某多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、雅居樂(lè)多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅方案設(shè)計(jì)1. 工程概況工程名稱：雅居樂(lè)多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅；建設(shè)地點(diǎn)：東莞市區(qū)某地；工程概況：場(chǎng)地大小為30m×30m，812層，建筑總高度不超過(guò)40m，室內(nèi)外高差為0.3m，設(shè)計(jì)使用年限為50年；基本風(fēng)壓：=0.8kN/m2，地面粗糙程度為C類；抗震要求：抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為8度，類場(chǎng)地土，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場(chǎng)地土層情況：表2-1場(chǎng)地土層情況層次層厚（m）層底標(biāo)高（m）（地面標(biāo)高±0.00）土體類型土體參數(shù)1.00-1.00雜填土2.50-3.50淤泥質(zhì)土3.00-6.50粉質(zhì)粘土含水率，塑限，液限5.50-12.00粉土孔隙比-中密的

2、中砂2. 建筑與結(jié)構(gòu)布置3.1. 建筑布置3.1.1. 首層建筑平面圖如下圖3-1所示，首層平面設(shè)計(jì)為大空間的形式，可以用此空間做為店面，即商住兩用住宅。中間設(shè)計(jì)為過(guò)道、樓梯和電梯。由過(guò)道和墻把首層建筑分開(kāi)為四個(gè)大空間，作為四爿店。由于商業(yè)的要求，首層平面將進(jìn)行比較豪華的裝修，例如鋼柱將外包為方柱，而墻也做成玻璃幕墻與裝飾墻混合的形式。此外，門也將用比較好看的旋轉(zhuǎn)門，以吸引顧客。圖 3-1 首層建筑平面圖3.1.2. 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖如下圖3-2所示，標(biāo)準(zhǔn)層平面設(shè)計(jì)為商品房，以中間兩墻為分隔墻，分為四戶。朝北兩戶面積較小，內(nèi)設(shè)一個(gè)客廳，四個(gè)臥室，兩個(gè)衛(wèi)生間，一個(gè)廚房，一個(gè)陽(yáng)臺(tái)（左右側(cè)陽(yáng)臺(tái)以一墻分開(kāi)

3、）。而朝南兩戶面積較大，內(nèi)設(shè)一個(gè)客廳，五個(gè)臥室，一個(gè)書(shū)房，一個(gè)廚房，兩個(gè)衛(wèi)生間，一個(gè)雜物間，一個(gè)獨(dú)立陽(yáng)臺(tái)。此外，左右兩戶為于中間墻對(duì)稱。圖 3-2 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖計(jì)算書(shū)配套CAD圖紙?jiān)趷?ài)建筑網(wǎng)下載全套畢業(yè)設(shè)計(jì)盡在愛(ài)建筑網(wǎng)3.1.3. 頂層平面圖如下圖3-2所示，頂層設(shè)計(jì)為空曠的天臺(tái)，外圍有1.2m的女兒墻，屋檐外挑500mm。圖3-3頂層平面圖3.1.4. 剖面圖圖3-4剖面圖1圖3-4剖面圖23.1.5. 立面圖圖3-5南立面圖3.2. 結(jié)構(gòu)布置如下圖3-4所示，結(jié)構(gòu)布置為純框架結(jié)構(gòu)，主梁與柱剛接，由于建筑設(shè)計(jì)中布置了許多輕質(zhì)ALC隔板，為滿足結(jié)構(gòu)需要，布置連續(xù)次梁。由于結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，且受力也

4、比較對(duì)稱，次梁與主梁連接采用剛接方式。圖3-4標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖圖3-5頂層結(jié)構(gòu)布置圖3. 初步設(shè)計(jì)4.1. 建筑做法屋面做法：壓型鋼板混凝土組合樓板，20mm石灰砂漿抹底，20mm水泥砂漿找平，100140厚（2%找坡）膨脹珍珠巖保溫層，八層作法防水層（三氈四油上鋪小石子）。墻身做法：外墻采用150mm厚ALC板，分戶墻等要加支撐的墻選用混凝土空心小砌塊，內(nèi)隔墻采用100mm厚ALC板，計(jì)算自重樓蓋做法：樓蓋采用壓型鋼板混凝土組合樓板，壓型鋼板上的混凝土選取100mm。門窗做法：門為木門，自重0.2 kN/m2，窗為鋼窗玻璃窗，自重0.4 kN/m2。4.2. 屋蓋做法壓型鋼板采用國(guó)產(chǎn)壓型鋼板

5、YX70-200-600。下面查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009_2001）進(jìn)行荷載計(jì)算。由于屋面為上人的屋面，取標(biāo)準(zhǔn)值為。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值20厚水泥混凝土找平100140厚（2%找坡）膨脹珍珠巖八層作法防水層100mm厚鋼筋混凝土樓板20mm厚石灰砂漿抹底壓型鋼板自重-小計(jì)荷載設(shè)計(jì)值4.3. 樓蓋做法根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001），民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值亦取。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值水磨石面層20厚水泥混凝土找平100mm厚鋼筋混凝土樓板20mm厚石灰砂漿抹底壓型鋼板自重-小計(jì)確定荷載設(shè)計(jì)值時(shí)考慮兩種情況：活荷載效應(yīng)控制和恒荷載效應(yīng)控制，取大者。故，在此取。4.4. 材料驗(yàn)算查壓型鋼

6、板規(guī)格表，壓型鋼板強(qiáng)度，面積，壓型鋼板自重，混凝土選用C20，面層自重為，重心距底板高度為。平均板厚度為：計(jì)算簡(jiǎn)圖：由于施工階段板塊還未拼接完成，故分為一塊一塊，可視其為結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)支單向板，而在結(jié)構(gòu)布置中，。圖4-1計(jì)算簡(jiǎn)圖施工階段：恒載活載彎矩使用階段恒載活載彎矩剪力壓型鋼板驗(yàn)算（施工階段）抗彎強(qiáng)度撓度計(jì)算組合板驗(yàn)算（使用階段）抗彎強(qiáng)度組合截面塑性中和軸在壓型鋼板頂面以上斜截面抗剪承載力每個(gè)肋平均寬度 （50+70）/260（mm）4.5. 板的設(shè)計(jì)按彈性設(shè)計(jì)。計(jì)算簡(jiǎn)圖由結(jié)構(gòu)平面布置圖知，樓板最長(zhǎng)跨度為十四跨，而由于結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)知，在中間跨部分，彎矩基本相等，而圖中中間跨的跨度沒(méi)有很大的變化，

7、故化為五跨的簡(jiǎn)圖來(lái)計(jì)算。中間跨取最大長(zhǎng)度。表4-1五跨計(jì)算表由表知，最大內(nèi)力如下：，彎矩剪力4.6. 次梁的設(shè)計(jì)內(nèi)隔墻采用100mm厚ALC板，計(jì)算自重，即化為線性均布荷載為，暫不考慮次梁自重。4.6.1. 荷載設(shè)計(jì)值恒荷載設(shè)計(jì)值：板傳來(lái)恒荷載ALC板自重-小計(jì)活荷載設(shè)計(jì)值4.6.2. 計(jì)算簡(jiǎn)圖由于跨度變化比較大，不應(yīng)采用等跨度連續(xù)梁，但為方便手算，取最長(zhǎng)跨度3.3m作為等跨連續(xù)梁進(jìn)行手算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：圖4-2恒載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖圖4-3活載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖彎矩剪力4.6.3. 最不利荷載當(dāng)考慮最不利荷載時(shí)，如下組合可得到最大正彎矩、最小負(fù)彎矩和最大剪力：4.6.3.1. 最大正彎矩：圖4-4最大正

8、彎矩分布圖4.6.3.2. 最大支座負(fù)彎矩和最大剪力：圖4-4最大支座負(fù)彎矩和最大剪力分布圖考慮到內(nèi)力組合時(shí)梁的最不利內(nèi)力組合多是：恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載，將計(jì)算彎矩乘上1.2的放大系數(shù)，可得圖4-5次梁截面可選用，理論重量為，化為線性荷載為：，此時(shí)，恒荷載設(shè)計(jì)值為：。驗(yàn)算最大負(fù)彎矩：而滿足要求。4.7. 主梁的設(shè)計(jì)4.7.1. 材料選用本結(jié)構(gòu)選用軸框架進(jìn)行截面初步設(shè)計(jì)，對(duì)于梁選用Q235鋼材，柱子選用Q345鋼材。4.7.2. 力的傳遞由于次梁承受了板傳來(lái)的荷載，主梁主要承受次梁的荷載，而次梁的荷載主要為集中力。4.7.2.1. 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值次梁傳來(lái)的恒載次梁自重-小計(jì)4.7.2.2. 活荷

9、載標(biāo)準(zhǔn)值次梁傳來(lái)的活載4.7.2.3. 計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算1) 滿載時(shí)：圖4-6恒載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖圖4-7活載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖最大正彎矩：最小負(fù)彎矩：最大剪力：2) 最大正彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖：圖4-8恒載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖圖4-9活載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖最大正彎矩：3) 最小負(fù)彎矩和最大剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖：圖4-10恒載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖圖4-11活載標(biāo)準(zhǔn)值分布圖最小負(fù)彎矩：最大剪力：4.7.2.4. 最不利組合及材料選型考慮到內(nèi)力組合時(shí)梁的最不利內(nèi)力組合多是：恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載，將計(jì)算彎矩乘上1.2的放大系數(shù)，可得可選用，,。圖4-12主梁截面4.8. 柱的設(shè)計(jì)不考慮柱自重，當(dāng)恒載與活載均滿布時(shí)，各柱有最大軸力。由此估算，估算如

10、下：滿載時(shí)：圖4-13恒載設(shè)計(jì)值分布圖圖4-14活載設(shè)計(jì)值分布圖支座剪力：兩端支座反力：中間支座反力：與電算比較，如下圖：圖4-15Sap2000電算結(jié)果由圖知，最小的支座反力為，最大的支座反力為，與手算結(jié)果相差不大。選手算的中間支座反力估算全棟樓每根柱的受力鋼框架中，框架柱的長(zhǎng)細(xì)比控制在30-70之間，在這個(gè)范圍內(nèi)，柱的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)大致在0.7-0.8之間，同時(shí)，考慮到柱是處于彎壓狀態(tài)，在沒(méi)有計(jì)算彎矩作用時(shí)，把柱所受軸力N乘以放大系數(shù)。柱選用截面，梁柱構(gòu)件的線剛度計(jì)算后如圖，其中在求梁截面慣性矩時(shí)考慮到樓板的作用，取。為鋼梁的截面慣性矩。梁剛度：AB、BC梁：圖4-16柱截面CD、DE梁

11、：EF梁：柱剛度：底層柱：上部柱：圖4-17結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖中數(shù)字為線剛度）4. 框架設(shè)計(jì)5.1. 恒荷載計(jì)算由于次梁傳遞了板和ALC板的荷載，故屋面框架梁線荷載和樓面框架梁線荷載只有梁本身自重和其涂層自重，線荷載如下：屋面框架梁線荷載和樓面框架梁線荷載鋼梁自重屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值1m高女兒墻墻側(cè)粉刷-小計(jì)樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值次梁傳來(lái)的恒載次梁自重-小計(jì)5.2. 活荷載計(jì)算屋面框架梁集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活載樓面框架梁集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活載5.3. 內(nèi)力計(jì)算多層多跨框架在豎向荷載作用下，側(cè)向位移比較小，計(jì)算時(shí)可忽略側(cè)移的影響，用力矩分配法計(jì)算。由于精確分析可知，每層梁的

12、豎向荷載對(duì)其他各層桿件內(nèi)力的影響不大，因此，將多層框架分解成一層一層的單層框架分別計(jì)算。在計(jì)算時(shí)，假定上下柱的遠(yuǎn)端為固定端，為了使誤差減小，除底層外，其他層各柱的線剛度乘以折減系數(shù)0.9，另外，傳遞系數(shù)也由修正為。5.3.1. 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算圖5-1恒荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖中數(shù)據(jù)單位：集中力為kN；均布力為kN/m）頂層框架圖5-2頂層梁恒荷載計(jì)算結(jié)果：表5-1頂層荷載彎矩分配圖5-3頂層梁彎矩屋面框架圖5-4屋面框架恒荷載圖5-5屋面框架恒荷載彎矩屋面框架恒荷載彎矩計(jì)算表表5-2屋面框架恒荷載彎矩分配標(biāo)準(zhǔn)層框架圖5-6標(biāo)準(zhǔn)層框架恒荷載圖5-7標(biāo)準(zhǔn)層框架彎矩標(biāo)準(zhǔn)層框架恒荷載彎矩計(jì)算表表5-3

13、標(biāo)準(zhǔn)層框架恒荷載彎矩分配底層框架底層柱彎矩的算法與標(biāo)準(zhǔn)層相同，只是柱的剛度不再乘以0.9。計(jì)算如下：圖5-8底層框架恒荷載圖5-9底層框架彎矩底層框架恒荷載彎矩計(jì)算表表5-4底層框架恒荷載彎矩分配各層組合彎矩后，節(jié)點(diǎn)彎矩不平衡，平衡節(jié)點(diǎn)彎矩，計(jì)算列表如下。頂層與屋面層的節(jié)點(diǎn)彎矩平衡頂層與屋面層的節(jié)點(diǎn)彎矩平衡計(jì)算表表5-5頂層與屋面層的節(jié)點(diǎn)彎矩平衡標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層的節(jié)點(diǎn)平衡標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層的節(jié)點(diǎn)彎矩平衡計(jì)算表表5-6標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層的節(jié)點(diǎn)平衡1表5-7標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層的節(jié)點(diǎn)平衡2標(biāo)準(zhǔn)層與底層的節(jié)點(diǎn)平衡標(biāo)準(zhǔn)層與底層的節(jié)點(diǎn)彎矩平衡計(jì)算表表5-8標(biāo)準(zhǔn)層與底層的節(jié)點(diǎn)平衡1表5-9 標(biāo)準(zhǔn)層與底層的節(jié)點(diǎn)平衡2框架剪

14、力圖圖5-10框架剪力圖框架軸力圖圖5-11框架軸力圖5.3.2. 活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算，考慮最不利荷載布置：屋面框架梁集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活載樓面框架梁集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活載最大正彎矩（僅考慮兩種情況）圖5-12最大正彎矩最不利活荷載布置情況1圖5-13最大正彎矩最不利活荷載布置情況2現(xiàn)僅對(duì)最大正彎矩最不利活荷載布置情況1進(jìn)行手算，手算結(jié)果如下：頂層梁彎矩分配屋面梁彎矩分配表5-10屋面梁彎矩分配標(biāo)準(zhǔn)層框架彎矩分配1表5-11標(biāo)準(zhǔn)層框架彎矩分配1標(biāo)準(zhǔn)層框架彎矩分配2表5-12標(biāo)準(zhǔn)層框架彎矩分配2底層框架彎矩分配表5-13底層框架彎矩分配屋頂彎矩平衡表5-

15、13屋頂彎矩平衡標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層彎矩平衡1表5-14標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層彎矩平衡1標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層彎矩平衡2表5-15標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)層彎矩平衡2標(biāo)準(zhǔn)層與底層彎矩平衡表5-16標(biāo)準(zhǔn)層與底層彎矩平衡剪力計(jì)算剪力計(jì)算如下表：表5-17剪力計(jì)算表軸力計(jì)算軸力計(jì)算如下表：表5-18軸力計(jì)算表最小負(fù)彎矩及最大剪力（考慮兩種情況）圖5-14最小負(fù)彎矩及最大剪力最不利活荷載布置情況1圖5-15最小負(fù)彎矩及最大剪力最不利活荷載布置情況2此處省略手算最小負(fù)彎矩及最大剪力最不利活荷載布置情況。5.4. 地震效應(yīng)計(jì)算5.4.1. 重力荷載計(jì)算屋面板與樓板自重：9層屋面板面積8層屋面板面積17層樓面板面積屋面板自重樓面板自重9層屋

16、面板自重8層屋面板自重17層樓面板自重各層梁自重：9層梁自重18層梁自重各層柱自重：9層柱自重28層柱自重1層柱自重各層填充墻等自重：9層150厚ALC外墻28層150厚ALC外墻1層150厚ALC外墻9層100厚ALC內(nèi)墻28層100厚ALC內(nèi)墻1層100厚ALC內(nèi)墻小計(jì)-9層樓層自重8層樓層自重27層樓層自重1層樓層自重柱的側(cè)移剛度梁的剛度為：標(biāo)準(zhǔn)層柱的剛度為：底層柱的剛度為：如下表計(jì)算：表5-19剛度計(jì)算表每層D值匯總表5-20D值匯總自振周期計(jì)算表5-21自拔周期計(jì)算表由表中計(jì)算數(shù)據(jù)知，。一般多采用頂點(diǎn)位移法計(jì)算結(jié)構(gòu)基本周期，公式如下：其中，當(dāng)采用輕質(zhì)墻、外掛墻板時(shí)取0.8；為假想集中

17、在各層樓面處的重力荷載代表值為水平荷載，按彈性方法所求得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移（m）。5.4.2. 橫向地震作用計(jì)算該房屋位于設(shè)防烈度為8度的類場(chǎng)地上，該地區(qū)的設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g（汕頭地區(qū)），設(shè)計(jì)抗震分組為第一組，結(jié)構(gòu)的阻尼比為0.35。特征周期阻尼比水平地震影響系數(shù)最大值由于，故考慮頂點(diǎn)附加地震作用，頂部附加地震作用系數(shù)為：水平地震力9層等效地震力各層地震作用及樓層地震剪力水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值公式為計(jì)算過(guò)程如下表：表5-22每層地震剪力計(jì)算5.4.3. 變形驗(yàn)算計(jì)算過(guò)程如下表：表5-23變形驗(yàn)算表由表中計(jì)算數(shù)據(jù)知，最大的層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角為0.00094，滿足的要求。其中為鋼結(jié)構(gòu)房屋的最

18、大層間彈性轉(zhuǎn)角。5.4.4. 柱的彎矩計(jì)算在工程手算方法中，常采用反彎點(diǎn)法和D值法（改進(jìn)反彎點(diǎn)法）進(jìn)行水平地震作用下框架內(nèi)力的分析。由于本工程層數(shù)只有八層，層數(shù)較少，且梁柱線剛度比，故可用D值法對(duì)框架進(jìn)行手算。計(jì)算過(guò)程如下表18層A、F軸邊柱，9層D、E軸邊柱：表5-24柱的彎矩計(jì)算119層B、C、D、E軸中柱：表5-25柱的彎矩計(jì)算2注：表中，5.4.5. 梁的彎矩計(jì)算A軸梁端表5-26A軸梁端B軸梁端表5-27 B軸梁端C軸梁端表5-28 C軸梁端D軸梁端表5-29 D軸梁端E軸梁端表5-30 E軸梁端F軸梁端表5-31F軸梁端5.4.6. 框架剪力計(jì)算表5-32框架剪力計(jì)算5.4.7.

19、框架軸力計(jì)算表5-33 框架軸力計(jì)算5.5. 風(fēng)荷載5.5.1. 風(fēng)荷載取值垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計(jì)算：根據(jù)設(shè)計(jì)資料，基本風(fēng)壓，地面粗糙度為C類。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001中的附錄F“結(jié)構(gòu)基本自振周期的經(jīng)驗(yàn)公式”知，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的基本自振周期可取其中為建筑層數(shù)。本建筑共有9層，取系數(shù)0.10，有此時(shí)，有故脈動(dòng)增大系數(shù)可根據(jù)插值法根據(jù)荷載規(guī)范表7.4.3得到而脈動(dòng)影響系數(shù)可根據(jù)荷載規(guī)范表7.4.4-2用插值法得到由此可計(jì)算出結(jié)構(gòu)在z高度處的風(fēng)振系數(shù)，按下式計(jì)算：將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過(guò)程如下表所示。表中為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的

20、受風(fēng)面積，計(jì)算結(jié)果如圖。表5-34風(fēng)荷載計(jì)算1表5-35風(fēng)荷載計(jì)算2圖5-16風(fēng)荷載作用圖（單位：kN）對(duì)于整個(gè)建筑而言，橫向風(fēng)荷載如下表：表5-36橫向風(fēng)荷載計(jì)算縱向風(fēng)荷載如下表：表5-37縱向風(fēng)荷載計(jì)算可見(jiàn)，橫向與縱向的風(fēng)荷載幾乎相等。5.5.2. 風(fēng)荷載引起的柱彎矩18層A、F軸邊柱，9層D、E軸邊柱：表5-38風(fēng)荷載引起的柱彎矩119層B、C、D、E軸中柱：表5-39風(fēng)荷載引起的柱彎矩2注：表中，5.5.3. 風(fēng)荷載引起來(lái)的梁彎矩A軸梁端：表5-40A軸梁端B軸梁端：表5-41 B軸梁端C軸梁端：表5-42 C軸梁端D軸梁端：表5-43 D軸梁端E軸梁端：表5-44 E軸梁端F軸梁端：

21、表5-45 F軸梁端5.6. 內(nèi)力組合根據(jù)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ99-98，第5.4.2條：第一階段抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行構(gòu)件承載力驗(yàn)算時(shí)，其荷載或作用的分頂系數(shù)應(yīng)按表5.4.2的規(guī)定采用，并應(yīng)取各構(gòu)件可能出現(xiàn)的最不利組合進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。由于本建筑的限制，只進(jìn)行1、2項(xiàng)內(nèi)力組合即可。5.6.1. 框架柱的內(nèi)力組合A軸柱的內(nèi)力組合表5-46A軸柱的內(nèi)力組合B軸柱的內(nèi)力組合表5-47 B軸柱的內(nèi)力組合C軸柱的內(nèi)力組合表5-48 C軸柱的內(nèi)力組合D軸柱的內(nèi)力組合表5-49 D軸柱的內(nèi)力組合E軸柱的內(nèi)力組合表5-50 E軸柱的內(nèi)力組合F軸柱的內(nèi)力組合表5-51 F軸柱的內(nèi)力組合5.6.2. 框架梁的內(nèi)力

22、組合AB梁的內(nèi)力組合表5-52AB梁的內(nèi)力組合BC梁的內(nèi)力組合表5-53 BC梁的內(nèi)力組合CD梁的內(nèi)力組合表5-54 CD梁的內(nèi)力組合DE梁的內(nèi)力組合表5-55 DE梁的內(nèi)力組合EF梁的內(nèi)力組合表5-56 EF梁的內(nèi)力組合5. 截面驗(yàn)算表5-57主梁受力6.1. 主梁的截面驗(yàn)算以框架底層的CD梁為例進(jìn)行梁的截面驗(yàn)算，其最不利內(nèi)力組合為：按受彎構(gòu)件計(jì)算，由于選用，,。6.1.1. 強(qiáng)度驗(yàn)算6.1.1.1. 正應(yīng)力由于只考慮單向彎曲，這時(shí)梁的抗彎強(qiáng)度應(yīng)滿足：其中，為塑性發(fā)展系數(shù)，??；為材料抗力分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)鋼取，跨中有最大彎矩，取計(jì)算，滿足。6.1.1.2. 剪應(yīng)力此時(shí)亦只考慮單向受剪，應(yīng)滿足：其中

23、為計(jì)算剪應(yīng)力處以上（或以下）截面對(duì)中和軸x軸的面積矩。對(duì)于梁，其計(jì)算如下：滿足。6.1.2. 局部壓應(yīng)力驗(yàn)算由于主梁上受到次梁的集中力為，局部壓應(yīng)力應(yīng)滿足下列公式：其中，為集中荷載，由于是靜力，不考慮動(dòng)力系數(shù)；為集中荷載放大系數(shù)，??；為集中荷載在腹板計(jì)算高度上邊緣的假定分布長(zhǎng)度，跨中集中荷載：則滿足。6.1.3. 剛度驗(yàn)算對(duì)等截面簡(jiǎn)支梁：而根據(jù)受彎構(gòu)件撓度容許值，主梁或桁架的最大撓度容許值為，。滿足剛度要求。表5-58柱受力6.2. 柱的截面驗(yàn)算以框架底層的D軸柱為例進(jìn)行柱的截面驗(yàn)算，其最不利內(nèi)力組合為：按受彎構(gòu)件計(jì)算，由于選用，與柱子受到的壓力相比，柱子受到的彎矩和理論重量可以忽略不計(jì)。鋼材

24、選用型鋼。6.2.1. 強(qiáng)度驗(yàn)算將柱子視為無(wú)孔洞的軸心受力構(gòu)件，按毛截面強(qiáng)度計(jì)算：強(qiáng)度滿足。6.2.2. 剛度驗(yàn)算查表知，柱子的，軸心受力構(gòu)件地主軸軸、軸的長(zhǎng)細(xì)比和應(yīng)滿足正式要求：剛度滿足。6.2.3. 整體穩(wěn)定驗(yàn)算由剛度驗(yàn)算處知， ，繞軸屈曲時(shí)屬于b類截面，。鋼的，故查附表4.2，按插值法得。滿足整體穩(wěn)定要求。6.2.4. 局部穩(wěn)定驗(yàn)算H型鋼應(yīng)滿足下列要求：翼緣外伸部分：腹板：局部穩(wěn)定亦滿足。6. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)本結(jié)構(gòu)為8度抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)，所有節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)采用等強(qiáng)度節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，全部采用剛接方式。7.1. 次梁與主梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)由于抗震要求較高，次梁與主梁連接采用剛接的方式，連接節(jié)點(diǎn)除傳遞次梁的豎向支反力外，還

25、傳遞次梁的梁端彎矩，由于本結(jié)構(gòu)方案在結(jié)構(gòu)布置時(shí)次梁的布置相對(duì)平均和對(duì)稱，主梁兩側(cè)的次梁梁端彎矩相差較小，主梁受扭很小，故可采用平接形式。下圖為次梁支承在主梁的承托上，采用焊接連接。圖6-1次梁與主梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)現(xiàn)取底層CD主梁上的其中一個(gè)次梁與主梁連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。負(fù)彎矩，支座反力。上下翼緣板強(qiáng)度驗(yàn)算次梁支座負(fù)彎矩分解為上翼緣拉力和下翼緣壓力的力偶為其中為次梁高度。次梁上下翼緣面積相同，則上下翼緣滿足強(qiáng)度要求。次梁頂部連接蓋板的焊縫高度設(shè)計(jì)為，則即故連接蓋板取厚度為，長(zhǎng)度為，取。主梁承托板強(qiáng)度驗(yàn)算次梁的豎向支座反力在承托頂板的作用位置可視為距承托外邊緣處，將支座反力簡(jiǎn)化到承托與主梁腹板焊縫連接處時(shí)

26、，將簡(jiǎn)化為一豎向力和一彎矩。其中，。主梁腹板高度扣除次梁梁高再扣除承托板厚度即為承托板上焊縫的長(zhǎng)度，即取同理，必需滿足即取將遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。彎矩產(chǎn)生的力偶為則正面的直角角焊縫基本計(jì)算公式：得。7.2. 梁與柱的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為了保證將梁端的彎矩和剪力可以有效地傳給柱子，連接節(jié)點(diǎn)采用剛性連接的方式。如圖設(shè)計(jì)為框架H型號(hào)梁與柱全焊接剛性連接，梁翼緣與柱翼緣采用坡口對(duì)接焊縫連接。為了便于梁翼緣處坡口焊縫的施焊和設(shè)置襯板，在梁腹板兩端上、下角處各開(kāi)的半圓孔。取底層D軸柱梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。底層CD梁計(jì)算數(shù)據(jù)為：表6-1底層CD梁計(jì)算數(shù)據(jù)底層DE梁計(jì)算數(shù)據(jù)為：表6-2底層DE梁計(jì)算數(shù)據(jù)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500

27、172003中的第7.4.1條規(guī)定，當(dāng)柱的腹板不設(shè)置橫向加勁肋時(shí)，必須滿足下列要求：在梁的受壓翼緣處，柱腹板厚度應(yīng)同時(shí)滿足：其中、為梁受壓、受拉翼緣的截面面積；、為柱、梁鋼材抗拉（壓）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為在垂直于柱翼緣的集中壓力作用下，柱腹板計(jì)算高度邊緣處壓應(yīng)力的假定分布長(zhǎng)度，即，故局部承壓條件滿足。局部穩(wěn)定條件滿足。梁的受拉翼緣處，柱翼緣板的厚度亦滿足條件。取焊縫高度為，而柱為、梁為，取E50型焊條，其焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。取底層CD梁梁端彎矩，驗(yàn)算。梁端負(fù)彎矩產(chǎn)生一力偶力偶由梁的上翼緣承受拉力，下翼緣承受壓力，焊縫驗(yàn)算如下：當(dāng)焊縫高度為可以滿足需要。受壓翼緣同理計(jì)算。對(duì)于梁腹板的焊縫，亦取進(jìn)行驗(yàn)算。

28、剪力亦滿足。7.3. 柱腳設(shè)計(jì)在此取D軸柱進(jìn)行柱腳設(shè)計(jì)，由內(nèi)力組合知，柱子選用型H型鋼，鋼材選用，焊條為E50型?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15，。底板尺寸圖6-2柱腳立面圖錨栓采用，錨栓孔面積，靴梁厚度取，懸臂，則需要的底板面積為：圖6-3柱腳平面圖最后采用。由于彎矩的存在，基礎(chǔ)面承受的實(shí)際應(yīng)力為：可見(jiàn)，相對(duì)于軸力而言，彎矩影響很小，故此以軸心受壓柱設(shè)計(jì)柱腳，將底板承受的壓應(yīng)力視均勻壓應(yīng)力，取。四邊支承板（區(qū)格）的彎矩為：查表8.6.1，三邊支承板（區(qū)格）的彎矩為：此時(shí)可按懸臂長(zhǎng)為的懸臂板計(jì)算，即懸臂板（區(qū)格）的彎矩為：對(duì)比這三種不同支承板，最大彎矩為：底板厚度為：取底板厚度為。靴梁與柱身間豎向

29、焊縫計(jì)算連接焊縫取，則焊縫長(zhǎng)度為：靴梁高度取。靴梁與底板的焊縫計(jì)算靴梁與底板的焊縫長(zhǎng)度為：所需焊縫尺寸為：選用。靴梁強(qiáng)度計(jì)算靴梁按雙懸臂簡(jiǎn)支梁計(jì)算，懸伸長(zhǎng)部分長(zhǎng)度為。靴梁厚度取。底板傳給靴梁的荷載為：靴梁支座處最大剪力為：靴梁支座處最大彎矩為：靴梁強(qiáng)度：隔板計(jì)算隔板按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，隔板厚度取。底板傳給隔板的荷載：隔板與底板的連接焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算（只胡外側(cè)焊縫）：連接焊縫取，焊縫長(zhǎng)度為。隔板與靴梁的連接焊縫計(jì)算：取。隔板的支座反力為：焊縫長(zhǎng)度為：取隔板高度，取隔板厚度。隔板強(qiáng)度驗(yàn)算： 柱腳與基礎(chǔ)的連接按構(gòu)造要求選用兩個(gè)直徑的錨栓。7. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)8.1. 數(shù)據(jù)處理土層情況如下：層次層厚（m）層底標(biāo)高（m

30、）（地面標(biāo)高±0.00）土體類型土體參數(shù)1.00-1.00雜填土2.50-3.50淤泥質(zhì)土3.00-6.50粉質(zhì)粘土含水率，塑限，液限5.50-12.00粉土孔隙比-中密的中砂由表知，本建筑用地的土體情況不好，而抗震等級(jí)為8級(jí)，故應(yīng)選用樁基礎(chǔ)。又由于底層土體為中砂土質(zhì)，并非堅(jiān)硬的土層，應(yīng)選用摩擦型樁?？梢?jiàn)，承臺(tái)底面在天然地面以下處，從天然地面起往下的土層分布是：雜填土；淤泥質(zhì)土，；粉質(zhì)粘土，；粉土，；樁長(zhǎng)支承在中密的中砂層3米之下，?，F(xiàn)采用截面邊長(zhǎng)為的預(yù)制樁。8.2. 單樁承載力特征值單樁承載力特征值為： 由于是單根柱子下面的樁基，取框架底層的D軸柱為例計(jì)算，則取根。圖7-1樁基設(shè)計(jì)8.3. 初選承臺(tái)尺寸柱距按表4-9“柱的最小中心距”選擇，由于是擠土預(yù)制樁，樁的最小中心距取，并且要考慮柱腳底板尺寸為。承臺(tái)長(zhǎng)邊：承臺(tái)短邊：現(xiàn)取承臺(tái)埋深，承臺(tái)高度，柱頂伸入承臺(tái)，鋼筋保護(hù)層取，則承臺(tái)有效高度為：8.4. 樁基計(jì)算取承臺(tái)及其上土的平均重試1) 樁頂平均豎向力：則，。滿足。