畢業(yè)設計（論文）以恒多層鋼框架結(jié)構(gòu)教學樓設計

1、學 號12044127哈爾濱學院學士學位論文以恒多層鋼框架結(jié)構(gòu)教學樓設計院（系）名稱：工學院專業(yè)名稱：土木工程建筑工程學生姓名：指 導 教 師： 哈爾濱學院2016年6月學 號12044127目 錄摘 要ivabstractv前 言1第1章 緒論21.1選題背景21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3設計方法31.4設計任務3第2章 建筑設計42.1工程概況42.1.1工程簡介42.1.2自然條件42.2建筑設計52.2.1建筑概述52.2.2建筑平面設計說明52.2.3建筑立面設計說明62.2.4交通聯(lián)系部分設計72.2.5構(gòu)造說明7第3章 結(jié)構(gòu)設計及荷載統(tǒng)計103.1結(jié)構(gòu)方案設計103.2構(gòu)件截面尺

2、寸103.3荷載匯集113.4壓型鋼板組合樓板123.4.1壓型鋼板規(guī)格及參數(shù)123.4.2荷載內(nèi)力計算133.4.3壓型鋼板驗算133.4.4組合板驗算13第4章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算164.1框架計算簡圖164.2框架恒荷載計算174.3恒荷載作用下的內(nèi)力計算184.3.1框架梁在恒荷載作用下的內(nèi)力計算184.3.2框架柱在恒荷載作用下的內(nèi)力計算194.3.3框架在恒荷載作用下的受荷總圖214.4框架活荷載計算214.5活荷載作用下框架內(nèi)力計算224.5.1框架梁在座和在作用下的內(nèi)力計算224.5.2框架梁在座和在作用下的內(nèi)力計算224.5.3框架在活荷載作用下的內(nèi)力計算234.

3、6橫向框架在恒荷載作用下的內(nèi)力計算234.6.1柱線剛度234.6.2彎矩分配系數(shù)244.6.3計算固端彎矩264.6.4迭代法284.6.5繪制內(nèi)里圖304.7風荷載計算354.7.1風荷載標準值計算354.7.2風荷載作用下的位移計算364.7.3風荷載作用下的內(nèi)力計算384.8內(nèi)力組合444.8.1框架梁的內(nèi)力組合444.8.2框架柱的內(nèi)力組合47第5章 截面驗算及節(jié)點設計505.1截面驗算505.1.1框架梁驗算505.1.2框架柱驗算515.2節(jié)點設計555.2.1梁拼接555.2.2梁柱拼接585.2.3主次梁拼接605.2.4柱腳節(jié)點設計625.3節(jié)點域設計645.3.1節(jié)點域穩(wěn)

4、定性驗算645.3.2節(jié)點域抗剪強度驗算65第6章 樓梯雨篷樓梯與計算666.1雨篷設計666.1.1雨篷板計算666.1.2雨篷梁計算676.2樓梯配筋計算696.2.1設計部分696.2.2樓梯梯段設計706.2.3平臺板設計716.2.4平臺梁設計72結(jié) 論74參考文獻75致 謝76摘 要本設計是一個五層的鋼結(jié)構(gòu)教學樓，名字叫做以恒教學樓，是一個框架結(jié)構(gòu)，且為無支撐框架體系，即僅由鋼梁和鋼柱來承擔荷載的結(jié)構(gòu)。首先根據(jù)它的使用功能對房間的進深、開間以及層高進行了設計。確定占地面積為平方米，總建筑面積為平方米。這所高中建于佳木斯市，本學校的設計等級設為二級工程，并且此學校為50年的合理使用年

5、限。佳木斯的抗震設防烈度為6度。本設計一開始根據(jù)自己的想象和所學的知識設想出一個樓的整體模型，再根據(jù)規(guī)范和圖集最終確定建筑最終方案。建筑方案確定后就開始進行結(jié)構(gòu)計算。結(jié)構(gòu)計算一開始是確定計算簡圖，就是從本建筑中選出最能代表這個建筑的一榀框架。根據(jù)這榀框架的跨度來判斷出應該選用的鋼梁型號以及要對柱截面的型號做出相應的選取，以及對壓型鋼板的選取，要符合各項要求和穩(wěn)定計算。之后進行內(nèi)力計算，用迭代法分別計算出恒荷載和活荷載作用下的彎矩圖，求出剪力圖和軸力圖。用d值法對風荷載進行計算，將三種內(nèi)力形式進行組合，選出最不利截面進行截面驗算。利用pkpm選出節(jié)點形式，將主要節(jié)點進行驗算。最后進行樓梯、雨篷的

6、配筋計算，算出其上的粱、板、柱的配筋。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；框架；內(nèi)力計算；截面驗算；配筋abstract this design is a five story steel structure teaching building, the name is called the constant teaching building, it is a frame structure, and for the non support frame system, that is only by the steel beam and steel column to bear the load of the

7、structure. according to the use function of the depth, width and height of the room is designed. to determine the area of square meters, with a total construction area of square meters, was built in a high school in jiamusi. the design level of the school is set to two projects, and the reasonable s

8、ervice life of the school is set to 50 years. harbin seismic fortification intensity of 6degrees.this design according to their imagination and the knowledge idea of the overall model of a building, according to the specification and atlas the final determination of the construction plan. after the

9、construction scheme is determined, the structure calculation is carried out. first is to determine the structure calculation calculation diagram, is to choose a frame is the most representative of the building from the building. according to the span of the frames to determine the beam model should

10、be used and types of column section to make the corresponding selection, and the pressure plate type selection, to meet the requirements and stability calculation. after calculating the internal force, the bending moment diagram under the action of constant load and live load is calculated by iterat

11、ion method. the wind load is calculated by d value method, and the three kinds of internal forces are combined to select the most unfavorable section to calculate the cross section. using pkpm to select the node form, the main node is checked. finally, the calculation of reinforcement reinforcement

12、of staircase awning, calculated on the beam plate column.key words: steel structure; frame; internal force calculation; section calculation; reinforcement前 言鋼結(jié)構(gòu)建筑一點一點展現(xiàn)它的優(yōu)勢，一點一點的吸引著人們的眼球，它是現(xiàn)在最有發(fā)展的一個建筑形式。雖然現(xiàn)在在北方地區(qū)還不是有很多鋼結(jié)構(gòu)建筑，但在南方發(fā)展較好的城市都在開發(fā)鋼結(jié)構(gòu)建筑形式。建筑對于人們來說是一個很重要的東西，從遠古時的小木屋到現(xiàn)在的鋼筋混凝土建筑再到鋼結(jié)構(gòu)建筑，這一步步的變化隨

13、著時間的流逝以及人們思想的進化，建筑也越來越先進，讓人們住著也越來越舒服，人們的要求也越來越多。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑強度大、自重輕、剛度大，所以可以用于大跨度的建筑，本次設計的教學樓里面的柱子比鋼筋混凝土的柱子要少而且截面要小，更加增大了建筑的使用面積，可以將建筑空間得到更好的利用。鋼結(jié)構(gòu)具有非常多的良好性能，鋼材的實際重量比設計重量輕很多，有著較好的韌性、塑性，較均勻的材質(zhì)，較高的可靠性，因為鋼材的工作性能與計算理論相差不是特別的大，所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性比較高。對于教學樓來說可靠性高是很重要的一個優(yōu)點。會很容易的躲過鋼結(jié)構(gòu)的建筑破壞而造成的傷害，因為在破壞之前會有非常明顯的征兆。并且，鋼結(jié)構(gòu)有著非常好

14、的抗震能力。對于教學樓來說安全是很重要的，這樣可以在破壞之前提前做好準備和防護措施。鋼結(jié)構(gòu)的柱子底部的反力很小，因為它的自重很輕，所以對于地基的處理會很省事，不會有太多繁瑣麻煩的事情。相比于一般的鋼筋混凝土建筑，由于它們很沉而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也稍微有些復雜，所以對于基礎來說是個很費時費力的事情，而且不僅費時費力還費錢。在不是很理想的土質(zhì)情況下，建筑的總造價會比好一點的土質(zhì)要高的很多，總造價的多數(shù)的費用都會浪費在基礎上，而鋼結(jié)構(gòu)建筑就不會被這個問題而煩惱。鋼結(jié)構(gòu)建筑低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保，并且如果鋼結(jié)構(gòu)建筑想要拆除的話，幾乎不會產(chǎn)生建筑垃圾，因為鋼材是可以回收再利用的。學校就是倡導要低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保

15、的，這樣的鋼結(jié)構(gòu)教學樓更能做一個好的表率。因為現(xiàn)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑還是占大多數(shù)的，鋼結(jié)構(gòu)的建筑有一些少，但并不是鋼結(jié)構(gòu)不夠好，只是還沒有更好的被開發(fā)出來。只要做好防護、維修以及除銹就會是一個非常完美的建筑形式了。第1章 緒論1.1 選題背景鋼結(jié)構(gòu)建筑是一個越來越有發(fā)展的結(jié)構(gòu)形式，它在各個階段都做出了很好的表現(xiàn)。施工的時候不會像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會有季節(jié)影響的問題，而且在施工時也不會浪費太多的時間，效率還是蠻高的。在使用階段不僅可以很容易靈活的去改造它的布局的，而且是很方便的，還給人們帶來很多舒適感。建筑材料還可以重復的使用，使它充分發(fā)揮它的作用，可以拉動其他的新型建材行業(yè)的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)建筑是非

16、常符合現(xiàn)在國家施行的發(fā)展戰(zhàn)略的，低碳、綠色、環(huán)保、節(jié)能是使鋼結(jié)構(gòu)建筑成為國家重點支持產(chǎn)業(yè)的最重要的因素。在查找了很多教學樓的形式，結(jié)合各個教學樓的形式之后做出了現(xiàn)在這個教學樓方案。它不僅空間利用率高，而且還很美觀。畢業(yè)設計可以將我們這四年學過的知識串在一起復習一遍，把自己忘記的或是沒學過的知識全都掌握住，這是畢業(yè)設計最重要的目的。畢業(yè)設計的全部完成，是將所學的理論知識全部統(tǒng)一起來的過程。主要的目的是可以讓我們更好的獨立分析問題，并去解決它，還讓我們綜合運用所學知識和技能，把實際的工程現(xiàn)場可能會發(fā)生的事情也都考慮進來，自己必須動腦子將問題解決，為自己以后工作更好的發(fā)展做了很充分的準備。1.2 國

17、內(nèi)外研究現(xiàn)狀中國的鋼結(jié)構(gòu)建筑不是很發(fā)達，但在“十一五”期間,國內(nèi)的鋼產(chǎn)量一下達到4.5億噸之多，一下成為了世界上鋼產(chǎn)量很雄厚的國家。我們國家鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量比發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量要少很多，所以我們國家還有很大的發(fā)揮空間，鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢越來越多的展現(xiàn)在人們眼前，在2008年國內(nèi)十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃中的鋼鐵振興規(guī)劃中也很明白的說，我國會在建筑行業(yè)中會慢慢的提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的比例。慢慢我們的國家對于鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展也像國際平均水平靠攏，鋼結(jié)構(gòu)建筑也慢慢變得多了起來。隨著技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑會越來越多，是一個非常有發(fā)展的建筑。全世界的各個國家都想象著可以過上低碳的生活，可以將世界變得更加綠色，所以為了這

18、個目標，都將視線注意到怎樣才能過上低碳又綠色的生活上，建筑行業(yè)在短短幾年發(fā)展的很迅速，但迅速雖然是好事，但也有不好的事情隨之而來，就是建筑行業(yè)不夠低碳，不夠綠色，各個國家都在用自己的想法來進行低碳計劃。中國和世界各個國家的想法不謀而合，同樣覺得綠色生活才是人類更好的生活方式。所以也出臺了很多可以使能源減少使用，并且很少的排放對空氣以及人類不好的氣體的措施，并且實施的都很順利。在未來我國的污染廢氣排放量也將會因為鋼結(jié)構(gòu)建筑的興起而慢慢降低。鋼結(jié)構(gòu)建筑是很低碳的建筑，同樣也是很環(huán)保的建筑，正好符合現(xiàn)在國家的要求。所以這給鋼結(jié)構(gòu)帶來了很大動力，也有很大、很好的發(fā)展。1.3設計方法建筑部分是先設計出各

19、個房間的功能，再根據(jù)建筑的功能不同先將建筑的房間大小和層高設計出來，再按照規(guī)范設計外墻和內(nèi)墻的材料，以及散水、女兒墻的做法。根據(jù)規(guī)范內(nèi)容來確定樓梯的大小和位置，以及走廊的寬度。結(jié)構(gòu)部分是根據(jù)建筑部分設計出墻體的材料算出自重，進行荷載匯集，并且準確的選出鋼材的型號，算出恒荷載和活荷載，以及風荷載進行內(nèi)力組合，求出最不利截面后跟據(jù)國家及地方規(guī)范來對其進行驗算，并且對節(jié)點的設計也要滿足規(guī)范要求，再用pkpm來校核一下。1.4設計任務將建筑圖和結(jié)構(gòu)圖完整并且準確的設計出來，并且知道每一步的設計知識點和將其掌握住。計算書部分要完整并正確，嚴格按照規(guī)范的要求，計算方法要正確的書寫出來，并且計算書的格式要滿

20、足要求。第2章 建筑設計2.1 工程概況2.1.1 工程簡介建筑的名稱：以恒多層鋼框架結(jié)構(gòu)教學樓。建筑結(jié)構(gòu)形式：鋼結(jié)構(gòu)五層框架結(jié)構(gòu)。建筑總高度為：。建筑占地面積：?？偨ㄖ娣e：。 建筑設計等級：二級教學樓。建筑合理使用年限：年?？拐鹪O防烈：度。防火設計的建筑分類：一類，耐火等級為一級。2.1.2 自然條件佳木斯的氣候很是有特點，四季分明，春夏秋冬有各個不用風景，也有不同的氣候。哈爾濱市屬于半濕潤溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷、干燥。夏季降水集中，氣候溫和、春季和秋季時間很短促。下面是佳木斯市的一些自然條件：1、氣象條件年平均大氣壓力 993.6最低氣壓 996.2最高氣壓 1023.82、濕度年

21、平均相對濕度 67%月平均最大相對濕度 79%3、降雪量及凍土層深度降雪深度 最高410設計降雪負荷 450土壤最大凍結(jié)深度 1.974、降雨量及蒸發(fā)量年平均降雨量 553.3月平均降水量 最高176.5月平均降雨量 最底39年平均蒸發(fā)量 1508.75、風向及基本風壓冬季主導風向 西南風夏季主導風向 南風全年主導風向 西南風冬季最大風速 19.7年平均風速 3.8平均風壓 5006、氣溫年平均氣溫 3.6最高氣溫 36.4最低氣溫 -38.1最熱月平均溫度 22.7 最冷月平均溫度 -19.72.2 建筑設計2.2.1 建筑概述本建筑為鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)教學樓，因為是教學樓，所以建筑層高定位3.

22、9。鋼結(jié)構(gòu)建筑一般都是大跨度的結(jié)構(gòu)，因為它可以承受大跨度帶來的荷載，因為是高中學校，所以每個班級的學生會多一點，所以需要房間要大一些，但是整了教學樓的班級數(shù)量還不能太少，根據(jù)這些情況確定了本建筑的開間及進深，還考慮到為了今后由于某種需求還可以很靈活的將房間分隔或者合并，所以本建筑柱距定位67.2。但教學樓的一些小教室，例如警衛(wèi)室、社團辦公室使用人數(shù)并不多，所以開間不能太大，所以這些小教師定為37.2。并且為了不會受潮太嚴重，所以設置了室內(nèi)外高差，這樣可以更好的防止建筑底部破壞，設室內(nèi)外為0.45。建筑一般有6個建筑等級，本教學樓定位二級教學樓建筑。其中設有普通教師、合班教師、多功能教師、老師辦

23、公室、學生閱覽室、警衛(wèi)室、社團辦公室、衛(wèi)生間等多個使用功能的建筑。本建筑主要是想讓老師和學生感到很舒服，及時是學習很累，但也不會感到拘束，并且感到很有安全感、還是不落伍的學校。做到讓學生在學?？梢愿械阶杂?、放松、有學習氛圍的建筑。本建筑為了做的獨特一點，做成似碗形的建筑。中間建筑66，寬度為17.4。兩側(cè)的建筑長度為39，寬度為12。中間建筑有兩排房間，用走廊分隔開，而兩側(cè)建筑只有一排房間。根據(jù)實際情況將房間功能進行了布置，中間部分的房間大多數(shù)全是普通教師，而兩側(cè)的房間為教師辦公室以及學生閱覽室。每個房間里面的設施都根據(jù)二級教學樓的使用要求和實際的條件分配完畢。2.2.2 建筑平面設計說明為了

24、教師不會與學生一起擁擠而感到煩惱，所以首層建筑設有三個出口，中間建筑的中間是主要出口，兩側(cè)建筑分別有一個出口。中間建筑主要是學生教室，所以中間出口主要是學生的出入口。兩側(cè)建筑主要是老師辦公室，所以兩側(cè)出口主要為老師的出入口。這樣設計方便學生，也方便老師。本建筑中間部分在每個樓梯旁邊分別設置一個廁所，并設置兩個洗手盆。在兩側(cè)的建筑中也分別設置的廁所和分別設有單獨的一個盥洗室，爭取讓老師和學生不會擠在同一個衛(wèi)生間而感到煩惱。廁所也應盡量做到氣味不飄到其他房間的設計。一層中間出口旁設有警衛(wèi)室，在哪里出現(xiàn)問題的時候，警衛(wèi)可更好的進行處理，并且也可以防止外校的無關(guān)人等進入學校。主要是體現(xiàn)了以人為本的設計

25、思想和理念。中間建筑為五層建筑，兩側(cè)建筑為四層建筑。主要是考慮到學生要比老師多，所以將教室設置的比老師辦公室要多。本建筑也設有社團辦公室，讓學生可以在學生之余培養(yǎng)自己的興趣愛好，學生可自行組織社團，在社團辦公室舉行社團會議。教室門洞的大小應該讓人們方便的通行還不感到擁擠，即使人們搬東西進出也不會很吃力，所以本建筑取為1000。房間里的門窗設置也應該讓人們感到亮堂感到舒服，尤其是學生們的教室，光線必須充足，否則不僅費電，而且對孩子們的眼睛也不好。本建筑中的窗戶是根據(jù)規(guī)范的要求而設置的，一般要求窗地比>1：6，所以窗戶的寬取為1800，高度取2400。在6跨的教室設置兩個窗戶，在3.6跨的房

26、間設置一個窗戶。2.2.3建筑立面設計說明 建筑立面應讓人感到實用、經(jīng)濟、漂亮等一系列的元素，根據(jù)相關(guān)規(guī)范以及建筑周邊的地形地貌，與建筑周邊的建筑要相互協(xié)調(diào)。在進行建筑立面設計的時候美觀雖然是很重要的，但是也要考慮房屋的內(nèi)部使用情況，相鄰立面要盡量一致，不要有太大的差異，各個立面還應該合理的將門窗安排好，即要滿足立面的形式美觀的要求，也要將大門的設置及雨棚等細部構(gòu)件做好的相應的處理。本建筑是教學樓建筑，秉承著美麗、簡單、大方的方針來設計本建筑的立面，所以本建筑的立面并不做過多的處理，只是在外墻上做水刷石外墻面。即給學生一種很樸素的像媽媽一樣的美感，也通過鋼結(jié)構(gòu)建筑來體現(xiàn)它如同父親般的剛硬。在裝

27、飾上并不追求華麗的外觀，主要是注重材質(zhì)，這個建筑要體現(xiàn)自然、和諧的建筑風格，和樸實、典雅的建筑特點。2.2.4 交通聯(lián)系部分設計交通聯(lián)系部分是一個建筑很重要的一部分，需要把各個房間和出口都聯(lián)系起來，來保證使用方便和在遇到事故的時候可以最快的疏散人群。樓梯則為人們出入建筑的必經(jīng)之路，設計樓梯的時候應該滿足規(guī)范的要求，本建筑為了方便學生及教師出入，在中間建筑的中間部位設置兩個樓梯和三部電梯，方便學生搬運書籍或是桌椅。在兩側(cè)建筑分別設有兩個樓梯，左右各一個。樓梯設的多一點，防止學校出現(xiàn)擁擠狀況，更好的保證學生在學校的人身安全。并且本建筑的樓梯間內(nèi)都有窗戶來保證通風和使樓梯間內(nèi)充滿自然光，即能使整個樓

28、梯充滿亮度，還能讓人們有個好心情。 根據(jù)建筑規(guī)范以及設計任務，樓梯應滿足各項要求。所以本建筑樓梯均設置為雙跑平行樓梯，樓梯的梯段寬，也就是指墻邊到扶手中心線的距離為，中間休息平臺深度、樓層平臺寬度均為。踏步高均取為，踏步寬均取為，樓梯梯井寬均為。層高均設為，踏步總數(shù)，一跑及二跑步數(shù)均為步。走廊在建筑中也是很重要的組成部分，可以將每個房間和出口連在一起。走廊的寬度也是有規(guī)范要求的，不能太寬也不能太窄，應該足以讓人們有搬運東西的空間。所以本建筑的走廊寬度取為3.0。2.2.5構(gòu)造說明1、 屋面：本建筑的屋面是剛性防水壓型鋼板組合樓蓋，在基層與突出屋面結(jié)構(gòu)的連接處應該用水泥砂漿將轉(zhuǎn)角處做成圓弧或圓角

29、。還應該在屋面預留的洞口處注意防水的問題，做好這些細節(jié)地方的防水處理。屋面的具體做法為：厚混凝土配雙向鋼筋網(wǎng)片 厚水泥砂漿保護層 高分子復合防水卷材兩道 厚水泥砂漿找平層 水泥珍珠巖找坡層（最薄處厚） 厚水泥砂漿找平層 厚苯板 高分子復合防水卷材 厚現(xiàn)澆混凝土板 壓型鋼板 厚混合砂漿找平（板下） 2、 樓面：本建筑樓面設為壓型鋼板組合樓面，壓型鋼板組合樓蓋有很多好的地方，它在混凝土澆灌的時候可以代替木模板來支撐其上面的混凝土，不用做那么多的木模板，不僅省時間還省勞力，而且在施工現(xiàn)場有很多木模板的話很容易發(fā)生火災，所以減少木模板的使用，是一件一舉兩得的事情。壓型鋼板還不是很重，堆放在一起很節(jié)省施

30、工場地的空間，可以更好的在施工場地進行施工，也可以減少由于施工場地太混亂而造成的事故。在使用階段，壓型鋼板也可承擔力，所以可減少壓型鋼板上面混凝土里的鋼筋數(shù)量和混凝土的厚度，這樣整個樓板的重量就減輕了，管線的布置也方便了許多。3、 地面：本建筑使用水磨石地面。地面主要做法為：水磨石地面厚面層 厚水泥砂漿打底素水泥砂漿一道 厚地面磚水泥嵌縫 厚現(xiàn)澆混凝土板 壓型鋼板 厚水泥砂漿抹灰層 4、 衛(wèi)生間：衛(wèi)生間的具體做法為：8厚1：1干硬性水泥砂漿貼防滑地磚12厚1：2水泥砂漿找平層4厚改性瀝青防水層（柔性）15厚1：2水泥砂漿找平層蹲位折算荷載（考慮到局部20厚爐渣填高）厚現(xiàn)澆混凝土板 壓型鋼板 5

31、、 散水：散水在建筑中也起到了很大的作用，如果散水做的不好的話，對上部結(jié)構(gòu)也是有一定影響的。因為散水可以將外墻和地面接觸的地方保護好，不讓墻體受到雨水的浸泡，將水全部順著散水流到遠離建筑的方向。本工程為水泥砂漿散水，寬度為1000m，坡度3%。第3章 結(jié)構(gòu)方案設計及荷載匯集3.1結(jié)構(gòu)方案設計該多層鋼結(jié)構(gòu)建筑，采用框架形式，框架柱和框架梁均采用熱軋h型鋼，選用q235鋼，梁與柱的節(jié)點連接采用剛接連接，主梁與次梁的連接采用鉸接連接，柱腳采用剛接；樓（屋）面采用壓型鋼板組合樓蓋。該建筑柱距為，跨度為，。3.2構(gòu)件截面尺寸梁截面尺寸 選梁截面的型號為截面特征為： 理論質(zhì)量梁截面尺寸如圖3.1所示圖3.

32、1梁截面尺寸柱截面尺寸選柱截面截面特征為： 理論質(zhì)量柱截面尺寸如圖3.2所示圖3.2柱截面尺寸3.3荷載匯集 樓蓋選為壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓板，選用鋼。壓型鋼板型號為,其上澆厚的混凝土，混凝土板平均厚度為（為梯形凹槽部分混凝土折算厚度）上人屋面恒荷載：構(gòu)造層 面荷載/()厚混凝土配雙向鋼筋網(wǎng)片 厚水泥砂漿保護層 高分子復合防水卷材兩道 厚水泥砂漿找平層 水泥珍珠巖找坡層（最薄處厚） 厚水泥砂漿找平層 厚苯板 高分子復合防水卷材 厚現(xiàn)澆混凝土板 壓型鋼板 厚混合砂漿找平（板下） 合計 取標準層樓面恒荷載：構(gòu)造層 面荷載/()水磨石地面厚面層 厚水泥砂漿打底素水泥砂漿一道 厚地面磚水泥嵌縫 厚現(xiàn)

33、澆混凝土板 壓型鋼板 厚水泥砂漿抹灰層 合計 取3.4壓型鋼板組合樓蓋3.4.1壓型鋼板規(guī)格及參數(shù)組合樓蓋選用國產(chǎn)壓型鋼板特征為：板厚，一個波距寬度內(nèi)截面面積全截面慣性矩，抵抗矩，自重，強度設計值。其上澆厚鋼筋采用，組合樓板總高，施工階段活荷載，。選擇的普通教室進行驗算。3.4.2荷載內(nèi)力計算1、施工階段荷載： 活荷： 以寬板條為計算單元彎矩：剪力：2、使用階段荷載： 活荷： 跨中正彎矩 支座負彎矩 取，則正截面跨中彎矩支座負彎矩剪力 取b寬度計算時，則3.4.3壓型鋼板驗算1、受壓翼緣計算寬度因此，取2、抗彎強度3、撓度計算 （可以）3.4.4組合板驗算1、抗彎強度由于則壓型鋼板截面應力合力

34、至混凝土受壓區(qū)界面應力的合力的距離為組合板的抗彎強度為 2、撓度計算換算成混凝土截面的組合截面特征值。此截面中和軸在壓型鋼板上翼緣以上的混凝土內(nèi)，受壓高度為 換算成混凝土截面的組合截面慣性矩為 組合版的撓度為3、斜截面承載力驗算 (可以)4、支座負彎矩配筋計算 選用 壓型鋼板上翼緣必須焊橫向短鋼筋來保證壓型鋼板與混凝土板的共同工作。圓柱頭焊釘穿過壓型鋼板焊于鋼梁上，對混凝土板和梁之間疊合面的抗剪起著重要作用。在組合板中，圓柱頭焊釘只作為壓型鋼板與混凝土疊合面之間抗剪能力的儲備，按構(gòu)造取。本結(jié)構(gòu)的板跨為，所以選用的焊釘。第4章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算4.1框架計算簡圖確定框架的計算簡圖：

35、在整個建筑中選取軸為本結(jié)構(gòu)計算的一榀框架。本建筑框架柱嵌固于基礎頂面，框架梁與柱剛接。本建筑各個層的框架柱的尺寸不變，都為一個尺寸的鋼柱，所以梁的跨度應該是柱與柱的中心距離，故a軸與b軸的計算跨度為,b軸與c軸的計算跨度為，c軸與d軸的計算跨度為。底層柱高從基礎頂面算至二層樓面，室內(nèi)外高差為，基礎頂面至室外地坪取，故基礎頂標高至的距離定為，二層樓面標高為，故底層柱高為。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面，故其余層均為。由此可繪出框架的計算簡圖，如圖4.1。圖4.1框架計算簡圖板傳荷載示意圖如圖4.2所示。4.2板傳荷載示意圖4.2框架橫荷載計算外縱墻自重 單位厚水泥石灰膏砂漿找平 厚水泥石灰膏砂

36、漿打底趕平掃毛 厚陶粒混凝土砌塊 厚水泥砂漿找平層 厚苯板 合計 外縱墻 鋁合金窗 水刷石外墻面 水泥粉刷內(nèi)墻面 合計 內(nèi)橫墻自重（無門部分） 厚陶?？招钠鰤K 水泥粉刷內(nèi)墻面 合計 取內(nèi)橫墻自重（有門部分）木門重 門上過梁 厚陶?？招钠鰤K 水泥粉刷內(nèi)墻面 合計 柱自重梁自重4.3恒荷載作用下框架內(nèi)力計算4.3.1框架梁在恒荷載作用下的內(nèi)力計算軸a-b（c-d)軸間框架梁：屋面板傳給梁的荷載:恒荷:其中樓面板傳給梁的荷載:恒荷:梁自重標準值：a-b（c-d)軸間框架梁均布荷載：屋面梁：恒荷=主梁自重+屋面板傳給梁的荷載 =樓面梁：恒荷=主梁自重+樓面板傳給梁的荷載+內(nèi)隔墻自重 = b-c軸框架梁

37、荷載計算屋面板傳給梁的荷載:恒荷:樓面板傳給梁的荷載:恒荷:梁自重標準值：b-c軸間框架梁均布荷載：屋面梁：恒荷=主梁自重+屋面板傳給梁的荷載 =樓面梁：恒荷=主梁自重+樓面板傳給梁的荷載+內(nèi)隔墻自重 = 4.3.2框架柱在恒載作用下的內(nèi)力計算a軸柱縱向集中荷載計算頂層柱荷載：邊柱縱向框架梁重：女兒墻重：屋面自重傳來的荷載：次梁傳來荷載：合計：標準層柱恒荷：外墻重：梁自重：樓面自重傳來荷載：次梁傳來荷載：合計：b軸柱縱向集中荷載計算頂層柱荷載主梁自重:屋面自重傳來的荷載:其中次梁傳來荷載:合計:標準層柱恒載主梁自重:主梁傳上隔墻自重：樓面自重傳來荷載:次梁傳來荷載:合計:因為是對稱結(jié)構(gòu)，所以c

38、軸柱與b軸柱的縱向集中荷載是相同的，d軸柱與a軸柱縱向集中荷載是相同的。4.3.3框架在恒荷載作用下的受荷總圖由于a軸d軸的縱向梁外邊線分別與該二軸柱的外邊線齊平，故此二軸上的豎向荷載與柱軸線偏心，a軸的偏心距為，b軸的偏心距為?？蚣茉诤愫奢d作用下的受荷總圖見圖4.3圖4.3框架在恒荷載作用下的受荷總圖4.4框架活荷載計算活荷載標準值（）上人屋面活荷載 教學樓教室活荷載 教學樓走廊活荷載 廁所活荷載 樓梯活荷載 電梯活荷載 4.5活荷載作用下的框架內(nèi)力計算4.5.1框架梁在活荷載作用下的內(nèi)力計算軸a-b（c-d)軸間框架梁：屋面板傳給梁的荷載:活荷:其中樓面板傳給梁的荷載:活荷:b-c軸框架梁

39、荷載計算屋面板傳給梁的荷載:活荷:樓面板傳給梁的荷載:活荷:4.5.2框架柱在活荷載作用下的內(nèi)力計算a軸柱縱向集中荷載計算頂層柱活荷載:標準層柱活荷載b軸柱縱向集中荷載計算頂層柱活載 標準層柱活荷=因為是對稱結(jié)構(gòu)，所以c軸柱與b軸柱的縱向集中荷載是相同的，d軸柱與a軸柱縱向集中荷載是相同的。4.5.3框架在活荷載作用下的受荷總圖框架在活荷載作用下的受荷總圖見圖4.4圖4.4框架在活荷載作用下的受荷總圖4.6橫向框架在恒荷載作用下的內(nèi)力計算4.6.1梁柱線剛度梁線剛度梁慣性矩為梁線剛度跨：跨：柱線剛度柱慣性矩一層柱線剛度二-五層柱線剛度梁柱線剛度及相對線剛度計算見表4.1表4.1梁柱線剛度及相對

40、線剛度計算構(gòu)件線剛度（）相對線剛度框架梁框架柱層層4.6.2彎矩分配系數(shù)頂層標準層：底層梁柱相對線剛度及彎矩的分配系數(shù)見圖4.5圖4.5梁柱相對線剛度及彎矩的分配系數(shù)4.6.3計算固端彎矩恒荷載： 頂層：標準層：活荷載： 頂層：標準層：4.6.4迭代法1. 恒荷載迭代法見圖4.6圖4.6恒荷載迭代法2. 活荷載迭代法見圖4.7圖4.7活荷載迭代法4.6.5繪制內(nèi)力圖1、 恒荷載內(nèi)力圖（1） 恒荷載彎矩圖（單位：）見圖4.8圖4.8恒荷載彎矩圖（2） 恒荷載剪力圖（單位：）見圖4.9圖4.9恒荷載剪力圖（3） 恒荷載軸力圖（單位：）見圖4.10圖4.10恒荷載軸力圖2、 活荷載內(nèi)力圖（1） 恒荷

41、載彎矩圖（單位：）見圖4.11圖4.11活荷載彎矩圖（2） 活荷載剪力圖（單位：）見圖4.12圖4.12活荷載剪力圖（3） 活荷載軸力圖（單位：）見圖4.13圖4.13活荷載軸力圖4.7風荷載計算4.7.1風荷載標準值計算本建筑建于佳木斯市，則地面粗糙類別為c類別，屬于槽型建筑物，則風荷載體型系數(shù)為,基本風壓為，則風荷載標準值為 (4-1)：本結(jié)構(gòu)高度 則系數(shù)：風壓高度變化系數(shù)：下層柱高：上層柱高.頂層為女兒墻高度的倍：計算單元迎風面的寬度 計算過程見下表4.2表4.2各層樓面處集中風荷載標準值層號離地面高度 14.350.651.0001.40.554.353.912.3928.250.65

42、1.0001.40.553.93.911.71312.150.651.0001.40.553.93.911.71416.050.661.0001.40.553.93.911.89519.950.741.0001.40.553.91.810.01根據(jù)表4.2,畫出軸線橫向框架在風荷載(左風)作用下的計算單元簡圖,如下圖4.14所示。圖4.14風荷載(左風)作用下的計算單元簡圖4.7.2橫向框架在風荷載作用下的位移計算1、框架梁柱線剛度線剛度可按下式計算: (4-2) 框架梁線剛度詳見表4.3框架梁柱剛度詳見表4.4表4.3框架梁線剛度計算截面206000700047800000013161206000320047800000031586表4.4