多層五層鋼結(jié)構(gòu)框架廠房設(shè)計(jì)計(jì)算

1、南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)企達(dá)工業(yè)（南京）有限公司生產(chǎn)廠房設(shè)計(jì)摘 要在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，框架結(jié)構(gòu)常被作為一個(gè)重要且標(biāo)準(zhǔn)的型式而采用。它適用于低層、多層建筑物，亦可用于超高層建筑物。同剪力墻結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)更適合在建筑物的內(nèi)部或者外圍的墻體上開(kāi)設(shè)規(guī)則孔洞。同時(shí)它還能充分利用建筑物內(nèi)在任何情況下都要采用的梁和柱的剛度，但當(dāng)柱子與梁剛性連接時(shí)，通過(guò)框架受彎來(lái)抵抗水平和豎向荷載會(huì)使這些柱子的承載能力變得更大。大多情況下，框架的剛度不如剪力墻，因此對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的建筑物將會(huì)出現(xiàn)過(guò)度變形。但正是因?yàn)槠淙嵝?，使得其與剪力墻結(jié)構(gòu)相比具有更大的延性，因而地震荷載下不易發(fā)生事故。例如，如果框架局部出現(xiàn)超應(yīng)力時(shí)

2、，那么其延性就會(huì)允許整個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)倒塌事故。因此，框架結(jié)構(gòu)常被視為最好的高層抗震結(jié)構(gòu)。另一方面，設(shè)計(jì)得好的剪力墻結(jié)構(gòu)也不可能倒塌。當(dāng)然，還可以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)使用。例如，在房屋建筑上使用框架，而在其中可以使用剪力墻。對(duì)于很多多高層建筑，如果墻體和筒架進(jìn)行合理地安排與連接，會(huì)起到很好的抵抗側(cè)向荷載的作用。還要求由這些結(jié)構(gòu)體系提供的剛度在各個(gè)方向上應(yīng)大體對(duì)稱(chēng)。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 框架結(jié)構(gòu) 鋼框abstract in the design of architectural buildings , rigid-frame systems have been accepted

3、 as an important and standard means . they are the same with  low and medium buildings for designing buildings . they are employed for low- and medium up to high-rise building .compared to shear-wall systems , these rigid frames both within and at the outside of a buildings . they also make use

4、 of the stiffness in beams and columns that are required for the buildings in any case , but the columns are made stronger when rigidly connected to resist the lateral as well as vertical forces though frame bending . frequently , rigid frames will not be as stiff as shear-wall construction , and th

5、erefore may produce excessive deflections for the more slender high-rise buildings designs . but because of this flexibility , they are often considered as being more ductile and thus less susceptible to catastrophic earthquake failure when compared with ( some ) shear-wall designs . for example , i

6、f over stressing occurs at certain portions of a steel rigid frame , ductility will allow the structure as a whole to deflect a little more , but it will by no means collapse even under a much larger force than expected on the structure . for this reason , rigid-frame construction is considered by s

7、ome to be a “best”seismic-resisting type for high-rise steel buildings . on the other hand ,it is also unlikely that a well-designed share-wall system would collapse.of course , it is also possible to combine rigid-frame construction with shear-wall systems in one buildings ，for example , the buildi

8、ngs geometry may be such that rigid frames can be used in one direction while shear walls may be used in the other direction?！緆eyword】: the structure design ; frame structure ；steel structurei南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目 錄摘 要i目 錄iii前 言vi第一章 設(shè)計(jì)概況11.1 工程概況11.2 建筑結(jié)構(gòu)等級(jí)指標(biāo)及設(shè)計(jì)年限11.3 建筑設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)11.4 本工程設(shè)計(jì)過(guò)程中所遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范21.5

9、 施工技術(shù)條件31.6 材料供應(yīng)3第二章 建筑設(shè)計(jì)42.1 平面設(shè)計(jì)42.2 立面設(shè)計(jì)42.3 剖面設(shè)計(jì)52.4 防火設(shè)計(jì)防火分區(qū)5第三章 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置63.1 結(jié)構(gòu)選型63.2 結(jié)構(gòu)布置63.2.1 平面布置63.2.2 豎向布置63.2.3 樓蓋布置63.2.4 基礎(chǔ)形式73.3 材料的選用73.4 初估構(gòu)件截面尺寸73.4.1組合樓板截面初估73.4.2 框架柱截面初估73.5 框架計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖83.5.1 計(jì)算單元83.5.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖9第四章 荷載值計(jì)算114.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算114.1.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算114.1.2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算134.2 風(fēng)荷載計(jì)算164.

10、3 地震荷載的計(jì)算17第五章 水平荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移計(jì)算195.1 側(cè)移剛度195.2 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算195.3 地震作用下的位移驗(yàn)算205.4 pkpm電算結(jié)果及分析21第六章 內(nèi)力計(jì)算286.1 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算286.2 與地震作用相組合的重力荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算336.3風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算336.4 橫向地震（水平）作用下的內(nèi)力計(jì)算366.5 pkpm電算結(jié)果及內(nèi)力分析37第七章 內(nèi)力組合427.1 內(nèi)力組合427.4 pkpm電算結(jié)果及分析48第八章 結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)518.1 梁設(shè)計(jì)518.1.1 橫向框架主梁設(shè)計(jì)518.1.2 次梁截面設(shè)計(jì)538.1.3 連系梁截

11、面設(shè)計(jì)538.1.4 墻梁截面設(shè)計(jì)548.2 框架柱設(shè)計(jì)548.3 組合板設(shè)計(jì)618.3.1 荷載及內(nèi)力計(jì)算618.3.2 組合版的驗(yàn)算63第九章 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)679.1 梁柱節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算679.2框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)689.3 柱柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)789.4 柱腳設(shè)計(jì)80第十章 樓梯設(shè)計(jì)8410.1 荷載計(jì)算8410.2 平臺(tái)梁的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算8410.3 梯段梁的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算8510.4 平臺(tái)邊梁的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算87第十一章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)8911.1 選擇樁型、樁端持力層、承臺(tái)埋深8911.2 確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值8911.3 確定樁數(shù)和承臺(tái)地面尺寸9011.4 樁頂作用效用驗(yàn)算9211.5 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算9311.6

12、 承臺(tái)計(jì)算9411.6.1 承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算9511.6.2 角柱向上沖切9611.6.3 承臺(tái)受剪承載力計(jì)算9711.6.4 承臺(tái)受彎承載力計(jì)算97結(jié)束語(yǔ)99參考文獻(xiàn)100致謝102v前言前 言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍應(yīng)用于民用住宅、別墅等建筑。鋼結(jié)構(gòu)住宅具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小、工業(yè)化程度高的特點(diǎn)，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)又是可重復(fù)利用的綠色環(huán)保材料，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅是符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的推廣項(xiàng)目，具有廣闊的前景。在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)成為形象構(gòu)成的重要因素，結(jié)構(gòu)的形體、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)從很大程度上導(dǎo)致并制約著建筑的形象。建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能只有做到一

13、體化，才能使建筑更富有功能化，創(chuàng)造出技術(shù)與藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。近年來(lái)很多大型工程的投標(biāo)方案中有許多方案都體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑的這一特點(diǎn)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)習(xí)了鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的原理，同時(shí)也復(fù)習(xí)了專(zhuān)業(yè)知識(shí)。特別是在整體上對(duì)設(shè)計(jì)思路的把握，并且對(duì)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，規(guī)范中的相關(guān)具體的條目，有了新的理解。本設(shè)計(jì)包括以下三大部分：1. 建筑設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，從全局的角度對(duì)整個(gè)建筑作全面的分析，最終使所設(shè)計(jì)的建筑物滿(mǎn)足“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的要求。2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：結(jié)合建筑設(shè)計(jì)選擇合理的結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件設(shè)計(jì)等，最終繪出合理的結(jié)構(gòu)施工圖。3外文翻譯：選取本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的外文資料進(jìn)行翻譯，鍛煉

14、專(zhuān)業(yè)外語(yǔ)水平。43南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第一章 設(shè)計(jì)概況1.1 工程概況積極推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)是我國(guó)土木工程的重要發(fā)展方向之一，企達(dá)工業(yè)（南京）有限公司擬新建生產(chǎn)廠房，本畢業(yè)設(shè)計(jì)是其所需的鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)基本條件為：該建筑物主體結(jié)構(gòu)層數(shù)為5 層，一層層高為5.4m，二、三、四、五層層高為4.5m?？偨ㄖ娣e15119.2m2，占地面積2990 m2，主體建筑高度23.9m，建筑層數(shù)5層。建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼框架，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)內(nèi)分三跨，跨距分別為13m、14m、13m；柱距8 m，總長(zhǎng)73.325m，屋面建筑坡度5%。1.2 建筑結(jié)構(gòu)等級(jí)指標(biāo)及設(shè)計(jì)年限1 建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)：二級(jí)；2

15、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：50年；3 建筑抗震設(shè)防類(lèi)別：丙類(lèi)；4 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)：乙級(jí)。1.3 建筑設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)1 基本風(fēng)壓：0.4kn/m2，地面粗糙類(lèi)型：b類(lèi)；2 基本雪壓：0.65 kn/m2；3 場(chǎng)地類(lèi)別：類(lèi)，設(shè)計(jì)特征周期：0.35s；4抗震設(shè)防烈度：7度；5設(shè)計(jì)基本地震加速度：0.10g，設(shè)計(jì)地震分組：第一組；6建筑耐火等級(jí)：二級(jí)；7工程地質(zhì)條件本工程建筑設(shè)計(jì)標(biāo)高相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高17.5m?；A(chǔ)形式采用樁基礎(chǔ)，以5-1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖作為樁端持力層，樁徑為400mm，壁厚90mm。1) 巖土特性天然地面下厚4.2m左右為人工雜填土，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fak=58kpa，es=1.8mpa，樁周

16、土摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值qsa=16kpa；其下2-1粉質(zhì)粘土為3.6m，fak=120kpa，es=6.05mpa，qsa=42kpa；再下為2-2粉質(zhì)粘土，厚3.8m，fak=90kpa，es=6.49mpa，qsa=30kpa。然后為2-3粉質(zhì)粘土，厚3.1m，fak=140kpa，es=6.66mpa，qsa=50kpa。強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，fak=260kpa，樁端土極限端承力標(biāo)準(zhǔn)值qpk=5000 kpa。地下水位位于地表下1.1m2) 巖土工程分析及地基適宜性評(píng)價(jià)粉質(zhì)粘土層，分布較廣，中等密實(shí)狀態(tài)，性質(zhì)穩(wěn)定，適宜作為地基持力層。3) 水文地質(zhì)條件場(chǎng)地地下水位低于地表1.1m。4) 腐蝕性評(píng)價(jià)(

17、1) 場(chǎng)地土腐蝕性評(píng)價(jià)擬建場(chǎng)地土易溶鹽含量為363369mg/l<20000。so42-含量為33.6238.42mg/kg；cl-含量為35.4531.90mg/kg；ph=7.47.95，根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范附錄g，擬建建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)（樁基）直接與地下水接觸，常年處于濕潤(rùn)區(qū)，場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)型為 類(lèi)。據(jù)巖土工程勘察規(guī)范判定場(chǎng)地土對(duì)混凝土具有微腐蝕性；對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性。擬建場(chǎng)地及其附近無(wú)明顯污染源影響場(chǎng)地地下水土環(huán)境，場(chǎng)地雨量較多，場(chǎng)地地下土對(duì)混凝土及鋼筋混凝土中的鋼筋具微腐蝕，不考慮其腐蝕性影響。(2) 場(chǎng)地地下水腐蝕性評(píng)價(jià)場(chǎng)地內(nèi)潛水對(duì)混凝土及長(zhǎng)期浸

18、水環(huán)境中的鋼筋混凝土中的鋼筋具微腐蝕，對(duì)處于干濕交替環(huán)境下的鋼筋混凝土中的鋼筋具微腐蝕，不考慮其腐蝕性。(3) 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，本區(qū)無(wú)活動(dòng)性斷層通過(guò)，歷史上無(wú)大的破壞性地震發(fā)生，從地質(zhì)構(gòu)造和地震活動(dòng)歷史等因素分析，本場(chǎng)地為相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，地基分布有暗塘、沖溝等不良地質(zhì)條件，采用適當(dāng)?shù)奶幚泶胧┘盎A(chǔ)形式后可滿(mǎn)足建筑物地基穩(wěn)定，場(chǎng)地適宜本工程建設(shè)。1.4 本工程設(shè)計(jì)過(guò)程中所遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)2 建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（gb50223-2008）3 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（gb50068-2001）4 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-20

19、01） 5 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50010-2002）6 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50017-2010）7 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50007-2002）1.5 施工技術(shù)條件本工程由大型建筑工程公司承建，設(shè)備齊全，技術(shù)良好。水、電供應(yīng)由建設(shè)單位保證。1.6 材料供應(yīng)三材及一般材料能按計(jì)劃及時(shí)供應(yīng)。南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第二章 建筑設(shè)計(jì)2.1 平面設(shè)計(jì)本廠房總建筑面積15119.2m2，占地面積2990 m2。選擇工業(yè)化程度較高，施工周期短，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單的框剛架形式。為減小地基處理費(fèi)用和基礎(chǔ)造價(jià)，柱距選擇8m。建筑平面設(shè)計(jì)主要有建筑物中各個(gè)使用部分的設(shè)計(jì)和建筑物交通聯(lián)系部分的設(shè)計(jì)

20、，建筑物的使用部分，主要體現(xiàn)該建筑物的使用功能，因此滿(mǎn)足使用功能的需求是確定其平面面積和空間形狀的主要依據(jù)。根據(jù)題目所給條件：本設(shè)計(jì)為三跨鋼結(jié)構(gòu)五層廠房，跨度分別為13米、14米、13米，長(zhǎng)73.325m。工業(yè)建筑中生產(chǎn)工藝要求是其設(shè)計(jì)主要依據(jù)，參照工程應(yīng)用實(shí)例，充分考慮到生產(chǎn)流程及建筑和結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單及合理性，廠房平面布置為三跨矩形平面。2.2 立面設(shè)計(jì)建筑立面設(shè)計(jì)偏重于對(duì)建筑物的各個(gè)立面以及其外表面上所有的構(gòu)件，例如門(mén)窗、雨篷、遮陽(yáng)等等的形式、比例關(guān)系和表面的裝飾效果等。設(shè)計(jì)時(shí)，通常是先繪制出建筑物各個(gè)立面的基本輪廓，再進(jìn)一步推敲各個(gè)立面的總體尺度比例的同時(shí)，綜合考慮立面之間的相互協(xié)調(diào)，特別是

21、相鄰立面之間的連續(xù)關(guān)系，并且對(duì)立面上的各個(gè)細(xì)部，特別是門(mén)窗的大小、比例、位置，以及各種突出物的形狀等進(jìn)行必要的調(diào)整。室內(nèi)外高差的確定：為考慮到運(yùn)輸工具進(jìn)出廠房的便利及防止雨水侵入廠房?jī)?nèi)，取廠房室內(nèi)外高差為200mm。廠房屋面排水設(shè)計(jì)：為了使廠房立面美觀，本廠房采用有組織內(nèi)落內(nèi)排，即使落水管沿室內(nèi)柱子落下，將雨水排至地下水管道。廠房屋面排水坡度取2.5%，天溝縱向坡度取1%。具體內(nèi)天溝做法如右圖2-1所示：散水構(gòu)造：廠房周?chē)鰧?00mm的混凝土散水，散水坡度取10%，散水構(gòu)造由下至上為素土夯實(shí)，150厚塊石墊層，80厚c15混凝土，20厚1:2水泥砂漿面層。具體做法如右圖：圖2-2 散水詳圖2

22、.3 剖面設(shè)計(jì)建筑剖面圖是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的組合關(guān)系。剖面設(shè)計(jì)主要分析建筑物各部分應(yīng)有的高度、建筑層數(shù)、建筑空間的組合和利用，以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系等。此次設(shè)計(jì)層高為5.4m+4.5m+4.5m +4.5m+4.5m。2.4 防火設(shè)計(jì)防火分區(qū)每層為一個(gè)防火分區(qū)。本工程采用全噴淋消防系統(tǒng)，滿(mǎn)足二級(jí)耐火等級(jí)規(guī)定的耐火極限要求，每個(gè)防火分區(qū)，鋼梁刷厚型防火涂料20mm,耐火極限>1.5小時(shí)，鋼柱刷厚型防火涂料40厚，耐火極限>2.5小時(shí)。南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第三章 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置3.1 結(jié)構(gòu)選型對(duì)采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系的建筑，具有以下特點(diǎn)：1 建筑平面

23、布置靈活，能夠提供較大的內(nèi)部使用空間，能適應(yīng)多種類(lèi)型的使用功能。2 構(gòu)造簡(jiǎn)單，構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化和定型化生產(chǎn)，施工速度快，工期短。3 對(duì)層數(shù)不多的多層建筑而言，框架結(jié)構(gòu)體系是一種比較經(jīng)濟(jì)、運(yùn)用廣泛的結(jié)構(gòu)體系。 4 本工程為五層生產(chǎn)房，采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系能滿(mǎn)足要求。3.2 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿(mǎn)足建筑功能及使用功能的要求。該工程為多層鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)房，需要開(kāi)闊的開(kāi)間。鋼結(jié)構(gòu)具有的大柱網(wǎng)、大開(kāi)間，結(jié)構(gòu)布置靈活的優(yōu)勢(shì)可以得到較好的發(fā)揮。3.2.1 平面布置1 柱網(wǎng)布置：考慮會(huì)所的開(kāi)間多樣性，鋼框架間距與跨度不等。盡量形成縱橫向平面框架的雙向框架體系。2 主梁布置：框架梁與框架柱均為剛接。3 次梁布置：次梁與框

24、架梁采用鉸接連接，并與框架梁同高。次梁間距 為2.2m2.9m之間。板按單向板進(jìn)行布置。 4 內(nèi)外墻布置：外墻200厚莢心保溫板 0.15 kn/m2 , 內(nèi)墻100厚莢心保溫板 0.13 kn/m2 墻梁選用薄壁冷彎槽形鋼。3.2.2 豎向布置本工程豎向剛度較均勻，設(shè)計(jì)采用工字型截面柱：邊柱h750×550×20×28、中柱h850×650×26×30,15層柱通長(zhǎng)，不改變截面尺寸。3.2.3 樓蓋布置采用壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓蓋，這樣樓蓋整體性好，可滿(mǎn)足樓板在水平面內(nèi)剛度無(wú)窮大的要求， 以保證各榀框架的協(xié)同工作。壓型鋼板采用yx

25、b75-230-690（）開(kāi)口型壓型鋼板，能夠很好的滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)受力與防火的要求，壓型鋼板與混凝土共同受力，更為經(jīng)濟(jì)。3.2.4 基礎(chǔ)形式基礎(chǔ)形式依據(jù)施工條件等綜合考慮，采用天然地基。擬采用樁基礎(chǔ)，能滿(mǎn)足抗震的要求。3.3 材料的選用1 框架柱：q345b，焊條e502 框架梁：q345b，焊條e503 次梁：q345b，焊條e504 樓板：壓型鋼板組合樓板 鋼筋：hrb335 fy300kn/mm23.4 初估構(gòu)件截面尺寸3.4.1組合樓板截面初估根據(jù)組合樓板的構(gòu)造要求，為滿(mǎn)足樓板在平面內(nèi)的剛性假定，壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度不應(yīng)小于50mm ，總厚度不應(yīng)小于90mm ，因此，壓型鋼板上鋪設(shè)1

26、40 厚的c30 混凝土，取壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度為65mm ，即140厚鋼筋混凝土板，壓型鋼板厚度取1.6mm。選用yx75230690壓型鋼板3.4.2 框架柱截面初估1 中柱初估選用焊接工字形鋼，鋼材牌號(hào)q345b，由工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)荷載一般約為68 kn/m2。取中柱為準(zhǔn)，其受荷面積為a、b（分別為縱橫方向的柱距），則中柱的受力為n ab10，其中，n 為總層數(shù)。初估計(jì)其中受荷面積最大的柱，估算時(shí)考慮彎矩等影響，將上述壓力乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)1.4，則： n =1.3×1.4×n ab×8=1.3×1.4×5×8×( 1

27、4+132)×8= 7863kn式中1.3荷載分項(xiàng)系數(shù)平均值底層計(jì)算高度為5.4+0.6=6.0m，其中0.6m為初估室內(nèi)地坪至柱腳底板距離。再由軸心受壓柱求柱截面lox= l= 6000mm ， loy= l= 6000mm試選截面設(shè)x=30 , y =50ix=loxx=600030=200mmiy=loyy=600050=120mm根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表5.1.2-1，對(duì)x 軸彎曲時(shí)屬于b 類(lèi)截面、y 軸彎曲時(shí)屬于b類(lèi)截面。yfy235=50×345235=60.58 查表：x=0.704則需要截面面積a=nf=7863×1030.705×295=3

28、7808mm2 根據(jù)需要的截面面積和截面大致輪廓尺寸b ×h，偏于安全地選擇中柱截面尺寸為h850×650×26×30。相關(guān)截面特性見(jiàn)下表。2 邊柱同理初選為h750×550×20×28。相關(guān)截面特性見(jiàn)下表。其他梁等構(gòu)件初估詳見(jiàn)下表3-1:表3-1 各構(gòu)件截面特性表構(gòu)件尺寸/mm截面面積/cm2單位質(zhì)量/（kg/m）截面特征hbtwtix/cm4wx/cm3ix/cmiy/cm4wy/cm3iy/cm次梁4502501014112.287.5395411757.40 18.77 364.94291.955.70 連梁4502

29、501014112.287.5395411757.40 18.77 364.94291.955.70 主梁8004002226372.6290.63883609709.10 32.29 278001390.08.64 中柱8506502630595.4464.476271017946.00 35.79 1374304228.615.19 邊柱7505502028446.8348.545730012195.00 31.99 776882825.013.19 3.5 框架計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖3.5.1 計(jì)算單元根據(jù)結(jié)構(gòu)方案特點(diǎn)，取一榀典型橫向框架作為計(jì)算單元，這里取4軸線框架進(jìn)行計(jì)算，在4軸線兩側(cè)各

30、取1/2 柱距寬作為計(jì)算單元，如圖3-1。圖3-1 平面計(jì)算簡(jiǎn)圖3.5.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖一榀框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如3-2所示，假定框架柱頂部，框架梁與柱剛接，主梁與次梁鉸接。圖3-2 單榀計(jì)算簡(jiǎn)圖由e=2.06×105mpa,各構(gòu)件i、l如上，i =eil有各層梁柱線剛度如下表：（kn/m）表3-2 梁柱線剛度層數(shù)12跨23跨34跨邊柱梁中柱梁中柱梁邊柱521×104kn/m6.3×104kn/m34.9×104kn/m5.7×104kn/m34.9×104kn/m6.3×104kn/m21×104kn/m432115.7&

31、#215;104kn/m26.2×104kn/m26.2×104kn/m15.7×104kn/m南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第四章 荷載值計(jì)算4.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb5009-2001）取值4.1.1 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算1 不上人屋面荷載保護(hù)層40厚c20細(xì)石混凝土內(nèi)配4150×150鋼筋網(wǎng)片 1.52kn/隔離層：干鋪無(wú)紡聚酯纖維布一層保溫層：擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板（120厚） 0.12×0.5=0.06kn/防水層：（級(jí)防水）高聚物改性瀝青防水卷材 找平層：1:3水泥砂漿，沙漿中產(chǎn)聚丙烯或錦綸-6纖維 0.75-

32、0.90kg/m3 找坡層：1:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡結(jié)構(gòu)層：140厚鋼筋混凝土屋面板 25×0.14=3.5kn/壓型鋼板 0.19 kn/吊頂 0.03 kn/合計(jì) 5.3kn/2 樓面（衛(wèi)生間）陶瓷錦磚防水樓面 1) 4 - 5厚陶瓷錦磚鋪實(shí)拍平,水泥漿抹縫2) 20厚1:4 干硬性水泥砂漿3) 1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黃沙，四周沿墻上翻高150高4) 刷基層處理劑一遍5) 15厚1:2水泥砂漿找平層6) 50厚c15細(xì)石混凝土防水層找坡不小于0.5%，最薄處不小于30厚7) 鋼筋混凝土樓板 25×0.14=3.5kn/8) 壓型鋼板 0.19kn/9) 吊頂

33、0.03 kn/ 合計(jì) 5.8kn/m23 生產(chǎn)間樓面特殊骨料耐磨樓面 1) 1-2厚特殊耐磨骨料,混凝土即將初凝時(shí)均勻撒布2) 30厚c20細(xì)石混凝土隨打隨抹平3) 素水泥漿結(jié)合層一道4） 鋼筋混凝土樓板。 25×0.14=3.5kn/5） 壓型鋼板 0.19 kn/6） 吊頂 0.03 kn/合計(jì) 4.5 kn/m24 外墻自重1）底層塑鋼門(mén)（2.7×6×21.8×2.1）×0.4 kn/14.472 kn塑鋼窗（2×2.7×（5.95+22.8+29.85）+2.7×（2×5.95+7.1+14.2

34、5+8.8+15.95）×0.4 kn/189.216kn墻體5.4×(72.75+40.95)×236.18473.04×0.15 kn/=107.811 kn 合計(jì) 311.499 kn2）標(biāo)準(zhǔn)層及頂層塑鋼門(mén)1.8×2.1×0.4 kn/1.512kn塑鋼窗（2×2.1×（5.95+22.8+29.85）+2.1×（2×5.95+7.1+14.25+8.8+15.95+1.8+6.0）×0.4 kn/153.72kn墻體 4.5×(72.75+40.95)×23

35、.78384.3×0.15 kn/=95.283 kn 合計(jì) 250.515 kn5 內(nèi)墻自重1）底層塑鋼門(mén) （1.8×2.1×1+0.9×2.1×6+1.0×2.1）×0.4 kn/11.928 kn塑鋼窗（2.7×1.0×2+2.7×1.6）×0.4 kn/3.888kn墻體 5.4×(12.975+4.0×28.0×4+4.0×8+3×2.45+8.0)29.829.72×0.13 kn/=65.39 kn 合計(jì) 81.

36、21kn2）標(biāo)準(zhǔn)層及頂層塑鋼門(mén) （1.8×2.1×1+0.9×2.1×6+1.0×2.1）×0.4 kn/11.928 kn塑鋼窗（2.1×1.0×2+2.1×1.6）×0.4 kn/3.024kn墻體 4,5×(12.975+4.0×28.0×4+4.0×8+3×2.45+8.0)29.827.56×0.13 kn/=53.83kn 合計(jì) 68.78kn6 梁自重1）主梁 290.6×9.8/10002.85kn/m2）連系

37、梁 87.5×9.8/10000.86kn/m3）次梁 87.5×9.8/10000.86kn/m7 中柱自重 464.4×9.8/10004.55 kn/m 邊柱自重 348.5×9.8/10003.42kn/m4.1.2 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算1 屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范查得：不上人屋面 0.5 kn/樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.0 kn/2 雪荷載屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮，兩者中取大者0.65 kn/。豎向荷載下框架受荷總圖、荷載由板到梁傳遞示意圖如圖4-1示：圖4-1 荷載由板傳梁示意圖1) ab軸間框架梁次梁自重0.86×(8

38、+8)/2 6.88kn樓面板傳恒荷載 12.85×8×4.49/592.32kn樓面板傳活荷載 12.85×8×5.0/5102.8kn屋面板傳恒荷載 12.85×8×5.30/5108.97kn屋面板傳活荷載 12.85×8×0.65/513.37knab軸間框架梁集中荷載為：樓面梁恒荷載梁自重板傳恒載6.88 92.3299.19kn樓面梁活荷載板傳活載102.8kn屋面梁恒荷載梁自重板傳恒載6.88 108.97115.85kn屋面梁活荷載板傳活載13.36knab軸間框架梁均布荷載為：樓面梁均布荷載主梁自

39、重2.85 kn/m屋面梁均布荷載主梁自重2.85kn/m2) bc軸間框架梁樓面板傳恒荷載14×8×4.49/5100.576kn樓面板傳活荷載14×8×5.0/5112.00kn屋面板傳恒荷載14×8×5.3/5118.72kn屋面板傳活荷載14×8×0.65/514.56knbc軸間框架梁集中荷載為：樓面梁恒荷載梁自重板傳恒載6.88100.576107.46kn樓面梁活荷載板傳活荷載112.00kn屋面梁恒荷載梁自重板傳恒荷載6.88118.72125.6kn屋面梁活荷載板傳活荷載14.56knbc軸間框架

40、梁均布荷載為：樓面梁均布荷載主梁自重2.85kn/m屋面梁均布荷載主梁自重2.85kn/m3) cd軸間計(jì)算同ab軸間計(jì)算4) a軸柱縱向集中荷載的計(jì)算頂層柱恒荷載連系梁重板傳荷載0.86×812.85×8×5.3/5/261.36kn頂層柱活荷載板傳活荷載12.85×8×0.65/5/26.68kn標(biāo)準(zhǔn)層柱恒荷載墻自重連系梁自重板傳荷載250.515/90.86×812.85×8×4.49/5/266.95kn底層柱恒荷載墻自重連系梁自重板傳荷載250.515/90.86×813×8×

41、;5.76/5/280.01kn標(biāo)準(zhǔn)層及底層柱活荷載板傳活荷載12.85×8×5.0/5/251.40kn基礎(chǔ)頂面恒荷載墻自重311.499kn5) b軸柱縱向集中荷載的計(jì)算頂層柱恒荷載連系梁重板傳荷載0.86×8（12.8514）×8×5.3/10121.36kn頂層柱活荷載板傳活荷載（12.8514）×8×0.65/1013.7kn標(biāo)準(zhǔn)層及底層柱恒荷載連系梁自重板傳荷載0.86×8（12.8514）×8×5.76/10103.86kn標(biāo)準(zhǔn)層及底層柱活荷載板傳活荷載（12.8514）×

42、;8×5.0/10105.4kn6) c軸柱縱向集中荷載的計(jì)算同2軸7) d軸柱縱向集中荷載的計(jì)算同1軸8) 柱自重中柱底層柱自重： 4.55kn/m×5.4m=24.57kn 標(biāo)準(zhǔn)層及頂層柱自重： 4.55kn/m×4.5m=20.48kn邊柱底層柱自重： 3.42kn/m×5.4m=18.47kn 標(biāo)準(zhǔn)層及頂層柱自重： 3.42kn/m×4.5m=15.39kn框架在豎向荷載作用下的受荷總圖注：圖4-2中所有荷載值均為標(biāo)準(zhǔn)值，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。4.2 風(fēng)荷載計(jì)算作用在屋面梁和樓面節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：wk=zµs&#

43、181;z0(hi+hj)b/2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：基本風(fēng)壓值0=0.40kn/m2，地面粗糙程度系數(shù)按b類(lèi)取值，風(fēng)壓高度變化系數(shù)µz見(jiàn)表3-1。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001中7.3.1規(guī)定，風(fēng)荷載體型系數(shù)µs查表7.3.1，本廠房類(lèi)別為中封閉式雙坡屋面。表4-1 風(fēng)壓高度變化系數(shù)離地面高度z（m）風(fēng)壓高度變化系數(shù)µz5.61.00010.11.00314.61.12919.11.23023.61.311 脈動(dòng)增大系數(shù)查表7.4.3為：1.88 脈動(dòng)影響系數(shù)查表7.4.4為：0.4344 計(jì)算詳見(jiàn)表3-2 兩邊有0.5m女兒墻，女兒墻上所受的均布風(fēng)荷載等

44、效成集中力全部加載于一側(cè)柱頂端，所以風(fēng)荷載體型系數(shù)µs取為1。qwk=µsµz0l=1×1.7524×0.4×8=5.608kn/mf=5.608×0.5=2.804kn4.3 地震荷載的計(jì)算1 結(jié)構(gòu)自重計(jì)算1)屋蓋自重5.3×8×（12.851412.85）1696kn2)樓蓋自重4.49×8×（12.851412.85）1436.8kn3)一層梁自重：主梁自重2.85×（12.851412.85）113.91kn連系梁重0.86×8×427.45kn次

45、梁自重0.86×8×1282.34kn合計(jì)：223.69kn4) 柱自重：中柱底層柱重4.55×（5.40.60）×2109.23/2kn標(biāo)準(zhǔn)層及頂層柱重4.55×4.5×240.95kn邊柱底層柱重3.42×（5.40.60）×289.354/2kn標(biāo)準(zhǔn)層及頂層柱重3.42×4.5×230.78kn5）墻重：頂層外墻重250.515/9=27.835kn標(biāo)準(zhǔn)層外墻重250.515/9=27.835kn首層外墻重311.499/9=34.611kn2 重力荷載代表值作用計(jì)算作用于屋面梁及各層樓面

46、梁處的重力荷載代表值為：屋面梁處 gw=結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重+雪荷/2樓面梁處 gl=結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重+活荷/2其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重取樓面上、下1/2層高范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重（屋面梁處取頂層的一半）。計(jì)算結(jié)果如下：g1=1436.8+223.69+（95.6+71.7+27.8+34.611）/2=1775.37kng2=1436.8+223.69+71.7+27.84=1760.03kng3=1436.8+223.69+71.7+27.84=1760.03kng4=1436.8+223.69+71.7+27.84=1760.03kng5=1696+295.592+71.7+27.84=2019.23

47、kngi=1775.37+1760.03×3+2019.23=9074.68kn3 多遇水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算該建筑物高度為23.9m，不超過(guò)40m，且質(zhì)量和剛度沿高度均勻分布， 故可采用底部剪力法來(lái)計(jì)算水平地震作用。 t1=（0.100.15）n=（0.500.75）s 取 t1=0.50s 已知 tg=0.35s max=0.08（7度時(shí)多遇地震）因?yàn)?tg=0.35s<t1=0.50s< 5tg=1.75s所以 =0.9+0.05-0.5+5=0.9+0.05-0.0350.5+5×0.035=0.922 2=1+0.05-0.06+1.7=1+0.05-

48、0.0350.06+1.7×0.035=1.1255 =（tg /t1）2max=（0.35/0.50）0.922×1.1255×0.08=0.0648又因?yàn)?t1=0.50s >1.4tg=0.49s 所以考慮頂部附加地震作用:n=0.08 t1+0.07=0.11fn=n fekfek=geq=0.0648×0.85×9047.68=499.83knfi=gihigihi fek第五章水平荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移計(jì)算5.1 側(cè)移剛度橫向首層柱d值的計(jì)算見(jiàn)下表5-1：表5-1 橫向首層柱d值構(gòu)件名稱(chēng)k=ibicc=0.5+k2+kd=cic1

49、2h*h/(kn/m)a軸柱0.40.3719578.5b軸柱0.440.3833548.99c軸柱0.440.3833548.99d軸柱0.40.3719578.5d=(19578.5+33548.99×2=106254.98kn/m橫向標(biāo)準(zhǔn)層及頂層柱d值的計(jì)算見(jiàn)下表5-2：表5-2 橫向首層柱d值構(gòu)件名稱(chēng)k=ib2icc=k2+kd=cic12h*h/(kn/m)a軸柱0.30.1316058.98b軸柱0.330.1429100.56c軸柱0.330.1429100.56d軸柱0.30.1316058.98d=(16058.98+29100.56×2=90319.09

50、kn/m5.2 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)下表5-3：表5-3 集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值離地高度z/m23.601.3111.001.6231.30.404.54.539.8319.101.2300.75121.4991.30.404.54.534.5114.601.1290.49101.3551.30.404.54.528.6310.101.0030.30081.2451.30.404.54.523.375.601.000.11361.0931.30.405.65.422.50風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算見(jiàn)下表5-4表5-4 風(fēng)荷載下框架側(cè)移層數(shù)/（kn/m）539.8339.8390319.090.00040.0001434.5174.3490319.090.00080.0002328.63102.9790319.090.00110.0003223.37126.3490319.090.00140.0003122.50148.84106254