鋼結(jié)構(gòu)畢業(yè)設計(優(yōu)秀畢業(yè)設計）

1、摘要 本畢業(yè)設計的建筑是徐州開元四季物業(yè)管理綜合樓，位于江蘇省徐州市，總建筑面積約為5000 ，總高度為28.95，共6層，各層高4.5 。在此次畢業(yè)設計中，設計內(nèi)容包括建筑設計、結(jié)構(gòu)設計和專題三部分。建筑設計在整個工程設計中起著主導和先行的作用，著重解決建筑物內(nèi)部各種使用功能和使用空間的合理安排，建筑與周圍環(huán)境，與各種外部條件的協(xié)調(diào)配合，內(nèi)部和外表的藝術(shù)效果，各個細部的構(gòu)造方式等。創(chuàng)造出既符合科學性又具有藝術(shù)的生產(chǎn)和生活環(huán)境。結(jié)構(gòu)設計是土木工程畢業(yè)設計的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結(jié)。結(jié)構(gòu)計算的目的在于保證所設計的結(jié)構(gòu)

2、和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工和工作過程中能滿足預期的安全性和使用性要求。專題部分的內(nèi)容是鋼框架中心支撐結(jié)構(gòu)體系設計要點研究。結(jié)合本次畢業(yè)設計和相關(guān)的參考資料，總結(jié)出有關(guān)中心支撐結(jié)構(gòu)的作用。另外仔細研讀了一篇與本專業(yè)相關(guān)的英文文獻，并將其譯成中文。關(guān)鍵詞: 建筑設計 結(jié)構(gòu)設計 鋼框架-中心支撐abstractthe graduation design is the building of xuzhou kaiyuan seasons complex property management, which locates in the downtown area of xuzhou city in jiangs

3、u province, has a total construction area of about 5000 square meters. the buiding is composed of six-story, 27.95m high, each story is 4.5 m.at the graduation design, the design includes three parts architecture design, structure design and project.architecture design plays a leading and advance ro

4、le, focus on solving a variety of uses within the building function and the reasonable arrangement of the use space, architecture and environment, and the coordination of various external conditions, the internal and external artistic effect, each detail of the construction methods etc. create scien

5、tific and artistic accords with the production and living environment.civil engineering structure design is an important stage of graduation design, is a comprehensive study before graduation stage, is to deepen, broaden, the importance of integrated teaching and learning process, and is important f

6、or college major knowledge comprehensive summary. the purpose of the structure calculation is to ensure that the designed structure and structural components and work in the construction process to meet desired safety and use requirements.the projects section is the design guideline of steel frame -

7、 center support structure system. combined with this reference design and related graduate, summed up the role of the central support structure.in addition, an english article on civil engineering has been researched and translated.keyword: architectural design; structure design; steel frame - cente

8、r support目 錄第一部分 開元四季小區(qū)物業(yè)管理綜合樓建筑設計第1章 建筑設計11.1 節(jié)設計任務和設計要求11.1.1 設計任務11.1.2 設計要求11.2 節(jié)建筑物所處的自然條件11.2.1 氣象條件11.2.2 地形、地質(zhì)及地震烈度11.2.3 水文21.2.4 地質(zhì)21.2.5 其它資料21.2.6 建筑設計依據(jù)21.3 節(jié)建筑物功能與特點21.4 節(jié)建筑空間組合及房間的確定31.5 節(jié)建筑的平立面設計41.5.1平面設計41.5.2立面設計41.5.3考慮材料質(zhì)感和色彩配置41.6節(jié)建筑物的防火與疏散41.7 節(jié)建筑主要構(gòu)造做法要求41.7.1樓面做法41.7.2屋面做法41

9、.7.3 地面做法51.7.4內(nèi)墻面做法51.7.5外墻面做法51.7.6衛(wèi)生間做法51.7.7踢腳做法51.7.8墻基防潮51.7.9臺階做法51.7.10散水：寬度900，坡度4%的面層51.7.11 排水雨水管：直徑110pvc落水管51.7.12 門窗：木門、鋼窗51.7.13 基礎51.8 節(jié)防水設計61.8.1屋面防水61.8.2衛(wèi)生間樓面防水6第二部分 開元四季小區(qū)物業(yè)管理綜合樓結(jié)構(gòu)設計第1章 結(jié)構(gòu)形式的選取71.1 節(jié)結(jié)構(gòu)設計資料71.2 節(jié)結(jié)構(gòu)方案選取71.2.1豎向承重體系選取71.2.2水平向承重體系選取81.2.3基礎形式選取91.2.4其他結(jié)構(gòu)形式選取9第2章 結(jié)構(gòu)設

10、計計算102.1節(jié)框架結(jié)構(gòu)設計102.1.1結(jié)構(gòu)布置和計算簡圖102.1.2構(gòu)件尺寸及線剛度122.2 節(jié)荷載計算122.2.1計算單元122.2.2恒載計算132.2.3豎向荷載作用計算152.2.4地震作用計算162.2.5橫向梁線剛度182.2.6 柱的線剛度計算182.2.7橫向框架柱側(cè)移剛度d值計算192.2.8 底部剪力法計算水平地震作用202.3節(jié)內(nèi)力計算252.3.1恒載作用下內(nèi)力計算252.3.2水平地震作用下內(nèi)力計算332.4節(jié) 內(nèi)力計算(輔助計算)412.4.1建模及相關(guān)信息輸入412.4.2恒荷載作用下內(nèi)力輸出442.4.3左震作用計算簡圖472.4.4手算荷載、內(nèi)力與

11、機算荷載、內(nèi)力比較分析48第三章 構(gòu) 件 設 計493.1節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件驗算493.1.1 框架柱的驗算493.1.1.1 框架底層柱z-1493.1.2 框架梁驗算523.2節(jié) 框架連接設計533.2.1 主梁與柱的連接：533.2.2主梁與次梁的鉸接連接：553.3節(jié) 柱腳設計573.3.1 中柱柱腳的設計573.4節(jié) 基礎設計593.4.1 地梁設計593.4.1.1 確定dl-1的尺寸及配筋593.4.2設計基礎603.5節(jié) 壓型鋼板組合樓板的設計643.5.1 壓型鋼板組合樓板驗算653.6節(jié) 樓梯設計693.6.1 樓梯板設計703.6.2平臺板設計713.6.3平臺梁設計72第二部

12、分 鋼框架-中心支撐結(jié)構(gòu)體系設計要點研究1、前言731.1 鋼框架的發(fā)展731.2 純鋼框架體系階段731.3 支撐鋼框架體系階段2,4731.3.1中心支撐框架結(jié)構(gòu)731.3.2偏心支撐框架結(jié)構(gòu)741.3.3消能支撐框架結(jié)構(gòu)742、國內(nèi)外應用情況752.1 國內(nèi)鋼框架應用情況752.2 國外鋼框架應用情況753、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀753.1理論研究方面753.1.1鋼支撐的研究現(xiàn)狀753.1.2 中心支撐鋼框架的研究現(xiàn)狀1773.2 實驗結(jié)論2783.3 設計方法783.3.1基于承載力的抗震設計783.3.2基于位移的抗震設計793.3.3 基于能量的抗震設計793.3.4 基于能力的抗震設計

13、793.3.5 基于損傷的抗震設計793.3.6 基于功能的抗震設計803.3.7 pushover方法的計算分析模型813.3.8 pushover方法的實施步驟3824、目前設計方法存在的問題844.1框架-中心支撐體系研究844.2 延性中心支撐框架體系研究855、中心支撐改進856、鋼框架與鋼框架中心支撐的比較86參考文獻：89附錄表191致謝95第一部分開元四季小區(qū)物業(yè)管理綜合樓建筑設計第6頁中國礦業(yè)大學2010屆本科生畢業(yè)設計第1章 建筑設計建筑設計是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)任務書的要求綜合考慮基地環(huán)境，使用功能，結(jié)構(gòu)施工，材料設備，建筑經(jīng)濟及建筑藝術(shù)等問題。著重解決建筑物內(nèi)部各種

14、使用功能和使用空間的合理安排，建筑與周圍環(huán)境，與各種外部條件的協(xié)調(diào)配合，內(nèi)部和外表的藝術(shù)效果，各個細部的構(gòu)造方式等。創(chuàng)造出既符合科學性又具有藝術(shù)的生產(chǎn)和生活環(huán)境。1.1 節(jié)設計任務和設計要求1.1.1 設計任務本設計的主要內(nèi)容是物業(yè)管理綜合樓的設計，作為一個辦公及生活休閑的空間設計，要在平面規(guī)劃中自始至終遵循實用、功能需求和人性化管理充分結(jié)合的原則。在設計中，考慮科學合理的劃分職能區(qū)域，也要考慮到能滿足辦公的需要。1.1.2 設計要求此次設計依據(jù)建筑法規(guī)、規(guī)范和一些相應的建筑標準為依據(jù)進行設計。建筑設計除了應滿足相關(guān)的建筑標準、規(guī)范等要求之外，原則上還應符合以下要求：（1） 滿足建筑功能要求；

15、（2） 結(jié)構(gòu)總體布置原則（3） 符合所在地規(guī)劃發(fā)展的要求并具有良好的視覺效果；（4） 采用合理的技術(shù)措施；（5） 提供在投資計劃所允許的經(jīng)濟范疇內(nèi)運作的可行性。1.2 節(jié)建筑物所處的自然條件1.2.1 氣象條件建設地區(qū)的溫度、濕度、日照、雨雪、風向、風速等是建筑設計的重要依據(jù)，例如：炎熱地區(qū)的建筑應考慮隔熱、通風、遮陽、建筑處理較為開敞；在確定建筑物間距及朝向時，應考慮當?shù)厝照涨闆r及主要風向等因素?；狙?0.35基本風壓值 0.35 1.2.2 地形、地質(zhì)及地震烈度基地的地形，地質(zhì)及地震烈度直接影響到房屋的平面組織結(jié)構(gòu)選型、建筑構(gòu)造處理及建筑體型設計等。地震烈度，表示當發(fā)生地震時，地面及建

16、筑物遭受破壞的程度。烈度在6度以下時，地震對建筑物影響較小，一般可不做抗震計算，9度以上地區(qū)，地震破壞力很大，一般應尺量避免在該地區(qū)建筑房屋，建筑物抗震設防的重點時7、8、9度地震烈度的地區(qū)。本工程為7度設防，在設計過程中考慮抗震設防各方面的要求。1.2.3 水文水文條件是指地下水位的高低及地下水的性質(zhì)，直接影響到建筑物基礎及地下室。一般應根據(jù)地下水位的高低及底下水位性質(zhì)確定是否在該地區(qū)建筑房屋或采用相應的防水和防腐措施。本工程地下水位為淺地下水位，對建筑物的影響很小，可不考慮水質(zhì)對基礎混凝土的侵蝕。1.2.4 地質(zhì) 場地屬廢黃河沖積平原高漫灘地貌，場地較為平坦。根據(jù)土體的成固時代，物理力學指

17、標等差異，共劃為兩個工程地質(zhì)層：層：素填土黃灰色灰色，很濕，以粉土、粉質(zhì)粘土為主夾植物根系，局部夾較多碎石、碎磚，層厚0.5米左右，該層非均質(zhì)，低強度。層：粘土黃色、堅硬、厚度大于4米，該層中低壓縮性，中高強度，地基承載力特征值為190。1.2.5 其它資料建筑類別 丙類設計使用年限 50年結(jié)構(gòu)安全等級 二級結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 1.0環(huán)境類別 地面以上類1.2.6 建筑設計依據(jù) 辦公建筑設計規(guī)范 jgj67-2006民用建筑設計通則 gb50352-2005建筑設計防火規(guī)范 gb50016-2006國家標準通用圖集（建筑、結(jié)構(gòu)）建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準 gb50068-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范

18、gb50009-20011.3 節(jié)建筑物功能與特點該擬建的建筑位于徐州。設計內(nèi)容：本設計為六層的開元四季小區(qū)物業(yè)管理綜合樓，此建筑總建筑面積約為5000 。（1） 滿足建筑功能要求。首先考慮到了底層超市及上層綜合樓辦公活動的需要，辦公室設置應分配合理，采光通風良好，同時還要合理安排管理室、職工活動室和廁所等行政管理和輔助用房，并滿足結(jié)構(gòu)施工和安全疏散的要求。（2）采用合理的技術(shù)措施。正確選用建筑材料，根據(jù)空間組合的特點，選擇合理的結(jié)構(gòu)、施工方案，使房屋堅固耐久、建造方便。本綜合樓采用橫向承重體系,選用nalc加氣混凝土墻板，施工較為方便。（3）考慮建筑美觀以及總體規(guī)劃的要求。（4）依據(jù)人體尺度

19、和人體活動所需的空間尺度，來確定踏步、窗臺、欄桿的高度，門洞、走廊、樓梯的寬度和高度，以及各類房間的高度和面積大?。?）徐州地區(qū)氣候較為適宜，忽略溫度、濕度、日照、風雪、風向、風速等氣候的影響。（6）考慮地形、地質(zhì)條件和地震烈度。本建筑場地較為平整，地質(zhì)條件較為簡單，所以采用全框架結(jié)構(gòu)及獨立基礎。該建筑屬丙類建筑，抗震二級，采取7度抗震設防，在建筑平面及體型上基本沒有凹凸。1.4 節(jié)建筑空間組合及房間的確定（1）本建筑在確定空間組合方式時主要考慮了建筑功能、比例尺度等因素，建筑物各部分組合體的主從關(guān)系分明，有較為端正、莊嚴但又不失靈活多變的感覺。各組成部分體量較為恰當，完整均衡、比例恰當；主次

20、分明、交接明確。 （2）在平面設計時，考慮了使超市、辦公用房、活動室、醫(yī)療室、輔助用房功能分區(qū)明確、布局合理、聯(lián)系方便、互不干擾，并且使辦公用房獲得良好的朝向和通風條件。本綜合樓采用了分層布置的串聯(lián)曲線式平面組合方式，即將功能關(guān)系緊密的房間布置于同一層內(nèi)，并形成若干單體房間按一定方向相連接的空間組合，具有良好的使用性和明顯的方向性。廁所設在樓道的盡端，避開了人流密集的部位，也避免了氣味串入室內(nèi)。（3）房間的面積、形狀和尺寸滿足室內(nèi)使用活動和設備合理布置的要求。（4）門窗尺寸的確定根據(jù)建筑圖集，并滿足采光和通風的要求。 門的位置的確定考慮到了室內(nèi)交通路線簡捷和安全疏散、充分利用使用面積、室內(nèi)穿堂

21、風通暢的要求。對于普通辦公室，為滿足走道疏散寬度的要求，采取了向內(nèi)開啟的方式； 窗臺的高度取1800，窗高1800，使得光線在房間里的照射深度較大，避免了在房間的天棚出現(xiàn)暗角；整個建筑采用了同一種窗的形式，既滿足了建筑美觀的要求也最大限度滿足了采光和通風的要求。（5）樓梯間的確定該工程中只采用一種樓梯形式，即三跑樓梯。 樓梯踏步尺寸的確定 考慮了人們行走的舒適性，取踏面寬300，踢面高150，樓梯坡度小于30°。 梯段和平臺的尺寸 梯段寬取決于同時通過的人流的股數(shù)及有否經(jīng)常通過一些設備的需要，再結(jié)合本建筑的一些布置特點，取樓梯間寬4500。 樓梯扶手的確定 樓梯的扶手應堅固適用，且出

22、于安全因素扶手均自其前緣向前伸出300。（6）廁所各尺寸的確定廁所內(nèi)設有洗手池。衛(wèi)生潔具數(shù)量的要求按照辦公建筑設計規(guī)范jgj67-2006為：男廁每40人設大便器一具；每30人設小便器一具；女廁每20人設大便器一具；洗手盆每40人設一具。實際設計中男廁設有大便器四個，小便器四個，女廁設有大便器四個。洗手池及各衛(wèi)生潔具的尺寸均按建筑設計圖集的要求確定。1.5 節(jié)建筑的平立面設計1.5.1平面設計建筑朝向為南北向，平面布置滿足長寬比小于5，矩形平面布置，東西方向采用縱向7.2 、4.5 、 6.3 、 9.0 、6.3 、4.5 、7.2 柱距，橫向三跨6 的柱距，滿足建筑開間模數(shù)和進深的要求。1

23、.5.2立面設計該建筑立面為了滿足采光和美觀要求，采用統(tǒng)一的鋼窗和木框架們，同時緊密結(jié)合房屋內(nèi)部空間組合的平剖關(guān)系。在建筑設計圖集中查找相應部位的尺度，如踏步高取150，窗臺高900，樓梯欄桿高900，以滿足人們生活習慣和安全的需要。在建筑物的突出部分也盡量使比例協(xié)調(diào)，滿足人們的視覺習慣以及結(jié)構(gòu)上的要求。1.5.3考慮材料質(zhì)感和色彩配置在里面輪廓的比例關(guān)系、門窗排列、構(gòu)件組合以及墻面劃分基本確定的基礎上，較為合理地對材料質(zhì)感和色彩進行了選擇和配置，以使建筑立面進一步取得豐富和生動的效果。1.6節(jié)建筑物的防火與疏散貫徹“預防為主，防消結(jié)合”的方針，采取防火措施，防止和減少火災危害。本建筑采用一級

24、耐火設計，其構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限不應低于建筑防火設計的規(guī)定。本工程中分散設置了兩個安全樓梯，底層外加一個緊急疏散通道，滿足安全疏散的要求。1.7 節(jié)建筑主要構(gòu)造做法要求1.7.1樓面做法（1）0.8厚壓型鋼板（2）100厚c25混凝土板 （3）20 厚1：3水泥砂漿找平層 （4）3厚t910地磚 （5）吊頂及吊掛 1.7.2屋面做法（1）0.8厚壓型鋼板（2）100厚c25混凝土板 （3）40 厚c20防水細石混凝土 （4）20 厚1：2水泥砂漿找平層 （5）100膨脹珍珠巖保溫層（6）30厚水泥砂漿找平層（7）4厚改性瀝青防水層（8）吊頂及吊掛1.7.3 地面做法 （1）20厚1:2水泥

25、沙漿壓實抹光（2）60厚c15混泥土隨搗隨抹（3）100厚碎石或碎磚夯實（4）素土夯實1.7.4內(nèi)墻面做法100nalc加氣混凝土墻板1.7.5外墻面做法150nalc加氣混凝土墻板1.7.6衛(wèi)生間做法（1）8厚防滑地磚，素水泥漿擦縫（2）20厚水泥砂漿保護層（3）1.5厚涂膜防水（4）20厚13水泥砂漿找平層（5）素水泥漿結(jié)合層一道（6）壓型混凝土樓板1.7.7踢腳做法（1）10厚1：2水泥白石子（或摻有色石子）磨光打蠟（2）12厚13水泥砂漿打底（3）刷界面處理劑一道1.7.8墻基防潮20厚12水泥砂漿摻5%避水漿，位置一般在-0.06標高處1.7.9臺階做法（1）20厚1：2.5水泥砂漿

26、抹面（2）素水泥漿一遍（3）70厚c15混凝土（厚度不包括踏步三角形部分）臺階面向外坡1%（4）160厚碎石或碎磚石，灌1：5水泥砂漿（5）素土夯實1.7.10散水：寬度900，坡度4%的面層（1）40厚c20細石混凝土，撒1：2水泥黃沙壓實抹光（2）120厚碎石或碎磚灌2.5混合砂漿（3）素土夯實，向外坡4%1.7.11 排水雨水管：直徑110pvc落水管1.7.12 門窗：木門、鋼窗1.7.13 基礎采用柱下獨立基礎，基礎采用c30混凝土，有墊層，墊層厚度100，墊層混凝土標號為c15?；A具體尺寸與做法詳見基礎設計。1.8 節(jié)防水設計1.8.1屋面防水該建筑屬一般的民用建筑，防水等級為i

27、ii級，采用單道設防，防水層耐用年限可達10年。采用三氈四油的瀝青防水卷材，四周均貼至泛水高度（450高），所有出屋面豎井及遇陰陽角轉(zhuǎn)彎處應附加一層，并做纖維布加強層（300寬），出屋面管道或泛水以下外墻穿墻處，安裝后用細石混凝土封嚴，管根四周加嵌油膏，與防水層閉合。防水應包裹立管高300。1.8.2衛(wèi)生間樓面防水衛(wèi)生間樓面上做20厚13水泥砂漿找平，上涂cr65防水寶涂膜，墻角四周及豎管外壁涂至建筑標高高出200處，上澆40厚c20細石混凝土搓毛，并向地漏方向作1%的泛水。 第71頁中國礦業(yè)大學2010屆本科生畢業(yè)設計第1章 結(jié)構(gòu)形式的選取1.1 節(jié)結(jié)構(gòu)設計資料(1) 工程名稱：徐州開元四季

28、物業(yè)管理綜合樓工程規(guī)模：六層結(jié)構(gòu)類型：鋼框架結(jié)構(gòu)工程環(huán)境：本工程位于徐州市區(qū)抗震設防烈度：7度，第二組別，設計地震基本加速度值為0.1g建筑類別：丙類場地土：類設計使用年限：50年結(jié)構(gòu)安全等級：二級結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0環(huán)境類別：·地面以上類 基礎：二a類(2)結(jié)構(gòu)設計依據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 gb50009-2001鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 gb 50017-2003高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 jgj99-98鋼-混凝土組合樓蓋結(jié)構(gòu)設計與施工規(guī)程 yb9238-92建筑抗震設計規(guī)范 gb50011-2001建筑地基基礎設計規(guī)范 gb50007-20021.2 節(jié)結(jié)構(gòu)方案選取1.2.1豎向承重體

29、系選取選擇合理的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，進行合理的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件布置，使之具有較大的抗側(cè)剛度和良好的抗風、抗震性能，是結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵。同時還須綜合考慮建筑物高度、用途、經(jīng)濟及施工條件等因素。常見的豎向承重體系包括磚混結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系及筒體結(jié)構(gòu)體系等。磚混結(jié)構(gòu)體系：主要由墻體承受豎向荷載，樓板層承受水平荷載，同時設置構(gòu)造柱加強墻體的穩(wěn)定性，設置圈梁增強建筑物的空間剛度及整體性。其自重大，且不利于抗震，加上浪費粘土資源，因此目前限制使用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系：由梁柱連接而成，其具有建筑平面布置靈活、造型活潑等優(yōu)點，可以形成較大的使用空間，易于滿足多功能的使用要求。在結(jié)構(gòu)受力

30、性能方面，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自振周期長，地震反應較小，經(jīng)合理設計可具有較好的延性性能。其缺點是結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在地震作用下側(cè)向位移較大。剪力墻結(jié)構(gòu)體系：由剪力墻同時承受豎向荷載和側(cè)向力的結(jié)構(gòu)，剪力墻是利用建筑外墻和內(nèi)隔墻位置布置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻，承受豎向荷載在墻體內(nèi)產(chǎn)生的向下的壓力及側(cè)向力在墻體內(nèi)產(chǎn)生的水平剪力和彎矩，因此剪力墻具有較大的承受側(cè)向力的能力。但墻體太多，混凝土和鋼筋的用量增多，材料強度得不到充分利用，既增加了結(jié)構(gòu)自重，又限制了建筑上的靈活多變?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)體系：其既保留了框架結(jié)構(gòu)建筑布置靈活、使用方便的優(yōu)點，又具有剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大、抗震性能好的優(yōu)點，同時充分發(fā)揮材

31、料的強度作用，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標。一般10 40層的高層建筑可采用該結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)體系：主要有核心筒和框筒結(jié)構(gòu)組成的空間受力結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大，整體性好；建筑布置靈活，能提供很大的可以自由分隔的使用空間，特別適用于30層以上或100米以上的超高層建筑。多層民用建筑設計多采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)，很少采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)在民用房屋的應用主要還集中在高層建筑上，近年鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑上的應用越來越多，隨著鋼結(jié)構(gòu)在實際工程的應用經(jīng)驗和設計理論研究的深入，及鋼結(jié)構(gòu)廠家不斷推出新的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，鋼結(jié)構(gòu)在多層民用建筑上的應用日漸增長，相對鋼筋砼具有較高的經(jīng)濟價值。軋制h 型鋼的大量生產(chǎn)，樓承板的多樣化

32、，防腐涂料及防火涂料的成熟也為多層民用房屋鋼結(jié)構(gòu)的應用創(chuàng)造了廣闊的空間，多層鋼結(jié)構(gòu)有如下特點：（1）質(zhì)量易控制：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件工廠加工，節(jié)點螺栓連接，生產(chǎn)自動化程度高，精度有保證，干作業(yè)，質(zhì)量易于控制。(2) 施工工期短：鋼結(jié)構(gòu)工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝，工序簡單，工作面大，施工速度快。(3) 充分利用建筑空間：鋼結(jié)構(gòu)相對鋼筋砼結(jié)構(gòu)梁柱截面小，可以降低層高，增大有效使用面積，結(jié)構(gòu)布置靈活，容易獲得大空間，能夠懸挑較大跨度。本綜合樓的建筑高度約為27，共計六層，層高度均為4.5，在樓層高度及建筑物高度均比較小的情況下，其結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度及抗震性都較容易滿足。根據(jù)本樓的功能使用性，要求建筑平面布置比較靈活，可

33、以形成較大的使用空間。經(jīng)各方案比較篩選，我選用鋼框架結(jié)構(gòu)作為該綜合樓的豎向承重體系。1.2.2水平向承重體系選取常見的橫向承重體系包括：現(xiàn)澆樓蓋、疊合樓蓋、預制板樓蓋、組合樓蓋等。現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)：可分為肋梁樓蓋、密肋樓蓋、平板式樓蓋和無粘結(jié)預應力現(xiàn)澆平板樓蓋等。肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟指標，可以最大限度地節(jié)省混凝土和鋼筋的用量，能充分發(fā)揮材料的作用，結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能好，且結(jié)構(gòu)平面布置靈活，易于滿足樓面不規(guī)則布置、開洞等要求，容易適用各種復雜的結(jié)構(gòu)平面及各種復雜的樓面荷載。其余結(jié)構(gòu)特點不詳加說明。疊合樓蓋：在預制鋼筋混凝土薄板上，再現(xiàn)澆一層鋼筋混凝土并使之共同工作的樓蓋結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是整

34、體性好，剛度大，施工方便，節(jié)省模板。預制板樓蓋：可分為預制預應力大樓板和預制預應力多孔板，其施工方便，工業(yè)化程度高，但剛度較小，整體性較差，抗震性弱，在抗震區(qū)使用較少。組合樓蓋：由底部的壓型鋼板和上部的混凝土現(xiàn)澆層所組成。其優(yōu)點是自重輕、樓板厚度小、節(jié)省模板、施工方便、施工周期較短。 經(jīng)各方案比較篩選，我選用組合樓蓋結(jié)構(gòu)中的肋梁樓蓋作為該綜合樓的水平向承重體系。1.2.3基礎形式選取框架結(jié)構(gòu)柱下基礎常見形式有鋼筋混凝土獨立基礎，條形基礎，十字形基礎，筏板基礎等。因該地區(qū)工程地質(zhì)條件較好，地基承載力較高，能滿足一般建筑物的要求。加上建筑物柱網(wǎng)布置均勻，平面布置比較對稱，故采用獨立基礎。1.2.4

35、其他結(jié)構(gòu)形式選取(1)樓梯型式選取樓梯是多層房屋中的重要組成部分。樓梯的平面布置、踏步尺寸、欄桿形式等由建筑設計確定。樓梯常見型式：板式樓梯、梁式樓梯。本設計選取現(xiàn)澆板式樓梯。板式樓梯具有下表面平整，施工支模方便，外觀比較輕巧等優(yōu)點。 (2)雨篷雨蓬是建筑物入口處位于上部用以遮擋雨水、保護外門免受雨水侵害的水平構(gòu)件,采用預制鋼結(jié)構(gòu)雨篷并固定在梁上。由于雨蓬板的厚度較薄。采用無組織排水方式，在底板周邊設滴水。第2章 結(jié)構(gòu)設計計算2.1節(jié)框架結(jié)構(gòu)設計2.1.1結(jié)構(gòu)布置和計算簡圖(1)柱網(wǎng)布置 根據(jù)綜合樓的功能要求需要大跨度的拄網(wǎng)，采用橫向四柱三跨，每跨均6。水平采用柱間距9、7.2 、6.3、4.

36、5不等。圖2.1 標準層柱網(wǎng)及次梁布置圖(2)承重框架的布置按樓面豎向荷載傳遞路線的不同，承重框架的布置方案有橫向框架承重、縱向框架承重和縱橫向框架混合承重等。本設計為橫向框架承重。(3)選取計算單元一般情況下，框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系。為方便起見，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向框架的空間聯(lián)系，忽略個構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)作用，將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進行分析計算。由于通常橫向框架的間距相同，作用于各橫向框架上的荷載相同，框架的抗側(cè)剛度相同，因此，各榀橫向框架都將產(chǎn)生相同的內(nèi)力與變形，結(jié)構(gòu)設計時一般取中間有代表性的一榀橫向框架進行分析即可。一榀橫向框架計算簡圖如下圖2.2所示：圖2.2框架結(jié)構(gòu)計算簡圖

37、及梁柱的相對線剛度梁軸線取至板頂，各層高4.5。底層柱高度從基礎頂面取至一層板頂?；A頂面到室外地面的距離為550，室內(nèi)外高差為450，則底層柱高 =4.5+0.45+0.55=5.5,二到五層柱高為4.5。2.1.2構(gòu)件尺寸及線剛度本設計構(gòu)件截面的初步估算，主要是梁柱的斷面形狀與尺寸的假定。（1）主梁鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接h型鋼截面等。由于工字形梁的截面高而窄，在主軸平面內(nèi)截面模量較大，樓板可以視為剛性鋪板，沒有整體穩(wěn)定性問題，截面只需滿足強度、剛度和局部穩(wěn)定的要求。故本設計的主次梁截面均采用工字形截，并優(yōu)先選用熱軋h型鋼。框架主梁的端部約束與梁柱的線剛度之比和柱遠端的條件有關(guān)，介于鉸支

38、和固定之間，另外，框架梁為組合梁，剛度和強度還與混凝土樓板有關(guān)，因此，框架梁的截面無法像簡支梁那樣直接根據(jù)剛度和經(jīng)濟性的要求選定高度，需要根據(jù)工程經(jīng)驗確定。由于沒有工程經(jīng)驗，參照部分工程實例：對于一般的民用建筑，如果采用熱軋h型鋼，初始梁高可以根據(jù)荷載條件取跨度的1/201/12； 主梁在與柱的連接部位柱腹板應設加勁肋以滿足傳力要求，且加勁肋間距應大于150，否則難以施工。因此，同一梁柱節(jié)點處梁的截面高度若不一致，其差別最好在150以上。基于施工方便，本設計梁柱截面高度取為一致。本設計縱向主梁最大跨度l=6000，則主梁的高度可在300500間選取，梁高初步選定為：500mm。 梁的翼緣寬度可

39、以取梁高的1/61/2取，即80250間。 選用熱軋型h型鋼，查型鋼表（gb/t11263）初步選定主梁的截面尺寸為：hn 5002001016。對于軋制h型鋼，其翼緣和腹板一般都比較厚，能夠保證板件在構(gòu)件達到承載力前不發(fā)生局部屈曲，能夠滿足寬（高）厚比要求。（2）次梁框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置,可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。其截面根據(jù)1/201/12跨度確定,并可適當減小截面，初步確定次梁為：hn350175711。2.2 節(jié)荷載計算2.2.1計算單元取-橫向框架進行計算，計算單元寬度為18m。次梁承受板傳來的荷載，并通過自身受彎將荷載傳遞到主梁上，主梁作為次梁的不動支點，承受次

40、梁傳來的荷載，并將荷載傳遞給主梁的支撐柱。雙向板上的荷載，以等角分線為界，分別傳至兩相鄰支座。圖2.3 橫向框架結(jié)構(gòu)計算單元2.2.2恒載計算(1)樓面恒載 0.8厚壓型鋼板 100厚c25混凝土板 20 厚1：3水泥砂漿找平層 3厚t910地磚 吊頂及吊掛 合計： (2)屋面恒載0.8厚壓型鋼板 100厚c25混凝土板 40 厚c20防水細石混凝土 20 厚1：2水泥砂漿找平層 100膨脹珍珠巖保溫層 30厚水泥砂漿找平層 4厚改性瀝青防水層 吊頂及吊掛 合計： (3) 梁自重主梁：hn 5002001016q = 89.6kg/m = 0.896 ：hn350175711q = 50kg/

41、m = 0.5 (4) 墻自重外縱墻自重150mm nalc加氣混凝土墻板0.15m×6.5 = 0.975 外墻自重（偏安全考慮取4500mm高）0.975 ×4.5 = 4.39kn/m內(nèi)墻自重100 nalc加氣混凝土墻板0.10×6.5 = 0.65 內(nèi)墻自重（偏安全考慮取4500高）0.65 ×4.5 = 2.925 (6) 門、窗自重 鋼窗 木門 （7）取一榀框架計算的邊窗自重 1.8×1.8×0.4 + 6.9/2×1.8×0.4 = 3.78 窗面積/墻面積（不除窗）= 0.73 內(nèi)墻門自重 0.1

42、×（3.6×2.1/ + 0.9×2）= 0.6(8)女兒墻自重200高混凝土空心小砌11.8 kn/×0.2m×0.20m=0.472 內(nèi)墻面20厚抹灰 合計： 0.6422.2.3豎向荷載作用計算(1)恒荷載作用樓面?zhèn)鹘o次梁及次梁自重：=1.5×7.65×4.32 + 7.65×4.39×0.73 + 0.5×7.65 + 3.87 = 81.20= 3×7.65×4.32 + 0.5×7.65 =102.97= 3×7.65×4.32 +

43、0.5×7.65 + 7.65×2.925 (3.38-0.1)×(1.8×2.1 + 0.9×2) = 95.80 主梁上墻與主梁自重 q = 0.896 + 2.925= 3.82 屋面?zhèn)鹘o次梁及梁的自重 =1.5×7.65×6.16 + 0.5×7.65 = 74.51=3×7.65×6.16 + 0.5×7.65 = 145.20=3×7.65×6.16 + 0.5×7.65 = 145.20（2）柱截面的初選柱截面一般憑經(jīng)驗確定，也可以通過預先假

44、定長細比的方法來實現(xiàn)。通常50<<150,若選用長細比預估，簡單選擇值在100附近。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或h型鋼截面等。事實上對于鋼結(jié)構(gòu)而言，柱采用長細比預估的方法并不準確，由于未考慮水平荷載產(chǎn)生的軸力，其值往往偏小，梁的估算也不準，我在預選柱截面時是參考相關(guān)設計實例，確定柱截面。 選取柱型號hw400×400×13×21 a = 219.5 2.2.4地震作用計算(1)結(jié)構(gòu)自振周期計算：對于質(zhì)量和剛度沿高度變化比較均勻的框架結(jié)構(gòu),采用頂點位移法計算基本周期可按下試計算：式中：周期調(diào)整系數(shù)取值 把集中在各樓面處的重力荷載視

45、為假象水平荷載驗算得到得結(jié)構(gòu)頂點位移對于框架結(jié)構(gòu)，按下試計算： 式中：框架在假想水平荷載作用下得層層間剪力為集中在層樓面處的重力荷載代表值 作用下得層間位移 層柱的d值之總和重力荷載代表值計算本建筑高度為27m,平立面均規(guī)則，依據(jù)建筑抗震設計規(guī)范 5.1.2 條規(guī)定， 高度不超過40m 、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡化方法可采用底部剪力法計算水平地震作用下的荷載效應。重力荷載代表值是指結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。集中于各質(zhì)點的重力荷載代表值，為計算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等

46、重量。頂層重力荷載代表值包括：屋面板自重、縱橫梁自重、半層柱自重、半層墻體自重。其它層重力荷載代表值包括：樓面板自重、縱橫梁自重、樓面上下各半層柱、墻體自重以及上下半層樓梯板和平臺梁自重。1)頂層重力荷載代表值 屋面板恒載 6.16×7.65×18=848.23 縱向框架梁自重 0.5×7.65 = 3.825 橫向框架梁自重 0.896×18 = 16.128 柱自重(加防火板) 1.72×4.5+0.5×4.5 = 9.99墻自重 4.39×7.65×2 + 2.925×(7.65×2+6.

47、9+7.2)-9.1×2-(3.38-0.1) ×(1.8×2.1+0.9×2) = 120.44 = + 7 + + /2×4 + /2 = 959.592)中間層及底層重力荷載代表值樓面橫載 4.32×7.65×18=594.864縱向框架梁自重 0.5×7.65 = 3.825 橫向框架梁自重 0.896×18 = 16.128柱自重(加防火板) 1.72×4.5+0.5×4.5 = 9.99 墻自重 4.39×7.65×2 + 2.925×(7.6

48、5×2+6.9+7.2)-9.1×2-(3.38-0.1) ×(1.8×2.1+0.9×2) = 120.44= + 7 + + 4 + = 789.168圖2.4 一榀框架重力荷載代表值()2.2.5橫向梁線剛度在框架結(jié)構(gòu)中，通?，F(xiàn)澆層的樓板，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移，但是本工程不考慮壓型鋼板組合樓板和鋼梁的組合作用，故在計算梁截面慣性矩時，不進行慣性矩放大。梁柱線剛度計算如下表所示：表2-1梁線剛度 的計算表類型層次()()()()()主梁162.06×10550020010164.78×10

49、860001.64×1092.2.6 柱的線剛度計算柱的線剛度計算結(jié)果見表2-2表2-2柱線剛度 的計算表層次 ()(mm)(mm)()12.06×105400×400×13×216.69×10855002.76×109352.06×105400×400×13×216.69×10845003.06×1092.2.7橫向框架柱側(cè)移剛度d值計算表2-3橫向中框架柱側(cè)移剛度d值計算層號柱號 ； d/()底層a1.080.512.76×10109320b1.080

50、.512.76×10109320c1.080.512.76×10109320d1.080.512.76×101093202-6層a1.080.353.06×10106358b1.080.353.06×10106358c1.080.353.06×10106358d1.080.353.06×10106358表2-4邊框架柱剛度d值計算層號柱號 ； d/()底層a0.540.212.76×10106014b0.540.212.76×10106014c0.540.212.76×10106014d0.54

51、0.512.76×101060142-6層a0.540.213.06×10103855b0.540.213.06×10103855c0.540.213.06×10103855d0.540.213.06×10103855底層=+= 6014 +9302 + 9302 + 6014 = 30632二到六層=+= 3855 + 6358 + 6358 + 3855 = 20426建筑抗震設計規(guī)范 gb50011-2001表3.4.2-2規(guī)定某層剛度小于相鄰上層剛度的70%，或小于向上相鄰三層剛度平均值的80%，即為側(cè)向剛度不規(guī)則。易見，這些規(guī)定主要是防止上剛下柔建筑。本工程剛度相關(guān)計算如下：/=1.5，其余層剛度均大于上層，可不用驗算/（+）/3=1.5，其余層亦不用驗算所以本工程側(cè)向剛度規(guī)則表2-5 框架的側(cè)移驗算層 次6959.59959.59204260.050.775789.171748.76204260.090.724789.172537.93204260.120.633789.173327.1