某十层钢结构纯框架体系公寓楼建筑结构施工图

[中文摘要]：钢结构是目前世界上发展迅速并且应用广泛的建筑结构形式，钢结构在中国将来成为最主要的结构形式已成为可能。目前探讨新农村的建筑形式是个热点，本设计旨在为新农村的建设提出建筑方案，设计了一11层的板式高层住宅，结构方案采用钢框架。该建筑的同一个建筑方案采用了三种柱截面形式，比较这三种方案的优缺点。为完成这项设计我做了以下工作。确定建筑方案，进行结构的分体系设计。采用平面结构分析模型，选取一榀横向框架，初选框架构件截面，计算该榀框架的各种内力，进行内力组合，选取其中最不利组合，验算结构的整体稳定性，构件的承载力，构件的稳定性。再进行节点设计，选典型节点，设计构件的连接方式，验算节点的强度。设计出基础，验算基础的承载力。本设计中采用H形钢柱，再参考同组人采用箱型和圆钢管的柱截面的数据比较，得出了如下结论：用箱形截面柱和圆钢管截面柱的双向抗弯能力强，但对于板式楼H形截面足以满足这些要求，而且其用钢量较小；对于塔式建筑来说H形截面柱就不合理，其它两种截面较为适合。关键词：钢结构住宅、设计、H型钢Abstract：Steelstructurewhichistheworld'srapiddevelopmentandbroadapplicationformstructures,structuralsteelworkinChinawillbecomethemainformofthestructureispossible.Currentlyexploringnewformsofruralconstructionisahotspot,theruraldesignedforthenewbuildingconstructionprogrammes,thedesignofa11-beamhigh-riseresidential,structuralsteelframeworkfortheintroductionoftheprogramme.Theconstructionofaconstructionprogrammewiththeintroductionofacross-sectionofthethreepillarsformthecomparativeadvantagesanddisadvantagesofthethreeprogrammes.ToaccomplishthisdesignIhavedonethefollowing.Determineconstructionprogramme,thestructureofthesub-systemdesign.HorizontalstructureanalysisusingmodelsasaPinhorizontalframeworkprimaryframeworkcomponentscross-section,thecalculationofthevariousendogenousforcePinframeworkforendogenousforceportfolio,selectthemostadversemixwhocheckedthestructureoftheoverallstabilityofthesupportingcomponents,componentstability.Anothernodedesign,thetypicalnode,linkingdesignelements,whocheckednodesintensity.Designbasis,checkingcomputationsbasedbear.ThedesignoftheH-shapedtubeused,withreferencetoagroupbox-YuanSteelPipeandthepillarcross-sectionofdatacompareddrawthefollowingconclusions:abox-shapedcross-sectionpillarandpillarYuanSteelPipecross-sectionofthetwo-waycapacity,butfortheH-beam,cross-sectiontomeettheserequirements,anditssteeltobeusedbysmaller;TheTowerBuilding,H-shapedcross-sectionpillaronunreasonabletheothertwocross-sectionismoreappropriate.Keywords：residenceofsteelstructure,design,HTypesteel目录TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc137542481"1绪论7HYPERLINK\l"_Toc137542482"2设计资料和结构选料8HYPERLINK\l"_Toc137542483"2.1建筑概况8HYPERLINK\l"_Toc137542484"2.2结构设计条件8HYPERLINK\l"_Toc137542485"2.3结构选料8HYPERLINK\l"_Toc137542486"3结构方案8HYPERLINK\l"_Toc137542487"3.1抗震设防标准的确定8HYPERLINK\l"_Toc137542488"3.2结构体系与布置9HYPERLINK\l"_Toc137542489"3.3不规则检验9HYPERLINK\l"_Toc137542490"3.4结构布置9HYPERLINK\l"_Toc137542491"4结构分析模型与计算简图10HYPERLINK\l"_Toc137542492"5分体系结构设计10HYPERLINK\l"_Toc137542493"5.1楼盖设计10HYPERLINK\l"_Toc137542494"屋盖板的设计10HYPERLINK\l"_Toc137542495"屋盖次梁的设计14HYPERLINK\l"_Toc137542496"5.1.3楼盖板的设计15HYPERLINK\l"_Toc137542497"5.1.4楼盖次梁的设计17HYPERLINK\l"_Toc137542498"5.3阳台设计18HYPERLINK\l"_Toc137542499"板式阳台的设计18HYPERLINK\l"_Toc137542500"梁式阳台的设计21HYPERLINK\l"_Toc137542501"5.4楼梯的设计22HYPERLINK\l"_Toc137542502"梯梁计算22HYPERLINK\l"_Toc137542503"平台梁计算23HYPERLINK\l"_Toc137542504"6主框架荷载计算与内力分析25HYPERLINK\l"_Toc137542505"6.1构件截面尺寸的初步确定25HYPERLINK\l"_Toc137542506"6.1.1框架梁截面型号的确定25HYPERLINK\l"_Toc137542507"框架柱截面型号的确定26HYPERLINK\l"_Toc137542508"6.2计算框架梁、框架柱的刚度26HYPERLINK\l"_Toc137542509"框架梁刚度的计算26HYPERLINK\l"_Toc137542510"框架柱的刚度的计算27HYPERLINK\l"_Toc137542511"6.3计算荷载及作用27HYPERLINK\l"_Toc137542512"6.3.1荷载计算27HYPERLINK\l"_Toc137542513"6.4各项荷载单独作用下的内力图和位移表31HYPERLINK\l"_Toc137542514"恒荷载标准值作用下的内力图和位移图31HYPERLINK\l"_Toc137542515"活荷载标准值作用下的内力图和位移图31HYPERLINK\l"_Toc137542516"风荷载标准值作用下的内力图和位移图31HYPERLINK\l"_Toc137542517"6.5验算顶点侧移和层间位移37HYPERLINK\l"_Toc137542518"6.6各种工况下的内力组合37HYPERLINK\l"_Toc137542519"第一工况下的内力组合37HYPERLINK\l"_Toc137542520"6.7验算风荷载作用下的顶点风振加速度38HYPERLINK\l"_Toc137542521"顺风向顶点最大加速度38HYPERLINK\l"_Toc137542522"7主框架的设计39HYPERLINK\l"_Toc137542523"7.1验算框架的整体稳定性39HYPERLINK\l"_Toc137542524"计算各构件的线刚度及回转半径39HYPERLINK\l"_Toc137542525"7.1.2效应41HYPERLINK\l"_Toc137542526"7.2框架梁的设计42HYPERLINK\l"_Toc137542527"7.2.1按无震组合下的内力计算42HYPERLINK\l"_Toc137542528"7.3框架柱的设计43HYPERLINK\l"_Toc137542529"按无震组合下的内力计算43HYPERLINK\l"_Toc137542530"8节点设计47HYPERLINK\l"_Toc137542531"8.1梁柱节点的设计47HYPERLINK\l"_Toc137542532"按弹性阶段设计48HYPERLINK\l"_Toc137542533"按塑性阶段极限承载力验算49HYPERLINK\l"_Toc137542534"柱腹板或翼缘的承载力49HYPERLINK\l"_Toc137542535"8.1.4梁柱节点的抗剪承载力50HYPERLINK\l"_Toc137542536"8.2次梁与主梁的连接50HYPERLINK\l"_Toc137542537"8.3柱与柱的连接50HYPERLINK\l"_Toc137542538"柱拼接接头的计算51HYPERLINK\l"_Toc137542539"8.4柱脚设计52HYPERLINK\l"_Toc137542540"验算柱翼远处的混凝土的承压力53HYPERLINK\l"_Toc137542541"柱脚配筋计算53HYPERLINK\l"_Toc137542542"9涂装和防火设计54HYPERLINK\l"_Toc137542543"9.1涂装设计54HYPERLINK\l"_Toc137542544"9.2防火设计54HYPERLINK\l"_Toc137542545"9.2.1建筑构件的耐火极限54HYPERLINK\l"_Toc137542546"9.2.2各构件防火保护层厚度的计算和保证54HYPERLINK\l"_Toc137542547"梁防火保护层55HYPERLINK\l"_Toc137542548"楼盖的防火保护55HYPERLINK\l"_Toc137542549"10基础设计55HYPERLINK\l"_Toc137542550"10.1基础受力计算56HYPERLINK\l"_Toc137542551"10.2基础的内力计算和配筋57HYPERLINK\l"_Toc137542552"验算持力层强度57HYPERLINK\l"_Toc137542553"计算基地反力57HYPERLINK\l"_Toc137542554"冲切验算58HYPERLINK\l"_Toc137542555"10.2.4配筋计算59HYPERLINK\l"_Toc137542556"11对设计中几个问题的思考60HYPERLINK\l"_Toc137542557"11.1关于对本建筑的结构选型60HYPERLINK\l"_Toc137542558"11.2风载在高层建筑的重要作用61HYPERLINK\l"_Toc137542559"11.3关于本设计中地震作用61HYPERLINK\l"_Toc137542560"水平地震荷载的计算61HYPERLINK\l"_Toc137542561"内力及位移计算65HYPERLINK\l"_Toc137542562"11.4关于柱截面的选取68HYPERLINK\l"_Toc137542563"小结69HYPERLINK\l"_Toc137542564"致谢70HYPERLINK\l"_Toc137542565"参考文献711绪论建设社会主义新农村是目前我国政府提出的促进农村发展的总的方针。建设社会主义新农村就是要将农村建设成为生产发展、生活宽裕、乡村文明、村容整洁的新农村。建设社会主义新农村包括的着诸多方面的内容总的来说就是对农村进行城镇化的建设。最近中央一号文件将村庄规划正式纳入各级政府的工作范畴，加强村庄规划和人居环境治理。随着生活水平提高和全面建设小康社会的推进，农民迫切要求改善农村生活环境和村容村貌。很明显，基于农村生产生活的具体特点，我们生搬硬套以前城市发展的模式是行不通的。首先，我们要克服许多以往城市建设中的诸多不合理之处，例如，由于规划不到位造成的许多设施建设的不合，对于住宅来讲它经历了从底层到多层再到高层，而且目前随着城市人口的不断增加，住宅要往高层方向发展，在此过程中就会有不少资源浪费，对于新农村的建设中要克服这些不合理之处，减少不必要的浪费。另外，我们要充分考虑到农村居民生产生活的特点，做到以人为本。从以上分析来看，我们进行新农村的建设最好做到一步到位，尽量用最经济的建筑形式来满足农村居民生产生活的需要，以免不必要的浪费。在这次毕业设计中，在**老师的引导下我们一组对新农村建设比较感兴趣的搞了个新农村房屋设计的系列，在我们组内讨论中我比较主张新农村房屋建设的一步到位，所以我选择作钢结构的高层住宅。随着我国钢材产量的不断增长，其价格也不断降低，使钢材大量的用于住宅成为可能。最近几年，国家一直提倡城市建造钢结构小高层住宅，当然用在新农村的建设中也未尝不可。特别是在经济基础较好的地区，建造高层钢结构住宅也是完全可行的。如仅考虑造价，钢材比混凝土贵是显然的，但要真正评判一个结构系统的优越性，需全面系统地考虑问题，考察其综合效益。高层建筑采用钢结构具有良好的综合经济效益和力学性能，其特点主要主要表现在：（1）.钢结构自重轻。结构自重的降低可以减小地震作用力，进而减少设计内力。此外结构自重的减轻还可以使基础的造价降低。（2）钢结构材料强度高。与混凝土结构相比，钢结构截面积小，从而增加建筑有效使用面积。（3）钢结构施工速度快。结构施工周期的缩短，可使整个建筑更早投入使用，缩短贷款建设的使用周期，从而减少借贷利息。（4）钢结构的延性比混凝土的延性好得多，从而钢结构的抗震性能比钢筋混凝土结构好。（5）钢结构的环保性能比较好。钢结构为干性施工，可避免混凝土湿性施工造成的环境污染。钢结构建筑拆除后，钢构件或可以直接利用，或经冶炼后在使用，对环境没有影响，因此，钢材也成为绿色建材。从以上的分析来看在农村大量利用钢材是完全可行的，当然从长远来看，这也正好本着节约的原则，不仅节约了大量的建筑用地，而且可防止大拆大建，加重农民负担，扎实稳步推进农村的整体发展。钢结构住宅虽然拥有许多优点，但其本身也存在不少弱点，如防火能力差，易锈蚀等。而在我国，钢结构住宅毕竟属于初期发展阶段，仍存在许多问题需要解决，如钢结构住宅的综合技术规范不完善、投资过高、技术含量不高、缺少专业技术人才等。不过，随着社会经济的发展，科学技术的进步，上述问题的解决指日可待。2设计资料和结构选料2.1建筑概况本工程是位于****市****河的一高层住宅(详图见总平面图)，地上10层，另有小棚一层。H=32.8m，L=46.5m，B=18.6m。建筑类别为二类，耐火及防火等级均为二级。屋面做法为：现浇压型钢板-现浇混凝土组合的结构层，刷素水泥砂浆一道，20厚1：3水泥砂浆找平，4后高聚物改性沥青防水涂抹防水层，1：8水泥膨胀珍珠岩找坡，100厚憎水珍珠岩保温，30厚1：2.5水泥砂浆双向配筋，25厚1：3水泥砂浆结合层，粘贴10厚铺底缸砖，干水泥擦缝。楼盖做法为压型钢板混凝土组合楼板结构层，下有隔音低板顶棚，20厚水泥砂浆找平，上铺磨光花岗石板（在花岗石板背面刷2-3厚YJ-9型建筑粘结剂后粘贴）。外墙采用200厚泰柏板，除卫生间和厨房采用100厚泰柏板外其余均采用200厚泰柏板。门窗为塑钢门窗，室内部分门为木门。2.2结构设计条件本建筑结构安全等级为二级，使用年限50年，抗震设防类别为丙类,抗震等级为三级，地震基本烈度为6度，基本地震加速度为0.05g，抗震分组为第二组，场地类比为Ⅰ类。地面粗糙程度为B类基本风压0.55kN/m2,基本雪压为0.15kN/m2。工程地质概况：杂质土层厚0.8m；粉质粘土层厚8—8.8m地基承载力fk=260kPa；碎石土层（未钻透），地基承载力fk=300kPa。2.3结构选料钢材选用Q235—B，摩擦型高强螺栓采用8.8级M20。框架梁和次梁选用窄翼缘的H型钢，框架柱选用H型钢截面。屋盖和楼盖均采用YX—70—200—600型压型钢板和混凝土组合楼板，混凝土强度等级采用C25。基础混凝土采用C30，钢筋采用HPB235。3结构方案3.1抗震设防标准的确定根据抗震规范(GB50011—2001)和钢结构规程（JGJ99—98），本地区抗震设防烈度为6度，抗震设防分类为丙类，处于Ⅰ类场地，故本工程可不计算地震作用，且可不进行罕遇地震作用下的结构计算。地震作用和抗震措施均按6度考虑。3.2结构体系与布置本工程的结构类型为钢结构纯框架体系。3.3不规则检验高宽比验算：由JGJ99—98知，6度抗震设防的钢结构最大高宽比为5，H/B=32.8/18.6=1.84<5，满足要求。结构平面布置需满足L/B=46.5/18.6=2.5<4，并且凹角伸出部分在一个方向的长度远小于该方向建筑总尺寸的25%，为平面规则结构；其竖向也为规则结构，故本工程为规则结构。3.4结构布置主框架结构平面布置图如图3.1图所示。基础采用平板式筏板基础，基础埋深为2.3m，基础顶面标高为-1.2m。图3.1为结构平面布置图4结构分析模型与计算简图本工程L=46.5,B=18.6,为板式楼，根据该结构的平面布置图,不宜划分成平面抗侧力单元，应采用空间结构计算模型，由于毕业设计条件所限，仅取一榀最不利的框架进行计算，其计算简图为十一层三跨平面框架，如图4.2所示。h=3,(i=2,3,4…11)h=4图4.2框架计算简图5分体系结构设计5.1楼盖设计同楼盖结构平面布置图，主梁最大跨度为8.6m,最小跨度为2.2m；次梁最大跨度为7.3m，最小跨度为3.0m；板的最大跨度为4.0m,最小跨度为1.9m。屋盖板的设计.1设计资料压型钢板采用YX—70—200—600型（镀锌Z27,钢号Q235）,厚度t=1.2mm,自重0.162kN/m2，截面力学特征（1m宽）：全截面惯性矩I=164㎝4/m,断面W=40.0㎝3/m,有效截面惯性矩Ief=115㎝4/m,Wef=30.6㎝3/m。压型钢板上浇90mm厚C25混凝土，楼面施工荷载取1.5kN/m2。其构造如图5.1所示。图5.1楼盖截面图.2施工阶段验算.2.1荷载计算压型钢板组合楼自重=0.162+24×0.125=3.162kN/m取施工荷载1.5kN/m设计值可变荷载控制的组合1.2×3.162＋1.4×1.5=5.89kN/m永久荷载控制的组合1.35×3.162＋1.0×1.5=5.77kN/m.2.2内力计算计算宽度取b=1m，楼板最大跨度取l=4.0m压型钢板沿顺肋方向一个波宽（200㎜）的弯矩设计值:M=kN·m.2.3抗弯承载力验算压型钢板在施工阶段的受弯承载力可按强边（顺肋）方向的单向板进行验算，其受压部分宽度bc=130mm>有效计算宽度be=50t=60mm，取be=60mm计算，而Ws=30.6㎝3/m,满足要求。.2.4刚度验算压型钢板施工阶段段按单项单跨跨简支板验算算刚度，楼板板跨度取最大大值,则δ=[δ]=,满足要求。.3使用阶段验算算.3.1荷载计算算压型钢板组合楼板板0.1662＋24×0..125=33.162kkN/m2素水泥浆一一道（厚）20×0..01=0..2kN//m220厚1：3水泥砂浆找找平200×0.022=0.4kN/m224厚高聚物改改性沥青防水水涂膜防水层层0.05kN/m221：8水泥膨胀珍珍珠岩找坡2%最薄处40厚0.055×2=0..1kN//m2100厚憎水膨胀胀珍珠岩块保保温层0.1××25=0..25kNN/m230厚1：25水泥砂浆Ф4@2200双向配筋，6×6m分格0.033×25=00.75kkN/m2缝宽10，油膏嵌嵌缝4厚高聚物改性沥青青防水卷材防防水层（SBS,AAPP）0.005kN//m225厚1：3水泥砂浆结合层0..025×220=0.55kN/mm2粘贴10厚铺地缸缸砖（铺地砖砖），干水泥泥擦缝，00.01×221=0.221kN//m23×6m留10宽宽缝，1：3石灰砂浆勾勾缝小计计55.67kkN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.177kN/mm2恒载:5..84kNN/m2活载2.0kN/m22设计值可变荷载控制的组组合1.2×55.84＋1.4×22.0=9..81kNN/m2永久荷载控制的组组合1.35××5.84＋1.0×22.0=9..89kNN/m2.3.2内力计算算取一个波距的计算算宽度kN·mkN.3.3正截面受受弯承载力计计算,故塑性中和和轴在压型钢钢板顶面以上上的混凝土中中，组合楼板板受压区高度度为故取，则受弯承载力为故故满足要求。.3.4斜截面抗抗剪承载力计计算故满足要求。.3.5刚度验算算单元板宽度内截面面惯性矩，每延米宽度内截面面惯性矩荷载短期效应组合合下荷载长期效应组合合下荷载短期效应组合合下的挠度荷载长期效应组合合下的挠度均满足要求。.3.6自振频率率的验算由.3.5中永久荷荷载产生的挠挠度故自振频率满足要要求。.3.6组合楼楼板的构造要要求前面的计算中将组组合楼板简化化成剪支板来来验算施工及及正常使用过过程中的承载载力与挠度，但但实际上在简简支板的端部部肯定受负弯弯矩的作用，故故在此处要按按构造配置负负弯矩筋以满满足此处的承承载力要求。根据连续组合楼板板按简支板设设计时需配置置的抗裂钢筋筋截面面积应应大于相应混混凝土截面的的最小配筋率率为0.2%的要求，配配的抗裂钢筋筋，一米宽板带的的配筋面积为为283的要求求，顺肋方向向抗裂钢筋的的保护层厚度度为20。与抗裂钢筋筋垂直的分布布钢筋同样按按构造要求，取取为。抗裂钢钢筋的配置长长度从边缘算算起为800，能够够满足抗裂钢钢筋与不小于于5根分布钢筋筋相交的要求求。为阻止压型钢板与与混凝土之间间的滑移，在在组合楼板的的端部均设栓栓钉，栓钉应应设置在端支支座的压型钢钢板凹肋处穿穿透压型钢板板，并将栓钉钉和压型钢板板均焊于钢梁梁翼缘上。栓栓钉的直径均均取为。在压压型钢板端部部每一个凹肋肋处设置栓钉钉，栓钉还应应符合下列要要求：沿梁轴轴方向满足；；沿垂直于梁梁轴方向满足足。屋盖次梁的设计.1荷载计算次梁截面选用,次梁最大跨度。截面力学特征，自自重次梁承受的线荷载载为恒载活载标准组合设计计值可变荷载控制的组组合永久荷载控制的组组合.2内力计算次梁的计算简图如如图5.2所示。图5.2次梁的计算算简图按简支板计算最大大弯矩设计值值.3强度验算抗弯强度验算抗剪强度验算，由由于型钢的腹腹板较厚，不不必验算抗剪剪强度。.4整体稳定验算将次梁连于主梁的的加劲肋上，不不必验算次梁梁支座处局部部承压强度。.5刚度验算全部荷载标准值作作用下可变荷载标准值作作用下均满足要求。楼盖板的设计楼盖板的设计资料料和施工阶段段的验算均同同屋盖板的，不不再赘述，下下面进行楼盖盖板使用阶段段的验算。.1楼盖板使用用阶段的验算算.1.1荷载计计算恒载磨光花岗石板板20厚1:3干硬性水泥泥砂浆结合层层20厚水泥砂浆一道1.000kN//m2压型钢板与混凝土土组合楼板kN/mm2V型轻钢龙骨吊顶0.177kN/mm2小计4.332kN/m22活载22.0kNN/m2设计值可变荷载控制的组组合1.22×4.333＋1.4×22.0=8..00kN//m2永久荷载控制的组组合1.355×4.333＋1.0×22.0=7..85kN//m2.1.2内力计算算取一个波距计算宽宽度kN·mkN.1.3正截面受受弯承载力计计算,故塑性中和轴在压压型钢板顶面面以上的混凝凝土中，组合合楼板受压区区高度为取，则受弯承载力为为故故满足要求。.1.4斜截面抗抗剪承载力计计算故满足要求。.1.5刚度验算算单元板宽度内截面面惯性矩，每延米宽度内截面面惯性矩荷载短期效应组合合下荷载长期效应组合合下荷载短期效应组合合下的挠度荷载长期效应组合合下的挠度均满足要求。.1.6自振频率率的验算由.1.5中永久荷载载产生的挠度度故自振频率满足要要求。.1.7组合楼板板设计的构造造要求标准层的的楼盖板所需需配置的抗裂裂钢筋和分布布钢筋及压型型钢板与混凝凝土的连接栓栓钉的设置均均与屋盖板一一样，在此不不再余赘。楼盖次梁的设计.1荷载计算次梁截面选用 ，次梁最大跨度。截面力学特征，自自重次梁承受的线荷载载为恒载活载标准组合设计值可变荷载控制的组组合永久荷载控制的组组合.2内力计算计算简图如图5..3所示。图5.3楼盖次梁的的计算简图按简支板计算最大大弯矩设计值值.3强度验算抗弯强度验算抗剪强度验算，由由于型钢的腹腹板较厚，不不必验算抗剪剪强度。.4整体稳定验验算将次梁连于主梁的的加劲肋上，不不必验算次梁梁支座处局部部承压强度。.5刚度验算全部荷载标准值作作用下可变荷载标准值作作用下均满足要求。5.2墙体设计计内外墙均采用泰波波网架轻板墙墙体，外墙采采用外保温复复合外墙，内内墙采用隔墙墙构造，部分分具体构见下下图图5.4墙体构造造图5.3阳台设计计本建筑中有两种型型式的阳台,一种为顺板板肋方向挑出出的板式阳台台,另一种为梁梁式阳台,因为这种阳阳台的悬挑方方向与搂板肋肋垂直,宜设为梁式式的。板式阳台的设计阳台板仍为压型钢钢板与混凝土土组合楼板,即为与楼板板同时现浇而而成向外悬挑挑1.5m,本建筑中有有宽为2.9和3.3的两种,去1米宽的板条进进行负弯矩筋筋的配置计算算即可。其施施工检修荷载载取1.5kNN/m。图5.5阳台的构构造图.1荷载及内力计算恒载：20㎜厚水泥砂砂浆面层0.02××20=0..4kN//㎡压型钢板与与混凝土组合合楼板3..16kNN/㎡20㎜厚水泥砂砂浆底面0.02××20=0..4kN//㎡3.966kN/㎡活载标准值2.5kkN/㎡均布荷载设计值：：由可变效应控制的的组合：1.22×3.966＋1.4×22.5=8..25kNN/㎡由永久效应控制的的组合：1.335×3.996＋1.0×22.5=7..85kNN/㎡取8.25kN//㎡。栏板自重：20㎜厚石灰砂浆面层层00.02×117=0.334kN//㎡120㎜厚混凝土土00.12×224=2.888kN//㎡20㎜厚水泥砂砂浆底面00.02×220=0.44kN/㎡33.56kkN/㎡1米板条的端部集中荷荷载为：3.56××1.0×11.2=4..27kNN图5.6阳台板计计算简图最大弯矩设计值为为：（阳台板板计算简图如如右图）·m.2阳台板负弯弯矩筋配筋计计算负弯矩超限判断：：图5.7阳台板配筋筋的计算简图图单位长度内压型钢钢板的下翼缘缘宽度,=1.0×11..9××2550×70××(70/22+90-335)+10000×1..0×11..9×90=187425000+1077100000=29.445kN·mm>·m，不需要加加大混凝土层层的厚度。由式子,得,选用，。.3栏板配筋计计算.3.1荷载计算算：栏板所受的水平荷荷载为0.5kNN设计值：1..4×0.55=0.7kN取1米宽栏板计算：(栏栏板高1.2米)图5.8栏板的计算算简图最大弯矩设计值：：M=0.77×1.2==0.84kkN·m板厚为120㎜,,环境类别为为一类,混凝土强度度等级为C25,钢筋保护层层厚度为15㎜,。,,按最小配筋率配筋筋：0.2%××1000××120=2240，只需需按构造配筋筋,选，,满足要求。梁式阳台的设计.1荷载计算恒载：3.966kN/㎡活载：2.55kN/㎡均布荷载设计值：：由可变效应控制的的组合：11.2×3..96＋1.4×22.5=8..25kNN/㎡由永久效应控制的的组合：11.35×33.96＋1.0×22.5=7..85kNN/㎡取8.25kN//㎡。栏板自重：3.566kN/㎡.2连梁的设计先选连梁的截面为为HN1755×90×55×8,其截面参数数为：连梁所受荷载的设设计值为：Q==(3.566×1.2++0.1822)×1.44=6.244kN/mm跨中最大弯矩为：：·m由强度公式：故选截面HN1775×90××5×8,梁跨中无孔孔眼削弱,两的抗弯强强度满足要求求。由于剪力力不大,腹板较厚,不必验算抗抗剪强度。又又连梁上部与与悬臂梁的加加劲肋相连,不必验算支支座处的局部部承压强度。验算挠度：在全部荷载标准值值作用下：则连梁的挠度满足足要求。.3悬臂梁的设计.3.1荷载计算算阳台板传来的恒载载：3.96××(1.5++2.65))=16.4434kN//m栏板及连梁传来的的集中力：(1.22×3.566+0.1882)×(11.5+2..65)==18.488kN活荷载：2..5×(1..5+2.665)=100.375kkN线荷载的设计值：：11.2×166.434++1.4×110.3755=34.225kN//m集中荷载设计值：：1.2××18.488=22.1176kNN悬臂梁根部所受到到的最大弯矩矩为：·m.3.2强度和和稳定性的验验算用抗弯刚度来设计计悬臂梁的截截面：选HN300×1550×6.55×9的截面，其其截面抵抗矩矩为,重量为,则梁的抗弯弯刚度满足要要求。又由该该截面的腹板板较厚,不必验算其其抗剪强度。其其上部与楼板板连牢,整体稳定性性可以保证,不必验算。.1.4刚度度验算悬臂梁跨度全部线荷载标准值值作用下全部集中荷载标准准值作用下全部荷载标准值作作用下可变线荷载标准值值作用下均满足要求。5.4楼梯的设设计梯梁计算.1荷载和内力计计算梯梁和平台梁采用用简支连接。梯梯梁跨度的水水平长度为22.24m，竖竖向长度为11.5m，斜斜向跨度为22.70m，踏踏板取40mmm厚。图5.9梯梁计算简简图梯梁初步选用槽钢钢，型号为10，自重为，截面模量为为。楼梯板（宽为）传传于梯梁的自自重梯梁所受荷载楼梯恒荷载活荷载梯梁所受线荷载标标准值设计值可变荷载控控制的组合永久荷载控制的组组合梯梁的支座反力梯梁的最大弯矩.2强度验算抗弯强度验算，由由受弯构件的的强度计算公公式，满足要求。平台梁计算.1荷载和内力计计算平台梁两端采用简简支连接。其其跨度为2..6m，计算算简图如图5.10示图5.10平台梁计计算简图该梁选用HN2000×1000×5.5××8，，自重为。平台板仍用压型钢钢板与混凝土土组合楼板。平台梁所受线荷载载为恒荷载活荷载平台梁所受线荷载载标准值设计值可可变荷载控制制的组合永久荷载控制的组组合平台梁上的集中荷荷载梯梁的最大弯矩.2强度和稳定性性验算抗弯强度验算，由由受弯构件的的强度计算公公式，满足要求。由于腹板较厚，不不必验算抗剪剪强度。组合楼板与次梁连连牢，可视为为刚性铺板，整整体稳定可以以保证。热轧型钢不必验算算局部稳定。.3刚度验算全部荷载标准值作作用下可变荷载标准值作作用下均满足要求。6主框架荷载载计算与内力力分析本工程为板式结构构，根据该结结构布置不规规则，应采用用空间结构计计算模型，但但由于毕业设设计时间和计计算条件有限限，在计算过过程中近似采采取选择一榀榀受力较为的的框架进行计计算。经分析析选取⑥到⑧轴处的一榀榀框架进行计计算，计算简简图为一11层三榀框架如图4.2所示。6.1构件截面尺尺寸的初步确确定框架梁选用窄翼缘缘H型钢，框架架柱选用宽翼翼缘H型钢。框架梁截面型号的的确定.1标准层框架梁截面面的确定.1.1荷载计算算楼板、面层自重：：4.3322kN/㎡作用在框架梁上的的均布荷载为为：=8.445kN/mm填充墙及粉刷：55.7kNN/m板面的活荷载为22.0kNN/㎡，作用在在梁上的均布布荷载为：kkN/m梁上作用的线荷载载设计值（暂暂不考虑钢梁梁）:gg+q=1..2×(8..45+5..7)+1..4×3.99=22.444kN/mm考虑到钢梁固定端端弯矩，初步步估计最大弯弯矩（首先选选一跨度为88.6m框架架梁进行计算算）M=（g+q）·l=××22.444×8.6==138.331kN·mm考虑到内力组合时时梁的最不利利的内里组合合是：恒载++活载+风载，将计计算弯矩乘上上1.2的放大系数数，可得：,,即==771..96㎝因此，截面选用HHN400××200×88×13的截面，=119㎝，I=1740㎝，自重0.66kN/m加上梁自重重重新验算：：g+q=11.2×(88.45＋0.66＋5.7)＋1.4×33.9=233.23kNN/mMM=（g+q）·l=×23.223×8.66=143..18kN··m==799.14㎝㎝故选HN400××200×88×13的截面满足足强度要求。对于屋面楼板框梁梁仍选用HN4000×200××8×13的截面，验验算其承载力力是否满足：：.2屋盖框架梁截面的的确定.2.1荷载计计算楼板、面层自重：：5..84kN//㎡作用在框架梁上的的均布荷载为为：=11..39kN//m板面的活荷载为22.0kNN/㎡，作用在在梁上的均布布荷载为：kkN/m梁上作用的线荷载载设计值:gg+q=1..2×11..39+1..4×3.99=16.885kN/mm考虑到钢梁固定端端弯矩，初步步估计最大弯弯矩：M=（g+q）·l=××16.855×8.6==103.885kN·mm考虑到内力组合时时梁的最不利利的内里组合合是：恒载++活载+风载，将计计算弯矩乘上上1.2的放大系数数，可得：,,即==541..0㎝故屋面选HN4000×2000×8×133的截面满足足强度要求。框架柱截面型号的的确定选取一受力最大的的柱，如A轴线处的底底层柱，计算算其内力。每每个标准层作作用的压力为为176.228kN，顶层为212.770kN，则底层柱受受轴力为：2212.700+10×1176.288=19755.5kNN钢框架结构中，框框架柱的长细细比控制在330～70之间，在这这个范围内柱柱的轴心受压压稳定系数大大致在0.7～0.8范围内，同同时考虑到柱柱是处于弯压压状态，在没没有计算弯矩矩作用时，把把柱所受轴力力N乘以放大系系数。取选取截面HW4000×4000×13×221，A=2199.5㎝，自重0.1722kN/mm，I=669000㎝，I=22400㎝。6.2计算框架架梁、框架柱柱的刚度框架梁刚度的计算算查得HN400××200×88×13型钢的截面面参数为:I=237700㎝,W=11990㎝，A=84..12㎝考虑楼板对梁抗弯弯刚度的有力力作用(仅整体受力分析时),则框架梁的的梁抗弯刚度度为：A-C跨梁的刚度度:I=1.22I=1.22×237000=284400㎝C-J跨梁的刚度度:I=1.55I=1.55×2×233700=771100㎝J-N跨梁的刚度度:I=1.55I=1.22×2×233700=556880㎝则框架梁的抗弯及及抗拉强度为为:EI=2..06×100×284000×10==585044kN·㎡EAA=2.066×10×884.12××10=177328722kNEI=2.06××10×711100×110=1466466kNN·㎡EAA=2.066×10×884.12××10×2==34657744kNEI=2.06××10×566880×110=1177172.88kN·㎡EAA=2.066×10×884.12××10×2==34657744kN框架柱的刚度的计计算框架柱的截截面参数：I=669000㎝,I=224400㎝，A=2199.5㎝单柱:EII=2.066×10×666900××10=1337814kN·㎡EAA=2.066×10×2219.5××10=4551700kkN双柱:EI=2756228kN·㎡EA=9034000kN6.3计算荷载载及作用荷载计算.1恒荷载计算算.1.1屋面面框架梁所受受荷载.1.1.1屋屋面框架梁所所受集中荷载载女儿墙（1.5米米高）及粉刷刷：混凝土空空心小砌块111.8×0..19=2..242kNN/㎡内外20厚粉刷：00.36×22=0.733kN/㎡女儿墙自重：（2.2422+0.722）×1.5==4.4433kN/m楼板、面层自重：：5.844kN/㎡框梁自重：：0.666kN/mm次梁自重：：0.666kN/mm.1.1.1.11A-C跨处的荷载载计算A轴处的集中荷载：：（5.84××＋0.66＋4.44）×=138..91kNC轴处处的集中荷载载：板传到次次梁上的线荷荷载：5.84××=17.8812kN次梁自重：0..50kN//m次梁上的线荷载：：18..312kNN/m次梁传到柱上的集集中荷载：118.3122×=1544.2Kn.1.1.1.22C-J跨上所受的的集中荷载F轴处的的作用的集中中荷载计算：：板传到次梁上的线线荷载：5.84××=15.7768kN次梁自重：0..66kN//m次梁上的线荷载：：16..268kNN/mF轴处的集中中荷载：116.2688×=1266.48kNNJ轴轴处的作用的的集中荷载计计算：板传到次梁上的线线荷载：5..84×=115.4766kN次梁自重：0.666kN/m次梁上的线荷载115.9766kN/mJ轴处的集中荷载：：15.9976×=1124.211kN.1.1.1.33J-N跨处的荷载载计算L轴处的作用的集中中荷载计算：：板传到次梁上的线线荷载：5.884×+0..66=155.56kNN/mL轴处的作用的集中中荷载为：15.400×=1199.7kNN轴处的作用的集中中荷载计算：：板传到次梁上的线线荷载：5..84×+00.66=99.42kNN/m女儿墙自重：4..44kN//mN轴处集中荷载值：：133.86×==97.377kN.1.1.2屋屋面框架梁所所受的均布荷荷载A-C跨梁的均布布荷载：0.66kN/mC-J、J-N跨跨梁的均布荷荷载：2×0.666=1.332kN/mm.1.2楼面框框架梁所受恒恒载楼板、面层自重：：4.3332kN/㎡填充墙及粉刷自重重：5.7kN/m框梁自重：0..66kN//m次梁自重：0.50kkN/m墙体自重厨房及卫生生间重：0.995kN/㎡其它墙体：1..90kNN/㎡塑钢门窗自自重：00.4kN//㎡钢柱自重：1.772kN//m柱防火保护层的自自重：0.8kkN/m框架柱自重重：2.552kN//m.2.1楼面框架架梁所受集中中荷载.2.1.1AA-C跨上所受的的集中荷载A轴处的集中荷载计计算墙体、粉刷及门窗窗自重：5.7×-（1..9-0.44）×（2.2×22.1＋1.2×22.0＋1.5×2.0＋＋1.8×22.1）=24.2268kN钢梁梁自重传来的的荷载：00.66×==5.56kkN柱自重：3.00×（1.72++0.8）=7.566kN集中荷载值为：1108.566kNC轴处的集集中荷载计算算：板传到次梁上的线线荷载：4..332×==13.211kN次梁自重：0..50kN//m次梁上的线荷载：：13..71kN//m柱自重：3.0×（1.72++0.8）×2=155.12kNNC轴处的集中中荷载：13..71×＋15.122=130..63kN.2.1.2CC-J跨上所受的的集中荷载F轴处处的集中荷载载计算：次梁上所受线荷载载：4..332×++0.5=111.76kkN/mF轴处的集中中荷载为：11.766×=91..43kNN/mJ轴处的作作用的集中荷荷载计算：板传到次梁上的线线荷载：4.3332×=111.48kNN次梁自重：0.500kN/m次梁上的线荷载：：11..98kN//mJ轴处的集中荷载：：2×7..56+111.98××=108..26kN.2.1.3JJ-N跨处的荷载载计算：L轴处的作用的集中中荷载计算：：L轴处的集中荷载为为（4.3322+）×=89.777kNN轴处集中荷载的计计算：墙体、粉刷及塑钢钢门窗的自重重：框梁传来的荷载：：0.66××=4.6337kN柱子自重：115.12kkN板传给框梁，梁再再传给柱的集集中荷载：44.332××45.6448kNN轴处的作用的集中中荷载：866.02kNN.2.2楼面框架架梁所受的均均布荷载：A-C跨的均布荷荷载：55.7＋0.66==6.36kkN/mC-J、J-N跨跨的均布荷载载：2×(55.7+0..66)==12.722kN/m.2活荷载的计算屋面活荷载载：22.0kN//m雪荷载：0.15kN/m组合时雪荷载与屋屋面活载不同同时考虑，活活载较大，只只取活载。此此时屋面活载载与楼面活载载相同。计算算楼面及屋面面的活荷载计计算过程如下下：A轴处处所受的集中中力：22.0×=332.86kkNC轴处处所受的集中中力：2.00×=51..4kNF轴处处所受的集中中力：2.0××=45.55kNJ轴处处所受的集中中力：2.0×==41.2kkNL轴处处所受的集中中力：5..1×=399.5kNN轴处处所受的集中中力：2.0××=21.11kN.3风荷载的计算风荷载标准值计算算公式为：对于矩形截面=11.3；可查荷载规规范，当查得得〈1.0时，取=1..0。根据荷载规范取TT=0.1nn=0.1××11=1..1，·T=0.555×1.11=0.67，查表得脉脉动增大系数为=2.9335。结构的高宽比：334/18..4=1.885，且该建筑筑处于B类地区，查查得脉动影响响系数，=00.49。振型系数可由Z//H值查表得到到。将风荷载载转换成作用用于框架每层层节点上的集集中荷载，具具体计算过程程如下表所示示。其中为风风振系数，为为风载标准值值，A、A分别为左风风及右风的受受风面积。表6.1层数ZmZ/H=1+kN.mA㎡A㎡左风kN·m右风kN·m11341.4761.31.01.01.7951.89425.2824.9847.8747.310311.4341.30.9120.8771.7181.76125.2824.9844.5143.989281.3861.30.8240.7691.6511.61525.2824.9840.8240.338251.3351.30.7350.6951.6111.53825.2824.9838.8738.417221.2841.30.6470.5531.5051.38225.2824.9834.9334.526191.2281.30.5590.4211.4021.23125.2824.9831.1130.745161.1621.30.4710.3481.3511.12225.2824.9828.3628.024131.0841.30.3820.2521.2730.98725.2824.9824.9524.653101.01.30.2940.1651.1940.85425.2824.9821.5821.33271.01.30.2060.0851.1000.78725.2824.9819.8919.66141.01.30.1180.0311.0360.74124.4324.1418.1017.896.4各项荷载单单独作用下的的内力图和位位移表各种荷载单独作用用下的计算简简图如图6.1。恒荷载标准值作用用下的内力图图和位移图恒荷载作用下，框框架的内力和和位移可由结结构力学求解解器求得，如如图6.2和表6.3。活荷载标准值作用用下的内力图图和位移图活荷载作用下，框框架的内力和和位移可由结结构力学求解解器求得，如如图6.3和表6.3。风荷载标准值作用用下的内力图图和位移图风荷载作用下，框框架的内力和和位移可由结结构力学求解解器求得，如如图6.3、6.4，和表6.3。恒载作用下计算简简图活载作用下下计算简图左风作用下计算简简图左风作用下下计算简图6.1各种荷载作作用下计算简简图弯矩图（·）剪力图（）轴力图（）位移图图66.2恒荷载作用用下的内力图图和位移图弯矩图（·）剪力图（）轴力图（）挠度图图6.3活荷载作作用下的内力力图和位移弯矩图（·）剪力图（）轴力图（）侧移图图6.4左风荷载载作用下的内内力图和位移移图弯矩图（·）剪力图（）轴力图（）侧移图图6.5右风荷荷载作用下的的内力图和位位移图表6.3楼层恒载作用下最大跨跨中挠度（m）活载作用下最大跨跨中挠度（m）风荷载作用下侧移移(m)左风右风限值绝对侧移层间侧移绝对侧移层间侧移110.006480.00210.0380.0020.0400.0020.0075100.006280.002030.0360.0010.0280.0010.007590.006130.001980.0010.0370.0030.007580.005890.00190.0320.0030.0340.0030.007570.005730.001860.0290.0030.0310.0030.007560.005160.001680.0260.0030.0280.0040.007550.004670.001520.0220.0040.0240.0050.007540.00410.001340.0180.0040.0190.0040.007530.003450.001130.0140.0040.0150.0040.007520.002720.000890.0090.0050.0100.0050.007510.001920.000640.0040.0050.0050.0050.00756.5验算顶点点侧移和层间间位移计算侧移时，不考考虑重力荷载载对结构侧移移的影响，也也不考虑风荷荷载与水平地地震作用之间间的效应组合合。因此，结结构的位移验验算只需考虑虑风荷载或水水平地震作用用单独效应。风荷载作用用是，层间侧侧移限值为，结结构的整体侧侧移限值为。由由表5.3可知，风荷荷载对结构产产生的层间侧侧移和总体侧侧移均小于限限值，故风荷荷载作用下顶顶点的侧移和和层间侧移都都能满足要求求。地震作用时，层间间侧移限值为为。由表5.3可知，地震震荷载对结构构产生的层间间侧移限值，故故地震作用下下层间侧移也也满足要求。6.6各种工况况下的内力组组合第一工况下的内力力组合无地震作用时的荷荷载效用组合合当永久荷载效用起起控制作用时时：风荷载起控制作用用时：根据本工程的实际际情况选以下下几种组合进进行计算：，，.1框架梁的内力组合合无地震作用参与组组合时，各层层框架梁的组组合后的内力力见表6.4。.2框架柱的内力组合合无地震作用参与组组合时，各层层框架柱的组组合后的