教授花园钢结构_住宅小区毕业设计.doc

本科毕业设计说明书题 目：济南教授花园钢结构住宅小区(方案九)院 （部）：土木工程学院专 业： 土木工程班 级： 土木067姓 名： 耿华锋学 号： 2006011524指导教师： 雷淑忠、焦红完成日期： 2010年 6月12 日山东建筑大学毕业设计说明书目 录I山东建筑大学毕业设计说明书摘 要VABSTRACTVI1前 言1.1 钢结构住宅的优点及研究意义- 1 -1.2 钢结构住宅可行性分析- 2 -1.3 我国钢结构建筑基本情况- 2 -1.4 钢结构住宅发展前景- 3 -2 建 筑 设 计2.1 设计要求- 4 -2.2 工程简介- 4 -2.3 建筑防火设计- 4 -2.4 新技术、新材料的应用- 5 -2.5 防水做法- 5 -2.5.1 屋面防水- 5 -2.5.2 楼面防水- 5 -2.6 墙 体- 5 -2.6.1 墙身防潮- 5 -2.6.2 墙身砌筑- 5 -2.7 外装修- 6 -2.8 门窗工程- 6 -2.9 其 它- 6 -3 结 构 设 计3.1 结构方案布置- 7 -3.1.1 结构形式选择- 7 -3.1.2 柱网布置- 7 -3.1.3 楼板形式选择- 7 -3.1.4 材料的确定- 8 -3.2 楼板计算- 8 -3.2.1 荷载统计- 8 -3.2.2 板的设计- 12 -3.2 框架设计- 16 -3.3.1 截面选择- 16 -3.3.2 选取计算单元- 17 -3.3.3 荷载计算- 18 -3.4 内力计算- 21 -3.4.1 计算简图- 21 -3.4.1 内力计算- 21 -3.5 内力组合- 38 -3.6 结构、构件验算- 39 -3.6.1 框架柱- 39 -3.6.2 框架梁- 43 -3.6.3 结构侧移验算- 43 -3.7 框架连接设计- 44 -3.7.1 主梁与柱栓焊连接设计- 45 -3.7.2 柱脚设计- 46 -3.8 基础设计- 53 -3.8.1 中柱基础- 54 -3.8.2 边柱基础- 54 -3.8.3 柱下钢筋混凝土短柱设计- 54 -3.8.4 基础梁设计- 54 -3.9 楼梯设计- 68 -3.9.1 楼梯板设计- 68 -3.9.2 平台板设计- 70 -3.9.3 平台梁设计- 70 -4 施 工 设 计4.1 工程概况- 73 -4.1.1 总体概况- 73 -4.1.2 设计概况- 73 -4.1.3 工程、水文及气象概况- 74 -4.1.4 施工技术经济条件- 74 -4.1.5 工程特点- 74 -4.1.6 工地临时设施- 74 -4.2 施工平面布置- 75 -4.2.1 施工布置原则- 75 -4.2.2 平面布置- 75 -4.3 单位工程施工进度计划- 75 -4.3.1 施工进度计划- 77 -4.3.2 划分施工流水段- 77 -4.3.3 施工工艺流程- 77 -4.3.4 土方与基础工程施工方案- 77 -4.3.5 钢结构安装工程- 78 -4.3.6 垂直运输和脚手架- 81 -4.3.7 砌筑工程- 82 -4.3.8 门窗工程- 83 -4.3.9 工程量的计算- 84 -4.4 主要技术组织措施- 86 -4.4.1 质量保证措施- 93 -4.4.2 文明施工措施- 98 -4.4.3 安全施工措施- 99 -4.4.4 雨季施工措施- 100 -4.4.5 高温季节施工措施- 101 -结 论- 102 -谢 辞- 103 -参考文献- 104 -济南教授花园钢结构住宅设计（方案九）摘 要综合运用所学专业知识，进行了济南教授花园钢结构住宅的建筑设计、结构设计和施工组织设计。 本工程六层钢框架住宅设计，长73.035米，宽12米，层高为2.8m，建筑高度为18.3m，建筑面积5258.52。建筑设计力求简洁明快，具有时代感并与周围环境相结合。主体采用钢框架结构，钢筋混凝土楼板。首先确定结构方案并进行荷载统计、梁柱截面选择及刚度验算，然后计算风载作用下的框架内力及恒载、活载作用下的框架内力，经内力组合后得出构件的最不利组合内力，最后进行梁、柱截面验算、节点设计、楼板、楼梯配筋计算，绘制施工图。计算竖向荷载效应时采用分层法，计算水平荷载效应时采用D值法；在荷载组合时，考虑以可变荷载效应控制的组合和以永久荷载效应控制的组合方式；在活荷载计算过程中，采用满布荷载法；框架节点设计采用栓焊混合连接的方式；基础采用柱下独立基础。在施工组织设计中，结合建筑、结构情况将各层分为三个流水施工段。关键词：建筑设计；钢框架；内力分析；节点设计；施工组织设计The Design Of Steel Structure Residence Of professors In Ji Nan (Scheme 9)ABSTRACTBased on the professional knowledge for learned, the building of professor in Ji Nan was designed. The works include three parts: architecture design, structure design and construction design. This project is residential building of 6-floors, steel structure, which is located in Jinan. It is 73.035m long , 12.0m wide. The height of every story is 2.8m and the height of the whole building is 18.3m. The total area is 5258.52.Architecture design tries hard for simple and clear, which has the ages feels and assort with surroundings environment. Steel frame and reinforce concrete floor were used in the structure. Firstly, the size of the beam and column was determined by the type of the structure and the calculation of the loads. Secondly, the inner forces of the frame under the wind load, the dead load, and the living loads were analyzed separately. By the combination of the inner forces, the most dangerous forces can be got, and then the steel beam, steel column, the frame connections and reinforce concrete floor can be designed. After these, the drawing can be made. In the progress of internal force analysis, the vertical forces are calculated by the layer-wise method, and the horizontal forces are calculated by the D method. In the process of the live load calculation, full load is used. Mixed connection with welding and bolts was used in steel frame, and independent foundation under column was adopted. In the part of the construction organization design, based on the architecture design and structure design, construction of each layer was divided into three segments.Key Words: architecture design; steel frame; internal force analysis; connection design; construction organization design- 104 -1 前 言1.1钢框架住宅的优点及研究意义钢结构是以钢材为材料做成受力构件的结构。钢结构住宅依其自重轻，基础造价低，适用于软弱地基，安装容易，施工快，周期短，投资回收快，施工污染环境少，抗震性能好等综合优势而受到各方的重视钢结构与其它结构砖混结构、砼结构相比，在使用功能、设计、施工，以及综合经济方面都具有优势，在住宅建筑中应用钢结构的优点主要体现在以下几个方面：一、 能合理布置功能区间利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔，灵活方便，创造开放式住宅。而传统结构（砖混结构、砼结构）由于材料性质限制了空间布置的自由，以往开间一般常在3.2米、3.4米、3.6米，如果过大，就会造成板厚、梁高、柱大，出现肥梁胖柱现象，不但影响美观，而且自重增大，增加造价，购房者在二次装饰时，经常由于自行改变墙体位置，增加隐患。二、施工方便、工期短现浇混凝土需要连续施工,在我国北方地区受到施工季节的影响。钢结构的大部分构件在工厂生产,运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装,可全天候作业。施工现场作业量小,减少了施工临时用地,与传统建筑材料相比,对周围环境污染小,提高了施工的机械化水平。由于钢结构本身可作为劲性结构承担结构荷载和施工荷载,施工时可以节省支模、拆模的材料,由此降低成本,大大加快施工速度。资金价值在施工中充分体现,减少资金成本,对开发商的销售和资金回笼极为有利。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期，可缩短三分之一，而且可节省支模材料。三、自重轻、抗震性能好相同建筑面积的建筑楼层，钢结构自重轻，根据比较，六层轻钢结构住宅的重量，仅相当于四层砖混结构住宅的重量。而且钢材具有延性，能比较好的消耗地震带来的能量，所以抗震性能好，结构安全度高。四、综合造价低钢结构承载力高,可以实现结构的大开间布置,构件截面小,与混凝土结构和砖混结构相比,自重比较轻,地基的处理比较容易,可以采用天然基础型式。由于基础在工程造价中占有比重比较大,上部结构重量轻可以降低基础的造价,从而减少整个项目的投资。钢结构施工机械化高的特点,从另一方面减少了人工费用和模板等其它辅助材料费用。五、符合住宅产业化和可持续发展的要求钢结构适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高。它能将节能、防水、隔热、门窗等先进的成品集合在一起,实现综合成套应用,将设计、生产、施工安装一体化,提高住宅的产业化水平。今后随着城市建设的发展,城市改造需要拆除大量的旧建筑,钢结构比传统结构的拆除更容易实施,钢材回收利用率高、拆除成本低、污染较小,符合可持续发展的要求综上所述，钢结构是适合创新的住宅结构体系。钢结构可随着人们审美观的不同，使用功能要求的不同，设计各种造型、尺度、空间的新型房型。生产厂家能高精度、高质量、高速度完成，使建筑物达到既美观又经济的效果随着高科技的发展，人们的观念与生活方式也将不断更新与变化，对住宅总体质量的要求也将不断提高，为此，住宅设计必然需要考虑与这些不断变化的因素相协调、相适应，从而出现弹性设计的新天地。而钢结构又是最适合住宅弹性设计的结构体系。1.2钢结构住宅可行性分析钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支，与砖石结构、钢筋混凝土结构、木结构一样是住宅建筑的重要组成部分，它以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架，同时配以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构建造而成，其主要承重骨架是由钢构件或钢管（园管或矩形管）混凝土构件所组成。它在美国、英国等国家的发展应用已有上百年历史，由于具备其他结构无法比拟的优点，钢结构住宅已经给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命，从设计、施工、到一系列新材料的使用都出现了革命性的变化，因而在国际范围内代表了未来的住宅发展新模式。我国钢结构住宅起步很晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近二三年才发展起来。目前在北京、天津、山东莱芜、安徽马鞍山、上海、广卅和深圳等地开展低层、多层和高层钢结构住宅试点工程，已经建成30多万平方米，最近北京赛博思金属结构有限公司将建造12万平米外企职工公寓，天津市建筑设计院为唐山设计了10万平米的钢结构住宅，这些都说明了钢结构住宅发展势头良好。 1.3 我国钢结构建筑基本情况 近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。特别是在我国大中城市中，人多、土地资源少，而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下，较大范围应用钢结构住宅，是我国生产力发展到一定阶段的必然产物。1985年在上海建造的金沙江大酒店，是第一幢自己设计并使用国产H型钢材料制造和安装的高层钢结构建筑。1996年，深圳建成了高度325米的帝王大厦，是国内第一幢超高层钢结构大厦。2002年3月，一座高达18层、采用H型钢建造的钢结构住宅楼在安徽省马鞍山市动工建设。它是我国住宅产业从钢筋混凝土跨进钢结构模式的重要标志。上海同时有6幢钢结构高层住宅在建设，最终他们将建到100米、34层，这在国内还是首次。北京住宅也启用了钢结构，位于朝阳区十里堡的晨。光家园B区，全部采用H型钢钢梁、钢柱。2002年9月开盘的北京金宸公寓，填补了国内高层住宅钢结构体系建筑的空白。同时，也标志着我国住宅的开发和建设已步入了全新的住宅钢结构体系时代。1.4 钢结构住宅发展前景住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路，因为这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于实现工业化生产，标准化制作，而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途目前，国内的建筑业生产效率较低，尚属劳动密集型产业，而钢结构住宅属于高技术高效率的产业，加快对钢结构住宅的研究，将促进建筑业向技术密集型产业转化，并将带动建材、冶金、信息机械尤其是钢铁企业的发展。钢结构住宅的发展将带动住宅施工行业的革新。如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工业进入了机械化，那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化。“钢结构是环保住宅，钢结构符合可持续发展概念”。有专家预言：3年内钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。2 建 筑 设 计2.1 设计要求本工程要求为钢框架结构住宅楼，建筑设计要求造型美观大方、新颖，色彩搭配得当。每户按“分得开，住的下”的原则，设计大小不同的居室以满足住户的要求，且卧室应尽量设置在南向。厨房每户独用，设置洗池、案台和灶台，并考虑储藏设施，可设置服务阳台。卫生间每户独用，设置便器、浴缸或淋浴、洗脸盆等。每户必须设置一生活阳台及必要的储藏设施。建筑造型和装饰方面简单明快，具有时代感，并要注意与周围环境相协调。具体体现“以人为本”的设计理念。建筑物的平面、空间布置要合理，注意消防、交通通风及采光的相关要求。2.2 工程简介 本工程为济南教授花园六层钢结构框架住宅楼，建设地点为山东省济南市。地上六层，总高度18.3m，建筑物长73.035m，宽12.0m，总建筑面积5258.52。 以室内地坪作为相对标高m，女儿墙高0.9m，室内外高差0.6m，层高2.8m，共三个单元，一梯两户，分大、中两种户型；结构安全等级为二级，耐火等级为二级，抗震设防烈度为六度，建筑使用年限为50年。 本工程结构形式为钢框架结构，外墙、内墙分别为250mm、200mm厚加气混凝土砌块。2.3 建筑防火设计 防火间距：本设计中拟建建筑与周围建筑的放火间距均符合建筑设计防火规范GBJ16-87(2001年版）的有关规定； 安全疏散：楼梯净宽为1200mm，满足消防疏散要求； 根据防火规范要求，所有管井（送排风及排烟井除外）在管线安装完毕后，在每层楼板处后浇钢筋混凝土上下防水分隔，该处楼板应预留联接钢筋，后浇钢筋混凝土的厚度和配筋与相邻楼板相同，电缆井，管道井与层间吊顶相连通的孔洞空隙，应以硅酸铝纤维等不然材料填塞密实； 凡穿过防火墙及楼板的各类管道，在管道四周孔隙处用细石混凝土填实； 轻钢结构构件喷涂防火隔热涂料，生产厂家产品需满足下列耐火极限要求： 轻钢屋面：耐火极限达0.5小时； 轻钢梁：耐火极限达1.5小时； 轻钢柱：耐火极限达2.5小时。2.4 新技术、新材料的应用 建筑：防水方面采用SBS橡胶改性沥青涂膜防水层，性能优越，施工方便，减少环境污染； 水：生活给水管采用PP-R复合管，排水管采用芯层发泡UPVC管； 电：采用节能灯。 2.5 防水做法2.5.1 屋面防水屋面采用卷材防水，涂膜2mm厚，由专业防水施工队按规程施工所有防水层，四周均涂卷至屋面泛水高度，穿板面管道或泛水以下，外墙穿管，安装后严格用细石混凝土封严，管根四周嵌防水胶，与防水层闭和。2.5.2 楼面防水卫生间加设聚氨脂防水涂层，涂膜厚度为2mm，分两次涂刷，管根嵌防水胶，地沟内侧做防水涂层，除注明外，卫生间、厨房、阳台标高均比相应的楼面低20mm，凡有水湿的房间，楼地面找坡，坡向地漏或排水口，坡度0.5%-1%，以不积水为原则，凡管道穿过此类房间均需预埋套管，高出地面30mm，地面预留风洞，洞边做混凝土砍边，高100mm或踢脚高。2.6 墙 体2.6.1 墙身防潮做法采用25厚1：2水泥砂浆加5%防水剂，只做水平防潮。 2.6.2 墙身砌筑 外墙：0.000以下采用240厚加砌混凝土砌块，M5水泥砂浆砌筑； 0.000以上采用240厚加砌混凝土砌块，M5混合砂浆砌筑。 内墙：内隔墙体采用240厚加气混凝土砌块 填充墙均砌至梁或板底，与结构框架柱及构造柱采用通长混凝土配筋带或拉结筋进行连接，板带设于门、洞口的上部及下部，施工楼面时，应预留竖向配筋；窗、洞口两侧预埋C25混凝土块锚固窗框。2.7 外装修 本工程室内外装修装饰材料和颜色需通过样品或施工样板，由甲方和建筑师共 同选定； 为避免外墙雨水渗漏，外墙抹灰中加适量防水剂，并应保证砌筑蒸压粉煤灰砌块时，砂浆饱满，垂直和水平缝中均不得有漏浆现象并不得有通缝。2.8 门窗工程 本工程门窗按不同材料和用途分别编号； 本工程所有门窗选用的玻璃厚度和框料均应满足安全强度要求，其抗风压变形， 雨水渗透，空气渗透，平面内变形，保温隔声及耐撞击等性能指标均应符合国家现行产品标准的规定； 框料表面要求光滑平整，门窗、五金配件由厂家提供样品及构造大样，由业主 和构造师共同商定。2.9 其 它 所有砌体或砌块管道井、风井均采用20厚1：2水泥砂浆抹面，无法二次抹灰的管道井、风井均用砌筑砂浆随砌随抹平、压光； 屋面排水为外排水方式； 凡露明铁件均刷防锈漆两度 凡与砌体、混凝土接触的木材表面，均须做防腐处理，所有排水管（含埋设暗管）应加强防锈处理； 一层所有外窗均加设铁护栏，用户自定； 楼梯栏杆垂直杆件间净空不应大于110mm，楼梯处栏杆扶手垂直高度为1000 mm，顶层栏杆水平段高度为1200mm； 所有窗台高度小于900mm时，需设不小于1050 mm的护栏。 建筑做法参见墙身大样图。3 结 构 设 计3.1 结构方案布置3.1.1 结构形式选择建筑物的结构形式应满足传力可靠，受力合理的要求。对多层钢结构建筑，可采用纯框架结构形式，框架应双向刚接，如果结构刚度要求较高纯框架难以满足要求，可采用支撑框架结构形式。本工程位于六度抗震设防地区，结构只有六层，高度只有19.35m（含女儿墙），满足高层民用建筑结构技术规范及建筑抗震设计规范的要求，纯框架形式很容易满足，故采用钢框架结构形式。3.1.2 柱网布置柱网尺寸首先应尽最大限度的满足建筑使用功能的要求，然后根据造价最省的原则，充分考虑加工、安装条件等因素综合确定。布置柱网是要考虑板的厚度，根据以上条件，确定本工程的柱网如下：图3.1 住宅楼左半部分柱网及主次梁布置3.1.3 楼板形式选择 楼板的方案选择首先要满足建筑设计要求、自重小和便于施工的原则，还要保证楼盖的刚度。压型钢板组合楼盖具有结构性能好、施工方便等特点，并且可以有效的减小楼板的厚度。本工程中板的计算跨度不大，因而板的厚度也不会很厚，体现不出压型钢板组合楼盖的优势。因而，本工程采用现浇钢筋混凝土楼板。采用C25混凝土和HRB335级钢筋.由于Lo2/Lo1,除储藏室与阳台外，均采用双向板。3.1.4 材料的确定 本工程各结构、构件拟采用的材料如下： 框架梁、柱本工程中框架梁、柱均采用Q345钢，材料性能应满足低合金高强度结构钢（GB/T1591）的要求。采用手工焊、E43系列焊条。满足低合金焊条（GB/T5118）的要求。自动焊和半自动焊的焊丝应满足熔化焊用焊丝（GB/T14957）的要求。板板采用C25混凝土，采用HRB335级钢筋。 基础基础选用C25混凝土，采用HRB335级钢筋；垫层选用C15混凝土，100厚。3.2 楼板计算3.2.1 荷载统计 恒荷载标准值 屋面屋41 现喷硬质发泡聚氨酯保温防水屋面棚2 涂料顶棚100mm厚C25钢筋混凝土板 0.125=2.5kN/40厚1:8水泥膨胀珍珠岩找坡 0.04=0.16kN/60厚现场喷涂硬质发泡聚氨酯保温防水层 0.060.033kN/20厚1:3水泥砂浆抹平1m1m分格 0.0220=0.4kN/涂料顶棚 板底用水加10%火碱清洗油腻 腻子刮平四周阴角用1：0.3：3水泥白灰膏勾缝 喷涂料三遍 0.30kN/钢结构自重 0.5 kN/合计 3.893kN/ 楼面楼面一（除厨房、卫生间以及阳台的其他楼面）楼17 铺地砖楼面棚2 涂料顶棚100厚现浇钢筋混凝土板 0.1025=2.50 kN/刷素混凝土浆一道 25厚1:2干硬性水泥砂浆结合层 0.02520=0.5 kN/撒素水泥面（撒适量清水）10厚铺地砖稀水泥填缝 0.55 kN/涂料顶棚荷载板底用水加10%火碱清洗油腻 腻子刮平四周阴角用1：0.3：3水泥白灰膏勾缝 喷涂料三遍 0.30 kN/钢结构自重 0.50 kN/合计 4.35 kN/楼面二（厨房、卫生间以及阳台楼面）楼17 铺地砖楼面（加防水涂料）棚2 涂料顶棚85厚现浇钢筋混凝土板 0.08525=2.125kN/刷素混凝土浆一道 1.5厚聚氨酯防水涂料（刷三遍），撒砂一层粘牢 0.05kN/25厚1：2干硬性水泥砂浆结合层 0.02520=0.5kN/刷素水泥面一道（撒适量清水）10厚铺地砖稀水泥填缝 0.55KN/涂料顶棚荷载板底用水加10%火碱清洗油腻 腻子刮平四周阴角用1：0.3：3水泥白灰膏勾缝 喷涂料三遍 0.30kN/合计 4.025kN/ 外墙1（除一层外）外墙25 涂料墙面250厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.255.5=1.375kN/6厚1：3水泥砂浆打底扫毛 0.006202=0.24kN/刷混凝土界面处理剂一道9厚1：1：6水泥石灰膏砂浆扫毛 0.009142=0.25kN/7厚1：2.5水泥砂浆压实抹光 0.007202=0.28kN/喷墙涂料合计 2.145kN/ 外墙2（一层）外墙34 贴面砖墙面250厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.255.5=1.375kN/外墙外侧刷ML908截面处理剂一道6厚1：3水泥砂浆打底扫毛 0.00620=0.12kN/12厚1:0.2:2水泥石灰膏砂浆结合层 0.01214=0.168kN/3厚T920瓷砖胶黏剂 0.05kN/8厚瓷面砖 0.0081.98=0.158 kN/外墙内侧外25涂料墙面6厚1：3水泥砂浆打底扫毛 0.006202=0.24kN/刷混凝土界面处理剂一道9厚1：1：6水泥石灰膏砂浆扫毛 0.009142=0.25kN/7厚1：2.5水泥砂浆压实抹光 0.007202=0.28kN/喷墙涂料合计 2.261kN/外墙自重 一层： 2.82.261=6.33kN/m 其余各层： 2.82.145=6.01kN/m女儿墙（h=0.9） 0.92.145=1.931kN/m 内墙200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.205.5=1.1kN/刷混凝土界面处理剂一道8厚1：3水泥砂浆打底扫毛 20.00820=0.32kN/8厚1：1：6水泥石灰膏砂浆扫毛 20.00814=0.22kN/5厚1：0.3：3水泥石灰膏砂浆压实抹光 20.00514=0.14kN/合计 1.78kN/内墙自重 1.782.8=4.98kN/m 活荷载标准值由建筑结构荷载规范GB50009-2001查得，楼面 2.0kN/； 厨房 2.0kN/；卫生间 2.0kN/； 走廊 2.0kN/；楼梯 2.0kN/； 阳台 2.5kN/；屋面（不上人）0.5kN/。 风荷载由荷载规范查得，按50年一遇取值，济南地区基本风压为0.45kN/，本工程的地面粗糙度为C类。 雪荷载由荷载规范查得，按50年一遇取值，济南地区基本雪压为0.30kN/。 地震作用根据建筑抗震设计规范第3.1.4条和高层民用建筑钢结构技术规程第1.0.6条之规定，本工程为位于6度设防类场地上的丙类建筑，可不进行地震作用计算，但仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。3.2.2 板的设计本工程拟采用双向板（局部单向板）肋梁楼盖，结构平面布置如图所示。板采用100厚现浇混凝土楼板。混凝土强度等级为C25，选用HRB335钢筋。环境类别为一类，保护层厚度15mm。 图3.2 B1、B2布置图下面进行板的设计（按弹性理论计算），取B1、B2作为计算对象。 弯矩计算， ，。跨中最大弯矩为当内支座固定在g+q/2作用下的跨中弯矩值与内支座铰支时在q/2作用下的弯矩值之和，计算时混凝土的泊桑比取0.2，支座最大弯矩为当内支座固定时g+q作用的支座弯矩。B1板：，； B2板：， ，；（2）截面设计 板底选用 6，支座选用8h要大于0.2%且要大于0.45，计算结果如下表，其中 = A表3.1 板的计算表板号m弯矩值计算As筋配实际AsB12.49820.0310.0310.984102.92022.49760.0360.0370.982111.2202-6.51810.0830.0870.957279.9296-6.51810.0830.0870.957279.9296B22.16820.0270.0270.98689.052025.13760.0750.0780.961231.4236-9.02810.1160.1240.938395.7402-12.99810.1660.1830.909588.1592(3)裂缝验算最大裂缝宽度用式计算。对受弯构件，取；又，N/，B1短边方向，取，满足； B1长边方向，取，满足。 B2短边方向，取，满足；B2长边方向，取，满足。 挠度验算f=表中系数，其中，B1:，满足。B1:，满足。3.3 框架设计3.3.1 截面选择 梁工字形梁的截面高而窄，在主轴平面内截面模量较大，楼板可视为刚性铺板，不必考虑整体稳定问题，截面只需满足强度、刚度、局部稳定的要求。故本工程中梁截面均采用工字形截面，并优先选用窄翼缘H型钢（HN系列），其经济性较好。对于简支梁，当容许挠度按确定且承受均布荷载作用时，对于Q345钢，其最小高度可按确定，其中为梁的跨度。确定了梁的高度之后，若采用H型钢，则直接查表即可确定梁的截面。本工程梁的截面初步选定为：L1 L2 L3 柱柱截面一般凭经验来确定，也可以通过过预先假定柱子长细比的方法来实现。对平面整体性验算时，当不满足时，加适当支撑，以减少计算长度，初步选柱截面为：HW3003001015 边柱HM250175711图3.3 结构布置图3.3.2 选取计算单元根据设计任务书的要求，可只取一榀框架进行设计，这里取6轴线（如图所示）框架进行设计。图3.4 传力方式3.3.3 荷载计算 恒荷载作用下 屋顶 集中荷载 板传B点与C点：， F=3.81=13.72KN，KN/m，KN F= F+ F=29.48KN， 板传A点与D点：p， =4.379KN/m， F=4.379=15.76KN， 女儿墙荷载：KNF= F+ F=22.71KN，(2)均布荷载边跨AB、CDp， ， p=2=10.82KN/m，中间跨BCp， =2.92KN/m， p=2=5.84KN/m, 2.标准层 集中荷载 板传B点与C点： =4.352.4/2=5.22KN/m， ， F=4.26=15.34KN， p， =4.89KN/m，F=4.893.6=17.60KN,墙传力： F，梁传力： =3.98KN, F= F+ F+=33.94KN， 板传C点与D点： p/m， =4.89KN/m， F=4.89=17.60KN，F= F+ F=17.60+6.01=23.61KN (2)均布荷载边跨AB、CD，/m中间跨BC， ，/m 活荷载作用下 屋顶 集中荷载边柱A、D所受的力： =0.53.6/2 =0.9KN/m， =0.56KN/m， F=0.56=2.02KN,中柱B、C所受的力：， F=0.49=1.76KN， F= F+ F=3.78KN，(2)均布荷载边跨AB、CDp， ， p=2=1.38KN/m，中间跨BCp， =0.375KN/m， p=2=0.75KN/m,2.标准层由于标准层与屋面的传力方式相同荷载是屋面荷载的四倍，故标准层计算单元荷载是屋面的四倍。则有，集中荷载：边柱A、D所受的力：F=8.08KN 中柱B、C所受的力：F=15.12KN 均布荷载：边跨AB、CD：p=5.52KN/m，中间跨BC： p=3.00KN/m， 风荷载作用下基本风压为0.45KN/；因结构高度，高宽比略等于1.5的框架结构取1.0；风载体形系数，对于矩形平面，迎风面=0.8，背风面=-0.5；风压高度变化系数，可由荷载规范查得；风压标准值计算公式，；将风荷载换算为作用在框架每层节点上的集中荷载，由于在左、右风的作用下，迎风面和背风面的计算面积不同，故要分别计算左风和右风。计算过程如下表：其中， 框架节点到室外地面的高度， 迎风面积， 背风面积。表3.2 左风荷载计算层号z(KN)61.017.40.780.450.88.642.430.58.641.523.9551.014.60.740.450.810.82.690.510.081.684.3741.011.80.740.450.810.82.690.510.081.684.3731.09.00.740.450.810.82.690.510.081.684.3721.06.20.740.450.810.82.690.510.081.684.3711.03.40.740.450.812.243.070.511.521.924.993.4 内力计算3.4.1 计算简图 刚度计算 柱 边柱（）由型钢表查得 ，对上层柱， 底层柱，； 中柱（）由型钢表查得，对上层柱， 底层柱，。 梁 L1梁（）由型钢表查得， L2梁（） 计算简图 恒荷载作用下的计算简图（图上标注的上层柱的线刚度为乘以0.9以后的修正值）。图3.9 恒荷载作用计算简图 活荷载作用下的计算简图（图上标注的上层柱的线刚度已修正）。图3.10 活荷载作用计算简图 风荷载作用下的计算简图 左风图3.11 左风荷载作用计算简图3.4.2 内力计算 框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似采用分层法。 假定： 作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本层梁及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力； 框架在竖向荷载作用下无侧移。 修正： 除底层以外，其他各层柱的线刚度均乘以0.9倍的折减系数； 除底层以外，其它各层的弯矩传递系数均取1/3。注：由分层法计算所得的框架节点处的弯矩之和常常不等于零。此时，可对节点的不平衡弯矩再做一次分配。但是，此时弯矩只分配、不传递，并且框架柱的线刚度不再乘以0.9倍的折减系数。框架在恒荷载作用下的内力计算过程如下 ：图3.13 恒载作用下的力矩分配 3.14 恒载作用下的M3.15 恒载作用下的Q3.16 恒载作用下柱的N框架在活荷载作用下的内力图如下 ： 3.18 楼面活载+屋面活载作用下的M3.19 楼面活载+屋面活载作用下的V3.20 楼面活载+屋面活载作用下的N 框架结构在水平荷载作用下的内力计算框架结构在水平荷载作用下的内力计算可采用反弯点法或D值法。由于反弯点法假定梁柱之间的线刚度比为无穷大，还假定柱的反弯点高度为一定之（底层位于2/3层高，其余各层位于层高的中点），给计算带来一定误差。故本工程水平荷载的计算采用D值法。梁端弯矩可由节点弯矩平衡条件求出不平衡弯矩，再按节点左右梁的线刚度进行分配。其中，一般层 ， 中柱 K 边柱 K 底层 ， 中柱 K 边柱 K ， ， 层间水平位移：， 总水平位移：。各柱的剪力大小如下表所示：表3.3 各柱的剪力层号层剪力