【《基于BIM技术的某宿舍楼建筑结构设计》11000字】

基于BIM技术的某宿舍楼建筑结构设计目录304682252摘要 摘要本项目为S研究所10号宿舍楼建筑，建筑层数为五层，建筑面积是5000平方米，建筑室内外高差0.6m，建筑总高度为18.3m，设计使用寿命50年。该建筑标高为H，浴室板标高H-0.400米，结构标高H-0.050米，阳台及露台标高H-0.100米。建筑设计本着“标准化和序列化”的设计方法，以国家规定的相应标准、规范为依据，完成了任务书所要求的整体结构设计。用GSRevit软件完成多层建筑BIM结构模型的建立，包括梁、板等构件；结合以往所学力学、钢筋混凝土结构、建筑抗震等课程的基本知识，掌握GSREVIT方法，在框架结构模型中输入计算荷载、设计信息，并使用GSSAP软件进行结构计算和分析;再利用GSRevit软件制造“钢筋施工图”，这幅图用于完成标准柱、梁和层压板的钢筋分布图。;再使用GSRevit软件，绘制相应图纸，并且计算出结果，提取整理计算书，然后再手动复合计算一块板的配筋计算。关键词：建筑结构设计；BIM技术；多层建筑；钢筋混凝土结构1前言在现在社会发展中，宿舍楼的建筑设计越来越多元化，人们对宿舍楼的要求也有了提升，不仅对建筑结构的抗震性能要求也越来越高，设计也要更加合理方便。并且在总体布局上要具有方便、实用的功能。我国目前对于宿舍环境与空间的研究，只是在于将宿舍分离出去研究，而忽略了对宿舍周围的居住空间的研究，对于宿舍研究方法主要是进行普通的问卷调查或者大街上询问调查，又或者根据一些建设类评价，基本没有从空间环境的角度对于居住空间再创造进行理论研究。多层框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间，适合多层工业厂房及民用建筑，从一些方面来说，无论是是否安全，是否经济，总体比较，我们比较得出，钢筋混凝土依旧是多层建筑的主要材料。框架结构体系指的是梁、柱组成的一种框架，这种框架作为承重竖向的力和抗水平作用的一种结构体系。由于这种框架由梁柱构成，所以构件的截面是偏小的，因此框架结构的承载力比其他的低。如果楼层高，水平位移就越慢。框架结构体系的优点有：能为建筑提供的使用空间十分灵活。缺点是:吊装作业多，接头工作量大，工艺多，人力和物力资源浪费，施工容易受到季节和环境的影响;高层建筑不适合建造，框架是由梁和柱组成的杆结构，其承载力和刚度相对较低。2工程概况与设计依据2.1工程概况本设计的题目为基于BIM技术的S研究所10号宿舍楼建筑结构设计，建筑面积5000㎡，一共五层，总高18.3m，室内外高差0.6m，设计使用年限50年。建筑物应归入第2类，防火性应归入第2类，照明应归入第2类，工程应归入第3类。抗震强度为6度。整体结构使用GSRevit进行结构布置，并建立结构模型,经过不断的修正，一直到通过GSSAP通用计算。该建筑为最简单的宿舍楼模型，每层有24个宿舍，宿舍内有独卫，每层都配备了洗衣房和储物间。标准层的平面图2-1如下所示：图2-1标准层平面图根据多层宿舍楼的使用功能，房屋的高度，层数以及场地等条件，还有结构使用的材料以及施工的技术等因素，在综合考虑下，抗侧力的结构体系为框架结构。结构类型为现浇混凝土多层框架结构。非承重墙除特殊注明外，均采用200厚小型砼结构砌块，地上用聚合物砂浆砌筑。外墙用混凝土砌块，厚度240mm。门窗洞口及内墙阳角均应用1:2水泥砂浆包角，每边宽度80mm。室内需要做防水的房间，防水采用聚合物水泥基复合防水涂料二型，厚度不小于1.5。楼面、屋面等具体做法请详见建筑设计图纸说明。图2-2柱模板图2.2设计依据工程项目的设计符合下列守则、程序或标准:1.荷载规范:《建筑结构荷载规范》GB50009-20122、《混凝土结构规范》或《混合规范》:《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《抗震规范》或《反规程》:《建筑抗震设计规范》GB50011-20104、《高层建筑混凝土结构技术规程》:JGJ3-20105、《广东高规》:广东标准《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ15-92-20136、《上海市抗震规范》:上海市工程设计规范《建筑抗震设计规范》DGJ08-9-20137、《人民防空规范》:《人民防空地下室设计规范》GB50038-20058、《钢结构规范》:《钢结构设计规范》GB50017-20179、《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ99-201510、《门刚性规范》:《门刚性框架轻住宅钢结构技术规范》GB51022-201511、《冷弯薄壁钢规范》:《冷弯薄壁钢结构技术规范》GB50018-200212、《异形柱规范》:《混凝土异形柱结构技术规范》JGJ149-201713.〖JGJ138-2016〗组合结构设计规范14、《钢结构规范》:《钢混凝土结构技术规范》YB9082-200615、《钢管规范》:《混凝土钢管结构技术规范》GB50936-201416、《叠层柱规范》:《钢管混凝土叠层柱结构技术规范》CECS188:200517、《矩形钢管规程》:《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS159:200418、《空心楼板规范》:《现浇混凝土空心楼板结构技术规范》CECS175:200419、《鉴定标准》:《建筑抗震鉴定标准》GB50023-200920、《钢筋规范》:《混凝土结构钢筋设计规范》GB50367-201321、《抗震加固规程》:《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-20093结构总体信息3.1总信息结构中的总层数:7底土数量:0有侧约束的地下层数:1最大结构层数:1裙子等级数:0结构形式:框架结构材料信息:混凝土结构结构重要性系数:1.00垂直荷载计算指南:施工被认为是模拟的考虑二阶重力效应:放大因子梁-柱重叠减少到一个刚性区域:混凝土柱计算长度系数的计算原则:每层考虑压缩杆影响的梁加固计算:考虑考虑板的影响下梁的强度计算:考虑有或没有横向位移指示的钢柱长度系数的计算:不考虑垂直舱壁的最大尺寸:2,00米壁梁水平分布的最大尺寸:2.00m异形柱结构:否预制建筑:否所有楼层必须使用刚性地板填料壁刚度:考虑周期性减小以增加地震作用计算中考虑的楼梯构件的影响:未考虑高结构:多层每个子塔和整个塔的最大值分别计算，并进行加固:建筑结构可靠性标准gb50068-2018:满足3.2地震信息地震力:水平计算竖向振型:不算地震水准:多遇地震设防烈度:6.00场地类别(0,1,2,3,4),-4上海地区为:2地震设计分组:1水平地震影响系数最大值:按规范要求特征周期:0.45计算地震作用的结构阻尼比:0.05地震影响系数曲线下降段的衰减指数:按规范要求地震作用方向:0.0,90.0振型计算方法:子空间迭代法振型数:21计算扭转的地震方向:单向考虑偶然偏心:不考虑偶然偏心时质量偏心:5.0%,5.0%框架抗震等级:3剪力墙抗震等级:3构造抗震等级:同抗震等级周期折减系数:0.80全楼地震力放大系数:1.00顶部小塔楼考虑鞭梢效应的放大系数:1.00框架剪力调整:不调整0.2V0调整系数上限:2.00框支柱调整系数上限:5.00性能要求:性能13.3风导算信息风力自动计算计算风荷载的基本风压:0,35kN/m2承载力设计时风力效应的放大系数:1.00风荷载结构阻尼比计算:0,05相对风为0:0,00米的基座高度土壤粗糙度:B风形系数段数:1第1段中变形系数最高的数字:7变形系数为1:1,30层风荷载结构基期计算:经验公式自动计算风向:0,0,90,0,180,0,270,0横向风振动的影响:不考虑风的扭转和振动的影响:不包括在内舒适度计算的基本风压:0.35kN/m2计算舒适度的结构阻尼比:0,023.4调整信息连梁刚度折减系数:0.60中梁(H<800mm)刚度放大系数:2.00中梁(H>=800mm)刚度放大系数:1.50梁负弯矩调幅系数:0.80梁跨中弯矩放大系数:1.00梁扭矩折减系数:0.40装配式现浇墙柱地震内力放大系数:1.10是否要进行墙柱基础活荷载折减标志:不折减考虑活载不利布置:考虑考虑结构使用年限的活载调整系数:1.003.5组合系数恒载子系数:1,30负荷分布系数:1.35有效载荷分布系数:1,50屋顶外活荷载组合系数:0.70屋面荷载组合系数:0,70有效载荷代表系数:0,50起重机卸载系数:1.50起重机荷载组合系数:0,70起重机重力代表系数:0,00热负荷分布系数:1.50组合温度系数:0,60雪负荷子系数:1.50雪荷载综合系数:0,70风力子系数:1.50风力组合系数:0,60水平地震荷载子系数:1.30垂直地震荷载子系数:0,50屋顶外活荷载准永久值系数:0,40屋顶有效载荷的准永久值系数:0,40起重机负荷的准永久值系数:0,50准永久雪荷载系数:0,203.6材料信息混凝土构件表观重量:25.0kN/m3梁主钢筋等级或强度:360,0N/mm2梁弹性等级或强度:270,0N/mm2柱的主要边缘的水平或强度:360,0N/mm2柱弹性等级或强度:270,0N/mm2壁端暗柱主边缘的水平或强度:360,0N/mm2水平墙体分布杆的水平或强度:360,0N/mm2钢筋等级或强度:270,0N/mm2梁的保护层厚度(2010年混合物):25mm柱保护层厚度(量规2010):30mm墙体保护层厚度(量规2010):20mm板材保护层厚度(2010年混合物):20mm混凝土具有1.00e-005热膨胀系数(℃):钢构件散货重量:78,0kN/m3钢元素等级:Q235型钢等级:Q235净截面与总截面之比:0,9热膨胀系数：1/1.20e-005℃:3.7地下室信息X基床反应系数:10000kN/m3Y基床反应系数:10000kN/m3Z基床反应系数:10000kN/m3土壤承载力特征值:180kN/m2管路顶部附加地面荷载:0.00kN/m2底部管道和人工检查的荷载:6.00kN/m2外壳以上钩针载荷:0,00kN/m2管状巷道底板等效噪声防护荷载:0kN/m2管路外墙额外地面荷载:3.50kN/m2内壁两侧设备荷载:4.00kN/m2管状巷道外墙等效噪声防护荷载:0kN/m2土壤自重:1800kn/m3相对管状巷道最高点地面高度:0.00m管状巷道最高点水位高度:0.00米地下墙体梁板最大开裂:0.20mm4.结构各层信息4.1三维建筑模型图4.1三维建筑模型4.2每层几何信息表4-1每层几何信息层号下端层号相对下端层高(m)相对0层层高(m)塔块号102.502.501213.706.201323.509.701433.5013.201543.5016.701653.5020.201763.3023.5014.3每层材料信息(一)表4-2每层材料信息(一)层号剪力墙柱砼等级梁砼等级板砼等级砂浆强度等级砌块强度等级13025255.007.5023025255.007.5033025255.007.5043025255.007.5053025255.007.5063025255.007.5073025255.007.504.4每层材料信息(二)表4-3每层材料信息(二)层号砼斜柱弹性模量砼斜柱抗压设计强度钢管砼柱砼弹性模量钢管砼柱砼抗压设计强度钢管砼柱钢管钢牌号125.00.025.00.01.0225.00.025.00.01.0325.00.025.00.01.0425.00.025.00.01.0525.00.025.00.01.0625.00.025.00.01.0725.00.025.00.01.04.5每层墙柱梁板数量表4-4每层墙柱梁板数量层号塔号梁数柱数墙段数板数11674400211574406231157440624115744062511574406261107440387188024.6各层的重量表4-5各层的重量层号塔号恒载(kN)活载(kN)重量(kN)11499304993211275120581480931126592058147164112659205814716511265920581471661103231915122387175697853合计667981024377041其中，恒载=结构自重+外加恒载，重量=恒载+活载。4.7各层的构件统计和单位面积重量表4-6各层的构件统计和单位面积重量层号塔号柱面积(m2)短肢墙面积(m2)一般墙面积(m2)墙总长(m)建筑面积(m2)单位面积重量(kN/m2)1118.510.000.000.000.000.002118.510.000.000.00958.2915.453118.510.000.000.00958.2915.364118.510.000.000.00958.2915.365118.510.000.000.00958.2915.366118.510.000.000.00958.2912.77713.130.000.000.0048.5117.58合计114.190.000.000.004839.9715.92其中，单位面积重量=(恒载+活载)/建筑面积。5整体指标汇总表5-1整体指标汇总计算振型数6第一、二平动周期X0.456第一、二平动周期Y0.565第一扭转周期0.501第一扭转周期/第一平动周期88.73%地震下基底剪力（kN）X2336地震下基底剪力（kN）Y2328结构总质量（t）7338.78平均单位面积重度（kN/m2）15.92首层剪重比（调整前）X3.49%首层剪重比（调整前）Y3.48%首层地震下倾覆弯矩（kN·m）X34738首层地震下倾覆弯矩（kN·m）Y34622有效质量系数X96.19%有效质量系数Y96.20%50年一遇风荷载下最大层间位移角（层号）X1/9999(1)50年一遇风荷载下最大层间位移角（层号）Y1/9999(1)地震荷载下最大层间位移角（层号）X1/5105(3)地震荷载下最大层间位移角（层号）Y1/3348(3)考虑偶然偏心最大扭转位移比（层号）X1.00(1)考虑偶然偏心最大扭转位移比（层号）Y1.00(1)6.周期和振型6.1折减前振动周期(秒)、振型参与质量表6-1折减前振动周期(秒)、振型参与质量振型号周期(秒)单个振型参与质量(%)累加振型参与质量(%)X平动Y平动扭转X平动Y平动扭转10.5645800.0086.660.000.0086.660.0020.5009300.010.0082.910.0186.6682.9130.45571186.660.000.0086.6786.6682.9140.1819370.009.550.0086.6796.2082.9150.1632040.000.0012.3186.6796.2095.2260.1471219.520.000.0096.1996.2095.22合计96.1996.2095.22根据《高规》5.1.13条,各振型的参与质量之和不应小于总质量的90%。Z向扭转质量系数只在强制刚性板下有意义，对于非强制刚性板下的计算结果仅供参考。本项目为多层。X向平动振型参与质量总计=96.19%，参与振型足够。Y向平动振型参与质量总计=96.20%，参与振型足够。6.2平动系数和扭转系数表6-2结构层1-7(塔1)平动系数和扭转系数振型号周期(秒)转角(度)平动系数(X+Y)扭转系数10.56458090.001.00(0.00+1.00)0.0020.500930101.390.04(0.00+0.04)0.9630.4557110.021.00(1.00+0.00)0.0040.18193790.031.00(0.00+1.00)0.0050.163204100.420.08(0.00+0.08)0.9260.1471210.021.00(1.00+0.00)0.00 扭转第1周期/平动第1周期=0.500930/0.564580=88.73% 本塔最不利地震方向=0.34度6.3X、Y向地震单振型楼层反应力6.3.1仅考虑X向地震作用时的反应力表6-3振型1的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.0021-0.00-0.000.0031-0.00-0.000.0041-0.00-0.000.0051-0.00-0.000.0061-0.00-0.000.00710.00-0.000.00合计0.00-0.000.00表6-4振型2的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.00210.02-0.00-28.01310.04-0.00-54.80410.06-0.00-77.77510.06-0.00-94.63610.06-0.00-87.3671-0.09-0.00-0.28合计0.15-0.01-342.84表6-5振型3的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.0021184.570.0013.9931364.990.0031.6441519.740.0051.3951632.880.0072.8761574.470.0079.637143.350.000.21合计2320.000.01249.72表6-6振型4的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.0021-0.00-0.000.00310.00-0.000.00410.00-0.000.00510.000.00-0.00610.000.00-0.0071-0.000.00-0.00合计0.00-0.000.00表6-7振型5的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.0021-0.000.0015.23310.000.0020.50410.010.0012.06510.01-0.00-4.65610.01-0.00-16.0071-0.02-0.00-0.07合计0.010.0027.07表6-8振型6的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.0021165.720.00-31.2431221.980.00-21.1341124.30-0.0025.8451-62.03-0.0062.9361-176.830.0039.9571-18.310.00-0.03合计254.830.0076.336.3.2仅考虑Y向地震作用时的反应力表6-9振型1的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.00210.00184.26-2.42310.00363.38-4.75410.00517.37-6.76510.00630.69-8.23610.00573.60-7.6071-0.0142.86-0.02合计-0.002312.17-29.79表6-10振型2的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.0021-0.000.002.4431-0.000.004.7741-0.000.006.7751-0.010.008.2461-0.010.007.61710.010.000.02合计-0.010.0029.85表6-11振型3的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.00210.000.000.00310.000.000.00410.000.000.00510.000.000.00610.000.000.00710.000.000.00合计0.010.000.00表6-12振型4的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.00210.00166.09-2.2631-0.00221.82-3.0441-0.00124.57-1.7551-0.00-60.950.7561-0.00-177.112.39710.00-18.830.01合计-0.00255.58-3.89表6-13振型5的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.0021-0.000.002.24310.000.003.01410.000.001.77510.00-0.00-0.68610.00-0.00-2.3571-0.00-0.00-0.01合计0.000.003.97表6-14振型6的地震反应力层号塔号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)110.000.000.00210.000.00-0.00310.000.00-0.00410.00-0.000.0051-0.00-0.000.0061-0.000.000.0071-0.000.00-0.00合计0.000.000.006.4X、Y向地震单振型基底剪力和扭矩6.4.1仅考虑X向地震作用时基底剪力和扭矩表6-15各振型作用下X向的基底剪力和扭矩振型号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)10.00-0.000.0020.15-0.01-342.8432320.000.01249.7240.00-0.000.0050.010.0027.076254.830.0076.33总X方向作用(kN)=2335.55总Y方向作用(kN)=0.01总扭矩(kN.m)=313.356.4.2仅考虑Y向地震作用时基底剪力和扭矩表6-16各振型作用下Y向的基底剪力和扭矩振型号X方向作用(kN)Y方向作用(kN)扭矩(kN.m)1-0.002312.17-29.792-0.010.0029.8530.010.000.004-0.00255.58-3.8950.000.003.9760.000.000.00总X方向作用(kN)=0.01总Y方向作用(kN)=2327.77总扭矩(kN.m)=32.646.5X、Y向地震CQC组合后结果表6-17X向地震CQC组合后结果层号塔号地震力(kN)地震剪力(kN)倾覆弯矩(kN.m)地震剪力换算的水平力(kN)110.002335.5534737.570.0021248.802335.5528945.47197.6631428.352137.8920422.11363.2241535.151774.6713038.42499.3051635.581275.376872.29628.6061600.09646.782417.88599.867146.9146.91154.8146.91表6-18Y向地震CQC组合后结果层号塔号地震力(kN)地震剪力(kN)倾覆弯矩(kN.m)地震剪力换算的水平力(kN)110.002327.7734622.480.0021248.812327.7728850.14197.4531426.862130.3320356.34361.6341532.881768.6912999.73496.8651633.271271.836855.04626.1061599.31645.732413.39599.027146.7146.71154.1446.71图6-1地震作用层剪力曲线(kN)图6-2地震作用层弯矩曲线(kN.m)7楼层风荷载和地震作用统计结果7.1各楼层风荷载信息表7-10度风楼层剪力层号塔号楼层风荷载(kN)楼层剪力(kN)1119.1792.942128.70178.303127.15149.604129.51122.455131.6792.946133.5361.277127.7427.74表7-290度风楼层剪力层号塔号楼层风荷载(kN)楼层剪力(kN)1166.94311.742199.07532.503193.72433.4341101.86339.7151109.31237.8561115.73128.547112.8112.81表7-3180度风楼层剪力层号塔号楼层风荷载(kN)楼层剪力(kN)1119.1792.942128.70178.303127.15149.604129.51122.455131.6792.946133.5361.277127.7427.74表7-4270度风楼层剪力层号塔号楼层风荷载(kN)楼层剪力(kN)1166.94311.742199.07532.503193.72433.4341101.86339.7151109.31237.8561115.73128.547112.8112.81总0度风(kN)=178总90度风(kN)=533总180度风(kN)=178总270度风(kN)=533图7-1风作用层剪力曲线(kN)7.2风荷载下倾覆力矩统计(抗规方式)表7-50度风倾覆力矩层号塔号总倾覆力矩柱倾覆力矩比例(%)一般墙倾覆力矩比例(%)短墙倾覆力矩比例(%)112475.522475.52100.00.000.00.000.0212243.162243.16100.00.000.00.000.0311583.451583.45100.00.000.00.000.0411059.851059.85100.00.000.00.000.051631.28631.28100.00.000.00.000.061305.99305.99100.00.000.00.000.07191.5491.54100.00.000.00.000.0表7-690度风倾覆力矩层号塔号总倾覆力矩柱倾覆力矩比例(%)一般墙倾覆力矩比例(%)短墙倾覆力矩比例(%)116780.226780.22100.00.000.00.000.0216000.886000.88100.00.000.00.000.0314030.634030.63100.00.000.00.000.0412513.622513.62100.00.000.00.000.0511324.641324.64100.00.000.00.000.061492.16492.16100.00.000.00.000.07142.2742.27100.00.000.00.000.0表7-7180度风倾覆力矩层号塔号总倾覆力矩柱倾覆力矩比例(%)一般墙倾覆力矩比例(%)短墙倾覆力矩比例(%)112475.522475.52100.00.000.00.000.0212243.162243.16100.00.000.00.000.0311583.451583.45100.00.000.00.000.0411059.851059.85100.00.000.00.000.051631.28631.28100.00.000.00.000.061305.99305.99100.00.000.00.000.07191.5491.54100.00.000.00.000.0表7-8270度风倾覆力矩层号塔号总倾覆力矩柱倾覆力矩比例(%)一般墙倾覆力矩比例(%)短墙倾覆力矩比例(%)116780.226780.22100.00.000.00.000.0216000.886000.88100.00.000.00.000.0314030.634030.63100.00.000.00.000.0412513.622513.62100.00.000.00.000.0511324.641324.64100.00.000.00.000.061492.16492.16100.00.000.00.000.07142.2742.27100.00.000.00.000.0图7-2风作用层弯矩曲线(kN.m)7.3各楼层规定水平力表7-9各楼层规定水平力层号塔号X向(kN)Y向(kN)110.000.0021197.66197.4531363.22361.6341499.30496.8651628.60626.1061599.86599.027146.9146.717.4规定水平力下倾覆力矩统计(抗规方式)表7-100度地震倾覆力矩层号塔号总倾覆力矩柱倾覆力矩比例(%)一般墙倾覆力矩比例(%)短墙倾覆力矩比例(%)1135056.7535056.75100.00.000.00.000.02129217.8729217.87100.00.000.00.000.03120576.3320576.33100.00.000.00.000.04113093.6913093.69100.00.000.00.000.0516882.346882.34100.00.000.00.000.0612418.532418.53100.00.000.00.000.071154.81154.81100.00.000.00.000.0表7-1190度地震倾覆力矩层号塔号总倾覆力矩柱倾覆力矩比例(%)一般墙倾覆力矩比例(%)短墙倾覆力矩比例(%)1134944.3934944.39100.00.000.00.000.02129124.9529124.95100.00.000.00.000.03120512.1920512.19100.00.000.00.000.04113056.0513056.05100.00.000.00.000.0516865.626865.62100.00.000.00.000.0612414.212414.21100.00.000.00.000.071154.14154.14100.00.000.00.000.0图7-3地震作用倾覆力矩曲线(kN.m)8工况和组合8.1工况设定表8-1工况分类表工况类型荷载工况恒荷载重力式恒载:结构自重、装饰等包含在质量中的恒载重力恒载:预应力荷载不包括在恒载质量中非重力恒载:土、水、水浮力载荷不计入质量恒载可变荷载重力活荷载:楼板活荷载在规范中定义，并包含在质量中起重机负荷:可包括在质量内雪荷载:考虑质量风力:考虑8个水平方向温度:升温和降温地震作用地震作用:可考虑8个水平方向和1个垂直方向偶尔的偏心地震作用:可以考虑8个水平方向人防荷载人防等效静力荷载施工荷载施工等效静力荷载消防荷载消防等效静力荷载9整体指标统计9.1周期比扭转第1周期/平动第1周期=0.500930/0.564580=88.73%9.2位移角根据《抗规》5.5.1条和《高规》3.7.3条的规定，高度不大于150m时，楼层层间最大位移与层高之比的限值如下表；高度不小于250m时，限值不宜大于1/500，高度在150m～250m之间时，按表格与1/500之间线性插入取用。表9-1楼层层间最大位移与层高之比的限值结构体系△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多高层钢结构1/250本项目所有工况下最大层间位移角均满足规范要求。表9-2地震方向0度楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层间最大位移层间平均位移最大层间位移角层高(mm)110.000.000.000.001/99992500210.700.700.700.701/53223700311.381.380.690.691/51053500411.961.960.590.591/59813500512.392.390.430.431/80763500612.632.630.250.251/99993500712.782.780.150.151/99993300最大层间位移角=1/5105(及其层号=3)表9-3地震方向90度楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层间最大位移层间平均位移最大层间位移角层高(mm)110.000.000.000.001/99992500211.071.061.071.061/34723700312.112.111.051.041/33483500413.003.000.890.891/39163500513.653.650.670.671/52623500614.034.030.390.391/89783500714.234.220.210.211/99993300最大层间位移角=1/3348(及其层号=3)图9-1水平地震作用下的层位移曲线(mm)图9-2水平地震作用下的层间位移角曲线表9-40度风荷载楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层间最大位移层间平均位移最大层间位移角层高(mm)110.000.000.000.001/99992500210.050.050.050.051/99993700310.100.100.050.051/99993500410.150.150.040.041/99993500510.180.180.030.031/99993500610.200.200.020.021/99993500710.250.250.050.051/99993300最大层间位移角=1/9999(及其层号=1)表9-590度风荷载楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层间最大位移层间平均位移最大层间位移角层高(mm)110.000.000.000.001/99992500210.240.240.240.241/99993700310.450.450.220.221/99993500410.630.630.170.171/99993500510.760.760.130.131/99993500610.830.830.080.081/99993500710.880.880.050.051/99993300最大层间位移角=1/9999(及其层号=1)表9-6180度风荷载楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层间最大位移层间平均位移最大层间位移角层高(mm)110.000.000.000.001/99992500210.050.050.050.051/99993700310.100.100.050.051/99993500410.150.150.040.041/99993500510.180.180.030.031/99993500610.200.200.020.021/99993500710.250.250.050.051/99993300最大层间位移角=1/9999(及其层号=1)表9-7270度风荷载楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层间最大位移层间平均位移最大层间位移角层高(mm)110.000.000.000.001/99992500210.240.240.240.241/99993700310.450.450.220.221/99993500410.630.630.170.171/99993500510.760.760.130.131/99993500610.830.830.080.081/99993500710.880.880.050.051/99993300最大层间位移角=1/9999(及其层号=1)图9-3风作用下的层位移曲线(mm)图9-4风作用下的层间位移角曲线9.3位移比3.4.3对第l.211-1条的反规制阻力定义如下:在水平力的作用下，弹性规定水平阶段(或位移)，极限弹性大于该水平地板(或位移)的1.2倍。依照第3.4.5顶部外形:最大水平位移和级间由底板垂直元素的一个确定的水平地震力作用下,考虑到偶尔偏心距的影响时,不应大于1.2倍的平均价值,这种地板和不应大于1.5倍的平均价值,这个下限;建筑物高度较高的B级、复合结构的高度高于A级和高度复杂的建筑不应大于1.2倍的平均楼面和不得这个下限高于平均水平的1.4倍。判断结构扭转不规则性的位移比为1.20，位移比的极限值为1.50。本项目所有工况下位移比、层间位移比均满足规范要求。表9-8地震方向0度楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层位移比层间最大位移层间平均位移层间位移比层高(mm)110.000.001.000.000.001.002500210.700.701.000.700.701.003700311.381.381.000.690.691.003500411.961.961.000.590.591.003500512.392.391.000.430.431.003500612.632.631.000.250.251.003500712.782.781.000.150.151.003300最大位移与层平均位移的比值=1.00(1层1塔)最大层间位移与平均层间位移的比值=1.00(1层1塔)表9-9地震方向90度楼层最大位移层号塔号层最大位移层平均位移层位移比层间最大位移层间平均位移层间位移比层高(mm)110.000.001.000.000.001.002500211.071.061.001.071.061.003700312.112.111.001.051.041.003500413.003.001.000.890.891.003500513.653.651.000.670.671.003500614.034.031.000.390.391.003500714.234.221.000.210.211.003300最大位移与层平均位移的比值=1.00(1层1塔)最大层间位移与平均层间位移的比值=1.00(1层1塔)9.4各层的质量、质心和刚度中心 根据《高规》3.5.6条的规定，楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层的1.5倍。本项目为多层，最大上下层质量比为2.76。表9-10各层的质量、质心和刚度中心层号塔号恒载(t)活载(t)质量(t)质量比质心(X,Y)(m)刚心(X,Y)(m)11509.50.0509.52.7647.010,14.77447.010,14.774211301.1210.01406.10.9947.007,14.85647.010,14.774311291.7210.01396.71.0047.007,14.85747.010,14.774411291.7210.01396.71.0047.007,14.85747.010,14.774511291.7210.01396.70.8247.007,14.85747.010,14.774611053.4195.41151.00.0747.007,14.89147.010,14.7747177.19.982.01.0047.012,9.69947.013,9.924其中，质量=恒载+0.50活载。最大上下层质量比=2.76图9-7楼层质量比曲线(mm)9.5层侧向刚度比9.5.1等效剪切刚度比(高规E.0.1)(抗规6.1.14)根据E第0.1条规定,当传输层设置在第一和第二层,传输层之间的等效剪切刚度比和它相邻的上层建筑大约可以用来代表的结构刚度的变化上下楼层,也应该接近1。非抗震设计不应小于0.4，抗震设计不应小于0.5。根据《反规定》第6.1.14条规定，当地下室顶板为上部结构预埋部分时，在相应范围内结构底层侧移刚度不应大于地下层侧移刚度的0.5倍。表9-110度方向等效剪切刚度比层号塔号层侧向刚度本层/上层最小比值本层/上三层平均值最小比值地震剪力增大11129097543.240.702.890.801.002139822880.850.700.850.801.003147047191.000.701.000.801.004147047191.000.701.370.801.005147047161.000.701.006147047195.120.701.00719193391.00表9-1290度方向等效剪切刚度比层号塔号层侧向刚度本层/上层最小比值本层/上三层平均值最小比值地震剪力增大11204361493.240.702.890.801.002163039690.850.700.850.801.003174475751.000.701.000.801.004174475751.000.701.370.801.005174475731.000.701.006174475755.370.701.007113868241.009.5.2侧向刚度比根据《反规范》第3.4.3条规定，当楼层侧移刚度小于相邻上部楼层侧移刚度的70%，或小于相邻上部三层楼侧移刚度平均值的80%时，视为不规则侧移刚度。《高度规则》第3.5.2-1条规定，框架结构各层与上部相邻楼层侧移刚度之比不应小于0.7，各层与上部相邻楼层平均刚度之比不应小于0.8。HGGP第E.0.2条规定，当转换层设置在2层以上时，转换层与相邻上层按本规定式(3.5.2-1)计算的侧移刚度比不应小于0.6。楼层侧移刚度=楼层剪力/楼层间位移表9-130度方向侧向刚度比层号塔号层侧向刚度本层/上层最小比值本层/上三层平均值最小比值地震剪力增大111000000000297.490.70315.280.801.002133614271.080.701.110.801.003131187441.030.701.090.801.004130352091.030.701.560.801.005129492881.140.701.006125915288.530.701.00713039521.00表9-1490度方向侧向刚度比层号塔号层侧向刚度本层/上层最小比值本层/上三层平均值最小比值地震剪力增大111000000000457.370.70483.350.801.002121864371.070.701.110.801.003120395941.030.701.100.801.004119806321.030.701.570.801.005119139791.150.701.006116578447.420.701.00712235591.00下图为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%的比值的较小值曲线。图9-8楼层侧向刚度比曲线(抗规)9.6重力二阶效应及结构稳定验算该结构刚重比大于等于20，满足《高规》5.4.1，可以不考虑重力二阶效应；该结构刚重比大于等于10，能够通过《高规》5.4.4条的整体稳定验算。表9-150度方向重力二阶效应及结构稳定验算层号塔号刚重比层侧向刚度20×∑Gi/层高位移系数内力系数10×∑Gi/层高稳定性119999.010000000007559881.001.00377994满足21140.533614274784181.001.00239209满足31155.231187444018561.001.00200928满足41203.330352092985911.001.00149296满足51302.029492881953261.001.0097663满足61563.02591528920611.001.0046030满足71962.0303952