某多高层钢结构住宅毕业设计(含计算书、建筑结构设.docx

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1、雅居乐多高层钢结构住宅方案设计1.工程概况工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅；建设地点：东莞市区某地；工程概况：场地大小为 30m30m，812 层，建筑总高度不超过 40m，室内外高差为 0.3m，设计使用年限为 50 年；基本风压：0=0.8kN/m2，地面粗糙程度为 C 类；抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为 8 度，类场地土，设计地震分组为第一组。场地土层情况：表 2-1场地土层情况层次层厚（m）层底标高（m）（地面标高0.00）土体类型土体参数1.00-1.00杂填土2.50-3.50淤泥质土3.00-6.50粉质粘土含水率131%，塑限P18%，液限L37%5.50-12.

2、00粉土孔隙比0.7e-中密的中砂2.建筑与结构布置3.1.建筑布置3.1.1.首层建筑平面图如下图 3-1 所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四爿店。由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。图 3-1 首层建筑平面图3.1.2.标准层平面图如下图 3-2 所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧室，两个卫生间，一个厨房，

3、一个阳台（左右侧阳台以一墙分开）。而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧室，一个书房，一个厨房，两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。此外，左右两户为于中间墙对称。图 3-2 标准层平面图计算书配套计算书配套 CAD 图纸在爱建筑网下载图纸在爱建筑网下载全套毕业设计尽在爱建筑网全套毕业设计尽在爱建筑网 3.1.3.顶层平面图如下图 3-2 所示，顶层设计为空旷的天台，外围有 1.2m 的女儿墙，屋檐外挑 500mm。图 3-3顶层平面图3.1.4.剖面图图 3-4剖面图 1图 3-4剖面图 23.1.5.立面图图 3-5南立面图3.2.结构布置如下图 3-4 所示，结构布置为纯框架结构，主梁

4、与柱刚接，由于建筑设计中布置了许多轻质 ALC 隔板，为满足结构需要，布置连续次梁。由于结构比较规则，且受力也比较对称，次梁与主梁连接采用刚接方式。图 3-4标准层结构布置图图 3-5顶层结构布置图3.初步设计4.1.建筑做法屋面做法：压型钢板混凝土组合楼板，20mm 石灰砂浆抹底，20mm 水泥砂浆找平，100140 厚（2%找坡）膨胀珍珠岩保温层，八层作法防水层（三毡四油上铺小石子）。墙身做法：外墙采用 150mm 厚 ALC 板，分户墙等要加支撑的墙选用混凝土空心小砌块，内隔墙采用 100mm 厚 ALC 板，计算自重3/5.6mkN楼盖做法：楼盖采用压型钢板混凝土组合楼板，压型钢板上的

5、混凝土选取 100mm。门窗做法：门为木门，自重 0.2 kN/m2，窗为钢窗玻璃窗，自重 0.4 kN/m2。4.2.屋盖做法压 型钢板采用国产压型钢板 YX70-200-600。下面查建筑结构荷载规 范（GB50009_2001）进行荷载计算。由于屋面为上人的屋面，取标准值为2/0.2mkN。恒荷载标准值20 厚水泥混凝土找平2/46.02302.0mkN100140 厚（2%找坡）膨胀珍珠岩2/084.072)16.008.0(mkN八层作法防水层2/4.0mkN100mm 厚钢筋混凝土楼板2/5.2251.0mkN20mm 厚石灰砂浆抹底2/34.01702.0mkN压型钢板自重2/1

6、36.0mkN-小计2/92.3mkN荷载设计值2/5.78.270.40.24.192.32.1mkNqg4.3.楼盖做法根据建筑结构荷载规范（GB50009-2001），民用建筑楼面均布活荷载标准值亦取2/0.2mkN。恒荷载标准值水磨石面层2/65.0mkN20 厚水泥混凝土找平2/46.02302.0mkN100mm 厚钢筋混凝土楼板2/5.2251.0mkN20mm 厚石灰砂浆抹底2/34.01702.0mkN压型钢板自重2/136.0mkN-小计2/09.4mkN2/71.70.24.109.42.1mkNqg确定荷载设计值时考虑两种情况：活荷载效应控制和恒荷载效应控制，取大者。故

7、，在此取2/71.7mkNqg。4.4.材料验算查压型钢板规格表，压型钢板强度2/205mmNf，面积21668mmAp，压型钢板自重2/136.0mmkN，464.100cmIef，337.27cmWef，混凝土选用 C20，面层自重为2/11.1mkN，重心距底板高度为mm4.41。平均板厚度为：mmmmmmmmmmmm1211000)702)5070(51000100(计算简图：由于施工阶段板块还未拼接完成，故分为一块一块，可视其为结构为简支单向板，而在结构布置中，mml2100max。图 4-1计算简图施工阶段：恒载mkNggk/79.3)136.025121.0(2.12.11活载m

8、kNqqk/4.10.14.14.11弯矩mkNlqgM86.21.24.179.3818122max111使用阶段恒载2/91.409.42.1mkNg活载2/80.20.24.1mkNq弯矩mkNlqgM25.41.280.291.4818122max剪力kNlqgV10.81.280.291.42121max11压型钢板验算（施工阶段）抗弯强度mkNmkNfWMef86.216.52051037.273挠度计算mmlmmIElqgefskk5.10200210020042.91064.1001006.21.280.291.438453845min8544组合板验算（使用阶段）抗弯强度01

9、007041.4128.6()hmm166820535.62()1000 9.6pccA fxmmhbf组合截面塑性中和轴在压型钢板顶面以上00.8()0.8 205 1668(128.635.62/2)230.3()6.23()pxMfA hkN mkN m斜截面抗剪承载力每个肋平均宽度（50+70）/260（mm）00.70.7 1.10(5 60)128.629.7()9.92()tVf bhkNkN4.5.板的设计按弹性设计。计算简图由结构平面布置图知，楼板最长跨度为十四跨，而由于结构力学知识知，在中间跨部分，弯矩基本相等，而图中中间跨的跨度没有很大的变化，故化为五跨的简图来计算。中间

10、跨取最大长度mml1900max。表 4-1五跨计算表由表知，最大内力如下：2/91.409.42.1mkNg，2/8.20.24.1mkNq弯矩mkNqlglM39.29.18.21.09.191.4078.01.0078.022221mkNqlglMb40.29.18.2053.09.191.4105.0053.0105.02222剪力kNqlglMb05.69.18.2447.09.191.4394.0447.0394.04.6.次梁的设计内隔墙采用 100mm 厚 ALC 板，计算自重3/5.6mkN，即化为线性均布荷载为mkN/95.1100.0000.35.6，暂不考虑次梁自重。4

11、.6.1.荷载设计值恒荷载设计值：板传来恒荷载mkN/31.101.22.109.4ALC 板自重mkN/95.1100.0000.35.6-小计mkN/26.12活荷载设计值mkN/88.51.28.24.6.2.计算简图由于跨度变化比较大，不应采用等跨度连续梁，但为方便手算，取最长跨度 3.3m 作为等跨连续梁进行手算。计算简图如下：图 4-2恒载标准值分布图图 4-3活载标准值分布图弯矩mkNlqgM4.153.3)88.526.12(078.0)(078.0221mkNlqgMb7.203.3)88.526.12(105.0)(105.022剪力kNlqgMb6.233.3)88.52

12、6.12(394.0)(394.04.6.3.最不利荷载当考虑最不利荷载时，如下组合可得到最大正弯矩、最小负弯矩和最大剪力：4.6.3.1.最大正弯矩：图 4-4最大正弯矩分布图mkNqlglM82.163.388.5100.03.326.12078.0100.0078.02222max正，4.6.3.2.最大支座负弯矩和最大剪力：图 4-4最大支座负弯矩和最大剪力分布图mkNqlglM64.213.388.5119.03.326.12105.0119.0105.02222max负，kNqlglV55.363.388.5620.03.326.12606.0620.0606.0max考虑到内力组

13、合时梁的最不利内力组合多是：恒荷载+活荷载+风荷载，将计算弯矩乘上 1.2 的放大系数，可得36max4.1207812150.11064.212.1mmfMWfWMxnxnxxx，可选用96100150HM，3334.120781140000140Wmmmmcmnx，理论重量为mkg/4.21，化为线性荷载为：mkN/21.010008.94.21，此时，恒荷载设计值为：mkN/47.1221.026.12。验算最大负弯矩：mkNqlglM88.213.388.5119.03.347.12105.0119.0105.02222max负，而336max13600093.1221202150.1

14、1088.212.1mmmmfMWxnx满足要求。4.7.主梁的设计4.7.1.材料选用本结构选用 5 轴框架进行截面初步设计，对于梁选用 Q235 钢材，柱子选用 Q345 钢材。4.7.2.力的传递由于次梁承受了板传来的荷载，主梁主要承受次梁的荷载，而次梁的荷载主要为集中力。4.7.2.1.恒荷载标准值次梁传来的恒载kN56.403.326.12次梁自重kN76.03.323.0-小计kN32.4176.056.40图 4-5次梁截面4.7.2.2.活荷载标准值次梁传来的活载kN40.193.388.54.7.2.3.计算简图及计算1)满载时：图 4-6恒载标准值分布图图 4-7活载标准值

15、分布图最大正弯矩：mkNlQGM60.301.2)40.1932.41(240.0)(240.0正最小负弯矩：mkNlQGM83.351.2)40.1932.41(281.0)(281.0负最大剪力：kNQGV78.77)40.1932.41(281.1)(281.1max2)最大正弯矩计算简图：图 4-8恒载标准值分布图图 4-9活载标准值分布图最大正弯矩：mkNQlGlM52.321.240.19287.01.232.41240.0287.0240.0max正，3)最小负弯矩和最大剪力计算简图：图 4-10恒载标准值分布图图 4-11活载标准值分布图最小负弯矩：mkNQlGlM38.371

16、.240.19319.01.232.41281.0319.0281.0max负，最大剪力：kNQGV5.7840.19319.132.41281.1319.1281.1max4.7.2.4.最不利组合及材料选型考虑到内力组合时梁的最不利内力组合多是：恒荷载+活荷载+风荷载，将计算弯矩乘上 1.2 的放大系数，可得36max3.3452092150.11085.612.1mmfMWfWMxnxnxxx，可选用128200450HN，3333.34520915000001500Wmmmmcmnx,433700cmIx。4.8.柱的设计不考虑柱自重，当恒载与活载均满布时，各柱有最大轴力。由此估算，估

17、算如下：满载时：图 4-13恒载设计值分布图图 4-12主梁截面图 4-14活载设计值分布图支座剪力：kNQGllQGlQGlQGV48.153)16.2758.49(2)(22)(32)(31)(两端支座反力：kNVQGN22.23048.15316.2758.49)(中间支座反力：kNVN96.30648.15322与电算比较，如下图：图 4-15Sap2000 电算结果由图知，最小的支座反力为kN78.154，最大的支座反力为kN11.310，与手算结果相差不大。选手算的中间支座反力估算全栋楼每根柱的受力kNF64.276211.3109钢框架中，框架柱的长细比控制在 30-70 之间，

18、在这个范围内，柱的轴心受压稳定系数大致在 0.7-0.8 之间，同时，考虑到柱是处于弯压状态，在没有计算弯矩作用时，把柱所受轴力 N 乘以放大系数。fAN4.12.1fNA64.05.02345.216943105.01064.27625.0mmfNA柱选用截面2121408400#HW，25.251 cmA，471100cmIx，423800cmIy梁柱构件的线刚度计算后如图，其中在求梁截面惯性 矩时考虑到楼板的作用，取bII5.1。bI为钢梁的截面惯性矩。梁刚度：AB、BC 梁：EEi581036.102.410290005.1CD、DE 梁：EEi58107.80.510290005.1

19、EF 梁：EEi581037.82.510290005.1柱刚度：底层柱：EEi581032.323.310711005.1上部柱：EEi581055.350.310711005.1图 4-16柱截面图 4-17结构计算简图（图中数字为线刚度）4.框架设计5.1.恒荷载计算由于次梁传递了板和 ALC 板的荷载，故屋面框架梁线荷载和楼面框架梁线荷载只有梁本身自重和其涂层自重，线荷载如下：屋面框架梁线荷载和楼面框架梁线荷载250250HW钢梁自重mkN/71.010008.94.72屋面框架节点集中荷载标准值1m 高女儿墙kN72.121979.224.01墙侧粉刷kN90.11779.2202.

20、01-小计kN62.14楼面框架节点集中荷载标准值次梁传来的恒载kN56.403.326.12次梁自重kN76.03.323.0-小计kN32.4176.056.405.2.活荷载计算屋面框架梁集中荷载标准值：次梁传来的活载kN97.22258.51.292.3楼面框架梁集中荷载标准值：次梁传来的活载kN96.23258.51.209.45.3.内力计算多层多跨框架在竖向荷载作用下，侧向位移比较小，计算时可忽略侧移的影响，用力矩分配法计算。由于精确分析可知，每层梁的竖向荷载对其他各层杆件内力的影响不大，因此，将多层框架分解成一层一层的单层框架分别计算。在计算时，假定上下柱的远端为固定端，为了使

21、误差减小，除底层外，其他层各柱的线刚度乘以折减系数 0.9，另外，传递系数也由21修正为31。5.3.1.恒荷载作用下的内力计算图 5-1恒荷载计算简图（图中数据单位：集中力为 kN；均布力为 kN/m）顶层框架图 5-2顶层梁恒荷载计算结果：表 5-1顶层荷载弯矩分配图 5-3顶层梁弯矩屋面框架图 5-4屋面框架恒荷载图 5-5屋面框架恒荷载弯矩屋面框架恒荷载弯矩计算表表 5-2屋面框架恒荷载弯矩分配标准层框架图 5-6标准层框架恒荷载图 5-7标准层框架弯矩标准层框架恒荷载弯矩计算表表 5-3标准层框架恒荷载弯矩分配底层框架底层柱弯矩的算法与标准层相同，只是柱的刚度不再乘以 0.9。计算如

22、下：图 5-8底层框架恒荷载图 5-9底层框架弯矩底层框架恒荷载弯矩计算表表 5-4底层框架恒荷载弯矩分配各层组合弯矩后，节点弯矩不平衡，平衡节点弯矩，计算列表如下。顶层与屋面层的节点弯矩平衡顶层与屋面层的节点弯矩平衡计算表表 5-5顶层与屋面层的节点弯矩平衡标准层与标准层的节点平衡标准层与标准层的节点弯矩平衡计算表表 5-6标准层与标准层的节点平衡 1表 5-7标准层与标准层的节点平衡 2标准层与底层的节点平衡标准层与底层的节点弯矩平衡计算表表 5-8标准层与底层的节点平衡 1表 5-9标准层与底层的节点平衡 2框架剪力图图 5-10框架剪力图框架轴力图图 5-11框架轴力图5.3.2.活荷

23、载作用下的内力计算活荷载作用下的内力计算，考虑最不利荷载布置：屋面框架梁集中荷载标准值：次梁传来的活载kN97.22258.51.292.3楼面框架梁集中荷载标准值：次梁传来的活载kN96.23258.51.209.4最大正弯矩（仅考虑两种情况）图 5-12最大正弯矩最不利活荷载布置情况 1图 5-13最大正弯矩最不利活荷载布置情况 2现仅对最大正弯矩最不利活荷载布置情况 1 进行手算，手算结果如下：顶层梁弯矩分配屋面梁弯矩分配表 5-10屋面梁弯矩分配标准层框架弯矩分配 1表 5-11标准层框架弯矩分配 1标准层框架弯矩分配 2表 5-12标准层框架弯矩分配 2底层框架弯矩分配表 5-13底

24、层框架弯矩分配屋顶弯矩平衡表 5-13 屋顶弯矩平衡标准层与标准层弯矩平衡 1表 5-14标准层与标准层弯矩平衡 1标准层与标准层弯矩平衡 2表 5-15标准层与标准层弯矩平衡 2标准层与底层弯矩平衡表 5-16标准层与底层弯矩平衡剪力计算剪力计算如下表：表 5-17剪力计算表轴力计算轴力计算如下表：表 5-18轴力计算表最小负弯矩及最大剪力（考虑两种情况）图 5-14最小负弯矩及最大剪力最不利活荷载布置情况 1图 5-15最小负弯矩及最大剪力最不利活荷载布置情况 2此处省略手算最小负弯矩及最大剪力最不利活荷载布置情况。5.4.地震效应计算5.4.1.重力荷载计算屋面板与楼板自重：9 层屋面板

25、面积28.55000.10580.5m8 层屋面板面积298.520000.10580.5600.23440.24m17 层楼面板面积298.520000.10580.5600.23440.24m屋面板自重2/92.3mkN楼面板自重2/09.4mkN9 层屋面板自重kN74.21892.38.558 层屋面板自重kN24.204292.398.52017 层楼面板自重kN80.213009.498.520各层梁自重：9 层梁自重kN30.2130.1071.018 层梁自重kN95.10166.2371.0各层柱自重：9 层柱自重kN35.2890.305.128 层柱自重kN5.94300

26、.305.11 层柱自重kN95.103303.305.1各层填充墙等自重：9 层 150 厚 ALC 外墙kN14.912)0.1058.5(315.05.628 层 150 厚 ALC 外墙kN03.2812)6.2344.24(315.05.61 层 150 厚 ALC 外墙kN14.3092)6.2344.24(3.315.05.69 层 100 厚 ALC 内墙kN38.3058.15310.05.628 层 100 厚 ALC 内墙kN390200310.05.61 层 100 厚 ALC 内墙kN4292003.310.05.6小计-9 层楼层自重kN91.38938.3014.

27、9135.2830.2174.2188 层楼层自重kN72.289139003.2815.9495.10124.204227 层楼层自重kN28.299839003.2815.9495.1018.21301 层楼层自重kN84.307442914.309959.10395.1018.2130柱的侧移刚度梁的刚度为：8085102.13.853标准层柱的刚度为：40845102.145.913底层柱的刚度为：37128101.268.173如下表计算：表 5-19刚度计算表每层 D 值汇总表 5-20D 值汇总自振周期计算表 5-21自拔周期计算表由表中计算数据知，mmi1533.0。一般多采用

28、顶点位移法计算结构基本周期，公式如下：533.01533.08.07.17.11TTuT其中，当采用轻质墙、外挂墙板时T取 0.8；Tu为假想集中在各层楼面处的重力荷载代表值iG为水平荷载，按弹性方法所求得的结构顶点假想位移（m）。5.4.2.横向地震作用计算该房屋位于设防烈度为 8 度的类场地上，该地区的设计基本地震加速度为 0.20g（汕头地区），设计抗震分组为第一组，结构的阻尼比为 0.35。特征周期sTg35.0阻尼比35.0水平地震影响系数最大值16.0max由于sTsTg49.04.1533.01，故考虑顶点附加地震作用，顶部附加地震作用系数为：113.007.0533.008.0

29、07.008.01Tn水平地震力kNGTTFniigEk45.226915.2434685.016.0533.035.085.09.01max9.019 层等效地震力kNFFEknn55.25545.2269113.0各层地震作用及楼层地震剪力水平地震作用标准值公式为)1(1nEkniiiiiiFHGHGF计算过程如下表：表 5-22每层地震剪力计算5.4.3.变形验算计算过程如下表：表 5-23变形验算表由 表 中 计 算 数 据 知，最 大 的 层 间 相 对 弹 性 转 角 为 0.00094，满 足 00333.0300100094.0ee的要求。其中3001为钢结构房屋的最大层间弹性

30、转角。5.4.4.柱的弯矩计算在工程手算方法中，常采用反弯点法和 D 值法（改进反弯点法）进行水平地震作用下框架内力的分析。由于本工程层数只有八层，层数较少，且梁柱线刚度比312.336.1032.32，故可用 D 值法对框架进行手算。计算过程如下表18 层 A、F 轴边柱，9 层 D、E 轴边柱：表 5-24柱的弯矩计算 119 层 B、C、D、E 轴中柱：表 5-25柱的弯矩计算 2注：表中3210yyyyy，iimiimDDVV/3，iiimhyVM 下，iiimhyVM1上5.4.5.梁的弯矩计算A 轴梁端表 5-26A 轴梁端B 轴梁端表 5-27B 轴梁端C 轴梁端表 5-28C

31、轴梁端D 轴梁端表 5-29D 轴梁端E 轴梁端表 5-30E 轴梁端F 轴梁端表 5-31F 轴梁端5.4.6.框架剪力计算表 5-32框架剪力计算5.4.7.框架轴力计算表 5-33框架轴力计算5.5.风荷载5.5.1.风荷载取值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：0zsz根据设计资料，基本风压20/8.0mkN，地面粗糙度为 C 类。根据建筑结构荷载规范GB 50009-2001 中的附录 F“结构基本自振周期的经验公式”知，高层钢结构建筑的基本自振周期可取nT)15.010.0(1其中n为建筑层数。本建筑共有 9 层，取系数 0.10，有snT9.0910.010.01

32、此时，有648.09.08.02210T故脉动增大系数可根据插值法根据荷载规范表 7.4.3 得到436.2)648.080.0(80.060.036.246.236.2而脉动影响系数可根据荷载规范表 7.4.4-2 用插值法得到767.0)3.2730(203073.078.073.0v由此可计算出结构在 z 高度处的风振系数z，按下式计算：zzzv1将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表所示。表中为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图。表 5-34风荷载计算 1表 5-35风荷载计算 2图 5-16风荷载作用图（单位：kN）对于整个建筑而言，横向风荷载如下表：表

33、5-36横向风荷载计算纵向风荷载如下表：表 5-37纵向风荷载计算可见，横向与纵向的风荷载几乎相等。5.5.2.风荷载引起的柱弯矩18 层 A、F 轴边柱，9 层 D、E 轴边柱：表 5-38风荷载引起的柱弯矩 119 层 B、C、D、E 轴中柱：表 5-39风荷载引起的柱弯矩 2注：表中3210yyyyy，iimiimDDVV/3，iiimhyVM 下，iiimhyVM1上编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第59页 共99页第 59 页 共 99 页5.5.3.风荷载引起来的梁弯矩A 轴梁端：表 5-40A 轴梁端B 轴

34、梁端：表 5-41B 轴梁端C 轴梁端：表 5-42C 轴梁端编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第60页 共99页第 60 页 共 99 页D 轴梁端：表 5-43D 轴梁端E 轴梁端：表 5-44E 轴梁端F 轴梁端：表 5-45F 轴梁端编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第61页 共99页第 61 页 共 99 页5.6.内力组合根据高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98，第 5.4.2 条：第一阶段抗震设计进行构件承载力验算时，其荷载或作用的

35、分顶系数应按表 5.4.2 的规定采用，并应取各构件可能出现的最不利组合进行截面设计。由于本建筑的限制，只进行 1、2 项内力组合即可。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第62页 共99页第 62 页 共 99 页5.6.1.框架柱的内力组合A 轴柱的内力组合表 5-46A 轴柱的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第63页 共99页第 63 页 共 99 页B 轴柱的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟

36、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第64页 共99页第 64 页 共 99 页表 5-47B 轴柱的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第65页 共99页第 65 页 共 99 页C 轴柱的内力组合表 5-48C 轴柱的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第66页 共99页第 66 页 共 99 页D 轴柱的内力组合表 5-49D 轴柱的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯

37、苦作舟页码：第67页 共99页第 67 页 共 99 页编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第68页 共99页第 68 页 共 99 页E 轴柱的内力组合表 5-50E 轴柱的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第69页 共99页第 69 页 共 99 页F 轴柱的内力组合表 5-51F 轴柱的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第70页 共99页第 70 页 共 99

38、页编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第71页 共99页第 71 页 共 99 页5.6.2.框架梁的内力组合AB 梁的内力组合表 5-52AB 梁的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第72页 共99页第 72 页 共 99 页编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第73页 共99页第 73 页 共 99 页BC 梁的内力组合表 5-53BC 梁的内力组合编号：时间：2021 年

39、 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第74页 共99页第 74 页 共 99 页编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第75页 共99页第 75 页 共 99 页CD 梁的内力组合表 5-54CD 梁的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第76页 共99页第 76 页 共 99 页编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第77页 共99页第

40、 77 页 共 99 页DE 梁的内力组合表 5-55DE 梁的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第78页 共99页第 78 页 共 99 页编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第79页 共99页第 79 页 共 99 页EF 梁的内力组合表 5-56EF 梁的内力组合编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第80页 共99页第 80 页 共 99 页编号：时间：2021 年 x

41、月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第81页 共99页第 81 页 共 99 页5.截面验算6.1.主梁的截面验算以框架底层的 CD 梁为例进行梁的截面验算，其最不利内力组合为：按受弯构件计算，由于选用128200450HN，3315000001500Wmmcmnx,433700cmIx。6.1.1.强度验算6.1.1.1.正应力由于只考虑单向弯曲，这时梁的抗弯强度应满足：ffMynxxRxW其中，x为塑性发展系数，取05.1x；R为 材 料 抗 力 分 项 系 数，对235Q钢 取087.1R，跨 中 有 最 大 弯 矩，取mkNMx87.101计算，

42、226x/79.197087.1215/68.64150000005.11087.101WmmNmmNMnxx满足。6.1.1.2.剪应力此时亦只考虑单向受剪，应满足：2243x/125/34.321010337007070761013.154mmNfmmNtISVvxy其中xS为计算剪应力处以上（或以下）截面对中和轴 x 轴的面积矩。对于128200450HN梁，其计算如下：37070762/2138213)2/12213(20012mmSx满足。6.1.2.局部压应力验算由于主梁上受到次梁的集中力为kN32.41，局部压应力应满足下列公式：fltFzcw其中，F为集中荷载，由于是静力，不考

43、虑动力系数；为集中荷载放大系数，取0.1；zl为集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，跨中集中荷载：表 5-57主梁受力编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第82页 共99页第 82 页 共 99 页mmhhalRyz60002100510025则223w/215/12.10600101072.600.1mmNfmmNltFzc满足。6.1.3.刚度验算对等截面简支梁：mmEIlMEIlqxkxk60.31033700101.21042001087.10110384545262max4而 根 据 受 弯 构 件 挠 度

44、 容 许 值，主 梁 或 桁 架 的 最 大 挠 度 容 许 值 为mml5.12400/5000400/，mmmm5.1260.3。满足刚度要求。6.2.柱的截面验算以框架底层的D轴柱为例进行柱的截面验算，其 最不利内力组合为：按受弯构件计算，由于选用2121408400#HW，25.251 cmA，471100cmIx，423800cmIy，33560cmWx，与柱子受到的压力相比，柱子受到的弯矩和理论重量可以忽略不计。钢材选用345Q型钢。6.2.1.强度验算将柱子视为无孔洞的轴心受力构件，按毛截面强度计算：2223/310/04.136105.2511045.3421mmNfmmNAN

45、强度满足。6.2.2.刚度验算查表知，柱子的cmix8.16，cmiy73.9轴心受力构件地主轴x轴、y轴的长细比x和y应满足正式要求：15076.298.165000 xxxil表 5-58柱受力编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第83页 共99页第 83 页 共 99 页15039.5173.95000 xxyil刚度满足。6.2.3.整体稳定验算由刚度验算处知，xy，绕y轴屈曲时属于 b 类截面，。345Q钢的2/310mmNfy，故02.5923531039.51235yf查附表 4.2，按插值法得807.0。22

46、23/310/58.168105.251807.01045.3421mmNfmmNAN满足整体稳定要求。6.2.4.局部稳定验算H 型钢应满足下列要求：翼缘外伸部分：18.13310235)39.511.010(235)1.010(24.921194maxyftb腹板：14.44310235)39.515.025(235)5.025(05.1721358max0ywfth局部稳定亦满足。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第84页 共99页第 84 页 共 99 页6.节点设计本结构为 8 度抗震设防结构，所有节点设计采用等

47、强度节点设计，全部采用刚接方式。7.1.次梁与主梁节点设计由于抗震要求较高，次梁与主梁连接采用刚接的方式，连接节点除传递次梁的竖向支反力外，还传递次梁的梁端弯矩，由于本结构方案在结构布置时次梁的布置相对平均和对称，主梁两侧的次梁梁端弯矩相差较小，主梁受扭很小，故可采用平接形式。下图为次梁支承在主梁的承托上，采用焊接连接。图 6-1次梁与主梁节点设计现取底层 CD 主梁上的其中一个次梁与主梁连接节点进行计算。负弯矩mkNM64.21max负，支座反力kNR55.36。上下翼缘板强度验算次梁支座负弯矩M分解为上翼缘拉力和下翼缘压力的力偶为kNhMN27.144150.064.21其中h为次梁高度。

48、次梁上下翼缘面积相同，29009100mmAA下上则编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第85页 共99页第 85 页 共 99 页223/215/3.1609001027.144mmNfmmNAN上上下翼缘满足强度要求。次梁顶部连接盖板的焊缝高度设计为mmhf15，则wfweflhN即mmhmmfhNfwfe906043.65210157.027.144故连接盖板取厚度为mmt15，长度为mm131243.65，取mml140。主梁承托板强度验算次梁的竖向支座反力R在承托顶板的作用位置可视为距承托外边缘3a处，将支座反力简

49、化到承托与主梁腹板焊缝连接处时，将简化为一竖向力R和一弯矩M。其中kNR55.36，RaaRM3232。主梁腹板高度扣除次梁梁高再扣除承托板厚度即为承托板上焊缝的长度，即mmhmmlfw606026610150)122450(取mmlw60同理，必需满足wfweflhN即ewwfhmmlfR45.12602101055.363mmhhef1.27.045.17.0取mmhf10将远远满足要求。弯矩RaM32产生的力偶为RalRaNw180232则正面的直角角焊缝基本计算公式：编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第86页 共9

50、9页第 86 页 共 99 页21022.160107.055.361802wffweffalhN得mma265。7.2.梁与柱的节点设计为了保证将梁端的弯矩和剪力可以有效地传给柱子，连接节点采用刚性连接的方式。如图设计为框架 H 型号梁与柱全焊接刚性连接，梁翼缘与柱翼缘采用坡口对接焊缝连接。为了便于梁翼缘处坡口焊缝的施焊和设置衬板，在梁腹板两端上、下角处各开mmr3530的半圆孔。取底层 D 轴柱梁柱节点进行计算。底层 CD 梁计算数据为：表 6-1底层 CD 梁计算数据底层 DE 梁计算数据为：表 6-2底层 DE 梁计算数据根据钢结构设计规范GB500172003 中的第 7.4.1 条