 向地震单振型楼层反应力 表 2-14 振型 1 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 -1.01 30 5 90 2.0 4 1 73 65 3 50 1.13 2 24 55 1 1 0.00 -0.02 0.04
表 2-15 振型 2 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 50 43 371.57 5 2.33 2.22 333.28 4 90 80 270.11 3 1.31 1.23 185.50 2 1 0.64 0.58 89.54
（续表) 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 1 1 0.05 0.05 7.28
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表 2-16 振型 3 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 165.71 4 996 5 149.89 31 -354.79 4 122.46 -1.07 -2808 3 858 73 -198.54 2 42.13 34 -96.51 1 1 3.40 -0.03 -7.80
表 2-17 振型 4 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 1 1.13 -2.95 5 -0.00 0.24 -0.63 4 -0.76 1.97 3 -1.21 3.19 2 1 85 27 1 1 0.00 -0.08 0.21
表 2-18 振型 5 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 -3.68 -3.27 -425.00 5 -0.93 -0.69 -91.81 4 2.38 2.1 2790 3 3.99 38 452.49 2 2.8 2.41 318.58 1 1 0.27 0.23 29.67
表 2-19 振型 6 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 -147.18 2.13 440.03 5 -36.06 0.45 93.43 4 93.90 -1.43 -2932 3 1 157.78 -2.26 -473.51 (续表）
层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 2 114.17 -1.5 -333.97 1 1 10.39 -0.15 -30.82
表 2-20 振型 7 的地震力
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层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 0.01 -1.08 3.56 5 1 0.9 -33 4 -0.02 1.22 -4.09 3 1 -0.57 1.81 2 2 -1.44 4.7 1 1 0.00 -0.17 0.55
表 2-21 振型 8 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 13.22 5.68 578.13 5 0.62 -4.89 -488.61 4 -15.27 -6.36 -651.78 3 6.21 3.06 299.65 2 17.50 7.53 765.41 1 1 2.00 0.92 90.88
表 2-22 振型 9 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 76.42 -4.60 -576.24 5 -61.39 3.97 492.84 4 -88.22 5.14 655.49 3 35.71 -2.50 -2993 2 101.14 -6.09 -767.85 1 1 11.41 -0.75 -90.61
表 2-23 振型 10 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 -0.02 0.79 -3.32 5 0.03 -1.59 6.69 4 1 -0.01 0.61 -2.49 （续表）
层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 3 -0.02 1.13 -4.77 2 3 -1.51 6.28 1 1 0.00 -0.25 1.00
表 2-24 振型 11 的地震力
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层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 -38.76 -2.29 -127.04 5 75.40 4.62 249.27 4 -26.04 -1.78 -95.36 3 -55.21 -3.27 -177.50 2 751 4.40 238.47 1 1 10.66 0.75 40.09
表 2-25 振型 12 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 -1.36 1.50 126.96 5 2.64 -3.03 -254.48 4 -01 17 96.60 3 -1.94 2.14 180.79 2 2.48 -2.89 -241.43 1 1 0.36 -0.50 -39.89
表 2-26 振型 13 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 0.02 -0.46 2.29 5 -0.07 1.36 -6.71 4 0.09 -1.90 9.34 3 -0.09 1.78 -8.73 2 5 -1.0 5.20 1 1 0.01 -0.26 1.18
表 2-27 振型 14 的地震力 层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 10.21 0.60 9.31 5 1 -29.04 -1.77 -25.20 （续表）
层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 4 39.71 2.47 35.68 3 -36.81 -2.31 -33.61 2 21.75 18 20.24 1 1 4.41 0.34 5.19
表 2-29 振型 15 的地震力
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层号 塔号 F-x-x (kN) F-x-y (kN) F-x-t (kN-m) 6 0.04 -0.14 -10.04 5 -0.10 0.41 29.31 4 0.14 -0.58 -40.95 3 -0.13 0.54 38.31 2 8 32 -22.86 1 1 0.01 -0.08 -5.39
表 2-30 振型 1 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 5 145.23 -329.61 5 92 129.76 93.72 4 75 104.68 -236.94 3 51 71.55 -162.80 2 25 34.37 -79.30 1 1 -0.02 2.84 -6.31
表 2-31 振型 2 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 38 3 353.97 5 2.22 2.1 3150 4 81 72 257.32 3 1.25 1.17 176.71 2 61 56 85.30 1 1 0.05 0.05 6.93
表 2-32 振型 3 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 1 -1.42 0.01 3.40 （续表）
层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 5 29 3.05 4 -1.05 2.48 3 73 1 1.71 2 36 83 1 1 -0.03 0.00 0.07
表 2-33 振型 4 的地震力
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层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 1.12 -135.94 353.33 5 0.30 -28.23 75.26 4 -0.7 90.53 -235.43 3 -1.24 145.26 -382.04 2 89 101.93 -271.63 1 1 -0.08 9.66 -24.66
表 2-34 振型 5 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 -3.26 -2.89 -375.89 5 -0.82 -0.61 -81.20 4 2.10 1.93 247.11 3 33 3.07 400.20 2 2.54 2.13 281.76 1 1 0.23 0.20 26.24
表 2-35 振型 6 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 2.13 3 -67 5 0.52 -0.01 -1.35 4 -1.36 2 4.2 3 -2.28 3 65 2 -1.6 2 4.83 1 1 -0.15 0.00 0.45
表 2-36 振型 7 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) （续表）
层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 -1.11 89.44 -295.23 5 0.8 -76.45 250.86 4 1.29 -101.12 338.73 3 -0.53 47.13 -149.97 2 -1.4 119.23 -393.73 1 1 -0.18 14.41 -45.30
表 2-37 振型 8 的地震力
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层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 6.03 2.59 263.82 5 -4.85 23 22.96 4 -6.97 -2.90 -297.42 3 2.83 10 136.74 2 78 34 349.28 1 1 0.91 0.42 41.47
表 2-38 振型 9 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 -4.92 0.30 37.07 5 3.95 26 -31.70 4 5.67 -0.33 -42.16 3 -2.30 16 12 2 -6.51 39 49.39 1 1 -0.73 0.05 5.83
表 2-39 振型 10 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 0.86 -39.49 166.34 5 -1.67 79.52 -334.79 4 0.58 -30.36 124.84 3 1.22 -56.49 238.72 2 -1.56 75.49 -314.39 1 1 -0.25 12.75 -50.21
表 2-40 振型 11 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 -2.58 -0.15 -8.45 5 5.01 0.31 16.58 4 -1.73 1 -6.34 3 -3.67 -0.22 -11.81 2 4.69 29 15.86 1 1 0.71 0.05 2.67
表 2-41 振型 12 的地震力
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层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 1.72 -1.90 -160.48 5 -3.34 3.83 321.67 4 1.15 -1.48 -122.13 2.46 -2.71 -228.51 2 -3.13 36 305.17 1 1 -0.46 0.63 50.42
表 2-42 振型 13 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 -0.53 10.21 -50.47 5 1.51 -29.90 147.81 4 -2.07 41.80 -205.79 3 1.92 -39.10 192.37 2 -1.13 23.33 -114.65 1 1 -0.24 5.63 -25.95
表 2-45 振型 14 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 0.71 0.04 0.65 5 -2.02 -0.12 -1.75 4 2.76 0.17 2.48 3 -2.56 -0.16 -2.33 2 1.5 10 1.40 1 1 0.31 0.02 0.36
表 2-46 振型 15 的地震力 层号 塔号 F-y-x (kN) F-y-y (kN) F-y-t (kN-m) 6 -0.18 0.68 48.57 5 0.51 -2.00 -141.85 4 -0.69 2.80 198.15 3 0.64 -2.62 -185.40 2 38 1.56 110.63 1 1 -0.07 0.39 26.07 X、Y 向地震单振型楼层剪力 表 2-47 各振型作用下 X 向地震 X 剪力、Y 向地震 Y 剪力（单位：kN）
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层号 塔号 振型号 X 剪力 Y 剪力 1 1 1 0.02 488.43 2 8.74 7.93 3 568.76 0.04 4 0.01 183.21 5 4.89 3.83 6 192.99 0.04 7 0.01 92.65 8 133 2.7 9 75.07 0.31 10 0.02 41.43 11 36.56 0.16 12 1.27 2.03 13 0.02 11.97 14 10.24 05 15 0.03 0.82 X、Y 向地震 CQC 组合后结果 各层 X 方向的作用力(CQC)
表 2-48 各层 X 方向的作用力(CQC) 层号 塔号 Fx Vx(分塔剪重比) Mx sFx 6 242.81 242.81(2.141 1019.78 180.09 5 187.76 371.27637 2514.16 146.50 4 192.09 460.42353 4289.33 112.87 3 200.63 5306186 6302.5 79.25 2 194.08 608.52(1.073 8554.84 45.63 1 1 22.06 617.93(0.924%) 9402.27 10.79 各层 Y 方向的作用力(CQC)
表 2-49 各层 Y 方向的作用力(CQC) 层号 塔号 Fy Vy(分塔剪重比) My sFy 6 222.10 222.10958 932.81 180.09 5 175.04 325.66436 2222.91 146.50 4 0.39 400.8817 3735.34 112.87 3 6.16 466.17(1.028 5451.40 79.25 2 188.47 5239934 73761 45.63 1 1 24.01 539.26(0.806%) 8108.76 10.79
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图 2-3 地震各工况剪重比简图(塔 1)
表 2-50 风荷载信息
塔号 X 方向 Y 方向 风荷载 剪力 倾覆弯矩 风荷载 剪力 倾覆弯矩 6 28.6 28.6 120.1 77.8 77.8 326.8 5 25.8 54.4 348.7 70.4 148.2 949.3 4 23 75 674.2 63.0 211.3 1836.6 3 20.1 97.6 1084.2 51 266.4 2955.5 2 16.6 4.2 1563 45.6 312.0 4266.0 1 1 5.1 119.3 1742.9 14.2 326.2 4755.4
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图 2-4 风荷载楼层剪力简图(塔 1)
图 2-5 风荷载楼层弯矩简图(塔 1)
风荷载下框架剪力统计
表 2-51 X 向框架柱、剪力墙风剪力及百分比(单位：kN)
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层号 塔号 柱剪力 墙剪力 总剪力 柱剪力百分比 墙剪力百分比 6 28.6 28.6 5 54.4 54.4 4 75 75 3 97.6 97.6 2 4.2 4.2 1 1 119.3 0.0 119.3 100.00% 0.00%
表 2-52Y 向框架柱、剪力墙风剪力及百分比(单位：kN) 层号 塔号 柱剪力 墙剪力 总剪力 柱剪力百分比 墙剪力百分比 6 77.8 77.8 5 148.2 148.2 4 211.3 211.3 3 266.4 266.4 2 312.0 312.0 1 1 326.2 0.0 326.2 100.00% 0.00% 风荷载下框架倾覆弯矩统计(抗规方式) 表 2-53 X 向框架柱风倾覆弯矩及百分比(单位：kN.m) 层号 塔号 柱弯矩 总弯矩 柱弯矩百分比 6 120.1 120.1 5 348.7 348.7 4 674.2 674.2 3 1084.2 1084.2 2 1563 1563 1 1 1742.9 1742.9 100.00%
表 2-54 Y 向框架柱风倾覆弯矩及百分比(单位：kN.m) 层号 塔号 柱弯矩 总弯矩 柱弯矩百分比 6 326.8 326.8 5 949.3 949.3 4 1836.6 1836.6 3 2955.5 2955.5 2 4266.0 4266.0 1 1 4755.4 4755.4 100.00% 风荷载外力、层剪力、倾覆弯矩统计 单位：kN 倾覆弯矩单位 kN.m
表 2-55 +WX 方向风荷载外力、层剪力、倾覆弯矩统计 层号 塔号 层外力 F 层剪力 V 倾覆弯矩 M 6 28.6 28.6 120.1 5 1 25.8 54.4 348.7 （续表）
层号 塔号 层外力 F 层剪力 V 倾覆弯矩 M
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4 23 75 674.2 3 20.1 97.6 1084.2 2 16.6 4.2 1563 1 1 5.1 119.3 1742.9
表 2-56 -WX 方向风荷载外力、层剪力、倾覆弯矩统计 层号 塔号 层外力 F 层剪力 V 倾覆弯矩 M 6 8.6 -28.6 -120.1 5 5.8 -54.4 -348.7 4 3 -75 -674.2 3 -20.1 -97.6 084.2 2 -16.6 4.2 563 1 1 -5.1 -119.3 -1742.9 表 2-57
+WY 方向风荷载外力、层剪力、倾覆弯矩统计 层号 塔号 层外力 F 层剪力 V 倾覆弯矩 M 6 77.8 77.8 326.8 5 70.4 148.2 949.3 4 63.0 211.3 1836.6 3 51 266.4 2955.5 2 45.6 312.0 4266.0 1 1 14.2 326.2 4755.4
表 2-58 -WY 方向风荷载外力、层剪力、倾覆弯矩统计 层号 塔号 层外力 F 层剪力 V 倾覆弯矩 M 6 7.8 -77.8 -326.8 5 -70.4 -148.2 -949.3 4 -63.0 11.3 -1836.6 3 -51 -266.4 -2955.5 2 -45.6 12.0 266.0 1 1 -14.2 -326.2 -4755.4 规定水平力 表 2-59 各层各塔的规定水平力 层号 塔号 X 向(kN) Y 向(kN) 6 242.8 222.1 5 128.5 103.6 4 89.2 72 3 77.6 65.3 2 70.5 63.2 1 1 9.4 9.9 规定水平力下倾覆弯矩统计(抗规方式) 表 2-60 X 向框架柱、短肢墙地震倾覆弯矩(单位：kN.m)及百分比(抗规方式) 层号 塔号 框架柱 短肢墙 普通墙 合计 6 1 1019.8(100.0%) 0.0(0.0%) 0.0(0.0%) 1019.8
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层号 塔号 框架柱 短肢墙 普通墙 合计 5 2579.1 2579.1 4 4519 4519 3 6772.7 6772.7 2 9328.5(100.0%) 9328.5 1 1 10255.4(100.0%) 0.0(0.0%) 0.0(0.0%) 10255.4
表 2-61 Y 向框架柱、短肢墙地震倾覆弯矩(单位：kN.m)及百分比(抗规方式) 层号 塔号 框架柱 短肢墙 普通墙 合计 6 932.8(100.0%) 932.8 5 2300.6 2300.6 4 3984.3 3984.3 3 5942.2 5942.2 2 8165.6 8165.6 1 1 8974.5(100.0%) 0.0(0.0%) 0.0(0.0%) 8974.5
图 2-6 X 静震下倾覆力矩简图(塔 1)
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图 2-7Y 静震下倾覆力矩简图(塔 1) 根据规定水平力下倾覆弯矩统计 表 2-62 X 向框架柱、短肢墙地震倾覆弯矩(单位：kN.m)及百分比(轴力方式) 层号 塔号 框架柱 短肢墙 普通墙 其它 合计 6 1018 1018 5 2579.1 2579.1 4 4519 4519 3 6772.7 6772.7 2 9328.5(100.0%) 9328.5 1 1 10255.4(100.0%) 0.0(0.0%) 0.0(0.0%) 0.0(0.0%) 10255.4
表 6-63 Y 向框架柱、短肢墙地震倾覆弯矩(单位：kN.m)及百分比(轴力方式) 层号 塔号 框架柱 短肢墙 普通墙 其它 合计 6 932.8(100.0%) 932.8 5 2300.6 2300.6 4 3984.3 3984.3 3 5942.2 5942.2 2 8165.6 8165.6 1 1 8974.5(100.0%) 0.0(0.0%) 0.0(0.0%) 0.0(0.0%) 8974.5
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图 2-8X 静震下倾覆力矩简图(塔 1)
图 2-9Y 静震下倾覆力矩简图(塔 1) Y 地震作用下框架剪力统计 表 2-64 X 向地震剪力(单位：kN)及百分比
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层号 塔号 柱剪力 墙剪力 总剪力 Ratio BVRatio 6 242.8 242.8 5 371.3 371.3 4 460.4 460.4 3 531 531 2 608.5 608.5 1 1 617.9 0.0 617.9 100.00% 0.00%
图 2-10 X 向地震下简图(塔 1)
表 2-65 Y 向剪力(单位：kN)及百分比 层号 塔号 柱剪力 墙剪力 总剪力 Ratio BVRatio 6 222.1 222.1 5 325.7 325.7 4 400.9 400.9 3 466.2 466.2 2 524 524 1 1 539.3 0.0 539.3 100.00% 0.00%
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图 2-11Y 向地震下剪力简图(塔 1) 地震外力、层剪力、倾覆弯矩统计 表 2-66 EX、EY 地震外力、层剪力、倾覆弯矩统计
图 2-12 地震作用下楼层剪力简图(塔 1) 工况设定
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表 2-66 EX、EY 地震外力、层剪力、倾覆弯矩统计
表 2-67 工况设定 工况简称 工况详称 X
EX X
Y 地震
EY -- Y 地震作用下的标准内力
+X 风
++X 方向风荷载作用下的标准内力
-X 风
-WX -- -X 方向风荷载作用下的标准内力
+Y 风
++Y 方向风荷载作用下的标准内力
-Y 风
-WY -- -Y 方向风荷载作用下的标准内力
恒
DL -- 恒载作用下的标准内力
活载
LL -- 活载作用下的标准内力
荷载组合表 表 2-68 荷载组合表 组合号 恒载 活载 +X 风 -X 风 +Y 风 -Y 风 X 地震 Y 地震 非线性 1 3
2 0 1.50
3
1.50
4
1.50
5
1.50
6
1.50
7 0.90
8
0.90
9
0.90
10 50
0.90
11 1.50
12
1.50
13
1.50
14 3 1.05
1.50
15
1.50
16
1.50
17 1.00
1.50
线性
（续表）
组合号 恒载 活载 +X 风 -X 风 +Y 风 -Y 风 X 地震 Y 地震 非线性 层号 塔号 层外力 FX 层剪力 VX 倾覆弯矩 MX 层外力 FY 层剪力 VY 倾覆弯矩 MY 6 242 242.8 1019.8 222.1 222.1 932.8 5 187.8 371.3 2514.2 175.0 325.7 2222.9 4 192.1 460.4 4289.3 0.4 400....
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