钢结构厂房毕业设计-某休闲娱乐中心设计（全套建筑图、结构图、计算书）
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大庆石油学院本科生毕业设计（论文）建筑物的地震减灾摘 要最近的自然灾害，暴露了可怕的后果，损害和影响了建筑环境。看来，最大的挑战之一，是如何提高社区旧的建设和基础设施抵御自然灾害的能力，以提高他们自然减灾的表现。通过改善他们的表现，建筑物和基础设施对自然灾害相关的风险与可以缓解。建筑物抵抗地震危害的管理，一般的做法是遵循三个步骤的过程中，即筛选，评价和减灾。筛查构成了初步的评估过程，并将评估优先详细的列出。新的结构根据规范进行评价比较建筑环境，并列出优先缓解。改造或更换，可以达到的缓解目的。改造的用意是改善的建筑环境的性能要求。经济，技术和环境考虑资金时，重建可能是唯一可行的解决办法。1 、概述地震，无可避免的自然灾害，可对我们的建筑环境造成毁灭性的灾难。近年中度至中强地震对有人居住的地区产生灾难性的影响。这些地震，即在美国northridge（ 1994年） ，日本神户（ 1995年） ，土耳其Golcuk-Izmit（ 1999年） ，台湾JiJi（ 1999年） ，印度gunjarat（ 2001年）和美国西雅图nisqually 。在过去的几年失去了数以千记的生命和损失了数十亿的资金。最近发生的地震表明，会幸存下来的旧楼在大多数情况下有一个合理的翻新。最近的地震表明，通过加装结构来提升建筑物的老化和不足表现是令人满意的，这似乎是最有效和高效率的地震危险性缓解措施。从吸取的经验教训来看，其中减震区最大的挑战是，如何改善性能较旧的建设和基础设施，以提高他们的能力足以承受地震危险。通过改善他们的表现，相关的风险与建筑物及基础设施对地震灾害可以缓解。加拿大的做法给出了一个概念，将处理与地震危险性减轻建筑物和其潜在的应用作为国家计划，缓解自然灾害对其他结构的危害。3 、地震减灾最近发生的地震，暴露了旧建筑物的脆弱性和失效的结果。一个有效的和有效率的方式，以减轻相关的风险与旧的和较脆弱的建筑物，是加装构件和翻新的旧式建筑，以至于与较新的建筑类似的性能水平。在加拿大，建设，一般经过三个步骤的程序来解决地震危害，即筛选，评价和缓解。筛选建筑物的优先次序，例如建筑物风险分数最高的会进行更详细的分析，而建筑物的风险分数最低的，可避免或推迟进一步的调查。这详细的分析，决定是否和到什么程度的建设需要加强。图1显示了建筑物的地震危险缓解程序的筛选（第1步） ，评价（步骤2 ）和缓解（第3步）。3.1 筛选由加拿大国家研究理事会制定了建筑物可以筛选使用的风险管理工具，即 Manual for Screening of Buildings for Seismic(1) 筛选（地震优先索引，SPI）(2)存档SPI10 优先评估“低”10SPI20 优先评估“高”高中是否需要减震？是否（3）为加固（或重建）设计和修建图1 .减震程序的筛选，评价和升级Investigation (NRC, 1992)。建筑物被筛选根据建筑物位置，土壤条件，类型和使用结构，明显的违规建设，存在或没有非结构性的危害，楼龄，入住特点和建设的重要性（灾害后或特殊的业务要求） 。筛选可用于数值建立一个地震优先索引（ SPI ），即排名，结果从另外一个结构指数（ SI ）和非结构性指数（NSI）。这个筛选的过程中，主要用于库存的筛选和优先为此目的，不是为了个别建筑物。不列颠哥伦比亚省最近通过了一项不同的筛选方法，这是类似美国的做法，从联邦紧急管理机构，一个快速评价建筑物的基础剪切的需求和能力(P. Lam, personal communication, 2001)。3.1.1 、筛选参数筛选规范是基于：（ 1 ）确定建筑物的主要特点，它的位置，和使用率等。 （ 2 ）（ 1 ）中个别数值的相关因素与参数的确定和SEISMIC HAZARD MITIGATION FOR BUILDINGS。（ 3 ）结合风险指数，本质上是个别数值因素在数学上的产物。信息，如今年建成和适用的确定建筑物在地震下危险性的关键参数nbcc。资料显示，因为它涉及到设计和建造的做法，现有建筑物，是直接作为个别分数绑向其他参数。地震活动影响建筑物的位置是确定，并且作为适用nbcc给在表二。地震活动的位置是由有效的地震带确定，这是界定在nbcc 1990。有效地震区等于zv （如果Za是相等于或小于zv ）或zv + 1 （如果Za zv ） 。Za是法向加速度，zv为位置在加拿大的某一特定的法向速度。 地震参数（A）是1.0和4.0之间的一个值。影响结构的类型，是由该类型该建筑物的结构体系和适用的nbcc来决定，见于表三。建筑结构的筛选同时要考虑材料和体系。木材，钢材， 混凝土预制件，砌筑填充和砌体结构是评价重点。结构类型参数（ c ）取值范围为1.0和3.5 。表二、地震活动性的影响（NRC， 1993年） 地震活动设计的有效地震带（ zv或zv + 1 ，如果Za zv ） nbcc 2 3 4 5 6 前65 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 65-85 1.0 1.0 1.3 1.5 2.0一= 后85 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 （一）地震活动（二）土壤条件（三）类型的结构（四）建设违规行为（五）建设的重要性（入住） （六）非结构性的危险（生命安全和运作的要求）影响建筑的重要性，是由建筑占用的类型和密度和所适用的nbcc在表四给出。建设的重要性参数表示，灾难后的建筑物和特殊业务所需经费。根据对建筑物的入住类型和密度，建筑物的重要性参数（五）取值范围为0.7和3.0 。3.1.2 、地震优先指数该评分系统是由一个结构指数（ SI ）和非结构性指数（NSI）组成 。SI是有关建筑结构可能出现的风险，以NSI是有关建筑构件非结构性的风险。结构指数，SI，计算方法如下：SI = A B C D E影响A，B，C， D和E因素，地震活动性，土壤条件，结构类型，建筑物重要性（表二 ） 。非结构指数NSI，计算方法如下：NSI = B E FF是最总要的因素在F1：降低生命危害和F2 ：危害的重要性之间。地震优先指数， SPI，等于结构指数和非结构性指数的和，即SPI=SI+NSI说明见表二 。地震优先指数，是关系到建筑物地震危险性按nbcc 1990 确定。筛选规范表明，潜在的地震危险性低为建筑物的SPI20 （图1 ） 。优先为一个更详细的评估（步骤2 ）是由SPI的决定顺序。可取的做法是进行详细评价一个建筑物的SPI与15相比较 。建筑物与SPI30可视为高风险，并立即评估建筑的抗震性能是必要的。3.2、评价该建筑的结构和非结构构件的缺陷应根据现行地震规范的要求下确定的评价步骤。NBCC1995 and “Guideline for Seismic Evaluation of Existing Buildings” (NRC, 1993)可以用来评估抗震性能的现有建筑物。“Guidelines for seismic assessment of stone masonry structures”(PWGSC, 2000) 被使用在砌体结构中。CSA-S832介绍了非结构性的建筑构件的风险评估方法，已被称为“operationaland functional components for buildings” (Cheung et al., 1999)。 在评价过程中，建议确定不足和是否需要加装，应考虑到该大厦下过去的历史地震事件的表现，建筑物剩余使用寿命，财务和业务的要求，以及对文物的限制。 (NRC, 1993; PWGSC, 2000)作为技术指南和一个普遍接受的惯例建议，在正常情况下建筑物达到60 承载能力的要求，则建筑不须升级。4 、自然灾害缓解造成这些事件（无论是地震或龙卷风或洪水）有很多不同，影响和缓解个别自然灾害之间也有很多不同。观察过去的自然灾害事件，揭示了以下常见的确凿事实：1 、在较新的和旧建筑之间预期表现的差别，后者通常不亚于前者。2 、建筑环境的影响，不仅表现在设计要求，但同时也受施工质量（建造方法，品质材料及施工）对结构和非结构组件的影响。3 、存在技术知识的差距：（a）较新的和旧建筑之间的表现-如何改善旧楼性能的达到较新的建筑物表现。（b）规范之间细化为新的建设和发展，针对现有的建设-更多的努力是需要规范的发展和保护地震作用下现有的建筑物。（c）科学研究和实际之间需要有必要建立一个更完整的方法，研究的实际需要和要求。4 、缺乏一个惯例（法律和溯及既往的规定）和一贯的和持续的合作关系的各级政府和其他利益相关者来保护和改善性能的建筑环境。表三。效果类型的结构（NRC， 1993年） 机构类型 NBCC 构件类型和符号设计 木结构 钢结构 混凝土 预应力砼 MI Masonry WLF WPB SLF SMF SBF SCW CMF CSW PCF PCW SIW RML URM CIW RMC 90 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 - MIO =砌体填充wlf =木材轻型木结构wpb =木材，邮政和梁slf =钢轻型木结构SMF=钢框架的时刻SBF中=钢支撑框架scw =钢架与混凝土剪力墙CMF =具体时刻框架CSW=混凝土剪力墙PCF=预制混凝土框架pcw =预制的钢筋混凝土墙SIW=钢框架与填充砌体剪力墙CIW=混凝土框架与填充砌体剪力墙rml =配筋砌体轴承墙壁与木材或金属甲板楼层或屋顶RMC=配筋砌体轴承墙壁混凝土隔板urm =无砌体承重墙建设4.1、用地震的放法缓解其他自然灾害地震的筛选-评估-升级的做法用于其他自然灾害是可行的。特别是筛选的方法，可能会获得通过，为筛选高层建筑物的结构按照他们个别自然灾害（如洪水，暴雨， 高风，旋风式和暴风雪）的潜在风险水平具体修改的。筛选参数包括建设的地点，土壤条件，结构使用的类型，楼龄，建设的重要性，入住的特点和非结构的危险，同样适用于地震和其他自然危害与适当的校正。表四。构建的重要性， （NRC， 1993年） E Building Design Low Normal School, or Post disaster SpecialImportance NBC occupancy occupancy High occup. very high occ. operationalN 3000 requirementto 300 to 3000 70 0.7 1.0 1.2 1.5 2.0 E =N=占地x入住密度x时间因素* 主要用途： 入住密度 平均每周工作小时大会 1 5至50 商品，个人服务 0.2 50至80 办事处，体制，制造业 0.1 50至60 住宅 0.05 100 存储 0.01至0.02 100 *时间的因素是平等的，以每周平均工时人力入住除以100 ，而不是大于1.0 。结构评价，地震的方法的第2步，应该承认较新及较旧建筑之间表现的差异。应考虑到过去的结构表现，其余服务生活的结构，财务和业务的要求和遗产限制。抗震60 的要求，可以做为加固其他不同的自然灾害。 结构加装或升级是旨在减少潜在的破坏性自然灾害对建筑物的影响，桥梁和通讯，公用事业，水塔。加强结构性的组成部分，一个大厦在发生自然灾害建设与相关潜在的危险最小风险。这是值得注意，一场自然灾害为某一特定的危险（例如，加强墙的地震危险性）有缓解的效果，对其他灾害往往有有利影响（例如， 强风或龙卷风）。而从一种自然灾害到另一种，需要的程度和缓解工作可能会有所不同，主要结构构件加以考虑和升级是相当常见的和可以给出下面定义。外墙/外包层-载荷可以是横向的（风，地震）作用在外墙和纵向的（雪，雨） 。特别应考虑到接口（锚碇）之间的墙壁或包层和其他结构性因素， 如梁柱框架和楼层。砌体墙，尤其是如果没有横向框架依靠，可能会承载力不足，在强风或地震的地面振动的非结构性的危害下，有很大可能全面崩溃。承载力不足的外墙或包层应予以删除，更换或加装。图3和图4说明潜在危害的缓解措施，可用于砌体加强防护和预制面板连接。横向框架和柱-不论潜在的自然灾害，框架可被视为建筑物的骨干柱，框筒结构。避免同时倒塌，并且强柱弱梁标准必须得到满足。这些准则确保有富裕的设计，因此如果一个关键的构件失效，它不会导致全部或部分结构的崩溃。柱可以用钢护套加强或由施工手段与先进复合材料如碳纤维增强塑料。除了加强个别横梁和柱，横向框架也可以加强与补充框架或减振装置（Naumoski and Foo， 2000年） 。地震或风致建筑结构负荷后，横向框架是可以的减少阻尼的装置。阻尼装置吸收部分负荷，使现有的结构从而避免超载，否则超过的建筑结构的承载力。类似的在通过该建筑结构的基地安装相应的隔离器减少地震荷载，建筑结构也可以实现结构与地面隔离从地面（地面运动）。屋顶框架-主要装载在屋顶上是抵抗向下的雪， 冰或雨。这也是一个重要构架，提供一个完整的结构负载路径从屋顶横梁，柱，最后转移到基础。为适当让负荷从屋顶梁/柱/框架转移，屋顶的不足可以得到加强，或提供额外支持。楼板骨架-其功能类似屋顶的装置，楼板加强，通常不是必需的，除了其下调负载是由于住户和用途，而不是由于外部荷载，如在雪地或冰上。非结构构件-维护非结构构件减少生命危险，保护财产，最大限度地减少财政的影响，协助业务迅速恢复，增强快速搜索和研究活动。关键任务设施的继续运作保护非结构组件是非常重要的如紧急及健康中心，生命线和事业。结构和非结构组件地震的缓解措施，为可以在文献中发现(Cheung et al., 1999; NRC 1995; PWGSC 1995; PWGSC2000b).5 、结论一确定个具有挑战性的方面是给地震荷载定义适当的震级和使用风险。减少严重地震的破坏危险，需要增加很强的抵抗构件。这会导致更大的成本结构，但通常相比，不会超过整体计划的总成本。在另一方面，它降低灾害损失。最低成本的地震荷载，取决于灾害的边际成本与抵抗的边际成本的最佳比例。这个比例对预计使用年限有很大的影响，初步（结构）和第二步（非结构性）与结构的重要性损害的比例。更深入的方面是适当运用其他灾害的危害来评估地震灾害的等级，如风灾。需要进行平衡这些风险。由于加拿大广阔的土地面积，自然灾害，例如地震， 洪水，风/雪暴和龙卷风是区域化。举例来说，西海岸更容易被地震破坏，Manitoba部分更是有洪水灾害，Alberta和Ontario南部更容易受龙卷风袭击，Quebec和东部海岸更关注与雪/冰风暴或飓风的袭击。往往，为一危险，如地震的减灾程序和措施，可以有利于减少其他危害的影响，如风暴。社会，包括各级政府和私营部门面临的挑战，就是要整合一切措施，针对个别减少危害到一个国家综合计划的灾害，旨在最有效的减少自然灾害后的建筑环境的影响。在国家计划内制定和实施这样一个减震的方法，在建筑物抗震减灾的处理与结构考虑可以考虑其潜在的推广和应用到其他自然灾害和结构。参考文献Cheung, M., Foo, S., and McClure, G.: 1999, Guideline for seismic risk reduction of functionaland operational components of buildings, In: Proceedings of the 8th Canadian Conference onEarthquake Engineering, Vancouver, B.C., pp. 167172.Chidiac, S., Foo, S., and Cheung, M.: 2000, Seismic guidelines for stone-masonry componentsand structures, International Conference on The Seismic Performance of Traditional Buildings,Istanbul, Turkey, November 1618.(ENR) Engineering News Record: 2001, Seismic Requirements: HospitalsMust Spend Billions, April16, pp. 20.Filiatrault, A., Uang, C. 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American Society of Civil Engineering 12, 10111019.附录：图3 、砌体保护层加强详图(PWGSC, 1995). 图4 、预制楼板连接详图(PWGSC, 1995)11大庆石油学院本科生毕业设计（论文）摘 要本建筑为拟建于大庆市开发区的夏宫休闲娱乐休闲中心，总建筑面积为5184m2。主体高度12.6m，由游泳池及洗浴办公区构成。场地类型为类场地，地震分组为第二组，抗震烈度为7度。设计内容主要包括：建筑设计和结构设计。建筑设计部分包括总体布局、平面与竖向交通、建筑朝向与选型以及防火和疏散要求。主要进行了建筑设计构思，平面布局、立面设计、剖面设计以及防火和疏散设计。平面布局合理、立面简洁大方，满足功能要求。结构设计部分包括：结构布置、荷载计算、内力组合、钢框架设计、网架设计以及基础设计。完成了该建筑的结构设计说明书及部分施工图。本建筑上部结构采用钢结构体系，下部采用独立基础。关键词：钢结构；建筑设计；内力组合；钢框架；独立基础II大庆石油学院本科生毕业设计（论文）AbstractThis building is a tier steel frame structural recreation ground, which is to be built in the Summer palace of Daqing City. Its total area is 5184 square meters. Its overall height is 12.4 meters and constructed with the swimming pool and office area. The area is the second type area, and the second group in earthquake resistance intensity. This article includes two parts that are architecture design and structural design.Architecture design includes the total layout, plane and the perpendicular transportation, the orientation of the building and chooses the size, and the design of fireproof and dispersion. the planes arrangement is reasonable,and its semblance is succinct and generous，which satisfies the functions requirement.The structure design includes what is following as the structure arrangement, the calculation of loads, the combination of the internal forces, the calculation of the frame; the calculation of the cranes beam and the calculation of column and foundation. The method of bottom shearing force is used to calculate the lateral seismic action. In according to the geologic condition, spread foundation is adopted.Through the calculating and designing, the instruction of structure design of the building and some construction plans are finished. The structure system of all steel frames is adopted in the buildings top structure and the spread foundation is adopts in its foundation structure. Key words: Steel structures; architecture design; the combination of the internal forces; structure steel frame; spread foundation目 录第1章 建筑设计11.1 夏宫休闲娱乐中心组成11.2平面设计11.3 剖面设计21.4立面设计及内部空间处理3第2章 结构设计42.1 荷载计算42.2 钢框架设计72.3 组合楼板设计512.4 网架设计552.5 檩条设计632.6 基础设计65结 论69参考文献70致 谢71III大庆石油学院本科生毕业设计（论文）第1章 建筑设计1.1 夏宫休闲娱乐中心的组成1.1.1 夏宫休闲娱乐中心简介夏宫休闲娱乐中心的组成体系由游泳区及洗浴办公区组成。游泳区是休闲娱乐中心的基本休闲单位，洗浴办公区是其附属单位，洗浴办公区组成部分包括浴池，休息区（包括休息大厅，游艺室，健身区等内容），休闲中心职工办公区，职工休息区。1.1.2 构件的组成 承重结构 本承重结构主要采用局部钢框架结构，这主要是因为泳池及办公区使用空间不同、高度较低，这种结构受力合理，建筑设计灵活，施工方便，工业化程度较高。它包括下列几部分承重构件： （1）横向框架：由基础、框架梁、柱组成。（2）纵向框架：由基础、框架梁、柱组成。（3）游泳池区：有柱，网架组成。 围护结构 本建筑物的外围护结构包括外墙、屋顶、地面、门窗等。1.2平面设计本建筑物的平面设计主要研究以下几方面的问题：（1）总平面对平面设计的影响；（2）平面设计与不同功能分区的关系；（3）平面设计与人流的关系；（4）柱网选择；（5）生活间设计；1.2.1 总平面对平面设计的影响平面设计根据全建筑物的人流流程、交通运输、卫生、防火、气象、地形、地质以及建筑群体艺术等条件，确定这些建筑物与构筑物之间的位置关系；合理的组织人流、货流，避免交叉和迂回；布置各种工程管线；进行竖向设计及绿化、美化布置等。1.2.2 平面设计与不同功能分区的关系 民用建筑的平面及空间组合设计，主要是根据建筑物使用功能的要求进行的；而休闲娱乐中心平面及空间组合设计，则是在泳池及其附属结构布置的基础上进行的。 本设计，主要包括下面五个内容：（1）根据任务书要求的规模、性质等确定的总建筑面积；（2）选择和布置泳池及其附属结构；（3）划分泳池及其附属结构面积；（4）初步拟定柱网跨度和长度；（5）使用功能对建筑设计的要求，如采光、通风、保温、防潮等。1.2.3 平面设计与人流的关系为了方便娱乐人员，客户，职工出入，并且不出现人流交叉而布置。总之，平面设计时，必须考虑周围建筑物的影响及要求。1.2.4 柱网布置本设计柱距采用6m6m。1.2.5 休息空间布置为保证游泳及洗浴人员休息而设置休息大厅、餐厅、健身区等。1.3 剖面设计 剖面设计的具体任务是：确定建筑高度；选择承重结构及围护结构方案；游泳池上空的采光、通风及屋面排水等问题。 在本设计中，建筑高度为12.6m，承重结构为钢框架，维护结构为砌体结构，游泳池上空为大空间网架。1.3.1高度的确定确定建筑的高度必须根据使用要求以及建筑统一化的要求，同时，还应考虑到空间的合理利用及功能的需求。建筑高度直接影响建筑的造价，在确定建筑高度时，应不影响生产使用的前提下，充分发掘空间的潜力，节约建筑空间，降低造价。在本设计中，层高为4.2m，游泳池层高为12.8m，1.3.2 天然采光白天，室内利用天然光线进行照明的叫做天然采光。由于天然光线质量好，又能节约能源，只有天然采光不能满足要求时才辅以人工照明。在本设计中，办公区采用人工采光，游泳馆上空采用天然采光。1.4立面设计及内部空间处理建筑物的体型与使用功能、平面形状、剖面形式和结构类型都有着密切的关系，而立面处理又是在建筑体型的基础上进行的。建筑平面、立面、剖面三者是一个有机体，设计虽然是首先从平面着手，但自始至终应将三者结合考虑和处理。立面应根据使用功能要求、技术条件、经济等因素，运用建筑构图原理进行设计，使建筑物具有更加简洁、大方、新颖的外观形象。1.4.1 立面设计由于泳池的大空间及洗浴办公区的小空间，因此在立面设计中墙面划分很关键，墙面的大小、色彩与门窗的大小、位置、比例、组合形式等，直接关系到立面效果。在工程实践中，墙面划分常采用三种方法：(1)垂直划分；(2)水平划分；(3)混合划分。本设计中，正立面采用玻璃幕墙，上空采用大空间网架造型优美，活泼。1.4.2 内部空间处理影响内部空间处理的因素有以下几个方面：（1）使用功能内部空间应满足功能要求，同时也应考虑空间的艺术处理。（2）空间利用设置在内部的职工生活空间使用方便，可用死角作为仓库，同时利用的空间来布置生活设施，这样可充分利用空间，降低造价。利用距离泳池最近房间作为急救室，方便区域作为广播室，大厅入口处设置前台，侧面设置存鞋处等。（3）设备管道有条不絮地组织排列设备管道，不但方便使用，而且便于管理和维修，其布置和色彩处理得当，会增加室内艺术效果尤其是泳池处玻璃幕墙后面的柱及柱间支撑。（4）建筑色彩在内部的应用建筑色彩受世界流行色的影响，虽然目前世界上趋向清淡或中和色，但鲜艳夺目的色彩仍广泛使用。建筑中墙面、地面、天棚的色彩应根据性质、用途、气候条件等因素确定。第2章 结构设计2.1 荷载计算2.1.1 设计资料大庆市开发区夏宫休闲娱乐中心，该厂房建筑物为局部三层，三层部分采用钢框架结构，单层部分采用大空间网架结构；长60m，宽度48m；共有4榀钢框架，柱距6.0m,屋面彩板坡度2%，网架部分屋面坡度为2%；地震设防烈度为7级，设计地震分组为第二组，设计地震基本加速度值0.05g。另附平面布置图，见图2-1；框架形式及框架尺寸见图2-2。钢框架屋顶为彩色钢板夹聚苯乙烯保温板，空间网架上空为有机玻璃。图2-1 刚架平面布置图2.1.2 荷载计算 荷载取值计算1、楼面、屋面永久荷载标准值（对水平投影面）压型钢板及保温层： 0 .12 kN/m2檩条： 0.10 kN/m2屋架及支撑自重： 0.384 kN/m2 水磨石地面： 0.65 kN/m2 74+46厚现浇混凝土板： 2.5 kN/m2 20厚板底抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2 YX-70-200-600压型钢板： 0.221 kN/m2 外墙空心小砌块： 11.8 kN/m3内墙陶粒空心砌块： 5 kN/m3 塑钢门： 0.4 kN/m2塑钢窗： 0.4 kN/m2 外墙面荷载： 11.80.4+170.02+0.5=5.56kN/M2内墙面荷载： 50.4+170.02+0.5=2.84kN/M2轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 kN/m2。图2-2 钢框架形式及尺寸2、初选截面选定梁柱截面尺寸及截面几何特性钢材均为Q235柱：H300X305X15X15：A=135.4cm2;Ix=21600cm4; W1x=1440cm3;ix =12.6cm;Iy=7100cm4;iy=7.24cm;q=106kg/m。一二层梁：H300X300X10X15:A=120.4cm2;Ix=20500cm4;W1x=1370cm3;ix=13.1cm;Iy=6760cm4;Wy=450cm3;iy=7.49cm;q=94.5kg/m。顶层梁：H125X125X6.5X9:A=30.31cm2;Ix=837cm4;W1x=44.01cm3;ix=5.29cm;iy=3.11cm;q=23.8kg/m。3、地震作用具体计算见横向地震荷载计算。图2-3 梁柱截面尺寸示意图 作用在屋面及楼面的荷载标准值屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 kN/m2雪荷载：基本雪压S0=0.35kN/m2。按雪荷载均匀分布，ur=1.0，雪荷=1.00.35=0.35 kN/m2。风荷载标准值基本风压w0=0.55 kN/m2,地面粗糙度类别为B类，风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范（GB500092001）的规定采用，柱顶：H=12.6m， uz=1.07楼面：办公区活荷载取值 2.0 kN/M2宿舍区活荷载取值 2.0 kN/M2餐厅区活荷载取值 2.5 kN/M2休息大厅活荷载取值 3.0 kN/M2健身区活荷载取值 3.5 kN/M2走廊、楼梯活荷载取值 3.5 kN/M22.2 钢框架设计2.2.1 设计资料钢框架柱距为6.0mX6.0m，层高为H=4.2m，无挡风板，间距6.0m，屋面材料为压型钢板，屋面坡度为2%，钢材选用为Q235型，焊条采用E43型，天窗架几何尺寸、结构形式及杆件编号如图2-6所示。 图2-4 钢框架左一半2.2.2 荷载标准值汇集 永久荷载.1 屋面恒载屋面板（压型钢板） 0.12 kN/m2檩条 0.10 kN/m2屋架及支撑自重 0.384 kN/m2小计 0.604 kN/m2边跨框架梁自重 0.945 kN/m小计 0.945 kN/m中跨（BC跨）框架梁自重： 0.945 kN/m 小计： 0.945 kN/m边柱连系梁自重： 0.50.9456=5.67kN连系梁传来屋架自重： 0.50.6046=3.624kN顶层边节点集中荷载标准值： 9.29kN顶层中节点集中荷载标准值： 18.58kN.1 标准层框架恒荷载 水磨石面层： 0.65 kN/m274+46mm厚现浇钢筋混凝土楼板： =2.5kN/m220厚板底抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2YX-70-200-600压型钢板： 0.221 kN/m2屋面吊顶 0.2 kN/m2楼面恒荷载： 3.88 kN/m2边跨框架梁： 0.945kN/m中跨框架梁： 0.945kN/m楼面板传给中跨（35）框架梁荷载： 3.882=6.98 kN/m中跨（35）框架梁线荷载标准值： 6.98+0.945=7.925 kN/m楼面板传给边跨（13）框架梁荷载： 30.1125=8.389kN/m中跨（35）框架梁线荷载标准值： 11.25+2.5+0.945=14.695kN/m边跨框架联系梁： 0.945kN/m钢窗自重： =1.51kN窗下墙体自重： 5.560.91.8=9.01kN窗边墙体自重： 5.560.64.2=14kN框架柱自重： 1.064.2=4.45kN连系梁传来楼面自重： 11.253+3.4931=44.22kN标准层边柱中荷载标准值： 78.86kN中柱连系梁自重： 0.945kN联系梁传来的集中荷载： 3.4932=20.94kN小计 26.61kN扣除门窗洞加上门窗重： 54.26-52.42.4+=99.5kN 标准层中结点集中荷载标准值： 99.5+26.61=126.11kN.1 底层框架相关荷载计算水磨石面层： 0.65 kN/m274+46mm厚现浇钢筋混凝土楼板： =2.5kN/m220厚板底抹灰： 0.0217=0.34 kN/m2YX-70-200-600压型钢板： 0.221 kN/m2屋面吊顶 0.2 kN/m2楼面恒荷载： 3.88 kN/m2边跨框架梁： 0.945kN/m中跨框架梁： 0.945kN/m楼面板传给中跨（35）框架梁荷载： 3.882=6.98 kN/m中跨（35）框架梁线荷载标准值： 6.98+0.945=7.925 kN/m楼面板传给边跨（13）框架梁荷载： 30.1125=8.389kN/m中跨（35）框架梁线荷载标准值： 11.25+2.5+0.945=14.695kN/m边跨框架联系梁： 0.945kN/m钢窗自重： =1.51kN窗下墙体自重： 5.560.91.8=9.01kN窗边墙体自重： 5.560.64.2=14kN框架柱自重： 1.064.2=4.45kN连系梁传来楼面自重： 11.253+3.4931=44.22kN底层边柱中荷载标准值： 78.86kN中柱连系梁自重： 0.945kN联系梁传来的集中荷载： 3.4932=20.94kN小计 26.61kN扣除门窗洞加上门窗重： 54.26-52.42.4+=99.5kN 底层中结点集中荷载标准值： 99.5+26.61=126.11kN 活荷载计算.1 屋面框架活荷载计算中跨主梁由屋面传递的均布活荷载： 60.5=3kN/m屋面传递给边跨连系梁活荷载： 630.5=9kN屋面传递给中跨连系梁活荷载： 660.5=18kN.2 标准层活荷载计算中跨主梁均布活载： 33+3.52.4+0.62=18.6kN/m楼面传递给次梁的活荷载： 2.523+223=27kN楼面传递给边跨系梁活荷载： 2.532=15kN屋面传递给中跨连系梁活荷载： 2.516+216=27kN.3底层活荷载计算中跨主梁均布活载： 33+3.52.4+0.62=18.6kN/m楼面传递给次梁的活荷载： 2.523+223=27kN楼面传递给边跨系梁活荷载： 2.532=15kN屋面传递给中跨连系梁活荷载： 2.516+216=27kN2.2.3 屋盖、楼盖重力荷载代表值Gi的计算 屋盖重力荷载代表值Gn的计算。 1）屋架自重： g1=0.6042448+0.30.548=1156.6kN2）横纵梁恒载： g2=0.238637+0.23898=69.97kN3)半层高外墙恒载： g3=5.562.1 (48+48)=1120.89kN4)半层高内墙荷载： g4=(3.6+9)4+3.62+6122.82.1=772.93kN5)半层柱高荷载： g5=1.062.153=117.96kN=1120.89kNG3=g=3623.61kN 二层楼盖重力荷载代表值Gi的计算1）楼面荷载： g1=（3.49+2.50.5）4824=5460.48kN2）横纵梁荷载： g2=0.945637+0.94598=277.83kN3)上下层半高外墙荷载： g3=1120.892=2241.78kN4)上下层半高内墙荷载： g4=772.932=1545.86kN5)上下层半高柱自重荷载： g5=117.982=235.96kNG2=g=9761.91kN 底层楼盖重力荷载代表值Gi的计算1）楼面荷载： g1=（3.49+2.50.5）X48X24=5460.48kN2）横纵梁荷载: g2=0.945637+0.94598=277.83kN3)上下层半高外墙荷载： g3=1120.892=2241.78kN4)上下层半高内墙荷载： g4=772.932=1545.86kN5)上下层半高柱自重荷载： g5=117.982=235.96kNG1=g=9761.91kN合计Gi=G =2347.43kN 表2-1 重力荷载代表值计算表层数321Gn、kN3924.619761.919761.912.2.4 水平地震作用下框架的侧移计算 梁线刚度钢框架结构中，考虑现浇钢筋混凝土楼板与钢梁的共同作用，在计算梁线刚度时，对中框架梁取Kb=2.0EIb/l;对边框架取Kb=1.5 EIb/l。底层框架为例：EXIb/l=2.0610520500/6000=1.37109(kNm)表2-2 梁线刚度表梁号惯性矩I0X104/cm4EXIb/l kNmKbX104/( kNm)中框架梁2.0Kb边框架梁1.5Kb顶层框架梁8372.75X1075.5X1074.2X107一、二层框架梁205000.865X1091.37X1091.03X10 柱线刚度 一、二、三层柱线刚度Kc=EXIc/h=2.0610521600/4200=1.033109(kNm) 横向框架柱侧翼刚度D值D即是使两端固定的柱上、下端产生相对水平位移时需要在柱顶施加的水平力。以底层框架3柱为例=（1.37+1.03）/1.033=2.32(kNm)c=（0.5+）/(+2)=（0.5+2.32）/(2.32+2)=0.6512/h2=0.68D=12/ h2=1.0254kN/mD=0.338342+1.02548+1.1812=36.57 kN/m 横向框架自振周期按顶点位移法计算框架基本自振周期T1=1.7T以顶层为例：层间相对位移3=7.14/3923.61=0.0549（m） n=i=0.1676(m)T1=1.7T=1.70.9=0.626(S)表2-3 横向框架1柱抗侧移刚度D值计算楼层层高m线刚度Kc=EIc/h(kNm)=（底层）=（一般层）c=（0.5+）/(+2)(底层)c=/(+2)（一般层）D=12c/ h234.21.033X1090.5180.2060.072624.21.033X1090.9970.3330.225814.21.033X1090.9970.4990.3383表2-4 横向框架3柱抗侧移刚度D值计算楼层层高m线刚度Kc=EIc/h(kNm)=（底层）=（一般层）c=（0.5+）/(+2)(底层)c=/(+2)（一般层）D=12c/ h234.21.033X1091.210.380.312724.21.033X1092.320.540.851914.21.033X1092.320.651.0254表2-5 横向框架5柱抗侧移刚度D值计算楼层层高m线刚度Kc=EIc/h(kNm)=（底层）=（一般层）c=（0.5+）/(+2)(底层)c=/(+2)（一般层）D=12c/ h234.21.033X1091.380.410.384724.21.033X1092.590.560.986214.21.033X1092.590.671.1800表2-6 横向框架6柱抗侧移刚度D值计算楼层层高m线刚度Kc=EIc/h(kNm)=（底层）=（一般层）c=（0.5+）/(+2)(底层)c=/(+2)（一般层）D=12c/ h234.21.033X1091.380.410.384724.21.033X1092.590.560.986214.21.033X1092.590.671.1800表2-7 横向框架8柱抗侧移刚度D值计算楼层层高m线刚度Kc=EIc/h(kNm)=（底层）=（一般层）c=（0.5+）/(+2)(底层)c=/(+2)（一般层）D=12c/ h234.21.033X1091.380.410.384724.21.033X1092.590.560.986214.21.033X1092.590.671.1800表2-8 横向框架定点位移计算楼层Gi/kNGi/kNDi/(X104kN)层间相对位移i=i/m33623.613623.617.410.05490.167629761.9113685.5228.130.04860.112719761.9123447.4336.570.06410.064 横向框架水平地震作用计算此建筑物高度不超过40m，且平面和竖向较规则和以剪切变形为主的建筑，故地震作用计算采用底部剪力法。阻尼比为GEq=0.85GE=0.8523447.43=19930.32kN=(0.35/0.626)0.91.0X0.08=0.047结构总水平地震作用等效的底部剪力标准值FEK= GEq=0.04719930.32=936.72kN定点附加水平地震作用系数Tg=0.35s，T1=0.626s1.40.35=0.49s查表得 n=0.08T1+0.07=0.080.626+0.07=0.12 顶点附加水平地震作用 Fn=nX FEK=0.12936.72=112.4kN 各层水平地震作用标准值计算： 以顶层为例 =49437936.72 (1-0.12)/23447.43=236.58kN 加入Fn后F3=112.4+236.58=348.98kN .1 各层地震作用及楼层剪力 表2-9 横向框架各层地震作用及楼层地震剪力层数hi/mHi/mGi/kNGiHi/ kNmFi/kNVi/kN34.212.63923.61494370.287348.98348.9824.28.49761.91820000.476445.88794.8614.24.29761.91410000.238222.941017.8l F3加入Fn图2-5 地震作用示意图.2 各楼层地震剪力最小取值验算各楼层地震剪力最小取值验算，满足Vi。表2-10 楼层地震剪力最小取值验算层数Vi/kNGi/kN3348.983923.6162.782794.869761.96218.9711017.89761.96375.16*表中=0.0 横向框架侧移计算框架水平位移可分为两部分：由框架梁弯曲变形产生的位移uM和由柱子轴向变形产生的位移uN，框架顶端位移为：u=uM+uN。表2-11 层间位移验算层数层间剪力层间刚度层间位移Vi/Di/m层高hi/mum3348.98714000.004894.20.010492794.862812000.002824.20.0056011017.83657000.002784.20.00278以三层为例：层间位移：Ui=348.98/71400=0.00489(m)高层钢框架中柱轴力较大，由柱子的轴向变形产生的框架顶点水平位移也比较大，不能忽略。框架受到倒三角形水平分布荷载（将集中水平地震作用折算成倒三角形分布的水平荷载），顶端荷载强度为q时n=A1/Am=1(柱截面沿高度不变)所以Fn=1/3q=3 (348.9812.6+445.888.4+222.944.2)/12.62=171.56kN/MuN=171.5612.841/3/22.061080.0135448=0.00479u=um+uN=0.01049+0.00479=0.01969m图2-6 层间位移示意图2.2.5 框架在水平地震作用下的内力计算 反弯点高度比根据该框架总层数及该层所在层数梁柱线刚度比k值，且荷载近似倒三角形，差的反弯点高度比yn。表2-12 水平地震作用下每柱剪力计算层数层剪力/kN1柱D值3柱D值5柱D值6柱D值8柱D值D3388.980.07260.31270.38470.38470.38479.732794.860.22580.85190.98620.98620.986228.1311017.80.33831.025836.57层数1柱剪力3柱剪力5柱剪力6柱剪力8柱剪力39.7311.2213.7913.7913.7926.3824.0727.8727.8727.8719.4128.5432.8432.8432.8 框架柱剪力及弯矩计算在水平荷载作用下，框架内力及位移可采用D值法进行简化计算。以顶层边柱为例每柱剪力Vi=VDi/D=348.980.0726/9.73=2.6kN反弯点y=0.51m柱顶截面处弯矩为M上=2.6(4.2-0.514.2)=1.274 kNm柱顶截面处弯矩为M下=2.60.514.2=1.326 kNm72 表2-13 水平地震作用下内力计算N=348.98KnN=3,j=3P=348.98kND=9.73=0.206 y0=0.31K=0.518 1=0.38D=0.0726 y1=0.2V=2.6kN y=0.51 M上=1.274 kNm M下=1.326 kNm=0.38 y0=0.41K=1.21 1=0.38D=0.3127 y1=0.2V=11.22kN y=0.61 M上=4.376 kNm M下=6.844 kNm=0.41 y0=0.42K=1.38 1=0.38D=0.3847 y1=0.2V=13.79kN y=0.62 M上=5.07 kNm M下=8.549 kNm=0.41 y0=0.42K=1.38 1=0.38D=0.3847 y1=0.2V=13.79kN y=0.62 M上=5.07 kNm M下=8.549 kNmN=445.88KnN=3,j=2P=794.86kND=28.13=0.333 y0=0.45K=0.997 3=1D=0.2258 y3=0V=6.38kN y=0.45 M上=3.509 kNm M下=2.871 kNm=0.54 y0=0.5K=2.32 3=1D=0.8519 y3=0V=24.07kN y=0.5 M上=12.035 kNm M下=12.035 kNm=0.56 y0=0.5K=2.59 3=1D=0.9862 y3=0V=27.87kN y=0.5 M上=13.935 kNm M下=13.935 kNm=0.56 y0=0.5K=2.59 3=1D=0.9862 y3=0V=27.87kN y=0.5 M上=13.935 kNm M下=13.935 kNmN=222.94KnN=3,j=1P=1017.8kND=36.57=0.499 y0=0.65K=0.997 2=1D=0338 y2=0V=9.41kN y=0.65 M上=3.293 kNm M下=6.117 kNm=0.65 y0=0.585K=2.32 2=1D=1.0254 y2=0V=28.54kN y=0.585 M上=11.84 kNm M下=16.696 kNm=0.67 y0=0.57K=2.59 2=1D=1.18 y2=0V=32.84kN y=0.57 M上=14.121kNm M下=18.719 kNm=0.67 y0=0.57K=2.59 2=1D=1.18 y2=0V=32.84kN y=0.57 M上=14.121kNm M下=18.719 kNm 框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算以顶层1-3跨梁为例M左=1.274 kNm M右=4.376/2=2.188 kNmVb=（ M左+ M右）/L=（1.274+2.188）/6=0.577kN顶层边柱轴力V1=- Vb=-0.577kN表2-14 横向框架梁端弯矩、剪力、及柱轴力位置l/m1-3跨3-5跨5-6跨6-8跨柱轴力M左M右VbM左M右VbM左M右VbM左M右VbN1N3N5N6N83层61.2742.1880.5772.1882.5350.7872.5352.5350.8452.5352.5350.845-0.577-0.21-0.08502层64.7839.4392.379.43911.2423.44711.24211.2423.74711.24211.2423.747-2.947-1.287-0.38501层66.16411.9383.01711.93814.0284.32814.02814.0284.67614.02814.0284.676-5.964-2.598-0.7330图2-7 水平地震作用下框架弯矩图图2-8 水平地震作用下框架剪力及轴力图2.2.6 竖向荷载作用下横向框架的内力计算 荷载计算框架梁在三分点处受到的恒荷载标准值、活荷载标准值图2-9 竖向荷载分布图 用弯矩分配法计算框架弯矩.1 固端弯矩计算以一层1-3跨恒载为例计算框架梁固端弯矩为：MA=MB=2Pl/9=2126.1086/9=168.14 kNm表2-14 梁固端弯矩计算位置恒载集中值/kN活载集中值/kN恒载MA=MB(kNm)活载MA=MB(kNm)边跨中跨边跨中跨3层0.6040.51.671.671.623.242层126.10827168.14168.1436361层126.10827168.14168.14363.2 分配系数计算考虑对称框架在对称荷载作用下，取半框架进行计算。图2-10梁柱线刚度分配系数以1柱底层框架为例下柱=1.033/（1.033+1.03+1.033）=0.345右梁=1.03/（1.033+1.03+1.033）=0.34.3 传递系数远端固定，传递系数为0.5，远端滑动铰支，传递系数为-.4 弯矩分配表2-15 恒载作用下弯矩分配三层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱00.9570.0430.04100.9060.0540.05300.8940.0530.05300.8940.0530.05300.944-1.671.67-1.671.67-1.671.67-1.671.671.590.08001.510.091.490.091.490.09-1.580.040.0450.0450.045-1.49-0.002-0.002-0.002-0.0021.59-1.591.691.51-1.581.711.49-1.581.711.49-1.581.71-2.530.530.50.490.49-0.84二层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3220.3220.3560.2630.2370.2370.2630.2630.2370.2370.2630.2630.2370.2370.2630.3860.3070.307-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.1454.1454.1459.8639.8544.2239.8544.2239.8544.22-64.9-51.6229.9322.1122.1122.117.87-7.09-5.81-5.24-5.81-5.24-5.81-5.24-3.94-2.9-2.9-2.91.271.271.40.690.760.690.760.690.760.70.380.390.39-0.18-0.17-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.0955.4155.41-110.82190.72-7.2640.54-126.06184.73-5.3340.54-126.06184.73-5.3340.54-126.06184.73-5.3351.5318.4727.2-2.4215.51-1.7815.51-1.7815.51-17.1817.18一层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3110.3450.3440.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.3860.3070.307-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.14-168.14168.1452.295857.8443.214343.214343.2143-51.6228.9221.521.521.5-7.4-6.68-5.5-4.97-5.5-4.97-5.5-4.97-4.97-3.7-2.75-2.75-2.751.151.281.20.640.350.350.35-0.16-0.15-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.0953.4459.28-112.73190.14-6.8343.91-127.19184.4-5.0643.91-127.19184.4-5.0643.91-127.19184.4-51.53-51.5326.7229.64-3.421.96-2.5321.96-2.5321.96-17.18-17.18表2-16活载作用下弯矩分配三层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱00.9570.0430.04100.9060.0540.05300.8940.0530.05300.8940.0530.05300.944-1.621.62-3.243.24-3.243.24-50.07002.940.32.890.352.890.35-0.18-3.060.0345-1.49-0.0021.55-1.551.662.942.943.392.89-2.893.422.89-2.983.06-3.060.520.980.960.96-1.02二层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3220.3220.3560.2630.2370.2370.2630.2630.2370.2370.2630.2630.2370.2370.2630.3860.3070.307-3636-3636-3636-363611.5611.5912.828.539.478.539.478.536.9513.86-11.0511.056.414.744.746.95-1.87-1.28-1.25-1.12-1.25-1.12-1.65-1.83-0.94-0.63-0.63-0.350.170.350.280.280.170.090.090.18-0.04-0.04-0.02-0.02-0.02-0.02-0.04-0.0411.8911.89-26.7940.67-1.688.68-26.9939.59-1.148.68-26.9939.56-1.146.84-30.7449.34-10.7711.333.963.96-0.562.93-0.382.93-0.382.28-3.593.78一层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3110.3450.3440.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.2560.2310.2570.2560.3860.3070.307-3636-3636-3636-363611.1912.4212.389.259.219.259.219.2513.89-11.0511.056.194.614.616.98-1.58-1.43-1.18-1.06-1.18-1.06-1.77-1.76-0.79-0.59-0.59-0.580.260.270.20.140.080.080.17-0.04-0.06-0.02-0.02-0.02-0.02-0.04-0.0411.4512.71-24.1440.71-1.499.4-27.2340.61-1.089.4-27.2340.61-1.087.44-30.7449.35-10.7811.325.736.36-0.754.7-0.544.7-0.543.72-5.39-5.66图2-11恒载作用下的框架弯矩图图2-12活载作用下的框架弯矩图.4 梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力V=Vq+VmVm=（M左-M右）/l柱轴力：N=V+P二层1-3跨为例VP1=VP3=168.14kNVM1=VM3=（M左-M右）=（110.82-190.72）/6=-13.31kNV1=168.1-13.31=154.83kNV2=168.1+13.31=181.54kNN顶=V+P=154.83+5.67+46.56=215.73kNN底=V+P=154.83+5.67+4.43+46.56=220.16kN表2-17恒载作用下梁端剪力位置荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力1-33-55-66-81-33-55-66-81-33-55-66-8Vq1Vq3Vq3Vq5Vq5Vq6Vq6Vq8Vm1Vm3Vm3Vm5Vm5Vm6Vm6Vm8V1V3V3V5V5V6V6V8三层0000-0.02-0.02-0.02-0.02-0.020.02-0.020.02-0.050.02-0.020.02二层168.14168.14168.14168.14-13.31-9.78-9.78-9.78154.83181.45158.36177.92158.36177.92158.36177.92一层168.14168.14168.14168.14-12.9-9.54-9.54-9.54155.24181.04158.6177.68158.6177.68158.6177.68表2-18活载作用下梁端剪力位置荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力1-33-55-66-81-33-55-66-81-33-55-66-8Vq1Vq3Vq3Vq5Vq5Vq6Vq6Vq8Vm1Vm3Vm3Vm5Vm5Vm6Vm6Vm8V1V3V3V5V5V6V6V8三层0000-0.05-0.18-0.09-0.09-0.050.05-0.180.18-0.090.09-0.090.09二层27272727-2.31-2.09-2.09-3.124.6929.3124.9129.0624.9129.0923.930.1一层27272727-2.76-2.23-2.23-3.124.2429.7624.7729.2324.7729.2323.930.1表2-19恒载作用下1柱轴力位置截面位置纵梁自重柱自重板自重柱轴力三层柱顶-0.021.4283.625.03柱底-0.021.4284.433.628.67二层柱顶154.835.6746.56215.73柱底154.835.674.4346.56220.16一层柱顶155.245.6746.56427.63柱底155.245.674.4346.56432.06表2-20恒载作用下3柱轴力位置截面位置纵梁自重柱自重板自重柱轴力三层柱顶0.02-0.021.4283.625.03柱底0.02-0.021.4284.433.629.48二层柱顶181.54158.365.6746.56401.61柱底181.54158.365.674.4346.56406.04一层柱顶181.04158.65.6746.56797.91柱底181.04158.65.674.4346.56802.34表2-21恒载作用下5柱轴力位置截面位置纵梁自重柱自重板自重柱轴力三层柱顶0.02-0.021.4283.625.03柱底0.02-0.021.4284.433.629.48二层柱顶177.92158.365.6746.56397.92柱底177.92158.365.674.4346.56402.42一层柱顶177.68158.65.6746.56790.93柱底177.68158.65.674.4346.56795.36表2-22恒载作用下6柱轴力位置截面位置纵梁自重柱自重板自重柱轴力三层柱顶0.02-0.021.4283.625.03柱底0.02-0.021.4284.433.629.48二层柱顶177.92158.365.6746.56397.92柱底177.92158.365.674.4346.56402.42一层柱顶177.68158.65.6746.56790.93柱底177.68158.65.674.4346.56795.36表2-23恒载作用下8柱轴力位置截面位置纵梁自重柱自重板自重柱轴力三层柱顶-0.021.4283.625.03柱底-0.021.4284.433.629.48二层柱顶177.925.6746.56239.65柱底177.925.674.4346.56244.03一层柱顶177.685.6746.56473.99柱底177.685.674.4346.56478.42表2-24活载作用下1，3柱轴力位置1柱（边柱）/kN3柱（中柱）/kN板重柱轴力板重柱轴力三层-0.05-0.050.05-0.18-0.13二层24.6913.538.1429.3124.9113.567.59一层24.2413.575.8829.7624.7713.5135.62表2-25活载作用下5，6柱轴力位置5柱（中柱）/kN6柱（中柱）/kN板重柱轴力板重柱轴力三层0.18-0.090.090.09-0.09-0.130二层29.0924.9113.567.5929.0923.913.566.49一层29.2324.7713.5135.0929.2323.913.5133.12表2-26活载作用下8柱轴力位置1柱（边柱）/kN板重柱轴力三层0.090.09二层30.113.543.69一层30.113.587.292.2.7 内力组合 框架梁内力组合对于本设计，取梁端和跨中三分点作为梁承载力设计的控制截面。因此，梁的最不利内力组合为：梁端截面：-Mmax、Vmax梁跨中截面：Mmax图2-13地震左来，右来时的内力组合简图有震组合时M左=MGEME, M右=MGEmMEM1/3=pl-2/3 M左-1/3 M右，M2/3=pl-2/3 M右-1/3 M左活载按楼层的折减系数为2-3层取0.85以二层梁1，3为例M13=1.2 (-110.82-0.526.79)+1.34.78=-155.28 kNmM31=1.2(-190.72-0.540.67)+1.39.45=-265.54 kNm表2-27梁内力组合楼层位置荷载类型无震组合有震组合内力恒载活载地震荷载1.2+1.41.35+1.191.2(+0.5)1.33层1右M-1.59 -1.55 1.27 -4.08 -3.67 -1.18 -4.49 V-0.02 -0.05 0.58 -0.09 -0.08 0.70 3左M-1.69 -1.66 2.19 -4.35 -3.91 -0.18 -5.87 V0.02 0.05 0.58 0.09 0.08 0.80 3右M-1.58 -2.34 2.54 -5.17 -4.43 0.00 -6.60 V-0.02 -0.05 0.79 -0.09 -0.08 0.97 5左M-1.71 -3.39 2.54 -6.80 -5.63 -0.79 -7.38 V0.02 0.05 0.79 0.09 0.08 1.08 5右M-1.58 -2.89 2.54 -5.94 -4.97 -0.33 -6.93 V-0.02 -0.05 0.85 -0.09 -0.08 -1.15 6左M-1.71 -3.42 2.54 -6.84 -5.66 -0.81 -7.40 V0.02 0.05 0.85 0.09 0.08 1.15 6右M-1.58 -2.89 2.54 -5.94 -4.97 -0.33 -6.93 V-0.02 -0.05 0.85 -0.09 -0.08 1.04 8左M-1.71 -3.42 2.54 -6.84 -5.66 -0.81 -7.40 V0.02 0.05 0.85 0.09 0.08 1.15 2层1右M-110.82 -26.79 -4.78 -170.49 -175.86 -155.28 -142.84 V154.83 24.69 2.37 220.36 233.22 203.69 3左M-190.72 -40.67 -9.44 -285.80 -297.33 -265.54 -241.00 V181.45 29.31 2.37 258.77 273.68 238.41 3右M-126.06 -26.99 -9.44 -189.06 -196.63 -179.74 -155.20 V158.36 24.91 3.45 224.91 238.20 209.46 5左M-184.73 -39.56 -11.24 -277.06 -288.15 -260.03 -230.80 V177.92 29.09 3.45 254.23 268.70 235.44 5右M-126.06 -26.99 -11.24 -189.06 -196.63 -182.08 -152.85 V158.36 24.91 3.75 224.91 238.20 209.85 6左M-184.73 -39.56 -11.24 -277.06 -288.15 -260.03 -230.80 V177.92 29.09 3.75 254.23 268.70 235.83 6右M-126.06 -30.74 -11.24 -194.31 -200.31 -184.33 -155.10 V158.36 23.90 3.75 223.49 237.21 209.24 8左M-184.73 -49.34 -11.24 -290.75 -297.74 -265.89 -236.67 V177.92 30.10 3.75 255.64 269.69 236.44 1层1右M-112.73 -24.14 -6.16 -169.07 -175.84 -157.77 -141.75 V155.24 24.24 3.02 220.22 233.33 204.75 3左M-190.14 -40.71 -11.94 -285.16 -296.58 -268.11 -237.07 V181.04 29.76 3.02 258.91 273.57 239.03 3右M-127.19 -27.23 -11.94 -190.75 -198.39 -184.49 -153.45 V158.60 24.77 4.33 225.00 238.38 210.81 5左M-184.40 -40.61 -14.03 -278.13 -288.74 -263.88 -227.41 V177.68 29.23 4.33 254.14 268.51 236.38 5右M-127.19 -27.23 -14.03 -190.75 -198.39 -187.20 -150.73 V158.60 24.77 4.68 225.00 238.38 211.26 6左M-184.40 -40.61 -14.03 -278.13 -288.74 -263.88 -227.41 V177.68 29.23 4.68 254.14 268.51 236.83 6右M-127.19 -30.74 -14.03 -195.66 -201.83 -189.31 -152.84 V158.60 23.90 4.68 223.78 237.53 210.74 8左M-184.40 -49.34 -14.03 -290.36 -297.29 -269.12 -232.65 V177.68 30.10 4.68 255.36 269.37 237.35 *注：表中弯矩单位为kNm，剪力单位为kN 框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面表2-28 1柱内力组合1柱内力组合表楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载活载地震荷载1.2+1.41.35+1.191.2（+0.5)1.33层柱顶M1.671.55-1.274.343.771.284.59N5.03-0.05-0.586.476.745.266.76柱底M-20.06-5.511.33-33.79-32.48-25.65-29.10N8.67-0.05-0.5811.2011.669.6211.122层柱顶M55.9412.41-3.5190.1087.6870.0179.14N215.7338.14-2.95333.85328.61277.93285.59柱底M-82.13-17.622.87-131.44-128.14-105.40-112.86N220.1638.14-2.95339.60334.59283.24290.911层柱顶M81.1415.41-3.29127.06124.64102.33110.89N427.6375.86-5.96662.12651.64550.92566.43柱底M-29.64-6.366.12-47.44-46.25-31.43-47.34N432.0675.86-5.96667.88657.62556.23571.741柱剪力组合表层次恒载1活载2地震荷载无震组合有震组合1.2+1.41.35+1.191.2(+0.5)1.33层-5.17 -1.71 -2.60 -8.60 -9.01 -10.61 -3.85 2层-32.87 -7.15 -6.38 -49.45 -52.88 -52.03 -35.44 1层-26.38 -5.18 -9.41 -38.91 -41.78 -47.00 -22.53 *注：表中弯矩单位为kNm，剪力单位为kN表2-29 3柱内力组合3柱内力组合表楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载1活载2地震荷载31.2+1.41.35+1.191.2（+0.5)1.33层柱顶M-1.67-2.94-4.38-6.29-5.14-9.461.92N5.05-86.696.265.71柱底M2.923.506.848.707.3714.50-3.29N9.48-0.130.2112.1412.6711.5711.032层柱顶M-7.76-2.66-12.04-13.81-13.08-26.554.74N401.6167.591.29616.72608.41524.16520.81柱底M43.949.4312.0470.3268.5674.0342.74N406.0467.591.29622.48614.39529.48526.131层柱顶M-22.34-5.91-11.84-37.32-35.95-45.75-14.96N797.91135.622.601227.151210.091042.241035.49柱底M21.964.7016.7035.1334.2550.887.47N802.34135.622.601232.911216.071047.561040.803柱剪力组合表层次恒载活载地震荷载无震组合有震组合1.2+1.41.35+1.191.2(+0.5)1.33层-1.09-1.53-11.22-3.45 -3.29 -16.81 12.36 2层-12.3-5.73-24.07-22.78 -23.42 -49.49 13.09 1层-10.55-2.53-28.54-16.20 -17.25 -51.28 22.92 *注：表中弯矩单位为kNm，剪力单位为表2-30 5柱内力组合5柱内力组合表楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载活载地震荷载1.2+1.41.35+1.191.2（+0.5)1.33层柱顶M-1.67-2.89-5.07-6.22-5.09-10.332.85N5.050.090.096.696.916.226.00柱底M2.273.278.557.536.2715.80-6.43N9.480.090.0912.4512.8911.5411.322层柱顶M-5.82-2.10-13.94-10.51-9.92-26.369.87N397.9967.590.39612.01603.52518.64517.64柱底M43.079.2213.9468.9067.1875.3339.10N402.4267.590.39617.77609.51523.96522.961层柱顶M-20.57-4.01-14.12-32.36-31.70-45.45-8.73N790.93135.090.771217.341200.141031.171029.17柱底M21.964.7018.7235.1334.2553.514.84N795.36135.090.771223.091206.121036.491034.485柱剪力组合表层次恒载活载地震荷载无震组合有震组合1.2+1.41.35+1.191.2(+0.5)1.33层-0.94-1.47-13.79-3.19 -3.02 -19.94 15.92 2层-11.64-2.69-27.87-17.73 -18.92 -51.81 20.65 1层-10.13-2.07-32.84-15.05 -16.14 -56.09 29.29 *注：表中弯矩单位为kNm，剪力单位为kN表2-30 6柱内力组合6柱内力组合表楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载活载地震荷载1.2+1.41.35+1.191.2（+0.5)1.33层柱顶M-1.67-2.89-5.07-6.22-5.09-10.332.85N5.050.000.006.576.826.066.06柱底M2.273.278.557.536.2715.80-6.43N9.480.000.0012.3212.8011.3811.382层柱顶M-5.82-2.10-13.94-10.51-9.92-26.369.87N397.9966.490.00610.47602.45517.48517.48柱底M43.079.2213.9468.9067.1875.3339.10N402.4266.490.00616.23608.43522.80522.801层柱顶M-20.57-3.36-14.12-31.45-31.06-45.06-8.34N790.93133.120.001214.581198.211028.991028.99柱底M21.963.7218.7233.7633.2952.924.25N795.36133.120.001220.341204.191034.301034.306柱剪力组合表层次恒载活载地震荷载无震组合有震组合1.2+1.41.35+1.191.2(+0.5)1.33层-0.94-1.47-13.79-3.19 -3.02 -19.94 15.92 2层-11.64-2.69-27.87-17.73 -18.92 -51.81 20.65 1层-10.13-1.69-32.84-14.52 -15.69 -55.86 29.52 *注：表中弯矩单位为kNm，剪力单位为kN表2-31 8柱内力组合8柱内力组合楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载活载地震荷载1.2+1.41.35+1.191.2（+0.5)1.33层柱顶M-1.67-3.06-5.07-6.46-5.25-10.432.75N5.070.090.006.726.936.146.14柱底M2.626.658.5512.7210.0518.25-3.98N9.500.090.0012.4812.9111.4511.452层柱顶M-6.37-11.79-13.94-24.79-20.15-32.833.40N239.6543.690.00372.71366.34313.79313.79柱底M68.7116.7213.94112.73109.14110.6074.37N244.0343.690.00378.41372.26319.05319.051层柱顶M-68.71-14.56-14.12-109.71-107.03-109.55-72.83N473.9987.290.00738.39725.43621.16621.16柱底M21.965.6618.7236.4735.1954.085.41N478.4287.290.00744.15731.41626.48626.488柱剪力组合表层次恒载1活载2地震荷载无震组合有震组合1.2+1.41.35+1.191.2(+0.5)1.33层-0.94-2.31-13.79-4.36 -4.02 -20.44 15.41 2层-17.88-6.79-27.87-30.96 -32.22 -61.76 10.70 1层-21.59-4.81-32.84-32.64 -34.87 -71.49 13.90 *注：表中弯矩单位为kNm，剪力单位为kN2.2.8 内力及位移修正 底部剪力法对柱轴力的修正本结构的基本自振周期T1=0.626s5时楼层侧移可按下式进行修正以二层梁为例=2702701079103=1.07X105 kNm=2.061052.05/1.07105270=1.09故需要修正。表2-32 节点域剪切变形对结构侧移的影响位置Km kNmIbmX10-2m4IcmX10-2m4修正系数u2/m30.440.0842.160.1321.072.052.161.321.090.005049.3611.072.052.161.321.091.0025039.36*注：顶层梁0.131，不予修正 节点柔性对结构内力和位移的影响修正以保证结构的安全为原则，凡按节点刚性假定所得的值大于考虑节点柔性计算的不予修正，反之则予以修正。修正前后所得的变化范围一般应在5%以内为宜。.1 结构水平位移修正表2-33 考虑节点柔性对结构侧移的修正位置层间位移/m修正系数ui/m三层0.004890.050.0002445二层0.002820.050.000141一层0.002780.050.00013.2 柱端弯矩的修正按节点刚性假定计算所得的柱端弯矩值，除底层外一般都比考虑节点柔性所得的值要大，因此，只对底层柱底端弯矩值进行修正。修正系数将组合后的底层柱底弯矩放大1.45倍表2-34 考虑节点柔性柔性调整后的底层柱底弯矩位置竖向荷载组合竖向荷载与地震荷载组合1.2X+1.4X1.35X+1.19X1.2X(+0.5X)1.3X1柱-68.78-67.06-45.56-68.643柱50.9349.6673.7710.835柱50.9449.6673.7710.836柱48.9548.2776.596.168柱52.8851.0378.427.842.2.9 变形验算2.2.9. 1结构的整体验算.1 结构各楼层柱的长细比轴压比满足表2-35 结构整体稳定计算位置Gi/kN柱根数Nm=Gi/n/kNAm/mm2Npm/kNhi/mIy/cm4iy/cmy三层36346060.571354029111004.271007.2449.70.62二层1339660223.271354029111004.271007.2449.70.62一层2315860385.961354029111004.271007.2449.70.6.2 结构按一阶线性弹性计算所的的各楼层层间相对位移值满足表2-36 弹性计算所得相对位移位置u/mh/mFhFvu/h0.12三层0.004894.2348.98481.40.001160.087二层0.002824.2794.8629344.60.000170.00325一层0.002784.21017.850873.70.00060.00 结构的侧移验算.1 结构的层间侧移验算满足钢结构层间侧移不超过层高的1/300。表2-37 层间位移位置层间位移柔性节点修正剪切变形修正修正后侧移UmUnUi层高层间相对转角三层0.004890.000244500.005130.011770.004790.016564.23943二层0.002820.0001410.0005040.003470.006640.006644.21581一层0.002780.0001390.00025050.003170.003170.003174.2755*注：表中单位均为m.2 结构的端部侧移.2.1 质心位置=172437、23447.53=7.53m表2-38 结构端部侧移计算表层数Gi/kNGi/kNHi/kNGiHi/ kNmGiHi三层3923.613923.6112.649437172437二层9761.9113685.528.482000123000一层9761.9123447.434.24100041000.2.2 1.3倍质心处位移H1=4.2XXu3=0.01656结构端部侧移满足不超过质心侧移的1.3倍2.2.10 构件验算框架梁验算.1梁的抗弯强度验算梁的抗弯强度应满足以底层框架1-3为例无震时=297.29106/1.051.44106=196.43(N/mm)f=215(N/mm)有震时(N/mm)=269.12106/1.051.44106=186.89(N/mm)f=287(N/mm).2梁的抗剪强度梁的抗剪强度应满足无震时=269.371037.779105/2.0510310=102.22(N/mm)fv=125(N/mm)有震时=237.351037.779105/2.0510310=90.07(N/mm)fv=125(N/mm)框架梁端截面抗剪按构造满布排列M24螺栓，个数（270-226）/326+1=2.79按两个计算Awn=27010-22610=2180mm2无震时=269.37103=123.56125N/mm2有震时=237.35103=108.88125N/mm.3 梁板件宽厚比验算7度及以上抗震设防的高层建筑，其抗侧移力框架的梁中可能出现塑性铰的区段，板件宽厚比需加以验算。H型钢梁医院悬伸部分B1/t=(300-10)/215=9.710,满足要求H型梁腹板部分h0/tw两端轴力等于柱端剪力Nb=（297.29+267.37）/4.2=134.44(kN)Nb/Af=134.44103/12040205=0.050.37h0/tw=270/10=2.7(8.5-120Nb/Af)=79满足要求.4 梁的整体稳定使用阶段：l1/b=2000/300=6.713施工阶段：加临时支撑罕遇地震阶段：L1=L/3-L/10=6000 (1/3-1/10)=1400mmy=l1/b=1400/300=4.67hmin=2000/15=133mm满足要求 框架柱验算.1 计算长度边柱：以底层柱为例 l0=4.2m上端梁线刚度和Kb=1.03104=1.03 X104kNm柱线刚度Kc=(1.033+1.033) 104=2.066 X104kNm则系数=1.03/2.066=0.49柱下端与基础刚接，则K2=由K1,K2查表，柱计算长度系数=1.305，则此柱计算长度为l=l0Xl0=1.3054.2=5.5m表2-39 边柱计算长度计算表位置截面梁线刚度Kb104 kNm柱线刚度Kc104 kNmK1K2层高/m长度系数l=h/m三层上端0.421.0330.414.21.656.9下端1.030.49二层上端1.031.0330.494.21.606.7下端1.030.49一层上端1.031.0330.494.21.3055.5中柱：以底层柱为例上端梁线刚度和Kb=21.37104=2.74 104kNm柱线刚度Kc=(1.033+1.033) 104=2.066 104kNm则系数=2.74/2.066=1.33柱下端与基础刚接，则K2=由K1,K2查表，柱计算长度系数=1.077，则此柱计算长度为l=l0Xl0=1.077X4.2=4.52m表2-40 中柱计算长度计算表位置截面梁线刚度Kb104 kNm柱线刚度Kc104 kNmK1K2层高/m长度系数l=h/m三层上端1.11.0331.08下端2.742.65二层上端2.742.0661.344.21.275.3下端2.741.34一层上端2.742.0661.3.2 强柱弱梁计算强柱弱梁应满足柱塑性抵抗矩Wpc=2X2X(30515143+1351572.5)=3.2X106mm3梁塑性抵抗矩Wpb=2X2X(30015143+27010/8)=2.58X106mm3=3.2106 (235-1047.56103/13540)=460.85 kNm=1.052.58106235=636.62 kNm不满足公式而=104756103/13540205=0.440.4二倍地震作用时的底层中柱轴力为N1=1047.56+1.3X2.59=1050.93kNl0=4.8mix=87.35mmx=l/ix=4800/87.35=54.95查表（b类截面）得稳定系数x=0.834N1/ A=1047.56X103=92.8N/mm205N/mm2满足强柱弱梁要求.3 强度验算底层中柱为例无震时=1232.91/13540+35.13X106/1.05X1.44X106=114.74f= 205N/mm2有震时=1047.56/13540+50.88X106/1.05X1.44X106=111.02= 241N/mm2柱底弯矩采用的是经过节点柔性调整后的弯矩值。.4 框架柱平面内、平面外稳定验算平面内验算以底层中柱为例l0=4.8mix=87.35mmx=l/ix=4800/87.35=54.95查表（b类截面）得稳定系数x=0.834欧拉力：=3.142X206X103X13540/1.1X54.952=8279.75kN等效弯矩系数mx=1.0 ,截面塑性发展系数x=1.05。无震时=136.1f=205N/mm2有震时=130.2f=205N/mm2平面外稳定以底层中柱为例l0=4.8mIx=7.1X107mm4iy=7.27cmy=4800/72.4=66.3b=1.07-y2/44000=1.07-66.32/44000=0.97平面外等效弯矩系数tx=1.0查表得（c类截面）得y=0.667无震时=有震时=满足要求.5 柱板件宽厚比验算H型柱翼缘悬伸部分b1/t=(300-15)/215=9.512 满足要求H型柱腹板部分h0/tw=270/15=1848 满足要求.6 柱长细比验算要求柱长细比不宜大于ix=12.6cm iy=7.24cm一层H/ix=480/12.6=38.09120H/iy=480/7.24=66.29120满足要求2.2.11 节点域设计此建筑物为7度抗震设防的结构，柱两侧的梁高相等，在柱与梁的连接处，柱设置与上下翼缘位置对应的加劲肋，水平加劲肋与梁翼缘等厚。H型柱水平加劲肋与柱翼缘焊接，采用坡口全熔透焊缝，与柱腹板连接时采用角焊缝。 节点域稳定性验算按7度以上抗震设防的结构，H型截面柱腹板在节点域范围内的稳定性应符合柱在节点域的腹板厚度：twc=15mm梁腹板高度：hob=270mm柱腹板高度：h0c=270mmmm且螺栓极限抗剪承载力尚需满足承担构件屈服时内力V=368kN螺栓受力Nyv=V/n=368/6=61.3kNNxm=39X103X200/243200=32.01kNNxm=39X103X40/243200=8.02kNN=梁的拼接合格 柱拼接柱拼接连接采用M24高强螺栓，摩擦面采用喷砂处理=0.45，螺栓强度等级10.9，P=225kN。柱翼缘板为坡口全熔透焊，翼缘为等强链接。以一层和二层3柱拼接节点为例，有震时内力M=74.03 kNm， V=529.48kN连接一侧布置5排10个M24螺栓。拼板尺寸为：200mmX880mmX18mm。.1 弹性设计翼缘惯性矩：IF=2300151432=1.84108mm4腹板惯性矩IW=IW0-d0tWhi2=152703/12=0.246108mm4翼缘承担弯矩MF= kNm图2-15柱拼接节点MW=74.03-65.15=8.88 kNm(xi2+yi2)=4x2(402+2X2(802+1602)=140800mm2腹板螺栓受力Nyv=v/n=529.48/6=66.19kNNXM=74.0310340/140800=21.03kNNYM=74.03103120/140800=63.09kNN=梁翼缘焊缝抗弯：弹性设计满足.2 极限承载力验算梁拼接的极限受弯承载力Mu由于存在轴力，所以由Mpc替代MP。轴向屈服承载力Ny=Anfy=13540235=3181.9kNN/NY=529.48/3181.9=0.170.13MPC=1.15(1-N/NY)MP=1.15X(1-0.17)X370.65=353.79梁拼接的极限抗剪承载力Vu取螺栓拼接的极限抗剪承载力、腹板净截面极限抗剪承载力和拼板净截面极限抗剪承载力中的最小值。腹板高强螺栓拼接的极限抗剪承载力Nvub=0.58nfAebfub=0.582352.51040=425.26kNNcub=dtfcub=2015375=112.5kNVub=10112.5=1125kN腹板净截面极限抗剪承载力拼接板净截面极限抗剪承载力：则Vu=min(Vub, Vu1, Vu2)=576.79kN且螺栓极限抗剪承载力尚需满足承担构件屈服时内力V=552kN螺栓受力Nyv=V/n=552/10=55.2kNNxm=41.7210340/140800=11.85kNNxm=41.72103120/140800=35.55kNN=柱的拼接合格 主次梁拼接节点设计主次梁连接为铰接链接。腹板连接采用M20高强螺栓，摩擦面采用喷砂处理=0.45，螺栓强度等级10.9，P=155kN。以底层主次梁连接为例1层楼面荷载设计值：9.09kN/m2次梁自重0.945kN/m次梁端剪力V=（9.092+1.20.945）3=63.05kN螺栓个数取4个，设螺栓采用如下布置：螺栓间距=80mm，螺栓中心至拼接板边缘距离50mm，拼板尺寸210X260X10图2-16主次梁拼接节点.1 螺栓强度验算单个螺栓抗剪强度Nvb=0.920.45155=125.55kN螺栓连接承受内力V=63.05kNM=Ve=63.05103(300/2+10+50)=13.24螺栓受力Nyv=V/n=63.05/3=31kN螺栓强度合格.1 主梁加劲肋计算设加劲肋板厚ts=10mm，焊脚尺寸hf=20mm,支撑加劲肋为14527010稳定性计算支座反力N=2V=263.05=126.1kN计算截面面积：A=tsbs+210Xtw2=10300+215102=6000mm2绕板中心线的截面惯性矩I=103003/12=2.25107mm4回转半径i=计算长度取梁腹板高l0=270mm,长细比=l0/i=270/61.24=4.4截面属于C类截面，查表知=0.9902稳定性合格.2 承压强度验算承压面积Ab=30010=3000mm2钢材端面承压强度设计值：fce=325N/mm2合格.3 焊缝验算焊缝计算长度，考虑加劲肋板切脚长度60mm。lW=hW-2X60=270-260=15060hf=1200mm,取lW=150mm。焊缝截面模量WW=0.7hflW2/6=0.7201502/6=52.5mm3焊缝受力强度满足。主次梁链接合格。2.3 组合楼板设计组合楼板跨度2m，为三跨连续板。组合版在钢梁上的支撑长度为150mm。采用Q235钢的YX-46-200-600闭口型压型钢板，其构件特性为：板厚t=1.6mm,一个波距宽度内截面面积As=556.8mm2,截面惯性矩Is=65.09cm4/m,型心到压型钢板板底的距离ht=29.91mm,压型钢板自重0.221kN/m2，强度设计值205N/mm2。压型钢板顶面上混凝土厚hc=74mm,采用C20混凝土，=1.0，fc=9.6N/mm2, ft=1.1N/mm2,E=2.55X104N/mm2。钢筋采用HPB235，fy=210N/mm2。组合板总高=120mm。施工阶段活载1.5kN/mm2，使用阶段活载3.5kN/mm2。2.3.1 荷载和内力计算 施工阶段恒载：gk=3.49kN/m2g1=ggk=1.23.49=4.19kN/m2活载：qk=1.5kN/m2q1=qqk=1.21.5=2.1kN/m2施工阶段内力按弹性计算：三跨连续板（不需考虑活载不利布置）。以1m宽板条为计算单元：跨中正弯矩：M1=0.08（g1+q1）l02=0.08(4.19+2.1)22=2.01支座负弯矩:M=0.1（g1+q1）l02=0.1(4.19+2.1)22=2.52支座剪力：V=0.6（g1+q1）l02=0.6(4.19+2.1)22=7.5 使用阶段恒载：gk=3.49kN/m2g1=ggk=1.23.49=4.19kN/m2活载：qk=3.5kN/m2q1=qqk=1.23.5=4.9kN/m2使用阶段按塑性计算：压型钢板顶面上混凝土厚hc=74mm2.52挠度验算合格2.3.3 组合板验算（使用阶段）组合板的有效高度h0=h-ht=120-29.91=90.1mm正截面抗弯验算Asf=556.82050.8=91.32kN=1.09.60.820074=113.66kN由于Asf ,因此组合板的塑性中和轴在混凝土板中：取x=49.55mm2.3.4 斜截面抗剪验算2.3.5 支座负弯矩配筋计算h0=hc-as=74-25=49mmAsmin=minbhc=0.2%200X74=29.6mm2选2.3.6 挠度验算根据变形相等的原则，将混凝土材料转化为等效钢材。荷载标准组合下换算成钢截面后的截面特征值：组合板截面中和轴到板顶的距离组合截面惯性矩荷载准永久组合下换算成刚截面后的组合截面特征值：组合板截面中和轴到板顶的距离组合截面惯性矩荷载标准组合下的挠度荷载准永久组合下的度合格2.3.7 自振频率验算仅考虑恒载作用时组合板的挠度gk=3.49X200/1000=0.698kN/m自振频率合格2.4 网架设计平面尺寸4836m的正方四角锥网架，游泳池上空为有机玻璃。网架搁置于网架上弦球节点的钢管支托上。为了便于屋面排水，形成四坡屋面，坡度为2%。网架采用的材料：焊接钢管及焊接钢球为16Mn，焊条为E50。2.4.1 网架形式及几何尺寸网架高度：取跨度的1/12，h=36/12=3m，取3m。网格尺寸：上弦网格66m，下弦网格66m。在弦杆竖向平面上弦杆与腹杆的投影夹角：arctan=图2-17网架布置示意图2.4.2 荷载表2-41 恒载屋面做法标准值（kN/m2）设计值（kN/m2）屋面做法标准值（kN/m2）设计值（kN/m2）防水层0.40.48有机玻璃0.450.54水泥砂浆找平0.20.24网架自重0.150.18合计1.21.44表2-42 活载屋面做法标准值（kN/m2）设计值（kN/m2）屋面荷载0.50.7雪荷载0.70.98合计0.70.98荷载组合恒+活=1.2+0.7=1.9（标准值）（设计值2.42）7度地震设防，不考虑竖向地震作用。上弦节点荷载设计值：中间节点：P1=3X1.5X2.42=10.89kN端节点：P2=10.89/2=5.45kN2.4.3 初选截面上弦杆：219X6.5;Aa=43.39cm2;g=34.09kg/m;I=2451.64cm4;W=223.89cm3;i=7.52cm下弦杆：219X6.5;Aa=43.39cm2;g=34.09kg/m;I=2451.64cm4;W=223.89cm3;i=7.52cm斜腹杆：146X5;Aa=22.15cm2;g=17.39kg/m;I=551.1cm4;W=75.49cm3;i=4.99cm2.4.4 内力分析 计算刚度参数计算剪切刚度斜腹杆的长度sin=3/5.196=0.577 ;cos=/25.196=0.816计算弯曲刚度 确定弯矩修正系数和挠度修正系数=L1/L2=1.0 ;DX/DY=1.0 查表得mx=1.0109 my=0.9809 W1=1.1457刚度分区取n=1，查表得W2=1.0 W=W1 W2=1.145 网架中点挠度的计算中点x/L1=y/L2=0,查表得W=0.4 杆件内力计算.1 弯矩计算图2-18网架杆件编号示意图表2-43 弯矩计算节点号x/L1y/L2mxmyMx(K)My(K)10.00.00.3780.686225.38396.8920.1250.00.36680.6305218.71364.7830.250.00.3040.4845193.19280.3140.3750.00.21450.2643127.89152.9150.00.1250.3450.6388205.7369.5860.1250.1250.3360.5885200.34340.570.250.1250.2740.4565163.37264.1180.3750.1250.19960.2501119.01144.6990.00.250.2630.51156.81295.05100.1250.250.25630.4724152.82273.3130.3478137.14201.22120.3750.250.15470.208392.24120.5.2 上弦杆内力计算以一杆为例内部区域N=-S(MX1+MX2)/2h 简支边界N=0表2-44 上弦杆内力计算1杆2杆3杆4杆5杆6杆7杆8杆-444.09-411.9-321.08-127.89-406.04-363.71-282.38-119.019杆10杆11杆12杆13杆14杆15杆16杆-309.63-289.96-229.38-92.24-766.47-705.28-544.42-152.9117杆18杆19杆20杆21杆22杆23杆24杆-564.64-613.81-465.33-144.69-295.06-273.31-201.22-120.5.3 下弦杆内力计算以一杆为例内部区域N=S(MX1+MX5)/2h 表2-45 下弦杆内力计算1杆2杆3杆4杆5杆
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