畢業(yè)設計--某五層鋼框架公寓樓結構設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目：某五層鋼框架公寓樓結構設計</p><p>　　Tittle: Steel Frame of A Five-story Apartment Building Structural Design</p><p>　學生姓名</p><p>

2、　專業(yè)名稱</p><p>　指導教師</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計是大學教育培養(yǎng)目標實現的重要步驟，是畢業(yè)前的綜合學習階段，是深化、拓寬、綜合教學成果的重要過程，是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結。本次設計使理論和實際很好的結合起來，提高了分析、解決工程實際問題的能力。培養(yǎng)了學生嚴謹、求實、細

3、致、認真和吃苦耐勞的工作作風。為以后更好的學習和工作奠定了堅實的基礎。</p><p>　　在畢業(yè)設計期間，我重新復習了《房屋建筑學》、《鋼結構》、《結構力學》、《建筑結構抗震設計》等課本知識，并查閱了《抗震規(guī)范》、《鋼結構規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等相關規(guī)范。在畢業(yè)設計過程中，我們通過所學的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行了建筑、結構的具體設計。現在畢業(yè)設計任務已圓滿完成。在此，對校領導、老師及在此期間關心我?guī)椭业?/p>

4、所有同學們表示衷心的感謝。</p><p>　　本設計包括建筑設計和結構設計兩大部分，敘述內容包括設計原理、方法、規(guī)范、規(guī)章、設計技術要求和計算表格。其中，建筑設計部分由平面設計、立面設計、功能分區(qū)、采光和防火安全的要求等部分組成；結構部分由荷載計算、內力分析、內力組合、節(jié)點和柱腳設計等部分組成。畢業(yè)設計的三個月里，在指導老師的幫助下，經過資料查閱、設計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手冊等相

5、關內容的理解。鞏固了專業(yè)知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在繪圖時熟練掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM等建筑軟件，這些都從不同方面達到了畢業(yè)設計的目的與要求，鞏固了所學知識。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2

6、</p><p>　　第1章 建筑設計3</p><p>　　1.1 工程概況3</p><p>　　1.1.1 建筑概況3</p><p>　　1.1.2 工程地質條件3</p><p>　　1.1.3 氣象條件4</p><p>　　1.2 平面設計5</p&g

7、t;<p>　　1.3 立面設計5</p><p>　　1.4 細部做法6</p><p>　　1.4.1 樓面做法（樓面詳圖如圖1.8.1）6</p><p>　　1.4.2 屋面做法（屋面詳圖如圖1.8.2）6</p><p>　　1.5 材料選擇7</p><p>　　1.5.1

8、 梁柱材料7</p><p>　　1.5.2 墻體材料7</p><p>　　1.5.3 樓梯材料7</p><p>　　1.5.4 樓（屋）板材料7</p><p>　　第2章 結構設計8</p><p>　　2.1 工程概況及設計參數8</p><p>　　2.2 結

9、構布置及計算簡圖8</p><p>　　2.2.1 計算單元8</p><p>　　2.2.2 構件截面尺寸初選8</p><p>　　2.2.3 框架計算簡圖10</p><p>　　2.3 荷載計算及其內力分析11</p><p>　　2.3.1 荷載計算11</p><p

10、>　　2.3.2 荷載作用分布圖13</p><p>　　2.3.3 荷載內力分析17</p><p>　　2.4 內力組合29</p><p>　　2.4.1 框架梁內力組合29</p><p>　　2.4.2 框架柱內力組合34</p><p>　　2.5 結構、構件驗算34</p

11、><p>　　2.5.1 框架柱驗算34</p><p>　　2.5.2 框架橫梁驗算43</p><p>　　2.5.3 次梁驗算46</p><p>　　2.6 組合樓蓋設計49</p><p>　　2.6.1 樓板設計49</p><p>　　2.6.2 屋面板設計53

12、</p><p>　　2.7 框架連接設計57</p><p>　　2.7.1 主梁與柱的連接設計57</p><p>　　2.7.2 次梁與主梁的連接設計68</p><p>　　2.7.3 柱腳設計71</p><p>　　2.8 基礎設計78</p><p>　　2.8

13、.1 A柱基礎設計78</p><p>　　2.8.2 B柱基礎設計83</p><p><b>　　總 結87</b></p><p><b>　　致 謝88</b></p><p><b>　　參考文獻89</b></p><p>　

14、　摘要：本文的畢業(yè)設計主要講述了辦公樓設計。設計的內容包括建筑設計、結構設計兩部分。畢業(yè)設計是土木工程專業(yè)的必修課程，我的設計是公寓樓設計，設計采用鋼框架結構，建筑主體層數為五層。根據設計要求，設防烈度為6度，抗震等級為三級，設計中無須考慮抗震設計。設計包括建筑部分、結構部分、樓梯、基礎等。根據任務書定出各層平面圖及平面布置。</p><p>　　本方案主體結構為雙向承重框架。在進行荷載計算和構件截面估算后，選取

15、了一榀框架進行計算，計算內容包括框架梁柱截面尺寸的選取及線剛度的計算；恒載、活載、風作用下梁端、柱端彎矩、剪力的計算；框架內力組合；框架梁柱強度驗算；樓梯配筋計算及基礎配筋計算等。樓梯采用鋼筋混凝土板式樓梯；由于柱網的限制，基礎采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。整個方案設計基本符合設計和結構要求，具有一定的合理性。</p><p>　　通過對辦公樓樓層平面圖、剖面圖、構造圖的繪制和結構的設計，熟悉了設計的全過程，掌握了

16、結構設計計算的基本方法，創(chuàng)造性地完成了畢業(yè)設計任務。同時，對所學的專業(yè)知識和基本概念有了更深的理解，從而提高了分析和解決實際問題的能力。</p><p>　　關鍵詞：辦公樓設計，鋼框架，結構設計，柱下獨立基礎</p><p>　　Abstract: This article focuses on office design. The design are two parts, includ

17、ing architectural design, structural design. The graduation project is a required course in civil engineering. My office design uses a five-story steel frame structure. According to design requirements, fortification int

18、ensity of 6 degrees, seismic rating of three, designed without regard to seismic design. The design includes parts of the building structural elements, stair, foundation. </p><p>　　The main structure of the

19、program is two-way load-bearing framework. During the estimate of the load calculation and components section, select one specimens of the framework to calculate, calculation includes the selection of the frame beam and

20、column dimensions and stiffness calculation; dead loads, live loads, wind on the force combinations; stairs reinforcement calculation and foundation reinforcement calculation. The staircase of reinforced concrete slabs s

21、tairs; due to the limitations of c</p><p>　　By drawing on the office floor plans, sections, construction drawings and structural design, familiar with the whole process of design, to master the basic methods

22、 of structural design calculations, completed graduation design task. At the same time, a deeper understanding on the professional knowledge and basic concepts, thereby increasing the ability to analyze and solve practic

23、al problems. </p><p>　　Key words: office building design, steel frame, structural design, single foundation under column</p><p><b>　　第1章 建筑設計</b></p><p><b>　　1.1

24、 工程概況</b></p><p>　　1.1.1 建筑概況</p><p>　　青年公寓是在青島的一棟五層的鋼結構框架民用建筑，建筑物的具體位置在開發(fā)區(qū)黃河路以北。在擬建的青年公寓以北有已建的青年服務中心，以東有供青年運動鍛煉身體的運動場，此公寓是專門為工作不久的青年設計的，此地段交通方便（黃河路是開發(fā)區(qū)的交通主干道），有利于青年們的生活和工作。建筑的立面時尚、簡潔、美觀，

25、平面布置能滿足大學生們的基本生活和娛樂要求，力求做到“適用、安全、經濟、美觀”。該建筑等級：耐久等級為II級,耐火等級II級，采光等級為III級。建筑面積約4000平方米,土建總投資約600萬元。</p><p>　　根據擬建建筑物選址的縱向長度與橫向寬度、建筑面積、建筑中使用部分和交通部分的關系，建筑的使用功能確定柱網。通過查閱《民用建筑設計通則》（JGJ37-87）和現行國家標準《建筑模數協調統(tǒng)一標準》(GB

26、J2）,另外又考慮到建筑體型整齊，平面組合應盡量符合柱網尺寸的規(guī)格、模數以及經濟跨度的要求，建筑的柱網布置如圖1.1.1：</p><p>　　圖1.1.1 柱網布置圖</p><p>　　1.1.2 工程地質條件</p><p>　　(1) 地形平坦，自然地表標高36.0m;</p><p>　　(2) 根據勘察報告，場區(qū)土層按自上

27、而下順序見表1.1.1：</p><p>　　表1.1.1 場區(qū)土層性質</p><p>　　(3) 擬建場地地下水為基巖裂隙水，勘查期間在勘探深度內各孔均未見地下水;</p><p>　　(4) 地基基礎方案分析：宜采用天然地基，全風化角礫巖、強風化角礫巖或中風化角礫巖為地基持力層，建議采用-1.0m～－3.0m柱下獨立基礎;</p><

28、p>　　(5) 抗震設防烈度為6度，擬建場地土類型為中硬場地土，場地類別為II類;</p><p>　　(6) 最大凍土深0.5m。</p><p>　　1.1.3 氣象條件</p><p>　　(1) 氣溫（見表1.1.2）：</p><p>　　表1.1.2 氣溫表</p><p><b>

29、;　　(2) 降水</b></p><p>　　平均年降雨量：550mm</p><p>　　雨量集中期：7月中旬至8月中旬</p><p>　　基本雪壓：0.20kN/m2</p><p><b>　　(3) 風向</b></p><p>　　主導風向：夏季為東南風；冬季為西北風

30、。</p><p>　　基本風壓：0.6kN/m</p><p><b>　　1.2 平面設計</b></p><p>　　該公寓是專供在半島工作不久的青年租用，考慮到工作不久青年的實際情況（收入微薄），故不采用住宅式公寓設計（造價高，租金貴），而采用賓館式公寓設計，建筑的平面組合采用內廊式組合，這種形式的組合能使各個房間不被穿越，較好的滿足

31、各個房間單獨使用的要求，平面緊湊，走廊所占面積較小，房間進深大，節(jié)省用地。此公寓的建筑平面布置有兩種，首層為一種，其余同標準層。房間均是統(tǒng)一的（使用面積29.97平方米，衛(wèi)生間6.2平方米），房間里都帶有單獨的衛(wèi)生間，衛(wèi)生間里設有淋浴器、坐便器、洗手盆。首層在建筑物南面正中一個柱距（即5-6軸線之間）設了門廳，并將門廳右邊的房間設置為公寓管理中心，這樣便于管理，有利于公寓的安全；將正對門廳的房間設為娛樂活動中心（考慮到此房間正對門廳，私

32、隱不好，不便于作為宿舍），是青年們下班之余和周末休閑娛樂組織活動交流工作經驗、思想，增進友誼的地點；首層還設置了配電室，便于電的統(tǒng)一管理；設置的儲藏室由于存放一些清潔用具和雜物。另外還考慮到青年們的洗衣服問題（衛(wèi)生間的盥洗室太小不便用于洗大件衣，洗衣容易把房間弄潮），標準層都設置了一個公用水房。總之，我們的設計力求為青年們提供一個方便和舒</p><p><b>　　1.3 立面設計</b>

33、;</p><p>　　建筑物的體型和立面，即房屋的外部形象，并不等于房屋內部空間組合的直接表現，建筑的體型和立面設計，必須符合建筑造型和立面構圖方面的規(guī)律性，如均衡、韻律、對比、統(tǒng)一等等。</p><p>　　建筑體形的選擇，體形的選擇必然要受到結構形式、基地環(huán)境、氣候條件以及環(huán)保等因素的制約，還要考慮整體規(guī)劃，本工程為五層公寓樓，采用鋼結構框架組合樓板結構形式，根據擬建場地形狀，道路方

34、向及大門布置等要求，把建筑設計成“矩形”，更能充分利用場地，也使得交通更加方便，同時也利于滿足建筑和結構的要求。在體形選擇上力求做到簡捷、美觀、實用，以滿足適用性、安全性、舒適性的要求。</p><p>　　建筑體型的組合，建筑物體型組合的要求，主要有以下幾點：（1）完整均衡、比例恰當，而該建筑采用“矩形”，滿足這一要求；（2）主次分明、交接明確，在建筑南側二層以上的中間柱距設過廳，并都外挑1.20米，突出入口；

35、（3）體型簡潔，環(huán)境協調，該建筑位于一小區(qū)里面，擬建建筑物的附近有已建建筑物、已有的綠化，與環(huán)境相協調。以外挑的陽臺和過廳，達到建筑體型簡潔明了的效果。</p><p><b>　　1.4 細部做法</b></p><p>　　1.4.1 樓面做法（樓面詳圖如圖1.8.1）</p><p>　　圖1.4.1 組合樓面詳圖</p>

36、<p>　　本工程的樓面結構層采用組合樓板（配一定量的鋼筋），結構層上做20厚的砂漿找平層，再在找平層上做面層。</p><p>　　1.4.2 屋面做法（屋面詳圖如圖1.8.2）</p><p>　　圖1.4.2 屋面詳圖</p><p>　　屋面保溫層采用100厚膨脹珍珠巖，防水層采用三氈四油改性瀝青柔性防水，在防水層上鋪小石子作為防護層，，防護層

37、上再做20厚細石混凝土保護層。</p><p><b>　　1.5 材料選擇</b></p><p>　　1.5.1 梁柱材料</p><p>　　梁柱均為熱軋H型鋼，具體截面通過計算得出。</p><p>　　1.5.2 墻體材料</p><p>　　外墻選用ALC板，厚200mm;內墻選

38、用輕質隔墻，厚200mm(考慮各房間之間的隔聲，所以取200厚)，蒸壓加氣混凝土（ALC）板的導熱系數（含水率5%）為僅為混凝土的1/11,為磚砌體的1/7,是一種高效保溫隔熱圍護結構材料，在確保必要的隔熱保溫性能的前提下，ALC墻可比其它材料做成的墻體薄得多，通常可提高使用面積6%～10%。</p><p>　　1.5.3 樓梯材料 </p><p>　　樓梯選用混凝土（考慮到該建筑為

39、公寓，若采用鋼樓梯，人上下走動時，產生的噪音較大，不利于人休息）。</p><p>　　1.5.4 樓（屋）板材料</p><p>　　屋面、樓板均采用組合樓板，厚為100mm(壓型鋼板選用YX-51-250-750,板厚取0.8mm,展開寬度0.96m,荷載)，保溫層采用100厚膨脹珍珠巖，導熱系數為（很小），對屋面保溫很有利。</p><p><b>

40、;　　第2章 結構設計</b></p><p>　　2.1 工程概況及設計參數</p><p>　　青島開發(fā)區(qū)擬建一幢五層鋼結構青年公寓，建筑面積4000m2,擬建房屋所在</p><p>　　地設計參數，抗震設防烈度為6度（只需進行構造抗震，不進行地震作用計算），基本雪壓S0=0.20kN/m2，基本風壓，地面粗糙度為B類。</p>

41、<p>　　該多層鋼結構建筑，采用純框架形式（框架應雙向剛接），框架柱梁均采用熱軋H型鋼，選用Q235鋼；梁與柱的節(jié)點連接采用剛接連接（栓焊混合連接），主梁與次梁的節(jié)點連接采用鉸接連接，柱腳采用剛接（外露式平板柱腳）；樓（屋）面采用壓型鋼板組合樓板；外墻體采用蒸壓輕質加氣混凝土（ALC）板，內隔墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。</p><p>　　2.2 結構布置及計算簡圖</p>&l

42、t;p>　　本工程平面為狹長形，且水平和豎向均為規(guī)則布置，沒有大的剛度突變，采用橫向框架承重方案，主梁沿橫向布置。查《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001),樓面均布活載標準值為2.0kN/m2,陽臺為2.5 kN/m2,上人屋面為2.0kN/m2,雨篷為0.7kN/m2。</p><p>　　2.2.1 計算單元</p><p>　　根據結構方案的特點（橫向框架承重），可

43、取一榀典型橫向框架作為計算單元，這里?、谳S線框架進行計算，取兩個柱距的1/2寬作為計算單元,如圖2.2.1：</p><p>　　圖2.2.1 平面結構布置及計算單元選取</p><p>　　2.2.2 構件截面尺寸初選</p><p>　　本工程的梁和柱子均采用Q235鋼，材料性能應滿足《低合金高強度結構鋼》（GB/T1591）的要求。焊接材料與之相適應，手工

44、焊采用E43系列焊條，滿足《低合金鋼焊條》（GB/T5118）的要求。自動焊和半自動焊的焊絲應滿足《熔化焊用鋼絲》（GB/T14957）的要求。</p><p>　　2.2.2.1 梁截面初選</p><p>　　本工程主次梁均優(yōu)先選用窄翼緣熱軋H型鋼（HN系列），初選截面可參考簡支梁的要求進行調整，將截面高度減小些；框架柱優(yōu)先選用寬翼緣熱軋H型鋼（HW系列），以保證弱軸方向的抗彎能力。

45、</p><p>　　(1) 橫向框架梁</p><p>　　查《熱軋H型鋼和部分T型鋼》（GB/T11263）,則選用HN396×199×7×11。(2) 縱向框架梁</p><p>　　查《熱軋H型鋼和部分T型鋼》（GB/T11263）,則選用HN346×174×6×9。</p>&l

46、t;p><b>　　(3) 次梁</b></p><p>　　查《熱軋H型鋼和部分T型鋼》（GB/T11263）,則選用HN298×149×5.5×8。</p><p>　　2.2.2.2 框架柱截面初選</p><p>　　但因軸力N較大，??；查表可得截面回轉半徑近似值</p><p

47、><b>　　。</b></p><p>　　查《熱軋H型鋼和部分T型鋼》（GB/T11263）,則選用HW344×348×10×16。</p><p>　　2.2.2.3 組合樓蓋的初選</p><p>　　根據組合樓板的構造要求，壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度不應小于50mm,總厚度不應小于90mm，取樓

48、板厚度為100mm。</p><p>　　各構件截面尺寸和特性見表2.2.1：</p><p>　　表2.2.1 構件截面尺寸及特性</p><p>　　2.2.2.4 梁、柱的計算跨(高)度</p><p>　　梁的跨度：取軸線間距，即邊跨梁為6.6m,中跨為2.4m;</p><p>　　底層柱高：設基礎底標高

49、-2.100m，基礎高度1.100m，則底層柱高3.3+2.1-1.1=4.3m;</p><p>　　其它層柱高：取層高，即為3.3m。</p><p>　　2.2.3 框架計算簡圖</p><p>　　框架在豎向荷載作用下，可忽略節(jié)點側移，按剛性方案設計。在水平荷載作用下，不能忽略節(jié)點側移，按彈性方案設計。相對線剛度計算如下（考慮組合效應，鋼梁兩側有樓板時取1

50、.5Ib,一側有樓板時取1.2Ib）:</p><p><b>　　底層柱線剛度：</b></p><p><b>　　其它層柱線剛度：</b></p><p><b>　　邊跨梁線剛度：</b></p><p><b>　　中跨梁線剛度:</b><

51、/p><p><b>　　設，則</b></p><p>　　。計算簡圖如圖2.2.2：</p><p>　　圖2.2.2 框架計算簡圖</p><p>　　2.3 荷載計算及其內力分析</p><p>　　2.3.1 荷載計算</p><p>　　2.3.1.1 恒荷

52、載標準值</p><p><b>　　樓面：</b></p><p>　　0.8mm厚壓型鋼板 0.12kN/m2</p><p>　　100mm厚C20鋼筋混凝土板 0.10×25=2.50kN/m2</p><p&

53、gt;　　20mm厚1：2水泥砂漿找平層 0.02×20=0.40kN/m2</p><p>　　3mm厚T910地磚 19.80×0.003=0.06kN/m2</p><p>　　吊頂及吊掛荷載 0.30kN/m2</p&

54、gt;<p>　　合計 3.38kN/m2</p><p><b>　　屋面：</b></p><p>　　0.8mm厚壓型鋼板 0.12kN/m2</p><p>　　100

55、mm厚C25鋼筋混凝土板 0.10×25=2.50kN/m2</p><p>　　40mm厚C20防水細石混凝土 0.04×25=1.00 kN/m2</p><p>　　20mm厚1：3 水泥砂漿找平層 0.02×20=0.40kN/m2</p><p

56、>　　100mm厚膨脹珍珠巖保溫層 0.10×2.5=0.25kN/m2</p><p>　　30mm厚水泥砂漿 0.03×20=0.60kN/m2</p><p>　　4mm厚改性瀝青防水（三氈四油） 0.05kN/m2</p>&

57、lt;p>　　20mm1:3水泥砂漿（上人屋面的保護層） 0.02×20=0.40kN/m2</p><p>　　吊頂及吊掛荷載 0.30kN/m2</p><p>　　合計 5.62kN/m2</p&

58、gt;<p><b>　　內墻：</b></p><p>　　200mm厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 0.2×5.5=1.10kN/m2</p><p>　　8mm厚水泥砂漿找平層 0.08×20×2=0.32kN/m2</p><p>　　8mm厚

59、1：1：6水泥石膏砂漿 0.08×14×2=0.22kN/m2</p><p>　　5mm厚1：0.3：3水泥石膏砂漿 0.05×14×2=0.14kN/m2</p><p>　　合計 1.78kN/m2</p&

60、gt;<p>　　內墻自重（偏于安全的取3300mm高） 1.78×3.3=5.88kN/m</p><p><b>　　外墻：</b></p><p>　　200mm厚蒸壓輕質加氣混凝土（ALC）板 0.2×6.5=1.30kN/m2</p><p><b>　　外墻面做法

61、：</b></p><p><b>　　丙乳密封液一層</b></p><p>　　5mm厚聚合物防水砂漿打底 0.005×20=0.10kN/m2</p><p>　　3mm厚T920瓷磚 0.003×19.8=0.06kN/m2&l

62、t;/p><p><b>　　內墻面做法：</b></p><p><b>　　丙乳密封液一層</b></p><p><b>　　批膩子</b></p><p><b>　　涂料</b></p><p>　　合計

63、 1.46kN/m2</p><p>　　外墻自重 1.46×3.3=4.82kN/m</p><p>　　女兒墻：高度1000mm,自重 1.46×1=1.46kN/m</p><p

64、><b>　　構件自重：</b></p><p>　　橫向框架梁自重（邊跨） 0.56kN/m</p><p>　?。ㄖ锌纾?0.56kN/m</p><p>　　縱向框架梁自重

65、 0.42kN/m</p><p>　　次梁自重 0.32kN/m</p><p>　　框架柱自重 1.13kN/m</p><p>　　2.3.1.2 活載標準值</p>&

66、lt;p>　　樓面 2.0kN/m2</p><p>　　陽臺 2.5kN/m2</p><p>　　上人屋面 2.0

67、kN/m2</p><p>　　雨篷 0.7kN/m2</p><p>　　2.3.1.3 風壓標準值（按50年一遇取青島地區(qū)值）</p><p>　　基本風壓 0.6kN/m2</p

68、><p>　　風載體型系數查《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)，表7.3.1項5取。</p><p>　　2.3.1.4 雪荷載標準值</p><p>　　基本雪壓 0.20kN/m2</p><p>　　準永久分區(qū)為Ⅱ,準永久系數為0.2。雪荷載

69、不與活荷載同時組合，取其中最不利組合。本工程雪荷載較小，荷載組合時直接取活荷載進行組合，而不考慮與雪荷載的組合。</p><p>　　2.3.1.5 地震作用</p><p>　　本工程抗震設防烈度為6度（0.05g）,設計地震分組為第二組，在計算中不考慮地震作用，僅從構造上予以考慮。</p><p>　　2.3.2 荷載作用分布圖</p><

70、;p>　　根據以上荷載情況和結構布置，荷載按下面原則取值：次梁承擔由屋面板、樓面板傳來的荷載形式為矩形，橫向框架主梁承擔由次梁傳來的荷載為集中荷載，梁的自重和梁上的墻體荷載按均布荷載加在梁上，外墻荷載按集中荷載加在梁柱節(jié)點處。</p><p>　　2.3.2.1 一榀框架恒載計算簡圖</p><p>　　CL01上有衛(wèi)生間隔墻，次梁搭在主梁兩端，將次梁視為簡支梁，模型如圖2.3.1

71、：</p><p>　　圖2.3.1 次梁（CL01）計算簡圖</p><p>　　框架中各層恒荷載作用分布圖如圖2.3.2：</p><p>　　圖2.3.2 恒載作用分布圖(kN)</p><p>　　2.3.2.2 一榀框架活載計算簡圖</p><p>　　框架各層活載作用分布圖如圖2.3.3：</

72、p><p>　　圖2.3.3 活載作用分布圖（kN）</p><p>　　2.3.2.3 一榀框架風載計算簡圖</p><p><b>　　基本風壓值： </b></p><p>　　值：由于建筑物總高H不超過30m,所以取=1.0。 </p><p>　　查《荷載規(guī)范》得值：迎風面背風面所以取。&

73、lt;/p><p>　　查表，具體值見表2.3.1。為簡化計算，將矩形分布的風荷載折算成節(jié)點集中力。</p><p>　　表中的，，，分別為下柱、上柱的高度（頂層取女兒墻高的兩倍），為風荷載的線荷載標準值。</p><p>　　表2.3.1 風荷載計算表</p><p>　　框架各層風荷載作用分布圖如圖2.3.4：</p><

74、;p>　　圖2.3.4 風荷載作用下荷載分布圖(kN)</p><p>　　2.3.3 荷載內力分析</p><p>　　2.3.3.1 節(jié)點分配系數的計算</p><p>　　頂層分配系數計算過程如下（其他層計算方法相同，見表2.3.2）</p><p><b>　　節(jié)點A:</b></p>

75、<p><b>　　節(jié)點B:</b></p><p>　　表2.3.2 節(jié)點分配系數計算表</p><p>　　2.3.3.2 恒載作用下內力分析</p><p>　　(1) 恒載下固端彎矩計算</p><p>　　頂層梁A5B5固端彎矩計算如下（計算簡圖如圖2.3.5）：</p><

76、p>　　圖2.3.5 梁A5B5固端彎矩計算簡圖</p><p><b>　　B5C5:</b></p><p>　　底層及標準層邊跨框架梁固端彎矩計算如下（計算簡圖如圖2.3.6）：</p><p>　　圖2.3.6 梁A4B4固端彎矩計算簡圖</p><p>　　底層及標準層中跨框架梁固端彎矩計算如下：&l

77、t;/p><p>　　(2) 恒載作用下內力計算及內力圖</p><p>　　恒載作用下內力計算采用力矩二次分配法，由結構和恒荷載的對稱性，可取對稱進行計算，計算過程如圖2.3.7：</p><p>　　恒載彎矩、剪力、軸力圖分別如圖2.3.8(a)、圖2.3.8(b)、圖2.3.8(c)：</p><p>　　2.3.3.3 活載作用下內力

78、分析</p><p>　　框架在樓、屋面活載作用下采用滿布荷載法，其內力計算方法與恒載相同。</p><p>　　(1) 活載作用下固端彎矩計算</p><p>　　活載作用下固端彎矩計算方法與恒載相同，采用疊加法。固端彎矩計算見表2.3.3：</p><p>　　表2.3.3 活載固端彎矩計算表</p><p>

79、　　(2) 活載作用下內力計算及內力圖</p><p>　　其內力計算也采用二次分配法，內力計算過程如圖2.3.9，彎矩圖、剪力圖、軸力圖分別如圖2.3.10(a)、圖2.3.10(b)、圖2.3.10(c)：</p><p>　　圖2.3.7 恒載作用下內力計算過程</p><p>　　圖2.3.9 活載作用下內力計算過程</p><p&

80、gt;　　圖2.3.8(a) 恒載彎矩圖（）</p><p>　　圖2.3.8(b) 恒載剪力圖（kN）</p><p>　　圖2.3.8(c) 恒載軸力圖（kN）</p><p>　　圖2.3.10(a) 活載彎矩圖（）</p><p>　　圖2.3.10(b) 活載剪力圖（kN）</p><p>　　圖2

81、.3.10(c) 活載軸力圖（kN）</p><p>　　2.3.3.4 風載作用下內力分析</p><p>　　(1) 各柱的D值及剪力分配系數計算</p><p>　　風荷載作用下需考慮框架節(jié)點的側移，采用“D”值法。各柱的D值及剪力分配系數見表2.3.4：</p><p>　　表2.3.4 各柱D值及剪力分配系數</p&g

82、t;<p>　　(2) 各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算</p><p>　　框架各柱反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算見表2.3.5：</p><p>　　(3) 梁端彎矩的計算</p><p>　　梁端彎矩的計算根據節(jié)點平衡理論，按各節(jié)點上梁的線剛度大小進行分配。以五、四層為例：</p><p>　　第五層：A節(jié)點：已知

83、則。</p><p><b>　　B節(jié)點：已知則</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　第四層：A節(jié)點：已知</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　B節(jié)點：已知，</b>&

84、lt;/p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　表2.3.5 各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩</p><p>　　由此表可得層間相對最大位移，滿足要求；框架柱柱頂水平</p><p><b>　　，滿足要求。&

85、lt;/b></p><p>　　(4) 風載作用下內力圖</p><p>　　風載彎矩、剪力、軸力圖分別如圖2.3.11(a)、圖2.3.11(b)、圖2.3.11(c)：</p><p>　　圖2.3.11(a) 風載彎矩圖（）</p><p>　　圖2.3.11(b) 風載剪力圖（kN）</p><p&g

86、t;　　圖2.3.11(c) 風載軸力圖（kN）</p><p><b>　　2.4 內力組合</b></p><p>　　在進行荷載組合時，應該考慮活載的最不利布置。對多層框架，如果考慮地震組合，可以不考慮活載的不利布置；如果不考慮地震組合，可將活載下的內力乘以1.11.2的放大系數。由于本工程位于6度抗震設防區(qū)，在設計時不考慮地震作用，因此組合時將活載乘以1.1

87、5的放大系數。</p><p>　　對多層框架，根據《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009）的規(guī)定，對梁和柱的計算都要考慮活載的折減。本建筑在設計樓面梁時，主梁的從屬面積超過25m2,活載乘以0.9的折減系數；設計柱時，按《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009）中表4.1.2進行活載折減。</p><p>　　本建筑的荷載組合采用《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009）3.2.4的一般排架、框架

88、結構的基本組合簡化規(guī)則，由可變荷載效應控制的組合：①;②;③；由永久荷載效應控制的組合：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　2.4.1 框架梁內力組合</p><p>　　因為各層梁截面均相同，而頂層荷載較標準層大，故只取首層、頂層的邊跨梁和中間梁組合?？蚣芰簝攘M合見表2.4.1：</p><p

89、>　　表2.4.1 框架梁內力組合表</p><p>　　表2.4.2 框架柱內力組合表</p><p>　　2.4.2 框架柱內力組合</p><p>　　因為各層柱子的截面相同，故只取首層、中間標準層的邊柱和中柱進行內力組合?？蚣苤膬攘M合見表2.4.2：</p><p>　　對表2.4.1的注釋：彎矩M以梁上部受拉為正，下

90、部受拉為負；剪力V以使梁順時針轉為正，逆時針轉為負；軸力N以壓力為正，拉力為負。</p><p>　　對表2.4.2的注釋：彎矩M以柱外側受拉為正，內側受拉為負；剪力V以使柱順時針轉為正，逆時針為負；軸力N以壓力為正，拉力為負。</p><p>　　2.5 結構、構件驗算</p><p>　　2.5.1 框架柱驗算</p><p>　　框

91、架柱的驗算包括強度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定驗算 。計算時不考慮抗震設防要求，按照《鋼結構設計規(guī)范》GB50017計算。</p><p>　　2.5.1.1 柱A1A0</p><p><b>　　(1) 截面特性</b></p><p>　　柱A1A0的截面為HW，其截面特性此壓彎構件受壓翼緣自由外伸寬度b1與其厚度t之比（），</p&g

92、t;<p><b>　　即所以查表得。</b></p><p><b>　　(2) 控制內力</b></p><p>　　根據內力組合表，強度驗算可能由以下組合控制 </p><p>　　(3) 強度驗算 </p><p>　　截面無削弱，對第一組內力：</p>&

93、lt;p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　對第二組內力：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　(4) 彎矩作用平面內的穩(wěn)定驗算</p><p>　　根據《鋼結構設計規(guī)范》GB50017，按有側移框架柱計

94、算。由于橫梁A1B1的軸力很小，在計算柱長度系數時不考慮其影響。柱腳在橫向為剛接，不考慮梁的組合效應，按純鋼梁計。</p><p>　　梁A1B1的截面為HN其慣性矩為。，由《鋼結構設計規(guī)范》附表D-2</p><p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C此柱截面為b類截面，查得，框架為有側移純框架，。</p><p><b>　　，</b><

95、/p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p><p>　　(5) 彎矩作用平面外穩(wěn)定驗算</p><p>　　縱向框架梁截面為HN其慣性矩為與柱剛接。柱腳在縱向也取剛接。，由《鋼結構設計規(guī)范》附表D-2 </p><

96、;p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C按b類截面查得 ，框架為有側移純框架，。截面影響系數</p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p><p><b>　　(6) 局部穩(wěn)定</b></p><p>　

97、　1) 翼緣板的寬厚比</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　2) 腹板的高厚比</p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　腹板的允許高厚比：</b></p><p><b&

98、gt;　　高厚比，滿足要求。</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p><p><b>　　板的允許高厚比：</b></p><p>　　高厚比，滿足要求。因柱均采用同一截面形式，其它柱段的局穩(wěn)可不用再計算。</p><p>　　2.5.1.2 柱B1B0&

99、lt;/p><p>　　(1) 截面特性 與柱A1A0 相同。</p><p><b>　　(2) 控制內力</b></p><p>　　根據內力組合表，強度驗算可能由以下組合控制</p><p>　　(3) 強度驗算 </p><p>　　截面無削弱，對第一組內力：</p>&

100、lt;p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　對第二組內力：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　(4) 彎矩作用平面內的穩(wěn)定驗算</p><p>　　根據《鋼結構設計規(guī)范》GB50017，按有側移框架柱計

101、算。由于橫梁A1B1的軸力很小，在計算柱長度系數時不考慮其影響。柱腳在橫向為剛接，不考慮梁的組合效應，按純鋼梁計。</p><p>　　梁B1C1的截面為HN其慣性矩為</p><p>　　，由《鋼結構設計規(guī)范》附表D-2</p><p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C此柱截面為b類截面，查得，框架為有側移純框架，。</p><p><

102、b>　　，</b></p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p><p>　　(5) 彎矩作用平面外穩(wěn)定驗算</p><p>　　縱向框架梁截面為HN其慣性矩為與柱剛接。柱腳在縱向也取剛接。，</p>

103、;<p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附表D-2</p><p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C按b類截面查得 ，框架為有側移純框架，</p><p><b>　　截面影響系數</b></p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內

104、力：</b></p><p>　　2.5.1.3 柱A2A3</p><p>　　(1) 截面特性 與柱A1A0 相同。</p><p><b>　　(2) 控制內力</b></p><p>　　根據內力組合表，強度驗算可能由以下組合控制</p><p>　　(3) 強度驗算

105、 </p><p>　　截面無削弱，對第一組內力：</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　對第二組內力：</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　(4) 彎矩作用平面內的穩(wěn)定

106、驗算</p><p>　　根據《鋼結構設計規(guī)范》GB50017，按有側移框架柱計算。由于橫梁A1B1的軸力很小，在計算柱長度系數時不考慮其影響。柱腳在橫向為剛接，不考慮梁的組合效應，按純鋼梁計。</p><p>　　梁A3B3的截面為HN其慣性矩為。，《鋼結構設計規(guī)范》附表D-2</p><p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C此柱截面為b類截面，查得，框架為有側移純

107、框架，。</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p><p>　　(5) 彎矩作用平面外穩(wěn)定驗算</p><p>　　縱向框架梁截面為HN其

108、慣性矩為與柱剛接。</p><p>　　，由《鋼結構設計規(guī)范》附表D-2 </p><p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C按b類截面查得 ，框架為有側移純框架，。截面影響系數</p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p>

109、;<p>　　2.5.1.4 柱B2B3</p><p>　　(1) 截面特性：與柱A1A0 相同。</p><p><b>　　(2) 控制內力</b></p><p>　　根據內力組合表，強度驗算可能由以下組合控制</p><p>　　(3) 強度驗算 </p><p>

110、　　截面無削弱，對第一組內力：</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　對第二組內力：</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　(4) 彎矩作用平面內的穩(wěn)定驗算</p><p>

111、;　　根據《鋼結構設計規(guī)范》GB50017，按有側移框架柱計算。由于橫梁A1B1的軸力很小，在計算柱長度系數時不考慮其影響。柱腳在橫向為剛接，不考慮梁的組合效應，按純鋼梁計。</p><p>　　梁A3B3的截面為HN其慣性矩為。，《鋼結構設計規(guī)范》表D-2</p><p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C此柱截面為b類截面，查得，框架為有側移純框架，。</p><p&g

112、t;<b>　　，</b></p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p><p>　　(5) 彎矩作用平面外穩(wěn)定驗算</p><p>　　縱向框架梁截面為HN其慣性矩為與柱剛接。</p>&l

113、t;p>　　，由《鋼結構設計規(guī)范》附表D-2 </p><p>　　由《鋼結構設計規(guī)范》附錄C按b類截面查得 ，框架為有側移純框架，。截面影響系數</p><p><b>　　對于第一組內力：</b></p><p><b>　　對于第二組內力：</b></p><p>　　2.5.2 框架

114、橫梁驗算</p><p>　　采用組合樓板時，框架梁與樓板有可靠連接，能阻止梁上翼緣的側向失穩(wěn)；在支座負彎矩處，受壓下翼緣處設側向支撐。另外，本工程抗震設防烈度為6度，熱軋H型鋼的局部穩(wěn)定能夠保證，不必進行驗算。因此框架梁只需進行強度和撓度驗算。另外，主梁一般不考慮組合效應，按鋼梁計算。</p><p>　　2.5.2.1 梁A5B5 </p><p>　　(1)

115、 截面特性 </p><p>　　梁A5B5截面為HN，其截面特性為：A=71.41，。</p><p><b>　　控制內力</b></p><p>　　由內力組合表，強度驗算由以下組合控制</p><p><b>　　強度驗算</b></p><p>　　截面無削弱，

116、按壓彎構件驗算正應力。另外，在次梁與主梁的連接處主梁腹板設置加勁肋，不必驗算局部壓應力。</p><p>　　梁翼緣承受的正應力驗算</p><p><b>　　第一組內力：</b></p><p><b>　　第二組內力：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b>

117、;</p><p><b>　　梁腹板承受的剪力</b></p><p><b>　　第一組內力：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　第二組內力：</b></p><p><b

118、>　　，滿足要求。</b></p><p>　　(4) 撓度驗算（荷載的標準組合）</p><p>　　梁的最大撓度包括兩部分，一部分由恒載產生，另一部分由活載產生，將兩部分疊加即為總撓度。</p><p><b>　　計算恒載撓度</b></p><p>　　計算過程如下（計算簡圖如圖2.5.1）：

119、</p><p>　　圖2.5.1 梁A5B5恒載撓度計算簡圖</p><p>　　從上圖可得由集中恒載產生的撓度，用結構力學中的圖乘法計算，均布恒載產生的撓度可用公式求得。</p><p>　　2）計算活載撓度 計算過程如下（簡圖如圖2.5.2）：</p><p><b>　　用結構力學圖乘法：</b></p

120、><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　2.5.2.2 梁A1B1 </p><p>　　(1) 截面特性 梁A1B1截面特性同梁A5B5</p><p><b>　　(2) 控制內力<

121、;/b></p><p>　　由內力組合表，強度驗算由以下組合控制</p><p><b>　　(3) 強度驗算</b></p><p>　　截面無削弱，按壓彎構件驗算正應力。另外，在次梁與主梁的連接處主梁腹板設置加勁肋，不必驗算局部壓應力。</p><p>　　梁翼緣承受的正應力驗算</p>&l

122、t;p><b>　　第一組內力：</b></p><p><b>　　第一組內力：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　梁腹板承受的剪力</b></p><p><b>　　，滿足要求。<

123、;/b></p><p>　　(4) 撓度驗算 方法同A5B5，梁在恒載和活載下的撓度分別為</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　2.5.2.3 梁B1C1、B5C5</p><p&g

124、t;　　梁B1C1、B5C5的截面與梁A1B1、A5B5的截面尺寸相同，跨度為2.4m較梁A1B1、A5B5的跨度6.6m小多了，所承擔荷載較梁A1B1、A5B5的荷載小，而梁A1B1、A5B5的強度、撓度均滿足要求，所以梁B1C1、B5C5的強度和撓度不用驗算。 </p><p>　　2.5.3 次梁驗算</p><p>　　次梁與主梁加勁肋采用鉸接連接，按簡支梁計算。 </

125、p><p>　　2.5.3.1 標準層次梁CL01驗算</p><p>　　因為標準層次梁有CL01、CL02，它們的截面相同，但CL01上有衛(wèi)生間隔墻，荷載較CL01大，所以選取CL01驗算。</p><p>　　(1) 次梁截面特性 </p><p>　　次梁截面為HN，其截面特性為：A=40.800，</p><p