钢结构办公楼计算书

1、毕业设计（论文）计算书 （结构部分设计） 题 目： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 上饶市某办公楼 精选文库 16 一、工程概况 1.1、工程名称：昌北经济开发区某公司办公楼改建设计 1.2、建筑地点：南昌市昌北经济开发区 1.3、建筑规模 5810 m 全楼六层，不上人屋面 全钢框架结构 层4.5m，顶层4.5m，其余楼层3.3m 现浇混凝土楼梯 压型钢板上浇筑钢筋混凝土板 1）建筑总面积： 2）建筑层数： 3）结构形式： 4）层高 5）楼梯： 6）屋面、楼面： 1.4、建筑功能 六层，立面设计要体现现代化建筑风格，色彩简洁明快。部分办公室可考虑 开厂式或大开间，2层以上

2、每层设会议室1间，顶层另设大会议室，厕所盥洗室应 满足内部使用要求，门厅、走廊，楼梯等根据需要设计。 1.5、建筑技术条件 （一）气象条件 西北风 西南风 夏季3.1m/s,冬季4m/s Wo=0.45KN/m So=0.45KN/m 40.6 r最低气温:-9.3 C 1）常年主导风向： 2）夏季主导风向： 3）平均风速： 4) 5) 6) 7) 8) 9) 基本风压： 基本雪压： 最高气温： 最冷月平均温度：4.5 C （1 2月） 最热月平均温度：29.7 C （7 9月） 50.4mm/ 小时 最大降雨量： 月最大降雨量：184.3mm（4 6月） （二）工程地质条件 1）天然地面以下

3、4.5M厚为粉质粘土 ,地基承载力特征值为180KN/M2,粉质粘 土以下为1M厚为中砂层，地基承载力特征值为15O KN/M2中砂层以下为砾 砂层,地基承载力特征值为240 KN/M2. 2）地下水位：天然地面以下1.8m处 3）地震设防烈度:6度 （三）施工条件 1 ）施工单位：南昌市某建筑公司 2 ）施工人员：各工种工人数均不受限制，但要求不分工种劳动力，不均衡系数 K1.6 3 ）材料供应：各种材料均可保证供应 钢种 Q235,16Mri冈（Q349 ;焊条 E43, E50;钢筋 HPB235-HRB400 水泥32.5-42.5级普通硅酸盐水泥；机制砖 Mu75,Mu10 ）机械设

4、备： ）施工用水、 ）施工道路： ）施工工期： 4 5 7 8 除大吊装机械外，施工单位均能解决 电：由建设单位保证供应，路边即有水源、电源 E级公路 八个月 1.6、结构设计依据 房屋建筑学教材，建筑设计资料集 1、2、3册，05ZJ中南建筑图集合 订本，钢结构设计规范，其他有关设计规范及总图，建筑结构荷载规范 GB50009-2001,建筑地基基础设计规范 GB50007-2002结构力学（上、下册），多 层与高层建筑结构设计，现用建筑施工教材，建筑施工手册一（上、中册），中国 建筑工业出版社，建筑工程预算定额（省标），劳动定额手册。 图1、结构平面布置图 初定梁柱截面尺寸： 二、结构选型

5、 本工程为对称布置的纯钢框架办公楼，结构平面布置如下: 向三跨，跨度为9m 2.4m、6m （除圆弧上有一柱，见布置图） 架，柱距有6m 8m两种。图1为结构平面布置图。 主梁: 次梁: 框架 6层，梁横 ;纵向10榀横向框 1 1 （一）h 23 因有多种不同的跨度，为节省钢材 初选 HN600 170X 16X 13、HN50O 150X 12X 12、HN40O 150X 12X 12、 HN35O 150X 12X 12、HN32O 140X 12X 10 111 1 h （一 一 ）l,b （）h 20 502 3 初选 HN320 140X 12X 10 1 柱：b H （底层柱高

6、）h=（11.5）b 因柱距不同，及建筑功能，初选为箱形500X 500X 20X 20、箱型400X 400 X 20X 20、箱型 300X 300X 14X 14、圆管 400X 50 截面特性: 截面 面积A(mn) 惯性矩Ix（mm） 单位重量KN/m i x(cm) HN60(X 170X 16X 13 13604 632969958.7 1.0611 215.7 HN350 150X 12X 12 7512 137508776 0.5859 117.68 HN320 ri CD CI.4S 0.49 8 0.33 ej 0.40 .33 G* E7H) J - J nn; i 曲

7、- 图3、框架相对线刚度图 四、各种荷载标准值计算 4.1、恒载计算 1、屋面框架永久荷载标准值 3mn厚橡胶改性沥青防水涂层10 20mm (最薄处)厚1: 8水泥珍珠岩找坡： 20厚水泥砂浆找平 100mn厚现浇混凝土板 压型钢板 YX-75-200-600 (I) 压型钢板波谷中的混凝土 铝合金龙骨吊顶 小计： 25 0.03= 0.3 KN/m2 0.02 5=0.30KN/m2 0.02 0=0.40KN/m2 0.1 5=2.5KN/m2 0.16 KN/m2 0.5 .075=0.94KN/m2 0.2KN/m2 4.53KN/m2 2、楼面框架永久荷载标准值 20mn厚大理石板

8、 20mn厚1： 4干硬性水泥砂浆 100厚现浇钢筋混凝土板 28 0.2 = 0.56kN/m2 0.02 0=0.40KN/m2 0.1 5=2.5KN/m2 小计： 4.76KN/m2 3、墙体永久荷载标准值 全墙自重 200厚加气混凝土砌块 5.57.5 KN/ m3 墙两面抹灰 小计： 综合取7.5 KN/m 有窗墙自重 200厚加气混凝土砌块加抹灰 7.5 .2 2.8=25.2 KN 钢窗自重 0.31 1.8 3=1.67 KN 钢窗所占墙体重量 7.5 0.2 31.8=8.1 KN 小计： /6=3.2KN/m 女儿墙： 7.5 0.2 1.2=1.8 KN/m 玻璃幕墙：

9、 j 1 1.8KN/m 4、梁柱自重 i HN600 170 16 13： 1.0611 KN/m 350 150 12 12： 0.5859 KN/m 箱 500 500 20 20： 2.995 KN/m 箱 400 400 20 20 2.3711 KN/m 4.2、恒载传导计算 4.2.1梁间线荷载计算 A、1、屋面框架BC梁上的线荷载 主梁自重： 1.0611 KN/m 二角形荷载等效均布荷载： 0.875 .5 .53 =8.494 KN/m 小计： 9.6KN/m 2、屋面框架CD梁上的线荷载 主梁自重： 0.4992 KN/m 二角形何载等效均布何载： 0.875 .2 .5

10、3 =6.8 KN/m 小计： 7.3KN/m 3、屋面框架DE梁上的线荷载 主梁自重： 0.5859 KN/m 25 压型钢板 YX-75-200-600 (I) 压型钢板波谷中的混凝土 铝合金龙骨吊顶 0.16 KN/m2 0.5)0.075=0.94KN/m2 0.2KN/m2 三角形荷载等效均布荷载: 0.875 X.5 4.53 )2=8.494 KN/m 小计: 9.08KN/m 1.0611 B. 1、楼面框架BC梁上的线荷载 主梁自重： 墙体自重 三角形荷载等效均布荷载： KN/m 4.2KN/m 0.875 X.5 X.76 X=8.925 KN/m 小计: 14.18KN/

11、m 2、楼面框架CD梁上的线荷载 主梁自重： 三角形荷载等效均布荷载： 0.4992KN/m 0.875 X.2 X.76 X!=7.14 KN/m 小计: 7.64KN/m 1.0611 3、楼面框架DE梁上的线荷载 主梁自重： 墙体自重 三角形荷载等效均布荷载： KN/m 4.2KN/m 0.875 X.5 X.76 X=8.925 KN/m 小计: 13.7KN/m 422、梁间集中荷载计算 A、1、屋面框架BC梁上集中荷载 次梁自重引起： 次梁承受楼板荷载引起： 0.4992 X=3 KN 6X3X4.53 X( 1-2 X).252+0.253) =72.6 KN 小计: 75.6K

12、N 2、屋面框架DE梁上的集中荷载 次梁自重引起： 次梁承受楼板荷载引起： 0.4992 =3 KN 6X3)4.53 X( 1-2 0.252+0.253) =72.6 KN 小计: 75.6KN B. 1、楼面框架BC梁上的集中荷载 次梁自重引起： 次梁承受楼板荷载引起： 0.4992 X=3 KN 6X3X4.76 X( 1-2 X.252+0.253) =76.3 KN 小计: 79.3KN 0.4992 =3 KN 6X3X4.76 ( 1-2 .252+0.253) =76.3 KN 小计: 79.3KN 2、楼面框架DE梁上集中荷载 次梁自重引起： 次梁承受楼板荷载引起： 1.8

13、 6=10.8KN 0.4492 6=3KN 6 X1.5 X4.53 ( 1-2 ZSZ+ONS3) =36KN 4.2.3柱间荷载计算 A、1、屋面框架B柱集中荷载 1.2m女儿墙自重： 边柱连系梁自重： 屋面板传来荷载： 小计： 偏心弯矩M 49.8 KN 49.8 X.15=7.47KN.m 2、屋面框架C柱集中荷载 中柱连系梁自重： 屋面板传来荷载： 6X1.5 X.53 (1-2 X.252+0.253) +6X1.2 X.53 X( 1-2 X).22+0.23) =66.26KN 0.4492 6=3KN 小计： 偏心弯矩M 69.26 KN 69.26 X.15=10.4KN

14、.m 3、屋面框架D柱集中荷载 中柱连系梁自重： 屋面板传来荷载： 6.5 4.53 (1-2 0.252+0.253) +6 X1.2 4.53 (1-2 0.22+0.23) =66.26KN 0.4492 6=3KN 小计： 偏心弯矩M 69.26 KN 69.26 X.1=6.92KN.m 4、屋面框架E柱集中荷载 1.2m女儿墙自重： 边柱连系梁自重： 屋面板传来荷载： 1.8 6=10.8KN 0.4492 6=3KN 6 X1.5 X4.53 ( 1-2 0.252+0.253) =36KN 小计： 偏心弯矩M 49.8 KN 49.8 X.1=4.98KN.m B、1、楼面框架

15、B柱集中荷载 墙体自重： 3.2 =19.2KN 精选文库 边柱连系梁自重： 0.4492 6=3KN 楼面板传来荷载： 6 X1.5 4.76 (1-2 0.252+0.253) =37.8KN 小计： 60KN 偏心弯矩M 60 X0.15=9KN.m 2、屋面框架C柱集中荷载 中柱连系梁自重： 0.4492 6=3KN 墙体自重： 4.2 6=25.2KN 屋面板传来荷载： 6X1.5 )4.76 (1-2)0.252+0.253) +6X1.2 .76 (1-2 X).22+0.23) =69.65KN 小计： 97.85 KN 偏心弯矩M 97.85 0.15=14.68KN.m 3

16、、屋面框架D柱集中荷载 中柱连系梁自重： 0.4492 6=3KN 墙体自重： 4.2 6=25.2KN 屋面板传来荷载： 6.5 )4.76 (1-2)0.252+0.253) +6X1.2 )4.76 (1-2 0.22+0.23) =69.65KN 小计： 97.85 KN 偏心弯矩M 97.85 0.1=9.78KN.m 4、楼面框架E柱集中荷载 墙体自重： 3.2 6=19.2KN 边柱连系梁自重： 0.4492 6=3KN 楼面板传来荷载： 6 X1.5 4.76 (1-2 0.252+0.253) =37.8KN 小计： 60KN 偏心弯矩M 60 X0.1=6KN.m 4.3、

17、活荷载计算 4.3.1、活载取值 楼面均布活载标准值为2.5 KN/m2, 走廊为2.5 KN/m2,不上人屋面为 0.5 KN/m2 (基本雪压：So=0.45 KN/m2) 4.3.2、框架梁间线荷载 0.875 X.5 忽.5 2=4.69 KN/m A、1、楼面框架BC梁上的线荷载 三角形荷载等效均布荷载： 2、楼面框架CD梁上的线荷载 17 精选文库 三角形荷载等效均布荷载: 0.875 1.2 忽.5 2=3.75 KN/m 38 3、楼面框架DE梁上的线荷载 三角形荷载等效均布荷载： 0.875 .5 .5 =4.69KN/m B. 1、屋面框架BC梁上的线荷载 三角形荷载等效均

18、布荷载： 0.2 .69=0.94 KN/m 2、楼面框架CD梁上的线荷载 三角形荷载等效均布荷载： 0.2 3.75=0.75KN/m 3、楼面框架DE梁上的线荷载 三角形荷载等效均布荷载： 0.2 .69=0.94 KN/m 4.3.3、框架梁间集中荷载 A、1、楼面框架BC梁上的集中荷载 楼面板传来荷载：1 .-i 6X3X2.5 1-2 .252+0.253)=40.08KN 2、楼面框架DE梁上的集中荷载 楼面板传来荷载： 6X3X2.5 (1-2 0.252+0.253) =40.08KN 6X3X0.5 X( 1-2 0.252+0.253) =8.02KN B、1、屋面框架BC

19、梁上的集中荷载 屋面板传来荷载： 2、屋面框架DE梁上的集中荷载 屋面板传来荷载： 60.5 X( 1-2 0.252+0.253) =8.02KN 4.3.4、框架柱间集中荷载 A、1、楼面框架B柱集中荷载 楼面传来集中荷载 偏心弯矩M 6 1.5 2.5 X1-2 0.252+0.253) =20.04KN 20.04)0.15=3KN.m 2、楼面框架C柱集中荷载 楼面传来集中荷载 6 丸.5 2.5 X 1-2 0.252+0.253) 偏心弯矩M +6 1.2 2.5 X( 1-2 0.22+0.23) =36.74KN 36.74)0.15=5.51KN.m 3、楼面框架D柱集中荷

20、载 楼面传来集中荷载 6 1.5 2.5 X 1-2 0.252+0.253) 偏心弯矩M +6 1.2 2.5 X( 1-2 0.22+0.23) =36.74KN 36.74 0.1=3.67 KN.m 4、楼面框架E柱集中荷载 楼面传来集中荷载 偏心弯矩M 6X1.5 込5 X1-2 0.252+0.253) =20.04KN 20.04 X0.15=3KN.m B、1、屋面框架B柱集中荷载 屋面传来集中荷载 偏心弯矩M 6X1.5 X0.5 ( 1-2 0.252+O.253 ) =4.01KN 20.04 X0.15=3KN.m 2、屋面框架C柱集中荷载 屋面传来集中荷载 6 1.5

21、 0.5 ( 1-2 O.252+O.253) +6 X1.2 0.5 X( 1-2 O.22+O.23) =3.75KN 偏心弯矩 M5.51 0.2=1.1KN.m 3、屋面框架D柱集中荷载 屋面传来集中荷载 6 1.5 X0.5 ( 1-2 XO.252+O.253) +6X1.2 X0.5 X( 1-2 0.22+0.23) =3.75KN 偏心弯矩 M3.67 0.2=0.73 KN.m 4、屋面框架E柱集中荷载 屋面传来集中荷载 偏心弯矩M 6 X1.5 0.5 ( 1-2 O.252+O.253 ) =4.01KN 0.6KN.m 4.4、恒载计算简图 跚 lft+O.3 -fi

22、.S spst 忙】I ip J N I J I H I 1 l?T L4,ie 13.7 对于矩形平面，风荷载体系数 s 1.3 ;风压 高度系数z可按C类地面粗糙度查规范；由设计资料可知 W0 0.45kN/m2。将风 荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表，表中z为框架 节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积。 风荷载计算表 层数 z s Z(m) z W0 A(m2) RWk(KN) 6 1.0 1.3 4.5 0.74 0.45 20.7 10.7 5 1.0 1.3 7.8 0.74 0.45 23.4 11 4 1.0 1.3 11.1 0.74

23、0.45 19.8 8.57 3 1.0 1.3 14.4 0.74 0.45 19.8 .8.57 2 1.0 1.3 17.7 0.804 0.45 19.8 8.57 1 1.0 1.3 22.2 0.88 0.45 24.9 10.78 五、内力计算 为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况: 1）恒载作用； 2）活荷载满布; 3）风荷载（从左向右吹，或从右向左吹） 对于恒载、活载情况，框架在竖向荷载作用下，采用迭代法计算。对于风荷载情 况 框架在水平荷载作用下，采用 D值法计算。 在内力分析前，还应计算节点各杆的弯矩分配系数及在竖向荷载作用下各杆 端的固端弯矩。 5.1风荷载作用下的内力

24、计算： 框架在风荷载作用下（以左向右吹）的内力用D值法进行计算。 10.7 11 E.57 fi.57 6,57 m ro n in rq n CJ a 49 0.49 0,49 iM 0.55 0.35 图6、风荷载计算简图（KN D值法计算的步骤为: 1求各柱反弯点处的剪力值 2、求各柱反弯点高度y 3、求各柱杆端弯矩及梁端弯矩 层 数 层剪力 (KN) B C D E 刀D B C D E 6 10.7 k 0.3 D 0.26 k 0.44 D 0.36 k 0.49 D 0.19 k 2 D 0.09 0.9 V6 3.09 V6 4.28 V 2.26 V 1.07 5 11 k

25、0.24 D 0.48 k 0.36 D 0.69 k 0.4 D 0.37 k 0.16 D 0.17 1.71 V5 3.09 V6 4.44 V6 2.38 V5 1.09 4 8.57 同上 V 2.41 V 3.46 V 1.85 V4 0.85 3 8.57 同上 同上 2 8.57 同上 同上 1 10.87 k 0.41 D 0.37 k 0.61 D 0.42 k 0.67 D 0.21 k 0.27 D 0.16 1.16 V 3.44 1 I i i 1 V 3.90 u V 1.95 V 1.49 表1层剪力分配 ：计算各柱的D值，各层所有D值之和及每根柱分配到的剪力

26、y k :为梁柱线刚度比 ：确定各柱反弯点高度系数 n：为总层数；j :为所在层； y。：标准反弯点高度比(由 n、j、k查表可得) a:上下梁刚度变化时的刚度比 虎=上层层高/所计算层层高 03=下层层高/本层层高 a、a可查得yi、乎、y 反弯点,并将计算结果列于表2： 层 数 B C D E 6 n=6,j=6 k=0.3, a1 = 1 yo=0.1 y1=0,y=0.1 n=6,j=6 k=0.44, a=1 yo=0.24 y1=0,y=0.24 n=6,j=6 k=0.49, a=1 yo=0.29 y1=0,y=0.29 n=6,j=6 k=0.2, a=1 yo=0 y1=0

27、,y=0 5 n=6,j=5 k=0.24, a=1 02=1.36, a=1 yo=0.22,y1=0 y2=0.05,y3=0 y= 0.27 n=6,j=5 k=0.36, a=1 02=1.36, a=1 yo=0.28,y1=0 y2=0.05,y3=0 y= 0.32 n=6,j=5 k=0.4, a=1 a=1.36, a=1 yo=0.35,y1=0 y2=0.05,y3=0 y= 0.4 n=6,j=5 k=0.17, a=1 o2=1.36, a=1 yo=0.17,y1=0 y2=0.05,y3=0 y= 0.22 4 n=6,j=4 k=0.24, a=1 02=1,

28、a=1 yo=0.32,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.32 n=6,j=4 k=0.36, a=1 02=1, a=1 yo=0.35,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.35 n=6,j=4 k=0.4, a=1 02=1, a=1 yo=0.35,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.35 n=6,j=4 k=0.17,a=1 a=1, a=1 yo=0.26,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.26 3 n=6,j=3 k=0.24, a=1 a=1, a=1 yo=0.4,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.4 n=6,j=3 k=0.36, a=1 a=1,

29、a=1 yo=0.43,y1=0 y2=0,y3=0 ii_ y= 0.43 n=6,j=3 k=0.4, a=1 02=1, a=1 11 yo=0.45,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.45 n=6,j=3 k=0.17,a=1 a=1, a=1 yo=0.4,y1=0 =y2=0,y3=0 y= 0.4 2 n=6,j=2 k=0.24, a=1 a=1, a=1 yo=0.57,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.57 n=6,j=2 k=0.36, a=1 a=1, a=1 yo=0.5,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.5 n=6,j=2 k=0.4, a=1 a

30、=1, a=1 yo=0.5,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.5 n=6,j=2 k=0.17, a=1 a=1, a=1 yo=0.62,y1=0 y2=0,y3=0 y= 0.62 1 n=6,j=1 k=0.37, a=1 a=1, a=1.67 yo=0.82,y1=0 y2=0,y3=-0.12 y= 0.7 n=6,j=1 k=0.42, a=1 02=1,03=1.67 yo=0.71,y1=0 y2=0,y3=-0.12 y= 0.59 n=6,j=1 k=0.67, a1=1 0(2=1,03=1 yo=0.7,y1=0 y2=0,y3=-0.12 y= 0.58 n

31、=6,j=1 k=0.16, a=1 a=1, a=1 yo=1.05,y1=0 y2=0,y3=-0.12 y= 0.93 表2、D值法计算反弯点 ：求各柱杆端弯矩及梁端弯矩 根据各柱分配到的剪力及反弯点位置 yh计算i层第j个柱端弯矩 上端弯矩：MtgVijh（ 1-y） 下端弯矩：Mbij=Vijhy 由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩 对于边跨梁端弯矩：M bi=M tij +M bi+1，j 对于中跨，由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比，因此： Mlbi= ( Mtij+Mbi+1, j) I i b -：. i bi b r Mrbi= ( Mtij+Mbi+i, j) i b J

32、 i b i b 再根据力平衡原理，由梁端弯矩和作用在该梁上的竖向荷载，求出梁跨中弯矩 和剪力。 经计算，其内力如图7、图8、图9所示： 图7、风荷载作用下弯矩图 S.41 3.4- a吟 1,41 3,44 图8、风荷载作用下剪力图 枫建岬亠电和 图9、风荷载作用下轴力图 5.2、恒载标准值作用下内力计算 采用迭代法： 1、不平衡弯矩计算（见图10） 2、计算分配系数 ik 1 2 T ik 1）第一层 B节点： 4.1 2 4.1+2.46+1 12.46 0.271 27.56 0.163 C节点: D节点: 7.56 4.1 1 2 8.05 1 246 2 8.05 1 0.49 2

33、 8.05 8.05 2.04 24.08 1 1.22 24.08 10.49 24.08 10.33 4.08 0.0661 0.153 0.153 0.030 0.062 0.25 0.150 0.048 0.04 E节点: 1 2 2.04 3.59 0.284 1 1.22 0.17 2 3.59 1 0.33 0.046 2 3.59 上 下 左 2）第二至四层 B节点： 1 4.1 0.223 2 9.2 1 4.1 0.223 2 9.2 1 1 0.054 2 9.2 1 4.1 0.212 2 9.69 1 4.1 0.212 2 9.69 1 0.49 0.0253 2

34、9.69 1 1 0.052 上 下 右 C节点: 上 下 右 左 2 9.69 D节点: 2.04 4.9 0.208 2.04 4.9 0.208 0.49 4.9 0.05 0.33 4.9 0.034 E节点: 2.04 4.41 0.231 2.04 4.41 0.231 0.33 4.41 0.037 3）第五层 B节点: 3.35 8.45 0.198 4.1 8.45 0.243 8.45 0.059 C节点: 13.35 2 8.49 1 0.187 4.1 2 8.94 10.33 0.229 2 8.94 10.49 0.027 2 8.94 0.0185 D节点: 1

35、24.53 12.04 0.418 24.53 10.49 。召5 24.53 10.33 0.054 24.53 0.036 E节点: 1 1.67 0.207 2 4.04 1 2.04 0.252 2 4.04 1 0.33 0.041 2 4.04 上 下 左 4）第六层 B节点： 3.35 24.35 0.385 4.35 0.115 C节点: 3.35 1 24.84 10.49 0.346 24.84 0.051 1丄 24.84 0.103 D节点: E节点: 1 2 1 2 1.67 2.49 0.49 2.49 0.33 2.49 1.67 2 0.33 0.335 0.0

36、98 0.066 0.4175 0.0825 精选文库 图10、恒载迭代法弯矩分配图 40 -iis HZ! itra SI麼 9jn ?jl! TZ23 代3阳 ftul-p -7ia 耳血g 工倔! TTi 住测 S47 潞I毀 班IT? 至黑-aaj! -2MU 37.S Z?2H 香.或I SIJI! 阴7 四;3U 弧血 虬1 -U3W -K.1K 15AW lUht aiH I3J哉 J*旳 4娠 口 5Lf76 3L1 3IJn4 g蚁 7加 7域 7比 K诩 TTss asff W! iSSSX -3EJa9 -iWii -z畑3 一工临 -；U蛰 寻PK -MJra -3诚

37、-S.S1 W 3-ra 3砂 5JKI Q.Wk 6711 1d.U3 忖Ml KC74 1Z15? 1!JH 1UI2 FJ iia i5l? 15托 L5W -iUi -twi -Im -1媲 .KHZ -iwr -I1Z3P -IL1P T叫 强f -if.pp 川血 -U11 i43l1H 站删 33.051 3*谕 IlBtl 号血* 1Z53 c3.-ei 3iJdS llJHt -4iW -Q.IM3 -IIH :t -4.1 BM -3M3I -3U?S W 知？ 41 LL? 聊 M sS LLUi 31.571 刖的S 31274 肿 iiwT 3.713 勺拠 i.Q

38、iaiw -47 -ai9 母jWi -S2b -55TC %/)?+ HJH? 斟E 伽u 117h 1邮 1珈 ij?r 1.啊 1的 tifi ni? Fl -ZW 殆 一 -iH7_i4.站刚 L2.11 -IIW -ijn -i.w -i.n 砧刘 -5 At； -5R .764 -G2tf -iTI -sp -u tm -跡 -t19 -伽 -UH -1514 -llh -11 -Z.T33 -fH： H协 W7 讪 面 1.1 ffl 1M7 tftt 1.7H I 3r) f i ss k 皿H Tim -?.Et 3# -an -ISV 5j6W -SML 3113 31 5

39、 -l.-MG -回_Ed阳 -SAI -E3U -K2 AKt -11 -1IW3 -1?1F -tern .ifii KH EJ -SLU -5.M4 精选文库 图15、活载作用下弯矩图 55 204 10.6 50.9 102： ao.D 54,7 103.0 SO.O 50.0 5匸9 104.5/1 2t0 353 5G.2 21-3 04 0J 5.3 腹板 组合I：腹板计算高度边缘的最大压应力为: N97.66 N / mm2 max AWx 腹板计算高度边缘的另一侧相应的压应力为: N MX min AWx 12.12N / mm2 应力梯度: max min 97.66 12

40、.12 max 97.66 0.88 1.6 腹板计算咼度 ho与其厚度t的容许比值为: h(1.6 00.5 x 25)(1.6 0.88 0.5 35.61 25) 36.49 组合n：腹板计算高度边缘的最大压应力为: N M X2 73.21 N / mm2 max . AWX 腹板计算高度边缘的另一侧相应的压应力为: N MX min A WX 57.41N / mm2 应力梯度: max min 73.21 57.41 max 73.21 0.22 1.6 腹板计算咼度 ho与其厚度t的容许比值为: -1(1.6 0 0.5 x 25)J f 235(1.6 0.88 0.5 35.

41、61 25) 曉 36.49 -2(1.6 0.22 0.5 35.61 25)底 35.6 实际比值n罟25 f， 因此此的局部稳定性满足 满足; (2)钢梁：箱型 400 X 400 X 20 X 20 1 M max 152.202KN ?m, N 1188.196KN 2 Nmax 1920.893KN ,M 16.3617KN ?m 强度验算（单向压弯） N 1 An Mx 1188.196 103 152.202 106 2 78.6kN/mm 2 310N/mm rxWnx N 2 An Mx rxWnx 30400 1920.893 103 30400 刚度验算 柱刚度由长细比

42、控制 max K1 kb0.49 0.33 kc 1.22 查得 1.27 Nex 2ea 1.1 x2 1.05 733653333.3 / 200 16.3617 106 1.05 733653333.3/200 67.4kN/mm 2 310N/mm 2 max 150 0.67 ；底层柱与基础刚接，则K2 旦总044.96 155.35 150 25 3.142.06 10 30400 27796kN 1.1 44.962 弯矩作用平面内整体稳定 因为宽厚比小于20, 对x，y轴屈曲时均属c类截面 mxM x N xAxW1x 1-0.8N/Nex x底54.48（C类截面），故查表得

43、 x 0.745 max 1.0 则有: mx M x xW1x 1-0.8N/Nex 1.0 152.202 106 1188.196 103 0.745 30400 1.05 733653333.3/ 200 1-0.8 1188.196 27796 93.37N/mm2 2三 fy 310N/mm2 mxMx xW1x 1-0.8N/Nex 1920.893 103 1.0 16.3617 106 0.745 304001.05 733653333.3/ 2001-0.8 1920.893 27796 89.3N/mm2 fy 310N/mm2 弯矩作用平面外整体稳定 1 旦 txMx

44、yA bW1x 3 1188.196 10 0.7 1.0 152.202 106 0.745 30400 81.5N/mm2 fy 1.0 733653333.3/ 200 310N/mm2 txM x bWix 1920.893 103 0.745 30400 87.93N/mm2 0.7 1.0 16.3617 106 fy 1.0 733653333.3/ 200 310N/mm2 理 20 40 t 20 23533，满足要求; N M x2 80.57 N / mm2 max AWx 局部稳定验算 (1)受压翼缘 腹板 组合I：腹板计算高度边缘的最大压应力为: 腹板计算高度边缘的另

45、一侧相应的压应力为: N Mx min 入wX 2.41N / mm2 应力梯度: max min 0 max 80邑空 1.03 1.6 80.57 25)膘 40.54 腹板计算高度-0与其厚度t的容许比值为： -(1.6 0 0.5 x 25) I235(1.6 1.03 0.5 44.96 tV fy 组合n：腹板计算高度边缘的最大压应力为： N67.65N / mm2 max . AWx 腹板计算高度边缘的另一侧相应的压应力为: NMX min AWx 2 58.73N / mm 应力梯度: max min 0 max 67亜空0.13 67.65 1.6 腹板计算高度-0与其厚度t

46、的容许比值为: -1(1.6 0 0.5 x 25)Jf 235(1.6 1.03 0.5 44.96 25)曉 40.54 -2(1.6 0.13 0.5 44.96 25) H39.36 实际比值f器20 f， 因此此的局部稳定性满足 满足; 7.3、节点连接设计 1、主梁与柱栓焊连接设计 主梁与柱的连接节点采用同一节点设计，因为主梁C1D1左右截面的控制内力 相差不大，且右截面控制内力较大，选取梁右截面的控制内力。 484kN m 270kN 1)计算指标 高强螺栓采用 10.9级M2Q连接为摩擦型，孔径do=22mm摩擦面做喷砂处理, 摩擦面抗滑移系数 0.5,螺栓预拉应力为P 155

47、kN ； 翼缘钢材 t 13mm: f 310N / mm2, fV 180N/mm2, fy 335N / mm2, 腹板钢材 t 16mm: f 310N/mm2,fv 180N/mm2, fy 335N/mm2; 焊缝：焊条为E50系列，手工焊，对接焊缝fcw ftw 310N /mm2, 角焊缝 ffw 160N/mm2; 2）螺栓布置及计算 （1）按螺栓布置要求： 螺栓至连接板端部 b 240 2 22 44mm,取55mm, c至少取tf 20 32mm iiuH II T1 E *ln L L IT、 LI 图18、梁柱节点连接图 （2）判断是否需要双排螺栓 翼缘的塑性截面模量：

48、 Wpf bftf(h tf) 170 13 (600 13) 129727Cmm3 梁全截面塑性截面模量： Wpb bftf (h tf) twh12/4 1297270 16 (600 26)2/4 2615174mm Wpf 1297270mm3 0.7Wpb 0.7 2615174 1830621.8mm3，梁腹板与柱的连 接不可米用单排，必须用多排。 （3）一个高强螺栓的抗剪承载力设计值 N 0.9 nf P 0.9 1 0.5 155 69.75kN根据剪力确定螺栓数目 n V 空匕3 87，据设计经验，设每排螺栓4个，应设3排，共12个。 NVb 69.75 螺栓栓距a=80mm

49、线距a1=165mm节点示意图如图 3）节点弹性设计计算 梁腹板净惯性矩（扣除焊蜂通过孔高上下各 35mm为: Iw0 16 404170698752 mm4 12 梁翼缘惯性矩为: If I (Iw0 Ib0)632969958.7 16 5743. 380810993.4 mm4 12 式中 Ib0为焊缝通过孔惯性矩。则腹板分担的弯矩: M wO Iw0 M 20.7kN m If I w0 单个螺栓承受的剪力为： nV V 270 22.5kN 1y n 12 螺栓承受的扭矩为： 近似认为TMw0 在T作用下受力最大螺栓承受的剪力： 20.76165103“ 22210.91kN 640

50、2 6120281652 20.76 120 103. N； Tyi N； Z 2 2、 (Xi yi) TX1 z 2 2、 (为y) 6 402 6 1202 8 1652 7.94kN Ni /n；)2 (N： N1：)2 J10.912 (22.57.94)232.34kN Nv 69.75kN 满足要求。 4）连接板厚度的确定及强度验算（采用双面连接板） （1）连接板厚度的确定： 连接板净截面与梁腹板净截面相等计算 t: t tw(h1 nwd。) 16 (574 3 22) 72 h2nwdo 500 3 22 式中hi、h2分别为腹板、连接板的高度；nw为单排螺栓数。 根据螺栓间

51、距最大要求确定连接板厚度 t: a 90 t 7.5mm 12 12 根据支承板的宽度bs,求连接板的厚度t: t 畧 （15 55 50） /15 7.33mm 综合以上数值，并考虑腹板弯矩去连接板的厚度，则t=12mm双面板。 （2）验算连接板的强度： 验算连接板的抗剪强度： 螺栓连接处的连接板净截面面积: An (h2 nwd0)t (500 3 22) 12 210416mm2 270 1 03 /10416 25.92N / mm2 fv 180N / mm2，满足要求。 An 验算连接板在M4乍用下的抗弯强度： 螺栓连接处的连接板净截面模量（近似）： 12 500 殳 2 1652

52、 104301773.9 124 I3 417207.1mm3 ymax In Wn M w0 /Wn 20.76 106/417207.149.76N / mm2 2 f 310N/mm， 满足要求。 连接板在 作用下的折算应力: 折 J 232 J49.762 3 25.922 67.02N / mm2 1.1f 1.1 310 341N/mm2 满足要求。 5）连接板与柱翼缘相连的双面角焊缝强度验算: （1）焊脚尺寸的确定 按构造要求，求hf： hmin 1.5/tmaX 1.5/20 6.7mm hmax 1.2tmin 1.2 1315.6mm 焊脚尺寸 hf 取 hf 8mm。 (

53、2) 焊缝强度验算（按弯剪计算） lw 2( d 2hf) 2(500 2 8) 968mm 6M w0 2helW 6 20.76 106 2 2 0.7 8 484 270 103 2 -23.76N / mm 2 0.7 8 484 2 3.83N/mm2 23.83219.82N / mm2 fW 200N / mm2 h梁 2tf 600 2 13 574mm h柱 2tcf 500 2 20 460mm 16mm (hb hc)/9011.49mm hb hc tw 满足要求。 (2)节点域的抗剪强度验算: 节点域的屈服承载力应符合下式： M pb1 M pb2 Vp 4 -f 3

54、 fyv Mpb1 Mpb2 0.6 444.58 106 Vp9505440 242 28.06N / mm2 - fv 4 170/3 226.67N / mm2 3 (其中，Mbi ,Mb2分别为节点域两侧梁全塑性受弯承载力, Mb1 Wpbfy 2615174 170=444.58kNgm,Mb2 0 ； Vp 为节点域体积 V 1.8hchbtw， hc, hb分别是梁翼缘厚度中点间的距离和柱翼缘厚度中点间的距离，tw为柱在节点 域的腹板厚度。) 满足要求。 7.4、主次梁连接 主梁与次梁的连接用将次梁腹板与主梁加劲肋相连的方法，采用高强螺栓连 接，高强螺栓连接除承受直接的剪力，还承

55、担由于偏心产生的附加弯矩作用。 已知：底层主梁：HN600 15mm切角b=25mm螺栓至连接板端部 2d0 8d0 2 2244mm,取45mm;螺栓间距 a 3d03 2266mm,而且 8 22176mm ,设螺栓3个，单排a=70m滸66mm且 176mm满足要求。 2) 加劲肋板厚度的确定：按构造要求: tc tc tw 12mm,取 12mm bs /15(320_12_0510.2mm, 15 12mm a /1270/125.8mm 满足要求。 3) 一个螺栓的抗剪承载力设计值: NVb nv 血 1 站416 202 310 10 397.39kN 44 Nb tf：20 1

56、2 470 10 3 112.k8N 故 Nlin Ncb 2 97.29N / mm。根据剪力确定螺栓数目n 64/97.390.65 , N min 据设计经验, 设螺栓2个，单排。螺栓间距3do=66mmva=7Omm=176mm满足。 (4)螺栓抗剪验算 单个螺栓承受的剪力为： nV, - 64/2 32kN n 螺栓承受的扭矩为： T Ve 81.56 (0.056+0.006)3.97kN m 在T作用下受力最大螺栓承受的剪力： N； Tyi z 22、 (XiVi ) 3.97 35210356.71kN 2 352 N1 JM)2 ( nV)J56.712 322 65.11

57、kN Nmin97.39kN ,满足要求。 (5)主梁加劲肋的连接焊缝设计 按构造求hf： hmin1.5/tmaX I.5A2 5.2mm hmax 1.2tmin 1.2 1214.4mm 焊脚尺寸hf, 取 hf 6mm。 焊缝强度验算 (计算时偏于安全地只计算与腹板链接的竖向焊缝) 焊缝的计算长度：lw h 2tf 2b 2hf 600 2 10 2 25 2 6 518mm 6M 6 3.97 1062 210.57N / mm 2 0.7 6 518 64 1032 29.42N / mm 0.7 6 518 J( M / f )2 ( V )2 7(10.7/1.22)2 29.

58、422 30.7 N / mm2 ffW 200N / mm2 满足要求。 (6)验算次梁腹板外伸处的强度 In tw(h2 nd。)12 (320 2 twh； . n , .3 , .2. -(twdo twdoVi ) 12 12 4 26352232 mm 22-2 10) 7 3003 12 3072 mm2 ( 12 2232 22 12 352) 12 Wn 05h V/An M /Wn 26352232口 3 175681.5mm 0.5 300 64 103/3072 20.83N / mm2 fv 180N/mm2 3.97 106/175681.5 22.9N/mm2 f

59、 310N /mm2 折 J 232J22.92 3 20.832 42.73N / mm2 1.1f341N / mm2 满足要求。 因此，主次梁连接合格。 7.5、柱脚设计 以C柱柱脚为例: f500X500 x20 x20 g巴 eoo h. M24 o CM 45 _J 5( 6C 0 * *吕 T阿/b囹I m . -75X25 -74QX3 BOO goo 图20、柱脚设计图 本结构采用整体刚性柱脚，柱脚底板与基础顶面之间采用C20无收缩细石混凝 土，钢材选用Q345钢，焊条采用E50焊条，由荷载组合表可得，最不利组合为： M 73.2106kN m, N 2092.234kN,V

60、-44.17kN 1 ）底板尺寸 根据构造要求，底板宽B取为740mm长度L取为800mm max N BL 6M BL2 2092.234 103 800 740 max N 6M BL BL2 6 73.2106 106 2 740 800 2 2 4.46N/mmfc 9.7N/mm N 6M min BL BL2 N min BL 6M 2092.234 103 800 740 6 73.2106 106 740 2 800 2.6N/mm20 基础与底板之间不出现拉力。 2 ）底板厚度 b,/a1 120/145 0.83, 0.096 1452 9002.064N mm bi/a1