鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)-某三層鋼結(jié)構(gòu)百貨大樓設(shè)計(jì)(全套建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、計(jì)算書(shū))
鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)-某三層鋼結(jié)構(gòu)百貨大樓設(shè)計(jì)(全套建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、計(jì)算書(shū)),鋼結(jié)構(gòu)廠房,畢業(yè)設(shè)計(jì),三層,鋼結(jié)構(gòu),百貨大樓,設(shè)計(jì),全套,建筑,結(jié)構(gòu)圖,計(jì)算
1、 建筑設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)依據(jù)(1)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)某三層商場(chǎng)設(shè)計(jì)(方案一)(2)辦公樓建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(3)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(4)民用建筑設(shè)計(jì)通則(5)房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) (6)實(shí)用建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)(7)房屋建筑學(xué)(8)建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)資料集1.2工程概況 :1.2.1工程名稱 哈爾濱市阿城區(qū)某三層百貨大樓1.2.2工程位置哈爾濱市阿城區(qū)1.2.3工程總面積 2820m2,主體3層,高15m,一層層高5.1m,二至三層層高4.5m。1.2.4結(jié)構(gòu)形式 鋼框架。1.2.5用地概況 整個(gè)場(chǎng)地四周為城市道路,地形平坦。1.3 建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.3.1設(shè)計(jì)特點(diǎn)(1)平面設(shè)計(jì)主要房間是各類建筑的主要部分,是供人們購(gòu)物的必要空間,由于建筑物的類別不同,使用功能不同,對(duì)主要房間的設(shè)計(jì)也不同。但主要房間設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素仍然是一致的,即要求有適宜的尺寸,足夠的使用面積,適用的形狀,良好的采光和通風(fēng)條件,方便的內(nèi)外交通聯(lián)系,合理的結(jié)構(gòu)布置和便于施工等。因此,本建筑的柱網(wǎng)橫向尺寸6.6m,縱向尺寸6.6m(2)立面設(shè)計(jì)立面設(shè)計(jì)力求達(dá)到主體造型與城市環(huán)境相協(xié)調(diào),充分體現(xiàn)商場(chǎng)建筑的風(fēng)格特點(diǎn),主要采用灰白色外墻涂料,以體現(xiàn)商場(chǎng)的莊重感。為了滿足采光和美觀要求,設(shè)置了大面積的玻璃窗。2.1 構(gòu)造做法2.1.1屋面做法40厚C15細(xì)石混凝土保護(hù)層 SBC120防水卷材20厚水泥砂漿找平層100厚擠塑苯板雙層保溫1:8水泥膨脹珍珠巖找坡3%最薄處40厚 20厚1:2.5水泥砂漿找平層現(xiàn)澆鋼筋混凝土板1厚壓型鋼板2.1.2樓面做法20厚磨光花崗巖面層 40厚1:2.5水泥砂漿找平層 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 1厚壓型鋼板 2.1.3外墻面做法白色涂料標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格布抹面膠漿4厚加強(qiáng)網(wǎng)格布抹面膠漿6厚100厚聚苯板用錨栓錨固在陶粒砌塊墻上粘結(jié)膠漿2.1.4內(nèi)墻面做法水泥砂漿抹面白色內(nèi)墻涂料20厚水泥砂漿200厚陶粒砌塊粘結(jié)膠漿2.1.5散水做法100mm厚1:2:3細(xì)實(shí)混凝土撒1:1水泥沙子壓實(shí)抹光150mm厚3:7灰土素土夯實(shí)向外坡度52.2 門(mén)窗門(mén)選用標(biāo)準(zhǔn)圖集中的門(mén),窗選用鋁合金窗。2.3 工程采用的標(biāo)準(zhǔn)圖(1)DBJT14-2建筑做法說(shuō)明(2)L96J401樓梯配件(3)L03J602鋁合金門(mén)窗(4)L92J601木門(mén)2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1工程概況本工程為哈爾濱市阿城區(qū)某三層小型商場(chǎng),鋼框架結(jié)構(gòu),一層層高5.55m,二至三層層高4.5m,(底層高度由基礎(chǔ)梁頂面算至一層樓板頂面,基礎(chǔ)頂面標(biāo)高暫時(shí)按照室外地坪算0.45m,場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件等確定)。2.2 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及梁柱線剛度2.2.1 確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示2.2.2 框架梁柱線剛度的計(jì)算 對(duì)于中框架梁取 左邊跨梁: 2.3荷載計(jì)算2.3.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1)屋面1厚壓型鋼板 0.19kN/m2115厚C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.1525=2.75kN/m220厚水泥砂漿找平層 0.0220=0.4kN/m21:8水泥膨脹珍珠巖找坡3%最薄處40厚 =1.225kN/m2100厚苯板保溫 0.10.5=0.05kN/m220厚水泥砂漿找平層 0.0220=0.4kN/m2SBC120卷材防水 0.01 kN/m240厚C15防水細(xì)石混凝土 0.0425=1.00kN/m2吊頂及吊掛荷載 0.3kN/m2合計(jì) 6.325kN/m2(2)樓面20厚磨光花崗巖面層 0.0228=0.56kN/m240厚1:2.5水泥砂漿找平層 0.0420=0.8kN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.125=2.5kN/m21厚壓型鋼板 0.19 kN/m2 吊頂及吊掛荷載 0.3kN/m2 合計(jì) 4.35kN/m2(3)外墻自重300厚陶粒混凝土砌塊 0.35=1.5kN/m2100厚苯板 0.118=1.8kN/m220厚水泥砂漿 0.02202=0.8kN/m2防水涂料 0.05kN/m2 合計(jì) 2.55kN/m2女兒墻自重 1.820.9=1.64kN/m(4)內(nèi)墻自重200厚加氣混凝土砌塊 0.25=1kN/m20厚水泥砂漿找平層 0.02202=0.8kN/m白色內(nèi)墻涂料 0.02kN/m合計(jì) 1.82kN/m2.3.2 活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1) 屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 根據(jù)荷載規(guī)范查得:不上人屋面: 樓面: 樓梯: (2)風(fēng)荷載:基本風(fēng)壓w=0.55kN/m2(3)雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Sk=1.00.35 =0.3kN/m2;準(zhǔn)永久分區(qū):。雪荷載不與活荷載同時(shí)組合,取其中的最不利組合,由于本工程雪荷載較小,荷載組合時(shí)直接取活荷載進(jìn)行組合,而不考慮與雪荷載的組合2.3.3豎向荷載計(jì)算豎向荷載下框架受荷總圖 2.3 豎向荷載下框架受荷總圖(1)AB 軸間框架梁屋面板傳荷載:板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載,荷載的傳遞示意圖如圖3.3恒載:6.3252.25(1-20.342+0.343)2=22.29kN/m活載:0.52.25(1-20.342+0.343)2=1.87kN/m樓面板傳荷載恒載:4.352.25(1-20.342+0.343)2=16.98kN/m活載:3.52.25(1-20.342+0.343)2=8.47kN/m梁自重:1.04 kN/ mAB軸間框架梁均布荷載為:屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載= kN/ m+30.70 kN/ m=31.74kN/m活載=板傳荷載=6.88kN/m 樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+內(nèi)橫墻自重=1.04+13.32=13.97kN/m活載=板傳荷載=7.47 kN/m(2)BC軸間框架梁 屋面板傳荷載 恒載 :6.3251.25/8=4.7kN/m 活載 :0.51.25/8=0.4kN/m樓面板傳荷載恒載 :4.351.25/8=3.49kN/m 活載 :3.51.25/8=1.98kN/m 梁自重 :0.68 kN/m BC軸間框架梁均布荷載 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=0.68+4.6=5.28kN/m 活載=活載=板傳荷載=1.50 kN/m 樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=0.28+2.49=3.17kN/m活載=板傳荷載=1.88kN/m(3)A軸縱向集中荷載的計(jì)算頂層柱 頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載+1/4次梁自重=1.644.5+0.99(4.5-0.25)+6.132.254.51/2=37.32kN頂層柱活載=板傳活載=052.254.51/2+2.01.955/83.9+2.01.955/81.95=2.5kN標(biāo)準(zhǔn)層柱標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=5.4(4.5-0.25)+0.99(4.5-0.25)+3.572.254.51/2=45.23kN標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=板傳活載=3.52.254.51/2=11.13kN基礎(chǔ)頂面恒載=底層外縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重(取HN400200813) =11.52(4.5-0.30)+66.09.8/1000(4.5-0.3) =51.1kN(5)B軸縱向集中荷載的計(jì)算頂層柱頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載=0.99(4.5-0.25)+6.325【2.254.51/2+1/2(4.5+4.5-2.4)1.2】=73.23kN頂層柱活載=板傳活載=3.5【2.254.51/2+1/2(4.5+4.5-2.4)1.2】=23.65kN標(biāo)準(zhǔn)層柱標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=7.85(4.5-0.25)+0.99(4.5-0.25)+3.572.254.51/2+3.32(4.5+4.5-2.4)1/21.2=69.7kN標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=板傳活載=2.0(4.5-0.25) +2.5(4.5+4.5-2.4)1/21.2=29.93kN 基礎(chǔ)頂面恒載=底層內(nèi)縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重 =10.46(4.5-0.3)+66.09.8/1000(4.5-0.3) =46.65kN2.3.4 風(fēng)荷載計(jì)算作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 其中基本風(fēng)壓W。=0.55kN/m2。風(fēng)載體型系數(shù)=1.3。風(fēng)壓高度變化系數(shù)由表查得。本工程所在地為城市,所以地面粗糙度為C類。取風(fēng)震系數(shù)為1.0 表2.1 風(fēng)荷載計(jì)算表離地面高度Z(kN)15.61.151.01.30.453.63.64.510.93121.061.01.30.453.63.64.510.078.411.01.30.453.63.64.59.504.811.01.30.454.63.64.511.092.4 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算2.4.1 側(cè)移剛度D:見(jiàn)表2.2,表2.3:表2.2 橫向2-3層D值計(jì)算構(gòu)件名稱(kN/m)A軸柱1.120.35912737B軸柱4.630.69824763C軸柱4.780.70525012D軸柱1.270.38813765kN/m表2.3 橫向底層D值的計(jì)算構(gòu)件名稱(kN/m)A軸柱2.630.6769139B軸柱6.830.83011221C軸柱7.060.83411275D軸柱1.880.6138287 kN/m2.4.2 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算:頂點(diǎn)側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和 表2.4 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算層次(m)68.488.48762770.00011/36000510.1518.63762770.00021/1800049.2627.89762770.00041/900039.1237.01762770.00051/720029.1246.13762770.00061/6000110.6456.77399220.00141/2571=0.0032m側(cè)移驗(yàn)算:層間側(cè)移最大值1/25711/550 (滿足)2.5 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)2.5.1恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算(分層法)(1)二層計(jì)算簡(jiǎn)圖本工程為對(duì)稱結(jié)構(gòu),可先取半跨計(jì)算 圖2.4 二層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.5 二層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.6 二層彎矩圖(kNm)(2) 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3.7 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖3.8 標(biāo)準(zhǔn)層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖3.9 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖(kNm)(3)底層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.10 底層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.11 底層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.12 底層彎矩圖(kNm) 將各層分層法得到的彎圖疊加,可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡,為提高精度,可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正,修正過(guò)程如下所示:圖2.13彎矩再分配過(guò)程梁在實(shí)際分布恒載作用下,按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩 圖2.14 頂層邊跨梁 圖2.15頂層邊跨梁 圖2.16標(biāo)準(zhǔn)層和底層邊跨梁 圖2.17標(biāo)準(zhǔn)層和底層中跨梁 2.18 恒荷載作用下的彎矩圖(kNm)對(duì)梁端進(jìn)行彎矩調(diào)幅,梁端彎矩乘以0.9。 圖2.19 恒荷載作用下的剪力圖(kN) 圖2.20 恒荷載作用下的軸力圖(kN)2.5.2 活載作用下的內(nèi)力計(jì)算(滿布活載,分層法計(jì)算)(1)二層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3.21 二層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.22 二層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.23 二層彎矩圖(kNm)(2)標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.24 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.25 標(biāo)準(zhǔn)層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.26 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖(kNm)(3)底層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.27 底層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.28 底層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.29 底層彎矩圖(kNm)將各層分層法得到的彎圖疊加,可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡,為提高精度,可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正,修正過(guò)程如下所示: 圖2.30彎矩再分配過(guò)程 圖2.31 活荷載作用下的彎矩圖(kNm) 圖2.32 活荷載作用下的剪力圖(kN) 圖2.33 活荷載作用下的軸力圖(kN)2.6 水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力計(jì)算框架在風(fēng)荷載(從左向右)下的內(nèi)力用D值法進(jìn)行計(jì)算。其步驟為:(1)求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值;(2)求各柱的反彎點(diǎn)高度;(3)求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩;(4)求各柱的軸力和梁剪力。第I層第m柱所分配的剪力為 框架柱反彎點(diǎn)位置: 計(jì)算結(jié)果如下表所示:表2.5 A(D)軸框架柱反彎點(diǎn)位置層號(hào)33.60.280.450000.451.6223.60.280.5000000.5001.8014.80.720.690000.693.31表2.6 B(C)軸框架柱反彎點(diǎn)位置層號(hào)33.61.360.470000.471.6923.61.360.500000.501.8014.80.950.650000.653.12框架各柱的桿端彎矩,梁端彎矩按下算式計(jì)算。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表3.9-表3.12。 中柱: 邊柱: 表2.7 風(fēng)荷載作用下A(D)軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算層數(shù)329.840.236.861.6213.5811.1120.13239.340.239.051.8016.2916.2927.4150.430.2311.603.3117.2838.4033.57 表2.8 風(fēng)荷載作用下B(C)軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算層數(shù)329.840.278.061.6915.3913.6217.825.63239.340.2710.621.8019.1219.1224.887.86150.430.2713.623.1222.8842.4931.9210.08 圖2.34 風(fēng)荷載作用下的彎矩圖(kNm) 圖2.35 風(fēng)荷載作用下的梁端剪力(kN) 圖2.36 風(fēng)荷載作用下柱端軸力(kN)2.7 梁柱內(nèi)力組合各種荷載情況下的框架內(nèi)力求得后,根據(jù)最不利又是可能的原則進(jìn)行內(nèi)力組合??紤]結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的有利影響,在內(nèi)力組合之前對(duì)豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)幅。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值取自支座邊緣處,為此,進(jìn)行組合之前,應(yīng)先計(jì)算各控制截面處的內(nèi)力值。 梁支座邊緣處的內(nèi)力值1: 式中 支座邊緣截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值; 支座邊緣截面的剪力標(biāo)準(zhǔn)值; 梁柱中線交點(diǎn)處的彎矩; 與相應(yīng)的梁柱中線交點(diǎn)處的剪力標(biāo)準(zhǔn)值;梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;梁端支座寬度(既柱截面高度)。內(nèi)力組合一共進(jìn)行3種組合:(1)為1.35恒載+1.4活載;(2) 為1.20恒載+1.4風(fēng)載;(3) 為1.20恒載+1.40.85(風(fēng)載+活載)結(jié)果如圖3.13.15所示。 圖3.1 1.35恒載+1.4滿跨活荷載彎矩圖(單位:kNm) 圖3.2 1.35恒載+1.4隔跨活荷載彎矩圖(單位:kNm)圖3.3 1.20恒載+1.4風(fēng)載彎矩圖(單位:kNm)圖3.4 1.20恒載+1.40.85(風(fēng)載+滿跨活荷載)彎矩圖(單位:kNm)圖3.5 1.20恒載+1.40.85(風(fēng)載+隔跨活荷載)彎矩圖(單位:kNm)圖3.6 1.35恒載+1.4滿跨活荷載剪力圖(單位:kN)圖3.7 1.35恒載+1.4隔跨活荷載剪力圖(單位:kN)圖3.8 1.2恒載+1.4風(fēng)荷載剪力圖(單位:kN)圖3.9 1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+滿跨活荷載)剪力圖(單位:kN)圖3.10 1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+隔跨活荷載)剪力圖(單位:kN)圖3.11 柱 1.35恒載+1.4滿跨活荷載彎矩圖 (單位:kNm)柱 1.35恒載+1.4滿跨活荷載軸力圖 (單位:kN)圖3.12 柱 1.35恒載+1.4隔跨活荷載彎矩圖 (單位:kNm)柱 1.35恒載+1.4隔跨活荷載軸力圖 (單位:kN)圖3.13 柱 1.2恒載+1.4風(fēng)荷載彎矩圖 (單位:kNm)柱 1.2恒載+1.4風(fēng)荷載軸力圖 (單位:kN)圖3.14 柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+滿跨活荷載)彎矩圖 (單位:kNm)柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+滿跨活荷載)軸力圖(單位:kN)圖3.15 柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+隔跨活荷載)彎矩圖 (單位:kNm)柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+隔跨活荷載)軸力圖(單位:kN)2.8 結(jié)構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)算2.8.1 框架柱的驗(yàn)算框架柱的驗(yàn)算包括強(qiáng)度,整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定驗(yàn)算,計(jì)算時(shí)不考慮抗震設(shè)防要求,按 GB50017計(jì)算。(1)A軸框架柱的驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)層及頂層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=92.18cm2,=10800cm4,=3650cm4,=10.8cm,=6.29cm,=867cm3,=292 cm3.底層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=120.4cm2,=2050cm4,=6760cm4,=13.1cm,=7.49cm,=1370cm3,=450 cm3.主梁的截面為:H4003001012,其慣性距為:=13700cm4??刂苾?nèi)力頂層:=86.52 kNm, =165.98kN, =-17.93kN和=91.02 kNm, =164.53kN, =-71.40kN;二層:=58.30 kNm, =591.89kN, =-1.15kN底層:=-70.28kNm, =858.45kN, =-24.99kN。強(qiáng)度驗(yàn)算截面無(wú)削弱驗(yàn)算頂層時(shí),對(duì)第一組內(nèi)力為:= =112.93N/mm2f=295N/mm2滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=117.8 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。驗(yàn)算二層時(shí),對(duì)控制內(nèi)力為:= =128.25N/mm2f=295N/mm2滿足要求。底層驗(yàn)算:對(duì)第一組內(nèi)力為:=120.2 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算由于橫梁中軸力很小在計(jì)算柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)時(shí),略去影響。柱腳在橫向?yàn)閯偨樱豢紤]梁的組合效應(yīng),按純鋼梁計(jì)算。頂層:,查表得,=1.6,則,=32.9=39.9,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.899,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =20538kN對(duì)控制內(nèi)力:=97.59 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.42,則,=38.95=47.2,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.869,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =14653kN對(duì)控制內(nèi)力:=140.1 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.44,則,=39.5 =47.96,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.865,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =14248kN對(duì)第控制內(nèi)力:=133.8 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用在平面外穩(wěn)定計(jì)算縱向框架取HN30020068, 其慣性距為:=13700cm4,與柱剛接,柱腳在縱向也取剛接。頂層:,查表得,=1.09,則,=38.5=47,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.870,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第一組內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.13,則,=40.3=48.8,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.862,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第控制內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.09,=51.8 =62.8,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.792,取=0.98,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第控制內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。局部穩(wěn)定 不考慮抗震時(shí),軋制H型鋼截面不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定。(2)B軸框架柱的驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=92.18cm2,=10800cm4,=3650cm4,=10.8cm,=6.29cm,=867cm3,=292 cm3。標(biāo)準(zhǔn)層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=120.4cm2,=20500cm4,=6760cm4,=1370cm3,=450 cm3主梁的截面為:H4003001012,其慣性距為=13700cm4,H30020068,其慣性距為:=1610cm4。控制內(nèi)力頂層:=-86.45kNm,=211.02kN,=-21.12kN和=47.07 kNm,=298.39kN, =-16.88kN;二層:=-37.70 kNm,=820.97kN, =-8.10kN和=-59.34 kNm, =802.39kN, =-21.68kN。底層:=-74.13kNm,=1006.94kN,=-21.96KN.強(qiáng)度驗(yàn)算截面無(wú)削弱驗(yàn)算頂層時(shí),對(duì)第一組內(nèi)力為:=117.86N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=84.08 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層驗(yàn)算:對(duì)第一組內(nèi)力為:=130.47 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=152.23 N/mm2f=295 N/mm2。滿足要求。底層驗(yàn)算:對(duì)控制內(nèi)力為:=135.2 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算由于橫梁中軸力很小在計(jì)算柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)時(shí),略去影響。柱腳在橫向?yàn)閯偨樱豢紤]梁的組合效應(yīng),按純鋼梁計(jì)算。頂層:,查表得,=1.6,則,=32.9=39.86,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.899,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0=15724kN.對(duì)第一組內(nèi)力:=121.5 N/mm21f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=88.51 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.7,則,=34.97=42.31,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.890,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0=10458kN.對(duì)第一組內(nèi)力:=143.8 N/mm21f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=167.3 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.36,則,=37.3 =45.1,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.878,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =15979kN.對(duì)控制內(nèi)力:=149.5 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用在平面外穩(wěn)定計(jì)算縱向框架取HN350175711, 其慣性距為:=13700cm4,與柱剛接,柱腳在縱向也取剛接。頂層:,查表得,=1.09,則,=38.85=47,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.870,取=1.0框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第一組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.13,則,=40.3=47,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.862,取=1.02框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第一組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.09,則,=51.8=62.8,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.792,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)控制內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。局部穩(wěn)定不考慮抗震時(shí),軋制H型鋼截面,不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定。2.8.2 框架梁的驗(yàn)算 采用鋼筋混凝土板時(shí),框架梁與樓板有可靠連接,能阻止梁上翼緣的側(cè)向失穩(wěn),在支座負(fù)彎矩處,一般可在受壓下翼緣設(shè)側(cè)向支撐。另外,對(duì)六度及非抗震地區(qū),軋制H型鋼局部穩(wěn)定能夠保證,不必驗(yàn)算。因此,框架梁只需進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算。另外,主梁一般不考慮組合效應(yīng),按鋼梁計(jì)算。(1)框架梁AB的驗(yàn)算截面特征:AB跨:梁的截面為:H4003001012, 其截面特征為:A=63.66cm2,=13700cm4,=985cm4,=113cm3。BC跨:梁的截面為:H30020068, 其截面特征為:A=23.59cm2,=1610cm4,=114cm4,=23cm3??刂茟?yīng)力AB跨:頂層:=-93.36kNm,=-85.89kN底層: =-111.88 kNm,=-78.27kN;BC跨:頂層:=-18.25kNm,=-16.50kN底層: =-19.24 kNm,=-20.96kN;強(qiáng)度驗(yàn)算截面無(wú)削弱,按拉彎構(gòu)件驗(yàn)算正應(yīng)力,不必驗(yàn)算局部壓應(yīng)力。頂層:AB: =113.7 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。BC: =106.6 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。腹板承受的剪應(yīng)力:AB:=37.65 N/mm2f=180, N/mm2 滿足要求BC:=19.4 N/mm2f=180, N/mm2 滿足要求底層:AB: =258 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。BC: =112.4 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。腹板承受的剪應(yīng)力:AB:=34.3 N/mm2f=180 N/mm2, 滿足要求。AB:=21.13 N/mm2f=180 N/mm2, 滿足要求。撓度驗(yàn)算AB:=,滿足要求。AB:=,滿足要求。2.8.3 連系梁的驗(yàn)算(恒載為,活載為) 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)層B軸連系梁 圖3.16 連系梁計(jì)算簡(jiǎn)圖恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值g=5.4+0.99+3.321.2(1-20.272+ 0.273)+3.572.255/8=14.9kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=2.51.2(1-20.272+ 0.273)+2.02.255/8=5.43kN/m轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)值1.214.9+1.45.43=25.48 kN/m 圖3.17 連系梁計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNm kNm kN kN kN kNkNkN kNkN以最大內(nèi)力驗(yàn)算截面,即kNm,kN(2)截面特征:梁的截面為:HN4003001012,其截面特征為:A=63.66cm2,=13700cm4,=985cm4,=782cm3。(2)控制內(nèi)力:kNm,kN;(3)強(qiáng)度驗(yàn)算:截面無(wú)削弱,按其受彎構(gòu)件驗(yàn)算正應(yīng)力 =67.24 N/mm2 f=295 N/mm2, 滿足要求。腹板承受的剪應(yīng)力:=23.7 N/mm2 f=180 N/mm2, 滿足要求。(4)撓度驗(yàn)算=,滿足要求。2.9 框架連接設(shè)計(jì)框架連接設(shè)計(jì)包括主梁與柱,及柱腳的設(shè)計(jì),連接設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足傳力和剛度的要求,同時(shí)還須與計(jì)算簡(jiǎn)圖一致。另外,還要盡量簡(jiǎn)化構(gòu)造,方便施工。本設(shè)計(jì)中,主梁與柱為剛接方案,由于抗震設(shè)防烈度為6度,栓焊接連接方式完全能滿足抗震變形的要求,且加工,安裝方便,因此采用這種方式。2.9.1 梁與柱栓焊連接設(shè)計(jì)取主梁AB與柱A的連接作為例??刂苾?nèi)力為:kNm ,kN;螺栓為8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓,連接為摩擦型,螺栓直徑取M20,預(yù)拉力 kN,接觸面為噴砂處理,腹板連接板(剪力板)為單面。一個(gè)高強(qiáng)螺栓的承載能力為:kN則所需螺栓數(shù)為:個(gè) 取4個(gè)按螺栓的排列構(gòu)造要求進(jìn)行排列,連接板的鋼材與主梁相同,為Q345B,厚度應(yīng)滿足凈截面抗剪要求,即 ,則取7mm連接板與柱翼緣的連接采用雙面角焊縫,在焊縫通過(guò)孔處繞角焊,總長(zhǎng)為,焊腳尺寸按構(gòu)造要求取,焊條為系列,手工焊,則N/mm2N/mm2由以上計(jì)算知,簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)法的梁腹板連接很容易滿足要求。2.9.2 柱腳設(shè)計(jì)采用靴梁式柱腳,A軸柱,采用的設(shè)計(jì)內(nèi)力為kNm kN kN,砼為C30,考慮局部承壓強(qiáng)度的提高后砼的抗壓強(qiáng)度,取N/mm2,所有構(gòu)件均為Q345B,焊條為E50系列手工焊。為了提高焊腳的剛度,在外側(cè)焊兩根25a的短槽鋼。柱腳計(jì)算如下:(1) 確定底板的尺寸: 槽鋼寬度為mm,每側(cè)懸出mm,則底板寬度為mm由,得mm,取mm(2) 確定底板錨栓直徑先判斷一下底板是否全部為壓 N/mm2N/mm2因此全截面受壓。柱腳按構(gòu)造取4根直徑為mm的錨栓,材料為Q345。 (3) 確定底板厚度在底板的三邊支承部分所承受基礎(chǔ)反力較大,邊界條件為不利。因此,這部分板所受彎矩最大,取q=6.81N/mm2,由mm,有,則三邊支承板彎矩系數(shù),故Nmm取 N/mm2,則底板厚度mm,取mm,為第二組鋼材。 (4) 靴梁強(qiáng)度驗(yàn)算 靴梁為兩個(gè)槽和底板組成,中和軸位置為: mm mm4靴梁所受的力偏于安全地取kN 彎矩kNm N/mm2N/mm2(5) 焊縫計(jì)算 柱與靴梁受力最大一側(cè)的焊縫的壓力為kN 焊縫總長(zhǎng)度為:mm 則mm取mm 剪力由槽鋼與底板水平連接焊縫承受,按構(gòu)造取焊腳尺寸為mm,由于該焊腳很長(zhǎng),應(yīng)力很小,不必計(jì)算。(6) 柱底剪力由底板與砼之間的摩擦力承受,摩擦系數(shù)可取0.4,因kNkN,滿足要求,故不必設(shè)抗剪鍵。 圖3.18柱腳詳圖2.10 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)承受框架柱傳來(lái)的彎矩、軸力和剪力以及基礎(chǔ)的自重、基礎(chǔ)回填土的重量、基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載等。這些荷載與地基反力平衡,可用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。由柱傳至基礎(chǔ)頂?shù)暮奢d: (1)A軸柱kNm,kN,kN; 基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)為C30,受力筋取HRB335,墊層采用C10,厚度為0mm。根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告及基礎(chǔ)埋深的構(gòu)造要求,選用第三層土為地基持力層,地基承載力特征值為=304.7kPa,基礎(chǔ)埋深m。確定基礎(chǔ)高度 初步確定基礎(chǔ)高度1700mm初估基礎(chǔ)底面積m2將其增大10%40%,(1.11.4)A=2.733.51m2,初步選截面尺寸為b=1.6m,l=1.6m修正 m3, kN基礎(chǔ)邊緣的最大和最小應(yīng)力為 kN/m2kN/m21.2=1.2233.7=233.7kN/m2kN/m2=233.7 kN/m2底面尺寸滿足要求。驗(yàn)算基礎(chǔ)高度:基礎(chǔ)地在45錐角范圍以內(nèi),可不必進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算。基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算kNmmm2mm2II-II截面按軸壓考慮:kN/m2kNmmm2 mm2 圖3.19 J-12.11板的計(jì)算與配筋2.11.1 樓面板配筋計(jì)算樓面室內(nèi)恒荷載3.68kN/m2,樓面室內(nèi)活荷載3.5kN/m2,采用C25混凝土,板中鋼筋采用HPB235。(1)荷載設(shè)計(jì)值室內(nèi)樓面:Q=1.43.5=4.9kN/m2,g=1.23.68=4.4 kN/m2kN/m2,kN/m2,kN/m2(2)計(jì)算跨度內(nèi)跨:(軸線間距離),邊跨各區(qū)格板的計(jì)算跨度列于下表(3)彎矩計(jì)算跨中最大彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定時(shí),在作用下的跨中彎矩值,與內(nèi)支座鉸支時(shí)在作用下的跨中彎矩之和。取。支座最大負(fù)彎矩當(dāng)支座固定時(shí)作用下的支座彎矩。根據(jù)不同支撐情況,整個(gè)樓面板分為1、2、3三種區(qū)格板 板項(xiàng)目6.63.36.63.30.680.53(0.0330+0.20.0107)6.044.52+(0.0704+0.20.0287)1.44.52=6.46(0.0389+0.20.0050)5.612.42+(0.0915+0.20.0199)1.42.42=2.06(0.0287+0.20.0707)6.044.52+(0.0107+0.20.0330)1.44.52=5.73(0.0050+0.20.0390)6.044.52+(0.0199+0.20.0915)1.42.42=1.87-0.07477.084.52=-10.71-0.08207.082.42= -3.34-10.71-3.34-0.05707.084.52= -8.17-0.05717.082.42= -2.330-2.33(3)截面設(shè)計(jì)截面有效高度:假定選用8鋼筋,則方向跨中彎矩截面=81mm,方向跨中截面的=73mm,支座截面的=81. 截面設(shè)計(jì)用的彎矩:樓蓋周邊未設(shè)圈梁,故只能將樓蓋A,B的跨中彎矩減少20%,其余不折減。為便于計(jì)算,近似取=0.95,截面配筋計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配筋列于下表。 項(xiàng)目截面=M/0.95fyh0配筋實(shí)配跨中816.46319.88200335735.73314.78200335812.16107251731.87102.72251支座81-2.33144.22512.11.2 屋面板配筋計(jì)算(1)荷載設(shè)計(jì)值kN/m2,kN/m2,采用 C25混凝土,鋼筋HPB235。按彈性理論設(shè)計(jì)kN/m2,kN/m2kN/m2 ,kN/m2,kN/m2(2)計(jì)算跨度內(nèi)跨:(軸線間距離),邊跨各區(qū)格板的計(jì)算跨度列于下表(3)彎矩計(jì)算跨中最大彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定時(shí),在作用下的跨中彎矩值,與內(nèi)支座鉸支時(shí)在作用下的跨中彎矩之和。取。支座最大負(fù)彎矩當(dāng)支座固定時(shí)作用下的支座彎矩。根據(jù)不同支撐情況,整個(gè)樓面板分為1、2、3三種區(qū)格板 板項(xiàng)目6.63.36.63.30.680.53(0.0330+0.20.0107)8.764.52+(0.0704+0.20.0287)1.44.52=8.39(0.0389+0.20.0050)5.612.42+(0.0915+0.20.0199)1.42.42=2.79(0.0287+0.20.0707)8.764.52+(0.0107+0.20.0330)1.44.52=4.28(0.0050+0.20.0390)6.044.52+(0.0199+0.20.0915)1.42.42=0.95-0.074710.164.52=-14.88-0.08207.082.42= -16.87-14.88-16.87-0.05707.084.52= -11.73-0.05717.082.42= -11.730-8.73(3)截面設(shè)計(jì)截面有效高度:假定選用8鋼筋,則方向跨中彎矩截面=81mm,方向跨中截面的=73mm,支座截面的=81. 截面設(shè)計(jì)用的彎矩:樓蓋周邊未設(shè)圈梁,故只能將樓蓋A,B的跨中彎矩減少20%,其余不折減。為便于計(jì)算,近似取=0.95,截面配筋計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配筋列于下表。項(xiàng)目截面=M/0.95fyh0配筋實(shí)配跨中818.3941510180505734.282358200335812.791728200335730.9558.578200335支座81-8.73418101805052.12 樓梯設(shè)計(jì)層高4.5m,踏步尺寸。采用C25混凝土。板采用HPB235級(jí)鋼筋。樓梯均布活荷載。標(biāo)準(zhǔn)值kN/m22.12.1 樓梯段設(shè)計(jì)取板厚mm 約為板斜長(zhǎng)的1/30。板傾斜角, 取1m寬板帶進(jìn)行計(jì)算。(1)荷載計(jì)算恒荷載水磨石面層 (0.3+0.15)0.65/0.3=0.98kN/m三角形踏步 0.50.30.1525/0.3=1.88 kN/m混凝土斜板 0.1225/0.894=3.36 kN/m板底抹灰 0.0217/0.894=0.38 kN/m小計(jì) 6.6 kN/m活荷載 2.5kN/m總荷載設(shè)計(jì)值P=1.26.6+1.42.5=11.42 kN/m(2)1 截面設(shè)計(jì)板水平計(jì)算跨度,彎矩設(shè)計(jì)值kNm,板的有效高度mm。mm2 選配 mm2分布筋每踏步1根,梯段板配筋見(jiàn)圖3.41 1、 建筑設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)依據(jù)(1)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)某三層商場(chǎng)設(shè)計(jì)(方案一)(2)辦公樓建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(3)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(4)民用建筑設(shè)計(jì)通則(5)房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) (6)實(shí)用建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)(7)房屋建筑學(xué)(8)建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)資料集1.2工程概況 :1.2.1工程名稱 哈爾濱市阿城區(qū)某三層百貨大樓1.2.2工程位置哈爾濱市阿城區(qū)1.2.3工程總面積 2820m2,主體3層,高15m,一層層高5.1m,二至三層層高4.5m。1.2.4結(jié)構(gòu)形式 鋼框架。1.2.5用地概況 整個(gè)場(chǎng)地四周為城市道路,地形平坦。1.3 建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.3.1設(shè)計(jì)特點(diǎn)(1)平面設(shè)計(jì)主要房間是各類建筑的主要部分,是供人們購(gòu)物的必要空間,由于建筑物的類別不同,使用功能不同,對(duì)主要房間的設(shè)計(jì)也不同。但主要房間設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素仍然是一致的,即要求有適宜的尺寸,足夠的使用面積,適用的形狀,良好的采光和通風(fēng)條件,方便的內(nèi)外交通聯(lián)系,合理的結(jié)構(gòu)布置和便于施工等。因此,本建筑的柱網(wǎng)橫向尺寸6.6m,縱向尺寸6.6m(2)立面設(shè)計(jì)立面設(shè)計(jì)力求達(dá)到主體造型與城市環(huán)境相協(xié)調(diào),充分體現(xiàn)商場(chǎng)建筑的風(fēng)格特點(diǎn),主要采用灰白色外墻涂料,以體現(xiàn)商場(chǎng)的莊重感。為了滿足采光和美觀要求,設(shè)置了大面積的玻璃窗。2.1 構(gòu)造做法2.1.1屋面做法40厚C15細(xì)石混凝土保護(hù)層 SBC120防水卷材20厚水泥砂漿找平層100厚擠塑苯板雙層保溫1:8水泥膨脹珍珠巖找坡3%最薄處40厚 20厚1:2.5水泥砂漿找平層現(xiàn)澆鋼筋混凝土板1厚壓型鋼板2.1.2樓面做法20厚磨光花崗巖面層 40厚1:2.5水泥砂漿找平層 100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 1厚壓型鋼板 2.1.3外墻面做法白色涂料標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格布抹面膠漿4厚加強(qiáng)網(wǎng)格布抹面膠漿6厚100厚聚苯板用錨栓錨固在陶粒砌塊墻上粘結(jié)膠漿2.1.4內(nèi)墻面做法水泥砂漿抹面白色內(nèi)墻涂料20厚水泥砂漿200厚陶粒砌塊粘結(jié)膠漿2.1.5散水做法100mm厚1:2:3細(xì)實(shí)混凝土撒1:1水泥沙子壓實(shí)抹光150mm厚3:7灰土素土夯實(shí)向外坡度52.2 門(mén)窗門(mén)選用標(biāo)準(zhǔn)圖集中的門(mén),窗選用鋁合金窗。2.3 工程采用的標(biāo)準(zhǔn)圖(1)DBJT14-2建筑做法說(shuō)明(2)L96J401樓梯配件(3)L03J602鋁合金門(mén)窗(4)L92J601木門(mén)2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1工程概況本工程為哈爾濱市阿城區(qū)某三層小型商場(chǎng),鋼框架結(jié)構(gòu),一層層高5.55m,二至三層層高4.5m,(底層高度由基礎(chǔ)梁頂面算至一層樓板頂面,基礎(chǔ)頂面標(biāo)高暫時(shí)按照室外地坪算0.45m,場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件等確定)。2.2 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及梁柱線剛度2.2.1 確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示2.2.2 框架梁柱線剛度的計(jì)算 對(duì)于中框架梁取 左邊跨梁: 2.3荷載計(jì)算2.3.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1)屋面1厚壓型鋼板 0.19kN/m2115厚C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.1525=2.75kN/m220厚水泥砂漿找平層 0.0220=0.4kN/m21:8水泥膨脹珍珠巖找坡3%最薄處40厚 =1.225kN/m2100厚苯板保溫 0.10.5=0.05kN/m220厚水泥砂漿找平層 0.0220=0.4kN/m2SBC120卷材防水 0.01 kN/m240厚C15防水細(xì)石混凝土 0.0425=1.00kN/m2吊頂及吊掛荷載 0.3kN/m2合計(jì) 6.325kN/m2(2)樓面20厚磨光花崗巖面層 0.0228=0.56kN/m240厚1:2.5水泥砂漿找平層 0.0420=0.8kN/m2100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.125=2.5kN/m21厚壓型鋼板 0.19 kN/m2 吊頂及吊掛荷載 0.3kN/m2 合計(jì) 4.35kN/m2(3)外墻自重300厚陶?;炷疗鰤K 0.35=1.5kN/m2100厚苯板 0.118=1.8kN/m220厚水泥砂漿 0.02202=0.8kN/m2防水涂料 0.05kN/m2 合計(jì) 2.55kN/m2女兒墻自重 1.820.9=1.64kN/m(4)內(nèi)墻自重200厚加氣混凝土砌塊 0.25=1kN/m20厚水泥砂漿找平層 0.02202=0.8kN/m白色內(nèi)墻涂料 0.02kN/m合計(jì) 1.82kN/m2.3.2 活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1) 屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 根據(jù)荷載規(guī)范查得:不上人屋面: 樓面: 樓梯: (2)風(fēng)荷載:基本風(fēng)壓w=0.55kN/m2(3)雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Sk=1.00.35 =0.3kN/m2;準(zhǔn)永久分區(qū):。雪荷載不與活荷載同時(shí)組合,取其中的最不利組合,由于本工程雪荷載較小,荷載組合時(shí)直接取活荷載進(jìn)行組合,而不考慮與雪荷載的組合2.3.3豎向荷載計(jì)算豎向荷載下框架受荷總圖 2.3 豎向荷載下框架受荷總圖(1)AB 軸間框架梁屋面板傳荷載:板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載,荷載的傳遞示意圖如圖3.3恒載:6.3252.25(1-20.342+0.343)2=22.29kN/m活載:0.52.25(1-20.342+0.343)2=1.87kN/m樓面板傳荷載恒載:4.352.25(1-20.342+0.343)2=16.98kN/m活載:3.52.25(1-20.342+0.343)2=8.47kN/m梁自重:1.04 kN/ mAB軸間框架梁均布荷載為:屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載= kN/ m+30.70 kN/ m=31.74kN/m活載=板傳荷載=6.88kN/m 樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+內(nèi)橫墻自重=1.04+13.32=13.97kN/m活載=板傳荷載=7.47 kN/m(2)BC軸間框架梁 屋面板傳荷載 恒載 :6.3251.25/8=4.7kN/m 活載 :0.51.25/8=0.4kN/m樓面板傳荷載恒載 :4.351.25/8=3.49kN/m 活載 :3.51.25/8=1.98kN/m 梁自重 :0.68 kN/m BC軸間框架梁均布荷載 屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=0.68+4.6=5.28kN/m 活載=活載=板傳荷載=1.50 kN/m 樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=0.28+2.49=3.17kN/m活載=板傳荷載=1.88kN/m(3)A軸縱向集中荷載的計(jì)算頂層柱 頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載+1/4次梁自重=1.644.5+0.99(4.5-0.25)+6.132.254.51/2=37.32kN頂層柱活載=板傳活載=052.254.51/2+2.01.955/83.9+2.01.955/81.95=2.5kN標(biāo)準(zhǔn)層柱標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=5.4(4.5-0.25)+0.99(4.5-0.25)+3.572.254.51/2=45.23kN標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=板傳活載=3.52.254.51/2=11.13kN基礎(chǔ)頂面恒載=底層外縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重(取HN400200813) =11.52(4.5-0.30)+66.09.8/1000(4.5-0.3) =51.1kN(5)B軸縱向集中荷載的計(jì)算頂層柱頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載=0.99(4.5-0.25)+6.325【2.254.51/2+1/2(4.5+4.5-2.4)1.2】=73.23kN頂層柱活載=板傳活載=3.5【2.254.51/2+1/2(4.5+4.5-2.4)1.2】=23.65kN標(biāo)準(zhǔn)層柱標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=7.85(4.5-0.25)+0.99(4.5-0.25)+3.572.254.51/2+3.32(4.5+4.5-2.4)1/21.2=69.7kN標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=板傳活載=2.0(4.5-0.25) +2.5(4.5+4.5-2.4)1/21.2=29.93kN 基礎(chǔ)頂面恒載=底層內(nèi)縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重 =10.46(4.5-0.3)+66.09.8/1000(4.5-0.3) =46.65kN2.3.4 風(fēng)荷載計(jì)算作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 其中基本風(fēng)壓W。=0.55kN/m2。風(fēng)載體型系數(shù)=1.3。風(fēng)壓高度變化系數(shù)由表查得。本工程所在地為城市,所以地面粗糙度為C類。取風(fēng)震系數(shù)為1.0 表2.1 風(fēng)荷載計(jì)算表離地面高度Z(kN)15.61.151.01.30.453.63.64.510.93121.061.01.30.453.63.64.510.078.411.01.30.453.63.64.59.504.811.01.30.454.63.64.511.092.4 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算2.4.1 側(cè)移剛度D:見(jiàn)表2.2,表2.3:表2.2 橫向2-3層D值計(jì)算構(gòu)件名稱(kN/m)A軸柱1.120.35912737B軸柱4.630.69824763C軸柱4.780.70525012D軸柱1.270.38813765kN/m表2.3 橫向底層D值的計(jì)算構(gòu)件名稱(kN/m)A軸柱2.630.6769139B軸柱6.830.83011221C軸柱7.060.83411275D軸柱1.880.6138287 kN/m2.4.2 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算:頂點(diǎn)側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和 表2.4 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算層次(m)68.488.48762770.00011/36000510.1518.63762770.00021/1800049.2627.89762770.00041/900039.1237.01762770.00051/720029.1246.13762770.00061/6000110.6456.77399220.00141/2571=0.0032m側(cè)移驗(yàn)算:層間側(cè)移最大值1/25711/550 (滿足)2.5 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)2.5.1恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算(分層法)(1)二層計(jì)算簡(jiǎn)圖本工程為對(duì)稱結(jié)構(gòu),可先取半跨計(jì)算 圖2.4 二層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.5 二層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.6 二層彎矩圖(kNm)(2) 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3.7 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖3.8 標(biāo)準(zhǔn)層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖3.9 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖(kNm)(3)底層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.10 底層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.11 底層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.12 底層彎矩圖(kNm) 將各層分層法得到的彎圖疊加,可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡,為提高精度,可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正,修正過(guò)程如下所示:圖2.13彎矩再分配過(guò)程梁在實(shí)際分布恒載作用下,按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩 圖2.14 頂層邊跨梁 圖2.15頂層邊跨梁 圖2.16標(biāo)準(zhǔn)層和底層邊跨梁 圖2.17標(biāo)準(zhǔn)層和底層中跨梁 2.18 恒荷載作用下的彎矩圖(kNm)對(duì)梁端進(jìn)行彎矩調(diào)幅,梁端彎矩乘以0.9。 圖2.19 恒荷載作用下的剪力圖(kN) 圖2.20 恒荷載作用下的軸力圖(kN)2.5.2 活載作用下的內(nèi)力計(jì)算(滿布活載,分層法計(jì)算)(1)二層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3.21 二層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.22 二層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.23 二層彎矩圖(kNm)(2)標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.24 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.25 標(biāo)準(zhǔn)層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.26 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖(kNm)(3)底層計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖2.27 底層計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNmkNm 圖2.28 底層力矩分配過(guò)程(kNm) 圖2.29 底層彎矩圖(kNm)將各層分層法得到的彎圖疊加,可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡,為提高精度,可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正,修正過(guò)程如下所示: 圖2.30彎矩再分配過(guò)程 圖2.31 活荷載作用下的彎矩圖(kNm) 圖2.32 活荷載作用下的剪力圖(kN) 圖2.33 活荷載作用下的軸力圖(kN)2.6 水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力計(jì)算框架在風(fēng)荷載(從左向右)下的內(nèi)力用D值法進(jìn)行計(jì)算。其步驟為:(1)求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值;(2)求各柱的反彎點(diǎn)高度;(3)求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩;(4)求各柱的軸力和梁剪力。第I層第m柱所分配的剪力為 框架柱反彎點(diǎn)位置: 計(jì)算結(jié)果如下表所示:表2.5 A(D)軸框架柱反彎點(diǎn)位置層號(hào)33.60.280.450000.451.6223.60.280.5000000.5001.8014.80.720.690000.693.31表2.6 B(C)軸框架柱反彎點(diǎn)位置層號(hào)33.61.360.470000.471.6923.61.360.500000.501.8014.80.950.650000.653.12框架各柱的桿端彎矩,梁端彎矩按下算式計(jì)算。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表3.9-表3.12。 中柱: 邊柱: 表2.7 風(fēng)荷載作用下A(D)軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算層數(shù)329.840.236.861.6213.5811.1120.13239.340.239.051.8016.2916.2927.4150.430.2311.603.3117.2838.4033.57 表2.8 風(fēng)荷載作用下B(C)軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算層數(shù)329.840.278.061.6915.3913.6217.825.63239.340.2710.621.8019.1219.1224.887.86150.430.2713.623.1222.8842.4931.9210.08 圖2.34 風(fēng)荷載作用下的彎矩圖(kNm) 圖2.35 風(fēng)荷載作用下的梁端剪力(kN) 圖2.36 風(fēng)荷載作用下柱端軸力(kN)2.7 梁柱內(nèi)力組合各種荷載情況下的框架內(nèi)力求得后,根據(jù)最不利又是可能的原則進(jìn)行內(nèi)力組合??紤]結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的有利影響,在內(nèi)力組合之前對(duì)豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)幅。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值取自支座邊緣處,為此,進(jìn)行組合之前,應(yīng)先計(jì)算各控制截面處的內(nèi)力值。 梁支座邊緣處的內(nèi)力值1: 式中 支座邊緣截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值; 支座邊緣截面的剪力標(biāo)準(zhǔn)值; 梁柱中線交點(diǎn)處的彎矩; 與相應(yīng)的梁柱中線交點(diǎn)處的剪力標(biāo)準(zhǔn)值;梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;梁端支座寬度(既柱截面高度)。內(nèi)力組合一共進(jìn)行3種組合:(1)為1.35恒載+1.4活載;(2) 為1.20恒載+1.4風(fēng)載;(3) 為1.20恒載+1.40.85(風(fēng)載+活載)結(jié)果如圖3.13.15所示。 圖3.1 1.35恒載+1.4滿跨活荷載彎矩圖(單位:kNm) 圖3.2 1.35恒載+1.4隔跨活荷載彎矩圖(單位:kNm)圖3.3 1.20恒載+1.4風(fēng)載彎矩圖(單位:kNm)圖3.4 1.20恒載+1.40.85(風(fēng)載+滿跨活荷載)彎矩圖(單位:kNm)圖3.5 1.20恒載+1.40.85(風(fēng)載+隔跨活荷載)彎矩圖(單位:kNm)圖3.6 1.35恒載+1.4滿跨活荷載剪力圖(單位:kN)圖3.7 1.35恒載+1.4隔跨活荷載剪力圖(單位:kN)圖3.8 1.2恒載+1.4風(fēng)荷載剪力圖(單位:kN)圖3.9 1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+滿跨活荷載)剪力圖(單位:kN)圖3.10 1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+隔跨活荷載)剪力圖(單位:kN)圖3.11 柱 1.35恒載+1.4滿跨活荷載彎矩圖 (單位:kNm)柱 1.35恒載+1.4滿跨活荷載軸力圖 (單位:kN)圖3.12 柱 1.35恒載+1.4隔跨活荷載彎矩圖 (單位:kNm)柱 1.35恒載+1.4隔跨活荷載軸力圖 (單位:kN)圖3.13 柱 1.2恒載+1.4風(fēng)荷載彎矩圖 (單位:kNm)柱 1.2恒載+1.4風(fēng)荷載軸力圖 (單位:kN)圖3.14 柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+滿跨活荷載)彎矩圖 (單位:kNm)柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+滿跨活荷載)軸力圖(單位:kN)圖3.15 柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+隔跨活荷載)彎矩圖 (單位:kNm)柱1.2恒載+1.40.85(風(fēng)荷載+隔跨活荷載)軸力圖(單位:kN)2.8 結(jié)構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)算2.8.1 框架柱的驗(yàn)算框架柱的驗(yàn)算包括強(qiáng)度,整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定驗(yàn)算,計(jì)算時(shí)不考慮抗震設(shè)防要求,按 GB50017計(jì)算。(1)A軸框架柱的驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)層及頂層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=92.18cm2,=10800cm4,=3650cm4,=10.8cm,=6.29cm,=867cm3,=292 cm3.底層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=120.4cm2,=2050cm4,=6760cm4,=13.1cm,=7.49cm,=1370cm3,=450 cm3.主梁的截面為:H4003001012,其慣性距為:=13700cm4??刂苾?nèi)力頂層:=86.52 kNm, =165.98kN, =-17.93kN和=91.02 kNm, =164.53kN, =-71.40kN;二層:=58.30 kNm, =591.89kN, =-1.15kN底層:=-70.28kNm, =858.45kN, =-24.99kN。強(qiáng)度驗(yàn)算截面無(wú)削弱驗(yàn)算頂層時(shí),對(duì)第一組內(nèi)力為:= =112.93N/mm2f=295N/mm2滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=117.8 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。驗(yàn)算二層時(shí),對(duì)控制內(nèi)力為:= =128.25N/mm2f=295N/mm2滿足要求。底層驗(yàn)算:對(duì)第一組內(nèi)力為:=120.2 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算由于橫梁中軸力很小在計(jì)算柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)時(shí),略去影響。柱腳在橫向?yàn)閯偨樱豢紤]梁的組合效應(yīng),按純鋼梁計(jì)算。頂層:,查表得,=1.6,則,=32.9=39.9,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.899,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =20538kN對(duì)控制內(nèi)力:=97.59 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.42,則,=38.95=47.2,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.869,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =14653kN對(duì)控制內(nèi)力:=140.1 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.44,則,=39.5 =47.96,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.865,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =14248kN對(duì)第控制內(nèi)力:=133.8 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用在平面外穩(wěn)定計(jì)算縱向框架取HN30020068, 其慣性距為:=13700cm4,與柱剛接,柱腳在縱向也取剛接。頂層:,查表得,=1.09,則,=38.5=47,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.870,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第一組內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.13,則,=40.3=48.8,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.862,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第控制內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.09,=51.8 =62.8,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.792,取=0.98,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第控制內(nèi)力: N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。局部穩(wěn)定 不考慮抗震時(shí),軋制H型鋼截面不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定。(2)B軸框架柱的驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=92.18cm2,=10800cm4,=3650cm4,=10.8cm,=6.29cm,=867cm3,=292 cm3。標(biāo)準(zhǔn)層:柱截面為:H4003001012, 其截面特性為:A=120.4cm2,=20500cm4,=6760cm4,=1370cm3,=450 cm3主梁的截面為:H4003001012,其慣性距為=13700cm4,H30020068,其慣性距為:=1610cm4??刂苾?nèi)力頂層:=-86.45kNm,=211.02kN,=-21.12kN和=47.07 kNm,=298.39kN, =-16.88kN;二層:=-37.70 kNm,=820.97kN, =-8.10kN和=-59.34 kNm, =802.39kN, =-21.68kN。底層:=-74.13kNm,=1006.94kN,=-21.96KN.強(qiáng)度驗(yàn)算截面無(wú)削弱驗(yàn)算頂層時(shí),對(duì)第一組內(nèi)力為:=117.86N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=84.08 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層驗(yàn)算:對(duì)第一組內(nèi)力為:=130.47 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=152.23 N/mm2f=295 N/mm2。滿足要求。底層驗(yàn)算:對(duì)控制內(nèi)力為:=135.2 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算由于橫梁中軸力很小在計(jì)算柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)時(shí),略去影響。柱腳在橫向?yàn)閯偨樱豢紤]梁的組合效應(yīng),按純鋼梁計(jì)算。頂層:,查表得,=1.6,則,=32.9=39.86,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.899,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0=15724kN.對(duì)第一組內(nèi)力:=121.5 N/mm21f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=88.51 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.7,則,=34.97=42.31,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.890,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0=10458kN.對(duì)第一組內(nèi)力:=143.8 N/mm21f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:=167.3 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.36,則,=37.3 =45.1,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.878,框架為右側(cè)移的純框架,=1.0= =15979kN.對(duì)控制內(nèi)力:=149.5 N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。彎矩作用在平面外穩(wěn)定計(jì)算縱向框架取HN350175711, 其慣性距為:=13700cm4,與柱剛接,柱腳在縱向也取剛接。頂層:,查表得,=1.09,則,=38.85=47,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.870,取=1.0框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第一組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。二層:,查表得,=1.13,則,=40.3=47,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.862,取=1.02框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)第一組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。對(duì)第二組內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。底層:,=10,查表得,=1.09,則,=51.8=62.8,查附表得B類截面的穩(wěn)定系數(shù)得=0.792,框架為有側(cè)移的純框架,截面的形狀系數(shù)得。對(duì)控制內(nèi)力:N/mm2f=295 N/mm2,滿足要求。局部穩(wěn)定不考慮抗震時(shí),軋制H型鋼截面,不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定。2.8.2 框架梁的驗(yàn)算 采用鋼筋混凝土板時(shí),框架梁與樓板有可靠連接,能阻止梁上翼緣的側(cè)向失穩(wěn),在支座負(fù)彎矩處,一般可在受壓下翼緣設(shè)側(cè)向支撐。另外,對(duì)六度及非抗震地區(qū),軋制H型鋼局部穩(wěn)定能夠保證,不必驗(yàn)算。因此,框架梁只需進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算。另外,主梁一般不考慮組合效應(yīng),按鋼梁計(jì)算。(1)框架梁AB的驗(yàn)算截面特征:AB跨:梁的截面為:H4003001012, 其截面特征為:A=63.66cm2,=13700cm4,=985cm4,=113cm3。BC跨:梁的截面為:H30020068, 其截面特征為:A=23.59cm2,=1610cm4,=114cm4,=23cm3。控制應(yīng)力AB跨:頂層:=-93.36kNm,=-85.89kN底層: =-111.88 kNm,=-78.27kN;BC跨:頂層:=-18.25kNm,=-16.50kN底層: =-19.24 kNm,=-20.96kN;強(qiáng)度驗(yàn)算截面無(wú)削弱,按拉彎構(gòu)件驗(yàn)算正應(yīng)力,不必驗(yàn)算局部壓應(yīng)力。頂層:AB: =113.7 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。BC: =106.6 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。腹板承受的剪應(yīng)力:AB:=37.65 N/mm2f=180, N/mm2 滿足要求BC:=19.4 N/mm2f=180, N/mm2 滿足要求底層:AB: =258 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。BC: =112.4 N/mm2f=310 N/mm2, 滿足要求。腹板承受的剪應(yīng)力:AB:=34.3 N/mm2f=180 N/mm2, 滿足要求。AB:=21.13 N/mm2f=180 N/mm2, 滿足要求。撓度驗(yàn)算AB:=,滿足要求。AB:=,滿足要求。2.8.3 連系梁的驗(yàn)算(恒載為,活載為) 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)層B軸連系梁 圖3.16 連系梁計(jì)算簡(jiǎn)圖恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值g=5.4+0.99+3.321.2(1-20.272+ 0.273)+3.572.255/8=14.9kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=2.51.2(1-20.272+ 0.273)+2.02.255/8=5.43kN/m轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)值1.214.9+1.45.43=25.48 kN/m 圖3.17 連系梁計(jì)算簡(jiǎn)圖kNmkNm kNm kN kN kN kNkNkN kNkN以最大內(nèi)力驗(yàn)算截面,即kNm,kN(2)截面特征:梁的截面為:HN4003001012,其截面特征為:A=63.66cm2,=13700cm4,=985cm4,=782cm3。(2)控制內(nèi)力:kNm,kN;(3)強(qiáng)度驗(yàn)算:截面無(wú)削弱,按其受彎構(gòu)件驗(yàn)算正應(yīng)力 =67.24 N/mm2 f=295 N/mm2, 滿足要求。腹板承受的剪應(yīng)力:=23.7 N/mm2 f=180 N/mm2, 滿足要求。(4)撓度驗(yàn)算=,滿足要求。2.9 框架連接設(shè)計(jì)框架連接設(shè)計(jì)包括主梁與柱,及柱腳的設(shè)計(jì),連接設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足傳力和剛度的要求,同時(shí)還須與計(jì)算簡(jiǎn)圖一致。另外,還要盡量簡(jiǎn)化構(gòu)造,方便施工。本設(shè)計(jì)中,主梁與柱為剛接方案,由于抗震設(shè)防烈度為6度,栓焊接連接方式完全能滿足抗震變形的要求,且加工,安裝方便,因此采用這種方式。2.9.1 梁與柱栓焊連接設(shè)計(jì)取主梁AB與柱A的連接作為例??刂苾?nèi)力為:kNm ,kN;螺栓為8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓,連接為摩擦型,螺栓直徑取M20,預(yù)拉力 kN,接觸面為噴砂處理,腹板連接板(剪力板)為單面。一個(gè)高強(qiáng)螺栓的承載能力為:kN則所需螺栓數(shù)為:個(gè) 取4個(gè)按螺栓的排列構(gòu)造要求進(jìn)行排列,連接板的鋼材與主梁相同,為Q345B,厚度應(yīng)滿足凈截面抗剪要求,即 ,則取7mm連接板與柱翼緣的連接采用雙面角焊縫,在焊縫通過(guò)孔處繞角焊,總長(zhǎng)為,焊腳尺寸按構(gòu)造要求取,焊條為系列,手工焊,則N/mm2N/mm2由以上計(jì)算知,簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)法的梁腹板連接很容易滿足要求。2.9.2 柱腳設(shè)計(jì)采用靴梁式柱腳,A軸柱,采用的設(shè)計(jì)內(nèi)力為kNm kN kN,砼為C30,考慮局部承壓強(qiáng)度的提高后砼的抗壓強(qiáng)度,取N/mm2,所有構(gòu)件均為Q345B,焊條為E50系列手工焊。為了提高焊腳的剛度,在外側(cè)焊兩根25a的短槽鋼。柱腳計(jì)算如下:(1) 確定底板的尺寸: 槽鋼寬度為mm,每側(cè)懸出mm,則底板寬度為mm由,得mm,取mm(2) 確定底板錨栓直徑先判斷一下底板是否全部為壓 N/mm2N/mm2因此全截面受壓。柱腳按構(gòu)造取4根直徑為mm的錨栓,材料為Q345。 (3) 確定底板厚度在底板的三邊支承部分所承受基礎(chǔ)反力較大,邊界條件為不利。因此,這部分板所受彎矩最大,取q=6.81N/mm2,由mm,有,則三邊支承板彎矩系數(shù),故Nmm取 N/mm2,則底板厚度mm,取mm,為第二組鋼材。 (4) 靴梁強(qiáng)度驗(yàn)算 靴梁為兩個(gè)槽和底板組成,中和軸位置為: mm mm4靴梁所受的力偏于安全地取kN 彎矩kNm N/mm2N/mm2(5) 焊縫計(jì)算 柱與靴梁受力最大一側(cè)的焊縫的壓力為kN 焊縫總長(zhǎng)度為:mm 則mm取mm 剪力由槽鋼與底板水平連接焊縫承受,按構(gòu)造取焊腳尺寸為mm,由于該焊腳很長(zhǎng),應(yīng)力很小,不必計(jì)算。(6) 柱底剪力由底板與砼之間的摩擦力承受,摩擦系數(shù)可取0.4,因kNkN,滿足要求,故不必設(shè)抗剪鍵。 圖3.18柱腳詳圖2.10 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)承受框架柱傳來(lái)的彎矩、軸力和剪力以及基礎(chǔ)的自重、基礎(chǔ)回填土的重量、基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載等。這些荷載與地基反力平衡,可用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。由柱傳至基礎(chǔ)頂?shù)暮奢d: (1)A軸柱kNm,kN,kN; 基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)為C30,受力筋取HRB335,墊層采用C10,厚度為0mm。根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告及基礎(chǔ)埋深的構(gòu)造要求,選用第三層土為地基持力層,地基承載力特征值為=304.7kPa,基礎(chǔ)埋深m。確定基礎(chǔ)高度 初步確定基礎(chǔ)高度1700mm初估基礎(chǔ)底面積m2將其增大10%40%,(1.11.4)A=2.733.51m2,初步選截面尺寸為b=1.6m,l=1.6m修正 m3, kN基礎(chǔ)邊緣的最大和最小應(yīng)力為 kN/m2kN/m21.2=1.2233.7=233.7kN/m2kN/m2=233.7 kN/m2底面尺寸滿足要求。驗(yàn)算基礎(chǔ)高度:基礎(chǔ)地在45錐角范圍以內(nèi),可不必進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算。基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算kNmmm2mm2II-II截面按軸壓考慮:kN/m2kNmmm2 mm2 圖3.19 J-12.11板的計(jì)算與配筋2.11.1 樓面板配筋計(jì)算樓面室內(nèi)恒荷載3.68kN/m2,樓面室內(nèi)活荷載3.5kN/m2,采用C25混凝土,板中鋼筋采用HPB235。(1)荷載設(shè)計(jì)值室內(nèi)樓面:Q=1.43.5=4.9kN/m2,g=1.23.68=4.4 kN/m2kN/m2,kN/m2,kN/m2(2)計(jì)算跨度內(nèi)跨:(軸線間距離),邊跨各區(qū)格板的計(jì)算跨度列于下表(3)彎矩計(jì)算跨中最大彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定時(shí),在作用下的跨中彎矩值,與內(nèi)支座鉸支時(shí)在作用下的跨中彎矩之和。取。支座最大負(fù)彎矩當(dāng)支座固定時(shí)作用下的支座彎矩。根據(jù)不同支撐情況,整個(gè)樓面板分為1、2、3三種區(qū)格板 板項(xiàng)目6.63.36.63.30.680.53(0.0330+0.20.0107)6.044.52+(0.0704+0.20.0287)1.44.52=6.46(0.0389+0.20.0050)5.612.42+(0.0915+0.20.0199)1.42.42=2.06(0.0287+0.20.0707)6.044.52+(0.0107+0.20.0330)1.44.52=5.73(0.0050+0.20.0390)6.044.52+(0.0199+0.20.0915)1.42.42=1.87-0.07477.084.52=-10.71-0.08207.082.42= -3.34-10.71-3.34-0.05707.084.52= -8.17-0.05717.082.42= -2.330-2.33(3)截面設(shè)計(jì)截面有效高度:假定選用8鋼筋,則方向跨中彎矩截面=81mm,方向跨中截面的=73mm,支座截面的=81. 截面設(shè)計(jì)用的彎矩:樓蓋周邊未設(shè)圈梁,故只能將樓蓋A,B的跨中彎矩減少20%,其余不折減。為便于計(jì)算,近似取=0.95,截面配筋計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配筋列于下表。 項(xiàng)目截面=M/0.95fyh0配筋實(shí)配跨中816.46319.88200335735.73314.78200335812.16107251731.87102.72251支座81-2.33144.22512.11.2 屋面板配筋計(jì)算(1)荷載設(shè)計(jì)值kN/m2,kN/m2,采用 C25混凝土,鋼筋HPB235。按彈性理論設(shè)計(jì)kN/m2,kN/m2kN/m2 ,kN/m2,kN/m2(2)計(jì)算跨度內(nèi)跨:(軸線間距離),邊跨各區(qū)格板的計(jì)算跨度列于下表(3)彎矩計(jì)算跨中最大彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定時(shí),在作用下的跨中彎矩值,與內(nèi)支座鉸支時(shí)在作用下的跨中彎矩之和。取。支座最大負(fù)彎矩當(dāng)支座固定時(shí)作用下的支座彎矩。根據(jù)不同支撐情況,整個(gè)樓面板分為1、2、3三種區(qū)格板 板項(xiàng)目6.63.36.63.30.680.53(0.0330+0.20.0107)8.764.52+(0.0704+0.20.0287)1.44.52=8.39(0.0389+0.20.0050)5.612.42+(0.0915+0.20.0199)1.42.42=2.79(0.0287+0.20.0707)8.764.52+(0.0107+0.20.0330)1.44.52=4.28(0.0050+0.20.0390)6.044.52+(0.0199+0.20.0915)1.42.42=0.95-0.074710.164.52=-14.88-0.08207.082.42= -16.87-14.88-16.87-0.05707.084.52= -11.73-0.05717.082.42= -11.730-8.73(3)截面設(shè)計(jì)截面有效高度:假定選用8鋼筋,則方向跨中彎矩截面=81mm,方向跨中截面的=73mm,支座截面的=81. 截面設(shè)計(jì)用的彎矩:樓蓋周邊未設(shè)圈梁,故只能將樓蓋A,B的跨中彎矩減少20%,其余不折減。為便于計(jì)算,近似取=0.95,截面配筋計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配筋列于下表。項(xiàng)目截面=M/0.95fyh0配筋實(shí)配跨中818.3941510180505734.282358200335812.791728200335730.9558.578200335支座81-8.73418101805052.12 樓梯設(shè)計(jì)層高4.5m,踏步尺寸。采用C25混凝土。板采用HPB235級(jí)鋼筋。樓梯均布活荷載。標(biāo)準(zhǔn)值kN/m22.12.1 樓梯段設(shè)計(jì)取板厚mm 約為板斜長(zhǎng)的1/30。板傾斜角, 取1m寬板帶進(jìn)行計(jì)算。(1)荷載計(jì)算恒荷載水磨石面層 (0.3+0.15)0.65/0.3=0.98kN/m三角形踏步 0.50.30.1525/0.3=1.88 kN/m混凝土斜板 0.1225/0.894=3.36 kN/m板底抹灰 0.0217/0.894=0.38 kN/m小計(jì) 6.6 kN/m活荷載 2.5kN/m總荷載設(shè)計(jì)值P=1.26.6+1.42.5=11.42 kN/m(2)1 截面設(shè)計(jì)板水平計(jì)算跨度,彎矩設(shè)計(jì)值kNm,板的有效高度mm。mm2 選配 mm2分布筋每踏步1根,梯段板配筋見(jiàn)圖3.41
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