钢结构毕业设计计算书

'毕业设计（论文）题目：某五层钢框架公寓楼结构设计Tittle:SteelFrameofAFive-storyApartmentBuildingStructuralDesign学生姓名专业名称指导教师III 前言本次毕业设计是大学教育培养目标实现的重要步骤，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教学成果的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。本次设计使理论和实际很好的结合起来，提高了分析、解决工程实际问题的能力。培养了学生严谨、求实、细致、认真和吃苦耐劳的工作作风。为以后更好的学习和工作奠定了坚实的基础。在毕业设计期间，我重新复习了《房屋建筑学》、《钢结构》、《结构力学》、《建筑结构抗震设计》等课本知识，并查阅了《抗震规范》、《钢结构规范》、《荷载规范》等相关规范。在毕业设计过程中，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行了建筑、结构的具体设计。现在毕业设计任务已圆满完成。在此，对校领导、老师及在此期间关心我帮助我的所有同学们表示衷心的感谢。本设计包括建筑设计和结构设计两大部分，叙述内容包括设计原理、方法、规范、规章、设计技术要求和计算表格。其中，建筑设计部分由平面设计、立面设计、功能分区、采光和防火安全的要求等部分组成；结构部分由荷载计算、内力分析、内力组合、节点和柱脚设计等部分组成。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM等建筑软件，这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求，巩固了所学知识。III 目录摘要1Abstract2第1章建筑设计31.1工程概况31.1.1建筑概况31.1.2工程地质条件31.1.3气象条件41.2平面设计51.3立面设计51.4细部做法61.4.1楼面做法（楼面详图如图1.8.1）61.4.2屋面做法（屋面详图如图1.8.2）61.5材料选择71.5.1梁柱材料71.5.2墙体材料71.5.3楼梯材料71.5.4楼（屋）板材料7第2章结构设计82.1工程概况及设计参数82.2结构布置及计算简图82.2.1计算单元82.2.2构件截面尺寸初选82.2.3框架计算简图102.3荷载计算及其内力分析112.3.1荷载计算112.3.2荷载作用分布图132.3.3荷载内力分析172.4内力组合292.4.1框架梁内力组合292.4.2框架柱内力组合342.5结构、构件验算342.5.1框架柱验算342.5.2框架横梁验算432.5.3次梁验算462.6组合楼盖设计492.6.1楼板设计492.6.2屋面板设计532.7框架连接设计572.7.1主梁与柱的连接设计572.7.2次梁与主梁的连接设计68III 2.7.3柱脚设计712.8基础设计782.8.1A柱基础设计782.8.2B柱基础设计83总结87致谢88参考文献89III 毕业设计计算书摘要：本文的毕业设计主要讲述了办公楼设计。设计的内容包括建筑设计、结构设计两部分。毕业设计是土木工程专业的必修课程，我的设计是公寓楼设计，设计采用钢框架结构，建筑主体层数为五层。根据设计要求，设防烈度为6度，抗震等级为三级，设计中无须考虑抗震设计。设计包括建筑部分、结构部分、楼梯、基础等。根据任务书定出各层平面图及平面布置。本方案主体结构为双向承重框架。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；恒载、活载、风作用下梁端、柱端弯矩、剪力的计算；框架内力组合；框架梁柱强度验算；楼梯配筋计算及基础配筋计算等。楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯；由于柱网的限制，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的合理性。通过对办公楼楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计，熟悉了设计的全过程，掌握了结构设计计算的基本方法，创造性地完成了毕业设计任务。同时，对所学的专业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。关键词：办公楼设计，钢框架，结构设计，柱下独立基础86 毕业设计计算书Abstract:Thisarticlefocusesonofficedesign.Thedesignaretwoparts,includingarchitecturaldesign,structuraldesign.Thegraduationprojectisarequiredcourseincivilengineering.Myofficedesignusesafive-storysteelframestructure.Accordingtodesignrequirements,fortificationintensityof6degrees,seismicratingofthree,designedwithoutregardtoseismicdesign.Thedesignincludespartsofthebuildingstructuralelements,stair,foundation.Themainstructureoftheprogramistwo-wayload-bearingframework.Duringtheestimateoftheloadcalculationandcomponentssection,selectonespecimensoftheframeworktocalculate,calculationincludestheselectionoftheframebeamandcolumndimensionsandstiffnesscalculation;deadloads,liveloads,windontheforcecombinations;stairsreinforcementcalculationandfoundationreinforcementcalculation.Thestaircaseofreinforcedconcreteslabsstairs;duetothelimitationsofcolumngrids,basicreinforcedconcretecolumnsunderanindependentbasis.Theentiredesignisinlinewiththedesignandconstructionrequirement,hasacertainrationality.Bydrawingontheofficefloorplans,sections,constructiondrawingsandstructuraldesign,familiarwiththewholeprocessofdesign,tomasterthebasicmethodsofstructuraldesigncalculations,completedgraduationdesigntask.Atthesametime,adeeperunderstandingontheprofessionalknowledgeandbasicconcepts,therebyincreasingtheabilitytoanalyzeandsolvepracticalproblems.Keywords:officebuildingdesign,steelframe,structuraldesign,singlefoundationundercolumn86 毕业设计计算书第1章建筑设计1.1工程概况1.1.1建筑概况青年公寓是在青岛的一栋五层的钢结构框架民用建筑，建筑物的具体位置在开发区黄河路以北。在拟建的青年公寓以北有已建的青年服务中心，以东有供青年运动锻炼身体的运动场，此公寓是专门为工作不久的青年设计的，此地段交通方便（黄河路是开发区的交通主干道），有利于青年们的生活和工作。建筑的立面时尚、简洁、美观，平面布置能满足大学生们的基本生活和娱乐要求，力求做到“适用、安全、经济、美观”。该建筑等级：耐久等级为II级,耐火等级II级，采光等级为III级。建筑面积约4000平方米,土建总投资约600万元。根据拟建建筑物选址的纵向长度与横向宽度、建筑面积、建筑中使用部分和交通部分的关系，建筑的使用功能确定柱网。通过查阅《民用建筑设计通则》（JGJ37-87）和现行国家标准《建筑模数协调统一标准》(GBJ2）,另外又考虑到建筑体型整齐，平面组合应尽量符合柱网尺寸的规格、模数以及经济跨度的要求，建筑的柱网布置如图1.1.1：图1.1.1柱网布置图1.1.2工程地质条件(1)地形平坦，自然地表标高36.0m;(2)根据勘察报告，场区土层按自上而下顺序见表1.1.1：86 毕业设计计算书表1.1.1场区土层性质土层类别土层描述土层平均厚度（m）标准地基承载力特征值是否宜作天然持力层黏土（含沙）可塑0.4150不宜残积土可塑0.5180不宜全风化角砾岩遇水软化2.1220可作强风化角砾岩遇水不宜软化2.2400良好的持力层中风化角砾岩遇水不软化厚度大1000良好的持力层(3)拟建场地地下水为基岩裂隙水，勘查期间在勘探深度内各孔均未见地下水;(4)地基基础方案分析：宜采用天然地基，全风化角砾岩、强风化角砾岩或中风化角砾岩为地基持力层，建议采用-1.0m～－3.0m柱下独立基础;(5)抗震设防烈度为6度，拟建场地土类型为中硬场地土，场地类别为II类;(6)最大冻土深0.5m。1.1.3气象条件(1)气温（见表1.1.2）：表1.1.2气温表月份123456789101112平均气温/℃-5-241318202428242013-3平均最低气温/℃-8-5.5-1-1-5(2)降水平均年降雨量：550mm雨量集中期：7月中旬至8月中旬基本雪压：0.20kN/m2(3)风向主导风向：夏季为东南风；冬季为西北风。基本风压：0.6kN/m86 毕业设计计算书1.2平面设计该公寓是专供在半岛工作不久的青年租用，考虑到工作不久青年的实际情况（收入微薄），故不采用住宅式公寓设计（造价高，租金贵），而采用宾馆式公寓设计，建筑的平面组合采用内廊式组合，这种形式的组合能使各个房间不被穿越，较好的满足各个房间单独使用的要求，平面紧凑，走廊所占面积较小，房间进深大，节省用地。此公寓的建筑平面布置有两种，首层为一种，其余同标准层。房间均是统一的（使用面积29.97平方米，卫生间6.2平方米），房间里都带有单独的卫生间，卫生间里设有淋浴器、坐便器、洗手盆。首层在建筑物南面正中一个柱距（即5-6轴线之间）设了门厅，并将门厅右边的房间设置为公寓管理中心，这样便于管理，有利于公寓的安全；将正对门厅的房间设为娱乐活动中心（考虑到此房间正对门厅，私隐不好，不便于作为宿舍），是青年们下班之余和周末休闲娱乐组织活动交流工作经验、思想，增进友谊的地点；首层还设置了配电室，便于电的统一管理；设置的储藏室由于存放一些清洁用具和杂物。另外还考虑到青年们的洗衣服问题（卫生间的盥洗室太小不便用于洗大件衣，洗衣容易把房间弄潮），标准层都设置了一个公用水房。总之，我们的设计力求为青年们提供一个方便和舒适的居住环境。1.3立面设计建筑物的体型和立面，即房屋的外部形象，并不等于房屋内部空间组合的直接表现，建筑的体型和立面设计，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，如均衡、韵律、对比、统一等等。建筑体形的选择，体形的选择必然要受到结构形式、基地环境、气候条件以及环保等因素的制约，还要考虑整体规划，本工程为五层公寓楼，采用钢结构框架组合楼板结构形式，根据拟建场地形状，道路方向及大门布置等要求，把建筑设计成“矩形”，更能充分利用场地，也使得交通更加方便，同时也利于满足建筑和结构的要求。在体形选择上力求做到简捷、美观、实用，以满足适用性、安全性、舒适性的要求。建筑体型的组合，建筑物体型组合的要求，主要有以下几点：（1）完整均衡、比例恰当，而该建筑采用“矩形”，满足这一要求；（2）主次分明、交接明确，在建筑南侧二层以上的中间柱距设过厅，并都外挑1.20米，突出入口；（3）体型简洁，环境协调，该建筑位于一小区里面，拟建建筑物的附近有已建建筑物、已有的绿化，与环境相协调。以外挑的阳台和过厅，达到建筑体型简洁明了的效果。86 毕业设计计算书1.4细部做法1.4.1楼面做法（楼面详图如图1.8.1）图1.4.1组合楼面详图本工程的楼面结构层采用组合楼板（配一定量的钢筋），结构层上做20厚的砂浆找平层，再在找平层上做面层。1.4.2屋面做法（屋面详图如图1.8.2）图1.4.2屋面详图屋面保温层采用100厚膨胀珍珠岩，防水层采用三毡四油改性沥青柔性防水，在防水层上铺小石子作为防护层，，防护层上再做20厚细石混凝土保护层。86 毕业设计计算书1.5材料选择1.5.1梁柱材料梁柱均为热轧H型钢，具体截面通过计算得出。1.5.2墙体材料外墙选用ALC板，厚200mm;内墙选用轻质隔墙，厚200mm(考虑各房间之间的隔声，所以取200厚)，蒸压加气混凝土（ALC）板的导热系数（含水率5%）为仅为混凝土的1/11,为砖砌体的1/7,是一种高效保温隔热围护结构材料，在确保必要的隔热保温性能的前提下，ALC墙可比其它材料做成的墙体薄得多，通常可提高使用面积6%～10%。1.5.3楼梯材料楼梯选用混凝土（考虑到该建筑为公寓，若采用钢楼梯，人上下走动时，产生的噪音较大，不利于人休息）。1.5.4楼（屋）板材料屋面、楼板均采用组合楼板，厚为100mm(压型钢板选用YX-51-250-750,板厚取0.8mm,展开宽度0.96m,荷载)，保温层采用100厚膨胀珍珠岩，导热系数为（很小），对屋面保温很有利。86 毕业设计计算书第2章结构设计2.1工程概况及设计参数青岛开发区拟建一幢五层钢结构青年公寓，建筑面积4000m2,拟建房屋所在地设计参数，抗震设防烈度为6度（只需进行构造抗震，不进行地震作用计算），基本雪压S0=0.20kN/m2，基本风压，地面粗糙度为B类。该多层钢结构建筑，采用纯框架形式（框架应双向刚接），框架柱梁均采用热轧H型钢，选用Q235钢；梁与柱的节点连接采用刚接连接（栓焊混合连接），主梁与次梁的节点连接采用铰接连接，柱脚采用刚接（外露式平板柱脚）；楼（屋）面采用压型钢板组合楼板；外墙体采用蒸压轻质加气混凝土（ALC）板，内隔墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。2.2结构布置及计算简图本工程平面为狭长形，且水平和竖向均为规则布置，没有大的刚度突变，采用横向框架承重方案，主梁沿横向布置。查《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),楼面均布活载标准值为2.0kN/m2,阳台为2.5kN/m2,上人屋面为2.0kN/m2,雨篷为0.7kN/m2。2.2.1计算单元根据结构方案的特点（横向框架承重），可取一榀典型横向框架作为计算单元，这里取②轴线框架进行计算，取两个柱距的1/2宽作为计算单元,如图2.2.1：图2.2.1平面结构布置及计算单元选取2.2.2构件截面尺寸初选86 毕业设计计算书本工程的梁和柱子均采用Q235钢，材料性能应满足《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）的要求。焊接材料与之相适应，手工焊采用E43系列焊条，满足《低合金钢焊条》（GB/T5118）的要求。自动焊和半自动焊的焊丝应满足《熔化焊用钢丝》（GB/T14957）的要求。2.2.2.1梁截面初选本工程主次梁均优先选用窄翼缘热轧H型钢（HN系列），初选截面可参考简支梁的要求进行调整，将截面高度减小些；框架柱优先选用宽翼缘热轧H型钢（HW系列），以保证弱轴方向的抗弯能力。(1)横向框架梁查《热轧H型钢和部分T型钢》（GB/T11263）,则选用HN396×199×7×11。(2)纵向框架梁查《热轧H型钢和部分T型钢》（GB/T11263）,则选用HN346×174×6×9。(3)次梁查《热轧H型钢和部分T型钢》（GB/T11263）,则选用HN298×149×5.5×8。2.2.2.2框架柱截面初选但因轴力N较大，取；查表可得截面回转半径近似值。86 毕业设计计算书查《热轧H型钢和部分T型钢》（GB/T11263）,则选用HW344×348×10×16。2.2.2.3组合楼盖的初选根据组合楼板的构造要求，压型钢板顶面以上的混凝土厚度不应小于50mm,总厚度不应小于90mm，取楼板厚度为100mm。各构件截面尺寸和特性见表2.2.1：表2.2.1构件截面尺寸及特性构件类型截面尺寸h×b×tw×tf(mm)截面积A(cm2)单位长度重量m（kN/m）Ix(cm4)Wx（cm3）ix(cm）Iy(cm4)Wy(cm3）ix(cm）柱344×348×10×16144.011.1305325451892.215.0311242646.18.84横向框架梁396×199×7×1171.410.560619023960.816.321446145.304.5纵向框架梁346×174×6×952.450.411710456604.414.1279190.93.88次梁298×149×5.5×840.80.32035911396.712.0444259.303.292.2.2.4梁、柱的计算跨(高)度梁的跨度：取轴线间距，即边跨梁为6.6m,中跨为2.4m;底层柱高：设基础底标高-2.100m，基础高度1.100m，则底层柱高3.3+2.1-1.1=4.3m;其它层柱高：取层高，即为3.3m。2.2.3框架计算简图框架在竖向荷载作用下，可忽略节点侧移，按刚性方案设计。在水平荷载作用下，不能忽略节点侧移，按弹性方案设计。相对线刚度计算如下（考虑组合效应，钢梁两侧有楼板时取1.5Ib,一侧有楼板时取1.2Ib）:86 毕业设计计算书底层柱线刚度：其它层柱线刚度：边跨梁线刚度：中跨梁线刚度:设，则。计算简图如图2.2.2：图2.2.2框架计算简图2.3荷载计算及其内力分析2.3.1荷载计算2.3.1.1恒荷载标准值楼面：0.8mm厚压型钢板0.12kN/m2100mm厚C20钢筋混凝土板0.10×25=2.50kN/m220mm厚1：2水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m286 毕业设计计算书3mm厚T910地砖19.80×0.003=0.06kN/m2吊顶及吊挂荷载0.30kN/m2合计3.38kN/m2屋面：0.8mm厚压型钢板0.12kN/m2100mm厚C25钢筋混凝土板0.10×25=2.50kN/m240mm厚C20防水细石混凝土0.04×25=1.00kN/m220mm厚1：3水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m2100mm厚膨胀珍珠岩保温层0.10×2.5=0.25kN/m230mm厚水泥砂浆0.03×20=0.60kN/m24mm厚改性沥青防水（三毡四油）0.05kN/m220mm1:3水泥砂浆（上人屋面的保护层）0.02×20=0.40kN/m2吊顶及吊挂荷载0.30kN/m2合计5.62kN/m2内墙：200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0.2×5.5=1.10kN/m28mm厚水泥砂浆找平层0.08×20×2=0.32kN/m28mm厚1：1：6水泥石膏砂浆0.08×14×2=0.22kN/m25mm厚1：0.3：3水泥石膏砂浆0.05×14×2=0.14kN/m2合计1.78kN/m2内墙自重（偏于安全的取3300mm高）1.78×3.3=5.88kN/m外墙：200mm厚蒸压轻质加气混凝土（ALC）板0.2×6.5=1.30kN/m2外墙面做法：丙乳密封液一层5mm厚聚合物防水砂浆打底0.005×20=0.10kN/m23mm厚T920瓷砖0.003×19.8=0.06kN/m2内墙面做法：丙乳密封液一层批腻子涂料86 毕业设计计算书合计1.46kN/m2外墙自重1.46×3.3=4.82kN/m女儿墙：高度1000mm,自重1.46×1=1.46kN/m构件自重：横向框架梁自重（边跨）0.56kN/m（中跨）0.56kN/m纵向框架梁自重0.42kN/m次梁自重0.32kN/m框架柱自重1.13kN/m2.3.1.2活载标准值楼面2.0kN/m2阳台2.5kN/m2上人屋面2.0kN/m2雨篷0.7kN/m22.3.1.3风压标准值（按50年一遇取青岛地区值）基本风压0.6kN/m2风载体型系数查《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)，表7.3.1项5取。2.3.1.4雪荷载标准值基本雪压0.20kN/m2准永久分区为Ⅱ,准永久系数为0.2。雪荷载不与活荷载同时组合，取其中最不利组合。本工程雪荷载较小，荷载组合时直接取活荷载进行组合，而不考虑与雪荷载的组合。2.3.1.5地震作用本工程抗震设防烈度为6度（0.05g）,设计地震分组为第二组，在计算中不考虑地震作用，仅从构造上予以考虑。2.3.2荷载作用分布图根据以上荷载情况和结构布置，荷载按下面原则取值：次梁承担由屋面板、楼面板传来的荷载形式为矩形，横向框架主梁承担由次梁传来的荷载为集中荷载，梁的自重和梁上的墙体荷载按均布荷载加在梁上，外墙荷载按集中荷载加在梁柱节点处。2.3.2.1一榀框架恒载计算简图86 毕业设计计算书CL01上有卫生间隔墙，次梁搭在主梁两端，将次梁视为简支梁，模型如图2.3.1：图2.3.1次梁（CL01）计算简图框架中各层恒荷载作用分布图如图2.3.2：86 毕业设计计算书图2.3.2恒载作用分布图(kN)2.3.2.2一榀框架活载计算简图框架各层活载作用分布图如图2.3.3：86 毕业设计计算书图2.3.3活载作用分布图（kN）2.3.2.3一榀框架风载计算简图基本风压值：值：由于建筑物总高H不超过30m,所以取=1.0。查《荷载规范》得值：迎风面背风面所以取。查表，具体值见表2.3.1。为简化计算，将矩形分布的风荷载折算成节点集中力。表中的，，，分别为下柱、上柱的高度（顶层取女儿墙高的两倍），为风荷载的线荷载标准值。86 毕业设计计算书表2.3.1风荷载计算表框架各层风荷载作用分布图如图2.3.4：图2.3.4风荷载作用下荷载分布图(kN)2.3.3荷载内力分析2.3.3.1节点分配系数的计算顶层分配系数计算过程如下（其他层计算方法相同，见表2.3.2）节点A:节点B:86 毕业设计计算书表2.3.2节点分配系数计算表节点A各杆端分配系数节点B各杆端分配系数顶层A5B50.22B5A50.14A5A40.78B5C50.38B5B40.48标准层A4B40.12B4A40.10A4A30.44B4B30.32A4A50.44B4B50.32B4C40.26底层A1B10.14B1A10.10A1A20.49B1C10.28A1A00.37B1B00.27B1B20.352.3.3.2恒载作用下内力分析(1)恒载下固端弯矩计算顶层梁A5B5固端弯矩计算如下（计算简图如图2.3.5）：图2.3.5梁A5B5固端弯矩计算简图86 毕业设计计算书B5C5:底层及标准层边跨框架梁固端弯矩计算如下（计算简图如图2.3.6）：图2.3.6梁A4B4固端弯矩计算简图底层及标准层中跨框架梁固端弯矩计算如下：(2)恒载作用下内力计算及内力图86 毕业设计计算书恒载作用下内力计算采用力矩二次分配法，由结构和恒荷载的对称性，可取对称进行计算，计算过程如图2.3.7：恒载弯矩、剪力、轴力图分别如图2.3.8(a)、图2.3.8(b)、图2.3.8(c)：2.3.3.3活载作用下内力分析框架在楼、屋面活载作用下采用满布荷载法，其内力计算方法与恒载相同。(1)活载作用下固端弯矩计算活载作用下固端弯矩计算方法与恒载相同，采用叠加法。固端弯矩计算见表2.3.3：表2.3.3活载固端弯矩计算表边跨框架梁中跨框架梁顶层0底层及标准层0(2)活载作用下内力计算及内力图其内力计算也采用二次分配法，内力计算过程如图2.3.9，弯矩图、剪力图、轴力图分别如图2.3.10(a)、图2.3.10(b)、图2.3.10(c)：上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.000.780.22　0.140.000.480.38　　-102.48102.48　-0.27　0.0079.9322.55-14.310.00-49.06-38.84　　21.55-7.1511.27　-17.7419.42　　-11.23-3.17-1.81　-6.22-4.92　90.26-90.2697.63　-73.02-24.61　　　　　　　0.440.440.12　0.100.320.320.26　　-97.97111.12　-0.2743.1143.1111.76-11.09-35.47-35.47-28.8239.9721.55-5.545.88-24.53-17.7414.41-24.63-24.63-6.722.207.037.035.7158.4440.03-98.47108.11-52.97-46.18-8.97　　　　　　　86 毕业设计计算书0.440.440.12　0.100.320.320.26　　-97.97111.12　-0.2743.1143.1111.76-11.09-35.47-35.47-28.8221.5521.55-5.545.88-17.74-17.7414.41-16.53-16.53-4.511.524.864.863.9548.1348.13-96.26107.43-48.35-48.35-10.73　　　　　　　0.440.440.12　0.100.320.320.26　　-97.97111.12　-0.27　43.1143.1111.76-11.09-35.47-35.47-28.8221.5524.00-5.545.88-17.74-19.4014.41-17.61-17.61-4.801.685.395.394.3847.0549.50-96.56107.60-47.82-49.48-10.30　　　　　　　0.490.370.14　0.100.350.270.28　　-97.97111.12　-0.2748.0136.2513.72-11.09-38.80-29.93-31.0421.55-5.546.86-17.7415.52-7.85-5.92-2.24-0.46-1.62-1.25-1.30　61.7130.32-92.04106.43-58.16-31.18-17.09　　　　　　　　18.12　-14.96图2.3.7恒载作用下内力计算过程上柱下柱右梁　左梁上柱下柱右梁　0.000.780.220.140.000.480.38　-34.8534.85　0.000.0027.187.67-4.880.00-16.73-13.24　7.67-2.443.83　-5.586.62　-4.08-1.15-0.68　-2.34-1.85　30.77-30.7733.12　-24.65-8.4886 毕业设计计算书　　　　　　　0.440.440.12　0.100.320.320.26　　-34.8534.85　0.0015.3315.334.18-3.49-11.15-11.15-9.0613.597.67-1.742.09-8.36-5.584.53-8.59-8.59-2.340.732.342.341.9020.3414.41-34.7534.19-17.17-14.39-2.63　　　　　　　0.440.440.12　0.100.320.320.26　　-34.8534.85　0.0015.3315.334.18-3.49-11.15-11.15-9.067.677.67-1.742.09-5.58-5.584.53-5.98-5.98-1.630.451.451.451.1817.0217.02-34.0433.91-15.28-15.28-3.35　　　　　　　0.440.440.12　0.100.320.320.26　　-34.8534.85　0.0015.3315.334.18-3.49-11.15-11.15-9.067.678.54-1.742.09-5.58-6.104.53-6.36-6.36-1.740.511.621.621.3116.6417.51-34.1533.96-15.11-15.63-3.22　　　　　　　0.490.370.14　0.100.350.270.28　　-34.8534.85　0.0017.0812.894.88-3.49-12.20-9.41-9.767.67-1.742.44-5.584.88-2.90-2.19-0.83-0.17-0.61-0.47-0.4921.8410.70-32.5433.63-18.38-9.88-5.37　　　　　　　6.45　-4.70图2.3.9活载作用下内力计算过程86 毕业设计计算书图2.3.8(a)恒载弯矩图（）图2.3.8(b)恒载剪力图（kN）86 毕业设计计算书图2.3.8(c)恒载轴力图（kN）图2.3.10(a)活载弯矩图（）86 毕业设计计算书图2.3.10(b)活载剪力图（kN）图2.3.10(c)活载轴力图（kN）86 毕业设计计算书2.3.3.4风载作用下内力分析(1)各柱的D值及剪力分配系数计算风荷载作用下需考虑框架节点的侧移，采用“D”值法。各柱的D值及剪力分配系数见表2.3.4：表2.3.4各柱D值及剪力分配系数(2)各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算框架各柱反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算见表2.3.5：(3)梁端弯矩的计算梁端弯矩的计算根据节点平衡理论，按各节点上梁的线刚度大小进行分配。以五、四层为例：第五层：A节点：已知则。B节点：已知则。第四层：A节点：已知则B节点：已知，86 毕业设计计算书则。表2.3.5各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩由此表可得层间相对最大位移，满足要求；框架柱柱顶水平，满足要求。(4)风载作用下内力图风载弯矩、剪力、轴力图分别如图2.3.11(a)、图2.3.11(b)、图2.3.11(c)：86 毕业设计计算书图2.3.11(a)风载弯矩图（）图2.3.11(b)风载剪力图（kN）86 毕业设计计算书图2.3.11(c)风载轴力图（kN）2.4内力组合在进行荷载组合时，应该考虑活载的最不利布置。对多层框架，如果考虑地震组合，可以不考虑活载的不利布置；如果不考虑地震组合，可将活载下的内力乘以1.11.2的放大系数。由于本工程位于6度抗震设防区，在设计时不考虑地震作用，因此组合时将活载乘以1.15的放大系数。对多层框架，根据《建筑结构荷载规范》（GB50009）的规定，对梁和柱的计算都要考虑活载的折减。本建筑在设计楼面梁时，主梁的从属面积超过25m2,活载乘以0.9的折减系数；设计柱时，按《建筑结构荷载规范》（GB50009）中表4.1.2进行活载折减。本建筑的荷载组合采用《建筑结构荷载规范》（GB50009）3.2.4的一般排架、框架结构的基本组合简化规则，由可变荷载效应控制的组合：①;②;③；由永久荷载效应控制的组合：。2.4.1框架梁内力组合因为各层梁截面均相同，而顶层荷载较标准层大，故只取首层、顶层的边跨梁和中间梁组合。框架梁内力组合见表2.4.1：86 毕业设计计算书表2.4.1框架梁内力组合表86 毕业设计计算书表2.4.1框架梁内力组合表86 毕业设计计算书表2.4.2框架柱内力组合表86 毕业设计计算书86 毕业设计计算书2.4.2框架柱内力组合因为各层柱子的截面相同，故只取首层、中间标准层的边柱和中柱进行内力组合。框架柱的内力组合见表2.4.2：对表2.4.1的注释：弯矩M以梁上部受拉为正，下部受拉为负；剪力V以使梁顺时针转为正，逆时针转为负；轴力N以压力为正，拉力为负。对表2.4.2的注释：弯矩M以柱外侧受拉为正，内侧受拉为负；剪力V以使柱顺时针转为正，逆时针为负；轴力N以压力为正，拉力为负。2.5结构、构件验算2.5.1框架柱验算框架柱的验算包括强度、整体稳定和局部稳定验算。计算时不考虑抗震设防要求，按照《钢结构设计规范》GB50017计算。2.5.1.1柱A1A0(1)截面特性柱A1A0的截面为HW，其截面特性此压弯构件受压翼缘自由外伸宽度b1与其厚度t之比（），即所以查表得。(2)控制内力根据内力组合表，强度验算可能由以下组合控制(3)强度验算截面无削弱，对第一组内力：满足要求。对第二组内力：86 毕业设计计算书满足要求。(4)弯矩作用平面内的稳定验算根据《钢结构设计规范》GB50017，按有侧移框架柱计算。由于横梁A1B1的轴力很小，在计算柱长度系数时不考虑其影响。柱脚在横向为刚接，不考虑梁的组合效应，按纯钢梁计。梁A1B1的截面为HN其惯性矩为。，由《钢结构设计规范》附表D-2由《钢结构设计规范》附录C此柱截面为b类截面，查得，框架为有侧移纯框架，。，对于第一组内力：对于第二组内力：(5)弯矩作用平面外稳定验算纵向框架梁截面为HN其惯性矩为与柱刚接。柱脚在纵向也取刚接。，86 毕业设计计算书由《钢结构设计规范》附表D-2由《钢结构设计规范》附录C按b类截面查得，框架为有侧移纯框架，。截面影响系数对于第一组内力：对于第二组内力：(6)局部稳定1)翼缘板的宽厚比满足要求。2)腹板的高厚比对于第一组内力：腹板的允许高厚比：高厚比，满足要求。86 毕业设计计算书对于第二组内力：板的允许高厚比：高厚比，满足要求。因柱均采用同一截面形式，其它柱段的局稳可不用再计算。2.5.1.2柱B1B0(1)截面特性与柱A1A0相同。(2)控制内力根据内力组合表，强度验算可能由以下组合控制(3)强度验算截面无削弱，对第一组内力：满足要求。对第二组内力：满足要求。(4)弯矩作用平面内的稳定验算根据《钢结构设计规范》GB50017，按有侧移框架柱计算。由于横梁A1B1的轴力很小，在计算柱长度系数时不考虑其影响。柱脚在横向为刚接，不考虑梁的组合效应，按纯钢梁计。梁B1C1的截面为HN其惯性矩为86 毕业设计计算书，由《钢结构设计规范》附表D-2由《钢结构设计规范》附录C此柱截面为b类截面，查得，框架为有侧移纯框架，。，对于第一组内力：对于第二组内力：(5)弯矩作用平面外稳定验算纵向框架梁截面为HN其惯性矩为与柱刚接。柱脚在纵向也取刚接。，由《钢结构设计规范》附表D-2由《钢结构设计规范》附录C按b类截面查得，框架为有侧移纯框架，截面影响系数86 毕业设计计算书对于第一组内力：对于第二组内力：2.5.1.3柱A2A3(1)截面特性与柱A1A0相同。(2)控制内力根据内力组合表，强度验算可能由以下组合控制(3)强度验算截面无削弱，对第一组内力：，满足要求。对第二组内力：，满足要求。(4)弯矩作用平面内的稳定验算根据《钢结构设计规范》GB50017，按有侧移框架柱计算。由于横梁A1B1的轴力很小，在计算柱长度系数时不考虑其影响。柱脚在横向为刚接，不考虑梁的组合效应，按纯钢梁计。梁A3B3的截面为HN其惯性矩为。，《钢结构设计规范》附表D-286 毕业设计计算书由《钢结构设计规范》附录C此柱截面为b类截面，查得，框架为有侧移纯框架，。，对于第一组内力：对于第二组内力：(5)弯矩作用平面外稳定验算纵向框架梁截面为HN其惯性矩为与柱刚接。，由《钢结构设计规范》附表D-2由《钢结构设计规范》附录C按b类截面查得，框架为有侧移纯框架，。截面影响系数对于第一组内力：86 毕业设计计算书对于第二组内力：2.5.1.4柱B2B3(1)截面特性：与柱A1A0相同。(2)控制内力根据内力组合表，强度验算可能由以下组合控制(3)强度验算截面无削弱，对第一组内力：，满足要求。对第二组内力：，满足要求。(4)弯矩作用平面内的稳定验算根据《钢结构设计规范》GB50017，按有侧移框架柱计算。由于横梁A1B1的轴力很小，在计算柱长度系数时不考虑其影响。柱脚在横向为刚接，不考虑梁的组合效应，按纯钢梁计。梁A3B3的截面为HN其惯性矩为。，《钢结构设计规范》表86 毕业设计计算书D-2由《钢结构设计规范》附录C此柱截面为b类截面，查得，框架为有侧移纯框架，。，对于第一组内力：对于第二组内力：(5)弯矩作用平面外稳定验算纵向框架梁截面为HN其惯性矩为与柱刚接。，由《钢结构设计规范》附表D-2由《钢结构设计规范》附录C按b类截面查得，框架为有侧移纯框架，。截面影响系数对于第一组内力：86 毕业设计计算书对于第二组内力：2.5.2框架横梁验算采用组合楼板时，框架梁与楼板有可靠连接，能阻止梁上翼缘的侧向失稳；在支座负弯矩处，受压下翼缘处设侧向支撑。另外，本工程抗震设防烈度为6度，热轧H型钢的局部稳定能够保证，不必进行验算。因此框架梁只需进行强度和挠度验算。另外，主梁一般不考虑组合效应，按钢梁计算。2.5.2.1梁A5B5(1)截面特性梁A5B5截面为HN，其截面特性为：A=71.41，。(2)控制内力由内力组合表，强度验算由以下组合控制(3)强度验算截面无削弱，按压弯构件验算正应力。另外，在次梁与主梁的连接处主梁腹板设置加劲肋，不必验算局部压应力。梁翼缘承受的正应力验算第一组内力：第二组内力：满足要求。86 毕业设计计算书梁腹板承受的剪力第一组内力：满足要求。第二组内力：，满足要求。(4)挠度验算（荷载的标准组合）梁的最大挠度包括两部分，一部分由恒载产生，另一部分由活载产生，将两部分叠加即为总挠度。1)计算恒载挠度计算过程如下（计算简图如图2.5.1）：图2.5.1梁A5B5恒载挠度计算简图从上图可得由集中恒载产生的挠度，用结构力学中的图乘法计算，均布恒载产生的挠度可用公式求得。86 毕业设计计算书2）计算活载挠度计算过程如下（简图如图2.5.2）：图2.5.2梁A5B5活载挠度计算简图用结构力学图乘法：满足要求。，满足要求。2.5.2.2梁A1B1(1)截面特性梁A1B1截面特性同梁A5B5(2)控制内力由内力组合表，强度验算由以下组合控制(3)强度验算截面无削弱，按压弯构件验算正应力。另外，在次梁与主梁的连接处主梁腹板设置加劲肋，不必验算局部压应力。梁翼缘承受的正应力验算第一组内力：第一组内力：86 毕业设计计算书满足要求。梁腹板承受的剪力，满足要求。(4)挠度验算方法同A5B5，梁在恒载和活载下的挠度分别为，满足要求。，满足要求。2.5.2.3梁B1C1、B5C5梁B1C1、B5C5的截面与梁A1B1、A5B5的截面尺寸相同，跨度为2.4m较梁A1B1、A5B5的跨度6.6m小多了，所承担荷载较梁A1B1、A5B5的荷载小，而梁A1B1、A5B5的强度、挠度均满足要求，所以梁B1C1、B5C5的强度和挠度不用验算。2.5.3次梁验算次梁与主梁加劲肋采用铰接连接，按简支梁计算。2.5.3.1标准层次梁CL01验算因为标准层次梁有CL01、CL02，它们的截面相同，但CL01上有卫生间隔墙，荷载较CL01大，所以选取CL01验算。(1)次梁截面特性次梁截面为HN，其截面特性为：A=40.800，(2)荷载标准值计算计算简图如图2.5.3：86 毕业设计计算书图2.5.3次梁(CL01)恒载计算简图(3)次梁CL01的控制内力（用荷载的基本组合）：跨中最大弯矩设计值：支座A最大剪力设计值：(4)强度验算翼缘承受的正应力验算2.5.3.2顶层次梁CL01因为顶层屋面荷载较楼面大得多，截面和标准层次梁相同，所以要验算顶层的次梁。(1)次梁截面特性次梁截面为HN，其截面特性为：A=40.800，(2)荷载标准值计算86 毕业设计计算书(3)次梁CL2的控制内力（用荷载的基本组合）：跨中最大弯矩设计值：支座A最大剪力设计值：(4)强度验算翼缘承受的正应力验算(5)挠度验算（荷载的标准组合）由梁自重及楼板荷载引起的挠度：活载引起的挠度：满足要求。恒、活引起的挠度：满足要求。86 毕业设计计算书2.6组合楼盖设计本工程的楼、屋面均采用压型钢板组合楼板，它的设计和验算都应分施工阶段和使用阶段考虑，两阶段都应满足强度和刚度的要求。因为楼面与屋面的荷载相差较大，所以下面对楼板和屋面板分别进行设计和验算。2.6.1楼板设计组合楼板板跨为2.2m,为三跨连续板。组合楼板在钢梁上的支承长度为75mm。选用Q235钢的YX-51-250-750开口型槽口压型钢板，其构件特性为：板厚t=0.8mm,一个波距宽度内截面面积As=256mm2,截面惯性矩形心到压型钢板板底的距离压型钢板自重0.0908kN/m2,强度设计值205N/mm2。压型钢板顶面上混凝土厚采用C20混凝土，。钢筋采用I级钢HPB235,。组合板总高为130mm。施工阶段活载1.5N/mm2,使用阶段活载2.0N/mm2。组合楼板示意图如图2.6.1：压型钢板上翼缘必须焊横向短钢筋来保证压型钢板与混凝土共同作用。圆柱头焊钉穿过压型钢板焊于钢梁上，对混凝土板和梁之间的叠合面抗剪起重要作用。在组合板中，圆柱头焊钉只作为压型钢板与混凝土叠合面之间抗剪能力储备，按构造取。本结构板跨为2.2m,选用M16焊钉。2.6.1.1荷载内力计算(1)施工阶段恒载包括：钢筋和混凝土自重、压型钢板自重。活载包括：施工荷载。图2.6.1组合楼板图恒载：活载：施工阶段内力按弹性计算：三跨连续板（不需考虑荷载不利布置）。以1m宽板条为计算单元：跨中正弯矩支座负弯矩86 毕业设计计算书支座剪力(2)使用阶段恒载包括：混凝土板自重、楼面做法、吊顶自重、压型钢板自重。恒载：活载：使用阶段内力按塑性计算：压型钢板顶面上混凝土厚。以1m宽板条为计算单元：跨中正弯矩：按简支单向板计算支座负弯矩：按固端板计算支座剪力取计算单元宽度为波距：b=250mm时的内力：正截面跨中弯矩：支座负弯矩：支座剪力：2.6.1.2压型钢板验算（施工阶段）抗弯验算，满足要求。挠度验算满足要求。86 毕业设计计算书2.6.1.3组合板验算（使用阶段）(1)正截面抗弯验算组合板的有效高度:正截面抗弯验算由于因此组合板的塑性中和轴在混凝土中：取满足要求。(2)斜截面抗剪验算，满足要求。(3)支座负弯矩配筋计算选用8@125，As=100mm2>55.40mm2。(4)挠度验算(荷载的标准组合)根据变形相等的原则，将混凝土材料转化为等效的钢材。荷载标准组合下换算成钢截面后的组合截面特征值：86 毕业设计计算书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钢截面后的组合截面特征值：组合截面中和轴到板顶的距离截面惯性矩荷载标准组合下挠度荷载准永久组合下的挠度容许挠度(5)自振频率验算仅考虑恒载作用时组合板的挠度86 毕业设计计算书自振频率满足要求。2.6.2屋面板设计组合楼板板跨为2.2m,为三跨连续板。组合楼板在钢梁上的支承长度为75mm。选用Q235钢的YX-51-250-750开口型槽口压型钢板，其构件特性为：板厚t=0.8mm,一个波距宽度内截面面积As=256mm2,截面惯性矩形心到压型钢板板底的距离压型钢板自重0.0908kN/m2,强度设计值205N/mm2。压型钢板顶面上混凝土厚采用C25混凝土，。钢筋采用I级钢HPB235,。组合板总高为130mm。施工阶段活载1.5N/mm2,使用阶段活载2.0N/mm2。压型钢板上翼缘必须焊横向短钢筋来保证压型钢板与混凝土共同作用。圆柱头焊钉穿过压型钢板焊于钢梁上，对混凝土板和梁之间的叠合面抗剪起重要作用。在组合板中，圆柱头焊钉只作为压型钢板与混凝土叠合面之间抗剪能力储备，按构造取。本结构板跨为2.2m,选用M16焊钉。2.6.2.1荷载和内力计算(1)施工阶段恒载包括：钢筋和混凝土自重、压型钢板自重。活载包括：施工荷载。恒载：活载：施工阶段内力按弹性计算：三跨连续板（不需考虑荷载不利布置）。以1m宽板条为计算单元：跨中正弯矩86 毕业设计计算书支座负弯矩支座剪力(2)使用阶段恒载包括：混凝土板自重、楼面做法、吊顶自重、压型钢板自重。恒载：活载：使用阶段内力按塑性计算：压型钢板顶面上混凝土厚。以1m宽板条为计算单元：跨中正弯矩：按简支单向板计算支座负弯矩：按固端板计算支座剪力取计算单元宽度为波距：b=250mm时的内力：正截面跨中弯矩：支座负弯矩：支座剪力：2.6.2.2压型钢板验算（施工阶段）抗弯验算，满足要求。86 毕业设计计算书挠度验算满足要求。2.6.2.3组合板验算（使用阶段）(1)正截面抗弯验算组合板的有效高度:正截面抗弯验算由于因此组合板的塑性中和轴在混凝土中：取满足要求。(2)斜截面抗剪验算，满足要求。(2)支座负弯矩配筋计算选用8@125，As=100mm2>55.40mm2。(4)挠度验算(荷载的标准组合)86 毕业设计计算书根据变形相等的原则，将混凝土材料转化为等效的钢材。荷载标准组合下换算成钢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准永久组合下换算成钢截面后的组合截面特征值：组合截面中和轴到板顶的距离截面惯性矩荷载标准组合下挠度荷载准永久组合下的挠度容许挠度(5)自振频率验算86 毕业设计计算书仅考虑恒载作用时组合板的挠度自振频率满足要求。2.7框架连接设计框架连接设计包括主梁与柱、次梁与主梁的连接及柱脚设计。连接设计必须满足强度和刚度的要求，同时还需与计算简图一致。另外，还要尽量简化构造，方便施工。本设计中，主梁与柱为刚接方案，次梁与主梁为铰接连接，次梁通过主梁腹板加劲肋与主梁相连，为方便压型钢板铺设，次梁和主梁上表面齐平放置。框架的柱脚为双向刚接，本工程只有5层，又处于6度抗震设防区，侧向刚度要求不高，采用外露式平板柱脚。2.7.1主梁与柱的连接设计主梁与柱采用刚接方案，由于抗震设防烈度为6度，栓焊连接方式完全能满足要求，且加工、安装方便，因此采用这种方式。采用《高层民用钢结构技术规程》（JGJ99）推荐的“精确设计法”，即腹板要承担全部剪力和按惯性矩比例分配的弯矩。由于翼缘采用对接焊缝连接为等强设计，翼缘焊缝不必计算。在计算腹板承担的弯矩时惯性矩为扣除焊缝通过孔后的截面（梁上、下翼缘焊缝通过孔的尺寸取相同）。2.7.1.1主梁A1B1与柱栓焊连接设计主梁A1B1与柱A0A1、柱B0B1的连接节点采用同一节点设计，因为主梁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。控制内力(1)计算指标高强螺栓采用8.8级M20，连接为摩擦型，孔径d0=22mm,摩擦面做喷砂处理，摩擦面抗滑移系数螺栓预拉应力为；翼缘钢材86 毕业设计计算书腹板钢材焊缝：焊条为E43系列，手工焊，对接焊缝角焊缝(2)螺栓布置及计算1)按螺栓布置要求:图2.7.1梁柱刚接计算图示2)判断是否需要双排螺栓翼缘的塑性截面模量：梁全截面塑性截面模量：，梁腹板与柱的连接可采用单排。3)一个高强螺栓的抗剪承载力设计值根据剪力确定螺栓数目，据设计经验，设每排螺栓2个，应设2排，共4个。螺栓栓距a=70mm，线距a1=140mm。节点示意图如图2.7.1：(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：梁翼缘惯性矩为：式中Ib0为焊缝通过孔惯性矩。则腹板分担的弯矩：单个螺栓承受的剪力为：86 毕业设计计算书螺栓承受的扭矩为：在T作用下受力最大螺栓承受的剪力：则满足要求。(4)连接板厚度的确定及强度验算（采用单侧连接板）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：式中h1、h2分别为腹板、连接板的高度；nw为单排螺栓数。根据螺栓间距最大要求确定连接板厚度t:根据支承板的宽度bs,求连接板的厚度t:综合以上数值，并考虑腹板弯矩去连接板的厚度t=14mm,则。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：，满足要求。验算连接板在Mw0作用下的抗弯强度：螺栓连接处的连接板净截面模量（近似）：，满足要求。连接板在、作用下的折算应力：86 毕业设计计算书满足要求。(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:焊脚尺寸hf取。2）焊缝强度验算（按弯剪计算）满足要求。(6)节点域验算：1）节点域的柱腹板厚度验算：满足要求。2）节点域的抗剪强度验算：满足要求,式中VP为节点域腹板体积(VP=hbhctw)。2.7.1.2主梁A5B5与柱栓焊连接设计主梁A5B5左右截面最大控制内力相差不大，此梁的最大控制内力M=-167.70KN,N=86.17KN,V=-121.91KN,与主梁A1B1的控制内力M=-193.50KN,N=-31.51,V=-142.35KN相比较可得，梁A1B1的内力较A5B5的内力大(N不起控制作用)，且起控制作用的M、V相差很小（轴力N不予考虑）分析如下：86 毕业设计计算书综上，且考虑方便施工，主梁A5B5与柱的节点连接设计采用与主梁A1B1与柱连接设计相同的方案。此节点示意图如图2.7.2：2.7.1.3主梁B1C1与柱栓焊连接设计主梁B1C1与柱B0B1、柱C0C1的连接节点图2.7.2梁柱刚接计算图示采用同一节点设计，因为主梁B1C1左右截面的控制内力相差不大，选取左截面的控制内力。控制内力(1)计算指标高强螺栓采用8.8级M20，连接为摩擦型，孔径d0=22mm,摩擦面做喷砂处理，摩擦面抗滑移系数螺栓预拉应力为；翼缘钢材腹板钢材焊缝：焊条为E43系列，手工焊，对接焊缝角焊缝(2)螺栓布置及计算1)按螺栓布置要求:2)判断是否需要双排螺栓翼缘的塑性截面模量：梁全截面塑性截面模量：86 毕业设计计算书，梁腹板与柱的连接可采用单排。3)一个高强螺栓的抗剪承载力设计值根据剪力确定螺栓数目，据设计经验，设螺栓3个，单排。螺栓间距a=75mm<8d0=176mm,满足。节点示意图如图2.7.3：图2.7.3梁柱刚接计算图示(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：梁翼缘惯性矩为：式中Ib0为焊缝通过孔惯性矩。则腹板分担的弯矩：单个螺栓承受的剪力为：螺栓承受的扭矩为：在T作用下受力最大螺栓承受的剪力：86 毕业设计计算书则满足要求。(4)连接板厚度的确定及强度验算（采用单侧连接板）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：式中h1、h2分别为腹板、连接板的高度；nw为单排螺栓数。根据螺栓间距最大要求确定连接板厚度t:根据支承板的宽度bs,求连接板的厚度t:综合以上数值，并考虑腹板弯矩去连接板的厚度t=14mm,则。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：，满足要求。验算连接板在Mw0作用下的抗弯强度：螺栓连接处的连接板净截面模量（近似）：，满足要求。连接板在、作用下的折算应力：满足要求。86 毕业设计计算书(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:焊脚尺寸hf取。2)焊缝强度验算（按弯剪计算）满足要求。(6)节点域验算：1)节点域的柱腹板厚度验算：满足要求。2)节点域的抗剪强度验算：满足要求，式中VP为节点域腹板体积(VP=hbhctw)。2.7.1.4主梁B5C5与柱栓焊连接设计主梁B5C5与柱B4B5、柱C4C5的连接节点采用同一节点设计，因为主梁左右截面的控制内力相差不大，选取左截面的控制内力。控制内力(1)计算指标高强螺栓采用8.8级M16，连接为摩擦型，孔径d0=18mm,86 毕业设计计算书摩擦面做喷砂处理，摩擦面抗滑移系数螺栓预拉应力为；翼缘钢材腹板钢材焊缝：焊条为E43系列，手工焊，对接焊缝角焊缝(2)螺栓布置及计算1)按螺栓布置要求:2)判断是否需要双排螺栓翼缘的塑性截面模量：梁全截面塑性截面模量：，梁腹板与柱的连接可采用单排。3)一个高强螺栓的抗剪承载力设计值根据剪力确定螺栓数目，据设计经验，设螺栓2个。螺栓间距a=140mm<8d0=144mm,满足。节点示意图如图2.7.4：86 毕业设计计算书图2.7.4梁柱刚接计算图示(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：梁翼缘惯性矩为：式中Ib0为焊缝通过孔惯性矩。则腹板分担的弯矩：单个螺栓承受的剪力为：螺栓承受的扭矩为：在T作用下受力最大螺栓承受的剪力：则，满足要求。(4)连接板厚度的确定及强度验算（采用单侧连接板）86 毕业设计计算书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：式中h1、h2分别为腹板、连接板的高度；nw为单排螺栓数。根据螺栓间距最大要求确定连接板厚度t:根据支承板的宽度bs,求连接板的厚度t:综合以上数值，并考虑腹板弯矩去连接板的厚度t=14mm,则。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：，满足要求。验算连接板在Mw0作用下的抗弯强度：螺栓连接处的连接板净截面模量（近似）：，满足要求。连接板在、作用下的折算应力：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:86 毕业设计计算书焊脚尺寸hf取。2)焊缝强度验算（按弯剪计算）满足要求。(6)节点域验算：1)节点域的柱腹板厚度验算：满足要求。2)节点域的抗剪强度验算：满足要求，式中VP为节点域腹板体积(VP=hbhctw)，为梁A5B5右截面的弯矩，即为Mb1。2.7.2次梁与主梁的连接设计次梁与主梁的连接采用铰接，在计算连接螺栓或焊缝时，偏于安全的，除了考虑作用在次梁端部的剪力外，尚应考虑由于偏心产生的附加扭矩，但是在铰接设计中，剪力起绝对的控制作用。本工程的次梁选取的截面相同，按承受的荷载不同可分为3种，分别记为CL1、CL2、CL3。现将3种梁承受的剪力分析如下：由上数据可知V=57.91KN来设计次梁与主梁的连接。(1)计算指标设高强螺栓采用8.8级M16,承压型连接，孔径d0=17mm,86 毕业设计计算书焊缝：角焊缝，采用E43型焊条，手工焊，；(2)设计假定次梁为简支连接，故可不考虑地震作用，次梁支点在主梁的中心线上，连接螺栓和连接板除承受次梁剪力外，尚应考虑由于连接偏心所产生的偏心扭矩T=Ve的作用。(3)螺栓布置、主梁加劲肋板厚度的确定及计算1)螺栓布置要求：按螺栓布置构造要求，安装缝隙f≥15mm,切角b=25mm；螺栓至连接板端部螺栓间距且设螺图2.7.5主、次梁铰接图示栓2个，单排。a=100mm≥51mm,且≤136mm,满足要求。（其中h1为次梁腹板的高度，h2为次梁腹板外伸部分高度），f取43mm。2)加劲肋板厚度的确定：按构造要求：满足要求。3）一个螺栓的抗剪承载力设计值：故。根据剪力确定螺栓数目，据设计经验，设螺栓2个,单排。螺栓间距3d0=51mm661.52mm2,满足计算和构造要求。2）短边方向配筋计算：短边方向台阶的宽高比为0.57小于2.5，且为轴心受压，承受均布的地基净反力。则可用下列公式：则86 毕业设计计算书按构造配筋，选用1310（10@200），As=1020.5mm2>258.55mm2,满足要求。2.8.2B柱基础设计基础顶部尺寸为1000×800mm,总高h=1100mm;垫层混凝土采用C15,厚度取80mm;基础混凝土等级采用C30,钢筋采用Ⅱ级筋HRB335，保护层厚度，基础有效高度h0=1060mm,基础埋深d=1.65m,基础底面处的地基承载力特征值fak=220kpa。(1)荷载计算1)由柱传至基础顶面的荷载（按标准组合取）Mk,max=69.04kN·m,Nk=881.88kN,Vk=32.51kN;2)由基础梁传至基础顶面的荷载=3.965×5.4=21.41kN相对于基础底面中心的偏心矩，相应的偏心弯矩标准值为：3)作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力标准值分别为(2)基底尺寸的确定1)求修正后的地基承载力fa:基底位于全风化角砾岩上，查表可得，2)初步确定基底尺寸86 毕业设计计算书，取，由，解得b=1.6m,l=2.4m，A=3.84m。(3)验算荷载偏心矩满足要求。(4)验算基底边缘最大压力满足要求。查《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002,表3.0.2得本建筑为可不作地基变形计算的丙级建筑物，最后确定基底尺寸为。(5)确定基础高度（荷载效应基本组合）根据构造要求，初步确定基础的剖面尺寸如图，由于两变阶处的破坏锥体均落在柱脚底板边的破坏锥体之内，但因为柱脚底板边的破坏锥体的底面在和b方向均落在基础地面以外，所以只需进行两个变阶处的抗冲切力验算。验算混凝土的抗冲切强度和确定配筋时应用荷载效应的基本组合。1)计算按荷载效应的基本组合确定的基底弯矩和相应基顶的轴向力设计值为：2)求最大地基净反力：故3)基础变阶处抗冲切验算：a.第一变阶处抗冲切验算：荷载作用下的冲切力计算86 毕业设计计算书抗冲切力计算查表，有线性内插法得满足要求。b.第二变阶处抗冲切验算：荷载作用下的冲切力计算抗冲切力计算查表，有线性内插法得满足要求。(6)基底配筋计算（荷载效应基本组合）1)长边方向配筋计算：长边方向台阶的宽高比为1小于2.5，且偏心矩e=0.1m小于l/6=0.43m。则可用下列公式：相应于柱脚底板边及变阶处的净反力：ps,Ⅱps,Ⅲ则86 毕业设计计算书选用910（10@200）,As=707mm2>632.38mm2,满足计算和构造要求。2）短边方向配筋计算：短边方向台阶的宽高比为0.57小于2.5，且为轴心受压，承受均布的地基净反力。则可用下列公式：则按构造配筋，选用1310（10@200），As=1020.5mm2>253.74mm2,满足要求。86 总结总结本次毕业设计我所做的是青岛市某公寓楼设计，主要涉及了内力计算，构件验算等设计。一开始拿到这个题目的时候，真不知道从哪下手，在老师的指导下，自己找资料、看书，并在总结相关文献资料以现行国家规范的基础上，结合设计实例，总算达到了预期的目的。通过这次的毕业设计，使我对建筑结构设计有了更深刻的认识，从理论和实践上都得到了很大的提高，丰富了自己的知识面，学到了以前没能学通的东西，具体了解了怎样去完成一个建筑物的结构设计，并学会了计算书的内容、格式，为今后的工作增强了信心，这也是这次毕业设计的最大收获。这次的毕业设计总的来说还是使自己从中学到很多，也发现了不少问题，总之，收获很大。87 致谢致谢首先，我要感谢大学里给予我帮助和教导的每一位老师，感谢老师们对我的培养，感谢你们辛勤地耕耘、无私的付出，是你们四年如一日孜孜不倦地教诲，让我在专业知识的积累、人生阅历等各个方面都有了显著的提高。其次，我特别要感谢在这次毕业设计中给予我关心、指导和帮助的指导老师，正是指导老师耐心、细致的指导，才有了我毕业设计的圆满完成。再次，在这次毕业设计中，我得到我们组各位同学的关心和帮助，在这里我也要对他们表示最诚挚的谢意。最重要的是我还要深深地感谢我的父母，他们为我默默操劳支持我读完了大学，他们不辞劳苦的精神，成为我永远前进的动力！我将倍加努力，在新的工作岗位上，用优异的成绩来感谢帮助过我的人。大学生活马上结束了，作为踏入社会的前站，大学是我人生最重要的阶段。在各位老师的悉心教导下，我在这里做了大量的知识储备，并具备了一定的专业知识，为以后更好地学习和工作打下了良好的基础。在此离别之际，再次向教导我、关心我的学校、老师们和同学们表示我最衷心的感谢！88 参考文献参考文献[1]同济大学,西安建筑科技大学,东南大学，重庆大学合编.房屋建筑学.北京：中国建筑工业出版社.2006[2]赵风华.钢结构设计原理.北京：高等教育出版社，2005[3]李国强,李杰，苏小卒.建筑结构抗震设计.北京：中国建筑工业出版社，2008[4]洪范文.结构力学.北京：高等教育出版社，2005[5]梁兴文，史庆轩.混凝土结构设计原理.北京:中国建筑工业出版社.2008年2月.第一版[6]张宇鑫，张燕.建筑结构CAD应用教程.上海：同济大学出版社，2006[7]陈志华.建筑钢结构设计.天津：天津大学出版社，2004[8]方鄂华.多层及高层建筑结构设计.北京：地震出版社，1992[9]陈章洪.建筑结构选型手册.北京：中国建筑工业出版社，2000[10]建筑设计资料集.北京：中国建筑工业出版社，1997[11]龚思礼.建筑抗震设计手册.北京：中国建筑工业出版社，2002[12]中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范（GBJ16-87）.北京：中国建筑工业出版社，2001[13]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002[14]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002[15]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.北京：中国建筑工业出版社，200289'