一棟10層高鋼結(jié)構(gòu)住宅鑫悅花園的設(shè)計(jì)可提供完整設(shè)計(jì)圖紙

1、鑫悅花園鋼結(jié)構(gòu)住宅畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要隨著經(jīng)濟(jì)快速增長，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)住宅在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。本文闡述了珠海某地區(qū)的一棟10層高鋼結(jié)構(gòu)住宅-“鑫悅花園”的設(shè)計(jì)過程，抗震設(shè)防烈度為8級。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系方案選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三部分。結(jié)構(gòu)體系方案主要通過比較不同方案抗震性能確定。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括手算設(shè)計(jì)樓板以及一品框架的豎向內(nèi)力作用、地震作用以及風(fēng)荷載作用，配合電算進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及施工圖的繪制等。此外，還提出了一些關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的問題。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)住宅；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)體系方案選擇；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震性能目 錄1.鋼結(jié)構(gòu)住宅簡介與工程概況11.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅簡介

2、11.2 工程概況11.3 鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)方法22.建筑設(shè)計(jì)22.1 首層建筑平面圖32.2 二十層建筑平面圖32.3 建筑正立面圖42.4 建筑A-A剖面圖53.結(jié)構(gòu)體系初選53.1 結(jié)構(gòu)體系初步選擇53.2 結(jié)構(gòu)平面布置圖64.樓蓋與屋蓋設(shè)計(jì)64.1 屋面樓面荷載計(jì)算74.2 施工階段驗(yàn)算74.3 使用階段驗(yàn)算84.4 剪切-粘結(jié)驗(yàn)算84.5 撓度驗(yàn)算84.6 自振頻率驗(yàn)算95.框架初步設(shè)計(jì)95.1 梁截面初選95.2 柱截面初選95.3 支撐截面初選105.4 構(gòu)件平面布置圖106.結(jié)構(gòu)體系確定106.1不同種類支撐體系的比較106.2 框架體系與框架支撐體系的結(jié)構(gòu)性能比較126.3 構(gòu)

3、件立面布置圖137.豎向內(nèi)力計(jì)算137.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖與各構(gòu)件線剛度計(jì)算137.2 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算137.3 活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算228.抗震內(nèi)力計(jì)算248.1 重力荷載計(jì)算248.2 剛度計(jì)算258.3 自振周期計(jì)算278.4 地震作用計(jì)算288.5 變形驗(yàn)算288.6 地震作用下的內(nèi)力計(jì)算299.風(fēng)荷載內(nèi)力計(jì)算329.1 風(fēng)荷載作用計(jì)算329.2 變形驗(yàn)算339.3 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算3310.內(nèi)力組合3510.1 梁內(nèi)力組合3510.2 柱內(nèi)力組合3610.3 各控制截面最大內(nèi)力組合值3811.手算與電算結(jié)果分析比較3911.1 豎向荷載分析比較3911.2 水平地震力計(jì)

4、算分析比較4111.3 電算主要計(jì)算指標(biāo)4212.截面驗(yàn)算4412.1 框架柱的計(jì)算長度4412.2 框架柱截面驗(yàn)算4512.3 框架梁截面驗(yàn)算4712.4 支撐截面驗(yàn)算4812.5 組合次梁設(shè)計(jì)4812.6 鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)全塑性承載力驗(yàn)算4912.7 節(jié)點(diǎn)域抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算4912.8 抗震構(gòu)造措施驗(yàn)算4913.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)5013.1 柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)5013.2 柱與柱的拼接連接設(shè)計(jì)5113.3 梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)5113.4 次梁與主梁連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)5213.5 支撐節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)5314.樓梯設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5414.1 樓梯設(shè)計(jì)5414.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5515.防銹防火設(shè)計(jì)5515.1 防銹處理5515.2 防

5、火處理5516.結(jié)語57參考文獻(xiàn)：581.鋼結(jié)構(gòu)住宅簡介與工程概況1.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅簡介鋼結(jié)構(gòu)住宅是以鋼結(jié)構(gòu)為骨架，同時配以多種其它材料的墻體和樓板拼裝而成的一種住宅體系，是住宅建筑的一個重要分支。鋼結(jié)構(gòu)住宅是以工廠化生產(chǎn)的H型鋼梁、鋼柱(包括H型鋼柱、鋼管柱、箱形柱、鋼骨混凝土柱或圓、方或矩形鋼管混凝土柱)為承重骨架，同時配以新型輕質(zhì)的保溫、隔熱、高強(qiáng)的墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并與功能配套的水暖電衛(wèi)設(shè)備和部品優(yōu)化集成的節(jié)能和環(huán)保型住宅。與傳統(tǒng)的磚混和混凝土結(jié)構(gòu)住宅相比，鋼結(jié)構(gòu)住宅是一種更符合“綠色生態(tài)建筑”1：1特征的結(jié)構(gòu)形式。它具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，構(gòu)建界面小、有效空間大，材料均勻，塑性、韌性

6、好，抗震性能優(yōu)越，制造簡單、施工周期短，節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。2因此，鋼結(jié)構(gòu)住宅是我國住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅符合我國人口日益增長與經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提升的國情。同時鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展依然存在耐火能力弱與容易腐蝕等問題。1.2 工程概況工程名稱：鑫悅花園建設(shè)地點(diǎn)：珠海市區(qū)某地；場地概況：場地大小為30m30m，812層，建筑總高度不超過40m，室內(nèi)外高差為0.3m，設(shè)計(jì)使用年限為50年；結(jié)構(gòu)形式：多高層鋼結(jié)構(gòu)基本風(fēng)壓：w0=0.8kN/m2，地面粗糙程度為C類；抗震要求：抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為8度，類場地土，設(shè)計(jì)地震分組為第一組；場地土層情況：表1-1層次層厚（m）層底標(biāo)高（m

7、）（標(biāo)高0.00）土體類型土體參數(shù)1.00-1.00雜填土2.50-3.50淤泥質(zhì)土3.00-6.50粉質(zhì)粘土含水率，塑限，液限5.50-12.00粉土孔隙比-中密的中砂屋面做法：壓型鋼板混凝土組合樓板，20厚水泥混凝土找平，100mm厚鋼筋混凝土樓板，20mm厚石灰砂漿抹底，八層作法防水層（三氈四油上鋪小石子）；樓面做法：壓型鋼板混凝土組合樓板，水磨石面層，20厚水泥混凝土找平，100mm厚鋼筋混凝土樓板，20mm厚石灰砂漿抹底；墻身做法：外墻采用150mm厚ALC板，內(nèi)隔墻采用100mm厚ALC板，自重6.5KN/m3；要加支撐的墻選用混凝土空心小砌塊，自重11.8KN/m3；女兒墻做法：

8、V-125型壓鋼板外加100厚彩色鋼板巖棉夾芯板，自重0.545 kN/m2；門窗做法：門為木門，自重0.2 kN/m2，窗為鋼窗玻璃窗，自重0.4 kN/m2。1.3 鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)方法50年代中期至60年代末,有限元法出現(xiàn)并迅猛發(fā)展,由于當(dāng)時理論尚處于初級階段，計(jì)算機(jī)的硬件及軟件也無法滿足需求，有限元法和有限元程序無法在工程上普及。到60年代末70年代初出現(xiàn)了大型通用有限元程序，它們以功能強(qiáng)、用戶使用方便、計(jì)算結(jié)果可靠和效率高而逐漸形成新的技術(shù)商品，成為結(jié)構(gòu)工程強(qiáng)有力的分析工具。有限元法是建立在固體流動變分原理基礎(chǔ)之上的，用有限元進(jìn)行分析時，首先將被分析物體離散成為許多小單元，其次給定邊界

9、條件、載荷和材料特性，再者求解線性或非線性方程組，得到位移、應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等結(jié)果，最后在計(jì)算機(jī)上，使用圖形技術(shù)顯示計(jì)算結(jié)果。由于采用有限元法可以模擬任何形式的結(jié)構(gòu)，且對結(jié)構(gòu)的簡化近似可以做到最少，因此有限元計(jì)算精度很高，能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀態(tài)，能夠分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在復(fù)雜受力狀態(tài)下的效應(yīng)。3本結(jié)構(gòu)可以利用PKPM系列軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，配合手算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識完成主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。2.建筑設(shè)計(jì)以下根據(jù)住宅建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 501002001）4、住宅建筑規(guī)范（GB503682005）5以及住宅設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 500961999）6進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。本結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)滿足建筑使用要求，空間布局

10、協(xié)調(diào)，同時風(fēng)格以簡潔為主，以適合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況，屬于休閑經(jīng)濟(jì)型住宅。2.1 首層建筑平面圖圖2-1 首層平面圖2.2 二十層建筑平面圖圖2-2 二十層建筑平面圖2.3 建筑正立面圖圖2-3 建筑正立面圖2.4 建筑A-A剖面圖圖2-4 建筑A-A剖面圖3.結(jié)構(gòu)體系初選3.1 結(jié)構(gòu)體系初步選擇高層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系主要有鋼框架體系、框架支撐體系、框架剪力墻體系、框架核心筒體系。根據(jù)高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ9998）7規(guī)定，各種結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)房屋有一定的適用高度：表3-1 鋼結(jié)構(gòu)房屋的適用高度（m）結(jié)構(gòu)體系抗震設(shè)防烈度6、7度8度9度框架1109070框架支撐（剪力墻板）220200140

11、各種筒體300260180鋼框架體系是多層鋼結(jié)構(gòu)住宅最常見的結(jié)構(gòu)體系之一，這種體系的抗側(cè)移剛度小。鋼框架支撐體系借助支撐來承受水平力和提供側(cè)向剛度。當(dāng)房屋較高時,它比純框架經(jīng)濟(jì)，比較適用于715層的住宅。支撐框架主要可分為中心支撐框架、偏心支撐框架。一般而言,地震區(qū)不超過12層的樓房,可用中心支撐；超過12層的樓房,抗震等級達(dá)到8度、9度時宜采用偏心支撐等耗能支撐。鑒于本結(jié)構(gòu)高度較小，后兩種結(jié)構(gòu)體系不再敘述。本結(jié)構(gòu)適用的結(jié)構(gòu)體系有鋼框架體系與框架支撐體系?？紤]到本結(jié)構(gòu)建筑高度為29.75m，屬于不超過12層的高層鋼結(jié)構(gòu)，且珠海地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8級，初步選取框架支撐體系中的中心支撐框架體系作為

12、本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系。3.2 結(jié)構(gòu)平面布置圖根據(jù)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置。本結(jié)構(gòu)各層結(jié)構(gòu)布置相同，以下是結(jié)構(gòu)平面圖，立面布置圖有待確定（圖中描黑處為支撐）。圖3-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖4.樓蓋與屋蓋設(shè)計(jì)樓蓋與屋蓋均采用壓型鋼板混凝土組合樓板，且兩者結(jié)構(gòu)布置相同，故只需取樓蓋與屋蓋荷載較大的進(jìn)行設(shè)計(jì)。8根據(jù)鋼混凝土組合樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程（YB923892）9第條規(guī)定，選用適用于組合板的國產(chǎn)壓型鋼板YX75-230-690（II），鋼材等級Q235，板厚1.0mm，強(qiáng)肋沿建筑橫向布置?；炷梁穸?00mm，且l/h=15.8827，可視為單向簡支板計(jì)算。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，可知板的最大跨度為2.7m，故取2

13、.7m的單向板按高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ9998）7規(guī)定設(shè)計(jì)。下面查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001）10進(jìn)行荷載計(jì)算。4.1 屋面樓面荷載計(jì)算4.1.1 樓蓋荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水磨石面層 0.65 kN/m220厚水泥混凝土找平 0.0220=0.46kN/m2100mm厚鋼筋混凝土樓板 0.1025=2.50kN/m220mm厚石灰砂漿抹底 0.0217=0.34kN/m2壓型鋼板自重 0.133kN/m2小計(jì) 4.083kN/m2荷載設(shè)計(jì)值：4.1.2 屋蓋荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20厚水泥混凝土找平 0.0220=0.40kN/m2八層作法防水層 0.4kN/m2100mm厚鋼

14、筋混凝土樓板 0.125=2.50kN/m220mm厚石灰砂漿抹底 0.0217=0.34kN/m2壓型鋼板自重 0.133kN/m2小計(jì) 3.773kN/m2荷載設(shè)計(jì)值：樓蓋比屋蓋的荷載大，取樓蓋作驗(yàn)算。4.2 施工階段驗(yàn)算查壓型鋼板規(guī)格表，壓型鋼板強(qiáng)度f=205N/mm2，面積Ap1656mm2，壓型鋼板自重0.133kN/mm2,Ief=110cm4,Wef=26.2cm3,混凝土選用C20，面層自重為1.11kN/m2，重心距底板高度為39.1mm。平均板厚度為：（100mm690mm+3（88mm+118mm）275mm）690mm134.6mm荷載計(jì)算：取一米板寬計(jì)算。恒載： 活載

15、：彎矩：抗彎強(qiáng)度： 圖4-1撓度計(jì)算：4.3 使用階段驗(yàn)算抗彎強(qiáng)度：，組合截面塑性中和軸在壓型鋼板頂面以上，則：斜截面抗剪承載力：4.4 剪切-粘結(jié)驗(yàn)算荷載為均布荷載，a=1/4l=675mm，則：4.5 撓度驗(yàn)算荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下的剛度計(jì)算：根據(jù)壓型鋼板一個波寬截面的尺寸（圖4-1）計(jì)算組合截面的形心位置以及組合慣性矩。組合截面形心位置: 組合截面慣性矩一個波寬內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)荷載撓度驗(yàn)算：4.6 自振頻率驗(yàn)算 自震頻率驗(yàn)算： 5.框架初步設(shè)計(jì)該建筑選用軸框架進(jìn)行截面初步設(shè)計(jì)，對于AB跨梁與次梁選用Q235鋼材，對于CD跨梁選用Q345鋼材，柱子選用Q345鋼材?？蚣艿某兄伢w系為橫向框架體系。5.1 梁

16、截面初選樓板為單向板，因此荷載的傳遞路線為板次梁主梁。由第4章計(jì)算得樓面恒載為4.083 kN/m2，活載為2.0kN/m2。墻面為25mm厚的水刷石墻面，自重0.5kN/m2 ；粉刷為20mm厚的石灰粗砂粉刷，自重0.35kN/m2 。則內(nèi)墻墻體荷載（假定梁高150mm）：（6.5kN/m30.1m+0.35kN/m2+0.5kN/m2）（2.9m0.15m）=4.125kN/m。選取CD梁估算最大彎矩（暫不考慮梁自重）。作用于梁上的均布荷載q=1.24.125=4.95 kN/m；集中荷載F1= F2=1.24.08352.4+1.42.052.4=99.12kN則其固端彎矩為：內(nèi)力組合時

17、梁的最不利組合多是：恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載，將計(jì)算彎矩乘以一個1.2的放大倍數(shù)，可得： 作為初始梁高可根據(jù)梁的跨度的1/201/12（360mm600mm）選取，且考慮到梁的自重和要有一定安全儲備，選取HN396199711,Wnx=1010cm3。5.2 柱截面初選不考慮自重，選用軸力最大的C柱估算截面，并考慮樓面活荷載的折減系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)層的作用壓力為278.9kN，屋面層作用的壓力為154.8kN。底層受力為278.9kN9+154.8kN2664.9kN。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：?？紤]到抗震要求中的柱長細(xì)比要求：，15層選用HW400400，610層選用HW300300，強(qiáng)軸沿橫向布置。5.3 支撐

18、截面初選可初估橫向荷載，以支撐承受100的橫向荷載作用初選截面，并滿足長細(xì)比要求。選用HW250250914，Q235鋼材。為了滿足住宅的使用要求，框架支撐體系的高層住宅一般會在山墻，分戶墻，樓梯間布置支撐。對于本結(jié)構(gòu)，在山墻與分戶墻處布置支撐，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度。而縱向則在與列框架之間的C軸隔墻上布置支撐。5.4 構(gòu)件平面布置圖其余梁柱支撐等也用上述的步驟選擇，最終構(gòu)件平面布置如圖5-1所示：圖5-1 構(gòu)件平面布置圖6.結(jié)構(gòu)體系確定6.1不同種類支撐體系的比較框架中心支撐體系是常用的雙重抗側(cè)力體系之一。該類體系具有較大抗側(cè)剛度,保證了正常使用極限狀態(tài)要求，在常遇地震作用下能有效防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件

19、的破壞。但是設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)目蚣?中心支撐結(jié)構(gòu)在罕遇地震中易遭到破壞。地震中當(dāng)某一層鋼支撐出現(xiàn)剛度、強(qiáng)度退化后,很容易在該層形成軟弱層，甚至?xí)鹫w結(jié)構(gòu)的倒塌。1111 連尉安,張耀春鋼支撐及框架中心支撐重抗側(cè)力體系研究現(xiàn)狀、不足及改進(jìn)D.哈爾濱.地震工程與工程振動因此，選擇正確的支撐對結(jié)構(gòu)的性能也有不容忽視的的影響。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的中心支撐宜采用十字交叉斜桿、單斜桿、人字形斜桿或V形斜桿體系?？拐鹪O(shè)防的結(jié)構(gòu)不得采用K形斜桿體系。根據(jù)高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ9998）7第條規(guī)定，當(dāng)采用只能受拉的單斜桿體系時，應(yīng)同時設(shè)不同傾斜方向的兩組單斜桿，且每層中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面

20、積之差不得大于10%。因此，本結(jié)構(gòu)不適合采用單斜桿支撐。以本結(jié)構(gòu)框架為基礎(chǔ)，使用PKPM12, 13, 14分別對十字交叉斜桿支撐、人字形斜桿支撐和V形斜桿支撐體系進(jìn)行建模與有限元計(jì)算分析。支撐均使用相同截面HW250250914，兩端鉸支。通過自振周期、地震力和結(jié)構(gòu)位移等方面比較各種支撐的性能。以下是三種支撐體系的軸框架立面布置圖15：圖6-1 三種支撐體系的軸框架立面布置圖表6-1 三種支撐體系的結(jié)構(gòu)性能比較支撐體系結(jié)構(gòu)自重（t）結(jié)構(gòu)自振周期（s）底部地震力（kN）最大層間位移角最大層間位移（mm）支撐最大軸力（kN）十字支撐2610.1940.98772566.181/77127.810

21、46.3人字支撐2587.3490.97232666.611/78026.9758.3V字支撐2581.2251.00662513.51/74128.2958.5由以上比較可以看出在采用相同支撐截面的情況下，人字形支撐體系的周期最小，即其剛度最大。因此其層較位移角與層間位移最小，但其底部地震力也最大。另一方面，十字形支撐體系的用鋼量比人字形支撐體系、V字形支撐體系大。人字形支撐的承擔(dān)的軸力在三者之中最小。結(jié)構(gòu)在剛度增加同時，所受到地震作用增大，支撐所受內(nèi)力也加大。人字支撐在地震作用增大的情況下，能承受更大的軸力，達(dá)到耗能功能。綜上所述，考慮住宅的舒適性、安全性與經(jīng)濟(jì)性的需求。本結(jié)構(gòu)采用人字形支

22、撐體系。6.2 框架體系與框架支撐體系的結(jié)構(gòu)性能比較為更進(jìn)一步了解支撐對結(jié)構(gòu)性能的影響，對純框架結(jié)構(gòu)建模計(jì)算，對比其主要的性能指標(biāo)。以下是純框架體系的軸框架立面布置圖：圖6-2 純框架體系的軸框架立面布置圖純框架體系的第一自振周期為1.1938s，地震作用下的最大層間位移角為1/464，大多數(shù)構(gòu)件的效應(yīng)偏大，使結(jié)構(gòu)存在不安全因素。而人字形中心支撐體系的結(jié)構(gòu)周期為0.9723s，最大層間位移角為1/774，而支撐的用鋼量只占整個結(jié)構(gòu)用鋼量的15%。由此可見，支撐使結(jié)構(gòu)的抗震性能大大提高，主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度提高，使變形大大減小，梁柱彎矩也相應(yīng)地減小。除此以外，在下面的地震力計(jì)算中還將對兩種體

23、系的手算計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。6.3 構(gòu)件立面布置圖本結(jié)構(gòu)確定使用人字形框架中心支撐結(jié)構(gòu)體系，以下是構(gòu)件立面布置圖：圖6-3 構(gòu)件立面布置圖7.豎向內(nèi)力計(jì)算7.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖與各構(gòu)件線剛度計(jì)算根據(jù)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ98-99）7規(guī)定，壓型鋼板組合樓蓋中梁的慣性矩對兩側(cè)有樓板的梁宜取1.5I0，對僅一側(cè)有樓板的梁宜取1.2I0，I0為鋼梁慣性矩。結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和各構(gòu)件的線剛度經(jīng)計(jì)算16, 17, 18后如圖7-1所示：AC跨梁： CD跨梁：柱510層：柱15層： 7.2 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法。510層的中間層為第一標(biāo)準(zhǔn)層，15層 圖7-1的中間層為第

24、二標(biāo)準(zhǔn)層。 7.2.1 頂層計(jì)算荷載計(jì)算：梁自重 56.79.810-30.56kN/m小計(jì) 0.56kN/mA節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+2.5）2.41kN屋蓋傳來的荷載 3.7734.31.3521.90kN小計(jì) 24.31kNB節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+2.5）2.41kN屋蓋傳來的荷載 3.7734.32.743.80kN小計(jì) 46.21kNC節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+2.5）2.41kN屋蓋傳來的荷載 3.773(4.31.35+51.2)44.54kN小計(jì) 46.95kNE與F節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+3.2）2.8kN屋蓋傳來的荷載 3.7

25、7352.445.28kN小計(jì) 48.08kND節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+3.2）2.8kN屋蓋傳來的荷載 3.77351.222.64kN小計(jì) 25.44kN則頂層荷載與計(jì)算簡圖如圖7-2所示：圖7-2分層法計(jì)算中，除底層柱外，其余各層柱的線剛度乘以0.9的折減系數(shù)，彎矩傳遞系數(shù)取1/3。荷載計(jì)算如表7-1所示：表7-1 頂層梁彎矩分配節(jié)點(diǎn)ACD項(xiàng)目下柱右梁左梁下柱右梁左梁下柱分配系數(shù)0.534 0.466 0.345 0.396 0.259 0.396 0.604 固端彎矩-32.5532.55-79.3579.3517.382 15.168 -31.423 -47.927 7.

26、584 -15.711 18.950 21.751 14.226 9.475 7.113 -5.060 -4.415 -2.817 -4.296 -2.208 -1.408 1.248 1.432 0.937 12.32 -12.32 58.12 23.18 -81.31 52.22 -52.22 圖7-37.2.2 第一標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算荷載計(jì)算：梁自重 0.56kN/m墻自重 (6.5kN/m30.1m+0.35kN/m2+0.5kN/m2) (2.9-0.199)=4.05kN/m小計(jì) 4.61kN/mA節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+2.5）2.41kN墻自重 (6.5kN/m30.15m

27、+0.35kN/m2+0.5kN/m2) (2.9-0.199) 4.2=20.71kN樓蓋傳來的荷載 4.0834.31.3523.70kN柱自重 94.59.810-32.92.69kN小計(jì) 49.51kNB節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+2.5）2.41kN墻自重 4.052.5=10.13kN樓蓋傳來的荷載 4.0834.32.747.40kN柱自重 94.59.810-32.92.69kN小計(jì) 62.63kNC節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+2.5）2.41kN墻自重 4.051.8=7.29kN樓蓋傳來的荷載 4.083(4.31.35+51.2)48.20kN柱自重 94

28、.59.810-32.92.69kN計(jì) 60.59kNE與F節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+3.2）2.8kN樓蓋傳來的荷載 4.08352.449.00kN柱自重 94.59.810-32.92.69kN小計(jì) 54.49kND節(jié)點(diǎn)縱向主梁自重 0.56（1.8+3.2）2.8kN墻自重 4.934.9=24.16kN樓蓋傳來的荷載 4.08351.224.50kN柱自重 94.59.810-32.92.69kN小計(jì) 54.15kN則頂層荷載與計(jì)算簡圖如圖7-4所示：圖7-4荷載計(jì)算如表7-2所示：表7-2 第一標(biāo)準(zhǔn)層梁彎矩分配節(jié)點(diǎn)ACD項(xiàng)目上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)

29、0.3480.348 0.304 0.248 0.283 0.283 0.186 0.246 0.377 0.377 固端彎矩-53.4853.48-107.1107.118.611 18.611 16.258 -26.347 -40.377 -40.377 8.129 -13.173 14.549 16.602 16.602 10.912 7.274 5.456 -2.531 -2.531 -2.211 -1.342 -2.057 -2.057 -1.106 -0.671 0.441 0.503 0.503 0.330 16.08 16.08 -32.16 75.49 17.10 17.10

30、 -109.70 84.87 -42.43 -42.43 圖7-57.2.3 第一標(biāo)準(zhǔn)層與第二標(biāo)準(zhǔn)層連接層計(jì)算表7-3 第一標(biāo)準(zhǔn)層梁與第二標(biāo)準(zhǔn)層連接層彎矩分配節(jié)點(diǎn)ACD項(xiàng)目上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.1950.6350.1700.1510.1730.5630.1130.1330.6630.204固端彎矩-53.4853.48-107.1107.110.429 33.960 9.092 -14.244 -71.007 -21.848 4.546 -7.122 8.486 9.722 31.639 6.350 4.243 3.175 -0.827 -2.694 -0.721

31、 -0.422 -2.105 -0.648 -0.361 -0.211 0.086 0.099 0.322 0.065 9.60 31.27 -40.87 66.24 9.82 31.96 -108.02 95.61 -73.11 -22.50 圖7-67.2.4 第二標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算截面改變后荷載值發(fā)生改變，但只是柱節(jié)點(diǎn)荷載因柱截面改變而發(fā)生變化，故在其他荷載不必重復(fù)計(jì)算，利用以前的數(shù)據(jù)即可。HM350350的柱自重為2.69kN，HM400400的柱自重為4.89kN，故個節(jié)點(diǎn)自重均增加2.2kN。A節(jié)點(diǎn)荷載為51.71kN，B節(jié)點(diǎn)荷載為64.83kN，C節(jié)點(diǎn)荷載為62.79kN，E與F節(jié)點(diǎn)荷載

32、為56.69kN，D節(jié)點(diǎn)荷載為56.35kN。表7-4第二標(biāo)準(zhǔn)層彎矩分配節(jié)點(diǎn)ACD項(xiàng)目上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.4410.4410.1180.1090.4050.4050.0810.0920.4540.454固端彎矩-54.9654.96-110.62110.6224.237 24.237 6.485 -10.177 -50.221 -50.221 3.243 -5.089 6.268 23.290 23.290 4.658 3.134 2.329 -1.382 -1.382 -0.370 -0.214 -1.057 -1.057 -0.185 -0.107 0.03

33、2 0.118 0.118 0.024 22.86 22.86 -45.71 64.32 23.41 23.41 -111.13 102.56 -51.28 -51.28 圖5-77.2.5 底層計(jì)算底層的荷載與第二標(biāo)準(zhǔn)層相同，但底層柱的線剛度不乘以0.9，且傳遞系數(shù)為1/2。表7-4第二標(biāo)準(zhǔn)層彎矩分配節(jié)點(diǎn)ACD項(xiàng)目上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.4200.4670.1130.1040.3880.4300.0780.0870.4810.432固端彎矩-54.9654.96-110.62110.6223.083 25.666 6.210 -9.624 -53.208 -47.

34、788 3.105 -4.812 5.966 22.258 24.668 4.4752.983 2.237 -1.253 -1.393 -0.337 -0.195 -1.076 -0.967 -0.169 -0.097 0.028 0.103 0.114 0.021 21.83 24.27 -46.10 63.89 22.36 24.78 -111.03 103.04 -54.28 -48.75 圖7-87.2.6 各層彎矩組合與剪力、軸力計(jì)算7.2.6.1各層彎矩組合頂層與第一標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合如表7-5所示：表7-5 頂層與第一標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合 節(jié)點(diǎn)內(nèi)容ACD上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁

35、下柱上柱頂層梁分配系數(shù)0.5340.4660.3450.3960.2590.3960.604節(jié)點(diǎn)彎矩17.68-12.3258.1228.88-81.3152.22-66.37彎矩分配-2.86-2.50-1.97-2.26-1.485.608.5414.82-14.8256.1626.63-82.7857.82-57.82第9層梁分配系數(shù)0.3480.3480.3040.2480.2830.2830.1860.2460.3770.377節(jié)點(diǎn)彎矩20.1921.44-32.1675.4924.8322.81-109.7084.87-56.58-59.84彎矩分配-3.29-3.29-2.88-

36、3.33-3.80-3.80-2.507.7611.9011.9016.8918.14-35.0472.1621.0319.01-112.2092.63-44.68-47.95第一標(biāo)準(zhǔn)層與第一標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合如表7-6所示：表7-6 第一標(biāo)準(zhǔn)層與第一標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合 節(jié)點(diǎn)內(nèi)容ACD上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.3480.3480.3040.2480.2830.2830.1860.2460.3770.377節(jié)點(diǎn)彎矩21.4421.44-32.1675.4922.8122.81-109.7084.87-56.58-56.58彎矩分配-3.73-3.73-3.26-2.83-3

37、.23-3.23-2.126.9610.6610.6617.7117.71-35.4272.6619.5819.58-111.8291.83-45.91-45.91第一標(biāo)準(zhǔn)層與第二標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合如表7-7所示：表7-7 第一標(biāo)準(zhǔn)層與第二標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合 節(jié)點(diǎn)內(nèi)容ACD上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱第6層梁分配系數(shù)0.3480.3480.3040.2480.2830.2830.1860.2460.3770.377節(jié)點(diǎn)彎矩21.4419.28-32.1675.4922.8120.38-109.7084.87-49.93-56.58彎矩分配-2.98-2.98-2.60-2.23-2.5

38、4-2.54-1.675.328.168.1618.4616.30-34.7673.2720.2717.84-111.3790.19-41.77-48.42第5層梁分配系數(shù)0.1950.6350.1700.1510.1730.5630.1130.1330.6630.204節(jié)點(diǎn)彎矩14.9638.88-40.8766.2415.5239.76-108.0295.61-90.21-36.64彎矩分配-2.53-8.24-2.21-2.04-2.34-7.60-1.534.1520.716.3712.4330.64-43.0764.2013.1932.16-109.5499.76-69.49-30.

39、27第4層梁分配系數(shù)0.4410.4410.1180.1090.4050.4050.0810.0920.4540.454節(jié)點(diǎn)彎矩33.2830.47-45.7164.3234.0631.21-111.13102.56-68.37-75.65彎矩分配-7.96-7.96-2.13-2.01-7.47-7.47-1.493.8118.8218.8225.3222.52-47.8462.3126.5923.74-112.63106.37-49.55-56.83第二標(biāo)準(zhǔn)層與第二標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合如表7-8所示：表7-8 第二標(biāo)準(zhǔn)層與第二標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩組合 節(jié)點(diǎn)內(nèi)容ACD上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.4410.4410.1180.1090.4050.4050.0810.0920.4540.454節(jié)點(diǎn)彎矩30.4730.47-45.7164.3231.2131.21-111.13102.56-68.37-68.37彎矩分配-6.72-6.72-1.80-1.70-6.32-6.32-1.263.1515.5215.5223.7523.75-47.5162.6224.8924.89-112.40105.70-52.85-52.85第二標(biāo)準(zhǔn)層與底層的彎矩組合如表7-9所示：表7-9 第二標(biāo)準(zhǔn)層與底層的彎矩組合 節(jié)點(diǎn)內(nèi)容ACD上柱下柱右梁