钢框架结构计算书-毕业设计

'摘要摘要该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑抗震规范》（GB50011-2010）、《混凝土结构规范》（GB50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。关键词　结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑I 燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractThecalculationsfortheBinDaomedicalcenterclinicbuildingsteelframebuildingsolutionsanddesigncalculations,basedonthedesignandconstructionprogramstructuregiventype.Designprocessbasedonstructuralloadsstandard(GB50009-2012)determinethestructureoftheload,inaccordancewiththeSeismicDesignofBuildings(GB50011-2010),designofsteelstructures(GB50017-2003)andtherelevantrequirementsforstructuraldesignandcalculation.Themainworktocompletethestructurediagramlayoutandcalculationoftheidentification,loadstatistics,internalforcecalculationandcombinationofprimaryandsecondarybeamsandfloorcross-sectiondesignandchecking,nodeconnectiondesign,staircasedesign,basicdesignaswellasprojectbudget.Typeofstructureissteelframestructure,beams,columnsofsteelbeams,steelcolumns,platesofcompositeslabs,columnfootburied,reinforcedconcreteslabstaircasestairs,independentfoundationwithataperedbase.Meanwhile,Thecalculationsintheframeworkofthebookliststhedeadload,liveload,seismicloads,windloadsbendingmoment,shear,axialforce,andforcecombinationtable.Keywords　StructuralDesign;SteelFrame;singlefootingmedicalbuilding;I 目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.2内容提要1第2章工程概况及结构布置22.1工程概况22.1.1设计资料22.1.2结构选型22.2结构布置22.2.1框架计算简图22.2.2截面初选22.2.3材料初选3第3章荷载统计63.1屋面及楼面永久荷载标准值63.2楼面积屋面可变荷载标准值6第4章截面设计74.1组合楼板设计74.1.1施工阶段验算94.1.2使用阶段验算104.2次梁设计114.2.1次梁1设计—采用塑性理论计算114.3截面初选及线刚度计算204.3.1截面初选204.3.2框架梁柱的线刚度计算20V 第5章楼梯设计215.1楼梯示意图215.2基本资料215.3计算过程225.3.1楼梯设计225.3.2平台板设计235.4计算结果235.4.1梯板235.4.2平台板235.4.3平台梁24第6章一品框架的受荷计算266.1重力荷载代表值266.2横向框架侧移刚度计算286.3横向水平地震作用下框架内里和侧移计算296.3.1水平地震作用及地震剪力计算306.3.2水平地震作用下位移验算326.3.3水平地震作用下横向框架内力计算336.4横向风荷载作用下框架结构的内力计算386.4.1风荷载标准值计算386.4.2风荷载作用下框架的内力计算396.4.3竖向荷载作用下框架结构的内力计算44第7章内力组合51第8章构件截面验算588.1框架柱588.2框架梁608.3节点抗震验算61第9章节点设计639.1梁柱连接计算639.2次梁与主梁的铰接连接设计65V 9.2.1底层B轴处梁梁节点659.3柱柱连接节点设计669.3.1拼接连接计算679.4柱脚节点设计709.4.1第一组内力709.4.2第二组内力计算74第10章基础设计7510.1基础示意图7510.2基本参数7510.2.1依据资料7510.2.2材料信息7510.2.3基础冻深及埋深7610.2.4荷载计算7610.3基础尺寸的确定7610.3.1持力层地基承载力确定7610.3.2基底尺寸7710.3.3验算持力层地基承载力7710.4抗冲切验算7710.5底板配筋验算78第11章工程概预算7911.1编制说明7911.2工程造价79结论81参考文献82致谢83V 第1章绪论第1章绪论1.1课题背景大学四年的生活即将伴随着毕业设计结束，而它也是我们四年学习成果的检验，是一次归纳总结，融会贯通我们四年所学知识的一次检验，通过这次毕业设计，使得我们更好的理论联系实际，提高我们运用理论知识的能力。同时编写毕业设计计算书又提高了我们个人的耐性与修养，同时又让我们练就了严谨的治学态度，为我们今后工作打下了坚实基础。我的毕业设计的题目是滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计。钢结构具有高强、轻质、韧性好、抗震性能好的特点。近年来在国内外得到了广泛认可与应用，为此我们选取钢结构设计为题，锻炼大家的实际设计能力，提高专业素养。1.2内容提要本设计题目为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计，主要包括以下内容：一、资料收集主要确定建筑功能、场地条件、地理位置、周边环境及相关资料的收集。二、建筑设计建筑方案确定，包括：建筑体型确定、建筑平面设计、建筑立面设计、建筑剖面设计。三、结构设计结构设计主要包括：结构布置、荷载统计、横向框架计算、组合楼板、次梁截面设计、竖向荷载作用下内力计算、水平荷载作用下内力计算、内力组合、截面验算、节点设计、楼梯设计、基础设计。57 第2章荷载统计工程概况及结构布置第2章工程概况及结构布置2.1工程概况2.1.1设计资料工程名称：滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构布置；建设地点：北戴河海滨联丰北路；建筑面积：5000~5500m2,6层；建筑等级二级；耐火等级二级，采光等级依建筑功能而定；结构体系：钢框架结构，柱采用热轧H型钢，梁为钢-混凝土组合梁，楼板为钢-混凝土组合楼板。气象条件：基本风压0.35KN/m,基本雪压0.25KN/m地震条件：工程所处地区抗震等级二级，烈度7度，设计基本加速度0.1g，场地类别B类。2.1.2结构选型1.结构体系选型：钢框架结构2.屋面和楼面结构：压型钢板组合楼板3.楼梯结构：钢筋混凝土楼梯2.2结构布置本工程结构呈将矩形，且平面为对称多层钢结构建筑，可采用纯钢框架结构，结构布置图如图2.1.楼板采用压型钢板组合楼板，该结构具有结构性能好、便于施工等优点。2.2.1框架计算简图取具有代表性的14轴框架进行计算,假定框架柱嵌于基础顶面,框架梁与柱刚接,主梁与次梁铰接.框架计算简图如图2.2所示.2.2.2截面初选1.框架梁和次梁57 第2章荷载统计工程概况及结构布置本工程采用压型钢板-混凝土组合楼板,可视为刚性铺板,能阻止梁上翼缘的侧向失稳因此不用考虑梁的整体稳定只需满足梁的强度、刚度以及局部稳定要求，故本工程采用热轧H型钢梁，计算框架梁时，往往偏于安全的不考虑梁的组合效应，按钢梁计算，初估截面尺寸可按荷载条件取跨度的1/20~1/12，梁翼缘宽度取梁高的1/6~1/2，本工程中纵横向框架梁均取HN400*200*8*13,次梁取HN300*150*6.5*9。2.框架柱多层钢框架柱常采用宽翼缘H型钢，可保证弱轴方向的抗弯能力，框架柱的截面一般按照工程经验确定，本工程均采用热轧H型钢，框架柱截面初选HW400*400*13*21。3.楼板本工程楼面、屋面均采用钢-混凝土组合楼板，考虑组合效用，选取YXB75-200-600型钢板肋沿横向布置。2.2.3材料初选钢材：Q345；墙体：1.外墙采用加气混凝土砌块，300mm厚，内墙采用加气混凝土砌块200mm厚；拍片室地面和墙面刷含硫酸3%的1:2.5水泥砂浆，其中地面厚20，楼面厚10；楼板：采用C30混凝土，fc=14.3KN/m2；铝合金门窗：γ=0.45KN/m2；砂浆：1.水刷石γ=0.5KN/m2，2.水泥粉刷γ=0.36KN/m257 第2章荷载统计工程概况及结构布置图2.1结构布置简图57 第2章荷载统计工程概况及结构布置图2.2框架计算简图57 第3章荷载统计第3章荷载统计3.1屋面及楼面永久荷载标准值1.屋面（不上人屋面）防水层：10厚细石混凝土保护层三毡四油铺小石子找平层：20厚1:2水泥砂浆找坡层：40厚水泥砂浆找平保温层：80厚矿渣水泥结构层：100厚C25钢-混凝土楼板装饰层：压型钢板：合计2.楼面瓷砖地面（包括粗水泥砂浆打底）平均厚度100钢筋混泥土板压型钢板合计3.2楼面积屋面可变荷载标准值1.不上人屋面均布活荷载标准值2.楼面活荷载标准值医院门诊室走廊3.雪荷载标准值57 第4章截面设计第4章截面设计4.1组合楼板设计钢材选用Q345，混凝土等级选用C30，，压型钢板上覆混凝土厚度80mm，楼板总厚度150mm，gk=4.10kN/m2,qk=2.0kN/m2,跨度l=3.3m，采用YXB75-200-600型压型板壁厚1.0mm，波高75mm播剧200mm，如图4.1所示。计算时取单元宽度200mm为对象进行计算，故首先需计算出单位宽度的压型板，带肋混泥土板和压型钢板混凝土组合板截面特性如图4.2，图4.3，图4.4，计算结果见表4-1和表4-2，4-3。图4.1YXB75-200-600压型钢板图4.2混凝土板截面特性57 第4章截面设计图4.3压型钢板截面特性图4.4组合楼板截面特性表4-1压型钢板截面特性列表名称/mmB/mm/mm/mm2/mm4数值7520030.73232.38×105表4-2混凝土板截面特性列表名称/mm/mmh/mmB/mm/mm/mm2/mm4数值807515520059.8224753.303×107表4-3组合楼板截面特性列表（单位:mm）名称B数值110.720064.4其中由《钢与混凝土组合结构》表4-2查得每米宽板的惯性矩为119.3×104mm4，可得单位宽度(200mm)的板单元的惯性矩为：=119.3×104/5=2.386×105mm457 第4章截面设计由公式（4-1）其中=6.87代入数值得：=64.4mm4.1.1施工阶段验算按单向板计算，且仅验算强边方向的强度和挠度。4.1.1.1荷载计算(1)恒荷载3.44kN/m2(2)施工阶段的活荷载1.5kN/m2(3)组合楼板上作用的永久荷载标准值和设计值=3.44×0.2=0.688kN/m，=1.2×0.688=0.826kN/m(4)组合楼板上作用的活荷载标准值和设计值=1.5×0.2=0.3kN/m，=1.4×0.3=0.42kN/m4.1.1.2内力计算施工阶段压型钢板所受到的最大弯矩为：4.1.1.3施工阶段强度验算>1.696kN/m310×2.386×105/(80-30.7)=1.500kN/m>1.696kN/m故组合楼板不满足承载力的要求。4.1.1.4施工阶段挠度验算>即挠度不满足允许挠度要求，并且挠曲效应不可忽略。57 第4章截面设计综上可知，施工阶段应增设支撑以满足强度、刚度要求。在跨中设置支撑，则跨度，有：<即抗弯强度与挠度都满足要求。4.1.2使用阶段验算=50~100时，正弯矩和挠度按单向板计算，且都按简支板计算，负弯矩按固端板计算。4.1.2.1荷载计算1恒荷载3.44kN/m22使用阶段的活荷载2.5kN/m23组合楼板上作用的永久荷载标准值和设计值=3.44×0.2=0.688kN/m，=1.2×0.688=0.826kN/m4组合楼板上作用的活荷载标准值和设计值=2.5×0.2=0.50kN/m，=1.4×0.5=0.70kN/m4.1.2.2内力计算使用阶段压型钢板所受到的最大弯矩为：kN.m4.1.2.3采用塑性计算方法验算=323×310=100130N=1.0×14.3×200×80=228800kN<故可按第一类截面进行验算：=35.0mm57 第4章截面设计110.7-=0.8×14.3×35×200×93.2=7.5kN·m>故组合楼板满足承载力的要求。4.1.2.4其他验算1.斜截面抗剪承载力由于组合板沿竖向较柔，在截面竖向剪力作用下，截面不易发生斜截面剪切破坏，因此组合板的斜截面抗剪承载力不成为楼板破坏的控制条件，一般无需验算。2.组合板混凝土与压型钢板界面的纵向抗剪承载力为防止压型钢板与混凝土之间产生相对滑移，通常设置栓钉，故无需验算。3.组合板的冲切承载力验算该工程楼板受均布荷载作用，无较大集中荷载，故无需验算。4.组合板的裂缝验算计算区域无负弯矩，无需验算。4.2次梁设计钢梁的截面可根据跨度和荷载条件来决定，同时受到建筑设计和使用要求的限制。对于一般的民用建筑，如果采用热轧或者焊接的H型钢，初始梁高可以根据荷载条件取跨度的1/20～1/12，而梁的翼缘宽度可以根据荷载条件取梁高的1/6～1/2。4.2.1次梁1设计—采用塑性理论计算4.2.1.1截面尺寸确定1.组合次梁的截面尺寸组合次梁1的跨度：=5800mm，间距：=3300mm组合次梁截面高度：l/15=5800/15=386.67mm，取=450mm压型钢板肋高：=75mm混凝土翼板的厚度：=80mm57 第4章截面设计2.钢梁的截面尺寸钢梁截面高度：450-80-75=295=300mm/2.5=180mm钢梁截面尺寸试选HN300×150×6.5×9由于压型钢板的板肋方向与次梁的轴线方向相互垂直，故可不考虑压型钢板顶面以下混凝土的作用，混凝土楼板按无托板考虑。如图4.5所示。图4.5无托板组合梁(4-2)取钢梁的上翼缘宽度，即=150mm和的值取决于，和的值，其中：=5800/6=966.67mm6×80=480mm（偏于安全，未考虑压型钢板板肋中混凝土）=1575mm57 第4章截面设计图4.6组合截面次梁的计算简图由于次梁为中间梁，且上部混凝土翼板为连续板，故：=480mm根据式(4-1)得：=150+480+480=1110mm组合截面次梁截面计算简图见图4.64.2.1.2截面特性计算1.钢梁截面特性钢梁截面面积：=4678mm2钢梁截面惯性矩：=6.829×107mm4钢梁截面抵抗矩：=4.553×105mm3半截面面积矩：=2.61×105mm3钢梁截面y方向回转半径：=32.9mm弹性模量：=2.06×105N/mm22.考虑荷载短期效应影响时换算截面的截面特性钢材弹性模量与混凝土的弹性模量比值：=6.87，又混凝土板换算宽度：(4-2)根据式(4-2)得混凝土板换算宽度为1110/6.87=161.6mm组合梁换算截面面积：57 第4章截面设计=161.6×80+4678=17606mm2换算截面的中和轴距离：==3.164×108mm43.考虑荷载长期效应影响（混凝土徐变）时换算截面截面特性=6.87，=1110/（2×6.87）=80.8mm组合梁换算截面的面积：=80.8×80+4678=11142mm2换算截面中和轴距离：=换算截面惯性矩：=2.60×108mm44.2.1.3施工阶段验算1.荷载计算钢梁自重：0.37kN/m现浇混凝土板自重：2.5kN/m2施工活荷载：1.5kN/m2钢梁上作用的恒荷载标准值和设计值分别为：=0.37+2.5×3.3=8.62kN/m，=1.2×8.62=10.344kN/m钢梁上作用的施工活荷载标准值和设计值分别为：57 第4章截面设计=1.5×3.3=4.95kN/m，=1.4×4.95=6.93kN/m2.内力计算（按简支梁计算）恒荷载产生的弯矩设计值和剪力设计值分别为：=1/8×10.344×5.82=43.497kN·m=1/2×10.344×5.8=29.998kN活荷载产生的弯矩设计值和剪力设计值分别为：=1/8×6.93×5.82=29.141kN·m=1/2×6.93×5.8=20.097kN钢梁上作用的弯矩设计值和剪力设计值分别为：=43.497+29.141=72.638kN·m=29.998+20.097=50.095kN3钢梁上应力计算钢梁翼缘弯曲应力：=156.6N/mm2<=310N/mm2钢梁腹板剪应力：==29.455N/mm2<=180N/mm2既钢梁应力满足要求。4钢梁整体稳定验算在施工阶段，当组合楼板混凝土强度尚未到达设计值，且压型钢板不能完全提供侧向支撑时，需对组合截面次梁的钢梁进行整体稳定计算。钢梁的整体稳定系数可按一般钢梁整体稳定计算，钢梁平面外计算长度=5.8m，钢梁跨中无侧向支撑点，荷载作用于钢梁上翼缘，并且有=5800/150=38.67>10.5（Q345钢，见《钢与混凝土组合梁》表5-6），根据《钢结构设计规范》附录B，可得：57 第4章截面设计=，=0，=由于=0.69+0.13×1.16=0.84可得钢梁整体稳定系数为：无需对稳定系数进行修正。<=310N/mm2整体稳定满足要求。5钢梁挠度计算mm=故钢梁能满足施工阶段的设计要求。4.2.1.4使用阶段计算1荷载计算建筑面层及吊顶荷载：1.5kN/m2楼面活载：2.5kN/m2组合梁上使用阶段荷载标准值和设计值：=0.37+（2.5+1.5+0.14）×3.3=14.03kN/m=1.2×14.03=16.84kN/m组合梁上使用阶段后增加的活荷载标准值和设计值分别为：=2.5×3.3=8.25kN/m，=1.4×8.25=11.55kN/m梁从属面积，故无需折减。2内力计算恒荷载产生的弯矩设计值和剪力设计值分别为：57 第4章截面设计kN·m活荷载产生的弯矩设计值和剪力设计值分别为：使用阶段组合梁上作用的弯矩设计值和剪力设计值分别为：70.81+48.57=119.38kN·m48.84+33.50=82.34kN3钢梁的稳定性对于简支组合梁，在使用阶段由于混凝土翼板可为钢梁上翼缘提供可靠的侧向支点，故钢梁的整体稳定性无需计算。钢梁的局部稳定翼缘：，满足要求。腹板：，满足要求。4组合梁的承载能力次梁截面类型确定中和轴位置：NN由于，故塑性中和轴位于钢梁内，截面属于第二类截面。钢梁受压区面积：=0.5×(4678-1110×80×14.3/310)=290.87m2—受压钢梁面积上翼缘面积：9×150=1350mm2>中和轴位于上翼缘内即：hn故承载力满足要求。5抗剪承载力使用阶段次梁按塑形理论计算时，剪力均由钢梁开承担满足要求6使用阶段挠度验算组和次梁为简支梁，施工时钢梁下不设临时支撑，且不考虑组合梁滑移交叉点对挠度影响，即荷载计算施工阶段作用于钢梁的恒荷载标准值：使用阶段作用于钢梁上后增加的荷载标准值：使用阶段作组合梁中钢梁由材料自重值所产生的挠度：组合梁在使用阶段后增加荷载产生的挠度：使用阶段作用于钢梁上后增加的荷载准永久组合值：57 第4章截面设计组合梁挠度：挠度验算满足要求。4.2.1.5抗剪连接件计算1类型采用M16圆柱头焊钉，栓钉高度=110mm，截面面积=201.1mm2,压型钢板YXB75-200-600，平均宽=130mm，波高=75mm，混凝土C30，=3.0×104N/mm2，=14.3N/mm2。2梁上最大弯矩点和邻近零弯矩点之间混凝土板与钢梁间纵向剪力=1219.840kN=1450.180kN=1219.84kN3单个圆柱头栓钉抗剪连接件的抗弯承载力由于组合次梁为简支梁，梁上无负弯矩区段，故单个圆柱头栓钉连接件抗剪承载力的折减系数，压型钢板的板肋与组合次梁轴线方向垂直，取，可求出单个圆柱头栓钉连接件的抗剪承载力折减系数：=56.6kN=72.8kN=56.6kN=27.50kN4.组合截面次梁半跨上所需栓钉抗剪件的总数，取46个。5.栓钉的纵向间距沿梁半跨在宽度方向设置双排栓钉，则其纵向间距为：57 第4章截面设计需满足=126.09mm>=64mm且故取=150mm最终组合截面次梁上的抗剪连接件为A16圆柱头焊钉，间距为150mm，高度为110mm。4.3截面初选及线刚度计算4.3.1截面初选主要截面特征见表4-1表4-1主要构件特征表构件尺寸/mm截面面积/cm2单位重量/kg·m-1截面特性/cm4/cm3/cm/cm4/cm3/cm次梁3001506.5946.7836.76829455.312.08507.267.63.29主梁40020081388.3765.422775113916.531735173.54.56柱子4004001321218.7171.766455332317.4322410112010.124.3.2框架梁柱的线刚度计算中间梁：左边跨梁：右边跨梁：底层柱：二至六层柱：57 第5章楼梯设计第5章楼梯设计5.1楼梯示意图图5.1楼梯示意图5.2基本资料1依据规范：《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)2几何参数：（二~六层）楼梯净跨：=3300mm楼梯高度：=1800mm楼板厚：=100mm踏步数：=12（阶）上平台楼梯梁宽度：=250mm下平台楼梯梁宽度：=250mm上平台楼梯梁高度：下平台楼梯梁高度：3荷载标准值：可变荷载：=2.50kN/m2面层荷载：=0.65kN/m2栏杆荷载：=0.2kN/m24材料信息：混凝土强度：C30，=14.3N/mm2，=1.43N/mm2，=25.0kN/m357 第5章楼梯设计钢筋强度等级：HRB335，=300N/mm2抹灰厚度：=20.0mm，=20.0kN/m35.3计算过程5.3.1楼梯设计5.3.1.1楼梯几何参数踏步高度：=150mm，踏步宽度：=300mm计算跨度：m梯段板与水平方向夹角余弦值：5.3.1.2荷载计算（取B=1m宽板带）恒荷载：踏步重：斜板重：瓷砖面层：kN/m板底抹灰重：恒荷载标准值：活荷载标准值：荷载设计值：5.3.1.3内力计算计算跨度：l0=3.5m跨中弯矩：计算系数：得：57 第5章楼梯设计纵筋（1号）计算面积：支座负筋（2、3号）计算面积：5.3.2平台板设计几何尺寸：板厚h=70mm，取1m宽板带进行计算。载计算值：P=6.788kN/m平台板的计算跨度：m弯矩设计值：kN.m计算系数：得：计算面积：5.4计算结果5.4.1梯板1号钢筋计算结果（跨中）计算面积：=505.3mm2/m采用方案：B10@150实配面积：523.0mm2/m2、3号钢筋计算结果（支座）计算面积：=252.65mm2/m采用方案：B10@300实配面积：262.0mm2/m4号钢筋（分布钢筋）计算结果：采用方案：A8@300实配面积：168.0mm2/m5.4.2平台板5、6号钢筋计算结果：57 第5章楼梯设计计算面积：=121.55mm2/m采用方案：B10@200实配面积：393.0mm2/m筋配率：6号钢筋（分布钢筋）计算结果：采用方案：6@250实配面积：113.10mm2/m5.4.3平台梁5.4.3.1平台梁基本参数平台梁采用热轧H型钢，HN300×150×6.5×9，截面特性5.4.3.2荷载计算恒荷载平台梁自重36.7×9.8=0.36kN/m平台板传来2.74×1.775/2=2.43kN/m梯段板传来6.60×3.3/2=10.89kN/m小计13.68kN/m活荷载2.5×(3.3/2+1.775/2)=6.34kN/m总荷载设计值：P=1.2×13.86+1.4×6.34=25.51kN/m5.4.3.3内力计算钢梁按简支梁计算，钢梁上作用的弯矩设计值和剪力设计值分别为：kN/m5.4.3.4钢梁上应力计算钢梁翼缘弯曲应力：72.63N/mm2<=310N/mm2钢梁腹板剪应力：24.7N/mm2<=180N/mm2，即钢梁应力满足要求。57 第5章楼梯设计5.4.3.5钢梁整体稳定验算钢梁的整体稳定系数可按一般钢梁整体稳定计算，钢梁平面外计算长度=3.3m，钢梁跨中无侧向支撑点，荷载作用于钢梁上翼缘，并且有=3300/150=22>13（Q345钢，见《钢与混凝土组合梁》表5-6），根据《钢结构设计规范》附录B，可得：=0.66<2.0，=0，100.91由于=0.69+0.13×0.66=0.78可得钢梁整体稳定系数为：=1.02>0.6需对稳定系数进行修正：=0.7996.5N/mm2<=310N/mm2整体稳定满足要求。5.4.3.6钢梁挠度验算=2.20mmmm满足要求。57 第6章一品框架的受荷计算第6章一品框架的受荷计算6.1重力荷载代表值结构抗震分析时一般可取整和房屋或抗震缝区段为计算单元，计算简图为串联多自由度体系，如图6-1所示，集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi为各层可变荷载乘以相应组合值系数，各构件重力荷载代表值见表6-1至6-3图6.1各层重力荷载代表值计算简图表6-1重力荷载代表值层次构件1横梁11.050.6475.80026102.446横梁21.050.6473.0001224.45757 第6章一品框架的受荷计算续表6-1横梁31.050.3665.800920.060横梁41.050.3664.20023.228层次构件1横梁51.050.6473.0001224.457604.742纵梁11.050.6476.6001044.837纵梁21.050.6473.300817.935纵梁31.050.6479.900113.773纵梁41.050.6475.00013.397纵梁51.050.6472.50011.698纵梁61.050.6472.40011.630柱11.101.693.90054391.505柱21.100.4693.900714.8652-5横粱11.050.6475.80026102.446615.424横粱21.050.6473.0001224.457横粱31.050.3665.800920.060横粱41.050.3664.20023.228横粱51.050.6471.80044.891纵梁11.050.6476.6001044.837纵梁21.050.6473.300817.935纵梁31.051.3259.900113.773纵梁41.050.6475.00013.397纵梁51.050.6472.50011.698纵梁61.050.6472.40011.630柱11.101.6903.60054361.390柱21.100.4953.600815.6826横纵梁以及柱1同上614.880柱21.10.4953.600713.72157 第6章一品框架的受荷计算注：β为考虑梁柱粉刷层重力荷载代表值增大系数，g为单位长度构件的重力荷载；li为梁柱长度；n为构件数量；Gi为梁柱重力荷载代表值，Gi为各层梁柱重力荷载代表值。表6-2墙、楼板、屋面板重力荷载代表值层次构件A/m21外墙2.63577.21518.0362626.532内墙2.18967.22108.4962-4外墙2.63577.21518.0363605.277内墙2.18957.452087.2415-6外墙2.63577.21518.0363496.517内墙2.18907.561978.481其他1-5层楼板3.44844.322904.4612904.4616层屋面板6.76844.325631.6145631.614表6-3各层重力荷载代表值层次1234567135.77125.17125.17125.17016.49743.045270.61688.61688.61688.61688.61688.6422.18865.47980.07969.47969.47969.47860.79954.049703.3注：，式中为第i层恒荷载产生的重力荷载，为楼面均布活荷载产生的重力荷载。6.2横向框架侧移刚度计算梁的线刚度为（6-1）其中E为钢材的弹性模量，Ib为钢梁截面惯性矩，l为量的计算跨度。柱的线刚度为，其中Ic为柱截面惯性矩，h为柱计算高度。柱的侧移刚度D按下式计算：（6-2）57 第6章一品框架的受荷计算式中—柱侧移刚度修正值，对不同情况按结构力学中有关内容计算。各层框架柱侧移刚度计算见下表6-4,为梁柱线性刚度比表6-4各层框架住侧移刚度计算层次中柱边柱2-60.6240.2388374.0740.2130.0963377.77810.7270.4509979.5920.2480.3337384.898N/mmN/mm，故该框架为规则框架。6.3横向水平地震作用下框架内里和侧移计算（1）横向自振周期计算对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，其振周期T，可按下式计算：(6-3)—假想把集中在各层楼面处重力荷载代表值Gi作为水平荷载计算得到的结构顶点位移；—结构基本自振周期考虑填充墙影响的折减系数，对框架结构取0.6～0.8对框架结构按下列公式计算(6-4)(6-5)(6-6)横向框架各层重力荷载代表值作用下顶点位移的计算见表6-5表6-5结构顶点假象侧移计算57 第6章一品框架的受荷计算层次69954.099954.0923503742.35692.1057860.7217814.8123503775.80649.7547969.4825784.29235037109.70573.9537969.4833753.77235037143.61464.2527969.4841723.25235037177.52320.6417980.5549703.8347289143.12143.12取，则s6.3.1水平地震作用及地震剪力计算本设计结构总高度不超过40m，质量刚度沿高度分布均匀且变形以剪切变形为主，因此可采用底部剪力法计算水平地震剪力作用。结构等效重力荷载代表值对于50m一下的多层钢框架结构，阻尼比取0.04，因此地震影响系数曲线下降段衰减指数阻尼调整系数水平地震影响系数0.0291—水平地震影响系数由结构抗震等级决定水平地震作用标准值，即底部剪力由于T1>1.4Tg=0.49s需考虑附加水平地震作用，顶部附加地震作用系数57 第6章一品框架的受荷计算则顶层水平地震作用：(6-7)其余各层水平地震作用：(6-8)各层水平地震剪力：(6-9)1.各层水平地震作用及地震剪力计算见表6-6表6-6各层水平地震作用及剪力计算层次Hi/m622.29954.09220980.800.328535.44535.44518.67869.48146209.390.217224.10759.54415.07969.48119542.20.178183.82943.36311.47969.4890852.070.135139.421082.7827.87969.4862161.940.09295.011177.7914.27980.5533518.310.04950.601228.39按抗震验算时，结构各层最小水平地震剪力标准值应符合下式要求：(6-10)式(6-10)中为剪力系数，查表得=0.016，结构最小水平地震剪力验算见表6-7表6-7结构楼层最小地震剪力验算楼层69954.099954.09159.27535.4457 第6章一品框架的受荷计算续表6-757860.7217634.84282.16759.5447969.4825604.29409.67943.3637969.4833573.77537.18082.7827969.4841543.25664.691177.7917980.5549523.8792.381228.39验算结果证明，楼层最小水平地震剪力标准值满足要求。6.3.2水平地震作用下位移验算水平地震作用下各层层间位移及顶点位移u可按下列公式计算：水平地震作用下横向框架的位移计算结果见于表6-8，在表6-8中为各层层间弹性位移角，为各层层高。表6-8水平地震作用下横向框架的位移验算层次6535.442350372.2822.6836001/15795759.542350373.2320.4036001/11154943.542350374.0117.1736001/89831082.782350374.6113.1636001/78121177.792350375.018.5536001/71911228.393472893.543.5442001/1187由表6-8可知最大弹性层间位移角发生在第二层，其值为=1/719，满足抗震规范要求。57 第6章一品框架的受荷计算6.3.3水平地震作用下横向框架内力计算求得框架层打的层间剪力Vi后，层j柱分配到的剪力Vij及该柱上、下端弯矩和可按下列公式进行计算：（6-11）(6-12)(6-13)(6-14)柱端弯矩及剪力计算见表6-9。表6-9柱端弯矩及剪力层次/m边柱y63.6535.4423503733787.700.2130.0130.3627.3653.6759.54235037337810.920.2130.2078.1431.1743.6943.36235037337813.560.2130.30714.9933.8333.61082.78235037337815.560.2130.40022.4133.6123.61177.79235037337816.930.2130.59436.2024.7514.21228.39347289738526.120.2480.90298.9510.75层次/m中柱y63.6535.44235037837419.080.6240.26218.0050.6953.6759.54235037837427.060.6240.36235.2762.1543.6943.36235037837433.610.6240.40048.4072.6033.61082.78235037837438.580.6240.45062.5076.3923.61177.79235037837451.960.6240.50075.5375.5314.21228.39347289998035.300.7270.687101.8646.4157 第6章一品框架的受荷计算梁端弯矩、剪力及柱轴力可按下列公式计算：(6-15)(6-16)(6-17)(6-18)在地震作用下梁端弯矩、剪力及轴力的计算表6-10，框架弯矩图，梁端剪力图及柱轴力图如图6.2所示。表6-10在地震作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力层次边横梁中横梁柱轴力l/mVb/kNl/mVb/kN边柱/kN中柱/kN627.3617.435.807.7133.36322.24-7.71-14.53531.5327.415.8010.1652.74335.16-17.87-39.53441.9736.895.8013.6070.97347.32-31.47-73.25348.6042.685.8015.7482.11354.74-47.20-112.25247.1547.215.8016.2790.82360.55-63.47-156.53146.9541.705.8015.2980.23353.49-78.76-194.7357 第6章一品框架的受荷计算（a）地震荷载作用下的弯矩图57 第6章一品框架的受荷计算(b)地震荷载作用下的剪力图57 第6章一品框架的受荷计算(c)地震荷载作用下的柱轴力图图6.2地震荷载作用下的内力图57 第6章一品框架的受荷计算6.4横向风荷载作用下框架结构的内力计算6.4.1风荷载标准值计算垂直于建筑物表面上的风荷载标准值按下式进行计算（6-1)本设计中，，《建筑荷载规范》（GB50009-2012）规定基本自振周期大于0.25s的工程结构，如房屋屋盖及各种高耸结构，以及对于高度大于30m且宽高比大于1.5的高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向缝针的影响，由于结构高度小于30m，取=1.0由于计算单元轴线14框架负荷宽度为6.6m，沿房屋高度分布的风荷载标准值为：单位：kN/m图6.3风荷载沿高度分布图根据各楼层标高处的高度Hi查相应的μz值，带入上式(6-1)，可得各楼层标高处的q（z），具体计算过程见表6-11，风荷载沿房屋高度分布如图6.357 第6章一品框架的受荷计算所示。计算横向框架在风荷载内里之前，首先应按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载，如图6.4所示。以第二层集中荷载的计算过程为例：表6-11各楼层标高处的风荷载标准值层次622.211.273.824518.60.8381.203.6044150.6761.133.093311.40.5141.033.09327.80.3511.003.00314.20.1891.003.003单位：kN图6.4节点处等效集中风荷载6.4.2风荷载作用下框架的内力计算风荷载作用下框架的内力计算过程与水平地震作用下的相同，在左侧风荷载作用下柱端弯矩，梁端弯矩以及剪力计算结果见表6-12，柱轴力计算结果见表6-13，框架弯矩图，梁端剪力图及柱轴力图如图6.5所示。57 第6章一品框架的受荷计算表6-12风荷载作用下柱端弯矩计算层次/m边柱y63.606.752350433780.970.0130.053.4553.6019.732350433782.840.2072.128.1143.6032.022350433784.600.3075.0811.4833.6043.282350433786.220.4008.9613.4423.6054.142350433787.780.59416.6411.3714.2065.852350433789.460.90235.843.89层次/m中柱y63.606.752350483742.400.2622.626.3853.6019.732350483747.030.3629.1616.1543.6032.0223504837411.410.40016.4324.6533.6043.2823504837415.420.45024.9830.5323.6054.1423504837419.290.50034.2734.7214.2065.8523504837423.460.68767.6930.84表6-13风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边横梁中横梁柱轴力l/mVb/kNl/mVb/kN边柱/kN中柱/kN6.003.452.185.800.974.204.203.002.80-0.97-1.835.008.156.305.802.4912.1112.113.008.07-3.46-7.414.0013.5911.565.804.3422.2522.253.0014.83-7.80-17.913.0018.5216.065.805.9630.9030.903.0020.60-13.76-32.542.0020.3320.425.807.0339.2839.283.0026.19-20.79-51.711.0020.5322.425.807.4143.1443.143.0028.76-28.19-73.0657 第6章一品框架的受荷计算（a）风荷载作用下弯矩图57 第6章一品框架的受荷计算（b）风荷载作用下剪力图57 第6章一品框架的受荷计算（c）风荷载作用下的轴力图图6.5风荷载作用下的内力图57 第6章一品框架的受荷计算6.4.3竖向荷载作用下框架结构的内力计算1.荷载计算楼面均布荷载的传递方式如图6.6所示，直接传递给计算单元轴线14的横向框架的楼面均布荷载为图中水平阴影所示范围，其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以及集中力的形式分别传递给横梁和框架柱。地震区建筑则一般考虑两种内力组合，一种为考虑地震作用效应的组合，这种组合中要求计算“恒荷载+0.5活荷载”（即重力荷载代表值）产生的内力，其中，屋面活荷载取不上人屋面活荷载与雪荷载中较大值。另一种组合为不考虑地震作用效应，此时要求分别计算恒荷载和活荷载产生的内力，其中屋面活荷载取均布活荷载及雪荷载中较大值，因此进行竖向荷载作用下框架内里计算时应分别计算恒荷载，屋面活荷载以及屋面雪荷载这三种情况下的框架内力。当楼面活荷载与恒荷载之比不大于1时，可按满布计算，跨中弯矩乘以放大系数予以调整，当考虑到地震作用是则可以不考虑活荷载最不利布置。57 第6章一品框架的受荷计算图6.6横向框架楼面荷载示意图（1）恒荷载计算，各层梁上作用荷载如图6.7所示，图中q1为横梁自重，q2为楼板传给横梁的三角形荷载最大值，P2为次梁传递给横梁的集中荷载，P1，P2分别为纵向框架梁传给边柱和中柱的集中荷载。图6.7各层梁上作用的恒荷载对一层楼面：，57 第6章一品框架的受荷计算对于层楼面，对于屋面，（2）活荷载计算各层梁上作用的活荷载如图6.8所示图6.8各层梁上作用的活荷载计算简图对于层楼面57 第6章一品框架的受荷计算对于屋面，屋面在雪荷载作用下，2.内力计算框架梁、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构荷载均匀对称，故计算是采用半框架。竖向荷载作用下框架弯矩计算过程如图6.9所示，恒荷载、活荷载以及雪荷载作用下，框架弯矩如图6.10所示。梁端剪力可由梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力叠加，得到柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算各层底轴力还需考虑柱的自重，具体计算结果见表6-14及表6-15。57 第6章一品框架的受荷计算（a）恒荷载作用下内力计算57 第6章一品框架的受荷计算（b）活荷载作用下的内力计算图6.9内力计算57 第6章一品框架的受荷计算表6-14恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力（单位：kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底657.5819.99-0.61056.9758.1919.99174.2180.3220.1226.1552.9722.42-0.15052.7653.1220.42343.9350.0450.2456.3452.9722.42-0.24052.7353.2120.42513.7519.8680.5686.5352.9722.42-0.24052.7353.2120.42683.4589.5910.7916.8252.9722.42-0.34052.6353.2120.42853.0859.11140.91147.1152.9722.42-0.11052.8653.0820.421029.21035.113711377.1表6-15活荷载作用下梁端剪力及柱轴力（单位：kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底62.901.41-0.1702.733.071.418.8814.45511.965.630.13012.111.835.6345.5771.80411.965.630.05012.011.915.6382.18129.23311.965.630.05012.011.915.63118.79186.66211.965.630.06012.011.905.63155.41244.08111.965.630.08012.011.885.63192.05301.4857 第7章内力组合第7章内力组合根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）进行内力组合，考虑如下可能的组合方式：（1）可变荷载控制的组合:（2）永久荷载控制的组合:（3）抗震组合57 第7章内力组合57 第7章内力组合57 第7章内力组合57 第7章内力组合57 第7章内力组合57 第7章内力组合57 第8章截面设计第8章构件截面验算8.1框架柱1截面特性：中柱截面为，其截面特性为：A=218.69cm2，Ix=66455cm4，Iy=22410cm4，Wx=3323cm3，Wy=1120cm3，iy=10.12cm。2控制内力，因截面不同，可选择最不利内里为一层柱底内力。第一组：；第二组：3强度验算满足要求；满足要求；故选择第二组。4.平面内稳定验算相较于住上端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值为：底层柱与基础刚接，故相交于柱下端的横梁线刚度之和的比值为：查《钢结构设计规范》（GB500017-2003）有侧移框架柱的计算长度系数表得：柱计算长度系数，则平面内柱的计算长度为：柱平面内长细比为：83 第8章截面设计由，查表得b类截面轴压构件稳定系数，则框架为有侧移框架，故，则有符合要求。5平面外稳定验算柱平面外长细比即查《钢结构设计规范》得，取，则有：满足要求。6.局部稳定验算翼缘满足要求。腹板83 第8章截面设计则有：由于可得，腹板高厚比限值为：8.2框架梁1.截面特性：框架梁截面特性其截面特性为：A=88.37cm2，Ix=22775cm4，Iy=1735cm4，Wx=1139cm4，Wy=173.5cm3，ix=16.53cm，iy=4.56cm。2.控制内力有内力组合表可知，最不利内里组合为：M=111.87kNm，V=69.33kN。3.强度验算抗弯强度抗剪强度（满足需求）4.整体稳定验算由于设计中有刚性密铺板在梁的受压翼缘，并与其牢固连接，能阻止两受压翼缘的侧向位移，故不需要计算梁的整体稳定。83 第8章截面设计5.局部稳定验算翼缘：（满足要求）腹板：（满足要求）6挠度验算屋面梁挠度满足要求。楼面梁挠度满足要求。8.3节点抗震验算对于抗震设防的钢框架需按下式验算梁柱节点是否满足强柱弱梁的要求：(8-1)以底层中柱节点为例：83 第8章截面设计故满足要求。83 第9章节点设计第9章节点设计本设计中质量解放时采用工程常用的螺栓连接方式，即柱翼缘和梁翼缘采用高强螺栓摩擦型连接，计算时采用精确计算方法，即翼缘承担大部分弯矩，腹板承担全部剪力和惯性矩比例分配的弯矩，计算腹板承担的弯矩时，腹板的惯性矩为扣除螺栓孔后的截面（梁下翼缘焊缝通过孔与上翼缘相同），由于梁翼缘采用对接焊缘为等强度设计（即连接焊缝所承担的荷载为N=fAf）Af为一个梁翼缘面积，f为翼缘钢材抗拉强度），翼缘焊缝不必计算。从框架梁内力组合表中可知，一层中节点处梁端截面弯矩较大，因此以该节点为例进行设计，其最不利内力为：M=-111.87kN/m,V=69.33kN。9.1梁柱连接计算1.连接螺栓计算采用10.9级M20摩擦型高强螺栓，单个螺栓的预紧力P=155kN，接触面采用喷砂处理，摩擦系数，螺栓布置如图9.1所示，单个螺栓的抗剪承载力为：梁腹板惯性矩（扣除焊缝通过孔高上下各35mm）梁翼缘的惯性矩则腹板分担的弯矩腹板承担的剪力为：69.33kN则半个螺栓承受的剪力为：螺栓群承受的扭矩为：T=9.83-69.33×0.225=-5.77则在扭矩作用下受力最大的螺栓所承受的剪力为83 第9章节点设计则有：满足要求。2.柱腹板受压承载力计算不满足要求不满足要求。故柱受压翼缘对应位置需设置柱水平加劲肋、加劲肋厚度取13，与梁翼缘厚度相同。3.柱受拉翼缘验算为防止与梁受拉翼缘相连处的柱翼缘板因受拉而发生横向弯曲，柱翼缘板的最小厚度满足要求。83 第9章节点设计图9.1梁柱连接9.2次梁与主梁的铰接连接设计9.2.1底层B轴处梁梁节点1.设计条件如图9.2所示，次梁梁端与主梁的连接为铰接，作用于次梁梁端的垂直剪力V=82.34kN，次梁、主梁及其连接板均采用Q345钢，次梁连接板的连接采用10.9级M20摩擦型高强螺栓双剪连接，螺栓孔直径为17.5mm，接触面采用喷砂处理，，主梁加劲肋与主梁连接采用双面角焊缝连接。焊条为E50型焊条，手工焊。2.连接计算（1）次梁端部垂直剪力作用下，连接一侧的每个高强螺栓所受的力，得：（2）由于偏心弯矩Me（Me=Ve）作用，边行受力最大的一个高强螺栓所受的力为：83 第9章节点设计（3）在垂直剪力和偏心弯矩共同作用下，变行受力最大的一个高强螺栓受力为：<满足要求。图9.2次梁与主梁连接（4）主梁加劲肋（兼做次梁连接用）与主梁连接角焊缝采用hf=6mm，焊缝计算长度仅考虑与主梁腹板连接部分有效此时焊缝的强度公式为：连接板计算厚度为：9.3柱柱连接节点设计首层4.2m，其余各层均为3.6m的H形截面柱均采用（内圆弧半径r=22），拼接节点设置在柱下部距楼面1.2m出，作用在拼接连接处的轴心压力为N=2125.56kN，绕轴的弯矩Mx=98.68，剪力V=39.10kN，柱及其拼接连接板均采用Q345钢，f=295N/mm2,屈服强度fy=345N/mm2，翼缘以及腹板均采用10.9级M20摩擦型高强螺栓双剪连接，螺栓孔直径为21.5。83 第9章节点设计采用使用设计法，作用于拼接连接处轴心压力N是按被连接的柱翼缘和腹板各自的截面面积比例分担柱翼缘同时承受轴心压力NF和绕强轴全部弯矩Mx，腹板同时承受轴心压力和Nw和全部剪力V。9.3.1拼接连接计算(1)柱的截面特性，，,(2)柱截面的初始应力状态受压应力：弯曲应力：剪力：由于，故在柱拼接连接处不会产生拉应力。最小连接校核弯矩：轴心压力：剪力：故设计用应力取柱承载力设计值得1/2。83 第9章节点设计由得：(3)柱单侧翼缘连接所需高强螺栓数目由下式确定：取=16个。(4)柱腹板连接所需高强螺栓数目由式：取8个。(5)翼缘外侧拼接连接板的厚度采用（）翼缘内侧拼接连接板宽度：取b=160mm翼缘内侧拼接连接板厚度采用2（）拼接连接板的尺寸和高强螺栓的配置如图9.3所示。83 第9章节点设计图9.3柱柱连接以及高强螺栓配置6.拼接节点板的校核(1)净截面面积的校核对翼缘：柱单侧翼缘板的净截面面积1)柱的截面特性柱上螺栓孔截面惯性矩：柱毛截面惯性矩：柱净截面模量：连接板的截面特性：连接板上螺栓孔截面惯性矩：83 第9章节点设计连接板毛截面惯性矩：连接板净截面模量：满足刚性要求。9.4柱脚节点设计本设计采用刚性较大的埋入式柱脚柱脚混凝土采用C40，柱脚埋深d=3hc=3×0.4=1.2m。根据组合选取最不利内力：，，，，9.4.1第一组内力9.4.1.1栓钉设计采用Q345钢，栓钉直径为16mm，其抗剪设计值：取。栓钉承受的剪力(中柱)：所需栓钉的数量：按构造要求栓钉最大间距应小于200mm，故中柱取栓钉纵向间距为140mm，横向间距取140mm，栓钉数n=16，每侧布置8×2=16个栓钉，如图9.4所示。83 第9章节点设计图9.4柱脚示意图9.4.1.2底板设计1确定底板尺寸B,D选用B×D=500×500=250×103mm2底板最大应力：且满足D<2B，底板外伸宽度为50mm，故地板尺寸满足要求。如图9.5所示83 第9章节点设计图9.5底板计算简图2.底板厚度底板反力：悬臂板根部处弯矩：故底板厚度取20mm。3柱身与底板水平角焊缝连接计算取周边焊缝：需要的焊脚尺寸：采用hf=8mm>hmin=满足要求满足要求9.4.1.3钢柱受压翼缘到基础梁端部的距离，83 第9章节点设计由得：按构造要求取a=500mm。9.4.1.4强度验算1混凝土压应力2.外围钢筋作用于柱脚底部的弯矩：需要竖向钢筋截面积：其中d0为受拉侧与受压侧竖向钢筋合力点距离。故按构造配筋：每边8A25@155，。竖向钢筋的锚固长度>35d=35×22=770mm，取800mm，上端设弯钩钢筋，A10@150，埋入部分的顶部加密筋5A12@50。3.锚栓计算83 第9章节点设计根据埋入式柱脚内力传递特点（见钢结构节点设计p299）钢柱脚锚栓一般仅作安装过程固定之用，因此锚栓的直径通常根据其与钢柱板件厚度和底板厚度相协调原则来确定，一般可在之间采用且不宜小于20mm，本设计采用20mm。锚固长度>25d=25×20=500mm9.4.2第二组内力计算第二组内力计算过程与第一组相同，经验算满足要求，过程略。83 第10章基础设计第10章基础设计10.1基础示意图图10.1基础示意图10.2基本参数10.2.1依据资料《建筑地基基础规范》（GB50007-2011）《混凝土设计规范》（GB50010-2010）《多高层混凝土设计手册》10.2.2材料信息混凝土强度等级：C30，钢筋材料：HRB335，垫层混凝土等级：C1083 第10章基础设计10.2.3基础冻深及埋深标准冻深：，其中，，，最小基础埋深：取基础埋深：10.2.4荷载计算1.取中柱B柱内力组合最大值为（设计值）：，，2.标准值为：kN3.作用于基础底部的弯矩值设计值：=115.53+43.55×1=159.08kN.m标准值：10.3基础尺寸的确定10.3.1持力层地基承载力确定查资料得本设计所处地区地基承载力特征值为200kPa，基础埋深1.55m，持力层为粉质粘土，查表得基础宽度和地基承载力修正系数为：进行修正后的地基承载力特征值为：83 第10章基础设计10.3.2基底尺寸由于存在偏心弯矩影响，基底面积增大25%：初选基底尺寸：10.3.3验算持力层地基承载力基础和回填土重：偏心距：，即：Pmin>0满足要求。确定基础高度：初步假定基础高度为800mm，对基础进行抗冲切承载力验算，保护层厚度取50mm，有效高度h0取750mm。10.4抗冲切验算基础边缘处最大和最小净反力：取基础边缘高度为600mm。考虑抗冲切时荷载取用的多边形面积为：，则>F1=749.5583 第10章基础设计kN满足要求。10.5底板配筋验算基底最小反力为:首先计算I-I截面配筋，该截面距离基础边缘距离为：该截面处的基底净反力为：该截面承受的弯矩设计值为：选取钢筋B10@140，实配钢筋截面积:83 第11章工程概预算第11章工程概预算11.1编制说明(1)根椐图书馆建筑方案及钢框架结构设计的施工图纸(2)清单计算标准采用《建设工程工程量清单计价规范》GB2008-50500(3)全国统一建筑工程基础定额，河北省消耗量定额(4)规费采用《河北省建筑、安装、市政、装饰、装修工程费用标准》（HEBGFB-1-2008）本工程需计算的工程量包括平整场地、挖土方、独立基础、土石方回填及楼板和模板工程量。11.2工程造价工程取费表如表11-1所示：表11-1工程取费表工程名称：钢框架门诊楼建筑面积：5645m2第1页共1页序号费用名称计算基数费率金额/元1分部分项工程量清单——373525.142人工费+机械费——77975.023间接费77975.0233.6%26199.673.1企业管理费77975.0217%13255.784规费77975.0216.6%12943.885利润77975.028%6238.026小计+间接费+利润——510137.437税金510137.433.45%17854.81—造价合计——527992.24工程量清单计算参见下表11-2。83 第11章工程概预算83 结论结论本设计依据建筑设计方案、结构设计要求及国家相关技术规范，在查阅相关文献的基础上完成了医疗门诊楼建筑结构设计，主体结构采用钢框架结构，楼板为压型钢板组合楼板，楼梯为钢筋混凝土结构。依据建筑荷载规范确定了结构的恒荷载、活荷载，给出了具有代表性的一榀框架计算简图，之后进行主梁、次梁和框架柱的截面设计，并对其进行荷载统计、内力计算与组合。根据内力组合表选取最不利截面进行强度、刚度和稳定性验算。随后进行节点连接、楼梯和基础的设计与验算。在编写计算书过程中问题层出不穷，对规范的认识不够深入，以及对先前知识的遗忘使得计算步步为艰，后来在自己的努力、同学们的帮助以及周老师和武老师的细心教导下设才使得毕业设计结构渐趋于合理，计算书以及图纸才慢慢趋于合理。在设计进行到中期的时候才更觉得以前所学知识的重要性，几乎用上了以前学过的全部知识，在刚进入计算的过程中错误层出不穷，稍有不慎就要从头再来，各种数据，各种规定稍不小心就会超出要求，于此同时由于笔算功夫不到家，时常出现计算错误，这是就要求我更加细心更加有恒心来完成这次设计。通过本次毕业设计我的综合能力水平得到了很大提高。在设计进入后期扫尾阶段时由于以前对计算机技能掌握的还算熟练，输入起计算书来速度还算可以，随着输入的进行使得我对办公软件的应用更进一步的轻车熟路，再后来绘图过程中又对绘图的规定有了更深一步的了解，使我更加熟练AutoCAD、天正建筑、探索者以及PKPM等建筑以及结构设计软件的应用。在此过程中，我对制图规范有了较为深入地了解，对平、立、剖面图的内容、线形、尺寸标注等问题上有了更为清楚地认识。通过本次毕业设计，掌握了结构设计的内容、步骤、和方法，全面了解设计的全过程；培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力；另一方面我对经济的认识有了更深一步的认识，相信自己定会成为一名优秀的设计师！83 致谢参考文献1建筑结构荷载规范(GB50009-2012).北京：中国建筑工业出版社，20122建筑地基基础设计规范(GB50007-2011).北京：中国建筑工业出版社，20123建筑抗震设计规范(GB50011-2010).北京：中国建筑工业出版社，20104钢结构设计规范(GB50017-2003).北京：中国建筑工业出版社，20035薛建阳.钢与混凝土组合结构.湖北：华中科技大学出版社，20076周绪红.钢结构设计指导与实例精选.北京:中国建筑工业出版社，20087龙驭球.结构力学—基本教程.北京：高等教育出版社,20068戴国欣.钢结构.武汉：武汉理工大学出版社，20069李星荣.钢结构连接节点设计手册.北京：中国工业出版社，200510包头钢铁设计研究总院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会.钢结构设计与计算.北京：中国工业出版社，200611曾宇宣.论高层钢构建筑的结构技术与表现.中华建设，2009，48(8)：325～33012罗魏凌.中国馆钢结构工程施工技术.建筑施工，2009，31(8)：626～62813陈辉.大跨空间钢结构累积旋转滑移施工技术.钢结构，2009，31(8)：69～7414M.NeilJames.DesigningagainstLMACingalvanisedsteelstructures.EngineeringFailureAnalysis，2009,16(4):1051～106115LeeMMK，Llewellyn-ParryA.StrengthofringstiffenedtubularT-jointsinoffshorestructures：Anumericalparametricstudy.JournalofConstructionalSteelResearch，1999，51：239～26416LeeMMK，Llewelyn-ParryA.OffshoretubularT-jointsReinforcedwithinternalplainannularringstiffeners.JournaloftheStructuralEngineering，2004，130(6)：942～95183 致谢致谢时光匆匆走过，带走了我们大学四年的青春年华，带着大学四年所学到的知识我们即将走出校园迈向社会，过去的几个月中在各位指导老师的谆谆教诲下我们终于完成了本科毕业设计的全部内容，手中厚厚的计算书和图纸，见证了我们四个月的艰辛与付出。同时它也是我大学四年学习成果的一个检验是我走向社会、走向工作的开门砖。在此，我首先要对周洪斌老师和武崇福老师表示感谢，谢谢您在这四个月里，百忙之中抽出时间给予我耐心的指导和热情的帮助，通过您的细心教导，使我的专业知识有了很大程度的提高，帮助我能够顺利完成毕业设计。您治学严谨，对待问题一丝不苟，对学生认真负责的精神深深的激励了我，是我们学习的好榜样，使我受益匪浅。于此同时，我想借此机会向建工学院所有的专业老师和辅导员老师说上一声谢谢。大学四年，正是专业老师的无私奉献，辛勤授课才使得我们能够打下扎实的专业基础，才有了迈向社会，走向工作岗位的资本；正是辅导员老师的细心的关怀才使得我们在燕大感受到家庭般的温暖，似的我们能够把更多的精力全身心的放在学习上。另外，还要感谢所有的同学们，正是因为有了大家的帮助和督促,此次毕业设计才能顺利完成。在此即将毕业的时刻，或许我们有些感伤，但是我想对大家说，大学的结束才是人生的起点，让我们用我们的青春年华来为祖国的建设，为我们母校的发展添上完美的一笔。我会铭记大学的美好，铭记大学的你们，等他日成功之日再相逢。最后再一次感谢大家，亲爱的老师和同学们，谢谢你们四年来对我的包容、关心与指导，谢谢！83 燕山大学毕业设计（论文）评审意见表指导教师评语：成绩：指导教师签字：年月日评阅人评语：成绩：评阅人签字：年月日 燕山大学毕业设计（论文）答辩委员会评语表答辩委员会评语：总成绩：答辩委员会成员签字：答辩委员会主席签字：年月日'