兰州理工毕业设计计算书

1、一、初选确定杆件截面尺寸钢材宜采用碳素结构钢 Q235及低合金钢Q345,按照冲击韧性要 求并且考虑到焊接，选择Q235C梁柱截面形式选H型钢。若选择H型 钢，则应根据要求从H型钢产品表中确定高宽尺寸及壁厚。对于梁截 面,首先应确定梁高hs,根据钢结构规范附录 A表A.1.1挠度容许 值,按表2.1.3确定出hmin,主梁的挠度容许值为w/l=1/400, 采用 Q235(钢，对应的hmin=1/15。次梁的挠度容许值为w/l=1/250, 采用 Q235C钢,对应的hmin为1/24。主梁的跨度为8400mm次梁的跨度为 6600mm主梁高h8400/15=560mm初步取主梁高为600mm

2、次梁高h 6600/24=275mm初步取次梁高为300mm再根据简略的梁荷载、 内力计算确定出截面抵抗矩VX和腹板宽度，然后查H型钢表确定型号。(1).计算确定次梁型号。楼面活载为6KN/m,假设楼板厚为120mm 次梁间距为2.8m。楼面活载为6KN/m4KN/m,所以分项系数 取1.3。按次梁为简支梁计算次梁所受荷载标准值为:活载qc=6X 2.8=16.8KN/m恒载 qg=25X 0.12 X 2.8=8.4KN/m次梁所受荷载设计值为:q=1.2q g+1.3q q=1.2X 8.4+1.3 X 16.8 KN/m =31.92 KN/m1 .2 1 ql次梁所受最大弯矩 M=8

3、=8 X 31.92 X 6.62=173.8KN m1 . 1 ql次梁所受剪力 V=2 =2 X31.92 X6.6=105.34KN另外，假设梁自重引起的弯矩为0.02M“、Mx 1.02汽 173.8x 106”厂 “ 31.05 215、.105.34I03tw2.8mmfvh125 300根据以上条件选择次梁型号，梁主要受弯，因此采用窄翼缘最优。型号为:HN400X 150X 8 X 13截面特征为:As=71.12cm2I-=18800cmi -=16.3cmWx-10 = 785.28cmrxfVW=942cm4Iy=734 cmiy=3.21cmW=97.2 cm 3(2)

4、.计算确定主梁型号。楼板设计成为单向板，因此，主梁主要承受次梁传来的集中荷载。次梁间距为6600mm主梁间距为8400mm先按主梁为简支梁计算 次梁传来的集中荷载计算：次梁所受荷载标准值为:活载qQ=6X 2.8=16.8KN/m恒载 qg=25X 0.12 X 2.8=8.4KN/m次梁所受荷载设计值为:q=1.2q g+1.3q q=1.2X 8.4+1.3 X 16.8 KN/m =31.92 KN/m主梁所受集中力为:p=ql 1=31.92 X 6.6=210.672KN1pl 1主梁所受最大弯矩M=3P2=3X 210.672 X 8.4=589.8816KN m次梁所受剪力V=p

5、=210.672KN另外，假设梁自重引起的弯矩为0.02MWx_Ma2 昭8816 10610 2665.2458cm31.05 215丄210.67203 tw3.1mmfvh125 560根据以上条件选择次梁型号，梁主要受弯，因此采用窄翼缘最优。型号为:HN600X 200X 11 X 17截面特征为:As=135.2cm2I x=78200cmi3W=2610cmIy=2280cmW=228cmi x=24.1cmi y=4.11cm(3) 计算确定柱的型号估算柱所受的轴向荷载为：G=6.6X 8.4 X( 1.2 X 3+1.3 X 6)=632.016KN底层柱所受轴向荷载设计值为：

6、3G=3X 632.016KN按轴心受压计算假设长细比入=50根据此长细比查表可知：轴心受压柱的稳定系数书=0.856因此1896.048 1030.856 21510”3=10302.369cm取 1。=(1.2 1.5)H=1.35 X 4.8=6.48m 有等强度原理，i 柱截面高h= i x/ 柱截面宽度b= i由于柱是压弯构件，综合以上条件初步选择柱截面型号为： 实际尺寸为HW41X405X 18X28 截面特征值为：AS=296.2cm23V=4490cmx=i y=l ox/ 入=l oy/ 入=6480/50=129.6mma 1=129.6/0.43=301.4mmy/ a

7、2=129.6/0.24=540mm因此要用宽翼缘的H型钢HW40X400X 18X 284I x=93000cmi x=17.7cm4y=31000 cmi y=10.2cmV=1530 cm3按照抗震规范8.2.5-1 验算式为：NVpc(f)一 xfWpb式初步验算以满足强柱弱梁要求。其中：Vpc为柱的塑性截面抵抗矩Vpb为主梁的塑性截面抵抗矩N为柱计算处所受轴力Ac为柱的截面面积主梁的塑性截面抵抗矩为：-17)2 =2863179mm32Vpb =tb(h t) tw(h t)2 =17 200 (600 -17) 11 (002柱的塑性截面抵抗矩为：h 2丄41423Vpc 二tb(

8、h -t) tw( t) =28 405 (414 -28)18 (28) = 4953978mm2 2验算强柱弱梁：1896.048 汇 103 、Wpc (210)-1.05 210 2863179p29620Wpc - 4324.5526cm3满足对于梁柱截面确定时还应注意板件的宽厚比尚应符合抗震规 范832条的要求，因所选梁柱型号都是热扎 卜型钢，是批量生产 的型号，所以此条件肯定满足。（4）支撑型号确定对于支撑杆件，不超过12层的钢结构，宜采用交叉型中心支 撑选择卜型钢，其长细比和板件宽厚比应符合抗震规范8.4.2条的要求，截面面积按下式估定：心 maxGeq)00923mf式中：K

9、-拟定中心支撑承担结构底部总地震剪力系数，可取0.5 1.0 ；max -水平地震影响系数最大值;Geq 初估结构等效总重力荷载； m 底层中心支撑杆件的总数； f 钢材抗拉（压）强度设计值;（5）结构其它构件的确定需从建筑节能、防火、抗震等因素出发确定墙体材料、厚度及构造 方式从防火方面考虑：二级防火要求非燃烧体最大耐火极限为4小时。从节能方面考虑：要防晒、隔温保热、强度高而重量低从抗震方面考虑：要有多道防线，地震时能消耗能量，不对主体结 构产生太大影响因此，墙体材料采用加气混凝土块体材料。细部构造祥图见墙体节 点构造祥图。楼梯的设计也采用钢结构形式，加混凝土保护层防火。详细情况见 楼梯设计

10、部分。压型钢板(0.18KN/m2查表换算后)非组合楼盖（压型钢板上混凝土层厚80，折算厚度115）25 X20.115=2.875 KN/m1 : 8煤屑混凝土找坡（最薄处厚20,折合平均厚105.19 )14X0.1052=1.47 KN/m 220厚1 : 3水泥砂浆找平层20X0.02=0.4 KN/m 2高分子卷材一层（ 三毡四油)2.2结构计算简图221荷载清理（1）.竖向荷载清理.屋面荷载清理 恒载：0.4 KN/m24X30厚细石混凝土面层（每两米设一分仓缝）20.03=0.72 KN/m总计6.045 KN/m2活载:2.0 KN/m.楼梯间、电梯间屋面 恒载：压 型 钢 板

11、 （查 表 换 算 后） 0.18KN/m2非组合楼盖（压型钢板上混凝土层厚80，折算厚度115） 25 X0.115=2.875 KN/m 21 : 8煤屑混凝土找坡（最薄处厚20,双坡排水，折合平均厚62mm14X20厚1 : 3水泥砂浆找平层200.062=0.868KN/m20.02=0.4 KN/m高分子卷材一层（三毡四油）0.4 KN/m 总计 3.455 KN/m活载:KN/m2.）:其它房间：i :更衣室和办公室:恒载:30厚细石混凝土面层（每两米设一分仓缝）24X0.03=0.72 KN/m 2总计5.443 KN/m2活载：楼梯间电梯间.楼地面荷载清理1.）：生产车间荷载清

12、理恒载：压型钢板0.5 KN/m7.0 KN/m0.18 KN/m非组合楼板（折合厚115 ） 25 X20厚1 : 2水泥砂浆面层 20 X0.115=2.875 KN/m6.0压型钢板0.18 KN/m0.02=0.4 KN/m非组合楼板（折合厚115 ） 25 X0.115=2.875 KN/m20厚1 : 2水泥砂浆面层 20 X3.4550.02=0.4 KN/m总计KN/mKN/m活载：2.0ii :卫生间恒载：压型钢板(查表换算后)0.18KN/m2非组合楼盖(压型钢板上混凝土层厚40，折算厚度75） 25 X0.075=1.875 KN/m1 : 3水泥砂浆找坡层（最薄处厚10

13、 ,折合平均厚25 ） 20 X0.025=0.5KN/m2高分子卷材一层0.4 KN/m 220厚1 : 3水泥砂浆保护层0.02=0.4 KN/m 2(三毡四油)20瓷面砖150 X 150 X 819.8 X0.008=0.1584 KN/m总计3.5134KN/m2180厚蹲台处垫层重(煤屑混凝土)0.18 X 14=2.52 KN/吊活载：3).楼梯间荷载清理2.0 KN/m承受踢步荷载的钢板梁重：(5.367+1.5+0.6 ) X 0.3 X 0.015=0.034m3每块重：0.034X 76.936 =2.56KN踏步钢板重：踏步用5mr厚的钢板弯折成，踏步钢板体积：(0.1

14、5 X 16+0.3 X 15) X 1.6 X0.005=0.05175m3重量为：0.05175 X 76.936=3.98KN在钢板踏步上浇注 50厚混凝土，用于防火。此重量为：(0.15 X 16+0.3 x 15)x 1.6 x 0.05=0.5175m225X 0.5175=12.94KN楼梯平台荷载：钢板： 1.5 x3.3 x0.005 x76.936=1.9KN2.16x3.3 x 0.005x76.936=2.74KN细石混凝土： 1.5x3.3x0.05 x25=6.19KN2.16x3.3x 0.05x25=8.19KN楼 梯 间 恒 载 ：2.59 x 4+( 3.9

15、8+12.94) x2+1.9+2.74+6.19+8.19=63.94KN活载： . 墙体荷载：5003.5x 9.8=4.9 KN/m2KN/m2. 查表知：主梁自重： 1.0388 KN/m次梁自重： 0.54684 KN/m柱自重 ： 2.283 KN/m2.2.2 计算简图 结构计算简图必须先确定底层柱高取值，取值大小与基础形式、厚度、埋深等因素有关。因此，根据地质报告和场地条件先 确定基础形式和埋深，分析可采用柱下独立基础。地表以下2m处就是稍密卵石层，其承载力较大可把基础放于上面，再加上平整 场地时室外回填土要高出天然地面 0.3m，因此基础埋深为2.3m。 此深度大于1.5m，

16、所以柱脚的嵌固位置取在室外地面以下1.5m处。室内外咼差为0.3m，标准层咼为4.8m，因此，底层柱计算咼度取 1.5+0.3+4.8=6.6m 其它各层柱的计算咼度取层咼 4.8m1 框架恒载、活载简图 首先选择一榀框架做计算，考虑到手算速度和精度都不如 计算机，选择轴框架最为快捷并且误差和计算机会最小。i ：作恒载图主梁自重相对于其它荷载比较小，因此，把主梁自重简化 为集中荷载对计算结果影响很小。1J!800800800800求p1主梁自重:1.04X 1.4=1.456 KN1(2.8 3.4550.55)6.6 = 35.55KN次梁传到主梁上的集中力:2夕卜墙重：(5.1 6.6 -

17、4.2 2.4) 0.15 4.9 4.2 2.4 0.4 = 21.36KNP158.37KN求P主梁自重：1.04X 2.8=2.912 KN次梁传到主梁上的集中力：(2.8 3.455 0.55) 6.6 =67.48KNp1=70.39KN求P2主梁自重:1.04X 1.4=1.456 KN次梁传到主梁上的集中力:(2.8 3.455 10.55) 6.6=35.55KN2外墙重:(4.8 6.6 -4.2 2.4) 0.15 4.9 4.2 2.4 0.4 F9.92KNP256.93KN求P2B = R = 70.39 KN求巳主梁自重：1.04 X1.4=1.456 KN次梁传

18、到主梁上的集中力：(6.045 X 1.4+0.55 ) X6.6=59.49 KN夕卜墙重.3 6.6 -4.2 2.4) 0.15 4.9 4.2 2.4 0.4 = 27.18KNp3=88.13KN求P3主梁自重：1.04X 2.8=2.912 KN次梁传到主梁上的集中力：(2.8 X 6.045+0.55 )X6.6=115.34 KNP3118.25KN恒载作用下的简图如下图：88,13瞰九 8.25 118.2W556.9358.377甲9严7039 70.3;39ooLI89艸血39| Iq “ I 丨 * lloo48oo48oo48恒载图（KNii :作活载图內 巧 巧|*

19、 3i.778400840084008400方法同恒载计算，主梁只有次梁传递的活载集中力。12.8 6 6.6=55.44KNpi=2P =2.8x6x6.6 = 110.88KN12.8 6 6.6 =55.44KNP2 = R =2rfP2 =R =2.8 6 6.6 =110.88KNp3=1.4 2 6.6 =18.48KNFp3 =2.8 2 6.6 =36.96KN活载简图如下活载图(KN2.框架水平地震作用简图1).计算各层重力荷载代表值屋面层活荷载组合值系数取0,楼面层活荷载组合值系数可取0.5,墙、柱重按楼层中分。i :底层.墙和门窗重计算:外墙高为h=3.3+2.4=5.7

20、m夕卜墙长=59400+405+150+150=60105mm外墙宽=33600+414=34014mm外墙毛面积：(60105+34014) X 2 X 5700 X10=1072.96 m门窗洞口面积计算:相对于楼板分为上半层和下半层下半层:M-10.85X 2.4 X 2=4.08 m2C-11.65X 4.2 X 11=76.23 m2C-21.65X 2.7 X 12=53.46 mM-80.9X 4.2 X 4=15.12 m2上半层:C-1(2.4-0.9)X 4.2 X 16=100.8 mC-2(2.4-0.9)X 2.7 X 10=40.5 m2C-3(2.4-1.5)X

21、1.5 X 2=2.7 m2C-4(2.4-0.9)X 1.2 X 2=3.6 m外墙净面积S=1072.96-133.77-15.12-100.8-40.5-2.7-3.6=776.47 m 外墙重:W=Vy =776.47 X 0.15 X 4.9=570.71KN 门重: 4.08 X0.1+15.12 X 0.4=6.46KN 窗重: (76.23+53.46+100.8+40.5+2.7+3.6) X 0.4=110.92KN内墙: 下半层:(3.3-0.175-0.6) X (8.4 X 3+6.6 X 2) X 2+(8.4 X 5-0.414 X5)+6.6 X 3=2.525

22、X 136.53=344.7m上半层 :2.4 X3+(8.4-0.414)=246.04 m门窗: 下半层 : M-68.4-0.414+2.1+8.4+4.5+6.6+8.4-0.414+6.6XX2+3.3 X2+8.4-0.414+8.4-0.414+6.6(3.3-4.8+2.4)M-3(3.3-4.8+2.4)6(3.3-4.8+2.1)上半层 :M-42.4M-32.5M-6 1.86 2.88X 1.8X 2=3.24mX 1.5 X 2=2.7 mX 2.4 X 2=2.88mX 0.9 X6=12.96mX 1.5=3.75 mX 2.4 X 2=8.64mm内墙净面积 :

23、S=344.74+246.04-3.24-2.7-2.88-12.96-3.75-8.64-2.88= 554.45m重为:W=Vy =554.45 X 0.15 X 4.9=407.52KN门 重 :(3.24+2.7+2.88+12.96+3.75+8.64+2.88) X0.1=3.63KN . 楼板重 : . 车间楼板、更衣间、辅助用房楼板楼板总宽为33600+414=34014mm总长为 59400+405=59805mm重G=(34.014 X 59.805-6.6 X 8.4-2.7 X 6.6-8.4 X 3.3 X 2) X3.455=6583.53KN.卫生间楼板重:6.6

24、 X 8.4 X 3.514+4.5 X 1.2 X 2.52=208.39KN. 楼梯间重:2 X 63.94=127.88KN.主、次梁重和柱重主梁:(8.4-0.414)X 40 X 1.038=331.83KN次梁:(13 X 6+13+12X 2) X 0.54684=415.05KN 柱:(3.3+2.4) X 50X 2.2834=650.77KN .活载参与组合值活载组合值系数为0.5.车间:(34.074 X 59.865-8.4 X 6.4 X 4-2.7 X 6.6) X 6 X 0.5 =5400.78KN.更衣室和办公室:8.4 X 6.6 X 2X 2X 0.5=1

25、10.88KN.卫生间:8.4 X 6.6 X 2X 0.5=55.44KN.楼梯间:8.4 X 6.6 X 3.5 X 0.5=97.02KN此层重力荷载代表值:=570.71+6.46+110.92+407.52+3.63+6583.53+208.39+127.88+33 1.83+415.05+650.77+5400.78+110.88+55.44+97.02=15080.81KN ii :第二层.墙和门窗重计算:外墙咼为h=4.8m外墙长=59400+405+150+150=60105mm外墙宽 =33600+414=34014mm外墙 毛面积：(60105+34014) X 2 X

26、4.8 X 106=903.54 m2门窗洞口面积计算 :相对于楼板分为上半层和下半层下半层 :C-12.4-(4.8-0.9-2.4)X 4.2 X 16=60.48mX 2.7X 10=24.3X 1.5 X 2=1.8 mX 1.2 X 2=0.72 mX 4.2 X 16=100.8mX 2.7X 10=40.5mX 1.5 X 2=2.7mX 1.2 X 2=3.6mC-2(2.4-4.8+0.9+2.4)mC-3(2.4-4.8+1.5+1.5)C-4(2.4-4.8+1.5+1.5)上半层 :C-1(2.4-0.9)C-2(2.4-0.9)C-3(2.4-1.5)C-4(2.4-

27、0.9)外墙净面积S=903.54-60.8-24.3-1.8-0.72-100.8-40.5-2.7-3.6=668.64m外墙重:W=Vy =668.64 X 0.15 X 4.9=491.45KN窗 重 :(60.48+24.3+1.8+0.72+100.8+40.5+2.7+3.6) X0.4=93.96KN内墙 :下半层:(2.4-0.175-0.6) X (8.4 X 2+6.6 X 4-0.414 X 2+8.4 X 2+6.6 X 2+8.4X 2-0.414 X 2+4.2+6.6+8.4-0.414+6.6+8.4)=2.525X 122.13 =198.46 m上半层 :

28、2.4 X 122.13=293.112 m门窗:X 1.5=0.15 m下半层 :M-30.1M-40M-6060上半层 :M-42.4X 0.9 X 6=12.96 mM-32.4X 1.5 X 1=3.6mM-61.8X 2.4 X 2=8.64m62.4X 2.1 X2=5.04 m内墙净面积 :S=198.46+293.112-0.15-12.96-8.64-3.6-5.04=461.18m2重为:W=Vy =461.18 X 0.15 X 4.9=338.97KN门重:(0.15+12.96+8.64+3.6+5.04) X 0.1=3.04KN . 楼板重 : . 车间楼板、更衣

29、间、辅助用房楼板楼板总宽为 33600+414=34014mm 总长为 59400+405=59805mm 重G=(34.014 X 59.805-6.6 X 8.4-2.7 X 6.6-8.4 X 3.3 X 2) X3.455=6583.53KN . 卫生间楼板重 :6.6 X 8.4 X 3.514+4.5 X 1.2 X 2.52=208.39KN. 楼梯间重 : 2 X 63.94=127.88KN . 主、次梁重和柱重主梁: (8.4-0.414) X 40X 1.038=331.83KN 次梁: (13 X 6+13+12X 2) X 0.54684=415.05KN 柱 : 4

30、.8 X 50X 2.2834=548.05KN . 活载参与组合值活载组合值系数为 0.5. 车间 :(34.074 X59.865-8.4 X 6.4 X 4-2.7 X 6.6) X 6X 0.5 =5400.78KN . 更衣室和办公室 :8.4 X 6.6 X 2X2X 0.5=110.88KN(11) .卫生间:8.4 X 6.6 X 2X 0.5=55.44KN(12) 楼梯间:8.4 X 6.6 X 3.5 X 0.5=97.02KN此层重力荷载代表值:G=491.45+93.06+338.97+3.04+6583.53+208.39+127.88+3 31.83+415.05

31、+548.02+5400.78+110.88+55.44+97.02=14806.24KNiii :第三层.墙和门窗重计算:外墙高为h=2.4+1.5=3.9m外墙长=59400+405+150+150=60105mm外墙宽=33600+414=34014mm外墙 毛面积:(60105+34014) X 2 X 3.9 X106=734.13 m2门窗洞口面积计算:相对于楼板分为上半层和下半层下半层:C-12.4-(4.8-0.9-2.4)X 4.2 X16=60.48 mC-2(2.4-4.8+0.9+2.4)X 2.7 X 10=24.3m?C-3(2.4-4.8+1.5+1.5)X 1.

32、5 X 2=1.8 m外墙净面积S=734.13-60.8-24.3-1.8=647.55m外墙重:W=Vy =647.55 X 0.15 X 4.9=475.95KN 窗重:(60.48+24.3+1.8) X 0.4=34.63KN 上部楼梯间、电梯间墙也全归并到顶层计算6.6 X 2+(8.4-0.414) X 2 X 3.6+6.6 X (3.6-1.5)+8.4 X(3.6-1.5) X 2+6.6 X 2X 3.6+8.4 X2X 3.6=262.16 m2门 M-61.8X 2.4 X 2=8.64 m262.4 X 2.1 X 2=10.08 m2门重:(8.64+10.08)

33、 X 0.仁 1.87KN墙重:(262.16-8.64-10.08)X 0.15 X 4.9=178.93KN内墙:下半层:同第二层(2.4-0.175-0.6) X (8.4 X 2+6.6 X 4-0.414 X 2+8.4 X 2+6.6X 2+8.4 X 2-0.414 X 2+4.2+6.6+8.4-0.414+6.6+8.4)=2.525 X 122.13 =198.46 m2门窗:X 1.5=0.15 m2下半层:M-30.1M-40M-606 0内墙净面积:S=198.46-0.15=198.31 m2重为:W=Vy =198.31 X 0.15 X 4.9=145.76KN

34、.楼板重:(13) .车间楼板、更衣间、辅助用房楼板楼板总宽为33600+414=34014mm总长为 59400+405=59805mm重G=(34.014 X 59.805-2.7 X 6.6-8.4 X 3.3 X 2) X 6.045=11887.98KN圍.楼梯间和电梯间屋面板重:6.6 X 8.4 X 2X 5.443=603.52KN(15) .楼梯间重:2 X 63.94=127.88KN(16) .主、次梁重和柱重主梁:(8.4-0.414)X 46 X 1.038=381.61KN次梁:(13 X 6+13+12X 2+8) X 0.54684=4443.92KN柱:4.8

35、 X 50X 2.2834+3.6 X 12X2.834=548.05KN.活载参与组合值活载组合值系数为0此层重力何载代表值:G=475.95+178.93+1.87+145.76+11887.98+603.52+381.61 +443.92+372.65+127.88=14492.19KN重力荷载代表值简图如下：OSSS7 一 009914492.19血做6囚&.15080.81各层重力荷载代表值（KN）2）.计算结构自振周期，采用顶点位移法计算.计算框架的抗剪刚度C采用非组合楼盖，楼板对梁截面无加强作用，不考虑板的影 响。钢的弹性模量为206 x 103N/mm梁的线刚度类 别材 料截面

36、跨 度(m)截面惯性 矩（x io-4m）EgI线刚度Kb= 14(x 10 KN- m框架Q235HN6O0X 200 X8.47.821.92梁C11X 17柱的线刚度层号材料截面层 高截面惯性 矩1 (X i0-4m)Esl线刚度Kc= 1(X 104KN- m23Q235CHW41X405X 18X 284.89.33.991Q235CHW41X405X 18X 286.69.32.9求各柱的抗侧刚度D直：首先求梁柱的线刚度比k , D值修正系数: 一般层k1k2k2 k4k =2kc底层:kc0.5 kk =ki0.5 k2 k各柱刚度计算:边柱ka12KcD2h(Xi04KN/m底

37、层0.660.440.35223层0.480.1940.403中柱ka12KcDh2 (X410 KN/m底层1.320.550.43923层0.960.320.665框架总刚度层号D(X 104KN/rr)艺D(X104KN/mG = X Dh (X 104KN)Zi (边柱)Z2 (中柱)2320 X30 X28.01134.4480.403=8.060.665=19.95120 X30 X20.21133.3860.352=7.040.439=13.17框架平均总抗剪刚度Cf J3444.8X2 +133.386X6.64.8 7+6.64=134.0150 KN.总支撑的等效刚度钢框架

38、-支撑结构在水平力作用下的协同工作类似于框架 -剪 力墙结构，总支撑可当作一根弯曲杆件，其等效刚度按下式计算：m n El eq 二Ajaj2i =1 i =1其中：-折减系数，对中心支撑，可取 0.80.9 ;E-钢材弹性模量，取206 X 103N/mm；A -第j榀竖向支撑第1根柱的截面面积；aj -第i根柱至第j榀竖向支撑各柱截面形心轴的 距离；n-每榀竖向支撑的柱子数；m-水平荷载作用方向竖向支撑的榀数；此结构的总支撑等效刚度为：m nEleqAjaij0.85 206 1 03 1 06 4.22 0.02962 2 2 =365.958 106KN *m2结构的刚度特征值为：、C

39、f134.015 104.365.958 106-0.98计算结构在重力荷载代表值的水平作用下的顶点位移由于各层重力荷载代表值数值相差很小，也为了以后查图表计 算方便，把重力荷载代表值转换为沿高度均匀分布的均布荷载，对 结构计算结果影响不大。G1 G2 G3H= 2739.4593KN14492.1914806.2415080.814.8+4.8 +6.6钢框架-支撑结构协同工作原理同框架-剪力墙结构，在纯剪力墙的情况下结构的顶点位移为:qH42739.4593 16.248、Eleq 一 8 365.956 106=0.06445mYhYhfH =0.73YhfH =0.92根据值和E =1

40、查图表求fH当 =1.0时，当 =0.5时，当 =0.98时，利用内插法:结构基本周期：T =1.7 yH =1.7 一 0.04754 = 0.3707sYh fH= 0.920.98 一 0.5 (0.92 -0.73) =0.73760.51.0结构顶点位移为：Yh =0.7376 X fH =0.7376 X 0.06445=0.04754m3).采用底部剪力法求地震作用 由设计资料知：场地设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g 设计地震分组为第二组，场地类别为H类场地 依据以上条件查表：水平地震影响系数最大值为、max9.160.90多遇地震罕遇地震特征周期值Tg=0.4s钢结

41、构阻尼比为:0.0350.05多遇地震罕遇地震又 0.1TTg查图得：1 = 2： max = 0.18S2 =10.05 一0.035=1.1255所以0.06 1.7 0.03511结构等效总重力荷载代表值为：3GeqGi =0.85 (14492.19 14806.24 15080.81) = 37722.354KNi4结构底部总剪力为：F EK=1 Geq=0.18 X 37722.354=6790.0237KN因为T 1.4TgGiHi所以不考虑顶部附加地震作用其中：G -各层重力荷载代表值Fi =n、GjHjj 1Hi-第I层离计算最低点的距离 楼层水平地震作用层号Gi (KN)H

42、i (mGiHi(KNrn)E (KN)314492.1916.2234773.483168.6025214806.2411.4168791.142278.0769115080.816.699533.3461343.344344379.24503097.974).计算支撑和框架的水平地震作用nl.2iyivg99各层总水平地震作用力（KN为了计算有表可查，需转化结构水平地震作用为沿高度均匀分 布的均布荷载和倒三角形荷载。转化原则是总外力大小不变和作用点不变。先以底层力为基准作出均布荷载，再把剩余外力转换成倒 三角形。转换结果为:均布荷载（KN倒三角形荷载（KN 、在均布荷载作用下怎-0.98底

43、部所受弯矩为：M0 =1qH?二1 248.767 16.22 =32643.206KN *m2 2底部所受剪力为：V0 二 qH =248.767 16.2 = 4030.0254KN层 号高 度 = HM w(QM0Mw(匚)(kn- mVw(QV0Vw(Q(KNVf(QV0Vf(Q(KN316.2100-0.1072-432.01870.1072432.0187211.40.7040.0268874.8380.1928776.98890.1032415.898616.60.4070.2437932.2990.50782046.44690.0852343.35820000.84527583

44、.14030.025400根据 X和=0.98查图表计算框架和支撑的剪力和弯矩H注:VVw()Vo在倒三角行作用下：底部所受弯矩为： Mo = qH2 二1 340.7396 16.22 = 29807.9KN m 33底部所受剪力为：根据 A和 =o.98 查图表计算框架和支撑的剪力和弯矩H层 号高 度匸xHM w(QM0Mw&)(kn- mVw(QVw(KNV。VF(KN316.2100-0.1604-442.70250.1604442.7025211.40.7040.0421251.93180.3544978.14070.1499413.722616.60.4070.2848465.44

45、360.70881956.28150.1256346.65480000.810624162.28412759.990800注:守小，守两种情况合并后总力:层号总支撑总框架（KNM w (kn- mVw(KN)求解值取均值VFj +Vgj 2按抗震 规范得 最后计 算值30-874.7212874.7212852.17121533.9122126.76981755.1296829.6212759.81711533.91116397.7434002.7284690.013345.00651533.91051745.7936790.01620注：为了体现多道防线设防的原则，据抗震规范要求，框架部分按

46、计算得到的地震剪力应乘以调整系数， 达到不小于结构底 部总剪力的25呀口框架部分地震剪力最大值 1.8倍二者的较小 者。3.框架风载作用简图风荷载工况有左、右风之分，一般作出左风风载简图。风载对 于钢框架-支撑结构和地震一样也要考虑协同工作。.风载体形系数迎风面和背风面力的方向相同，因此，可以把两者合算。-0.7=0.8 0.5 =1.3.风振系数 基本风压p0 =o.4KN/m2B类粗糙度T1=0.3707sb0T=0.4汉 0.37072 = 0.055查规范 B 类地区 知=1.75结构总高度为：16.2mH = 16.2 =0.269B 60.1查规范知0.42风压单位高度上的值为：W

47、z = ：zzBsW0 =(1 z )zBsW =(z：z )BsW。zz 1.75 0.42) 60.1 1.3 0.4；0.735) 31.252KN /m各分段高度处风荷载值列表计算离地 面咼 度z (mzHzAz叮 0.735巴+巴咒0.735Wz(KN/m)16.2111.6640.7351.901459.4214.70.90740.87041.13160.641.771655.3712.30.7590.71131.10640.5231.629450.299.90.6110.474210.3491.34942.167.50.4630.339310.2491.24939.035.10.

48、3150.18510.0711.07133.472.70.1670.060210.0441.04432.63F250.92 39.0324.8 =215.88KNFi39.02 32.6324.8 =171.984KN同样为了利用现有资料查图表求系数，需要把分荷载转化为沿结构 竖向均匀分布的均布荷载和倒三角形荷载。均布荷载为：qi3 171.984 1.85KN /m16.2倒三角形荷载顶点最大值为(215.163 +215.88 2x171.984)x2 q216.2= 10.75KN /m00COV008 対 0099均布荷载（KN/m(KN/rr)电- Piff倒三角形荷载转化为作用在作用在楼板处的集中力:F59.42 50.92 (1.5 2.4)= 215.163KN2在均布荷载作用下 = 0.98底部所受弯矩为：M0 =2qH2 =丄 31.85 16.22 = 4179.357KN2 2底部所受剪力为：V0=qH =31.85 16.2 =515.97KN根据 A和.=0.98查图表计算框架