鋼結(jié)構(gòu)辦公樓計(jì)算書

...wd......wd......wd...畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕計(jì)算書〔構(gòu)造局部設(shè)計(jì)〕題目：上饒市某辦公樓專業(yè)：班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：一、工程概況1.1、工程名稱：昌北經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)某公司辦公樓改建設(shè)計(jì)1.2、建筑地點(diǎn)：南昌市昌北經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)1.3、建筑規(guī)模1)建筑總面積：5810m22)建筑層數(shù)：全樓六層，不上人屋面3)構(gòu)造形式：全鋼框架構(gòu)造4)層高一層4.5m，頂層4.5m，其余樓層3.3m5)樓梯：現(xiàn)澆混凝土樓梯6)屋面、樓面：壓型鋼板上澆筑鋼筋混凝土板1.4、建筑功能六層，立面設(shè)計(jì)要表達(dá)現(xiàn)代化建筑風(fēng)格，色彩簡潔明快。局部辦公室可考慮開廠式或大開間，2層以上每層設(shè)會議室1間，頂層另設(shè)大會議室，廁所盥洗室應(yīng)滿足內(nèi)部使用要求，門廳、走廊，樓梯等根據(jù)需要設(shè)計(jì)。1.5、建筑技術(shù)條件〔一〕氣象條件1)常年主導(dǎo)風(fēng)向：西北風(fēng)2)夏季主導(dǎo)風(fēng)向：西南風(fēng)3)平均風(fēng)速：夏季3.1m/s,冬季4m/s4)根本風(fēng)壓：Wo=0.45KN/m25)根本雪壓：So=0.45KN/m26)最高氣溫：40.6℃ 最低氣溫:-9.3℃7)最冷月平均溫度：4.5℃(1—2月)8)最熱月平均溫度：29.7℃(7—9月)9)最大降雨量：50.4mm/小時(shí)月最大降雨量：184.3mm(4—6月)〔二〕工程地質(zhì)條件1)天然地面以下4.5M厚為粉質(zhì)粘土,地基承載力特征值為180KN/M2,粉質(zhì)粘土以下為1M厚為中砂層,地基承載力特征值為15OKN/M2，中砂層以下為礫砂層,地基承載力特征值為240KN/M2.2)地下水位：天然地面以下1.8m處3)地震設(shè)防烈度:6度〔三〕施工條件1〕施工單位：南昌市某建筑公司2〕施工人員：各工種工人數(shù)均不受限制，但要求不分工種勞動力,不均衡系數(shù)K<1.63〕材料供給：各種材料均可保證供給鋼種Q235,16Mn鋼〔Q345〕;焊條E43，E50;鋼筋HPB235-HRB400水泥32.5-42.5級普通硅酸鹽水泥；機(jī)制磚Mu75,Mu104〕機(jī)械設(shè)備：除大吊裝機(jī)械外，施工單位均能解決5〕施工用水、電：由建設(shè)單位保證供給，路邊即有水源、電源7〕施工道路：E級公路8〕施工工期：八個(gè)月1.6、構(gòu)造設(shè)計(jì)依據(jù)《房屋建筑學(xué)》教材，建筑設(shè)計(jì)資料集1、2、3冊，05ZJ中南建筑圖集③合訂本，《鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，其他有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及總圖，建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)GB50009-2001，建筑地基根基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50007-2002，構(gòu)造力學(xué)〔上、下冊〕，多層與高層建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)，現(xiàn)用建筑施工教材，建筑施工手冊—〔上、中冊〕，中國建筑工業(yè)出版社，建筑工程預(yù)算定額〔省標(biāo)〕，勞動定額手冊。二、構(gòu)造選型本工程為對稱布置的純鋼框架辦公樓，構(gòu)造平面布置如下：框架6層，梁橫向三跨，跨度為9m、2.4m、6m〔除圓弧上有一柱，見布置圖〕；縱向10榀橫向框架，柱距有6m、8m兩種。圖1為構(gòu)造平面布置圖。圖1、構(gòu)造平面布置圖初定梁柱截面尺寸:主梁：因有多種不同的跨度，為節(jié)省鋼材初選HN600×170×16×13、HN500×150×12×12、HN400×150×12×12、HN350×150×12×12、HN320×140×12×10次梁：初選HN320×140×12×10柱:(底層柱高)h=(1～1.5)b因柱距不同，及建筑功能，初選為箱形500×500×20×20、箱型400×400×20×20、箱型300×300×14×14、圓管400×50截面特性：截面面積A(mm2)慣性矩Ix(mm4)單位重量KN/mix(cm)HN600×170×16×1313604632969958.71.0611215.7HN350×150×12×1275121375087760.5859117.68HN320×140×12×10640094293333.30.4922121.38箱500×500×20×203840014771200002.995196.13箱400×400×20×2030400733653333.52.3711155.35三、框架構(gòu)造計(jì)算簡圖3.1、計(jì)算單元：KJ-⑧3.2、計(jì)算簡圖假定框架與根基固定，且嵌固于根基頂面.框架梁與柱節(jié)點(diǎn)剛結(jié).由于各層柱的截面尺寸不變，則梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離，底層柱高從根基頂面算至二樓板底，基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件暫定-1.0m，二樓樓面板底標(biāo)高為+4.500m，故底層柱高為5.50m，中間層柱高為層高，均為3.3m，頂層為4.5m?？蚣苡?jì)算簡圖如下：圖2、計(jì)算簡圖3.3、構(gòu)件相對線剛度計(jì)算其中在求梁截面慣性矩時(shí)考慮到樓板對梁慣性矩增強(qiáng)作用，取中跨=1.5，〔為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩〕：梁 =柱=令=1，則、第一層B、C柱=D、E柱=第二至四層B、C柱=D、E柱= 框架梁住相對線剛度如以下列圖所示，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)圖3、框架相對線剛度圖四、各種荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算4.1、恒載計(jì)算1、屋面框架永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值3mm厚橡膠改性瀝青防水涂層10×0.03=0.3KN/m220mm〔最薄處〕厚1：8水泥珍珠巖找坡：0.02×15=0.30KN/m220厚水泥砂漿找平0.02×20=0.40KN/m2100mm厚現(xiàn)澆混凝土板0.1×25=2.5KN/m2壓型鋼板YX-75-200-600〔Ⅰ〕0.16KN/m2壓型鋼板波谷中的混凝土25×0.5×0.075=0.94KN/m2鋁合金龍骨吊頂0.2KN/m2小計(jì)：4.53KN/m22、樓面框架永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值20mm厚大理石板28×0.2=0.56kN/m220mm厚1：4干硬性水泥砂漿0.02×20=0.40KN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.1×25=2.5KN/m2壓型鋼板YX-75-200-600〔Ⅰ〕0.16KN/m2壓型鋼板波谷中的混凝土25×0.5×0.075=0.94KN/m2鋁合金龍骨吊頂0.2KN/m2小計(jì)：4.76KN/m23、墻體永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值全墻自重200厚加氣混凝土砌塊5.5~7.5KN/m3墻兩面抹灰小計(jì)：綜合取7.5KN/m有窗墻自重200厚加氣混凝土砌塊加抹灰7.5×0.2×6×2.8=25.2KN鋼窗自重0.31×1.8×3=1.67KN鋼窗所占墻體重量7.5×0.2×3×1.8=8.1KN小計(jì)：/6=3.2KN/m女兒墻：7.5×0.2×1.2=1.8KN/m玻璃幕墻：1.8KN/m4、梁柱自重HN600×170×16×13：1.0611KN/m350×150×12×12：0.5859KN/m箱500×500×20×20：2.995KN/m箱400×400×20×202.3711KN/m4.2、恒載傳導(dǎo)計(jì)算4.2.1梁間線荷載計(jì)算A、1、屋面框架BC梁上的線荷載主梁自重：1.0611KN/m三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.5×4.53×2=8.494KN/m小計(jì)：9.6KN/m2、屋面框架CD梁上的線荷載主梁自重：0.4992KN/m三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.2×4.53×2=6.8KN/m小計(jì)：7.3KN/m3、屋面框架DE梁上的線荷載主梁自重：0.5859KN/m三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.5×4.53×2=8.494KN/m小計(jì)：9.08KN/mB.1、樓面框架BC梁上的線荷載主梁自重：1.0611KN/m墻體自重4.2KN/m三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.5×4.76×2=8.925KN/m小計(jì)：14.18KN/m2、樓面框架CD梁上的線荷載主梁自重：0.4992KN/m三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.2×4.76×2=7.14KN/m小計(jì)：7.64KN/m3、樓面框架DE梁上的線荷載主梁自重：1.0611KN/m墻體自重4.2KN/m三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.5×4.76×2=8.925KN/m小計(jì)：13.7KN/m4.2.2、梁間集中荷載計(jì)算A、1、屋面框架BC梁上集中荷載次梁自重引起：0.4992×6=3KN次梁承受樓板荷載引起：6×3×4.53×〔1-2×0.252+0.253〕=72.6KN小計(jì)：75.6KN2、屋面框架DE梁上的集中荷載次梁自重引起：0.4992×6=3KN次梁承受樓板荷載引起：6×3×4.53×〔1-2×0.252+0.253〕=72.6KN小計(jì)：75.6KNB.1、樓面框架BC梁上的集中荷載次梁自重引起：0.4992×6=3KN次梁承受樓板荷載引起：6×3×4.76×〔1-2×0.252+0.253〕=76.3KN小計(jì)：79.3KN2、樓面框架DE梁上集中荷載次梁自重引起：0.4992×6=3KN次梁承受樓板荷載引起：6×3×4.76×〔1-2×0.252+0.253〕=76.3KN小計(jì)：79.3KN4.2.3柱間荷載計(jì)算A、1、屋面框架B柱集中荷載1.2m女兒墻自重：1.8×6=10.8KN邊柱連系梁自重：0.4492×6=3KN屋面板傳來荷載：6×1.5×4.53×〔1-2×0.252+0.253〕=36KN小計(jì)：49.8KN偏心彎矩M49.8×0.15=7.47KN.m2、屋面框架C柱集中荷載中柱連系梁自重：0.4492×6=3KN屋面板傳來荷載：6×1.5×4.53×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×4.53×〔1-2×0.22+0.23〕=66.26KN小計(jì)：69.26KN偏心彎矩M69.26×0.15=10.4KN.m3、屋面框架D柱集中荷載中柱連系梁自重：0.4492×6=3KN屋面板傳來荷載：6×1.5×4.53×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×4.53×〔1-2×0.22+0.23〕=66.26KN小計(jì)：69.26KN偏心彎矩M69.26×0.1=6.92KN.m4、屋面框架E柱集中荷載1.2m女兒墻自重：1.8×6=10.8KN邊柱連系梁自重：0.4492×6=3KN屋面板傳來荷載：6×1.5×4.53×〔1-2×0.252+0.253〕=36KN小計(jì)：49.8KN偏心彎矩M49.8×0.1=4.98KN.mB、1、樓面框架B柱集中荷載墻體自重：3.2×6=19.2KN邊柱連系梁自重：0.4492×6=3KN樓面板傳來荷載：6×1.5×4.76×〔1-2×0.252+0.253〕=37.8KN小計(jì)：60KN偏心彎矩M60×0.15=9KN.m2、屋面框架C柱集中荷載中柱連系梁自重：0.4492×6=3KN墻體自重：4.2×6=25.2KN屋面板傳來荷載：6×1.5×4.76×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×4.76×〔1-2×0.22+0.23〕=69.65KN小計(jì)：97.85KN偏心彎矩M97.85×0.15=14.68KN.m3、屋面框架D柱集中荷載中柱連系梁自重：0.4492×6=3KN墻體自重：4.2×6=25.2KN屋面板傳來荷載：6×1.5×4.76×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×4.76×〔1-2×0.22+0.23〕=69.65KN小計(jì)：97.85KN偏心彎矩M97.85×0.1=9.78KN.m4、樓面框架E柱集中荷載墻體自重：3.2×6=19.2KN邊柱連系梁自重：0.4492×6=3KN樓面板傳來荷載：6×1.5×4.76×〔1-2×0.252+0.253〕=37.8KN小計(jì)：60KN偏心彎矩M60×0.1=6KN.m4.3、活荷載計(jì)算4.3.1、活載取值樓面均布活載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5KN/m2，走廊為2.5KN/m2,不上人屋面為0.5KN/m2〔根本雪壓：So=0.45KN/m2〕4.3.2、框架梁間線荷載A、1、樓面框架BC梁上的線荷載三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.5×2.5×2=4.69KN/m2、樓面框架CD梁上的線荷載三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.2×2.5×2=3.75KN/m3、樓面框架DE梁上的線荷載三角形荷載等效均布荷載：0.875×1.5×2.5×2=4.69KN/mB.1、屋面框架BC梁上的線荷載三角形荷載等效均布荷載：0.2×4.69=0.94KN/m2、樓面框架CD梁上的線荷載三角形荷載等效均布荷載：0.2×3.75=0.75KN/m3、樓面框架DE梁上的線荷載三角形荷載等效均布荷載：0.2×4.69=0.94KN/m4.3.3、框架梁間集中荷載A、1、樓面框架BC梁上的集中荷載樓面板傳來荷載：6×3×2.5×〔1-2×0.252+0.253〕=40.08KN2、樓面框架DE梁上的集中荷載樓面板傳來荷載：6×3×2.5×〔1-2×0.252+0.253〕=40.08KNB、1、屋面框架BC梁上的集中荷載屋面板傳來荷載：6×3×0.5×〔1-2×0.252+0.253〕=8.02KN2、屋面框架DE梁上的集中荷載屋面板傳來荷載：6×3×0.5×〔1-2×0.252+0.253〕=8.02KN4.3.4、框架柱間集中荷載A、1、樓面框架B柱集中荷載樓面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×2.5×〔1-2×0.252+0.253〕=20.04KN偏心彎矩M20.04×0.15=3KN.m2、樓面框架C柱集中荷載樓面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×2.5×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×2.5×〔1-2×0.22+0.23〕=36.74KN偏心彎矩M36.74×0.15=5.51KN.m3、樓面框架D柱集中荷載樓面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×2.5×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×2.5×〔1-2×0.22+0.23〕=36.74KN偏心彎矩M36.74×0.1=3.67KN.m4、樓面框架E柱集中荷載樓面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×2.5×〔1-2×0.252+0.253〕=20.04KN偏心彎矩M20.04×0.15=3KN.mB、1、屋面框架B柱集中荷載屋面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×0.5×〔1-2×0.252+0.253〕=4.01KN偏心彎矩M20.04×0.15=3KN.m2、屋面框架C柱集中荷載屋面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×0.5×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×0.5×〔1-2×0.22+0.23〕=3.75KN偏心彎矩M5.51×0.2=1.1KN.m3、屋面框架D柱集中荷載屋面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×0.5×〔1-2×0.252+0.253〕+6×1.2×0.5×〔1-2×0.22+0.23〕=3.75KN偏心彎矩M3.67×0.2=0.73KN.m4、屋面框架E柱集中荷載屋面?zhèn)鱽砑泻奢d6×1.5×0.5×〔1-2×0.252+0.253〕=4.01KN偏心彎矩M0.6KN.m4.4、恒載計(jì)算簡圖圖4、恒載計(jì)算簡圖4.4、活載計(jì)算簡圖圖5、活載計(jì)算簡圖4.6、風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為：，其中為風(fēng)振系數(shù)，由于本建筑高度H=22.2m<30.00m，可以?。粚τ诰匦纹矫?，風(fēng)荷載體系數(shù)；風(fēng)壓高度系數(shù)可按C類地面粗糙度查標(biāo)準(zhǔn)；由設(shè)計(jì)資料可知。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)算過程如下表，表中z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積。風(fēng)荷載計(jì)算表層數(shù)Z(m)w0A(m2)PWk(KN)61.01.34.50.740.4520.710.751.01.37.80.740.4523.41141.01.311.10.740.4519.88.5731.01.314.40.740.4519.8.8.5721.01.317.70.8040.4519.88.5711.01.322.20.880.4524.910.78五、內(nèi)力計(jì)算為簡化計(jì)算，考慮如下幾種單獨(dú)受荷情況：1〕恒載作用；2〕活荷載滿布；3〕風(fēng)荷載〔從左向右吹，或從右向左吹〕；對于恒載、活載情況，框架在豎向荷載作用下，采用迭代法計(jì)算。對于風(fēng)荷載情況，框架在水平荷載作用下，采用D值法計(jì)算。在內(nèi)力分析前，還應(yīng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)各桿的彎矩分配系數(shù)及在豎向荷載作用下各桿端的固端彎矩。5.1風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算：框架在風(fēng)荷載作用下〔以左向右吹〕的內(nèi)力用D值法進(jìn)展計(jì)算。圖6、風(fēng)荷載計(jì)算簡圖〔KN〕D值法計(jì)算的步驟為：1、求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值2、求各柱反彎點(diǎn)高度y3、求各柱桿端彎矩及梁端彎矩層數(shù)層剪力〔KN〕BCDE∑DBCDE610.70.30.260.440.360.490.1920.090.93.094.282.261.075110.360.690.40.371.713.094.442.381.0948.57同上2.413.461.850.8538.57同上同上28.57同上同上110.870.410.370.610.420.670.210.270.161.163.443.901.951.49表1、層剪力分配①：計(jì)算各柱的D值，各層所有D值之和及每根柱分配到的剪力②：確定各柱反彎點(diǎn)高度系數(shù)yn：為總層數(shù)；j：為所在層；k：為梁柱線剛度比yo：標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比〔由n、j、k查表可得〕α1：上下梁剛度變化時(shí)的剛度比α2=上層層高/所計(jì)算層層高α3=下層層高/本層層高由α1、α2、α3可查得y1、y2、y3反彎點(diǎn),并將計(jì)算結(jié)果列于表2：層數(shù)BCDE6n=6,j=6k=0.3,α1=1yo=0.1y1=0,y=0.1n=6,j=6k=0.44,α1=1yo=0.24y1=0,y=0.24n=6,j=6k=0.49,α1=1yo=0.29y1=0,y=0.29n=6,j=6k=0.2,α1=1yo=0y1=0,y=05n=6,j=5k=0.24,α1=1α2=1.36,α3=1yo=0.22,y1=0y2=0.05,y3=0y=0.27n=6,j=5k=0.36,α1=1α2=1.36,α3=1yo=0.28,y1=0y2=0.05,y3=0y=0.32n=6,j=5k=0.4,α1=1α2=1.36,α3=1yo=0.35,y1=0y2=0.05,y3=0y=0.4n=6,j=5k=0.17,α1=1α2=1.36,α3=1yo=0.17,y1=0y2=0.05,y3=0y=0.224n=6,j=4k=0.24,α1=1α2=1,α3=1yo=0.32,y1=0y2=0,y3=0y=0.32n=6,j=4k=0.36,α1=1α2=1,α3=1yo=0.35,y1=0y2=0,y3=0y=0.35n=6,j=4k=0.4,α1=1α2=1,α3=1yo=0.35,y1=0y2=0,y3=0y=0.35n=6,j=4k=0.17,α1=1α2=1,α3=1yo=0.26,y1=0y2=0,y3=0y=0.263n=6,j=3k=0.24,α1=1α2=1,α3=1yo=0.4,y1=0y2=0,y3=0y=0.4n=6,j=3k=0.36,α1=1α2=1,α3=1yo=0.43,y1=0y2=0,y3=0y=0.43n=6,j=3k=0.4,α1=1α2=1,α3=1yo=0.45,y1=0y2=0,y3=0y=0.45n=6,j=3k=0.17,α1=1α2=1,α3=1yo=0.4,y1=0y2=0,y3=0y=0.42n=6,j=2k=0.24,α1=1α2=1,α3=1yo=0.57,y1=0y2=0,y3=0y=0.57n=6,j=2k=0.36,α1=1α2=1,α3=1yo=0.5,y1=0y2=0,y3=0y=0.5n=6,j=2k=0.4,α1=1α2=1,α3=1yo=0.5,y1=0y2=0,y3=0y=0.5n=6,j=2k=0.17,α1=1α2=1,α3=1yo=0.62,y1=0y2=0,y3=0y=0.621n=6,j=1k=0.37,α1=1α2=1,α3=1.67yo=0.82,y1=0y2=0,y3=-0.12y=0.7n=6,j=1k=0.42,α1=1α2=1,α3=1.67yo=0.71,y1=0y2=0,y3=-0.12y=0.59n=6,j=1k=0.67,α1=1α2=1,α3=1yo=0.7,y1=0y2=0,y3=-0.12y=0.58n=6,j=1k=0.16,α1=1α2=1,α3=1yo=1.05,y1=0y2=0,y3=-0.12y=0.93表2、D值法計(jì)算反彎點(diǎn)③：求各柱桿端彎矩及梁端彎矩根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置yh計(jì)算i層第j個(gè)柱端彎矩上端彎矩：Mtij=Vijh〔1-y〕下端彎矩：Mbij=Vijhy由柱端彎矩，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁端彎矩對于邊跨梁端彎矩：Mbi=Mtij+Mbi+1，j對于中跨，由于梁端彎矩與梁的線剛度成正比，因此：Mlbi=〔Mtij+Mbi+1，j〕Mrbi=〔Mtij+Mbi+1，j〕再根據(jù)力平衡原理，由梁端彎矩和作用在該梁上的豎向荷載，求出梁跨中彎矩和剪力。經(jīng)計(jì)算，其內(nèi)力如圖7、圖8、圖9所示：圖7、風(fēng)荷載作用下彎矩圖圖8、風(fēng)荷載作用下剪力圖圖9、風(fēng)荷載作用下軸力圖5.2、恒載標(biāo)準(zhǔn)值作用下內(nèi)力計(jì)算采用迭代法：１、不平衡彎矩計(jì)算〔見圖10〕２、計(jì)算分配系數(shù) 1〕第一層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：2)第二至四層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：3)第五層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：４)第六層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：圖10、恒載迭代法彎矩分配圖圖11、恒載作用下彎矩圖圖12、恒載作用下剪力圖圖13、恒載作用下軸力圖5.3、活載標(biāo)準(zhǔn)值作用下內(nèi)力計(jì)算根據(jù)《高鋼規(guī)》的規(guī)定，高層建筑可不考慮活荷載的不利布置，可以滿布?；钶d滿跨布置時(shí)的內(nèi)力采用迭代法計(jì)算分配系數(shù) 〔同恒載計(jì)算分配系數(shù)〕1〕第一層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：2)第二至四層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：3)第五層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：４)第六層Ｂ節(jié)點(diǎn)：Ｃ節(jié)點(diǎn)：Ｄ節(jié)點(diǎn)：Ｅ節(jié)點(diǎn)：圖14、活載迭代法彎矩分配圖圖15、活載作用下彎矩圖圖16、活載作用下剪力圖圖17、活載作用下軸力圖六、框架內(nèi)力組合各種荷載情況下的框架內(nèi)力求得后，根據(jù)《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50009-2001〕按最不利且可能的原則進(jìn)展內(nèi)力組合。當(dāng)考慮構(gòu)造塑性內(nèi)力重分布的有利影響時(shí)，應(yīng)在內(nèi)力組合之前對豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)展調(diào)幅。根據(jù)最不利而又可能的原則進(jìn)展內(nèi)力組合，進(jìn)展承載力計(jì)算：1〕恒載標(biāo)準(zhǔn)1.2+屋面活載1.42〕恒載標(biāo)準(zhǔn)值1.2+0.9〔活載標(biāo)準(zhǔn)值+風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值〕1.43〕恒載標(biāo)準(zhǔn)值1.2+活載標(biāo)準(zhǔn)值1.40.7+風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值1.40.6符號規(guī)定：梁：彎矩下側(cè)受拉為“+〞反之為“-〞剪力以繞桿端順時(shí)針為“+〞柱：彎矩M：以柱右側(cè)受拉為“+〞剪力方向與梁規(guī)定一樣軸力N：以柱受壓為“+〞受拉為“-〞本設(shè)計(jì)采用excel進(jìn)展組合，將所計(jì)算的框架構(gòu)件內(nèi)力全部輸入excel，再編制公式進(jìn)展組合，詳見excel組合表。七、截面驗(yàn)算和節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)7.1、BC、DE梁截面驗(yàn)算針對所選框架，通過內(nèi)力組合表選取最不利內(nèi)力組合進(jìn)展截面驗(yàn)算：〔1〕鋼梁HN600×170×16×13，材料為Q345局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，，可不驗(yàn)算局部穩(wěn)定強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算需要考慮的是正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力、折算應(yīng)力等幾個(gè)方面，但是考慮到滿足鋼構(gòu)造構(gòu)造要求，只需要進(jìn)展前兩個(gè)方面的驗(yàn)算。通過excel內(nèi)力組合表，選取最不利內(nèi)力為最大正應(yīng)力最大剪應(yīng)力折算應(yīng)力：驗(yàn)算腹板與翼緣交界處點(diǎn)A剛度驗(yàn)算主梁鋼結(jié)于柱上，然而柱受力產(chǎn)生變形，進(jìn)而影響主梁撓度變化，故此處按簡支梁簡化計(jì)算主梁撓度。集中荷載作用：均布荷載作用：w=，滿足要求。整體穩(wěn)定驗(yàn)算次梁在主梁之間作為主梁的側(cè)向支撐，故不須進(jìn)展整體穩(wěn)定驗(yàn)算?！?〕鋼梁HN350×150×12×12，材料為Q345局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，，可不驗(yàn)算局部穩(wěn)定強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算需要考慮的是正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力、折算應(yīng)力等幾個(gè)方面，但是考慮到滿足鋼構(gòu)造構(gòu)造要求，只需要進(jìn)展前兩個(gè)方面的驗(yàn)算。通過excel內(nèi)力組合表，選取最不利內(nèi)力為最大正應(yīng)力最大剪應(yīng)力折算應(yīng)力：驗(yàn)算腹板與翼緣交界處點(diǎn)A剛度驗(yàn)算主梁鋼結(jié)于柱上，然而柱受力產(chǎn)生變形，進(jìn)而影響主梁撓度變化，故此處按簡支梁簡化計(jì)算主梁撓度。集中荷載作用：均布荷載作用：w=，滿足要求。整體穩(wěn)定驗(yàn)算次梁在主梁之間作為主梁的側(cè)向支撐，故不須進(jìn)展整體穩(wěn)定驗(yàn)算。7.2、鋼柱驗(yàn)算針對所選框架，通過內(nèi)力組合表選取最不利內(nèi)力組合進(jìn)展截面驗(yàn)算：〔1〕鋼梁：箱型500×500×20×20強(qiáng)度驗(yàn)算〔單向壓彎〕剛度驗(yàn)算柱剛度由長細(xì)比控制；底層柱與根基剛接，則查得彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定因?yàn)閷捄癖刃∮?0，對x，y軸屈曲時(shí)均屬c類截面〔C類截面〕，故查表得則有：。彎矩作用平面外整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定驗(yàn)算(1)受壓翼緣，滿足要求;(2〕腹板組合Ⅰ：腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力為：腹板計(jì)算高度邊緣的另一側(cè)相應(yīng)的壓應(yīng)力為：應(yīng)力梯度：腹板計(jì)算高度h0與其厚度t的容許比值為：組合Ⅱ：腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力為：腹板計(jì)算高度邊緣的另一側(cè)相應(yīng)的壓應(yīng)力為：應(yīng)力梯度：腹板計(jì)算高度h0與其厚度t的容許比值為：實(shí)際比值，滿足；因此此的局部穩(wěn)定性滿足〔2〕鋼梁：箱型400×400×20×20強(qiáng)度驗(yàn)算〔單向壓彎〕剛度驗(yàn)算柱剛度由長細(xì)比控制；底層柱與根基剛接，則查得彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定因?yàn)閷捄癖刃∮?0，對x，y軸屈曲時(shí)均屬c類截面〔C類截面〕，故查表得則有：。彎矩作用平面外整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定驗(yàn)算(1)受壓翼緣，滿足要求;(2〕腹板組合Ⅰ：腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力為：腹板計(jì)算高度邊緣的另一側(cè)相應(yīng)的壓應(yīng)力為：應(yīng)力梯度：腹板計(jì)算高度h0與其厚度t的容許比值為：組合Ⅱ：腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力為：腹板計(jì)算高度邊緣的另一側(cè)相應(yīng)的壓應(yīng)力為：應(yīng)力梯度：腹板計(jì)算高度h0與其厚度t的容許比值為：實(shí)際比值，滿足；因此此的局部穩(wěn)定性滿足7.3、節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)1、主梁與柱栓焊連接設(shè)計(jì)主梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)采用同一節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，因?yàn)橹髁鹤笥医孛娴目刂苾?nèi)力相差不大，且右截面控制內(nèi)力較大，選取梁右截面的控制內(nèi)力。控制內(nèi)力1)計(jì)算指標(biāo)高強(qiáng)螺栓采用10.9級M20，連接為摩擦型，孔徑d0=22mm,摩擦面做噴砂處理，摩擦面抗滑移系數(shù)螺栓預(yù)拉應(yīng)力為；翼緣鋼材腹板鋼材焊縫：焊條為E50系列，手工焊，對接焊縫角焊縫2)螺栓布置及計(jì)算〔1)按螺栓布置要求:圖18、梁柱節(jié)點(diǎn)連接圖〔2〕判斷是否需要雙排螺栓翼緣的塑性截面模量：梁全截面塑性截面模量：，梁腹板與柱的連接不可采用單排，必須用多排。〔3)一個(gè)高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值根據(jù)剪力確定螺栓數(shù)目，據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)歷，設(shè)每排螺栓4個(gè)，應(yīng)設(shè)3排，共12個(gè)。螺栓栓距a=80mm，線距a1=165mm。節(jié)點(diǎn)示意圖如圖3)節(jié)點(diǎn)彈性設(shè)計(jì)計(jì)算梁腹板凈慣性矩〔扣除焊蜂通過孔高上下各35mm〕為：梁翼緣慣性矩為：式中Ib0為焊縫通過孔慣性矩。則腹板分擔(dān)的彎矩：單個(gè)螺栓承受的剪力為：螺栓承受的扭矩為：近似認(rèn)為在T作用下受力最大螺栓承受的剪力：滿足要求。4)連接板厚度確實(shí)定及強(qiáng)度驗(yàn)算〔采用雙面連接板〕〔1)連接板厚度確實(shí)定：連接板凈截面與梁腹板凈截面相等計(jì)算t：式中h1、h2分別為腹板、連接板的高度；nw為單排螺栓數(shù)。根據(jù)螺栓間距最大要求確定連接板厚度t:根據(jù)支承板的寬度bs,求連接板的厚度t:綜合以上數(shù)值，并考慮腹板彎矩去連接板的厚度，則t=12mm，雙面板?！?)驗(yàn)算連接板的強(qiáng)度：驗(yàn)算連接板的抗剪強(qiáng)度：螺栓連接處的連接板凈截面面積：，滿足要求。驗(yàn)算連接板在Mw0作用下的抗彎強(qiáng)度：螺栓連接處的連接板凈截面模量〔近似〕：，滿足要求。連接板在、作用下的折算應(yīng)力：滿足要求。5)連接板與柱翼緣相連的雙面角焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算：〔1〕焊腳尺寸確實(shí)定按構(gòu)造要求，求hf:焊腳尺寸hf取?！?〕焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算〔按彎剪計(jì)算〕6)節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算：〔1〕節(jié)點(diǎn)域的柱腹板厚度驗(yàn)算：滿足要求?！?〕節(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：節(jié)點(diǎn)域的屈服承載力應(yīng)符合下式：〔其中，Mb1,Mb2分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁全塑性受彎承載力，,；Vp為節(jié)點(diǎn)域體積，分別是梁翼緣厚度中點(diǎn)間的距離和柱翼緣厚度中點(diǎn)間的距離，為柱在節(jié)點(diǎn)域的腹板厚度?！碀M足要求。7.4