行政钢结构办公楼结构计算书.docx

《行政钢结构办公楼结构计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《行政钢结构办公楼结构计算书.docx（71页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、结构计算书课题 名称：桂林行政钢结构办公楼结构计算书摘要：本案为某行政办公楼钢结构及施工图设计。实体工程为钢框架办公楼。此 办公楼为钢框架结构，其优点为强度高、塑性韧性好、重量轻、制作简单、施工工 期短等特点，但同时钢结构也具有耐热不耐火、耐腐性差等缺点，所以设计此办公 楼的时候采取了充分的预防措施。水平地震作用采用底部剪力法来计算；侧移刚度 和结构的自振周期用D值法计算；竖向荷载下的结构内力用分层法计算；考虑有地 震和无地震两种方式组合有关的内力效应.整个设计符合现行结构设计规范要求， 保证结构有足够的抗震性能，从而实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防 目标。关键词：钢框架结构 抗震设

2、计 内力组合第3章一根框架设计3.1永久荷载标准值1.屋面防水层：10mm厚细石混凝土保护层 三毡四油铺小石子100mm厚膨胀珍珠岩保温层找平层：20nlm厚1:2水泥砂浆找坡层：40mm厚水泥砂浆找平结构层：120mm厚C25钢-混凝土楼板2. 3mm厚压型钢板：合计.楼面瓷砖地面（包括粗水泥砂浆打底）平均厚度120钢筋混泥土板压型钢板吊顶及吊挂荷载合计.墙体200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块15mm厚抹灰合计：25x0. 01=0. 25KN/m20. 40 KN/m20. 10X2. 5=0. 25kN/m220x0. 02=0. 40 KN/m214x0. 04=0. 56 KN/m

3、225x0. 12=3 KN/m20. 35KN/m25. 21 KN/m20. 50 KN/m225x0. 12=3. OKN/m20. 14 KN/m20.30kN/m23. 94 KN/m20. 2X5, 5=1. 10kN/m20. 015X20X2=0. 6kN/m21.7kN/m2底层墙自重为L7X3.6=6.12kN/ni2,其它层墙自重为1. 7X 3. 3=5. 61kN/m2,女儿墙自重为 L 7义 L 0=1. 7kN/itf。2 .构件自重横向框架梁自重0. 881kN/m纵向框架梁自重0. 92kN/m次梁自重0. 645kN/m框架柱自重1. 349kN/m3.2楼

4、面及屋面可变荷载标准值1 .不上人屋面均布活荷载标准值0. 5 KN/m22 .上人屋面均布活荷载标准值2 . OKN/m23 .楼面活荷载标准值办公室2.0 KN/m2走廊2. 5 KN/m23风压标准值基本风压0. 35KN/m2风载体型系数可查建筑结构荷载规范得。3.4荷载作用分布图根据以上荷载情况和结构布置，荷载传递方式为：次梁承当由屋面板、楼面板 传来的荷载形式为矩形，横向框架主梁承当由次梁传来的荷载为集中荷载，梁的自 重和梁上的墙体荷载按均布荷载加在梁上。全部板块设为双向板。板传递荷载如下列图：335673. 4.1 B-C轴框架梁1.屋面板传荷载:恒载：5.21x2.lx l-2

5、x活载：2.0x2.lx l-2x、27.2x2 ）（2 1 丫+ -= 10.74 KN/机（7.2x2 ）2.1 丫17.2x2）（2.1 y+ （7.2x2 ）=4A2KN/m2 .楼面板传给梁的荷载:2 .楼面板传给梁的荷载:恒载：3.94x2.lx l-2x2.1 丫（7.2x2）（21 Y+ 一 =SA2KN/m （7.2x2 ）（2 1 V活载：2.0x2.lx l-2x （7.2x 2 ）（2 1 V活载：2.0x2.lx l-2x （7.2x 2 ）（21、+ =4A2KN/m（7.2x2 ）横梁自重为:0. 881kN/mB-C轴框架均布线荷载为：屋面恒载：梁自重+板传荷载

6、=0. 881kN/m+10. 74kN/m=ll. 621kN/m 活载二板传荷载=4. 12kN/m楼面恒载：梁自重+板传荷载+墙体荷载=0. 881kN/m+8. 12kN/m+5. 21kN/m=14. 211kN/m 活载二板传荷载二4. 12kN/m3. 4. 2 C-D轴框架梁1 .屋面板传荷载：恒载：1.25x521x9x2 = 8.14KN/z8活载：1.25x2.0x9x2 = 3.125KN/根82 .楼面板传给梁的荷载：恒载：L25x3.94x*x2 = 6.156KN/h28活载：l.25x2.0x*x2 = 3.125KN/m8C-D轴框架均布线荷载为：屋面恒载:梁

7、自重+板传荷载=0.881kN/m+8. 14kN/m=9. 021kN/m活载二板传荷载=3. 125kN/m楼面恒载：梁自重+板传荷载+墙体荷载二0.881kN/m+6. 156kN/m+5. 21kN/m=12. 247kN/m活载二板传荷载=3. 125kN/m活载二板传荷载=3. 125kN/m楼面恒载：梁自重+板传荷载+墙体荷载二0.881kN/m+6. 156kN/m+5. 21kN/m=12. 247kN/m活载二板传荷载=3. 125kN/m3. 4. 3 D-E轴框架梁因结构布置为对称结构，故D-E轴同B-C轴1 .屋面板传荷载:恒载：l-2x17.2x2 ）（2 1 +

8、= 10.74 KN/机（7.2x2 ）（2 1 丫 活载：2.0x2.lx l-2x ：（7.2x2 ）（2.1 y+ =12KN/m（7.2x2 ）2 .楼面板传给梁的荷载:恒载：3.94x2.lx l-2x活载：2.0x2.lx l-2x2.1 V7.2x2, C3,125)150.90X80.5DG = 4.45G = 4.45116.5112.25116.51(80.5K/ C3.125)80.51)G = 4.45G = 4.45116.5112.25116.51C80.5K/ (3,125)x攵8051)G = 4.45G = 4.45116.5112.25116.51(80.5

9、U/ (3125人攵 80,51)G = 4.45G = 4.45116.5112.25116.51(80.5K/ (3.125人攵 805)G = 4.45G = 4.45116.5112.25116.51C80.5K/ (3.125人攵 8051)G = 4.86G = 4.86/777T77 /7777T72500C D11.62、157.91/ (44.1)G = 4.45154.62(44.1)G = 4.45154.62(44.1)G = 4.45154.62)(44.1)G = 4.45J54E2(44,1)G = 4.45/154.62(44.1)G = 4.86(4.12)1

10、4.21、(4.12)14.21、(4.12)14.21、(4.12)14.21、(4.12)14.21、(4.12)7200rIO7.图竖向受荷总图3.5恒载作用下的内力计算,框架内力采用弯矩二次分配法计算，对各杆件相对线刚度值，除底层柱以外, 其余各层柱线刚度乘以0.9,即：顶层柱、标准层柱相对线刚度：1X0. 9=0. 9由于结构对称，所以只需要对其一半进行计算便可。12具体计算过程如下:00. 5580.4420. 19400. 2460. 56顶层-50.250.2-4.728.0122. 1911.095-5. 49-10. 98-13. 92-31.693. 062. 431.2

11、15-0. 236-0. 298-0. 6831.07-31.0751.294-14.218-37. 07剪力15. 5639. 1-44.6-7.4811. 30. 360. 360. 280. 1560. 1970. 1970. 45标准层-61.38761.387-4.722. 09922. 09917. 1888.5945. 09-10. 18-12. 86-12.86-29. 38-1.8324-1.8324-1.4252-0.71260. 111170. 140. 140. 32120. 266620.2666-40.534259.2-12. 72-12. 72-33.759剪力1

12、5. 5612. 2848.5-53.8-7.71-7. 7111.30. 3450. 3510. 3040. 1620. 1840. 1880. 467底层-61.38761.387-4.721. 17821.54718. 6629. 331-5. 347-10.695-12.146-12.147-30. 1741.8451.8771.6290.815-0. 132-0. 15-0. 152-0. 38123. 02323. 424-46.44360.006-12.296-12.299-35. 355剪力12. 289. 7649. 3-53. 1-9. 82-9.8211.3图恒载作用下框

13、架的弯矩二次分配法计算(单位：弯矩kN,m,剪力及轴力W)恒载作用下框架弯矩图绘制如下：跨中弯矩=ql*l/8-(ml+m2)/213)图恒载作用下框架的弯矩图（单位: M图求V图时，采用结构力学脱离体的方法：恒载作用下框架剪力图绘制如下:14图恒载作用下框架的剪力图（单位： 2 M V图求N图时，采用结构力学脱离体的方法：恒载作用下框架轴力15Abstract :This case is a construction plan for a certain administrative office building and steel structure. Solid engineering

14、 for steel frame office building. The building is a steel frame structure, the utility model has the advantages of for high strength, plastic toughness, light weight, simple fabrication, construction period short features, but at the same time steel structure also has heat resistance, fire resistanc

15、e, poor corrosion defects, so the design of the office to take adequate preventive measures. Horizontal earthquake action by the bottom shear method to calculate; lateral stiffness and structural self vibration period use d value method to calculate; layering calculation of internal forces of the st

16、ructure under vertical load. Considering the there is a combination of seismic and non seismic methods related to the internal effect. The whole design is in accordance with the current structural design codes, and the structure has enough seismic performance, Otherwise , there are the sectional che

17、cking computations of girder and pillar under the most unfavorable internal force and the important node designed .Keyword : multi-layered steel portal frame construction ; the design of earthquake ; the combination of the internal force结构计算书目录第1章 结构方案造型11.1工程概况1第2章 结构布置与构件选取12.1 主要构件选型12.2 梁、柱截面尺寸估

18、算22.3 确定结构计算简图2第3章一根框架设计62.4 1永久荷载标准值6楼面及屋面可变荷载标准值6图恒载作用下框架的柱轴力图（单位：依）3.6 活载作用下的内里计算依据2010版高规5. 1.8条，4kN/n）2以下活荷载不需考虑其最不利布置。同恒 载的情况，采用弯矩二次分配法计算，具体计算过程如下16上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁00. 5580. 4420. 19400. 2460. 56顶层-17.817.8-1.62769. 937.873. 935-1.95-3.9-4. 95-11.261.08810. 86190. 432-0.0838-0.1063-0. 24211.02-1

19、1.0218. 1832-5.0563-13. 13剪力5.4413.84-15.82-2. 443.910. 360. 360. 280. 1560. 1970. 1970. 45标准层-17.817.8-1.62766. 4086. 4084. 9842. 492-1.456-2.912-3. 677-3. 677-8.40. 5240. 5240. 4080. 204-0. 032-0. 04-0. 04-0.09186. 9326.932-13. 86417. 552-3.717-3.717-10. 119剪力5. 444.211. 15-18. 52-2.44-2. 253.910.

20、 3450. 3510. 3040. 1620. 1840. 1880. 467底层-17.817.8-1.62766. 1416.2485.4112. 705-1.529-3. 058-3. 473-3. 474-8. 6280. 5280. 5370. 4650. 233-0. 038-0. 043-0. 044-0. 1096. 6696. 785-13. 45317. 642-3.516-3.518-10.364剪力4.22. 8310. 64-19. 02-2. 25-1.473.91图活载作用下框架的弯矩二次分配法计算 （单位：弯矩kNm,剪力及轴力no活载作用下框架弯矩图绘制如下

21、:17)图活载作用下框架的弯矩图（单位:活载作用下框架剪力图绘制如下:1813.8415.82图活载作用下框架的剪力图（单位：V） 活载作用下框架轴力图绘制如下：19图活载作用下框架的柱轴力图（单位：田）3.7 风荷载作用下的内力统计3. 7.1风荷载标准值计算为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的20等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:唯二旦4么叫)仅+%)8/2表集中风荷载标准值i层离地高度z/mA再凡/(ZN/病)hj mhj ImWk/kN620.11.001.300.880.353.32.08.97516.81.001.300

22、.740.353.33.39.39413.51.001.300.650.353.33.38.25310.21.001.300.650.353.33.38.2526.91.001.300.650.353.33.38.2513.61.001.300.650.353.63.38.62注：基本风压%为0. 35 kN/m2,对H30m或高宽比小于L5的房屋结构A =1.0, /在荷载规范查得并按线性插入法代入，B为迎风面宽度取8. 4m。3. 7.2侧移刚度、横向2-6层D值的计算表横向2-6层D值计算构件名称7 =三*I ac =_c 2+iD = acic / (kN / m)B轴柱2x1.96x

23、10 麋n 加 c”2x2.47x10 廉n.根0.2727403C轴柱2x(1.96xl04-m + 5.65xl04-m) o0.606165022x2.47xl04-m“山D轴柱2x(1.96xl04-m + 5.65xl04Z:7V-m) o no d= 3.0o2x2.47x10 廉n 加0.60616502E轴柱2x1.96x10 麋nw 八”2x2.47x10 n 冽0.272740321ED = 7403/yV / m+16500 / 切+16500RV /7403RV / m = 4781(W / m、横向底层D值计算表3.7.3 横向底层D值计算构件名称：-以 i k0.5

24、 + 7oc = 一c 2+iD = acic-/ (kN / m)B轴柱1.96x104Z:A-m 八 0-.0.OL)2.27xl04-m0.47610005C轴柱1.96x10廉n加+ 5.65x104%no 2.27 xN kN .m0.72015133D轴柱1.96x04kN- m + 5.65x04kN-m o ,=3.352.27x104 kN m0.72015133EAA轴柱L96x10n 加=0.862.27xlOUNm0.47610005ZO = 10005W/%+151331AN/m+15133ZN/7n+10005M/w = 50276M/m3. 7.4风荷载作用下框架

25、位移计算水平荷载作用下框架的层间侧移计算公式：匕Aw.=J双注：式中匕一一第j层的总剪力值；汨第j层所有柱的抗侧刚度之和；Amj 第j层的层间侧移。jnj层侧移与=a% ,顶点侧移=勺 j=lj=l表框架在风荷载作用下侧移的计算层次WJkNYj/kNED 1 (kN 1 ni)Auj / m% / h2268.978.97478100.00021/1650059.3918.36478100.00041/825048.2526.61478100.00051/660038.2534.86478100.00071/470028.2543.11478100.00081/410018.6251.7350

26、2760.00101/3300u = 0.0036m侧移验算：层间侧移最大值：1/33001/250,满足要求。3. 7.5风荷载标准值作用下的内力计算框架在风荷载(从左向右吹)作用下的内力用D值法(改进的反弯点法)进行 计算。第i层第m柱所分配的剪力为：匕 =2匕，匕=2叱框架柱反弯点位置，% = % + ,+% + 为，计算结果如表和表所ZjS O表3. 7. 5 B (E)轴框架柱反弯点位置层号him171%yyh/ m63.30.790.300000.300.9953.30.790.400000.401.3243.30.790.440000.441.4533.30.790.450000

27、.451.4923.30.790.500000.501.6513.60.860.650000.652.35表3. 7. 6 C (D)轴框架柱反弯点位置层号hl mI%Ji%yyhl m63.33.080.450000.451.452353.33.080.450000.451.4543.33.080.500000.501.6533.33.080.500000.501.6523.33.080.500000.501.6513.63.350.550000.551.98框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算:加。上=曦（1丁），中柱处的梁按下式计算：M四=占（叫皿+加山），M两=缶”.+以上）M上M左

28、表风荷载作用下B （E）轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层匕/kNSD/(kN / m)D0”/(kN m)% ED曦/kNyhImm2m3单位/（AN 加）2468.974781074030.1551.391.452.572.022.57518.364781074030.1552.851.455.274.137.29426.614781074030.1554.121.656.806.8010.93334.864781074030.1555.401.658.918.9115.71243.114781074030.1556.681.6511.0311.0319.94151.735027610005

29、0.19910.31.9813.6020.3924.63M1为上弯矩，加2为下弯矩，为横向弯矩表风荷载作用下C (D)轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层匕 /kNED/(kN / m)D im/(kN , m)DED曦/kNyhIm%m2监J%单位/(ZN m)68.9747810165020.3453.091.455.724.480.661.90518.3647810165020.3456.331.4511.719.181.875.39426.6147810165020.3459.181.6515.1515.152.808.09334.8647810165020.34512.031.6519.

30、8519.854.0211.63243.1147810165020.34514.871.6524.5424.545.1014.76151.7350276151330.30115.571.9820.5530.836.3118.23为左弯矩，为右弯矩，A1?为上弯矩，为下弯矩。表风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力层梁端剪力/kN柱轴力/kNBC跨VbCBCD跨V,CDDE跨V vhDEB轴N,、bc轴D轴E轴ME VbCDNecVbCD VbDEYd253. 3风压标准值73.4荷载作用分布图71 B-C轴框架梁83.4.2 C-D轴框架梁8D-E轴框架梁93.4.3 4-5轴框架梁9B轴柱纵向集中

31、荷载103.4.4 C轴柱纵向集中荷载10D轴柱纵向集中荷载113.4.5 E轴柱纵向集中荷载11竖向受荷111.1 5恒载作用下的内力计算123.6 活载作用下的内里计算163.7 风荷载作用下的内力统计203. 7. 1风荷载标准值计算203. 7.2侧移刚度21风荷载作用下框架位移计算223. 7.5风荷载标准值作用下的内力计算233.8 地震荷载作用下的内力计算261水平地震作用标准值263.8.1 框架柱D值计算28各楼层地震作用标准值及剪力283.8.2 地震作用下框架内力计算30水平地震作用下框架弹性侧移验算333.9 内力组合341组合说明343.9. 1框架梁的内里组合36第4章 构件截面验算434. 1框架柱434.8 框架梁474.9 节点抗震验算48第5章节点设计4960.451.020.45-0.45-0.57-0.570.57-0.570.4551.272.901.27-1.72-1.63-2.201.632.201.7241.914.361.91-3.63-2.45-4.652.454.653.6332.746.262.74-6.37-3.52-8.173.528.176.3723.487.943.48-9.85-4.46-12.634.4612.639.8514.309.824.30