某七層鋼結(jié)構(gòu)辦公樓設(shè)計【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計</b></p><p><b>　　土木工程</b></p><p>　　某七層鋼結(jié)構(gòu)辦公樓設(shè)計</p><p>　　The design of seven-story steel office building</p><p><b>　　摘　

2、要</b></p><p>　　【摘要】本工程為位于寧波地區(qū)的某七層辦公樓建筑，平面尺寸36.0m×14.4m，建筑面積3326.40，主結(jié)構(gòu)為鋼框架結(jié)構(gòu)體系。11榀橫向框架，柱距為3.6m。辦公樓底層高3.6 m，其他標準高3.0 m。</p><p>　　本設(shè)計包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。建筑設(shè)計包括方案的確定，建筑施工圖的繪制，而結(jié)構(gòu)設(shè)計是以PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟

3、件電算和一榀框架手算相結(jié)合的方式進行。結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括荷載計算，內(nèi)力計算，截面驗算，節(jié)點設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】鋼框架結(jié)構(gòu)體系；建筑設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　The design of seven-story steel office building</p><p>　　【ABSTRACT】This project is a s

4、even-story office building which located in Ningbo .The plane size is 36.0m × 14.4m, the total area is 3326.40 sq.m, and the building is steel frame structure.11 Pin horizontal frame ,the spacing is 3.6m.The height

5、of underlying floor of the building is 3.6 m, the standard height is 3.0 m.</p><p>　　The design includes architectural design and structural design. Architectural design includes program identification and b

6、uilding construction drawing.Structural design is the combination of the calculation of software PKPM and the hand-counting of one frame.Structural design includes Load calculation, force calculation, cross checking, nod

7、e design, basic design.</p><p>　　【KEYWORDS】steel structure ;architectural design;structural design.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.設(shè)計總說明</b></p>&

8、lt;p>　　1.1工程結(jié)構(gòu)概況·································

9、83;·······························1</p><p>　　1.2 設(shè)計依

10、據(jù)····································

11、83;································2</p><p>　　1

12、.3 鋼材選用要求···································&

13、#183;·····························2</p><p>　　1.4 施工技術(shù)要求·&

14、#183;····································

15、;···························2</p><p>　　2設(shè)計過程····

16、3;····································&#

17、183;······························5</p><p><b>　　3計算

18、書</b></p><p>　　3.1說明······························&

19、#183;····································

20、;·······6 </p><p>　　3.2 荷載取值及計算 ·······················&#

21、183;····································

22、6</p><p><b>　　3.3 荷載簡圖</b></p><p>　　3.3.1.橫向框架荷載分布······················

23、·························12</p><p>　　3.3.2縱向框架荷載分布·····&#

24、183;····································

25、······16</p><p><b>　　3.4 內(nèi)力計算</b></p><p>　　3.4.1橫向框架內(nèi)力組合················

26、····································

27、3;··18</p><p>　　3.4.2縱向框架內(nèi)力組合····························

28、···························21</p><p><b>　　3.5 結(jié)構(gòu)位移</b></p

29、><p>　　3.5.1橫向框架節(jié)點位移·······························

30、3;·······················23</p><p>　　3.5.2縱向框架節(jié)點位移·······

31、····································

32、3;···········26</p><p>　　3.5.3結(jié)論····················

33、····································

34、3;············27</p><p><b>　　3.6 梁撓度</b></p><p>　　3.6.1橫向框架梁撓度··········

35、····································

36、3;··········28</p><p>　　3.6.2 縱向框架梁撓度····················

37、····································

38、3;30</p><p>　　3.6.3 結(jié)論·······························

39、;····································

40、83;30</p><p><b>　　3.7 截面驗算</b></p><p>　　3.7.1框架柱截面驗算·····················

41、3;···································31</p

42、><p>　　3.7.2框架梁截面驗算································

43、;·························34</p><p><b>　　3.8節(jié)點設(shè)計</b></p><p&

44、gt;　　3.8.1柱腳的計算··································&

45、#183;··························35</p><p>　　3.8.2柱與柱的拼接計算···

46、83;····································&

47、#183;·············39</p><p>　　3.8.3柱與梁的連接計算················

48、83;····································&

49、#183;42</p><p>　　3.9基礎(chǔ)設(shè)計······························

50、83;····································&

51、#183;47</p><p>　　參考文獻·······························

52、····································

53、3;········53</p><p>　　致謝························

54、;····································

55、83;···················54</p><p><b>　　1 設(shè)計總說明</b></p><p>　　1.1工程結(jié)構(gòu)構(gòu)概況</p><p&g

56、t;　　1.1.1本工程為位于寧波地區(qū)的某七層辦公樓建筑，平面尺寸36.0m×14.4m，建筑面積3326.40m2，主結(jié)構(gòu)為鋼框架結(jié)構(gòu)體系。11榀橫向框架，柱距為3.6m。</p><p>　　1.1.2辦公樓底層高3.6 m，其他標準高3.0 m，屋面為不上人屋面。</p><p>　　1.1.3屋面采用雙層彩鋼板中間加保溫層。樓面板為壓制鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓板。壓型鋼板選用

57、型號為YX-75-230-690-(I)-0.8的壓型鋼板，其上澆100 mm厚C20混凝土。辦公樓外墻體采用混凝土空心小砌塊，內(nèi)墻體采用加氣混凝土砌塊。</p><p>　　1.1.4根據(jù)房屋使用功能及建筑設(shè)計的要求，結(jié)構(gòu)體系選為純鋼框架體系?？蚣苤捎肏型鋼、梁為工字形，材料為Q345B。柱腳采用露出式柱腳，柱下為鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。</p><p>　　1.1.5樓梯采用鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制樓

58、梯，其強度和穩(wěn)定性符合要求，且樓梯自重由其自身柱子承擔。不對主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用。</p><p>　　1.1.6梁柱布置如圖：</p><p><b>　　1.2設(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　1.2.1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)取1.0，設(shè)計使用年限：50年。</p><p>　　1.2.2設(shè)計遵循的主

59、要規(guī)范、規(guī)程：</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB50068-2001）；</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）；</p><p>　　《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）；</p><p>　　《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018-2002）；</p>&

60、lt;p>　　《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）；</p><p>　　《建筑結(jié)構(gòu)制圖標準》（GB/T50105-2001）；</p><p>　　《鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接的設(shè)計、施工及驗收規(guī)程》（JGJ82-91）；</p><p>　　《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》（JGJ81-2002）；</p><p>　　《建筑鋼結(jié)構(gòu)工程

61、設(shè)計構(gòu)造要點與技術(shù)規(guī)范實用手冊》。</p><p>　　1.2.3荷載條件（標準值）</p><p>　　靜荷載：靜荷載取值根據(jù)設(shè)計規(guī)范和材料自重，詳見計算書。</p><p>　　活荷載：活荷載取值根據(jù)設(shè)計規(guī)范，詳見任務(wù)書。</p><p>　　風荷載：風荷載地面粗糙度按Ｂ類場地考慮、基本風壓0.55kN/mm2。</p>&

62、lt;p>　　雪荷載：0.30 kN/mm2。</p><p>　　1.2.4抗震設(shè)防烈度6度（設(shè)計基本地震加速度為0.05g），建筑場地類別為Ⅲ類，設(shè)計地震分組為第二組；抗震設(shè)防類別：丙級</p><p>　　1.2.5建筑耐火等級：二級。</p><p><b>　　1.3鋼材選用</b></p><p>　　

63、1.3.1各類構(gòu)件的鋼材牌號與性能要求</p><p>　　1.3.1.1各框架梁柱均選用Q345B級鋼。該鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值?。篺=215N/mm2，抗剪強度設(shè)計值取fv=125 N/mm2，端面承壓設(shè)計值取fce=325 N/mm2。</p><p>　　1.3.1.2 選用的Q235B鋼性能應(yīng)分別符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）及《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T15

64、91）的規(guī)定，壓型鋼板基板材料性能應(yīng)符合《彩色涂層鋼板及鋼帶》（GB/T12574）的 規(guī)定。</p><p><b>　　1.3.2連接材料</b></p><p>　　1.3.2.1采用Q235鋼的焊接匹配E43型焊條，焊縫質(zhì)量等級為二級。當采用對接焊縫連接時，其抗拉和抗壓強度設(shè)計值為。其抗剪強度設(shè)計值為= fv=125N/mm2。當采用角焊縫連接時，其抗拉、抗壓

65、和抗剪強度為。</p><p>　　1.3.2.2采用埋弧自動焊時應(yīng)符合《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》（GB/T5293）、《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》（GB/T12470）及《熔脂焊用鋼絲》（GB/T14957）的規(guī)定。當采用二氧化碳氣體保護焊時，應(yīng)符合《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金焊絲》（GB/T8110）的規(guī)定。</p><p>　　1.3.2.3高強度螺栓采用10.9級大六角型或扭剪

66、型，應(yīng)分別符合《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》（GB/T1231）及《鋼結(jié)構(gòu)扭剪型高強度螺栓連接副技術(shù)條件》（GB/T3632及GB/T3633）的規(guī)定。</p><p>　　1.4設(shè)計施工要求：</p><p><b>　?。?）材料管理</b></p><p>　　按設(shè)計要求購進的鋼材與連接的材料應(yīng)有出廠保質(zhì)書，并經(jīng)訂貨

67、單位與監(jiān)理檢查</p><p>　　驗確認，高強度螺栓應(yīng)按要求抽檢和復(fù)檢。</p><p>　　材料代用必須經(jīng)設(shè)計認可，對不同的材質(zhì)同規(guī)格材料，應(yīng)明確標識，不得混料</p><p><b>　?。?） 下料與加工</b></p><p>　　加工制作單位應(yīng)按本設(shè)計編制鋼結(jié)構(gòu)詳圖，并經(jīng)設(shè)計單位認可后，作為加工制作與安裝的依

68、據(jù)。</p><p>　　所有連接節(jié)點處連接板與構(gòu)件切邊、鉆孔等尺寸，均應(yīng)按實際放樣核實確定。</p><p>　　所有材料的接長應(yīng)采用等強接頭，每件桿件的拼接點不應(yīng)多于一處，并選在受力較小部位。</p><p>　　下料時，應(yīng)預(yù)留加工與焊接收縮余量，板件切槽外的端頭應(yīng)先鉆略打與槽寬的孔再行切割，不允許過切損傷鋼板。</p><p>　　各框

69、架梁、柱的連接點為重要現(xiàn)場拼接點，該部位梁、柱的板端坡口，焊接間隙與定位、螺栓連接尺寸、弧形切槽尺寸及打磨要求等均應(yīng)嚴格保證精度與準確性，以保證構(gòu)件現(xiàn)場連接的質(zhì)量。</p><p>　　所有梁、柱構(gòu)件的切割邊應(yīng)平整清除毛刺。</p><p>　　所有螺栓孔均應(yīng)鉆孔，高強度螺栓的連接孔宜采用套模鉆孔。</p><p>　　設(shè)計中采用的高強度螺栓，施工應(yīng)遵循《鋼結(jié)構(gòu)用高

70、強度螺栓連接設(shè)計施工規(guī)程》（JGJ82）</p><p><b>　?。?） 焊接與組裝</b></p><p>　　1） 焊接檢查接頭坡EI角度、鈍邊、間隙及錯口量應(yīng)符合要求，坡口內(nèi)和兩側(cè)之銹斑、油污、油漆、氧化皮等均應(yīng)清除干凈。</p><p>　　2） 預(yù)熱。焊接前用氣焊特制烤槍在坡EI及兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的母材均勻加熱，并用表面測溫

71、計測量溫度，防止溫度不符合要求或表面局部氧化。</p><p>　　3） 裝焊墊板或引弧板，要求其表面清潔，墊板與母材應(yīng)貼緊，引弧板與母材焊接牢固。</p><p>　　4） 重新檢查預(yù)熱溫度，如溫度不夠應(yīng)重新加熱并測量，使之符合要求。</p><p>　　5） 焊接。第一層焊道應(yīng)封焊坡口內(nèi)母材與墊板之連接處，然后逐道逐層累焊至填滿坡口，每道焊縫焊完后必須清除焊渣及

72、飛濺物，出現(xiàn)焊接缺陷應(yīng)及時磨去并修補。每道焊接層間溫度應(yīng)控制在100至150攝氏度左右，溫度太低時應(yīng)重新預(yù)熱，太高時暫停焊接。焊接時不得在坡口外的母材上打火引弧。</p><p>　　6） 遇雨、雪天時應(yīng)停焊，環(huán)境溫度低于0攝氏度時應(yīng)按規(guī)定預(yù)熱、后熱，構(gòu)件焊口周圍及上方應(yīng)有擋雨棚，風速大于6千米每秒時應(yīng)停焊。</p><p>　　7） 一個接口必須連續(xù)焊完，如不得已而中途停焊時，應(yīng)按規(guī)定溫

73、度進行后熱保溫緩冷。再焊以前應(yīng)重新按規(guī)定加熱。</p><p>　　8） 焊后冷卻到環(huán)境溫度時進行外觀檢查，焊后24h進行焊縫超聲波檢查。</p><p>　　9） 焊工及檢驗人員要認真填寫作業(yè)記錄表。</p><p>　　10) 各類構(gòu)件焊縫的質(zhì)量等級應(yīng)符合下例要求：</p><p>　　對焊接縫：所有材料對接焊縫，所有框架脊柱接頭外，梁上

74、下翼緣板與柱的對接焊（現(xiàn)場單面熔透焊）以及相對應(yīng)處柱加勁肋與柱翼緣內(nèi)側(cè)的對接焊縫，梁、柱腳處要求熔透的焊接，要求為熔透對接焊縫質(zhì)量等級不低于無損傷檢測的二級焊縫。</p><p>　　角焊縫：框架梁、柱腹板與翼緣焊縫，除上述部分外梁柱連接節(jié)點、柱腳節(jié)點等焊縫要求為外觀檢查二級焊縫、其他構(gòu)件或部位角焊縫要求為外觀檢查三級焊縫。</p><p>　　（4）鋼結(jié)構(gòu)安裝施工與防腐</p>

75、;<p>　　1） 鋼構(gòu)件全部在工廠車間制作完成，運至現(xiàn)場安裝。制作前對所有柱、梁的節(jié)點均設(shè)計了施工詳圖，定出了工藝要求質(zhì)量控制標準。構(gòu)件出廠前應(yīng)匯同監(jiān)理部門進行中間檢查預(yù)驗收。構(gòu)件運輸中應(yīng)妥善固定，但固定措施不應(yīng)損傷漆膜與勒傷構(gòu)件，所有高強螺栓連接摩擦面保護不得損傷或生銹。高跨構(gòu)件的吊裝、拼接定位夾具、高空焊接柱身臨時拉結(jié)等技術(shù)措施應(yīng)在施工組織設(shè)計中妥善考慮。所有框架的安裝應(yīng)采取保證安裝精度措施，確保各類構(gòu)件控制中心線、

76、標高精度及保證安全的措施，嚴格遵守《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205）的規(guī)定。</p><p>　　2） 鋼構(gòu)件安裝順序如下：鋼柱底座與基礎(chǔ)預(yù)埋件連接----鋼柱安裝----校正-----高強螺栓連接----焊接----探傷-----補涂。鋼結(jié)構(gòu)部分安裝完畢，分階段進行混凝土施工鋼結(jié)構(gòu)防腐防火處理。鋼材耐火而不耐火，而其在潮濕的環(huán)境中極易生銹，這些都會影響結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量。型鋼采用噴砂除銹，除銹等級Sa2

77、除銹后經(jīng)檢查合格，立即刷防銹漆，底漆共兩遍，每遍厚度不小于5mm，安裝后刷面漆兩遍。根據(jù)設(shè)計要求，本工程防火等級為二級。因鋼柱已用混凝土包裹，不需在進行防腐防火處理。對鋼梁的防火采用了刷防火涂料另加防火板材包裹的措施，其材料均達到設(shè)計耐火極限要求。所購進鋼材表面銹蝕等級不應(yīng)低于B級。</p><p>　　3） 所有柱腳按外輪廓外包150mm厚C20混凝土，包至高出地坪面150mm.</p><

78、;p><b>　　2設(shè)計過程</b></p><p>　　閱讀相關(guān)參考資料，熟悉任務(wù)書的有關(guān)要求，學習軟件操作；</p><p>　　平面布置與機構(gòu)選型，選用相關(guān)的維護材料與樓面的承重材料；</p><p>　　選取計算單元，進行荷載計算與結(jié)構(gòu)分析；</p><p>　　設(shè)計連接節(jié)點（含柱腳設(shè)計與柱腳螺栓布置）；&

79、lt;/p><p>　　完成結(jié)構(gòu)施工圖，進行方案分析；</p><p>　　完成計算書與圖紙的整理</p><p><b>　　3 計算書</b></p><p><b>　　3.1說明：</b></p><p>　　屋面恒載和活載按單向板計算，樓面恒載和活載按雙向板計算。<

80、;/p><p><b>　　3.2荷載取值: </b></p><p>　　3.2.1屋面恒載：</p><p>　　防水層（剛性）30 厚C20細石混凝土防水　　　　　　　　　　　 1.0 kN/m2</p><p>　　找平層：15厚水泥砂漿　　

81、 　　　　　　　　 </p><p>　　防水層（柔性）二氈三油上鋪小石子　　　　　　　　　　　　　　　 　　 0.3kN/m2</p><p>　　找平層：15厚水泥砂漿　　　　 　　　　　　　　 </p><p>　　找坡層：40厚水泥石

82、灰焦渣砂漿　　　　 　　　 </p><p>　　保溫層：80厚礦渣水泥 </p><p>　　結(jié)構(gòu)層：100厚壓型鋼板非組合樓板混凝土部分 　　 </p><

83、p>　　壓型鋼板YX-75-230-690(I)-0.8 0.11 kN/m2</p><p>　　裝飾層0 .30kN/m2</p><p>　　合計：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 6.53 kN/m2</p><p>　　3

84、.2.2屋面活荷載</p><p>　　屋面雪荷載 (按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001》中表D-4：全國各城市50年一遇雪壓寧波市的取值) 0.30kN/m2。</p><p>　　屋面活荷載：不上人屋面取 0.5kN/m2</p><p>　　活荷載與雪荷載不同時考慮，取兩者較大值。 即取活荷載 0.5 kN/m2</p><p&

85、gt;　　3.2.3各層樓面恒荷載 </p><p>　　陶瓷地磚面層，水泥砂漿擦縫</p><p>　　30厚１：3干硬水泥砂漿，面上撒２厚素水泥　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　水泥砂漿結(jié)合層一道　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.16 kN/m2　</p><p>　　結(jié)構(gòu)層：100厚壓

86、型鋼板非組合樓板混凝土部分　　 0.10×25 kN/m3 = 2.5 kN/m2　</p><p>　　壓型鋼板YX-75-230-690(I)-0.8 0.11 kN/m2</p><p>　　裝飾層0.30kN/m2</p><p>　　合

87、計：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 4.07kN/m2</p><p>　　3.2.4各層樓面活荷載</p><p>　　樓面活荷載 　 辦公室房間 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.0 kN/m2 </p><p>　　走廊過道　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

88、2.5.kN/m2　</p><p>　　3.2.5墻體恒載：</p><p>　　女兒墻自重（墻高1100m,0.1m厚的混凝土壓頂，雙面抹灰）：</p><p>　　外墻采用290×190×190的混凝土空心小砌塊　　　　　　　　 </p><p>　　鋼鐵門

89、 </p><p><b>　　底層外墻體自重：</b></p><p>　　玻璃幕墻: </p><p><b>　　縱墻有窗C1</b></p><p><b>　　縱墻有窗C2</b></p>

90、<p>　　封閉山墻： </p><p><b>　　山墻有窗C3:</b></p><p>　　山墻有門： </p><p><b>　　鋁合金窗：</b></p><p>　　C1:　　 </p><

91、;p>　　C2:　　 </p><p>　　C3: </p><p><b>　　水刷石外墻面：</b></p><p>　　縱墻有窗C1： </p><p>　　縱墻有窗C2： </

92、p><p>　　封閉山墻： </p><p>　　山墻有窗C3： </p><p>　　山墻有門： </p>

93、<p>　　水泥粉刷內(nèi)墻： </p><p>　　縱墻有窗C1: </p><p>　　縱墻有窗C2: </p><p>　　封閉山墻：

94、 </p><p>　　山墻有窗C3： </p><p>　　山墻有門： </p><p><b>　　標準層外墻體自重：</b></p><p><b>　　縱墻有窗C1:</b></p><p>&

95、lt;b>　　縱墻有窗C2:</b></p><p>　　封閉山墻： </p><p><b>　　山墻有窗C3</b></p><p>　　玻璃幕墻： </p><p><b>　　

96、鋁合金門窗：</b></p><p><b>　　C1: 　</b></p><p><b>　　C2: </b></p><p>　　C3: </p><p><b>　　水刷石外墻面：</b></p><p&g

97、t;　　縱墻有窗C1： </p><p>　　縱墻有窗C2： </p><p>　　封閉山墻： </p><p>　　山墻有窗C3： </p><p><b>　　水泥粉刷內(nèi)墻：</b><

98、;/p><p>　　縱墻有窗C1： </p><p>　　縱墻有窗C2： </p><p>　　封閉山墻： </p><p>　　山墻有窗C3： </p><p><b>　　

99、底層隔墻自重：</b></p><p>　　內(nèi)部縱橫隔墻選用加氣混凝土砌塊　　　　　　　　　　　　　　　　　 </p><p><b>　　縱墻有門： </b></p><p>　　鋼鐵門： </p><p>　　水泥粉刷縱墻：

100、 </p><p>　　封閉山墻： </p><p>　　水泥粉刷封閉山墻： </p><p><b>　　標準層內(nèi)隔墻自重：</b></p><p><b>　　縱

101、墻有門： </b></p><p>　　鋼鐵門： </p><p>　　水泥粉刷縱墻： </p><p>　　封閉山墻： </p><p>　　水泥粉刷封閉山墻：

102、 </p><p>　　3.2.6鋼柱、鋼梁自重</p><p><b>　　1～7層柱自重</b></p><p>　　柱H300×300×10×15： </p><

103、p>　　裝飾層：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　</p><p>　　合計：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 </p><p><b>　　1～7層梁自重</b></p><p>　　梁I32a：　　　　　　　　　　 　 　

104、 　 </p><p>　　裝飾層：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 </p><p>　　合計：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　</p><p><b>　　3.2.7風荷載 </b></p><p>　　基本風壓：

105、按寧波地區(qū)50年一遇風荷載取其標準值為：　　　　　　　 </p><p>　　注：.表中通過內(nèi)插法求得</p><p>　　由于h<30 m，且z/h=21.6/13.2=1.64 >1.5，故風振系數(shù)βz取1.0?！　　　　?lt;/p><p>　　體型系數(shù)取值：+0.8迎風面；-0.54背風面。　　</p><p>　　作用在

106、建筑物表面的單位面積上的風荷載為</p><p>　　以3-3榀和Ｂ-Ｂ榀框架為例： </p><p>　　迎風面按μz取值不同分別為（單位kN/m）　</p><p>　　Q1k=wk×D=(0.8×μz×0.55)×3.6 = 2.63，2.53，2.42， 2.30， 2.

107、19， 1.96， 1.85</p><p>　　背風面按Uz取值不同分別為 </p><p>　　Q2k=wk×D=(-0.54×μz×0.55)×3.6= -1.77，-1.71，-1.64，-1.55，-1.48，-1.33，-1.25</p><p>　　計算按左風和右風分別

108、考慮。</p><p>　　3.3結(jié)構(gòu)計算簡圖：</p><p>　　考慮平面對稱、由次梁傳遞給主梁的作用大小和風荷載作用面積大小確定主梁的最危險為3-3榀和B-B榀。故本設(shè)計只給出最危險框架的荷載簡圖</p><p>　　3.3.1橫向框架荷載分布圖</p><p>　　3-3框架恒載分布圖</p><p>　　3-

109、3框架活載分布圖</p><p>　　3-3框架風荷載分布圖（左風)</p><p>　　3-3框架風荷載分布圖（右風)</p><p>　　3.3.2縱向框架荷載分布圖</p><p><b>　　B-B框架恒載分圖</b></p><p><b>　　B-B框架活載分圖</b&

110、gt;</p><p>　　B-B框架風荷載分布（左風、右風）</p><p><b>　　3.4 內(nèi)力計算</b></p><p>　　內(nèi)力計算及組合分別按照荷載基本組合計算。內(nèi)力分析采用中國建筑科學研究院研制開發(fā)的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件PKPM，計算模型采用平面框架模型。主梁與主梁，主梁與柱子之間連接為剛接。</p><p>

111、　　荷載基本組合的內(nèi)力計算和組合，應(yīng)考慮荷載為恒載、活荷載及風荷載。由計算所得的各荷載作用的內(nèi)力正負號按照PKPM規(guī)定，即彎矩、剪力、軸力的符號右手坐標，彎矩M以桿件逆時針為正，剪力V以是桿件逆時針轉(zhuǎn)為正，軸力N以拉為正。</p><p>　　說明：在進行內(nèi)力組合時，各分項系數(shù)取值如下：恒載分項系數(shù)為1.2；活載分項系數(shù)為1.4，組合系數(shù)為0.7；風載分項系數(shù)為1.4，組合系數(shù)為0.6。</p>&

112、lt;p>　　3.4.1橫向框架內(nèi)力：</p><p>　　3-3榀框架彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　3-3榀框架軸力包絡(luò)圖</p><p>　　3-3榀框架剪力包絡(luò)圖</p><p>　　3.4.2縱向框架內(nèi)力組合</p><p>　　B-B榀內(nèi)框架彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　B-

113、B榀內(nèi)框架軸力包絡(luò)圖</p><p>　　B-B榀內(nèi)框架剪力包絡(luò)圖</p><p><b>　　3.5結(jié)構(gòu)位移</b></p><p>　　說明：在設(shè)計控制參數(shù)中，取柱頂位移和柱高度比的容許值為1/400。</p><p>　　3.5.1橫向框架節(jié)點位移</p><p>　　3-3榀框架恒載（標準

114、值）+活載節(jié)點位移圖</p><p>　　3-3榀框架左風（標準值）節(jié)點位移圖</p><p>　　3-3榀框架右風（標準值）節(jié)點位移圖</p><p>　　3.5.2縱向框架節(jié)點位移</p><p>　　B-B榀框架恒載（標準值）+活載節(jié)點位移圖</p><p>　　B-B榀框架左風（標準值）節(jié)點位移圖</p&

115、gt;<p>　　B-B榀框架右風（標準值）節(jié)點位移圖</p><p><b>　　3.5.3 結(jié)論</b></p><p>　　由以上位移圖可知，結(jié)構(gòu)框架的節(jié)點位移均符合設(shè)計要求。</p><p><b>　　3.6梁撓度</b></p><p>　　說明：控制參數(shù)?。篬VT]/梁跨

116、度＝1/400，[QT]/梁跨度＝1/500。下列圖中，梁上數(shù)字表示梁撓度/梁跨度的值；梁下數(shù)字表示梁撓度。</p><p>　　3.6.1橫向框架梁撓度</p><p>　　3－3榀框架鋼梁絕對撓度圖（恒+活）</p><p>　　3－3榀框架鋼梁相對撓度圖（恒+活）</p><p>　　3.6.2縱向框架梁撓度</p>&l

117、t;p>　　B－B榀框架鋼梁絕對撓度圖（恒+活）</p><p>　　B－B榀框架鋼梁相對撓度圖（恒+活）</p><p><b>　　3.6.3 結(jié)論</b></p><p>　　由以上撓度圖可知，結(jié)構(gòu)的各框架梁的撓度均符合設(shè)計要求。</p><p><b>　　3.7構(gòu)件截面驗算</b>&

118、lt;/p><p>　　3.7.1框架柱截面驗算</p><p>　　柱選用焊接組合H形截面柱：H 300×300×10×15</p><p><b>　　截面特性</b></p><p>　　A =102.4cm2 Sx=924.5 cm3 Ix =20500cm4

119、 Iy =6760cm4 </p><p>　　ix =13.1 cm iy =7.49 cm W1x=1370 cm3 W1y=450 cm3 </p><p>　　截面分類：X軸：b類；Y軸：c類 截面塑性發(fā)展系數(shù)γx=1.05</p><p>　　經(jīng)PKPM內(nèi)力計算后(考

120、慮活載的最不利布置后)：最大彎矩控制組和最大軸力控制組都發(fā)生在橫向5-5榀底層中柱上：</p><p><b>　　計算長度系數(shù)： ，</b></p><p>　　查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）表D-2，得μ=1.60</p><p><b>　　剛計算長度</b></p><p>

121、;　?。?） 內(nèi)力組合第一組（最大彎矩控制組）</p><p>　　M=74.3kN·m N=950.3 kN V=24.0kN</p><p><b>　　強度</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b>&

122、lt;/p><p><b>　　平面內(nèi)穩(wěn)定：</b></p><p>　　長細比 ，滿足要求。</p><p>　　查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）附錄2得</p><p><b>　　， 滿足要求。</b></p><p><b>　　平面外穩(wěn)定：&

123、lt;/b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）附錄2得</p><p>　　整體穩(wěn)定系數(shù)，當時，　 </p><p><b>　　，所以取</b></p><p><b>　

124、　， 滿足要求。</b></p><p><b>　　局部穩(wěn)定：</b></p><p>　　翼緣寬厚比： ，滿足要求。</p><p><b>　　腹板寬厚比： </b></p><p><b>　　，腹板高厚比限值，</b></p><p&g

125、t;<b>　　則，滿足要求。</b></p><p>　?。?）內(nèi)力組合第二組（最大軸力控制組）</p><p>　　M=45.2kN·m N=1165 kN V=9.8kN </p><p><b>　　強度：</b></p><p><b>　　，，滿足要求。&l

126、t;/b></p><p><b>　　平面內(nèi)穩(wěn)定：</b></p><p>　　長細比 ，滿足要求。</p><p>　　查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）附錄2得</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　

127、平面外穩(wěn)定：</b></p><p>　　長細比 ，滿足要求。</p><p>　　查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）附錄2得</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　局部穩(wěn)定：</b></p><p>　　翼

128、緣寬厚比： ，滿足要求。</p><p><b>　　腹板寬厚比： </b></p><p><b>　　，腹板高厚比限值</b></p><p><b>　　則，滿足要求。</b></p><p>　　3.7.2梁截面驗算：</p><p>　　梁選用

129、普通熱軋工字鋼I32a</p><p>　　3.7.2.1橫向主梁驗算：</p><p>　　橫向橫梁截面特性：I32a</p><p>　　A =67.12 cm2 Sx=400.5cm3 Ix =11080 cm4 Iy =459 cm4 </p><p>　　ix =12.85 cm

130、 iy =2.62cm W1x =692.5 cm3 W1y =70.6 cm3 </p><p>　　截面分類：X軸：b類；Y軸：c類 截面塑性發(fā)展系數(shù)γx=1.05</p><p>　　由PKPM軟件按活載最不利布置時梁的所受內(nèi)力為：</p><p>　　支座處： M=99.9kN·m

131、N=8kN V=35.9kN </p><p>　　跨中最大負彎矩為M=48.1kN·m ，與支座相比，較小，可以只驗算支座。</p><p><b>　　強度：</b></p><p><b>　　整體穩(wěn)定：</b></p><p>　　由于梁上翼緣有承壓板和現(xiàn)澆混凝土板與其可靠

132、連接，所以梁整體穩(wěn)定可不驗算。</p><p><b>　　局部穩(wěn)定：</b></p><p>　　翼緣寬厚比： ， 滿足要求。</p><p>　　腹板寬厚比：， 滿足要求。</p><p><b>　　3.8節(jié)點設(shè)計</b></p><p>　　3.8.1柱腳的設(shè)計&l

133、t;/p><p>　　鋼材為Q345B，鋼柱截面H300×300×10×15，柱翼緣與柱腳底板采用完全焊透的對接焊縫，腹板采用角焊縫連接，柱腳落在混凝土強度等級C30的基礎(chǔ)短柱上。</p><p>　　柱腳底板處內(nèi)力設(shè)計值（考慮柱腳設(shè)計時，荷載組合時恒載的分項系數(shù)取1.0） </p><p>　　取最危險的柱內(nèi)力計算：N=922.49kN

134、 V=31.42kN M=-62.04kN·m</p><p><b>　　（1）計算指標： </b></p><p><b>　　錨栓采用Q235，</b></p><p><b>　　底板厚度，，</b></p><p>　　柱腹板與柱腳的連接角焊縫：，&l

135、t;/p><p>　　混凝土采用C20級，軸心抗壓強度設(shè)計值，，混凝土強度影響系數(shù)：</p><p>　　（2）柱腳底板尺寸的確定：</p><p>　　初定錨栓為M30，則，</p><p>　　，加勁板厚tR=12mm，，支承加勁肋個數(shù)ns=2。</p><p>　　則：　　　　　　，滿足要求。</p>

136、<p>　　取　　　　　　　，，</p><p><b>　　則　　　　　　</b></p><p><b>　　底板尺寸：</b></p><p><b>　　` </b></p><p>　?。?）錨栓計算、底板下混凝土局部受壓計算、底板下后澆層抗剪承載力計算：&

137、lt;/p><p>　　錨栓5M30，總有效面積：</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　由，得</b></p><p>　　底板下的混凝土最大受壓應(yīng)力：</p><p><b>　　受拉錨栓的總拉力：</b></p&

138、gt;<p>　　1）底板下的混凝土最大受壓應(yīng)力驗算：</p><p><b>　　， 滿足要求。</b></p><p>　　2）錨栓受拉強度驗算：</p><p>　　由于受拉錨栓的總拉力：，所以滿足要求。</p><p>　　3）柱腳底板水平抗剪承載力驗算：</p><p>　

139、　（4）柱腳底板厚度計算</p><p><b>　　1）板段彎矩：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　，查表得，兩相鄰邊支承板彎矩系數(shù)為（按線性插值插入）</p><p>　　其板段彎矩3456N/mm2</p><p>　　2）驗算柱腳底

140、板厚度：</p><p>　　由于受拉錨栓的總拉力：</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　為從錨栓中心至底板支承邊的距離，D為錨栓的孔徑,取錨栓直徑加10mm。</p><p>　?。?）柱與底板的連接焊縫計算</p><p>　　1）柱腹板與底板焊腳尺寸<

141、/p><p><b>　　按構(gòu)造要求：</b></p><p><b>　　mm，mm</b></p><p><b>　　故近似取 mm</b></p><p>　　2）柱板腹與底板焊縫有效截面積</p><p><b>　　3）柱截面慣性矩&l

142、t;/b></p><p>　　4）柱腹板與底板的連接焊縫計算</p><p><b>　　<（滿足要求）</b></p><p><b>　　<（滿足要求）</b></p><p><b>　　<。</b></p><p>　　

143、（6）支承加勁肋計算：</p><p><b>　　1）加勁肋參數(shù)</b></p><p><b>　　，，，切角　　　</b></p><p><b>　　加勁肋板厚；</b></p><p><b>　　，，</b></p><p&

144、gt;<b>　　2）驗算：（）</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　3）支承加勁肋抗剪計算：</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　，</b></p><p>

145、;<b>　　滿足要求。</b></p><p>　　4）支承加勁肋焊縫強度計算：</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　所以柱腳設(shè)計滿足要求。</p><p>　　3.8.2柱與柱的拼接計算</p><p>　　H型截面柱采用栓焊混合拼接接，

146、腹板采用M20高強度螺栓孔徑d0=22mm，摩擦面采用噴砂處理μ=0.45，螺栓強度等級10.9，螺栓預(yù)拉力P=155kN。翼緣為全熔透坡口焊縫連接并采用引弧板，焊縫質(zhì)量等級為二級。</p><p>　　柱子的拼接處為距離樓面1300mm處。設(shè)計時偏于安全的考慮，取最危險的柱子內(nèi)力進行設(shè)計，為橫向框架柱第一層柱上端內(nèi)力組合值為設(shè)計值M=60.47kN·m N=950.28kN V=-23.98k

147、N</p><p>　　柱截面：H300×300×10×15</p><p>　?。?）螺栓布置及連接板尺寸</p><p>　　按螺栓布置構(gòu)造要求：</p><p>　　柱與柱之間間隙d=10mm，螺栓中心至拼接板邊緣距離</p><p>　　50mm>2d0=44mm，螺栓間距取

148、80mm>=3d0=66mm，</p><p>　　且<8d0=176mm。</p><p>　　腹板連接板尺寸690 mm×200 mm×10 mm</p><p><b>　?。?）截面屬性</b></p><p><b>　　，，</b></p>

149、<p>　　H型鋼翼緣毛截面慣性矩：</p><p>　　H型鋼腹板毛截面慣性矩</p><p>　　H型鋼毛截面慣性矩：</p><p><b>　　H型鋼毛截面模量：</b></p><p><b>　　翼緣毛截面面積：</b></p><p><b>

150、;　　翼緣凈截面截面：</b></p><p><b>　　腹板毛截面面積：</b></p><p><b>　　柱毛截面面積：</b></p><p>　?。?）柱采用內(nèi)力實用設(shè)計法法進行計算</p><p>　　1) 翼緣處焊縫驗算。</p><p><

151、b>　　每翼緣壓力：</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　2) 腹板區(qū)拼接驗算：</p><p>　　高強螺栓單面抗剪承載力設(shè)計值（雙剪，同時考慮焊接熱影響對高強度螺栓預(yù)拉力的損失系數(shù)0.9）</p><p><b>　　計算螺栓群承接力</b&

152、gt;</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　3) 連接板驗算：</b></p><p>　　每塊連接板凈截面慣性矩：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　每塊連接板的凈截面面積</p>

153、<p>　　每塊連接板的凈截面模量</p><p><b>　　抗剪強度驗算：</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　抗壓強度驗算：</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b><

154、;/p><p><b>　　折算應(yīng)力驗算：</b></p><p><b>　　,滿足要求。</b></p><p>　　所以柱子拼接滿足要求。</p><p>　　3.8.3梁與柱連接計算</p><p><b>　　第一種情況：</b></p>

155、;<p>　　梁與橫向柱剛性連接（梁通過連接板連于柱翼緣）I梁與H型截面柱采用剛性連接，在主梁的對應(yīng)位置焊接柱水平加勁板其厚度與主梁翼緣等厚。梁翼緣與柱翼緣板采用完全焊透的坡口對接焊縫連接，質(zhì)量級別為二級，梁腹板與柱連接采用高強度螺栓連接。腹板連接采用M16高強度螺栓孔徑d0=17mm，摩擦面采用噴砂μ=0.45處理，螺栓強度等級10.9，P＝155kN。柱截面： H300×300×10×21

156、5 梁截面：I32a 由于主梁翼緣的抗彎承載力大于主梁整個截面的承載力的70%，采用常用設(shè)計法：翼緣承擔全部彎矩，腹板只承擔剪力。以最危險梁柱連接為計算梁端節(jié)點設(shè)計彎矩M=99..9kN·m 梁端節(jié)點設(shè)計剪力V=81.4 kN</p><p>　　在驗算梁－柱節(jié)點板域的抗剪承載力時，取Mb1=99.9 kN·m，Mb2=71.8 kN·m，Vc1=81.4 kN。</p>

157、;<p>　　（1）螺栓布置和邊接板尺寸</p><p>　　按螺栓布置構(gòu)造要求：</p><p>　　c至少?。?0為安裝縫隙）；取c=55mm；切角b=35mm，螺栓中心至拼接板邊緣距離40mm>2d0=34mm，螺栓間距取55mm>=3d0=51 mm，且<8d0=136 mm，螺栓個數(shù)取6個。</p><p>　　連接板尺寸

158、170×220×14</p><p>　　（2）主梁與柱的連接承載力設(shè)計</p><p>　　1)梁翼緣與柱對接焊縫的抗拉強度</p><p><b>　　，滿足要求</b></p><p>　　2)梁腹板凈截面最大剪應(yīng)力</p><p><b>　　，滿足要求<

159、;/b></p><p><b>　　3)螺栓連接驗算</b></p><p><b>　　高強螺栓預(yù)拉力</b></p><p>　　高強螺栓單面抗剪承載力設(shè)計值（同時考慮焊接時的預(yù)應(yīng)力損失，乘以折減系數(shù)0.9）</p><p>　　每一個螺栓承受的剪力</p><p&g

160、t;　　，滿足要求。 </p><p><b>　　4)連接件驗算</b></p><p>　　連接板尺寸，連接板與柱腹板連接角焊縫hf =6mm，滿足構(gòu)造要求。</p><p><b>　　連接板的凈截面面積</b></p><p>　　連接件凈截面最大剪應(yīng)力</p>&l

161、t;p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　連接件與柱之間的角焊縫最大應(yīng)力</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　?。?）腹板抗壓承載力的驗算</p><p>　　1)為了防止在梁受壓翼緣引起的壓力作用下，柱腹板由于屈曲而破壞，應(yīng)滿足</p

162、><p>　　，，其中梁受壓翼緣面積；（）是柱（梁）抗拉、抗壓強度設(shè)計值；是柱腹板高度；柱鋼材的屈服強度</p><p><b>　　而實際</b></p><p>　　所以柱腹板可以不設(shè)置橫向水平加勁肋。</p><p>　　2)為了防止在梁受拉翼緣傳來的荷載使柱翼緣與相鄰腹板處的焊縫傳拉開，導(dǎo)致柱翼緣的過大彎曲，所以按構(gòu)

163、造要求在柱腹板對應(yīng)相連梁上下翼緣處設(shè)置水平加勁肋，且加勁肋板其厚度與主梁翼緣等厚，水平加勁肋的水平中心線與梁翼緣的水平中心線相互重合。</p><p>　　（4）梁－柱節(jié)點板域的抗剪承載力驗算</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><