【《某市房地产售楼处大楼结构计算设计（附图）》7400字（论文）】

图4.SEQ图4.\*ARABIC7活载下弯矩图图4.SEQ图4.\*ARABIC8活载下剪力图图4.SEQ图4.\*ARABIC9活载下轴力图4.5风载下内力计算风荷载计算D值法计算由前面已知：边跨梁线刚度ib1=EI/l=9.39103KNm；中跨梁线刚度ib2=EI/l=12.52103KNm；底层柱线刚度iC1=EI/l=26.5103KNm；

两端弯矩的计算第三层：3节点：已知，则6.0。3节点：已知，则；。第二层：2节点：已知，，则；2节点：已知，。第一层：1节点：已知，，则；1节点：已知，，；。有对称性可求得C、D柱列的弯矩，弯矩图如下：图4.SEQ图4.\*ARABIC10风载下弯矩图图4.SEQ图4.\*ARABIC11风载下剪力图图4.SEQ图4.\*ARABIC12风载下轴力图4.6内力组合表4.SEQ表4.\*ARABIC4柱的内力组合表表4.SEQ表4.\*ARABIC5梁的内力组合表4.7杆件截面验算基本组合时的杆件截面验算A、D列柱HW400400柱的截面特性A=219.5cm2Ix=66900cm4Wx=3340cm3Iy=22400cm4ix=17.5cmiy=10.1cmWy=1120cm3单位长度质量为172Kg/mAA1柱段验算如下1)强度由于柱子为等截面柱，所以取柱上端最不利内力组合强度验算公式：=32.59+31.05=63.64N/mm2310N/mm2=32.87+28.23=61.1N/mm2310N/mm2故强度满足2）平面内稳定按有侧移框架柱考虑，对于底层柱，柱与基础刚接故取K2=10K1=1/（2.82+4.08）=0.145查表得柱计算长度系数：=1.61柱的计算长度为l0x=5.2m1.61=8.37m平面内稳定计算公式为：f=1.0上式中为截面塑性发展系数；长细比x=l0/i=8.37/0.175=47.84=150由于采用Q345钢x要进行折算为：==58.0查附表b类截面得x=0.818参数Nex=206103219.5102/47.842=19498103N将以上系数代入公式得：=39.85+31.98=71.83N/mm2310N/mm2=40.18+29.1=69.28N/mm2310N/mm2所以平面内稳定满足要求。3）平面外稳定计算公式为f上式中：对于弯矩作用平面外无支承的构件，相当于悬臂构件，则取等效弯矩系数tx=1.0K2=10查表得=1.0柱的计算长度为l0y=5.2m1.0=5.2m由y=l0/i=5.2/0.101=51.49查表==62.3查得y=0.795b==0.982==41+33.2=74.2N/mm2310N/mm2==41.34+30.18=71.5N/mm2310N/mm2故平面外稳定满足要求。5.1.2A1A2柱段验算如下1）强度取柱上端最不利内力组合强度=19.1+63.43=82.5N/mm2310N/mm2强度满足2）平面内稳定按有侧移框架柱考虑，对于二层柱，柱与基础刚接取K2=0.145K1==0.123查表得计算长度系数=2.7柱的计算长度为l0x=3.6m2.7=9.72m由于柱子为等截面柱，所以平面内稳定x=l0/i=9.72/0.175=55.54=150查表x=0.767Nex=2206103219.5102/55.542=14466*103N=24.92+64.92=89.8N/mm2310N/mm23）平面外稳定由y=l0/i=3.6/0.101=35.6查表y=0.886b==1.03tx=1.0=21.56+64.66=86.22N/mm2310N/mm2平面外稳定满足B、C柱列BB1柱段验算如下K2=10K1=(0.5+1.33/2)/（2.82+4.08）=0.169查表得=1.58柱的计算长度为l0x=5.2m1.58=8.22m取最不利内力组合M=53.866KNmN=-1350.86KN1）强度=61.54+15.41=76.59N/mm2310N/mm2强度满足2）平面内稳定平面内稳定计算公式为fx=l0/i=8.22/0.175=46.9=150==56.8查附表b类截面得x=0.824Nex=206103219.5102/46.92=20287103N=1.0=74.69+16.22=90.91N/mm2310N/mm2所以平面内稳定满足要求。3）平面外稳定计算公式为fK2=10查表得=1.0柱的计算长度为l0y=5.2m由y=l0/i=5.2/0.101=51.49查表==57.8查得y=0.82b==0.982对于弯矩作用平面外无支承的构件，相当于悬臂构件，则取tx=1.0=75.05+16.4=91.47N/mm2310N/mm2故平面外稳定满足要求。B1B2柱段验如下：查中国建筑工业出版设《钢结构》上册得，两端刚接的受压构件计算长度系数=0.65所以K2=0.169K1=(0.5+1.33/2)/（24.08）=0.143=2.52柱的计算长度为l0=3.6m2.51=9.04m取最不利内力组合M=30.2KNmN=-806.26KN1）强度=36.73+8.61=45.34N/mm2310N/mm22）强度满足平面内稳定x=l0/i=9.04/0.175=51.66=150查表x=0.794Nex=2206103219.5102/51.662=16760103N=46.26+8.95=55.21N/mm2310N/mm23）平面外稳定由y=l0/i=3.6/0.101=35.6查表y=0.886b==1.03tx=1.0=41.45+8.78=50.23N/mm2310N/mm2平面外稳定满足由于我们采用热轧型钢，构件的局部稳定性自然满足。ZL1验算主梁的截面特性A=84.12cm2Ix=23700cm4Wx=1190cm3Iy=1740cm4ix=16.8cmiy=4.54cmWy=174cm3单位长度质量为66Kg/m5.3.1梁端截面验算如下：正应力=9.27+316.7=325.97N/mm2310N/mm2=4.89%正应力在5%范围内，可认为满足。剪应力假定剪力全由腹板承担=93.37N/mm2310N/mm2对于型钢而言，腹板一般较厚，剪应力一般满足要求。梁跨中截面验算如下：梁两端A1、B1的支座反力为：RA1=111.69KNRB1=111.63KN距左端x处的弯矩为：Mx1=111.69x-134.34-1/229.4x2dMX1/dx=111.69-29.4x=0得x=3.80m则在x=3.80m处的弯矩为梁上最大的弯矩值，将数值代入，的最大弯矩：Mx1=111.693.8-134.34-1/229.43.82=77.81kNm活载作用下跨中部最大弯矩Mx2(位置同上)：RA1=156.96KNRB1=162.45KNMx2=156.963.8-187.12-1/240.953.82=113.67kNm梁跨中部最大弯矩：MX=MX1+MX2=77.81+113.67=191.48kNm与支座弯矩相比较小很多，故不再计算。稳定性挠度验算采用图乘得：+=878.7=18mm<7800/400=19.5mm挠度满足要求。结构的侧移总位移为：5.02mm<H/400=11400/400=28.5mm；层间最大侧移3.03mm<4200/400=10.5mm所以侧移满足规范要求。4.8组合楼板的设计板的性质压型板重11.18Kg/m21m板宽压型钢板截面积：Ass=50.8（130+50+270）=1280mm21m板宽压型钢板截面模量：Ws=9.51103mm3顺肋方向板跨度为2.6m强度验算施工阶段1m板宽内的均布荷载为：q=1.22.6+1.41.5=5.22KN/m2跨中最大弯矩：M=1/8ql2=1/85.22KN/m2.62m2=4.41KNmfsWs=2159.51104=20.44KNm.>4.41KNm故施工阶段强度满足要求。6.2.2使用阶段 q=1.23.78+1.45=11.54KN/m2M=1/8ql2=1/811.54KN/m2.62m2=9.75KNmV=1/2ql=1/211.54KN/m2.6m=15KN正截面强度X=fsWs/fcb=215951/14300=14.30mm<0.55ho=0.55(170-70/2)=74.25mmMu=0.8fcbx(ho-x/2)=0.8114.3100014.3(137.5-14.3/2)=26.66KNm>9.75KNm正截面强度满足斜截面强度：V=0.7Ftbho=0.71.431000137.5=137.6KN>15KN斜截面强度满足要求刚度验算施工阶段本结构板按单跨简支板计算：w===13.2mm允许挠度值为：[w]=[l/180,20]min=14.44mm所以w<[w]故施工阶段的刚度满足要求。6.3.2使用阶段刚材与混凝土的线刚度比值：==9.13换算断面的形心位置=76.96mm 板按单向板考虑。挠度按单向板计算沿强边方向计算，将组合断面换算成单质混凝土等效断面进行计算，I=Ix=765700mm4B=EcIx,Bs=B=2.3104765700=7.8mm<l/180=2600/180=14.44mm挠度满足要求。节点设计图4.SEQ图4.\*ARABIC13设计节点示意图柱与主梁（节点1）的刚性连接节点设计条件图4.SEQ图4.\*ARABIC14梁与柱的刚性连接示意图对接焊缝抗压强度抗剪强度抗拉强度角焊缝的抗拉抗压和抗剪强度连接计算1）粱翼缘采用完全焊透的坡口对接焊缝连接由公式==37.4KN/cm2>f=31kN/cm2梁翼缘的焊缝强度不满足要求。故可以加通过上下大翼缘宽度来提高承载力。查钢结构规范知，可在距梁端l/6=7.8/6=1.3m处改变梁截面，在梁端加大翼缘宽度至280mm，由于板宽差了8mm>4mm，所以从板的两侧做成坡度为1：2.5的斜坡。则此时对于梁端的对接焊缝的正应力为==26.75KN/cm2<f=31kN/cm2翼缘焊缝强度满足要求。梁变截面处采用全截面对接焊缝连接,验算其强度如下：此处的内力值为：Mx=73.18kNmN=77.97KNV=-187.90KN正应力=7.08KN/cm2<=26.5kN/cm2假定剪力由腹板均匀承担,则=6.28KN/cm2<=18kN/cm2可见剪应力远远满足要求；对于梁翼缘与腹板的交接处的2点而言：2点的惯性矩为KN/cm2=6.28KN/cm2折算应力=8.53KN/cm2<1.1=1.126.5kN/cm2=29.15kN/cm2对于腹板中点3点：折算应力=6.35KN/cm2<1.1=1.126.5kN/cm2=29.15kN/cm2故梁在变截面处的强度满足要求，设计合理。2）加劲肋截面尺寸的确定对主要承重框架柱：=21+24=45mm由于=13（13+545）310=959KN>N=77.97KN所以按构造确定截面积。水平加劲肋的有效宽度：=（200+221-224-13）/2=90.5mm有公式得到单侧水平加劲肋的宽度为:90.5+24=114.5取为115mm水平加劲肋宽度：即=7.74mm并且且不宜小于10mm,取 13mm故取为10mm详见下图：图4.SEQ图4.\*ARABIC15柱水平加劲肋设计示意图3）板域的抗剪强度==13.39KN/cm2<fv=KN/cm2故不需对柱腹板增设补强板。4）连接所需的高强螺栓数目取上三个公式计算得的最大值。 =0.5M20高强螺栓的预拉力P=155KN一个螺栓（双剪）设计值=139.5KN一个螺栓（单剪）设计值=139.5/2=69.75KN所需螺栓个数为=279.35/139.5=2.00（个）或==3.72（个）取为4个==0.5（个）综上，采用5个螺栓，见下图：5）连接板的尺寸确定对于单剪连接，连接板厚度为采用10mm刚性柱脚（节点2）的设计设计条件1）Mx=53.87kNmN=1350.86KNV=16.61KN2）柱的高度（对与底层柱）h=5.2m，柱截面采用HW400400Wx=3340cm3Iy=22400cm4ix=17.5cmiy=10.1cmWy=1120cm3AW=46.54cm2AF=84cm2单位长度质量为172Kg/m。3）柱及柱脚的连接板件、锚栓等均采用Q345，底板下混凝土的强度等级为C25。柱脚细部设计计算1）柱脚底板长度和宽度的确定参考规范数值，l1=60mml2=30mmb1=60mmb2=30mm如下的柱脚底板尺寸：L=h+2l1+2l2=40+26+23=58cm取L=64cmB=b+2b1+2b2=40+27+23=60cm取B=72cmlt=6cm见下图：l=L-lt=64-6=58cm图4.SEQ图4.\*ARABIC16刚性柱脚连接示意图2）=1\*GB3①偏心类型的判别=12.66cm=4.0<=12.66cm查表知为情况A，可见底板截面为小偏心受压。=2\*GB3②柱脚底板受压区长度的确定<0故偏心作用很小，为全截面受压底板受压区长度xn=l=58cm=3\*GB3③Ab=174188=32712cm2=3.33N/mm2图4.SEQ图4.\*ARABIC17局部受压计算底面积图示=4\*GB3④=0.403KN/cm2<=3.33N/mm2故满足要求。=540.3KN>16.61KN(可)5）柱脚底板厚度的计算对于整个底板取受压最大的底板取格，如右图所示为三边承压板根据：=0.6得=0.075底板的最大弯矩：=12.09KNcm底板的厚度为：mm不宜小于30mm，故按构造偏安全的取36mm。6）锚栓支撑加劲肋的计算=96.72KN=30cm=16cm所以锚栓支承加紧肋的剪应力为：=2.01<11.5（可）宽厚比：=12/1.6=7.5<18（可）焊缝的计算长度为=29mm；则角焊缝的抗剪强度为：=1.99KN/cm2<20kN/cm2（可）7）柱与底板连接焊缝计算焊缝计算长度为lw=40-22.1-22.4=31cm=6.14WF=277.69cm3=20kN/cm2=19.39KN/cm2<=24.4KN/cm2=0.319KN/cm2对翼缘连接焊缝：=6.14+19.39=25.53KN/cm2>=24.4KN/cm2但是=4.8%，在5%范围内，可以。对腹板连接焊缝=5.043KN/cm2<=20kN/cm2主梁与次梁（节点3）的铰接连接设计条件图4.SEQ图4.\*ARABIC18次梁与主梁的铰接连接图示连接计算1）高强度螺栓所受的力为2）受力最大的一个螺栓所受的力为=80.75KN3）边行受力最大的一个螺栓所受的力为=86.41KN<153.5KN=3.07KN/cm2=7.2KN/cm2KN/cm2<=20kN/cm25）连接板厚度的确定=6.06mm故取为8mm.连接板的尺寸和高强螺栓的配置如图所示。

第5章基础设计5.1A柱基础由《建筑地基基础设计规范》知：基础设计时应按标准组合进行计算，在此处采用设计值组合计算，其计算结果更偏于安全。取基本组合：M=93.58KNmN=715.4KNV=42.84KN承载力特征值为fak=290Kpa设计值为查规范得系数=0.3=1.6代入得：（>1.1fak=219kpa，可）1确定基础底面面积1）由《基础设计规范》知：对于独立基础，基础的埋深为室内底面至基础底面的距离，所以本基础=2m；基础面积为：==2.4 2）初步确定基础底面尺寸A=1.3=1.32.4=3.12m2取基础长短边之比l/b=1.5得b=1.44ml=2.16m3）验算基础底面尺寸=203.122=124.8KN基底处总竖向力=715.4+124.8=840.2KN基底处的总力矩Mk=93.581+42.841=136.42KNm偏心距==0.162m （<b/6=0.24m,可）基地边缘处最大应力：==391.1Kpa(<1.2fa=405.6kpa，可)基底平均压力（<fa=338kpa，可）2基础高度计算采用混凝土基础，采用锥形基础，基础高为1m。3基础抗冲切验算1)作用于基底的外力为：F==715.4+2023.3=847.4KNM=93.581+42.841=136.42KNm=369.53Kpa=144.04kpa =256.79kpa2)柱与基础冲切强度验算：取保护层厚度为40mm，则ho=1000-40=960mm<b=1500mmbo=400mml=2200mmb<bo+2ho=2320mml<lo+2ho=2320mm3)基础底板内力配筋计算长边方向计算截面lo=400mm,pj1=277.28kpa,ho=960mm,bo=400mm由=154.67KNm==852.45mm2配筋1210,As=942.45mm22200/12=183mm<200mm,满足要求。短边b方向计算截面，由==41.60mm2=229.28mm2故b方向按构造配筋，配筋128,As=704mm21500/12=125mm<200mm,满足要求。5.2B柱基础M=53.866KNmN=1350.86KNV=16.61KN基础持力层在粉质粘土层，该层fak=290Kpa查得=0.3=1.6（>1.1fak=219kpa，可）1确定基础底面面积1）先按轴心受压估计基础底面积对于独立基础，基础的埋深为室内底面至基础底面的距离，所以= 2m==4.53m2 2）初步确定基础底面尺寸考虑偏心受压，将基础底面增大30%，即取=1.3A=1.34.53=5.89m2取基础长短边之比l/b=1.5得b=1.98ml=2.97m偏安全的取b=2ml=3m3）验算基础底面尺寸取值是否合适=2062=240KN基底处总竖向力=1350.86+240=1590.86KN基底处的总力矩Mk=53.866+16.611=70.48KNm偏心距==0.04m （<b/6=0.33m,可）基地边缘处最大应力：==288.76Kpa(<1.2fa=405.6kpa，可)基底平均压力（<fa=338kpa，可）2基础高度计算采用混凝土基础，采用锥形基础，基础高为1m。3基础抗冲切验算1）作用于基底的外力为：F==1350.86+2026=1590.86KNM=53.866+16.611=70.48KNm =288.63Kpa=241.65kpa =265.14kpa2）柱与基础冲切强度验算:取保护层厚度交接处的为40mm，则ho=1000-40=960mmb=2000mmbo=400mml=3000mm则b<bo+2ho=2320mml>lo+2ho=2320mm验算柱与基础交接处冲切强度，冲切力为 ==196.27KNC25混凝土ft=1.27N/mm2==1.2m由于ho=960mm800<ho<2000内插得=0.987冲切破坏面上混凝土抗冲切能力的竖向分力为=0.70.9871.271031.20.96=1010.8KN>Fl冲切满足要求。3）基础底板内力配筋计算长边方向计算截面lo=400mm,得pj1=268.27kpa,ho=960mm,bo=400mm由=350.8KNm==1933.6mm2配筋1614,As=2461.81mm23000/16=187.5mm<200mm,满足要求。短边b方向计算截面，由==181mm2=997.6mm2故b方向按构造配筋，配筋1610,As=1256.6mm21500/16=93.75mm<200mm,满足要求。5.3基础梁设计，基础梁初选截面为：，自重产生的荷载为：，均布荷载：基础梁计算简图如下：，取基础梁的=35mm，所以基础梁截面的有效高度为：系数=0.147，受弯构件截面相对受压区高度：=0.160=0.92钢筋截面面积为：，选配，>配筋率：>，满足要求，箍筋按构造配筋为：。

电算结果与手算结果对比6.1电算简介本次结构设计的电算部分采用PKPM进行电算。电算作为手算的补充部分，可以检验手算结果是否正确。更加全面对楼层整体进行计算，将手算过于复杂的部分用计算机来计算，帮助我更准确的获得计算结果。利用软件进行内力分析等，与手算相结合，帮助检验手算的结果。电算部分对在风荷载以及地震荷载的工况下，更加全面的对建筑的各种受力形式以及变形进行分析。利用计算机生成的图画，帮助我们更加全面直观的了解建筑的变形和受力情况。经过计算机软件PKPM的检验，本次建筑的结构设计在满足国家设计规范的标准上，达到了节省材料，经济环保的目的。6.2PKPM电算结构平面简图：图6.SEQ图6.\*ARABIC1一层结构平面简图图6.SEQ图6.\*ARABIC2二层结构平面简图

6.3PKPM电算荷载简图图6.SEQ图6.\*ARABIC3一层荷载简图图6.SEQ图6.\*ARABIC4二层荷载简图6.4PKPM计算总结PKPM电算作为手算部分的补充，计算结果一致。在PKPM电算中我们可以更加充分的看到该结构在不同工况下的受力及其变形情况。本次结构设计能够满足国家设