商场建筑结构设计

目录摘要 IAbstract II引言 11建筑方面 31.1建筑方案论述 31.2建筑设计说明 52结构方面 72.1结构设计基本说明 72.2截面设计 92.3荷载汇集 102.4框架内力分析 122.5板式楼梯计算 672.6基础的设计 71结语 75参考文献 78附件1商场建筑设计图纸 79附件2商场结构设计图纸 78致谢 79

摘要本工程为商场楼，位于辽宁省沈阳市。本工程根据任务书的规范要求进行设计，致力于实用性、美观性相结合的设计理念进行设计。建筑主体采用“一”字形进行设计，总长度为54米，总宽度为30米。随着我们国家经济的高速发展，商场作为简单的囤积商品的场所这一功能设定已经跟不上人们的需要了，所以本次我的设计宗旨是设计出一座符合现在的消费理念的商场，尽量做到在保证质量和经济成本的前提下，保证商场的舒适性、美观性和现代性，努力吸引更多的顾客。本次我设计的聚汇商场有购物区，也有办公区，总体来说是一座综合型的现代商场，本此的商场设计在考虑综合性后选用了框架结构，框架结构近几年在我们的日常生活中也很常见，它是由梁和柱组成的承重体系。选用框架结构会让我在结构布置的时候更方便，同时还具有使用空间较大，易于设计成多变的立体造型的优点，十分符合本次设计要求的功能性强、用途广、独具现代性的设计理念。本次的聚汇商场致力于打造一个集实用性、功能性、美观性与一体的现代化建筑。努力建成一个迎合大众的商场建筑，一个男女老少都喜爱的商场建筑。关键词：框架结构；结构设计；实用性AbstractTheprojectislocatedinShenyangCity,LiaoningProvince.Theprojectisdesignedinaccordancewiththespecificationrequirementsoftheassignment,andiscommittedtothedesignconceptofcombinationofpracticalityandaesthetics.Themainbodyofthebuildingisdesignedina"one"shape,withatotallengthof54metersandatotalwidthof30meters.Withtherapiddevelopmentofourcountry'seconomy,asasimpleplacetostoregoods,thefunctionofshoppingmallcan'tkeepupwithpeople'sneeds.Sothistime,mydesignpurposeistodesignashoppingmallthatconformstothecurrentconsumptionconcept,trytoensurethecomfort,beautyandModernityofshoppingmallunderthepremiseofensuringqualityandeconomiccost,andstrivetoattractmoreManycustomers.Thistime,Idesignedacollectionmallwithshoppingareaandofficearea.Generallyspeaking,itisacomprehensivemodernmall.Afterconsideringthecomprehensiveness,Ichosetheframestructure.Theframestructureisalsocommoninourdailylifeinrecentyears.Itisaload-bearingsystemcomposedofbeamsandcolumns.ChoosingframestructurewillmakememoreconvenientwhenIarrangethestructure.Atthesametime,ithastheadvantagesoflargeusespaceandeasytodesignintochangeablethree-dimensionalshape.Itisadesignconceptwithstrongfunctionality,wideuseanduniquemodernity,whichisveryinlinewiththedesignrequirements.Thisgatheringmalliscommittedtobuildingamodernbuildingwithpracticability,functionality,aestheticsandintegration.Strivetobuildamarketbuildingcateringtothepublic,amarketbuildinglovedbymen,women,oldandyoung.Keywords:Framestructure;Structuraldesign;Practicability引言随着当前我国经济和建筑业的飞速发展，人们追求更加美好的物质需要，对生活的条件有了极高的追求。因为物质的需求在极大提升，商场在其中作为提供人们物质、娱乐、休闲等多方面要求的主要场所，在近几年也得到了飞速的发展。国内外很多的商场企业，有了品牌的交流与融合，同时我国也在引进更多的国外商场品牌，当前是一个国内外商场品牌大发展的阶段。同时，近期的建筑行业也在逐步回温，国内外商场的建设也越来越多，很多商场应运而生。为了满足人们对物质越来越多的渴望和需求，更多的商场将被建立。随着国内外的商场品牌越来越多的合作交流，商场的品牌数量将在国内达到一个高峰。商场的建设将会得到一个更加快速的发展，越来越多的商场拔地而起。在当下这个阶段，正是发展商场建设的好时候。加上框架结构灵活的布置空间、方便我进行造型设计、整体性好的优点，建立的商场在建筑质量方面也有了保障。可以说，当前的商场建设势头猛、需求大，正处在一个飞速发展的时期，有着良好的发展前景和足够大的飞跃空间。本次的聚汇商场采用了框架结构进行设计，框架结构的承重体系由梁和柱共同组成。符合了我本次的设计对灵活空间布置、跨度大的需求。框架结构的在建筑的内外墙处理方面同样也十分灵活，应用范围也很广。很好的呼应了本次工程需要的实用性、美观性的现代化建筑风格的设计理念。在结构设计方面，依照要求采用了盈建科软件建模计算与手算相结合的模式共同完成本次聚汇商场的结构设计。盈建科软件可以进行手算完成不了的多种包络计算，本次的说明书在每一部分的计算中均通过软件和手算配置了充分的计算表格和计算过程说明，并在一些重要的重点部分配合图纸放置了相关图解说明。本次的毕业设计说明书较为完整的对毕业设计进行了说明解释计算，完成了任务书中下达的要求，达到了毕业设计的任务要求，且对于预定目标完成良好。通过老师在线上的几次结构方面关于软件应用的讲解，再依据我自己在设计期间查到的资料来看，关于商场的结构的设计计算部分，首先在软件中建模，其次再进行计算会使计算结果更加合理，同时，老师在上网课的时候还特意强调一定要注意计算参数和计算信息的输入，如果这部分输入的值有错误的话，后面的计算就会功亏一篑了，得出的计算书也就没有了它原本应该具有的参考价值。这次的商场设计成果也体现出了我一开始就确定的设计理念，在保证成本经济和保质保量的前提下，将聚汇商场设计的更加美观、更加现代化、更具有特色，相信聚汇商场真正建成之后，会因为它的独特性，吸引到更多的顾客前来选购。本次选择框架结构进行商场的设计，是我第一次完成一个全过程的建筑结构设计。在老师的指导和帮助下，我在巩固了大学四年里学习到的专业基础知识的同时也接触到了一些我之前所不知道的知识点。另一方面，通过本次对工程的完整设计，进一步提高了自身的计算机应用、工程制图、编写说明书以及书面表达的能力。同时还会对我的专业知识进行积累，对自己的专业产生一个更加全面更加透彻的了解。通过对各方面知识的收集还会提升我挖掘专业相关的发展动态的灵敏度，这都为我今后从事土木工程及其相关行业打下了坚实的基础。1建筑方面建筑方案论述在建筑设计方面，本次的设计严格依据国家有关设计规范、毕业设计任务书进行设计。根据商场的使用功能，组织好顾客、货运、工作者三者之间的动线，避免相互干扰。使所涉及到的布局及其动线，满足相关的建筑设计要求，符合建筑平面尺寸及其布置。因为商场的人流量较大，人员较为密集，所以重点考虑了遇到紧急情况时人流的疏散，消防相关要求，楼梯的数量与位置等问题。本次的聚汇商场建筑设计主要在平面布置方面、采光和通风方面、朝向与日照的关系方面、商场的安全方面以及环境与美观方面、商场与其外部之间的空间关系进行重点设计、综合考虑。在初步设计的时候遇到了很多问题，通过老师的指导也都逐步的解决了，例如，一开始我设计的首层平面建筑图在对外开的商铺店门处并没有设置台阶，在老师指导后，我知道了由于室内外是有高差的，所以要在一层对外开门的地方设置台阶，这样室内外才能有一个很好的联系。其实这样的问题在我们日常生活中也是很常见的，就比如我们平时去逛商场的时候，也是先上台阶，才能进入到室内的。但是，我在第一次出设计图的时候，并没有考虑到这些我们日常生活中就能见到的问题，而是一直在注意是否符合规范这些理论层面的知识点。由此可见，我们在平时的设计中一定要把理论知识、规范要求和我们的日常生活中的实际情况紧密的联系起来。不能只有理论而忘记了实际，当然，也不能只是一味地考虑实际生活的实际情形而忽略了我们的专业知识、规范规定的重要性。在老师指出我的这个问题之后，我在之后的设计中也一直都有在注意这个问题，努力做到让我的商场设计出来既能满足规范规定，也能合理的应用于日常生活。既不脱离实际，也不忽略规范的重要性。建筑的功能能否在实际中得以适用，商场室内的空间排布是否具有智能性，都会对整体的效果有一定作用的影响。所以，我在设计的时候从始至终一直都在考虑的问题就是适用性、实用性和美观与规范的结合。但一切的前提是，一定要符合国家的相关规定，要在保证建筑物及人员安全的基础上，再考虑其他的建筑因素对工程成果的影响。从外观的美化来讲，本商场可以说很好的考虑到了现代的流行因素，在我的平面布局和一些材料的运用方面都有所体现。同时，本商场设计充分考虑到建筑的保温、隔热、隔声等问题。这些都是商场建筑中经常遇到的、不可避免的问题。本次在我的设计中，都做到尽量解决这些普遍存在的问题，致力于将这些普遍存在的问题最小化。总体来说，本次的建筑设计将会紧密围绕实用、美观、简约、经济、安全、促进顾客消费心理几个大的方面来进行具体的方案设计，有效的结合框架结构的优势性，设计出一座及用途广、功能强、形象美于一身的现代化商场。1.1.1工程概述（1）项目名称：商场（2）建设地点：沈阳市（3）建筑面积：5032.84m2（4）建筑层数：3层（5）地震设防烈度：7度。1.1.2设计依据（1）国家标准、规范、规程建筑设计防火规范（GB50016-2014）民用建筑设计统一标准（GB50352-2019）公共建筑节能设计标准（GB50189-2015）商店建筑设计规范（JGJ48-2014）（2）参考书房屋建筑学建筑制图外部空间设计建筑空间组合论住宅建筑设计原理建筑设计资料集（3）沈阳城市学院土木工程专业2016级毕业设计任务书1.1.3平面设计（1）柱距根据要求，本设计采用框架结构，为了能满足本商场的使用功能要求和房间布置要求，而采用9.0m、7.5m等的柱距进行设计。（2）跨度从横向看，主体采用5跨，两边两跨均为9.0m，中间各跨为4.5m，大部分柱网为9.0m×7.5m。1.1.4立面设计根据商场设计的要求，在符合规范要求的前提下进行设计，在考虑立面的使用是否合理之后，同时也要考虑平面、立面、剖面三者之间的关系是否相对应，设计出质量合格，外观优美的商场。1.1.5剖面设计（1）建筑层高的确定本建筑为商场建筑，根据建筑规模及其建筑室内采光要求，确定层高为5.1m、4.2m、4.2m。（2）室内外高差的确定依据防水、防潮要求，地形及环境条件要求，考虑建筑物用途及特征，确定室内外高差为0.45m[6]。（3）屋面排水设计屋顶的形式依据要求初步采用平屋顶，另外考虑到屋面的排水要求，但综合考虑到经济型和适用性，平屋顶选择排水坡度为3％[12]。1.1.6防火及安全本商场的使用年限为50年，耐火等级确定为二级，抗震设防烈度依据要求定为七度，共有2部楼梯。1.2建筑设计说明（1）本工程是严格根据毕业设计任务书进行设计的，选用正确的建筑材料，根据建筑空间结合的特点，选择合理的结构。（2）本工程为一商场，建筑平面大致呈矩形，位置详见总平面图。建筑面积5079.6m2，共3层。一层层高为5.1m，二三层层高为4.2m。室内外高差为0.45m。（3）外墙墙厚为200mm厚，内墙墙厚为100mm厚。（4）本工程屋面排水采用结构找坡、有组织排水，坡度为3%。（5）本工程通过严格计算，设疏散楼梯、电梯各两部，符合商场规范所要求的疏散距离及疏散总宽度。（6）本工程节能设计依据建筑节能设计条例进行设计。（7）本图所注尺寸除标高以m为单位外，其余均以mm为单位。（8）本工程施工时应严格按照国家及有关部门颁布的规范及验收标准进行施工。如图纸中有遗漏、不详之处，或各种原因，要求更改设计时，请施工单位与建设单位和设计单位取得联系，共同协商解决。2结构方面2.1结构设计基本说明2.1.1基本资料（1）气象条件沈阳地区基本雪压0.50kN/m2，基本风压0.55kN/m2[1]。（2）水文及工程地质条件：拟建基地情况说明：拟建场地位于辽宁省沈阳市，拟建基地场地平坦，场地内各层地基土分布较稳定，场区内无不良地质条件。地震加速度为0.10g，抗震设防烈度为7度[2]。建筑场地类别：Ⅱ类场地；根据对建筑基地的勘察结果，地质情况如表2.1所示。表2.1建筑地层一览表序号岩土分类土层描述土层深度(m)厚度范围(m)地基承载力(KPa)压缩模量(MPa)1杂填土建筑垃圾0.80~0.8805.02粘性土硬塑状2.20.8~3.01609.53砂类土中砂4.13.0~7.124021.02.1.2设计依据（1）国家标准、规范、规程混凝土结构设计规范(GB50010-2010)建筑地基基础设计规范(GB50007-2001)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)建筑结构荷载规范(GB50009-2012)（2）参考书结构力学混凝土结构原理与设计土力学与基础工程2.1.3结构布置说明本工程的主体为三层钢筋混凝土框架结构，建筑结构总高度为14.2m，根据要求，抗震设防烈度选定为7度，商场的使用年限定为50年[8]。室内外高差为450mm。在本计算书的结构计算中，完成了结构的布置和选型，确定了建筑结构的承重体系。在计算荷载之前，根据建筑的设计要求和以往的设计经验初步预估了梁和柱的截面尺寸，并对结果进行了验算。2.1.4地震作用依据国家规范要求，严格设计出满足抗震设计要求的商场建筑。2.1.5配筋计算由于本工程按7度设防设计，因此进行了抗震设计[19]。其设计原则是：“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”[7]。2.1.6基础设计根据所提供的资料，选用独立基础进行设计。2.1.7结构布置该建筑为商场楼，楼层为三层，结构主体高度为13.5m。本工程采用的是钢筋混凝土的框架结构体系，结构平面布置简图，如图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：竖向的荷载传力途径为：楼板的均布活载和横载首先经次梁间接的或直接的传到主梁上，然后再从主梁传到框架柱上，最后传至地基中[20]。根据上述的楼盖平面布置及竖向的荷载传力途径，本商场楼的框架的承重方案主要定为横纵向框架承重方案[18]。这样可以使横向框架梁的截面高度赠大，从而增加框架横向的侧移刚度[14]。2.2截面设计2.2.1梁柱截面设计（1）框架柱本商场建筑为丙类建筑，抗震设防烈度按要求为7度，建筑的高度＜24m，所以抗震等级取为二级[3]，经查表得到的框架结构轴压比限值［μ］=0.85[8]。根据轴压比的公式对柱的截面尺寸进行初步判定：（二级框架）（2-1）框架柱的负荷面积暂按13kN/m2进行初步估算边柱负载面积9.00×3.75m2中柱负载面积9.00×7.50m2（2-2）N=（2-3）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；gE—框架柱负荷面积上的荷载值，一般取12～15kN/m2；n—楼层数；ƒc—混凝土轴心抗压强度设计值。边柱：Ac≥140775.4mm2中柱：Ac≥259893mm2选取柱截面为正方形，则边柱、中柱截面高度分别为375mm、510mm[10]。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[17]：取bc=hc=600mm×600mm（一层～三层）。（2）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：hb=(1/8～1/12)L=（1/8～1/12)×7500=625mm～1125mm，取750mmbb=(1/2～1/3)h=(1/2～1/3)×750=250mm～375mm且bb不应小于0.5bc=300mm则取bb=350mm≥0.5bc=300mm得到bb×hb=350mm×750mm横向框架梁的截面尺寸：hb=(1/8～1/12)L=(1/8～1/12)×9000=750mm～1125mm，取750mmbb=(1/2～1/3)h=(1/2～1/3)×750=250mm～375mm且bb不应该小于0.5bc=300mm则取bb=350mm≥0.5bc=300mm得到bb×hb=350mm×750mm次梁的截面尺寸：hb=(1/18～1/12)L=(1/18～1/12)×7500=625mm～1125mm，取700mmbb=(1/2～1/3)h=(1/2～1/3)×700=233mm～350mm，取300mmbb×hb=300mm×700mm（3）楼板边跨：1/40×4500=112.5mm取h=120mm2.3荷载汇集（1）恒载①屋面（不上人）3+4厚防水层B=2SBS防水卷材

0.3KN/m220厚1:3水泥砂浆结合层

0.20x20=0.40kN/m2平均100厚干炉渣找坡(P=1000)最薄处30厚0.100x14=1.40kN/m2130厚挤塑板保温

0.13x0.5=0.07kN/m230厚1:3水泥砂浆结合层

0.020x30=0.60kN/m2120厚混凝土楼板

0.120x25=3.00kN/m220厚板底抹灰

0.020x17=0.34kN/m2合

计

6.11kN/m2②楼面10厚防滑地砖纯水泥浆缝

0.010×20=0.20kN/m230厚1:3干硬性水泥砂浆结合层

0.030×24=0.72kN/m260厚细石混凝土

0.060×24=1.44kN/m220厚苯板保温

0.020×0.5=0.01kN/m2120厚混凝土楼板

0.120×25=3.00kN/m220厚板底抹灰

0.020×17=0.34kN/m2合

计

5.71kN/m2③梁重（考虑梁上抹灰，取梁自重26kN/m3）软件自行计算④墙重外墙（300mm厚）20厚内墙抹灰

0.020×17=0.34kN/m2

300厚混凝土砌块

0.300×14=4.20kN/m280厚岩棉

0.08×2.5=0.20kN/m2墙面装饰

1.00kN/m2合

计

6.34kN/m2内墙（200mm厚）20厚单面抹灰

0.020×20=0.40kN/m2200厚混凝土砌块 0.200×14=2.80kN/m2

20厚单面抹灰

0.020×20=0.40kN/m2合

计

3.60kN/m2⑤柱（考虑到柱子抹灰，取柱子自重27kN/m3）软件自行计算⑥门、窗门0.20kN/m2窗0.40kN/m2（2）活荷载雪活载：0.5kN/m2风活载：0.55kN/m2商铺等： 3.5kN/m2卫生间：2.5kN/m2楼梯：3.5kN/m2不上人屋面：0.5kN/m22.4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是上部结构计算考虑基础结构否凝聚局部楼层刚度时考虑的底部层数（0表示全部楼层）4上部结构计算考虑基础结构否施工模拟加载层步长12.4.2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2016《混凝土规范》取值是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有限元计算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结构计算时考虑楼梯刚度是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整体指标计算采用强刚，其它计算非强刚增加计算连梁刚度不折减模型下的地震位移否梁墙自重扣除与柱重叠部分是楼板自重扣除与梁墙重叠部分是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C修正后的基本风压(kN/m2)0.55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4X迎风0.80X背风-0.50X侧风0.00X挡风1.00Y迎风0.80Y背风-0.50Y侧风0.00Y挡风1.002.4.4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7(0.1g)场地类别Ⅱ特征周期(s)0.35周期折减系数0.70特征值分析类型WYD-RITZ振型数确定方式程序自动确定质量参与系数之和(%)90.0是否指定最多振型数量否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是否考虑偶然偏心是X向偶然偏心值0.05Y向偶然偏心值0.05偶然偏心计算方法等效扭矩法(传统法)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是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0.080罕遇地震影响系数最大值0.500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不调整否考虑双向地震时内力调整方式先考虑双向地震再调整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10.000202.4.6活荷载信息柱、墙活荷载是否折减是计算截面以上层数折减系数11.002-30.854-50.706-80.659-200.6020层以上0.55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1.002.4.7构件设计信息柱配筋计算原则单偏压抗震设计的框架梁端配筋考虑受压钢筋否矩形混凝土梁按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是梁保护层厚度(mm)20柱保护层厚度(mm)202.4.8材料信息混凝土容重(kN/m3)26.00梁箍筋间距(mm)100柱箍筋间距(mm)1002.4.9钢筋强度HPB300钢筋强度设计值(N/mm2)270HRB335钢筋强度设计值(N/mm2)300HRB400钢筋强度设计值(N/mm2)3602.4.10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水平地震力分项系数1.302.4.11楼层属性表2.2楼层属性层号塔号属性41标准层331标准层421标准层211标准层12.4.12塔属性表2.3塔属性塔号属性值1结构体系框架结构结构X向基本周期(s)0.20结构Y向基本周期(s)0.20水平风荷载体型分段数1分段号1最高层号4挡风系数1.00迎风面系数0.80背风面系数-0.50侧风面系数0.000.2V0调整分段数00.2V0调整时楼层剪力最小倍数0.200.2V0调整时各层框架剪力最大值的倍数1.502.4.13构件统计表2.4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4113339004.20014.9003114839004.20010.7002115741005.1006.5001115141001.4001.400表2.5保护层(单位：mm)层号塔号梁保护层柱保护层墙保护层4120200312020021202001120200表2.6混凝土构件层号塔号梁数(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)41133(C30/360)39(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)31148(C30/360)40(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)21157(C30/360)42(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)11151(C30/360)41(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)表2.7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)41133(360)39(360)0(0)0(0/0)(270)31148(360)40(360)0(0)0(0/0)(270)21157(360)42(360)0(0)0(0/0)(270)11151(360)41(360)0(0)0(0/0)(270)2.4.14楼层质量表2.8各层质心坐标(单位：m)层号塔号质心X质心Y质心Z41411.369122.79514.10031411.316122.4969.90021411.432122.0735.70011411.080122.7080.600依据《规范》中的规定，楼层质量宜沿高度进行均匀分布，楼层质量最好不大于相邻下部的楼层的1.5倍。表2.9各层质量和层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412337.640.581.00.00.86满足312481.2276.5553.00.00.96满足212595.2284.8569.60.01.00满足111213.60.40.90.01.00满足合计-8627.6602.31204.50.0恒载总质量(t)：8627.617活载总质量(t)：602.274附加总质量(t)：0.000结构总质量(t)：9229.891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2.2恒载,活载,层质量分布曲线(塔1)图2.3质量比分布曲线(塔1)2.4.15楼层尺寸、单位质量表2.10各楼层等效尺寸(单位:m,m2)层号塔号面积形心X形心Y等效宽B等效高H最大BMAX最小BMIN411620.00411.34122.7554.0030.0054.0030.00311539.81411.34122.7554.0030.0054.0030.00211584.81411.46122.2853.3431.1953.3531.19110.00411.46122.2853.3431.1953.3531.19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2.11各楼层质量、单位面积质量分布(单位:kg/m2)层号塔号楼层质量单位面积质量单位面积质量比412.38E+0061467.970.86312.76E+0061702.291.16212.88E+0061729.772.37111.21E+006729.140.422.4.16振型基本计算结果表2.12考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数（强制刚性楼板模型）振型号周期转角平动系数(X+Y)扭转系数(Z)10.8307164.730.86(0.80+0.06)0.1420.784366.670.89(0.14+0.76)0.1130.7338119.950.25(0.06+0.19)0.7540.2610164.040.83(0.77+0.06)0.1750.252273.591.00(0.08+0.92)0.0060.2321161.470.18(0.16+0.02)0.8270.1472165.350.82(0.77+0.05)0.1880.142073.981.00(0.08+0.92)0.0090.1313157.790.19(0.16+0.03)0.81100.0392106.660.43(0.04+0.40)0.57110.0390173.000.93(0.90+0.03)0.07地震作用最大的方向=172.931°表2.13考虑扭转耦联时的振动周期(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)10.8327165.410.87(0.81+0.06)0.1320.787067.280.88(0.13+0.75)0.1230.7357118.190.25(0.05+0.19)0.7540.2612164.150.83(0.77+0.06)0.1750.252673.581.00(0.08+0.92)0.0060.2325160.750.17(0.15+0.02)0.8370.211290.001.00(0.00+0.99)0.0080.199889.910.99(0.00+0.98)0.0190.190590.140.99(0.00+0.98)0.01100.180690.071.00(0.00+1.00)0.00110.15800.001.00(0.00+1.00)0.00120.156691.220.96(0.01+0.95)0.04130.151886.700.96(0.01+0.95)0.04140.150296.240.94(0.02+0.92)0.06150.1482146.120.96(0.06+0.89)0.04表2.14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)167.64%(67.64%)4.56%(4.56%)12.31%(12.31%)210.90%(78.54%)62.31%(66.88%)10.94%(23.25%)34.55%(83.10%)15.94%(82.82%)70.59%(93.84%)43.80%(86.90%)0.30%(83.12%)0.66%(94.49%)50.38%(87.28%)4.75%(87.86%)0.00%(94.50%)60.68%(87.95%)0.10%(87.97%)3.83%(98.33%)70.00%(87.95%)0.00%(87.97%)0.00%(98.33%)80.00%(87.95%)0.92%(88.89%)0.00%(98.33%)90.00%(87.95%)0.31%(89.20%)0.00%(98.33%)100.00%(87.95%)0.41%(89.61%)0.00%(98.33%)110.00%(87.95%)0.00%(89.61%)0.00%(98.33%)120.00%(87.95%)0.34%(89.95%)0.00%(98.34%)130.00%(87.95%)0.40%(90.35%)0.00%(98.34%)140.00%(87.96%)0.84%(91.19%)0.00%(98.34%)150.05%(88.01%)0.27%(91.46%)0.00%(98.34%)根据《规范》,各振型的参与质量之和不应小于总质量的90%。X向的平动振型参与质量系数总计:90.19%Y向的平动振型参与质量系数总计:92.01%第1扭转周期(0.7338)/第1平动周期(0.8307)=0.88地震作用的最大方向=168.819°2.4.17振型阻尼比表2.15振型阻尼比振型号阻尼比1-210.052.4.18仅考虑X向地震作用时的地震力(采用非强制刚性楼板假定模型计算结果F-x-x:X方向的耦联地震力在X方向的分量F-x-y:X方向的耦联地震力在Y方向的分量F-x-t:X方向的耦联地震力的扭矩表2.16振型1的地震力层号塔号F-x-x(kN)F-x-y(kN)F-x-t(kN-m)411186.21-311.078788.44311158.17-301.358862.1221791.33-202.375885.621122.00-5.440.00表2.17振型2的地震力层号塔号F-x-x(kN)F-x-y(kN)F-x-t(kN-m)41204.42487.16-3424.8931196.41467.32-3519.8121130.83317.31-2429.71113.928.56-0.00表2.18振型3的地震力层号塔号F-x-x(kN)F-x-y(kN)F-x-t(kN-m)4192.06-170.61-6066.273187.31-161.10-6117.322156.25-109.93-4162.19111.94-2.91-0.00表2.19振型4的地震力层号塔号F-x-x(kN)F-x-y(kN)F-x-t(kN-m)41-401.77115.54-3576.8231134.50-39.301001.7521529.58-148.564614.401118.61-6.09-0.00表2.20振型5的地震力层号塔号F-x-x(kN)F-x-y(kN)F-x-t(kN-m)41-41.62-140.0753.483114.9852.67-6.622152.67179.15-90.68111.887.23-0.002.4.19仅考虑Y向地震作用时的地震力(采用非强制刚性楼板假定模型计算结果)F-y-x:Y方向的耦联地震力在X方向的分量F-y-y:Y方向的耦联地震力在Y方向的分量F-y-t:Y方向的耦联地震力的扭矩表2.21振型1的地震力层号塔号F-y-x(kN)F-y-y(kN)F-y-t(kN-m)41-308.1280.80-2282.8231-300.8478.28-2301.9521-205.5552.57-1528.8011-5.711.41-0.00表2.22振型2的地震力层号塔号F-y-x(kN)F-y-y(kN)F-y-t(kN-m)41488.681164.61-8187.5431469.531117.17-8414.4321312.77758.57-5808.46119.3820.47-0.00表2.23振型3的地震力层号塔号F-y-x(kN)F-y-y(kN)F-y-t(kN-m)41-172.27319.2711352.1631-163.39301.4811447.6921-105.26205.727788.9511-3.625.450.00表2.24振型4的地震力层号塔号F-y-x(kN)F-y-y(kN)F-y-t(kN-m)41112.15-32.25998.4231-37.5410.97-279.6221-147.8341.47-1288.0511-5.191.700.00表2.25振型5的地震力层号塔号F-y-x(kN)F-y-y(kN)F-y-t(kN-m)41-147.54-496.57189.583153.11186.71-23.4821186.73635.12-321.47116.6825.64-0.002.4.20X、Y向地震单振型楼层剪力表2.26各振型作用下X向地震X剪力、Y向地震Y剪力（单位：kN）层号塔号振型号X剪力Y剪力1113157.71213.05112535.583060.82113237.56831.92114280.9221.8911527.92350.902.4.21X、Y向地震CQC组合后结果各层X方向的作用力(CQC)Fx(kN):X向地震作用下结构的地震反应力Vx(kN):X向地震作用下结构的楼层剪力Mx(kN-m):X向地震作用下结构的弯矩sFx(kN):静力法X向的地震力根据抗震规范(5.2.5)条中要求的X向楼层最小剪重比=1.60%由下表可见，X向地震剪重比符合要求。表2.27各层X方向的作用力(CQC)层号塔号FxVx(分塔剪重比)MxsFx411471.751471.75(6.189%)6181.331650.58311382.872765.34(5.384%)17676.961371.13211129.663682.88(4.594%)36116.43867.0911108.293713.18(4.023%)41268.7579.37各层Y方向的作用力(CQC)Fy(kN):Y向地震作用下结构的地震反应力Vy(kN):Y向地震作用下结构的楼层剪力My(kN-m):Y向地震作用下结构的弯矩sFy(kN):静力法Y向的地震力根据抗震规范(5.2.5)条中要求的Y向楼层最小剪重比=1.60%由下表可见，Y向地震剪重比符合要求。表2.28各层Y方向的作用力(CQC)层号塔号FyVy(分塔剪重比)MysFy411554.661554.66(6.537%)6529.551650.58311429.302881.69(5.611%)18498.731371.13211182.883831.05(4.779%)37642.71867.0911202.333867.50(4.190%)42996.0979.37图2.4地震各工况剪重比简图(塔1)2.4.22风荷载信息风压单位：kN/m2本层风荷、楼层剪力单位：kN楼层弯矩单位：kN.m表2.29风荷载信息层号塔号X方向Y方向层号塔号风荷载剪力倾覆弯矩风荷载剪力倾覆弯矩41113.7113.7477.4204.6204.6859.33198.1211.81366.9176.6381.22460.521119.7331.53057.3184.6565.85346.31126.0357.53557.840.1606.06194.6图2.5风荷载楼层剪力简图(塔1)图2.6风荷载楼层弯矩简图(塔1)2.4.23风荷载下框架剪力统计表2.30X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41113.70.0113.7100.00%0.00%31197.10.0197.1100.00%0.00%21318.20.0318.2100.00%0.00%11357.50.0357.5100.00%0.00%表2.31Y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41204.60.0204.6100.00%0.00%31306.10.0306.1100.00%0.00%21487.90.0487.9100.00%0.00%11606.00.0606.0100.00%0.00%2.4.24风荷载下框架倾覆弯矩统计(抗规方式)表2.32X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41477.4477.4100.00%311305.21305.2100.00%212927.92927.9100.00%113428.33428.3100.00%表2.33Y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41859.3859.3100.00%312144.92144.9100.00%214632.94632.9100.00%115481.35481.3100.00%2.4.25风荷载外力、层剪力、倾覆弯矩统计风荷载外力、层剪力单位：kN倾覆弯矩单位：kN.m表2.34+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M41113.7113.7477.43198.1211.81366.921119.7331.53057.31126.0357.53557.8表2.35-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M41-113.7-113.7-477.431-98.1-211.8-1366.921-119.7-331.5-3057.311-26.0-357.5-3557.8表2.36+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M41204.6204.6859.331176.6381.22460.521184.6565.85346.31140.1606.06194.6表2.37-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M41-204.6-204.6-859.331-176.6-381.2-2460.521-184.6-565.8-5346.311-40.1-606.0-6194.62.4.26规定水平力表2.38各层各塔的规定水平力层号塔号X向(kN)Y向(kN)411471.71554.7311293.61327.021917.5949.41130.336.52.4.27规定水平力下倾覆弯矩统计(抗规方式)表2.39X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416181.3(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)6181.33117021.7(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)17021.72134998.5(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)34998.51140196.9(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)40196.9表2.40Y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416529.6(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)6529.63116334.6(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)16334.62133168.4(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)33168.41138582.9(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)38582.9图2.7X静震下倾覆力矩简图(塔1)图2.8Y静震下倾覆力矩简图(塔1)2.4.28规定水平力下倾覆弯矩统计(轴力方式)表2.41X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416181.3(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)6181.33117666.3(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)17666.32136287.2(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)36287.21141527.0(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)41527.0表2.42Y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416529.6(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)6529.63119121.0(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)19121.02139098.1(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)39098.11143509.6(100.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)0.0(0.0%)43509.6图2.9X静震下倾覆力矩简图(塔1)图2.10Y静震下倾覆力矩简图(塔1)2.4.29地震作用下框架剪力统计Ratio:柱剪力百分比BVRatio:柱剪力与分段基底剪力百分比表2.43X向地震剪力(单位：kN)及百分比层号塔号柱剪力墙剪力总剪力RatioBVRatio411471.70.01471.7100.00%0.00%312585.90.02765.393.51%0.00%213533.70.03682.995.95%0.00%113713.20.03713.2100.00%0.00%图2.11X向地震下剪力简图(塔1)表2.44Y向地震剪力(单位：kN)及百分比层号塔号柱剪力墙剪力总剪力RatioBVRatio411554.70.01554.7100.00%0.00%312346.10.02881.781.42%0.00%213308.70.03831.086.37%0.00%113867.50.03867.5100.00%0.00%图2.12Y向地震下剪力简图(塔1)2.4.30地震外力、层剪力、倾覆弯矩统计地震外力、层剪力单位：kN倾覆弯矩单位：kN.m表2.45EX、EY地震外力、层剪力、倾覆弯矩统计层号塔号层外力FX层剪力VX倾覆弯矩MX层外力FY层剪力VY倾覆弯矩MY411471.71471.76181.31554.71554.76529.6311382.92765.317677.01429.32881.718498.7211129.73682.936116.41182.93831.037642.711108.33713.241268.8202.33867.542996.1图2.13地震作用下楼层剪力简图(塔1)表2.46最不利地震外力、层剪力、倾覆弯矩统计层号塔号层外力FX层剪力VX倾覆弯矩MX层外力FY层剪力VY倾覆弯矩MY411461.01461.06136.01589.31589.36674.9311372.42744.317543.61463.02949.618928.7211123.33655.235840.91205.53921.238532.811107.93685.440954.0196.83957.844013.42.4.31工况设定表2.47工况设定工况简称工况详称X地震EX--X方向地震作用下的标准内力X地震正偏EX+--X方向(+5%偏心)地震作用下的标准内力X地震负偏EX---X方向(-5%偏心)地震作用下的标准内力Y地震EY--Y方向地震作用下的标准内力Y地震正偏EY+--Y方向(+5%偏心)地震作用下的标准内力Y地震负偏EY---Y方向(-5%偏心)地震作用下的标准内力X地震最不利EXMAX--X方向最不利地震作用下的标准内力Y地震最不利EYMAX--Y方向最不利地震作用下的标准内力+X风+WX--+X方向风荷载作用下的标准内力-X风-WX---X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-Y风-WY---Y方向风荷载作用下的标准内力恒载DL--恒载作用下的标准内力活载LL--活载作用下的标准内力2.4.32荷载组合表表2.48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11.301.50线性21.001.50线性31.301.50线性41.301.50线性51.301.50线性61.301.50线性71.301.500.90线性81.301.500.90线性91.301.500.90线性101.301.500.90线性111.301.051.50线性续表2.48组合号恒载活载+X风-X风+Y风-Y风X地震Y地震非线性121.301.051.50线性131.301.051.50线性141.301.051.50线性151.001.50线性161.001.50线性171.001.50线性181.001.50线性191.001.500.90线性201.001.500.90线性211.001.500.90线性221.001.500.90线性231.001.051.50线性241.001.051.50线性251.001.051.50线性261.001.051.50线性271.200.601.30线性281.200.60-1.30线性291.200.601.30线性301.200.60-1.30线性311.000.501.30线性321.000.50-1.30线性331.000.501.30线性341.000.50-1.30线性2.4.33周期比第1扭转周期(0.7338)/第1平动周期(0.8307)=0.882.4.34层刚度统计(各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息)Xstif,Ystif(m):刚心的X，Y坐标值Alf(Degree):层刚性主轴的方向Xmass,Ymass(m):质心的X，Y坐标值Gmass(t):总质量Eex,Eey:X，Y方向的偏心率表2.49层刚度统计层号塔号Xstif,YstifAlfXmass,YmassGmassEex,Eey41411.78,124.0845.00411.37,122.802378.106.33%,2.01%31412.19,124.3445.00411.32,122.502757.709.02%,4.43%21412.47,123.4545.00411.43,122.072880.076.72%,5.21%11411.96,123.5145.00411.08,122.711214.014.14%,4.51%《规范》规定：对框架结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比，本层与相邻上层的比值不宜小于0.7，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。Ratx,Raty:X，Y方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度)Ratx1,Raty1:X，Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者Ratx2,Raty2:X，Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应的塔侧移刚度90%、110%或者150%之间的比值。110%的意思是当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时，150%指嵌固层RJX1,RJY1,RJZ1:结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度)RJX3,RJY3,RJZ3:结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比)Rs:薄弱层地震剪力放大系数表2.50层刚度比层号塔号Ratx,RatyRatx1,Raty1RJX1,RJY1(kN/m)RJX3,RJY3(kN/m)Rs411.00,1.001.00,1.002.03E+0062.03E+0068.86E+0058.91E+0051.00311.70,1.701.50,1.642.03E+0062.03E+0069.32E+0051.02E+0061.00210.02,0.020.96,1.011.19E+0061.19E+0067.01E+0057.71E+0051.25111.00,1.0016.47,16.497.81E+0077.81E+0071.11E+0071.18E+0071.00X方向最小刚度比:0.9643(2层1塔)Y方向最小刚度比:1.0000(4层1塔)图2.14多方向刚度比简图(塔1)图2.15多方向刚度比1简图(塔1)2.4.35结构整体稳定验算刚度单位：kN/m层高单位：m上部重量单位：kN表2.51地震层号塔号X向刚度Y向刚度层高上部重量X向刚重比Y向刚重比111.107E+0071.180E+0071.4001203951.287E+0021.372E+002217.013E+0057.706E+0055.1001058203.380E+0013.714E+001319.321E+0051.021E+0064.200667025.869E+0016.430E+001418.859E+0058.907E+0054.200291851.275E+0021.282E+0022.4.36结构整体抗倾覆验算结构的抗倾覆验算结果如下：表2.52结构整体抗倾覆验算(单位：kN.m)层号塔号工况抗倾覆力矩Mr倾覆力矩Mov比值Mr/Mov零应力区(%)11X向风2.557E+0063.551E+003719.990.0011Y向风1.447E+0066.019E+003240.440.0011X地震2.492E+0063.688E+00467.550.0011Y地震1.410E+0063.842E+00436.710.002.4.37楼层抗剪承载力验算结构设定的限值是80.00%。并无楼层承载力突变的情况。Ratio_X,Ratio_Y:表示本层与上一层的承载力之比表2.53楼层抗剪承载力验算(单位：kN)层号塔号X向承载力Y向承载力Ratio_XRatio_Y419.0622E+0038.7779E+0031.001.00311.2433E+0041.2199E+0041.371.39211.3062E+0041.2901E+0041.051.06116.4246E+0046.3973E+0044.924.96图2.16多方向抗剪承载力比简图(塔1)2.4.38薄弱层信息表2.54薄弱层层号塔号212.4.39剪重比调整系数表2.55各楼层地震剪力系数调整情况[抗震规范(5.2.5)验算]层号塔号X向调整系数Y向调整系数调整后X向剪力调整后Y向剪力411.001.001471.751554.66311.001.002765.342881.69211.001.003682.883831.05111.001.003713.183867.502.4.40位移角和位移比根据《规范》的规定，楼层层间最大位移与层高之比的限值如下表：表2.56楼层层间最大位移与层高之比的限值[规范(3.7.3)]结构体系△u/h限值框架1/550框架-剪力墙、框架-核心筒、板柱-剪力墙1/800筒中筒、剪力墙1/1000除框架结构外的转换层1/1000采用强制刚性楼板假定模型计算结果单位:mmh：层高Max-(X)，Max-(Y)：X,Y方向的节点最大位移Ave-(X)，Ave-(Y)：X,Y方向的层平均位移Max-Dx，Max-Dy：X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx