層雅居樂(lè)多層鋼結(jié)構(gòu)住宅計(jì)算書(shū)

雅居樂(lè)多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅方案設(shè)計(jì)PAGEPAGE58目錄HYPERLINK\l_Toc16901_WPSOffice_Level11.工程概況 1HYPERLINK\l_Toc4436_WPSOffice_Level12.建筑與結(jié)構(gòu)布置 1HYPERLINK\l_Toc16433_WPSOffice_Level13.初步設(shè)計(jì) 9HYPERLINK\l_Toc6700_WPSOffice_Level14.框架設(shè)計(jì) 20HYPERLINK\l_Toc25017_WPSOffice_Level15.截面驗(yàn)算 73HYPERLINK\l_Toc12039_WPSOffice_Level16.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 76HYPERLINK\l_Toc11757_WPSOffice_Level17.基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 83HYPERLINK\l_Toc17593_WPSOffice_Level18.防火防銹設(shè)計(jì) 88HYPERLINK\l_Toc11790_WPSOffice_Level1參考文獻(xiàn) 89工程概況工程名稱(chēng)：雅居樂(lè)多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅；建設(shè)地點(diǎn)：東莞市區(qū)某地；工程概況：場(chǎng)地大小為30m×30m，8～12層，建筑總高度不超過(guò)40m，室內(nèi)外高差為0.3m，設(shè)計(jì)使用年限為50年；基本風(fēng)壓：=0.8kN/m2，地面粗糙程度為C類(lèi)；抗震要求：抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)，抗震設(shè)防烈度為8度，Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地土，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場(chǎng)地土層情況：表2-1 場(chǎng)地土層情況層次層厚（m）層底標(biāo)高（mm）（地面標(biāo)高±±0.000）土體類(lèi)型土體參數(shù)Ⅰ1.00-1.00雜填土Ⅱ2.50-3.50淤泥質(zhì)土Ⅲ3.00-6.50粉質(zhì)粘土含水率，塑限限，液限Ⅳ5.50-12.000粉土孔隙比Ⅴ-中密的中砂建筑與結(jié)構(gòu)布置建筑布置首層建筑平面圖如下圖3-1所示，首層平面設(shè)計(jì)為大空間的形式，可以用此空間做為店面，即商住兩用住宅。中間設(shè)計(jì)為過(guò)道、樓梯和電梯。由過(guò)道和墻把首層建筑分開(kāi)為四個(gè)大空間，作為四爿店。由于商業(yè)的要求，首層平面將進(jìn)行比較豪華的裝修，例如鋼柱將外包為方柱，而墻也做成玻璃幕墻與裝飾墻混合的形式。此外，門(mén)也將用比較好看的旋轉(zhuǎn)門(mén)，以吸引顧客。圖3-SEQ圖\*ARABIC\s31首層建筑平面圖標(biāo)準(zhǔn)層平面圖如下圖3-2所示，標(biāo)準(zhǔn)層平面設(shè)計(jì)為商品房，以中間兩墻為分隔墻，分為四戶(hù)。朝北兩戶(hù)面積較小，內(nèi)設(shè)一個(gè)客廳，四個(gè)臥室，兩個(gè)衛(wèi)生間，一個(gè)廚房，一個(gè)陽(yáng)臺(tái)（左右側(cè)陽(yáng)臺(tái)以一墻分開(kāi)）。而朝南兩戶(hù)面積較大，內(nèi)設(shè)一個(gè)客廳，五個(gè)臥室，一個(gè)書(shū)房，一個(gè)廚房，兩個(gè)衛(wèi)生間，一個(gè)雜物間，一個(gè)獨(dú)立陽(yáng)臺(tái)。此外，左右兩戶(hù)為于中間墻對(duì)稱(chēng)。圖3-SEQ圖\*ARABIC\s32標(biāo)準(zhǔn)層平面圖頂層平面圖如下圖3-2所示，頂層設(shè)計(jì)為空曠的天臺(tái)，外圍有1.2m的女兒墻，屋檐外挑500mm。圖3-3 頂層平面圖剖面圖圖3-4 剖面圖1圖3-4 剖面圖2立面圖圖3-5 南立面圖結(jié)構(gòu)布置如下圖3-4所示，結(jié)構(gòu)布置為純框架結(jié)構(gòu)，主梁與柱剛接，由于建筑設(shè)計(jì)中布置了許多輕質(zhì)ALC隔板，為滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)需要，布置連續(xù)次梁。由于結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，且受力也比較對(duì)稱(chēng)，次梁與主梁連接采用剛接方式。圖3-4 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖圖3-5 頂頂層結(jié)構(gòu)布布置圖初步設(shè)計(jì)建筑做法屋面做法：壓壓型鋼板混混凝土組合合樓板，220mm石灰砂漿漿抹底，20mm水泥砂漿漿找平，1100～140厚（2%找坡）膨膨脹珍珠巖巖保溫層，八層作法防水層（三氈四油上鋪小石子）。墻身做法：外外墻采用150mmm厚ALC板，分戶(hù)戶(hù)墻等要加加支撐的墻墻選用混凝凝土空心小小砌塊，內(nèi)內(nèi)隔墻采用用100mmm厚ALC板，計(jì)算算自重樓蓋做法：樓樓蓋采用壓壓型鋼板混混凝土組合合樓板，壓壓型鋼板上上的混凝土土選取100mmm。門(mén)窗做法：門(mén)門(mén)為木門(mén)，自自重0.2kN/mm2，窗為鋼鋼窗玻璃窗窗，自重0.4kN/mm2。屋蓋做法壓型鋼板采用用國(guó)產(chǎn)壓型型鋼板YX700-2000-6000。下面查查《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》（GB500009__20011）進(jìn)行荷荷載計(jì)算。由由于屋面為為上人的屋屋面，取標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值值20厚水泥混混凝土找平平 100～1440厚（2%找坡）膨膨脹珍珠巖巖 八層作法防水水層 100mm厚厚鋼筋混凝凝土樓板 20mm厚石石灰砂漿抹抹底 壓型鋼板自重重 小計(jì) 荷載設(shè)計(jì)值樓蓋做法根據(jù)《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》（GB500009--20011），民用建建筑樓面均均布活荷載載標(biāo)準(zhǔn)值亦亦取。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值值水磨石面層 20厚水泥混混凝土找平平 100mm厚厚鋼筋混凝凝土樓板 20mm厚石石灰砂漿抹抹底 壓型鋼板自重重 小計(jì) 確定荷載設(shè)計(jì)計(jì)值時(shí)考慮慮兩種情況況：活荷載載效應(yīng)控制制和恒荷載載效應(yīng)控制制，取大者者。故，在在此取。材料驗(yàn)算查壓型鋼板規(guī)規(guī)格表，壓壓型鋼板強(qiáng)強(qiáng)度，面積積，壓型鋼鋼板自重，，，混凝土土選用C20，面層自自重為，重重心距底板板高度為。平均板厚度為為：計(jì)算簡(jiǎn)圖：由于施工階段段板塊還未未拼接完成成，故分為為一塊一塊塊，可視其其為結(jié)構(gòu)為為簡(jiǎn)支單向向板，而在在結(jié)構(gòu)布置置中，。圖4-1 計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖施工階段：恒載 活載 彎矩 使用階段恒載 活載 彎矩 剪力 壓型鋼板驗(yàn)算算（施工階階段）抗彎強(qiáng)度撓度計(jì)算組合板驗(yàn)算（使使用階段）抗彎強(qiáng)度組合截面塑性性中和軸在在壓型鋼板板頂面以上上斜截面抗剪承承載力每個(gè)肋平均寬寬度（50+770）/2＝60（mm）板的設(shè)計(jì)按彈性設(shè)計(jì)。計(jì)算簡(jiǎn)圖由結(jié)構(gòu)平面布布置圖知，樓樓板最長(zhǎng)跨跨度為十四四跨，而由由于結(jié)構(gòu)力力學(xué)知識(shí)知知，在中間間跨部分，彎彎矩基本相相等，而圖圖中中間跨跨的跨度沒(méi)沒(méi)有很大的的變化，故故化為五跨跨的簡(jiǎn)圖來(lái)來(lái)計(jì)算。中中間跨取最最大長(zhǎng)度。表4-1 五五跨計(jì)算表表由表知，最大大內(nèi)力如下下：，彎矩 剪力 次梁的設(shè)計(jì)內(nèi)隔墻采用1100mmm厚ALC板，計(jì)算算自重，即即化為線性性均布荷載載為，暫不不考慮次梁梁自重。荷載設(shè)計(jì)值恒荷載設(shè)計(jì)值值：板傳來(lái)恒荷載載 ALC板自重重 小計(jì) 活荷載設(shè)計(jì)值值 計(jì)算簡(jiǎn)圖由于跨度變化化比較大，不不應(yīng)采用等等跨度連續(xù)續(xù)梁，但為為方便手算算，取最長(zhǎng)長(zhǎng)跨度3.3m作為等跨跨連續(xù)梁進(jìn)進(jìn)行手算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下下：圖4-2 恒恒載標(biāo)準(zhǔn)值值分布圖圖4-3 活活載標(biāo)準(zhǔn)值值分布圖彎矩剪力最不利荷載當(dāng)考慮最不利利荷載時(shí)，如如下組合可可得到最大大正彎矩、最最小負(fù)彎矩矩和最大剪剪力：最大正彎矩：：圖4-4 最最大正彎矩矩分布圖最大支座負(fù)彎彎矩和最大大剪力：圖4-4 最最大支座負(fù)負(fù)彎矩和最最大剪力分分布圖考慮到內(nèi)力組組合時(shí)梁的的最不利內(nèi)內(nèi)力組合多多是：恒荷荷載+活荷載+風(fēng)荷載，將將計(jì)算彎矩矩乘上1.2的放大系系數(shù)，可得得圖4-5 次梁截面可選用，，理理論重量為為，化為線線性荷載為為：，此時(shí)時(shí)，恒荷載載設(shè)計(jì)值為為：。圖4-5 次梁截面驗(yàn)算最大負(fù)彎彎矩：而滿(mǎn)足要求。主梁的設(shè)計(jì)材料選用本結(jié)構(gòu)選用eeq\oo\ac((○,5)軸框框架進(jìn)行截截面初步設(shè)設(shè)計(jì)，對(duì)于于梁選用Q235鋼材，柱柱子選用Q345鋼材。力的傳遞由于次梁承受受了板傳來(lái)來(lái)的荷載，主主梁主要承承受次梁的的荷載，而而次梁的荷荷載主要為為集中力。恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值值次梁傳來(lái)的恒恒載 次梁自重 小計(jì) 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值值次梁傳來(lái)的活活載 計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)計(jì)算滿(mǎn)載時(shí)：圖4-6 恒恒載標(biāo)準(zhǔn)值值分布圖圖4-7 活活載標(biāo)準(zhǔn)值值分布圖最大正彎矩：：最小負(fù)彎矩：：最大剪力：最大正彎矩計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖：：圖4-8 恒恒載標(biāo)準(zhǔn)值值分布圖圖4-9 活活載標(biāo)準(zhǔn)值值分布圖最大正彎矩：：最小負(fù)彎矩和和最大剪力力計(jì)算簡(jiǎn)圖圖：圖4-10 恒載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值分布圖圖圖4-11 活載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值分布圖圖最小負(fù)彎矩：：最大剪力：最不利組合及及材料選型型考慮到內(nèi)力組組合時(shí)梁的的最不利內(nèi)內(nèi)力組合多多是：恒荷荷載+活荷載+風(fēng)荷載，將將計(jì)算彎矩矩乘上1.2的放大系系數(shù)，可得得可選用，,。圖4-12圖4-12 主梁截面柱的設(shè)計(jì)不考慮柱自重重，當(dāng)恒載載與活載均均滿(mǎn)布時(shí)，各各柱有最大大軸力。由由此估算，估估算如下：：滿(mǎn)載時(shí)：圖4-13 恒載設(shè)計(jì)計(jì)值分布圖圖圖4-14 活載設(shè)計(jì)計(jì)值分布圖圖支座剪力：兩端支座反力力：中間支座反力力：與電算比較，如如下圖：圖4-15 Sap22000電算結(jié)果果由圖知，最小小的支座反反力為，最最大的支座座反力為，與與手算結(jié)果果相差不大大。選手算算的中間支支座反力估估算全棟樓樓每根柱的的受力鋼框架中，框框架柱的長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比控制制在30-770之間，在在這個(gè)范圍圍內(nèi)，柱的的軸心受壓壓穩(wěn)定系數(shù)數(shù)大致在0.7--0.8之間，同同時(shí)，考慮慮到柱是處處于彎壓狀狀態(tài)，在沒(méi)沒(méi)有計(jì)算彎彎矩作用時(shí)時(shí)，把柱所所受軸力N乘以放大大系數(shù)。柱選用截面，，，梁柱構(gòu)件的線線剛度計(jì)算算后如圖，其其中在求梁梁截面慣性性矩時(shí)考慮慮到樓板的的作用，取取。為鋼梁梁的截面慣慣性矩。梁剛度：AB、BC梁梁：圖4-16 圖4-16 柱截面CD、DE梁梁：EF梁：柱剛度：底層柱：上部柱：圖4-17 結(jié)構(gòu)計(jì)算算簡(jiǎn)圖（圖圖中數(shù)字為為線剛度）框架設(shè)計(jì)恒荷載計(jì)算由于次梁傳遞遞了板和ALC板的荷載載，故屋面面框架梁線線荷載和樓樓面框架梁梁線荷載只只有梁本身身自重和其其涂層自重重，線荷載載如下：屋面框架梁線線荷載和樓樓面框架梁梁線荷載鋼梁自重 屋面框架節(jié)點(diǎn)點(diǎn)集中荷載載標(biāo)準(zhǔn)值1m高女兒墻墻 墻側(cè)粉刷 小計(jì) 樓面框架節(jié)點(diǎn)點(diǎn)集中荷載載標(biāo)準(zhǔn)值次梁傳來(lái)的恒恒載 次梁自重 小計(jì) 活荷載計(jì)算屋面框架梁集集中荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活活載 樓面框架梁集集中荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活活載 內(nèi)力計(jì)算多層多跨框架架在豎向荷荷載作用下下，側(cè)向位位移比較小小，計(jì)算時(shí)時(shí)可忽略側(cè)側(cè)移的影響響，用力矩矩分配法計(jì)計(jì)算。由于于精確分析析可知，每每層梁的豎豎向荷載對(duì)對(duì)其他各層層桿件內(nèi)力力的影響不不大，因此此，將多層層框架分解解成一層一一層的單層層框架分別別計(jì)算。在計(jì)算時(shí)，假假定上下柱柱的遠(yuǎn)端為為固定端，為為了使誤差差減小，除除底層外，其其他層各柱柱的線剛度度乘以折減減系數(shù)0.9，另外，傳傳遞系數(shù)也也由修正為為。恒荷載作用下下的內(nèi)力計(jì)計(jì)算圖5-1 恒恒荷載計(jì)算算簡(jiǎn)圖（圖圖中數(shù)據(jù)單單位：集中中力為kN；均布力力為kN/m）頂層框架圖5-2 頂頂層梁恒荷荷載計(jì)算結(jié)果：表5-1 頂頂層荷載彎彎矩分配圖5-3 頂頂層梁彎矩矩屋面框架圖5-4 屋屋面框架恒恒荷載圖5-5 屋屋面框架恒恒荷載彎矩矩屋面框架恒荷荷載彎矩計(jì)計(jì)算表表5-2 屋屋面框架恒恒荷載彎矩矩分配標(biāo)準(zhǔn)層框架圖5-6 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層框架架恒荷載圖5-7 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層框架架彎矩標(biāo)準(zhǔn)層框架恒恒荷載彎矩矩計(jì)算表表5-3 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層框架架恒荷載彎彎矩分配底層框架底層柱彎矩的的算法與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層相同同，只是柱柱的剛度不不再乘以0.9。計(jì)算如如下：圖5-8 底底層框架恒恒荷載圖5-9 底底層框架彎彎矩底層框架恒荷荷載彎矩計(jì)計(jì)算表表5-4 底底層框架恒恒荷載彎矩矩分配各層組合彎矩矩后，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)彎矩不平平衡，平衡衡節(jié)點(diǎn)彎矩矩，計(jì)算列列表如下。頂層與屋面層層的節(jié)點(diǎn)彎彎矩平衡頂層與屋面層層的節(jié)點(diǎn)彎彎矩平衡計(jì)計(jì)算表表5-5 頂頂層與屋面面層的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)彎矩平衡衡標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)層的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)平衡標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)層的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)彎矩平衡衡計(jì)算表表5-6 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層的節(jié)節(jié)點(diǎn)平衡1表5-7 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層的節(jié)節(jié)點(diǎn)平衡2標(biāo)準(zhǔn)層與底層層的節(jié)點(diǎn)平平衡標(biāo)準(zhǔn)層與底層層的節(jié)點(diǎn)彎彎矩平衡計(jì)計(jì)算表表5-8 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)層與底底層的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)平衡1表5-9 標(biāo)準(zhǔn)層與與底層的節(jié)節(jié)點(diǎn)平衡2框架剪力圖圖5-10 框架剪力力圖框架軸力圖圖5-11 框架軸力力圖活荷載作用下下的內(nèi)力計(jì)計(jì)算活荷載作用下下的內(nèi)力計(jì)計(jì)算，考慮慮最不利荷荷載布置：：屋面框架梁集集中荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活活載樓面框架梁集集中荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來(lái)的活活載最大正彎矩（僅僅考慮兩種種情況）圖5-12 最大正彎彎矩最不利利活荷載布布置情況1圖5-13 最大正彎彎矩最不利利活荷載布布置情況2現(xiàn)僅對(duì)最大正正彎矩最不不利活荷載載布置情況況1進(jìn)行手算算，手算結(jié)結(jié)果如下：：頂層梁彎矩分分配屋面梁彎矩分分配表5-10 屋面梁彎彎矩分配標(biāo)準(zhǔn)層框架彎彎矩分配1表5-11 標(biāo)準(zhǔn)層框框架彎矩分分配1標(biāo)準(zhǔn)層框架彎彎矩分配2表5-12 標(biāo)準(zhǔn)層框框架彎矩分分配2底層框架彎矩矩分配表5-13 底層框架架彎矩分配配屋頂彎矩平衡衡表5-13屋屋頂彎矩平平衡標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)層彎矩平平衡1表5-14 標(biāo)準(zhǔn)層與與標(biāo)準(zhǔn)層彎彎矩平衡1標(biāo)準(zhǔn)層與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)層彎矩平平衡2表5-15 標(biāo)準(zhǔn)層與與標(biāo)準(zhǔn)層彎彎矩平衡2標(biāo)準(zhǔn)層與底層層彎矩平衡衡表5-16 標(biāo)準(zhǔn)層與與底層彎矩矩平衡剪力計(jì)算剪力計(jì)算如下下表：表5-17 剪力計(jì)算算表軸力計(jì)算軸力計(jì)算如下下表：表5-18 軸力計(jì)算算表最小負(fù)彎矩及及最大剪力力（考慮兩兩種情況）圖5-14 最小負(fù)彎彎矩及最大大剪力最不不利活荷載載布置情況況1圖5-15 最小負(fù)彎彎矩及最大大剪力最不不利活荷載載布置情況況2此處省略手算算最小負(fù)彎彎矩及最大大剪力最不不利活荷載載布置情況況。地震效應(yīng)計(jì)算算重力荷載計(jì)算算屋面板與樓板板自重：9層屋面板面面積 8層屋面板面面積 1~7層樓面面板面積 屋面板自重 樓面板自重 9層屋面板自自重 8層屋面板自自重 1~7層樓面面板自重 各層梁自重：：9層梁自重 1~8層梁自自重 各層柱自重：：9層柱自重 2~8層柱自自重 1層柱自重 各層填充墻等等自重：9層150厚厚ALC外墻 2~8層1550厚ALC外墻 1層150厚厚ALC外墻 9層100厚厚ALC內(nèi)墻 2~8層1000厚ALC內(nèi)墻 1層100厚厚ALC內(nèi)墻 小計(jì)9層樓層自重重 8層樓層自重重 2~7層樓層層自重 1層樓層自重重 柱的側(cè)移剛度度梁的剛度為：： 標(biāo)準(zhǔn)層柱的剛剛度為： 底層柱的剛度度為： 如下表計(jì)算：：表5-19 剛度計(jì)算算表每層D值匯總總表5-20 D值匯總自振周期計(jì)算算表5-21 自拔周期期計(jì)算表由表中計(jì)算數(shù)數(shù)據(jù)知，。一一般多采用用頂點(diǎn)位移移法計(jì)算結(jié)結(jié)構(gòu)基本周周期，公式式如下：其中，當(dāng)采用用輕質(zhì)墻、外外掛墻板時(shí)時(shí)取0.8；為假想想集中在各各層樓面處處的重力荷荷載代表值值為水平荷荷載，按彈彈性方法所所求得的結(jié)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假假想位移（m）。橫向地震作用用計(jì)算該房屋位于設(shè)設(shè)防烈度為為8度的Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地上上，該地區(qū)區(qū)的設(shè)計(jì)基基本地震加加速度為0.200g（汕頭地地區(qū)），設(shè)設(shè)計(jì)抗震分分組為第一一組，結(jié)構(gòu)構(gòu)的阻尼比比為0.35。特征周期 阻尼比 水平地震影響響系數(shù)最大大值 由于，故考慮慮頂點(diǎn)附加加地震作用用，頂部附附加地震作作用系數(shù)為為：水平地震力9層等效地震震力各層地震作用用及樓層地地震剪力水平地震作用用標(biāo)準(zhǔn)值公公式為計(jì)算過(guò)程如下下表：表5-22 每層地震震剪力計(jì)算算變形驗(yàn)算計(jì)算過(guò)程如下下表：表5-23 變形驗(yàn)算算表由表中計(jì)算數(shù)數(shù)據(jù)知，最最大的層間間相對(duì)彈性性轉(zhuǎn)角為0.000094，滿(mǎn)足的要要求。其中中為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)房屋的最最大層間彈彈性轉(zhuǎn)角。柱的彎矩計(jì)算算在工程手算方方法中，常常采用反彎彎點(diǎn)法和D值法（改改進(jìn)反彎點(diǎn)點(diǎn)法）進(jìn)行行水平地震震作用下框框架內(nèi)力的的分析。由由于本工程程層數(shù)只有有八層，層層數(shù)較少，且且梁柱線剛剛度比，故故可用D值法對(duì)框框架進(jìn)行手手算。計(jì)算過(guò)程如下下表1~8層A、F軸邊柱，9層D、E軸邊柱：：表5-24 柱的彎矩矩計(jì)算11~9層B、C、D、E軸中柱：：表5-25 柱的彎矩矩計(jì)算2注：表中，，，梁的彎矩計(jì)算算A軸梁端表5-26 A軸梁端B軸梁端表5-27 B軸梁端C軸梁端表5-28 C軸梁端D軸梁端表5-29 D軸梁端E軸梁端表5-30 E軸梁端F軸梁端表5-31 F軸梁端框架剪力計(jì)算算表5-32 框架剪力力計(jì)算框架軸力計(jì)算算表5-33 框架軸力力計(jì)算風(fēng)荷載風(fēng)荷載取值垂直于建筑物物表面上的的風(fēng)荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)應(yīng)按下述公公式計(jì)算：：根據(jù)設(shè)計(jì)資料料，基本風(fēng)風(fēng)壓，地面面粗糙度為為C類(lèi)。根據(jù)《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》GB5500099-20001中的附錄F“結(jié)構(gòu)基本本自振周期期的經(jīng)驗(yàn)公公式”知，高層層鋼結(jié)構(gòu)建建筑的基本本自振周期期可取其中為建筑層層數(shù)。本建筑共有99層，取系系數(shù)0.10，有此時(shí)，有故脈動(dòng)增大系系數(shù)可根據(jù)據(jù)插值法根根據(jù)荷載規(guī)規(guī)范表7.4..3得到而脈動(dòng)影響系系數(shù)可根據(jù)據(jù)荷載規(guī)范范表7.4..4-2用插值法法得到由此可計(jì)算出出結(jié)構(gòu)在z高度處的的風(fēng)振系數(shù)數(shù)，按下式式計(jì)算：將風(fēng)荷載換算算成作用于于框架每層層節(jié)點(diǎn)上的的集中荷載載，計(jì)算過(guò)過(guò)程如下表表所示。表表中為一榀榀框架各層層節(jié)點(diǎn)的受受風(fēng)面積，計(jì)計(jì)算結(jié)果如如圖。表5-34 風(fēng)荷載計(jì)計(jì)算1表5-35 風(fēng)荷載計(jì)計(jì)算2圖5-16 風(fēng)荷載作作用圖（單單位：kN）對(duì)于整個(gè)建筑筑而言，橫橫向風(fēng)荷載載如下表：：表5-36 橫向風(fēng)荷荷載計(jì)算縱向風(fēng)荷載如如下表：表5-37 縱向風(fēng)荷荷載計(jì)算可見(jiàn)，橫向與與縱向的風(fēng)風(fēng)荷載幾乎乎相等。風(fēng)荷載引起的的柱彎矩1~8層A、F軸邊柱，9層D、E軸邊柱：：表5-38 風(fēng)荷載引引起的柱彎彎矩11~9層B、C、D、E軸中柱：：表5-39 風(fēng)荷載引引起的柱彎彎矩2注：表中，，，PAGEPAGEPAGE93風(fēng)荷載引起來(lái)來(lái)的梁彎矩矩A軸梁端：表5-40 A軸梁端B軸梁端：表5-41 B軸梁端C軸梁端：表5-42 C軸梁端D軸梁端：表5-43 D軸梁端E軸梁端：表5-44 E軸梁端F軸梁端：表5-45 F軸梁端內(nèi)力組合《根據(jù)高層民民用建筑鋼鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程》JGJ999-988，第5.4..2條：第一階階段抗震設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行構(gòu)構(gòu)件承載力力驗(yàn)算時(shí)，其其荷載或作作用的分頂頂系數(shù)應(yīng)按按表5.44.2的規(guī)規(guī)定采用，并并應(yīng)取各構(gòu)構(gòu)件可能出出現(xiàn)的最不不利組合進(jìn)進(jìn)行截面設(shè)設(shè)計(jì)。由于本建筑的的限制，只只進(jìn)行1、2項(xiàng)內(nèi)力組組合即可。框架柱的內(nèi)力力組合A軸柱的內(nèi)力力組合表5-46 A軸柱的內(nèi)內(nèi)力組合B軸柱的內(nèi)力力組合表5-47 B軸柱的內(nèi)內(nèi)力組合C軸柱的內(nèi)力力組合表5-48 C軸柱的內(nèi)內(nèi)力組合D軸柱的內(nèi)力力組合表5-49 D軸柱的內(nèi)內(nèi)力組合E軸柱的內(nèi)力力組合表5-50 E軸柱的內(nèi)內(nèi)力組合F軸柱的內(nèi)力力組合表5-51 F軸柱的內(nèi)內(nèi)力組合框架梁的內(nèi)力力組合AB梁的內(nèi)力力組合表5-52 AB梁的內(nèi)力力組合BC梁的內(nèi)力力組合表5-53 BC梁的內(nèi)力力組合CD梁的內(nèi)力力組合表5-54 CD梁的內(nèi)力力組合DE梁的內(nèi)力力組合表5-55 DE梁的內(nèi)力力組合EF梁的內(nèi)力力組合表5-56 EF梁的內(nèi)力力組合截面驗(yàn)算表5-57 主梁受力主梁的截面驗(yàn)驗(yàn)算表5-57 主梁受力以框架底層的的CD梁為例進(jìn)進(jìn)行梁的截截面驗(yàn)算，其其最不利內(nèi)內(nèi)力組合為為：按受彎構(gòu)件計(jì)計(jì)算，由于于選用，,。強(qiáng)度驗(yàn)算正應(yīng)力由于只考慮單單向彎曲，這這時(shí)梁的抗抗彎強(qiáng)度應(yīng)應(yīng)滿(mǎn)足：其中，為塑性性發(fā)展系數(shù)數(shù)，取；為材料抗力分分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)對(duì)鋼取，跨中中有最大彎彎矩，取計(jì)計(jì)算，滿(mǎn)足。剪應(yīng)力此時(shí)亦只考慮慮單向受剪剪，應(yīng)滿(mǎn)足足：其中為計(jì)算剪剪應(yīng)力處以以上（或以以下）截面面對(duì)中和軸軸x軸的面積積矩。對(duì)于于梁，其計(jì)計(jì)算如下：：滿(mǎn)足。局部壓應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算由于主梁上受受到次梁的的集中力為為，局部壓壓應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)滿(mǎn)足下列公公式：其中，為集中中荷載，由由于是靜力力，不考慮慮動(dòng)力系數(shù)數(shù)；為集中中荷載放大大系數(shù)，取?。粸榧兄泻奢d在腹腹板計(jì)算高高度上邊緣緣的假定分分布長(zhǎng)度，跨跨中集中荷荷載：則滿(mǎn)足。剛度驗(yàn)算對(duì)等截面簡(jiǎn)支支梁：而根據(jù)受彎構(gòu)構(gòu)件撓度容容許值，主主梁或桁架架的最大撓撓度容許值值為，。滿(mǎn)足剛度要求求。表5-58表5-58 柱受力柱的截面驗(yàn)算算以框架底層的的D軸柱為例例進(jìn)行柱的的截面驗(yàn)算算，其最不不利內(nèi)力組組合為：按受彎構(gòu)件計(jì)計(jì)算，由于于選用，，，，，與柱子子受到的壓壓力相比，柱柱子受到的的彎矩和理理論重量可可以忽略不不計(jì)。鋼材材選用型鋼鋼。強(qiáng)度驗(yàn)算將柱子視為無(wú)無(wú)孔洞的軸軸心受力構(gòu)構(gòu)件，按毛毛截面強(qiáng)度度計(jì)算：強(qiáng)度滿(mǎn)足。剛度驗(yàn)算查表知，柱子子的，軸心受力構(gòu)件件地主軸軸軸、軸的長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比和應(yīng)應(yīng)滿(mǎn)足正式式要求：剛度滿(mǎn)足。整體穩(wěn)定驗(yàn)算算由剛度驗(yàn)算處處知，，繞軸屈屈曲時(shí)屬于于b類(lèi)截面，。鋼的，故查附表4.22，按插值值法得。滿(mǎn)足整體穩(wěn)定定要求。局部穩(wěn)定驗(yàn)算算H型鋼應(yīng)滿(mǎn)足足下列要求求：翼緣外伸部分分：腹板：局部穩(wěn)定亦滿(mǎn)滿(mǎn)足。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)本結(jié)構(gòu)為8度度抗震設(shè)防防結(jié)構(gòu)，所所有節(jié)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)采用等等強(qiáng)度節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)，全全部采用剛剛接方式。次梁與主梁節(jié)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)由于抗震要求求較高，次次梁與主梁梁連接采用用剛接的方方式，連接接節(jié)點(diǎn)除傳傳遞次梁的的豎向支反反力外，還還傳遞次梁梁的梁端彎彎矩，由于于本結(jié)構(gòu)方方案在結(jié)構(gòu)構(gòu)布置時(shí)次次梁的布置置相對(duì)平均均和對(duì)稱(chēng)，主主梁兩側(cè)的的次梁梁端端彎矩相差差較小，主主梁受扭很很小，故可可采用平接接形式。下圖為次梁支支承在主梁梁的承托上上，采用焊焊接連接。 圖6-1 次次梁與主梁梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)現(xiàn)取底層CDD主梁上的的其中一個(gè)個(gè)次梁與主主梁連接節(jié)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算。負(fù)彎矩，支座座反力。上下翼緣板強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算次梁支座負(fù)彎彎矩分解為為上翼緣拉拉力和下翼翼緣壓力的的力偶為其中為次梁高高度。次梁上下翼緣緣面積相同同，則上下翼緣滿(mǎn)足足強(qiáng)度要求求。次梁頂部連接接蓋板的焊焊縫高度設(shè)設(shè)計(jì)為，則則即故連接蓋板取取厚度為，長(zhǎng)長(zhǎng)度為，取取。主梁承托板強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算次梁的豎向支支座反力在在承托頂板板的作用位位置可視為為距承托外外邊緣處，將將支座反力力簡(jiǎn)化到承承托與主梁梁腹板焊縫縫連接處時(shí)時(shí)，將簡(jiǎn)化化為一豎向向力和一彎彎矩。其中中，。主梁腹板高度度扣除次梁梁梁高再扣扣除承托板板厚度即為為承托板上上焊縫的長(zhǎng)長(zhǎng)度，即取同理，必需滿(mǎn)滿(mǎn)足即取將遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足足要求。彎矩產(chǎn)生的力力偶為則正面的直角角角焊縫基基本計(jì)算公公式：得。梁與柱的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)為了保證將梁梁端的彎矩矩和剪力可可以有效地地傳給柱子子，連接節(jié)節(jié)點(diǎn)采用剛剛性連接的的方式。如如圖設(shè)計(jì)為為框架H型號(hào)梁與與柱全焊接接剛性連接接，梁翼緣緣與柱翼緣緣采用坡口口對(duì)接焊縫縫連接。為為了便于梁梁翼緣處坡坡口焊縫的的施焊和設(shè)設(shè)置襯板，在在梁腹板兩兩端上、下下角處各開(kāi)開(kāi)的半圓孔孔。取底層D軸柱柱梁柱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算算。底層CD梁計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)為為：表6-1 底底層CD梁計(jì)算數(shù)數(shù)據(jù)底層DE梁計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)為為：表6-2 底底層DE梁計(jì)算數(shù)數(shù)據(jù)根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》GB500017––2003中的第7.4..1條規(guī)定，當(dāng)當(dāng)柱的腹板板不設(shè)置橫橫向加勁肋肋時(shí)，必須須滿(mǎn)足下列列要求：在梁的受壓翼翼緣處，柱柱腹板厚度度應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)滿(mǎn)足：其中、為梁受受壓、受拉拉翼緣的截截面面積；；、為柱、梁梁鋼材抗拉拉（壓）強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值；為在垂垂直于柱翼翼緣的集中中壓力作用用下，柱腹腹板計(jì)算高高度邊緣處處壓應(yīng)力的的假定分布布長(zhǎng)度，即即，故局部承壓條件件滿(mǎn)足。局部穩(wěn)定條件件滿(mǎn)足。梁的受拉翼緣緣處，柱翼翼緣板的厚厚度亦滿(mǎn)足足條件。取焊縫高度為為，而柱為為、梁為，取E50型焊條，其其焊縫的強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值。取底層CD梁梁端彎彎矩，驗(yàn)算。梁端負(fù)彎矩產(chǎn)產(chǎn)生一力偶偶力偶由梁的上上翼緣承受受拉力，下下翼緣承受受壓力，焊焊縫驗(yàn)算如如下：當(dāng)焊縫高度為為可以滿(mǎn)足足需要。受壓翼緣同理理計(jì)算。對(duì)于梁腹板的的焊縫，亦亦取進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算。剪力亦滿(mǎn)足。柱腳設(shè)計(jì)在此取D軸柱柱進(jìn)行柱腳腳設(shè)計(jì)，由由內(nèi)力組合合知，，，柱子選選用型H型鋼，鋼鋼材選用，焊焊條為E50型?；A(chǔ)礎(chǔ)混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)為為C15，。底板尺寸圖6-2 柱腳立面圖錨栓采用，錨錨栓孔面積積，靴梁厚厚度取，懸懸臂，則需需要的底板板面積為：：圖6-2 柱腳立面圖圖6-3 柱腳平面圖最后采用圖6-3 柱腳平面圖由于彎矩的存存在，基礎(chǔ)礎(chǔ)面承受的的實(shí)際應(yīng)力力為：可見(jiàn)，相對(duì)于于軸力而言言，彎矩影影響很小，故故此以軸心心受壓柱設(shè)設(shè)計(jì)柱腳，將將底板承受受的壓應(yīng)力力視均勻壓壓應(yīng)力，取取。四邊支承板（區(qū)區(qū)格eq\o\aac(○,1)）的的彎矩為：：查表8.6..1，三邊支承板（區(qū)區(qū)格eq\o\aac(○,2)）的的彎矩為：：此時(shí)可按懸臂臂長(zhǎng)為的懸懸臂板計(jì)算算，即懸臂板（區(qū)格格eq\\o\acc(○,3)）的的彎矩為：：對(duì)比這三種不不同支承板板，最大彎彎矩為：底板厚度為：：取底板厚度為為。靴梁與柱身間間豎向焊縫縫計(jì)算連接焊縫取，則則焊縫長(zhǎng)度度為：靴梁高度取。靴梁與底板的的焊縫計(jì)算算靴梁與底板的的焊縫長(zhǎng)度度為：所需焊縫尺寸寸為：選用。靴梁強(qiáng)度計(jì)算算靴梁按雙懸臂臂簡(jiǎn)支梁計(jì)計(jì)算，懸伸伸長(zhǎng)部分長(zhǎng)長(zhǎng)度為。靴靴梁厚度取取。底板傳給靴梁梁的荷載為為：靴梁支座處最最大剪力為為：靴梁支座處最最大彎矩為為：靴梁強(qiáng)度：隔板計(jì)算隔板按簡(jiǎn)支梁梁計(jì)算，隔隔板厚度取取。底板傳給隔板板的荷載：：隔板與底板的的連接焊縫縫強(qiáng)度驗(yàn)算算（只胡外外側(cè)焊縫）：：連接焊縫縫取，焊縫縫長(zhǎng)度為。隔板與靴梁的的連接焊縫縫計(jì)算：取取。隔板的支座反反力為：焊縫長(zhǎng)度為：：取隔板高度，取取隔板厚度度。隔板強(qiáng)度驗(yàn)算算：柱腳與基礎(chǔ)的的連接按構(gòu)構(gòu)造要求選選用兩個(gè)直直徑的錨栓栓?；A(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理土層情況如下下：層次層厚（m）層底標(biāo)高（mm）（地面標(biāo)高±±0.000）土體類(lèi)型土體參數(shù)Ⅰ1.00-1.00雜填土Ⅱ2.50-3.50淤泥質(zhì)土Ⅲ3.00-6.50粉質(zhì)粘土含水率，塑限限，液限Ⅳ5.50-12.000粉土孔隙比Ⅴ-中密的中砂由表知，本建建筑用地的的土體情況況不好，而而抗震等級(jí)級(jí)為8級(jí)，故應(yīng)應(yīng)選用樁基基礎(chǔ)。又由由于底層土土體為中砂砂土質(zhì)，并并非堅(jiān)硬的的土層，應(yīng)應(yīng)選用摩擦擦型樁?？梢?jiàn)，承臺(tái)底底面在天然然地面以下下處，從天天然地面起起往下的土土層分布是是：雜填土土；淤泥質(zhì)質(zhì)土，，；粉質(zhì)粘粘土，，；粉土，，；樁長(zhǎng)支支承在中密密的中砂層層3米之下，，，。現(xiàn)采用用截面邊長(zhǎng)長(zhǎng)為的預(yù)制制樁。單樁承載力特特征值單樁承載力特特征值為：：由于是單根柱柱子下面的的樁基，取取框架底層層的D軸柱為例例計(jì)算，，則取根。圖7-1 樁樁基設(shè)計(jì)初選承臺(tái)尺寸寸柱距按表4--9“柱的最小小中心距”選擇，由由于是擠土土預(yù)制樁，樁樁的最小中中心距取，并并且要考慮慮柱腳底板板尺寸為。承臺(tái)長(zhǎng)邊：承臺(tái)短邊：現(xiàn)取承臺(tái)埋深深，承臺(tái)高高度，柱頂頂伸入承臺(tái)臺(tái)，鋼筋保保護(hù)層取，則則承臺(tái)有效效高度為：：樁