多层五层钢结构框架厂房毕业设计计算书

'企达工业（南京）有限公司生产厂房设计摘要在建筑物结构设计中，框架结构常被作为一个重要且标准的型式而采用。它适用于低层、多层建筑物，亦可用于超高层建筑物。同剪力墙结构相比，这种结构更适合在建筑物的内部或者外围的墙体上开设规则孔洞。同时它还能充分利用建筑物内在任何情况下都要采用的梁和柱的刚度，但当柱子与梁刚性连接时，通过框架受弯来抵抗水平和竖向荷载会使这些柱子的承载能力变得更大。大多情况下，框架的刚度不如剪力墙，因此对于细长的建筑物将会出现过度变形。但正是因为其柔性，使得其与剪力墙结构相比具有更大的延性，因而地震荷载下不易发生事故。例如，如果框架局部出现超应力时，那么其延性就会允许整个结构出现倒塌事故。因此，框架结构常被视为最好的高层抗震结构。另一方面，设计得好的剪力墙结构也不可能倒塌。当然，还可以在建筑结构设计中，将框架结构和剪力墙结构结合起来使用。例如，在房屋建筑上使用框架，而在其中可以使用剪力墙。对于很多多高层建筑，如果墙体和筒架进行合理地安排与连接，会起到很好的抵抗侧向荷载的作用。还要求由这些结构体系提供的刚度在各个方向上应大体对称。关键词：结构设计框架结构钢框Abstract Inthedesignofarchitecturalbuildings,rigid-framesystemshavebeenacceptedasanimportantandstandardmeans.Theyarethesamewith lowandmediumbuildingsfordesigningbuildings.Theyareemployedforlow-andmediumuptohigh-risebuilding.Comparedtoshear-wallsystems,theserigidframesbothwithinandattheoutsideofabuildings.Theyalsomakeuseofthestiffnessinbeamsandcolumnsthatarerequiredforthebuildingsinanycase,butthecolumnsaremadestrongerwhenrigidlyconnectedtoresistthelateralaswellasverticalforcesthoughframebending.Frequently,rigidframeswillnotbeasstiffasshear-wallconstruction,andthereforemayproduceexcessivedeflectionsforthemoreslenderhigh-risebuildingsdesigns.Butbecauseofthisflexibility,theyareoftenconsideredasbeingmoreductileandthuslesssusceptibletocatastrophicearthquakefailurewhencomparedwith(some)shear-walldesigns.Forexample,ifoverstressingoccursatcertainportionsofasteelrigidframe,ductilitywillallowthestructureasawholetodeflectalittlemore,butitwillbynomeanscollapseevenunderamuchlargerforcethanexpectedonthestructure.Forthisreason,rigid-frameconstructionisconsideredbysometobea“best”seismic-resistingtypeforhigh-risesteelbuildings.Ontheotherhand,itisalsounlikelythatawell-designedshare-wallsystemwouldcollapse.Ofcourse,itisalsopossibletocombinerigid-frameconstructionwithshear-wallsystemsinonebuildings，Forexample,thebuildingsgeometrymaybesuchthatrigidframescanbeusedinonedirectionwhileshearwallsmaybeusedintheotherdirection。【Keyword】:thestructuredesign;Framestructure；Steelstructure 目录摘要I目录III前言VI第一章设计概况11.1工程概况11.2建筑结构等级指标及设计年限11.3建筑设计相关参数11.4本工程设计过程中所遵循的标准规范21.5施工技术条件31.6材料供应3第二章建筑设计42.1平面设计42.2立面设计42.3剖面设计52.4防火设计防火分区5第三章结构选型与结构布置63.1结构选型63.2结构布置63.2.1平面布置63.2.2竖向布置63.2.3楼盖布置63.2.4基础形式73.3材料的选用73.4初估构件截面尺寸73.4.1组合楼板截面初估73.4.2框架柱截面初估73.5框架计算单元及计算简图83.5.1计算单元8 3.5.2计算简图9第四章荷载值计算114.1荷载标准值计算114.1.1恒荷载标准值计算114.1.2活荷载标准值计算134.2风荷载计算164.3地震荷载的计算17第五章水平荷载作用下结构侧移计算195.1侧移刚度195.2风荷载作用下框架侧移计算195.3地震作用下的位移验算205.4PKPM电算结果及分析21第六章内力计算286.1恒荷载作用下的内力计算286.2与地震作用相组合的重力荷载作用下的内力计算336.3风荷载作用下的内力计算336.4横向地震（水平）作用下的内力计算366.5PKPM电算结果及内力分析37第七章内力组合427.1内力组合427.4PKPM电算结果及分析48第八章结构构件设计518.1梁设计518.1.1横向框架主梁设计518.1.2次梁截面设计538.1.3连系梁截面设计538.1.4墙梁截面设计548.2框架柱设计548.3组合板设计618.3.1荷载及内力计算618.3.2组合版的验算63 第九章节点设计679.1梁柱节点域验算679.2框架节点设计689.3柱柱节点设计789.4柱脚设计80第十章楼梯设计8410.1荷载计算8410.2平台梁的设计与验算8410.3梯段梁的设计与验算8510.4平台边梁的设计与验算87第十一章基础设计8911.1选择桩型、桩端持力层、承台埋深8911.2确定单桩极限承载力标准值8911.3确定桩数和承台地面尺寸9011.4桩顶作用效用验算9211.5桩身结构设计计算9311.6承台计算9411.6.1承台受冲切承载力验算9511.6.2角柱向上冲切9611.6.3承台受剪承载力计算9711.6.4承台受弯承载力计算97结束语99参考文献100致谢102 前言随着我国经济和科技水平的快速发展，钢结构已经普遍应用于民用住宅、别墅等建筑。钢结构住宅具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高的特点，同时钢结构又是可重复利用的绿色环保材料，因此钢结构住宅是符合国家产业政策的推广项目，具有广阔的前景。在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。近年来很多大型工程的投标方案中有许多方案都体现了钢结构建筑的这一特点。在本次毕业设计中，我学习了钢结构工程设计的原理，同时也复习了专业知识。特别是在整体上对设计思路的把握，并且对设计的细节，规范中的相关具体的条目，有了新的理解。本设计包括以下三大部分：1.建筑设计：根据设计任务书，从全局的角度对整个建筑作全面的分析，最终使所设计的建筑物满足“安全、经济、美观”的要求。2.结构设计：结合建筑设计选择合理的结构方案，进行结构布置、结构计算、构件设计等，最终绘出合理的结构施工图。3．外文翻译：选取本专业相关的外文资料进行翻译，锻炼专业外语水平。 第一章设计概况1.1工程概况积极推广应用钢结构是我国土木工程的重要发展方向之一，企达工业（南京）有限公司拟新建生产厂房，本毕业设计是其所需的钢结构厂房设计。设计基本条件为：该建筑物主体结构层数为5层，一层层高为5.4m，二、三、四、五层层高为4.5m。总建筑面积15119.2m2，占地面积2990m2，主体建筑高度23.9m，建筑层数5层。建筑结构形式为钢框架，基础为桩基础，结构内分三跨，跨距分别为13m、14m、13m；柱距8m，总长73.325m，屋面建筑坡度5%。1.2建筑结构等级指标及设计年限1建筑结构安全等级：二级；2结构设计使用年限：50年；3建筑抗震设防类别：丙类；4地基基础设计等级：乙级。1.3建筑设计相关参数1基本风压：0.4kN/m2，地面粗糙类型：B类；2基本雪压：0.65kN/m2；3场地类别：Ⅲ类，设计特征周期：0.35s；4抗震设防烈度：7度；5设计基本地震加速度：0.10g，设计地震分组：第一组；6建筑耐火等级：二级；7工程地质条件本工程建筑设计标高相当于绝对标高17.5m。基础形式采用桩基础，以5-1强风化泥质砂岩作为桩端持力层，桩径为400mm，壁厚90mm。1)岩土特性天然地面下厚4.2m左右为人工杂填土，地基承载力标准值fak=58KPa，Es=1.8MPa，桩周土摩擦力标准值qsa=16KPa；其下2-1粉质粘土为3.6m，fak=120KPa，Es=6.05MPa，qsa=42KPa；再下为2-2粉质粘土，厚3.8m，fak=90KPa，Es=6.49MPa，qsa =30KPa。然后为2-3粉质粘土，厚3.1m，fak=140KPa，Es=6.66MPa，qsa=50KPa。强风化泥质砂岩，fak=260KPa，桩端土极限端承力标准值qpk=5000KPa。地下水位位于地表下1.1m2)岩土工程分析及地基适宜性评价粉质粘土层，分布较广，中等密实状态，性质稳定，适宜作为地基持力层。3)水文地质条件场地地下水位低于地表1.1m。4)腐蚀性评价(1)场地土腐蚀性评价拟建场地土易溶盐含量为363~369mg/L<20000。SO42-含量为33.62~38.42mg/kg；cl-含量为35.45~31.90mg/kg；PH=7.4~7.95，根据《岩土工程勘察规范》附录G，拟建建（构）筑物基础（桩基）直接与地下水接触，常年处于湿润区，场地环境类型为Ⅱ类。据《岩土工程勘察规范》判定场地土对混凝土具有微腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性；对钢结构具有微腐蚀性。拟建场地及其附近无明显污染源影响场地地下水土环境，场地雨量较多，场地地下土对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，不考虑其腐蚀性影响。(2)场地地下水腐蚀性评价场地内潜水对混凝土及长期浸水环境中的钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，对处于干湿交替环境下的钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，不考虑其腐蚀性。(3)场地稳定性评价根据区域地质构造，本区无活动性断层通过，历史上无大的破坏性地震发生，从地质构造和地震活动历史等因素分析，本场地为相对稳定区，地基分布有暗塘、冲沟等不良地质条件，采用适当的处理措施及基础形式后可满足建筑物地基稳定，场地适宜本工程建设。1.4本工程设计过程中所遵循的标准规范1《钢结构设计规范》(GB50017-2003)2《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）3《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）4《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）5《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）6《建筑抗震设计规范》（GB50017-2010）7《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） 1.5施工技术条件本工程由大型建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好。水、电供应由建设单位保证。1.6材料供应三材及一般材料能按计划及时供应。 第二章建筑设计2.1平面设计本厂房总建筑面积15119.2m2，占地面积2990m2。选择工业化程度较高，施工周期短，结构形式简单的框刚架形式。为减小地基处理费用和基础造价，柱距选择8m。建筑平面设计主要有建筑物中各个使用部分的设计和建筑物交通联系部分的设计，建筑物的使用部分，主要体现该建筑物的使用功能，因此满足使用功能的需求是确定其平面面积和空间形状的主要依据。根据题目所给条件：本设计为三跨钢结构五层厂房，跨度分别为13米、14米、13米，长73.325m。工业建筑中生产工艺要求是其设计主要依据，参照工程应用实例，充分考虑到生产流程及建筑和结构的简单及合理性，厂房平面布置为三跨矩形平面。2.2立面设计建筑立面设计偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件，例如门窗、雨篷、遮阳等等的形式、比例关系和表面的装饰效果等。设计时，通常是先绘制出建筑物各个立面的基本轮廓，再进一步推敲各个立面的总体尺度比例的同时，综合考虑立面之间的相互协调，特别是相邻立面之间的连续关系，并且对立面上的各个细部，特别是门窗的大小、比例、位置，以及各种突出物的形状等进行必要的调整。室内外高差的确定：为考虑到运输工具进出厂房的便利及防止雨水侵入厂房内，取厂房室内外高差为200mm。厂房屋面排水设计：为了使厂房立面美观，本厂房采用有组织内落内排，即使落水管沿室内柱子落下，将雨水排至地下水管道。厂房屋面排水坡度取2.5%，天沟纵向坡度取1%。具体内天沟做法如右图2-1所示： 散水构造：厂房周围做宽900mm的混凝土散水，散水坡度取10%，散水构造由下至上为素土夯实，150厚块石垫层，80厚C15混凝土，20厚1:2水泥砂浆面层。具体做法如右图：图2-2散水详图2.3剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系。剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。此次设计层高为5.4m+4.5m+4.5m+4.5m+4.5m。2.4防火设计防火分区每层为一个防火分区。本工程采用全喷淋消防系统，满足二级耐火等级规定的耐火极限要求，每个防火分区，钢梁刷厚型防火涂料20mm,耐火极限>1.5小时，钢柱刷厚型防火涂料40厚，耐火极限>2.5小时。 第三章结构选型与结构布置3.1结构选型对采用钢框架结构体系的建筑，具有以下特点：1建筑平面布置灵活，能够提供较大的内部使用空间，能适应多种类型的使用功能。2构造简单，构件易于标准化和定型化生产，施工速度快，工期短。3对层数不多的多层建筑而言，框架结构体系是一种比较经济、运用广泛的结构体系。4本工程为五层生产房，采用钢框架结构体系能满足要求。3.2结构布置结构布置应满足建筑功能及使用功能的要求。该工程为多层钢结构生产房，需要开阔的开间。钢结构具有的大柱网、大开间，结构布置灵活的优势可以得到较好的发挥。3.2.1平面布置1柱网布置：考虑会所的开间多样性，钢框架间距与跨度不等。尽量形成纵横向平面框架的双向框架体系。2主梁布置：框架梁与框架柱均为刚接。3次梁布置：次梁与框架梁采用铰接连接，并与框架梁同高。次梁间距为2.2m～2.9m之间。板按单向板进行布置。4内外墙布置：外墙200厚荚心保温板0.15KN/m2,内墙100厚荚心保温板0.13KN/m2墙梁选用薄壁冷弯槽形钢。3.2.2竖向布置本工程竖向刚度较均匀，设计采用工字型截面柱：边柱H750×550×20×28、中柱H850×650×26×30,1~5层柱通长，不改变截面尺寸。3.2.3楼盖布置采用压型钢板现浇混凝土组合楼盖，这样楼盖整体性好，可满足楼板在水平面内刚度无穷大的要求，以保证各榀框架的协同工作。压型钢板采用YXB75-230-690（Ⅰ）开口 型压型钢板，能够很好的满足结构受力与防火的要求，压型钢板与混凝土共同受力，更为经济。3.2.4基础形式基础形式依据施工条件等综合考虑，采用天然地基。拟采用桩基础，能满足抗震的要求。3.3材料的选用1框架柱：Q345B，焊条E502框架梁：Q345B，焊条E503次梁：Q345B，焊条E504楼板：压型钢板组合楼板钢筋：HRB335fy＝300KN/mm23.4初估构件截面尺寸3.4.1组合楼板截面初估根据组合楼板的构造要求，为满足楼板在平面内的刚性假定，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，因此，压型钢板上铺设140厚的C30混凝土，取压型钢板顶面以上的混凝土厚度为65mm，即140厚钢筋混凝土板，压型钢板厚度取1.6mm。选用YX75－230－690压型钢板3.4.2框架柱截面初估1中柱初估选用焊接工字形钢，钢材牌号Q345B，由工程经验，设计荷载一般约为6~8kN/m2。取中柱为准，其受荷面积为a、b（分别为纵横方向的柱距），则中柱的受力为n⋅ab10，其中，n为总层数。初估计其中受荷面积最大的柱，估算时考虑弯矩等影响，将上述压力乘以经验系数1.4，则：ΣN=1.3×1.4×n⋅ab×8=1.3×1.4×5×8×()×8=7863kN式中1.3—荷载分项系数平均值底层计算高度为5.4+0.6=6.0m，其中0.6m为初估室内地坪至柱脚底板距离。 再由轴心受压柱求柱截面lox=l=6000mm，loy=l=6000mm试选截面设λx=30,λy=50ix==200mmiy==120mm根据钢结构设计规范表5.1.2-1，对x轴弯曲时属于b类截面、y轴弯曲时属于b类截面。√=50×√=60.58查表：φx=0.704则需要截面面积A==37808mm2根据需要的截面面积和截面大致轮廓尺寸b×h，偏于安全地选择中柱截面尺寸为H850×650×26×30。相关截面特性见下表。2边柱同理初选为H750×550×20×28。相关截面特性见下表。其他梁等构件初估详见下表3-1:表3-1各构件截面特性表构件尺寸/mm截面面积/cm2单位质量/（Kg/m）截面特征HBtwtIx/cm4Wx/cm3ix/cmIy/cm4Wy/cm3iy/cm次梁4502501014112.287.5395411757.4018.77364.94291.955.70连梁4502501014112.287.5395411757.4018.77364.94291.955.70主梁8004002226372.6290.63883609709.1032.29278001390.08.64中柱8506502630595.4464.476271017946.0035.791374304228.615.19边柱7505502028446.8348.545730012195.0031.99776882825.013.193.5框架计算单元及计算简图3.5.1计算单元根据结构方案特点，取一榀典型横向框架作为计算单元，这里取4轴线框架进行计算，在4轴线两侧各取1/2柱距宽作为计算单元，如图3-1。 图3-1平面计算简图3.5.2计算简图一榀框架的计算简图如3-2所示，假定框架柱顶部，框架梁与柱刚接，主梁与次梁铰接。图3-2单榀计算简图由E=2.06×105MPa,各构件I、L如上，i=有各层梁柱线刚度如下表：（kN/m） 表3-2梁柱线刚度层数12跨23跨34跨边柱梁中柱梁中柱梁边柱521×104KN/m6.3×104KN/m34.9×104KN/m5.7×104KN/m34.9×104KN/m6.3×104KN/m21×104KN/m432115.7×104KN/m26.2×104KN/m26.2×104KN/m15.7×104KN/m 第四章荷载值计算4.1荷载标准值计算根据《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）取值4.1.1恒荷载标准值计算1不上人屋面荷载保护层40厚C20细石混凝土内配Φ4@150×150钢筋网片1.52KN/㎡隔离层：干铺无纺聚酯纤维布一层保温层：挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（120厚）0.12×0.5=0.06KN/㎡防水层：（Ⅱ级防水）高聚物改性沥青防水卷材找平层：1:3水泥砂浆，沙浆中产聚丙烯或锦纶-6纤维0.75-0.90Kg/m3找坡层：1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡结构层：140厚钢筋混凝土屋面板25×0.14=3.5KN/㎡压型钢板0.19KN/㎡吊顶0.03KN/㎡合计5.3KN/㎡2楼面（卫生间）陶瓷锦砖防水楼面1)4--5厚陶瓷锦砖铺实拍平,水泥浆抹缝2)20厚1:4干硬性水泥砂浆3)1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄沙，四周沿墙上翻高150高4)刷基层处理剂一遍5)15厚1:2水泥砂浆找平层6)50厚C15细石混凝土防水层找坡不小于0.5%，最薄处不小于30厚7)钢筋混凝土楼板25×0.14=3.5kN/㎡8)压型钢板0.19kN/㎡9)吊顶0.03kN/㎡合计5.8kN/m23生产间楼面特殊骨料耐磨楼面 1)1--2厚特殊耐磨骨料,混凝土即将初凝时均匀撒布2)30厚C20细石混凝土随打随抹平3)素水泥浆结合层一道4）钢筋混凝土楼板。25×0.14=3.5KN/㎡5）压型钢板0.19KN/㎡6）吊顶0.03KN/㎡合计4.5KN/m24外墙自重1）底层塑钢门（2.7×6×2＋1.8×2.1）×0.4KN/㎡＝14.472KN塑钢窗（2×2.7×（5.95+22.8+29.85）+2.7×（2×5.95+7.1+14.25+8.8+15.95））×0.4KN/㎡＝189.216KN墙体〔5.4×(72.75+40.95)×2－36.18－473.04〕×0.15KN/㎡=107.811KN合计311.499KN2）标准层及顶层塑钢门1.8×2.1×0.4KN/㎡＝1.512KN塑钢窗（2×2.1×（5.95+22.8+29.85）+2.1×（2×5.95+7.1+14.25+8.8+15.95+1.8+6.0））×0.4KN/㎡＝153.72KN墙体〔4.5×(72.75+40.95)×2－3.78－384.3〕×0.15KN/㎡=95.283KN合计250.515KN5内墙自重1）底层塑钢门（1.8×2.1×1+0.9×2.1×6+1.0×2.1）×0.4KN/㎡＝11.928KN塑钢窗（2.7×1.0×2+2.7×1.6）×0.4KN/㎡＝3.888KN墙体〔5.4×(12.975+4.0×2＋8.0×4+4.0×8+3×2.45+8.0)－29.82－9.72〕×0.13KN/㎡=65.39KN合计81.21KN2）标准层及顶层塑钢门（1.8×2.1×1+0.9×2.1×6+1.0×2.1）×0.4KN/㎡＝11.928KN塑钢窗（2.1×1.0×2+2.1×1.6）×0.4KN/㎡＝3.024KN 墙体〔4,5×(12.975+4.0×2＋8.0×4+4.0×8+3×2.45+8.0)－29.82－7.56〕×0.13KN/㎡=53.83KN合计68.78KN6梁自重1）主梁290.6×9.8/1000＝2.85KN/m2）连系梁87.5×9.8/1000＝0.86KN/m3）次梁87.5×9.8/1000＝0.86KN/m7中柱自重464.4×9.8/1000＝4.55KN/m边柱自重348.5×9.8/1000＝3.42KN/m4.1.2活荷载标准值计算1屋面和楼面活荷载标准值根据《建筑结构荷载规范》查得：不上人屋面0.5KN/㎡楼面荷载标准值5.0KN/㎡2雪荷载屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大者0.65KN/㎡。竖向荷载下框架受荷总图、荷载由板到梁传递示意图如图4-1示： 图4-1荷载由板传梁示意图1)A－B轴间框架梁次梁自重＝0.86×(8+8)/2＝6.88KN楼面板传恒荷载＝12.85×8×4.49/5＝92.32KN楼面板传活荷载＝12.85×8×5.0/5＝102.8KN屋面板传恒荷载＝12.85×8×5.30/5＝108.97KN屋面板传活荷载＝12.85×8×0.65/5＝13.37KNA－B轴间框架梁集中荷载为：楼面梁恒荷载＝梁自重＋板传恒载＝6.88＋92.32＝99.19KN楼面梁活荷载＝板传活载＝102.8KN屋面梁恒荷载＝梁自重＋板传恒载＝6.88＋108.97＝115.85KN屋面梁活荷载＝板传活载＝13.36KNA－B轴间框架梁均布荷载为：楼面梁均布荷载＝主梁自重＝2.85KN/m屋面梁均布荷载＝主梁自重＝2.85KN/m2)B－C轴间框架梁楼面板传恒荷载＝14×8×4.49/5＝100.576KN楼面板传活荷载＝14×8×5.0/5＝112.00KN屋面板传恒荷载＝14×8×5.3/5＝118.72KN屋面板传活荷载＝14×8×0.65/5＝14.56KNB－C轴间框架梁集中荷载为：楼面梁恒荷载＝梁自重＋板传恒载＝6.88＋100.576＝107.46KN楼面梁活荷载＝板传活荷载＝112.00KN屋面梁恒荷载＝梁自重＋板传恒荷载＝6.88＋118.72＝125.6KN屋面梁活荷载＝板传活荷载＝14.56KNB－C轴间框架梁均布荷载为：楼面梁均布荷载＝主梁自重＝2.85KN/m屋面梁均布荷载＝主梁自重＝2.85KN/m3)C－D轴间计算同A－B轴间计算4)A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒荷载＝连系梁重＋板传荷载＝0.86×8＋12.85×8×5.3/5/2＝61.36KN 顶层柱活荷载＝板传活荷载＝12.85×8×0.65/5/2＝6.68KN标准层柱恒荷载＝墙自重＋连系梁自重＋板传荷载＝250.515/9＋0.86×8＋12.85×8×4.49/5/2＝66.95KN底层柱恒荷载＝墙自重＋连系梁自重＋板传荷载＝250.515/9＋0.86×8＋13×8×5.76/5/2＝80.01KN标准层及底层柱活荷载＝板传活荷载＝12.85×8×5.0/5/2＝51.40KN基础顶面恒荷载＝墙自重＝311.499KN5)B轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒荷载＝连系梁重＋板传荷载＝0.86×8＋（12.85＋14）×8×5.3/10＝121.36KN顶层柱活荷载＝板传活荷载＝（12.85＋14）×8×0.65/10＝13.7KN标准层及底层柱恒荷载＝连系梁自重＋板传荷载＝0.86×8＋（12.85＋14）×8×5.76/10＝103.86KN标准层及底层柱活荷载＝板传活荷载＝（12.85＋14）×8×5.0/10＝105.4KN6)C轴柱纵向集中荷载的计算同2轴7)D轴柱纵向集中荷载的计算同1轴8)柱自重中柱底层柱自重：4.55KN/m×5.4m=24.57KN标准层及顶层柱自重：4.55KN/m×4.5m=20.48KN边柱底层柱自重：3.42KN/m×5.4m=18.47KN标准层及顶层柱自重：3.42KN/m×4.5m=15.39KN框架在竖向荷载作用下的受荷总图 注：图4-2中所有荷载值均为标准值，括号内数值为活荷载标准值。4.2风荷载计算作用在屋面梁和楼面节点处的集中风荷载标准值为：WK=βZµSµZω0(hi+hj)B/2风荷载标准值：基本风压值ω0=0.40kN/m2，地面粗糙程度系数按B类取值，风压高度变化系数µz见表3-1。根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中7.3.1规定，风荷载体型系数µs查表7.3.1，本厂房类别为中封闭式双坡屋面。表4-1风压高度变化系数离地面高度z（m）风压高度变化系数µZ5.61.00010.11.00314.61.12919.11.23023.61.311脉动增大系数ξ查表7.4.3为：1.88 脉动影响系数υ查表7.4.4为：0.4344计算详见表3-2两边有0.5m女儿墙，女儿墙上所受的均布风荷载等效成集中力全部加载于一侧柱顶端，所以风荷载体型系数µs取为1。qwk=µsµzω0l=F=4.3地震荷载的计算1结构自重计算1)屋盖自重＝5.3×8×（12.85＋14＋12.85）＝1696KN2)楼盖自重＝4.49×8×（12.85＋14＋12.85）＝1436.8KN3)一层梁自重：主梁自重＝2.85×（12.85＋14＋12.85）＝113.91KN连系梁重＝0.86×8×4＝27.45KN次梁自重＝0.86×8×12＝82.34KN合计：223.69KN4)柱自重：中柱底层柱重＝4.55×（5.4＋0.60）×2＝109.23/2KN标准层及顶层柱重＝4.55×4.5×2＝40.95KN边柱底层柱重＝3.42×（5.4＋0.60）×2＝89.354/2KN标准层及顶层柱重＝3.42×4.5×2＝30.78KN5）墙重：顶层外墙重＝250.515/9=27.835KN标准层外墙重＝250.515/9=27.835KN首层外墙重＝311.499/9=34.611KN2重力荷载代表值作用计算作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为：屋面梁处GW=结构和构件自重+雪荷/2楼面梁处GL=结构和构件自重+活荷/2其中结构和构件自重取楼面上、下1/2层高范围内的结构和构件自重（屋面梁处取顶层的一半）。计算结果如下： G1=1436.8+223.69+（95.6+71.7+27.8+34.611）/2=1775.37KNG2=1436.8+223.69+71.7+27.84=1760.03KNG3=1436.8+223.69+71.7+27.84=1760.03KNG4=1436.8+223.69+71.7+27.84=1760.03KNG5=1696+295.592+71.7+27.84=2019.23KN=1775.37+1760.03×3+2019.23=9074.68KN3多遇水平地震作用标准值计算该建筑物高度为23.9m，不超过40m，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法来计算水平地震作用。T1=（0.10~0.15）n=（0.50~0.75）s取T1=0.50s已知Tg=0.35sαmax=0.08（7度时多遇地震）因为Tg=0.35s1.4Tg=0.49s所以考虑顶部附加地震作用:δn=0.08T1+0.07=0.11∆Fn=δnFEkFEk=αGeq=0.0648×0.85×9047.68=499.83KNFi=FEk 第五章水平荷载作用下结构侧移计算5.1侧移刚度横向首层柱D值的计算见下表5-1：表5-1横向首层柱D值构件名称K=αc=D=αcic/(KN/m)A轴柱0.40.3719578.5B轴柱0.440.3833548.99C轴柱0.440.3833548.99D轴柱0.40.3719578.5=(19578.5+33548.99×2=106254.98KN/m横向标准层及顶层柱D值的计算见下表5-2：表5-2横向首层柱D值构件名称K=αc=D=αcic/(KN/m)A轴柱0.30.1316058.98B轴柱0.330.1429100.56C轴柱0.330.1429100.56D轴柱0.30.1316058.98=(16058.98+29100.56×2=90319.09KN/m5.2风荷载作用下框架侧移计算集中风荷载标准值见下表5-3：表5-3集中风荷载标准值离地高度z/m23.601.3111.001.6231.30.404.54.539.8319.101.2300.75121.4991.30.404.54.534.5114.601.1290.49101.3551.30.404.54.528.63 10.101.0030.30081.2451.30.404.54.523.375.601.000.11361.0931.30.405.65.422.50风荷载作用下框架侧移计算见下表5-4表5-4风荷载下框架侧移层数/（KN/m）539.8339.8390319.090.00040.0001434.5174.3490319.090.00080.0002328.63102.9790319.090.00110.0003223.37126.3490319.090.00140.0003122.50148.84106254.980.00140.0003侧移验算：0.85为考虑位移放大的系数层间侧移最大值0.0003/0.85<1/400满足要求柱顶侧移最大值0.0001/0.85<1/500满足要求5.3地震作用下的位移验算各层地震力标准值计算结果与地震作用下各层剪力及侧移计算结果见下表表5-5表5-5层数G/kNHi/mGiHiFi/kNVi/kN/（KN/m）52019.2323.6047653.8176.85176.8590319.090.0020.000441760.0319.1033616.5124.76301.6090319.090.00330.000731760.0314.6025696.495.36396.9790319.090.00440.001021760.0310.1017776.365.97462.9490319.090.00510.001111775.375.609942.136.90499.83106254.980.00470.0008134685.1499.830.0195层间位移验算：0.85为考虑位移放大的系数层间位移最大值:0.0007/0.85<1/250满足要求顶点位移验算：0.0195/23.6/0.85<1/350满足要求 5.4PKPM电算结果及分析1各层的质量、质心坐标信息层号塔号质心X质心Y质心Z恒载质量活载质量(m)(m)(t)(t)5126.74635.96623.4003164.794.24126.72436.05818.9002896.7730.83126.72436.05814.4002896.7730.82126.72436.0589.9002896.7730.81126.70836.0315.4003038.5730.82周期、地震力与振型输出文件(VSS求解器)考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数振型号周期转角平动系数(X+Y)扭转系数10.6798179.641.00(1.00+0.00)0.0020.552189.611.00(0.00+1.00)0.0030.4283137.530.00(0.00+0.00)1.0040.2229179.731.00(1.00+0.00)0.0050.186789.701.00(0.00+1.00)0.0060.1448140.030.00(0.00+0.00)1.0070.12880.131.00(1.00+0.00)0.0080.114290.101.00(0.00+1.00)0.0090.09000.091.00(1.00+0.00)0.00100.0885140.300.00(0.00+0.00)1.00110.085690.061.00(0.00+1.00)0.00120.072490.191.00(0.00+1.00)0.00130.07090.211.00(1.00+0.00)0.00140.0654149.020.00(0.00+0.00)1.00150.0541152.790.00(0.00+0.00)1.00地震作用最大的方向=0.233(度)3各个振型的地震力仅考虑X向地震作用时的地震力Floor:层号 Tower:塔号F-x-x:X方向的耦联地震力在X方向的分量F-x-y:X方向的耦联地震力在Y方向的分量F-x-t:X方向的耦联地震力的扭矩振型1的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)511840.63-13.16-1177.34411843.04-11.62-1175.88311507.32-8.43-981.81211058.87-5.35-701.3611554.76-2.77-376.94振型2的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)510.0915.679.51410.1115.939.30310.1013.267.63210.089.605.43110.055.463.02振型3的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)511.94-1.421730.13 411.61-1.551721.66311.23-1.331440.76210.83-1.001048.58110.49-0.62606.24振型4的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)51-1067.783.84795.9441-323.59-0.14310.3831672.70-4.10-369.64211200.61-6.04-750.7611935.05-5.25-597.87振型5的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)51-0.02-2.85-1.5741-0.01-1.08-0.46310.011.611.02210.023.221.86110.012.791.55振型6的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)51-0.770.49-644.90 41-0.080.27-235.12310.48-0.23356.36210.64-0.60711.26110.51-0.62621.61振型7的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)51467.681.41-445.3941-365.92-0.66220.6631-552.02-1.30433.4521196.610.24-69.7811636.821.20-402.41振型8的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)510.00-0.54-0.23410.000.350.21310.000.670.31210.00-0.13-0.13110.00-0.74-0.41振型9的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)51-170.99-0.27118.45 41339.820.46-222.8231-121.42-0.30122.5721-248.24-0.28163.3411318.290.64-289.69振型10的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)510.32-0.11326.9041-0.19-0.10-220.2431-0.450.37-397.97210.020.1780.40110.58-0.56446.03振型11的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)510.00-0.040.00410.000.070.02310.00-0.01-0.03210.00-0.06-0.02110.000.060.05振型12的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)510.00-0.10-0.05 410.000.280.13310.00-0.36-0.14210.000.320.10110.00-0.18-0.05振型13的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)5134.220.12-31.3341-100.69-0.3775.8031141.530.53-99.7521-133.30-0.5093.701181.040.30-61.62振型14的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)51-0.100.07-92.67410.20-0.13171.3231-0.050.04-44.2221-0.150.08-137.66110.17-0.09152.06振型15的地震力-------------------------------------------------------FloorTowerF-x-xF-x-yF-x-t(kN)(kN)(kN-m)510.02-0.0118.20 41-0.060.03-51.14310.08-0.0468.9921-0.070.03-62.52110.04-0.0235.11各振型作用下X方向的基底剪力振型号剪力(kN)16804.6120.4336.1141416.9850.0160.797383.1780.009117.45100.29110.00120.001322.81140.05150.014结果分析地震力电算与手算相差较大，显然原因之一是手算采用了D值法且只是考虑一个方向的地震力作用，而电算采用了振型分解反应谱法结果则是对结构进行三维分析，考虑了各个方向的地震以及扭转耦连，考虑了偶然偏心，填充墙对周期的折减等等，因此差距会较大。第二，在计算各层质量刚度时，在计算时采用了许多简化方法，因此也和电算结果产生了误差。 第六章内力计算6.1恒荷载作用下的内力计算1屋面梁的固端弯矩：1)均布荷载图6-1横向主梁在均布荷载作用下的计算简图1-2跨M12===-39.22KN·mM21===39.22KN·mM中===19.61KN·m2-3跨M12===-46.55KN·mM21===46.55KN·mM中===23.28KN·m3-4跨M12===-39.22KN·mM21===39.22KN·mM中===19.61KN·m 2)集中荷载图6-2横向主梁在集中荷载作用下的计算简图由结构力学求解器求得个杆件固端弯矩见下表6-1表6-1竖向荷载作用下横梁固端弯矩顶层恒载集中活载集中13m跨13m跨截面V左V右M截面V左V右M0.00250.01-634.690.0045.03-107.880.20250.01115.850.000.2045.0313.520.000.40115.850.00317.350.4013.520.0053.940.600.00-115.85317.350.600.00-13.5253.940.80-115.85-250.010.000.80-13.52-45.030.001.00-250.01-634.691.00-45.03-107.88底标层恒载集中活载集中13m跨13m跨截面V左V右M截面V左V右M0.00216.69-549.060.00223.91-567.600.20216.6999.190.000.20223.91102.800.000.4099.190.00274.530.40102.80634.69283.810.600.00-99.19274.530.60634.69-102.80283.810.80-99.19-216.690.000.80-102.80-223.910.001.00-216.69-549.061.00-223.91-567.60顶层恒载集中活载集中14m跨14m跨截面V左V右M截面V左V右M0.00271.15-749.910.0048.03-125.170.20271.15125.600.000.2048.0314.040.000.40125.600.00374.960.4014.040.0062.580.600.00-125.60374.960.600.00-14.0462.580.80-125.60-271.150.000.80-14.04-48.030.00 1.00-271.15-749.911.00-48.03-125.17底标层恒载集中活载集中14m跨14m跨截面V左V右M截面V左V右M0.00234.87-648.320.00235.95-651.350.20234.87107.460.000.20235.95108.000.000.40107.460.00324.160.40108.000.00325.680.600.00-107.46324.160.600.00-108.00325.680.80-107.46-234.870.000.80-108.00-235.950.001.00-234.87-648.321.00-235.95-651.35简支梁跨中弯矩恒载活载边跨中跨边跨中跨顶层952.031124.87161.83187.76标底层823.58972.49851.42977.03恒活载作用下的弯矩二次分配详见弯矩分配表6-2。 上柱下柱右梁跨中左梁上柱下柱右梁跨中左梁上柱下柱右梁跨中左梁上柱下柱　0.770.230.13　0.750.120.12　0.750.130.23　0.77　　-634.69634.69　　-749.91749.91　　-634.69634.69　　489.20145.4915.31　85.8614.05-14.05　-85.86-15.31-145.49　-489.20　119.507.6572.74　21.19-7.037.03　-21.19-72.74-7.65　-119.50　-98.00-29.15-11.55　-64.76-10.6010.60　64.7611.5529.15　98.00510.69-510.69341.09711.20　42.29-753.48371.39753.48　-42.29-711.20341.09510.69　-510.69　　　　0.440.440.13　0.080.430.430.07　0.070.430.430.08　0.130.440.44　　-549.06549.06　　-648.32648.32　　-549.06549.06　　238.99238.9971.087.5642.3842.386.94-6.94-42.38-42.38-7.56-71.08-238.99-238.99244.60119.503.7835.5442.9321.19-3.473.47-42.93-21.19-35.54-3.78-244.60-119.50-160.13-160.13-47.62-7.32-41.07-41.07-6.726.7241.0741.077.3247.62160.13160.13323.47198.36-521.83270.25584.8344.2422.50-651.57320.92651.57-44.24-22.50-584.83270.25521.83-323.47-198.36　　　　　0.440.440.13　0.080.430.430.07　0.070.430.430.08　0.130.440.44　　-549.06549.06　　-648.32648.32　　-549.06549.06　　238.99238.9971.087.5642.3842.386.94-6.94-42.38-42.38-7.56-71.08-238.99-238.99119.50119.503.7835.5421.1921.19-3.473.47-21.19-21.19-35.54-3.78-119.50-119.50-105.67-105.67-31.43-5.67-31.79-31.79-5.205.2031.7931.795.6731.43105.67105.67252.82252.82-505.63277.52586.4931.7831.78-650.05320.92650.05-31.78-31.78-586.49277.52505.63-252.82-252.82　　　0.440.440.13　0.080.430.430.07　0.070.430.430.08　0.130.440.44　　-549.06549.06　　-648.32648.32　　-549.06549.06　　238.99238.9971.087.5642.3842.386.94-6.94-42.38-42.38-7.56-71.08-238.99-238.99119.50134.093.7835.5421.1923.72-3.473.47-21.19-23.72-35.54-3.78-119.50-134.09-112.02-112.02-33.32-5.86-32.87-32.87-5.385.3832.8732.875.8633.32112.02112.02246.46261.06-507.52276.67586.2930.7033.23-650.23320.92650.23-30.70-33.23-586.29276.67507.52-246.46-261.06　　　0.490.370.15　0.090.480.360.08　0.080.480.360.09　0.150.490.37 　　-549.06549.06　　-648.32648.32　　-549.06549.06　　268.17201.1379.768.4647.4535.597.77-7.77-47.45-35.59-8.46-79.76-268.17-201.13119.500.004.2339.8821.190.00-3.883.88-21.190.00-39.88-4.23-119.500.00-60.43-45.32-17.97-4.87-27.34-20.50-4.474.4727.3420.504.8717.9760.4345.32327.24155.81-483.05285.79592.5241.3015.08-648.91320.92648.91-41.30-15.08-592.52285.79483.05-327.24-155.81　　　　　　　77.90　7.54　-7.54　-77.90活载上柱下柱右梁跨中左梁上柱下柱右梁跨中左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱　0.770.230.13　0.750.120.12　0.750.130.23　0.77　　-107.88107.88　　-125.17125.17　　-107.88107.88　　83.1524.732.30　12.882.11-2.11　-12.88-2.30-24.73　-83.15　123.531.1512.36　17.88-1.051.05　-17.88-12.36-1.15　-123.53　-96.10-28.58-3.88　-21.75-3.563.56　21.753.8828.58　96.10110.58-110.5847.21118.66　9.01-127.6860.08127.68　-9.01-118.6647.21110.58　-110.58　　　　0.440.440.13　0.080.430.430.07　0.070.430.430.08　0.130.440.44　　-567.60567.60　　-651.35651.35　　-567.60567.60　　247.06247.0673.486.3835.7635.765.85-5.85-35.76-35.76-6.38-73.48-247.06-247.0641.58123.533.1936.746.4417.88-2.932.93-6.44-17.88-36.74-3.19-41.58-123.53-73.25-73.25-21.79-4.43-24.82-24.82-4.064.0624.8224.824.4321.7973.2573.25215.38297.34-512.72291.92606.2917.3828.82-652.49324.54652.49-17.38-28.82-606.29291.92512.72-215.38-297.34　　　　　0.440.440.13　0.080.430.430.07　0.070.430.430.08　0.130.440.44　　-567.60567.60　　-651.35651.35　　-567.60567.60　　247.06247.0673.486.3835.7635.765.85-5.85-35.76-35.76-6.38-73.48-247.06-247.06123.53123.533.1936.7417.8817.88-2.932.93-17.88-17.88-36.74-3.19-123.53-123.53-108.93-108.93-32.40-5.30-29.71-29.71-4.864.8629.7129.715.3032.40108.93108.93261.67261.67-523.33287.05605.4223.9323.93-653.29324.54653.29-23.93-23.93-605.42287.05523.33-261.67-261.67　　　 0.440.440.13　0.080.430.430.07　0.070.430.430.08　0.130.440.44　　-567.60567.60　　-651.35651.35　　-567.60567.60　　247.06247.0673.486.3835.7635.765.85-5.85-35.76-35.76-6.38-73.48-247.06-247.06123.53138.613.1936.7417.8820.02-2.932.93-17.88-20.02-36.74-3.19-123.53-138.61-115.49-115.49-34.35-5.46-30.62-30.62-5.015.0130.6230.625.4634.35115.49115.49255.10270.18-525.28286.15605.2623.0225.16-653.43324.54653.43-23.02-25.16-605.26286.15525.28-255.10-270.18　　　0.490.370.15　0.090.480.360.08　0.080.480.360.09　0.150.490.37　　-567.60567.60　　-651.35651.35　　-567.60567.60　　277.23207.9282.457.1440.0330.036.55-6.55-40.03-30.03-7.14-82.45-277.23-207.92123.530.003.5741.2217.880.00-3.283.28-17.880.00-41.22-3.57-123.530.00-62.08-46.56-18.46-4.76-26.69-20.02-4.374.3726.6920.024.7618.4662.0846.56338.68161.36-500.04295.80611.2031.2310.01-652.44324.54652.44-31.23-10.01-611.20295.80500.04-338.68-161.36　　　　　　　80.68　5.01　-5.01　-80.68 6.2与地震作用相组合的重力荷载作用下的内力计算1屋面梁上的荷载标准值=恒载+0.5雪载A-B跨次梁所传荷载=（109.298+0.5×8×13×0.65）=143.098KNB-C跨次梁所传荷载=（116.909+0.5×8×14×0.65）=153.309KNC-D跨次梁所传荷载=（109.298+0.5×8×13×0.65）=143.098KN2楼面梁上的荷载标准值=恒载+0.5活载A-B跨次梁所传荷载=（92.45+0.5×104）=144.45KNB-C跨次梁所传荷载=（98.765+0.5×108）=152.765KNC-D跨次梁所传荷载=（92.45+0.5×104）=144.45KN3屋面梁及楼面梁的固端弯矩见下表6-3表6-3与地震作用相组合的重力荷载作用下的横梁固端弯矩屋面楼面震重组合13m跨震重组合13m跨截面V左V右M截面V左V右M0.00317.61-808.410.00319.49-813.240.20317.61149.650.000.20319.49150.590.000.40149.650.00404.210.40150.590.00406.630.600.00-149.65404.210.600.00-150.59406.630.80-149.65-317.610.000.80-150.59-319.490.001.00-317.61-808.411.00-319.49-813.24震重组合14m跨震重组合14m跨截面V左V右M截面V左V右M0.00343.95-953.750.00342.87-950.720.20343.95162.000.000.20342.87161.460.000.40162.000.00476.880.40161.460.00475.360.600.00-162.00476.880.600.00-161.46475.360.80-162.00-343.950.000.80-161.46-342.870.001.00-343.95-953.751.00-342.87-950.726.3风荷载作用下的内力计算(单侧风荷载作用下由结构的对称性知M、N内力反对称，故均只计算左半部分)框架在风荷载(从左到右)下的内力用D值法进行计算。第i层第m柱所分配的剪力为：Vim=Dim*Vi/,Vi=。框架柱反弯点位置y=y0+y1+y2+y3计算结果如下表6-4： 表6-4D值法中框架柱反弯点高度A轴框架柱反弯点位置层号K54.500.300.150.000.000.000.150.67544.500.300.250.000.000.000.251.12534.500.300.400.000.000.000.401.80024.500.300.500.000.000.000.502.25016.00.400.750.00-0.050.000.704.200B轴框架柱反弯点位置层号K54.500.330.160.000.000.000.160.7244.500.330.260.000.000.000.261.1734.500.330.400.000.000.000.401.8024.500.330.500.000.000.000.502.2516.00.440.750.00-0.050.000.704.20框架各柱的杆端弯矩、轴力、梁端弯矩、剪力计算结果见下表柱：13m跨梁左：14m跨梁：风荷载作用下框架柱剪力和梁端弯矩见下表6-5表6-5风荷载下框架柱剪力及梁端弯矩风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁端弯矩层号Vi/kN539.8390319.09160590.1787.080.67527.094.7827.09474.3490319.09160590.17813.221.12544.6114.8749.393102.9790319.09160590.17818.311.80049.4332.9664.32126.3490319.09160590.17822.462.25050.5450.5483.51148.84106254.98195790.18427.434.20049.37115.1999.91 风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁端弯矩层号Vi/kN539.8390319.09291010.32212.830.7248.519.2425.1523.36474.3490319.09291010.32223.951.1779.7628.0246.1542.853102.9790319.09291010.32233.181.8089.5859.7260.9856.622126.3490319.09291010.32240.712.2591.5991.5978.4672.851148.84106254.98335490.31646.994.2084.59197.3891.3584.83风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力见下表6-6表6-6风荷载下框架柱轴力及梁端剪力层号梁端剪力/KN柱轴力/KN（拉为正）Vb，ABVb，BCVb，CDVb，AB-Vb，BCVb,BC-Vb，CDNcANcBNcCNcD5-4.02-3.34-4.02-0.680.68-4.020.68-0.684.024-7.35-6.12-7.35-1.231.23-11.376.80-6.8011.373-9.64-8.09-9.64-1.551.55-21.008.35-8.3521.002-12.46-10.41-12.46-2.052.05-33.4610.40-10.4033.461-14.71-12.12-14.71-2.592.59-48.1813.00-13.0048.18则左风荷载作用下弯矩图如下图6-3所示：图6-3手算左风弯矩图 6.4横向地震（水平）作用下的内力计算框架在横向水平地震荷载作用（从左到右）下的内力用D值法进行计算，计算结果见下表6-7：表6-7地震作用荷载下框架柱剪力及梁端弯矩横向水平地震作用下1轴框架柱剪力和梁端弯矩层号Vi/kN5176.8590319.09160590.17831.440.675120.2721.22120.274301.690319.09160590.17853.631.125180.9960.33202.213396.9790319.09160590.17870.581.800190.57127.05250.902462.9490319.09160590.17882.312.250185.20185.20312.251499.83106254.98195790.18492.104.200165.78386.82350.98横向水平地震作用下2轴框架柱剪力和梁端弯矩层号Vi/kN5167.35390319.09291010.32256.980.72215.3941.03111.68103.704284.46990319.09291010.32297.181.17323.60113.70189.06175.563373.99290319.09291010.322127.901.80345.33230.22238.02221.012435.92290319.09291010.322149.162.25335.60335.60293.39272.431470.153106254.98335490.316157.824.20284.07662.83321.31298.36横向水平地震作用下框架柱轴力和梁端剪力见下表6-8表6-8风荷载下框架柱轴力及梁端剪力层号梁端剪力/KN柱轴力/KN（压为正）Vb，ABVb，BCVb，CDVb，AB-Vb，BCVb,BC-Vb，CDNcANcBNcCNcD5-17.84-14.81-17.84-3.033.03-17.843.03-3.0317.844-30.10-25.08-30.10-5.025.02-47.948.05-8.0547.943-37.61-31.57-37.61-6.046.04-85.5514.08-14.0885.552-46.59-38.92-46.59-7.677.67-132.1421.75-21.75132.141-51.71-42.62-51.71-9.099.09-183.8530.84-30.84183.85则左地震作用下弯矩图如下图6-4所示： 图6-4手算左震弯矩图6.5PKPM电算结果及内力分析1恒载作用下内力图图6-5电算恒载弯矩图 图6-6电算恒载剪力图图6-7电算恒载轴力图2活载作用下内力图 图6-8电算活载弯矩图图6-9电算活载剪力图 图6-10电算活载轴力图3左地震作用下弯矩图图6-11电算左震弯矩图3左风作用下弯矩图 图6-12电算左风弯矩图4电算结果比较通过比较电算与手算的框架内力，发现电算与手算一些数据基本吻合，有的数据相差较大。首先，手算和电算的计算假定和模型不同，电算时采用有限元软件分析空间整体模型，考虑了各榀框架之间的协同作用，结构是空间整体模型，梁柱均为刚接形成双向受弯构件，不能忽略与周围框架的影响。而手算一榀框架时，忽略了周围框架对该榀框架的影响，因此计算结果有一定差距。第二，荷载加载方式不同，PKPM中Satwe模块在进行结构内力分析时，内力标准值取值方式与手算不同，特别是活荷载与地震荷载。手算时，处于简化计算的考虑，对活载采用了满跨布置，对地震荷载只取了一个方向的地震力产生的剪力。电算中，软件对内力标准值的计算更符合实际情况，考虑了活载的最不利布置以及不同方向的地震的耦合，故计算结果上产生了一定的差异。 第七章内力组合7.1内力组合根据《建筑结构荷载规范》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：1.2恒+1.4活1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）2永久荷载控制的组合：1.35×恒+1.4×0.7×活3抗震组合：1.2×（恒＋0.5活）±1.3地震作用对于本设计，取梁端和跨中作为梁承载力设计值的控制截面，梁的最不利组合是：梁端截面：−Mmax,Vmax梁跨中截面:+Mmax柱端最不利组合取下列两种情况：｜Mmax｜及相应的NNmax及相应的M本章各内力组合时的单位及方向柱弯矩：顺时针为正，逆时针为负，单位：kN⋅m柱轴力：受压为正，受拉为负，单位：kN梁端剪力：顺时针为正,逆时针为负，单位：kN柱端剪力：顺时针为负,逆时针为正，单位：kN梁的弯矩方向以下部受拉为正，上部受拉为负。内力组合具体情况见表7-1，表7-2。 表7-1横向框架梁内力组合杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载活载风载风载地震地震1.2恒+1.4活1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）1.35×恒+1.4×0.7×活1.2×（恒＋0.5雪）±1.3地震左风右风左震右震左风右风左震右震顶层横梁AB跨梁左M-510.69-110.5827.09-27.09120.27-120.27-767.65-718.03-786.30-797.81-835.54-522.82端V234.4144.404.02-4.0217.84-17.84343.45342.30332.17359.96284.73331.12跨中M341.0947.210.97-0.974.30-4.30475.39470.00467.56506.73432.04443.21梁右M-711.20-118.66-25.1525.15-111.68111.68-1019.56-1034.64-971.26-1076.40-779.45-1069.82端V-265.61-45.664.02-4.0217.84-17.84-382.66-371.20-381.33-403.32-369.33-322.94BC跨梁左M-753.48-127.6823.36-23.36103.70-103.70-1082.93-1035.62-1094.48-1142.32-1115.60-845.97端V271.1548.033.34-3.3414.81-14.81392.62390.10381.69413.12334.94373.46跨中M371.3960.080.000.000.000.00529.78521.37521.37560.25481.71481.71梁右M-753.48-127.68-23.3623.36-103.70103.70-1082.93-1094.48-1035.62-1142.32-845.97-1115.60端V-271.15-48.033.34-3.3414.81-14.81-392.62-381.69-390.10-413.12-373.46-334.94CD跨梁左M-711.20-118.6627.09-27.09120.27-120.27-1019.56-968.82-1037.08-1076.40-1080.99-768.28端V234.4145.034.02-4.0217.84-17.84344.33343.09332.96360.58285.11331.50跨中M341.0953.940.97-0.974.30-4.30484.82478.49476.05513.33436.08447.25梁右M-510.69-110.58-25.1525.15-111.68111.68-767.65-783.86-720.47-797.81-533.99-824.37端V-265.61-45.034.02-4.0217.84-17.84-381.78-370.41-380.54-402.71-368.95-322.56杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载活载风载风载地震地震1.2恒+1.4活1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）1.35×恒+1.4×0.7×活1.2×（恒＋0.5活）±1.3地震左风右风左震右震左风右风左震右震四层横梁AB跨梁左M-521.83-512.7249.39-49.39202.21-202.21-1344.00-1209.99-1334.45-1206.93-1196.70-670.95端V211.79216.637.35-7.3530.10-30.10557.42536.36517.84498.21344.99423.25跨中M270.25291.921.62-1.626.57-6.57732.98694.16690.07650.92490.90508.00梁右M-584.83-606.29-46.1546.15-189.06189.06-1550.60-1523.87-1407.57-1383.69-819.79-1311.35端V-221.59-231.197.35-7.3530.10-30.10-589.58-547.95-566.47-525.72-443.75-365.50BC跨梁左M-651.57-652.4942.85-42.85175.56-175.56-1695.37-1550.03-1658.01-1519.06-1401.61-945.15端V234.87235.956.12-6.1225.08-25.08612.17586.85571.43548.31390.81456.02跨中M320.92324.540.000.0080.37-80.37839.46794.02794.02751.29475.34684.31 梁右M-651.57-652.49-42.8542.85-14.8114.81-1695.37-1658.01-1550.03-1519.06-1154.12-1192.64端V-234.87-235.956.12-6.1225.08-25.08-612.17-571.43-586.85-548.31-456.02-390.81CD跨梁左M-584.83-606.2949.39-49.39202.21-202.21-1550.60-1403.49-1527.95-1383.69-1328.45-802.69端V221.59216.637.35-7.3530.10-30.10569.19548.12529.60511.45356.76435.02跨中M270.25291.921.62-1.626.57-6.57732.98694.16690.07650.92490.90508.00梁右M-521.83-512.72-46.1546.15-189.06189.06-1344.00-1330.37-1214.07-1206.93-688.04-1179.61端V-211.79-231.197.35-7.3530.10-30.10-577.81-536.19-554.71-512.48-431.99-353.73杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载活载风载风载地震地震1.2恒+1.4活1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）1.35×恒+1.4×0.7×活1.2×（恒＋0.5活）±1.3地震左风右风左震右震左风右风左震右震三层横梁AB跨梁左M-505.63-523.3364.30-64.30250.90-250.90-1339.42-1185.13-1347.18-1195.47-1246.93-594.59端V205.49210.249.64-9.6437.61-37.61540.93523.64499.35483.45323.85421.63跨中M277.52287.051.66-1.666.44-6.44734.89696.80692.61655.96496.88513.63梁右M-586.49-605.42-60.9860.98-238.02238.02-1551.37-1543.44-1389.78-1385.07-757.61-1376.46端V-218.08-223.029.64-9.6437.61-37.61-573.92-530.55-554.84-512.96-444.40-346.61BC跨梁左M-650.05-653.2956.62-56.62221.01-221.01-1694.67-1531.86-1674.55-1517.79-1459.36-884.72端V234.87235.958.09-8.0931.57-31.57612.17589.33568.95548.31382.37464.46跨中M320.92324.540.000.0097.97-97.97839.46794.02794.02751.29452.47707.18梁右M-650.05-653.29-56.6256.62-25.0825.08-1694.67-1674.55-1531.86-1517.79-1139.43-1204.64端V-234.87-235.958.09-8.0931.57-31.57-612.17-568.95-589.33-548.31-464.46-382.37CD跨梁左M-586.49-605.4264.30-64.30250.90-250.90-1551.37-1385.59-1547.63-1385.07-1393.21-740.86端V218.08210.249.64-9.6437.61-37.61556.03538.74514.46500.44338.95436.73跨中M277.52287.051.66-1.666.44-6.44734.89696.80692.61655.96496.88513.63梁右M-505.63-523.33-60.9860.98-238.02238.02-1339.42-1342.99-1189.32-1195.47-611.34-1230.18端V-205.49-223.029.64-9.6437.61-37.61-558.82-515.45-539.74-495.97-429.30-331.51杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载活载风载风载地震地震1.2恒+1.4活1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）1.35×恒+1.4×0.7×活1.2×（恒＋0.5活）±1.3地震左风右风左震右震左风右风左震右震 二层横梁AB跨梁左M-507.52-525.2883.50-83.50312.25-312.25-1344.42-1165.67-1376.09-1199.93-1330.12-518.27端V199.36204.0212.46-12.4646.59-46.59524.86512.00480.60469.08301.08422.21跨中M276.67286.152.52-2.529.43-9.43732.62695.73689.38653.94491.44515.95梁右M-586.29-605.26-78.4678.46-293.39293.39-1550.91-1565.03-1367.32-1384.65-685.30-1448.11端V-211.62-216.4612.46-12.4646.59-46.59-557.00-511.00-542.39-497.83-444.39-323.26BC跨梁左M-650.23-653.4372.85-72.85272.43-272.43-1695.09-1511.81-1695.40-1518.18-1526.50-818.17端V234.87235.9510.41-10.4138.92-38.92612.17592.25566.03548.31372.82474.01跨中M320.92324.540.000.00120.43-120.43839.46794.02794.02751.29423.27736.39梁右M-650.23-653.43-72.8572.85-31.5731.57-1695.09-1695.40-1511.81-1518.18-1131.29-1213.38端V-234.87-235.9510.41-10.4138.92-38.92-612.17-566.03-592.25-548.31-474.01-372.82CD跨梁左M-586.29-605.2683.50-83.50312.25-312.25-1550.91-1360.97-1571.38-1384.65-1472.63-660.78端V211.62204.0212.46-12.4646.59-46.59539.57526.71495.31485.63315.80436.92跨中M276.67286.152.52-2.529.43-9.43732.62695.73689.38653.94491.44515.95梁右M-507.52-525.28-78.4678.46-293.39293.39-1344.42-1369.74-1172.03-1199.93-542.79-1305.60端V-199.36-216.4612.46-12.4646.59-46.59-542.29-496.28-527.68-481.28-429.68-308.55杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载活载风载风载地震地震1.2恒+1.4活1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）1.35×恒+1.4×0.7×活1.2×（恒＋0.5活）±1.3地震左风右风左震右震左风右风左震右震底层横梁AB跨梁左M-483.05-500.0499.91-99.91350.98-350.98-1279.72-1083.83-1335.60-1142.16-1335.96-423.41端V190.84195.3714.71-14.7151.71-51.71502.53493.71456.64449.10279.00413.46跨中M285.79295.804.28-4.2814.83-14.83757.07721.05710.27675.70501.15539.71梁右M-592.52-611.20-91.3591.35-321.31321.31-1566.71-1596.25-1366.04-1398.89-660.04-1495.46端V-207.88-212.6714.71-14.7151.71-51.71-547.20-498.88-535.96-489.06-444.29-309.83BC跨梁左M-648.91-652.4484.83-84.83298.36-298.36-1692.11-1493.89-1707.65-1515.42-1558.03-782.29端V234.87235.9512.12-12.1242.62-42.62612.17594.41563.87548.31368.00478.82跨中M320.92324.540.000.00129.72-129.72839.46794.02794.02751.29411.19748.46梁右M-648.91-652.44-84.8384.83-38.9238.92-1692.11-1707.65-1493.89-1515.42-1119.56-1220.75端V-234.87-235.9512.12-12.1242.62-42.62-612.17-563.87-594.41-548.31-478.82-368.00CD跨梁左M-592.52-611.2099.91-99.91350.98-350.98-1566.71-1355.26-1607.03-1398.89-1534.02-621.48端V207.88195.3714.71-14.7151.71-51.71522.97514.16477.08472.10299.45433.91 跨中M285.79295.804.28-4.2814.83-14.83757.07721.05710.27675.70501.15539.71梁右M-483.05-500.04-91.3591.35-321.31321.31-1279.72-1324.82-1094.61-1142.16-461.98-1297.39端V-190.84-212.6714.71-14.7151.71-51.71-526.75-478.44-515.51-466.05-423.84-289.38 表7-2横向框架柱内力组合杆件跨向截面内力荷载种类内力组合恒载活载风载风载地震地震1.2恒+1.4活1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）1.35×恒+1.4×0.7×活1.2×（恒＋0.5雪）±1.3地震左风右风左震右震左风右风左震右震顶层柱边柱柱顶M510.69110.58-27.0927.09120.27-120.27767.65718.03786.30797.81522.82835.54N295.7751.08-3.343.34-17.8417.84426.44415.09423.49449.35408.77362.38柱底M323.47215.38-4.784.7821.22-21.22689.69653.52665.56647.75489.80544.98N311.1451.08-3.343.34-17.8417.84444.89433.53441.94470.10427.21380.82中柱柱顶M42.299.01-48.5148.51215.39-215.3963.360.98123.2265.92-223.85336.15N600.88107.39-0.680.683.03-3.03871.41855.51857.23916.44781.56789.43柱底M44.2417.38-9.249.2441.03-41.0377.4263.3486.6376.7610.18116.85N621.36107.39-0.680.683.03-3.03895.99880.09881.81944.09806.14814.01四层柱边柱柱顶M198.36297.34-44.6144.61180.99-180.99654.31556.47668.89559.18181.15651.72N589.88319.11-6.126.12-47.9447.941154.621102.231117.651109.07961.65837.00柱底M252.82261.67-14.8714.8760.33-60.33669.71614.34651.81597.73381.95538.81N605.25319.11-6.126.12-47.9447.941173.061120.671136.101129.82980.09855.44中柱柱顶M22.5028.82-79.7679.76323.60-323.6067.35-37.19163.8158.62-376.38464.97N1133.20679.93-1.231.238.05-8.052311.752215.012218.102196.151757.341778.26柱底M31.7823.93-28.0228.02113.70-113.7071.6532.99103.6166.36-95.30200.31N1153.68679.93-1.231.238.05-8.052336.322239.592242.682223.801781.921802.84三层柱边柱柱顶M252.82261.67-49.4349.43190.57-190.57669.71570.79695.36597.73212.64708.12N877.70576.01-8.098.09-85.5585.551859.651768.821789.201749.381510.061287.63柱底M246.46255.10-32.9632.96127.05-127.05652.90575.66658.71582.72283.66613.98N893.07576.01-8.098.09-85.5585.551878.091787.261807.641770.131528.501306.07中柱柱顶M31.7823.93-89.5889.58345.33-345.3371.65-44.57181.1666.36-396.43501.44N1662.001244.30-1.551.5514.08-14.083736.423560.273564.173463.122722.672759.29 柱底M30.7023.02-59.7259.72230.22-230.2269.07-9.39141.0964.01-248.63349.95N1682.481244.30-1.551.5514.08-14.083761.003584.853588.753490.762747.252783.86二层柱边柱柱顶M261.06270.18-50.5450.54185.20-185.20691.52590.01717.38617.21234.62716.14N1159.39826.77-10.4110.41-132.14132.142548.752419.882446.112375.412059.111715.55柱底M327.24338.68-50.5450.54185.20-185.20866.84755.74883.11773.68355.13836.66N1174.76826.77-10.4110.41-132.14132.142567.192438.332464.552396.162077.551733.99中柱柱顶M33.2325.16-91.5991.59335.60-335.6075.10-43.82186.9869.52-381.31491.26N2184.351802.11-2.052.0521.75-21.755144.184889.304894.474714.943674.213730.76柱底M41.3031.23-91.5991.59335.60-335.6093.28-26.49204.3186.36-367.98504.58N2204.831802.11-2.052.0521.75-21.755168.754913.874919.044742.593698.793755.34底层柱边柱柱顶M155.81161.36-49.3749.37165.78-165.78412.88328.09452.49368.4868.27499.30N1432.561073.54-12.1212.12-183.85183.853222.023056.463086.992986.022602.202124.18柱底M77.9080.68-115.19115.19386.82-386.82206.4450.01340.28184.24-360.97644.75N1432.561073.54-12.1212.12-183.85183.853222.023056.463086.992986.022602.202124.18中柱柱顶M15.0810.01-84.5984.59284.07-284.0732.12-75.87137.3030.17-345.19393.40N2702.952356.13-2.592.5930.84-30.846542.136209.006215.545958.004617.134697.32柱底M7.545.01-197.38197.38662.83-662.8316.06-233.34264.0515.09-849.63873.74N2702.952356.13-2.592.5930.84-30.846542.136209.006215.545958.004617.134697.32 7.4PKPM电算结果及分析1弯矩包络图图7-1电算弯矩包络图2剪力包络图图7-2电算剪力包络图3轴力包络图 图7-3电算轴力包络图4结果分析通过比较电算与手算的框架内力组合，发现电算与手算一些数据基本吻合，有的数据相差较大。首先，手算和电算的计算假定和模型不同，电算时采用有限元软件分析空间整体模型，考虑了各榀框架之间的协同作用，结构是空间整体模型，梁柱均为刚接形成双向受弯构件，不能忽略与周围框架的影响。而手算一榀框架时，忽略了周围框架对该榀框架的影响，因此计算结果有一定差距。第二，荷载计算不同，手算时，出于简化计算的考虑，对活载采用了满跨布置，对地震荷载只取了一个方向的地震力产生的剪力。而电算中，软件对内力标准值的计算更符合实际情况，考虑了活载的最不利布置以及不同方向的地震的耦合，故计算结果上产生了一定的差异。第三，荷载组合时，手算只组合了可变荷载控制的组合，永久荷载控制的组合，抗震组合，而电算时考虑的工况包括了以下12种工况：工况号:1--X方向地震作用下的标准内力工况号:2--X方向左偏心地震作用下的标准内力工况号:3--X方向右偏心地震作用下的标准内力工况号:4--Y方向地震作用下的标准内力工况号:5--Y方向左偏心地震作用下的标准内力 工况号:6--Y方向右偏心地震作用下的标准内力工况号:7--X方向风荷载作用下的标准内力工况号:8--Y方向风荷载作用下的标准内力工况号:9--恒载作用下的标准内力工况号:10--活载作用下的标准内力工况号:11--考虑活载随机作用时梁负弯矩包络的标准内力工况号:12--考虑活载随机作用时梁正弯矩包络的标准内力其中偏心地震作用和活载随机作用都是手算中没有考虑的，因此误差较大。 第八章结构构件设计8.1梁设计8.1.1横向框架主梁设计1截面参数横向框架梁及纵向次梁的截面参数见表3-1。2截面控制内力由表7-1～表7-2可得框架梁的截面控制内力。由于各层的横向框架梁截面相同取以下两组最不利内力进行截面验算：边跨：无震：M=-1596.25KN/m，V=-589.58KN（风载起控制作用的组合，边跨右端）有震：M=-1495.46KN/m，V=-444.4KN（地震作用参与组合，边跨右端）中跨：无震：M=-1707.65KN/m，V=-612.17KN（风载起控制作用的组合，边跨右端）有震：M=-1558.03KN/m，V=-478.82KN（地震作用参与组合，边跨右端）取中跨计算：1）抗弯强度无震时，满足要求。上式中的系数0.9是考虑螺栓连接时的截面削弱，余同。有震时，，满足要求。2）抗剪强度无震时，＜ 无震时，＜3）整体稳定①施工阶段架设临时支撑；②使用阶段：由于有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移。所以梁的整体稳定可以得到保证，不必验算。L1/b1=14000/400/2=17.5﹥13，需要验算整体稳定。=1.07-(2800/86.4)2/44000×295/235=1.04取φb=1.0=1707.65×103/1.0/9709100=175.88N/mm2<295N/mm24）局部稳定翼缘：满足要求。腹板：，因主梁有局部压应力，即所以应按构造配置横向加劲肋：0.5h≤a≤2h→a=1m5）刚度验算恒载作用下跨中最大弯矩371.39KNm，活载作用下跨中最大弯矩是324.54KNm。考虑梁的活荷载隔跨布置时对构件不利。故将连续的活荷载效应乘以1.2的系数。 梁的刚度满足要求。8.1.2次梁截面设计屋面恒荷载标准值5.30KN/m2活荷载标准值5.0KN/m2次梁自重g=0.86KN/m次梁上承受恒荷载标准值：qk=（5.3×2.8+0.86）=15.7KN/m次梁上承受活荷载标准值：qg=5×2.8=14KN/m荷载设计值：1.2×15.7+1.4×14=38.44KN/m1）抗弯强度2）抗剪验算3）挠度验算满足要求。8.1.3连系梁截面设计因本设计选用的连系梁规格与次梁同号，且连系梁所受力小于中跨次梁，故连系梁满足要求。 8.1.4墙梁截面设计以底层墙梁为例计算：选用钢材Q345，设计成连续等跨（跨度8m）墙梁，单侧挂墙板，8.2框架柱设计1计算长度系数计算由于横向框架属于有侧移的框架，故计算长度系数按下式计算：有侧移框架一般层：底层柱（固结K2=10）上式中：，，边柱取，顶层柱取。图8-1柱的计算长度模型表8-1边柱的计算长度系数层()()()()()()()50.00622590.00622592093422093420.000.30.152.1940.00622590.00622592093422093422093420.150.152.5330.00622590.00622592093422093422093420.150.152.5320.00622590.00622591570072093422093420.150.172.4610.00622590.000.000.001570042093420.1710.1.56表8-2中柱计算长度系数层()()()()()()() 56225857144622585714434915234915200.340.172.084622585714462258571443491523491523491520.170.172.393622585714462258571443491523491523491520.170.172.392622585714462258571442618643491523491520.170.202.32162258571440002618643491520.2010.1.532强柱弱梁验算强柱弱梁应满足：式中，Wpc、Wpb—分别为柱和梁的塑性截面模量N—柱轴向压力设计值Ac—柱截面面积η—强柱系数fyc、fyb—分别为柱和梁的屈服强度当符合下列条件时，可不按该式进行验算：（1）柱作为轴心受压构件在2倍地震作用下稳定性仍得到保证（2）柱轴向压力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积之比不超过0.4（3）柱所在的楼层的受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%。由于边柱截面均相同，为H750×550×20×28，只需选择轴力最大的柱节点进行验算即可。取轴力最大的底层边柱节点为计算对象：，满足要求。二倍地震作用时的底层柱轴力为查表c类截面得稳定系数：φx=0.804满足强柱弱梁要求，不用使用公式验算。 故其余边柱节点均能满足要求。同理对于中柱，H850×650×26×30，只需选择轴力最大的柱节点进行验算即可。取轴力最大的底层边柱节点为计算对象：，满足要求。二倍地震作用时的底层柱轴力为查表c类截面得稳定系数：φx=0.842满足强柱弱梁要求，不用使用公式验算。故其余边柱节点均能满足要求。3强度计算以底层边柱为例：μ=1.56最不利内力：无震：M=883.11KN·m,N=3246.61KN<,满足要求。有震：M=836.66KN·m,N=2626.79KN<,满足要求。同理对于底层中柱：μ=1.53最不利内力：无震：M=264.05KN·m,N=6876.35KN <,满足要求。有震：M=873.74KN·m,N=5031.54KN<,满足要求。4整体稳定计算以底层边柱为例：μ=1.56无震：M=883.11KN·m,N=3246.61KN有震：M=836.66KN·m,N=2626.79KN1）平面内稳定=1.56×5.4=8.424m<=，满足要求。查表b类截面得稳定系数：φx=0.958欧拉临界应力：等效弯矩系数βmx=1.0，截面塑性发展系数γx=1.05，则（1）无震时满足要求。（2）有震时 满足要求。2）平面外稳定：<=，满足要求。查表b类截面得稳定系数：φy=0.79等效弯矩系数βmx=1.0（1）无震时满足要求。（2）有震时满足要求。同理对于底层中柱：μ=1.53无震：M=264.05KN·m,N=6876.35KN有震：M=873.74KN·m,N=5031.54KN1）平面内稳定=1.53×5.4=8.262m<=，满足要求。查表b类截面得稳定系数：φx=0.927 欧拉临界应力：等效弯矩系数βmx=1.0，截面塑性发展系数γx=1.05，则（1）无震时满足要求。（2）有震时满足要求。2）平面外稳定：<=，满足要求。查表b类截面得稳定系数：φy=0.836等效弯矩系数βmx=1.0（1）无震时满足要求。（2）有震时 满足要求。5局部稳定计算对于边柱翼缘：需满足宽厚比限值，满足要求腹板：需满足高厚比的要求另抗震规范要求设防烈度为7度时腹板高厚比限值为52，二者取小值，故:，满足要求。同理对于中柱翼缘：需满足宽厚比限值，满足要求腹板：需满足高厚比的要求 另抗震规范要求设防烈度为7度时腹板高厚比限值为52，二者取小值，故:满足要求。8.3组合板设计组合楼盖选用Q235国产YX-75-230-690开口型压型钢板，其截面特征为：板厚t=1.6mm，全截面惯性矩I=226cm4/m，截面模量W=56.40cm3/m；有效截面惯性矩Ix=204.00cm4/m，截面有效模量Wx=54.10cm3/m，一个波矩宽度内截面面积As=321.42mm2，形心到其板底的距离hf=51mmmm。自重0.19KN/m2，强度设计值f=205N/mm2,fv=120N/mm2。其上浇C30mm混凝土65厚：α1=1.0，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，Ec=3.00×104N/mm2。钢筋采用HPB335，fy=300N/mm2。组合板总厚度140mm(折算厚度100)。施工荷载1.5KN/m2，框架12跨的板跨为2.6m的三跨连续板，23跨的板跨为2.8m的三跨连续板，34跨的板跨为2.6m的三跨连续板。以23跨板计算。图8-1组合楼板示意图8.3.1荷载及内力计算1施工阶段恒载：混凝土板重及压型钢板自重。g1k=0.1×25+0.15=2.5KN/m2g1=1.2×2.5=3KN/m2 活载：施工荷载q1k=1.5KN/m2q1=1.4×1.5=2.1KN/m2施工阶段的内力按弹性计算，不考虑活荷载的不利布置，以1m宽板带为计算单元：跨中正弯矩：KN·m支座负弯矩：KN·m支座剪力：KN2使用阶段恒载：混凝土板重、压型钢板自重、屋（楼）面做法和吊顶。屋面：g2k=5.3KN/m2g2=1.2×5.3=6.36KN/m2楼面：g2k=4.49KN/m2g2=1.2×4.49=5.388KN/m2活载：屋面：q2k=0.65KN/m2q2=1.2×0.65=0.78KN/m2楼面：q2k=5.00KN/m2q2=1.2×5.00=6.0KN/m2显然楼面的总荷载大于屋面总荷载，以下按楼面计算。使用阶段的内力按塑性计算。压型钢板顶面混凝土厚度70mm<100mm，以1m宽板带为计算单元：跨中弯矩按简支梁计算：支座负弯矩按固结计算： 支座剪力：换算为一个波矩宽度b=230mm时的内力：跨中弯矩：M=9.25×230/1000=2.13KN·m支座负弯矩：M’=6.17×230/1000=1.42KN·m支座剪力：V=17.42×230/1000=4.01KN8.3.2组合版的验算1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。2组合板验算（使用阶段）组合板有效高度：h0=75-hf+65=75-51+65=89mm正截面抗弯计算：，因此组合板的塑性中和轴在混凝土板中： =4.16KN·m>2.13KN·m3斜截面抗剪验算满足验算。4支座负弯矩配筋计算h0=65-as=45mm,满足要求。实配，为便于施工，实际按双向通长配筋。5挠度计算由变形相等原则，将混凝土材料等效为钢材：荷载标准组合下换算全钢截面后的截面特征：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全钢截面后的截面特征：组合板截面中和轴到板顶的距离：组合截面惯性矩：荷载标准组合下的挠度计算：满足要求。荷载准永久组合下的挠度计算：满足要求。6自振频率计算仅考虑恒载作用下组合板的挠度： 自振频率，满足要求。另，在压型钢板的顶面必须焊接横向短钢筋以保证压型钢板与混凝土层共同工作。圆头焊钉应穿过压型钢板焊于钢梁上，只作为压型钢板与混凝土层的抗剪储备。 第九章节点设计9.1梁柱节点域验算此结构7度设防，在节点处框架柱设置与框架梁翼缘相对应的加劲肋，其厚度与框架梁翼缘相同，加劲肋与柱翼缘采用破口全熔透焊缝，与柱腹板采用角焊缝连接。从内力组合中可以看出，与B轴柱连接的梁端弯矩较大，所以以B轴梁柱节点设计。其最不利内力为：M=1707.65KN·m，V=612.17KN。1节点域稳定验算7度设防，框架柱腹板应满足：，满足要求。2节点域抗剪验算1）抗剪强度验算无震组合：有震组合：截面模量：对于底层中柱左节点：无震组合：Mb1=1596.25KN·m.Mb2=1707.65KN·m，满足要求。有震组合：Mb1=1495.46KN·m.Mb2=1558.03KN·m，满足要求。2）抗剪屈服承载力 中柱节点：，满足要求。9.2框架节点设计9.2.1梁柱节点设计H形截面梁与H形截面柱采用刚性连接，梁翼缘与柱采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，采用E50型焊条，手工焊；梁腹板与柱连接采用高强度螺栓连接，按弹性设计梁腹板计入弯矩，抗震设防烈度7度。如下图所示。 图9-1主梁与柱连接节点以一层中跨梁左端节点验算如下：无震组合：M=1707.65KN·m.V=612.17KN·m有震组合：M=1558.03KN·m.V=478.82KN·m1节点螺栓处弹性设计计算翼缘惯性矩：If=2×400×26×3872=3115195200mm4腹板惯性矩：Iw=22×(800-52)3/12=767266485.3mm4翼缘承担的弯矩：腹板承担的弯矩：梁翼缘焊缝抗弯承载力验算： ，满足要求。腹板与柱翼缘的高强螺栓承载力验算：取N=0，计算螺栓群承载力：则角点螺栓所受合力为：有震组合亦满足，故计算略。2节点连接板弹性设计计算1)梁翼缘完全焊透的对接焊缝强度验算：满足要求。(1)连接板厚度确定：连接板净截面与梁腹板净截面相等计算厚度t：根据螺栓间距最大要求确定连接板厚度t： 根据支撑板的宽度，求连接板厚度t：综合以上数值并考虑腹板弯矩，取连系板的厚度t=14mm，则f=295N/mm2，fv=170N/mm2(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。验算连接板在作用下的抗剪强度：螺栓连接处的连接板净截面模量：满足要求。连接板在作用下的折算应力：满足要求。(3)连接板与柱相连的双面角焊缝抗剪强度:按构造求双面角焊缝焊脚尺寸取。根据受力验算则： 有效焊缝长度：有效焊缝截面模量：正面角焊缝的强度设计值增大系数：连接焊缝承载力抗震调整系数取，满足要求。根据梁腹板净截面面积抗剪承载力的50%，验算角焊缝焊脚尺寸：梁腹板净截面面积满足要求。2）梁翼缘全熔透坡口焊缝极限承载力验算（1）翼缘的抗弯极限承载力：不满足，可采取构造措施，在梁的上下翼缘侧焊接楔形板，板厚同梁翼缘厚，宽度伸至柱翼缘并采用对接焊缝与柱腹板连接。经验算满足。(3)腹板的极限抗剪承载力：腹板净截面的极限抗剪承载力连接件净截面极限抗剪承载力 连接件角焊缝的极限受剪承载力：梁腹板采用高强度螺栓与柱连接板的极限受剪承载力：10.9级螺栓钢材的抗拉强度最小值M30螺栓螺纹处的有效截面面钢材的极限承压强度，取螺栓极限受剪承载力：螺栓对应板件极限承载力：取以上各项极限受剪承载力取其最小值进行极限承载力验算，即满足要求。满足要求。3节点域验算节点域的柱腹板厚度验算：节点域的屈服承载力计算：H型截面柱节点域的体积梁全塑性受弯承载力取，柱腹板厚度 不满足要求，宜将腹板加厚。，取20mm如图示，加厚板件与柱腹板采用对接焊接连接。图9-2节点域柱腹板加厚连接详图满足要求。9.2.2主、次梁节点主次梁节点为铰接连接。次梁腹板采用M30高强度螺栓与框架梁加劲肋相连，承压型连接，加劲肋厚度10mm，螺栓的强度等级10.9级，P=355KN。螺栓孔d0=32mm，de=26.7mm，螺栓如图9-3所示。 图9-3主次梁节点连接详图由前面计算可知纵向次梁梁端剪力V=1.2×100.58+1.4×112=277.5KN螺栓群所受偏心弯矩：M=Ve=277.5×(400/2-8-74)×10-3=38.02KN·m9.2.2.1螺栓安排设计1螺栓构造验算：端距（边距）取129mm＞2d0=2×32=64mm，满足；螺栓中矩取96mm>3d0=3×32=96mm，满足。2螺栓的抗剪验算：单栓承载力：螺栓强度满足要求。9.2.2.2墙梁与柱连接的隅撑设计 为保证墙梁的整体稳定，在距柱轴线1/8梁跨即距离1m处处，应设置角隅撑，隅撑长细比隅撑的最大轴向压力设计值为：---梁受压翼缘的截面面积---梁翼缘抗压强度设计值---隅撑与梁轴线的夹角，取45度。取L100×80×10不等边角钢连接长度：长细比：，满足要求。查表得φ=0.231（b类截面）对于单面连接的单角钢轴心受压构件，考虑强度折减系数后可不考虑弯扭效应的影响。长边相连的不等边角钢取满足要求。由于轴力较小，所以梁腹板上衔接钢板去100mm×100mm，角焊缝全部结合构造考虑要求取，则角钢与衔接板直接一个M24高强螺栓链接即可：节点板尺寸见图纸。9.2.2.3主梁加劲肋计算设加劲肋板厚ts取10mm，焊脚hf=8mm，支撑加劲肋为189mm×748mm×10mm。1稳定性计算支座反力N=2V=2×277.5=555KN计算截面面积A=tsbs+2×15×tw2=10×400+2×15×222=18520mm2绕腹板中心线的截面惯性矩I=1/12×10×4003=5.33×107mm4回转半径计算长度取梁腹板高长细比 截面属于b类，查表，则稳定性合格。2承压强度验算承压面积Ab=400×10=4000mm2钢材端面承压强度设计值：fce=400N/mm23焊缝验算焊缝计算长度，考虑加劲肋板切角长度65mm。lw=hw-2×65=748-130=618mm>60hf=60×8=480mm,取lw=480mm焊缝截面模量WW=1/6×0.7hflw2=1/6×0.7×8×4802=215.04×103mm3焊缝受力：强度满足。9.2.2.4次梁外伸腹板验算1承载力验算 ＜，满足要求。2拉剪撕裂验算，＜，满足要求。主次梁连接合格。9.3柱柱节点设计柱连接点在三层梁上1/3高处即在H=12m处进行连接。上柱翼缘开V型坡口,腹板开K型坡口,采用二级对接焊缝,满足极限设计承载力原则,对于强度无需验算。对于下柱焊接H型柱,拼接接头上、下方各100mm范围内,柱翼缘板与腹板间的焊缝采用全熔透焊缝。一层中柱下端设计内力：无震组合：M=264.05KN·m，N=6876.35KN，V=46.99KN有震组合：M=873.74KN·m，N=5031.54KN，V=204.81KN1弹性设计翼缘几何参数：=2×650×30×=6555900000腹板几何参数：=×26×-2×26×32×()=967579166.7翼缘承担的内力：腹板承担的内力：873.74-761.37=112.376876.35-4842.5=2033.850.5×16380×170=1392.3＞204.81=5×2×1002+6×(1102+2202)=463000 ＜，满足要求。柱翼缘对接焊缝抗弯：＜，满足要求。2框架柱极限承载力验算1）框架柱抗弯极限承载力：==16146.65=2×650×30×(850-30)×470×=15030.6=（650×30×2+(790-5×32)×26）×295×=16337.1KN0.421＞0.13=10750=15030.6>=1.2×10750=12900，满足要求。2）极限抗剪承载力取螺栓拼接的极限抗剪承载力、腹板净截面极限抗剪承载力、拼接板净截面极限抗剪承载力的较小值。螺栓拼接的极限抗剪承载力=0.58×2×560×1040=675.14KN=30×（28+26）×1.5×470×=1099.8KN KN腹板净截面极限抗剪承载力KN拼接板净截面极限抗剪承载力KN4148.47KN＞KN且＞=0.58×748×26×295×=33227.5满足要求。螺栓的极限受剪承载力尚应满足构件屈服时的剪力：358.3788.3931.68＜＝1099.8，满足要求。框架柱的拼接满足要求9.4柱脚设计本工程采用埋入式柱脚，混凝土C30（，），箍筋采用HPB300钢筋（），纵筋采用HRB335钢筋（），圆柱头栓钉采用4.6级（,），直径mm。中柱最不利内力M=873.74KN·m，N=6876.35KN，V=204.81KN 1柱翼缘栓钉数量确定柱一侧翼缘栓钉承担的剪力：2397.5121.780.7×3.14×252×359/4=123.29121.78柱一侧翼缘所需栓钉个数：19.69个满足规范框架柱埋入深度应大于2=1300mm，栓钉水平和竖向间距均不大于200mm的要求，取柱埋入深度=1500mm，栓钉个数（每侧）=21个，栓钉沿柱翼缘宽度方向布置3列，栓钉水平间距为150mm、竖向间距为200mm。栓钉伸出长度取120大于4倍栓钉直径。由栓钉的布置可得框架柱埋入深度应不小于900mm，且满足。规范规定，埋入式柱脚钢柱翼缘外混凝土厚度中柱不小于180mm，边柱不小于250mm，此处统一取300mm。2底板设计1）确定底板尺寸B×D选用B×D=690×1090mm2=752×103mm2底板最大应力且满足D<2B，故底板尺寸为690×1090mm2满足要求。2）底板厚度底板反力：M1=8.48×690×502/2＋2×8.48×(1/2×50×50)×(2/3×50)=8.127×106N·mmM2=8.48×1090×502/2＋2×8.48×(1/2×50×50)×(2/3×50)=10.247×106N·mm 同时不应小于柱的较厚板件厚度且不宜小于20mm，所以底板厚度取30mm。3）柱身与底板水平角焊缝连接取周边焊缝需要的焊脚尺寸采用hf=12mm,满足要求。3柱脚的混凝土承载力验算=2.60＜，满足要求。4包脚内配筋1）包脚内纵向主筋3870此处，混凝土保护层厚度取30mm，实配主受力筋，架立筋，=4630。纵筋间距186/190mm小于200mm，详见建施，满足要求。由以上计算可知柱脚处混凝土外轮廓尺寸为：990mm×1390mm；2）一般箍筋配置：包脚顶部保护层厚度设置为30mm，在外包部分设置1310@100的箍筋，在顶部设置312@50的加强箍筋。作用于包脚柱底部的水平剪力包脚部分配置水平箍筋时，其斜截面的抗剪承载力验算： 满足要求。5锚栓设计说明没有拉应力出现，仅需要按构造在底板设置锚栓，即设置2个直径为24mm的锚栓。锚固深度≥25d=25×24=600mm，取700mm。6对于边柱脚，只将底板尺寸对应改为890mm×1290mm，其余数据均不变，则必然满足，可不必验算。 第十章楼梯设计该钢楼梯（钢板和角钢均采用Q235钢材）采用6mm钢折板做踏板，上面浇注混凝土，踏板两端用角焊缝与楼梯梁（槽钢）连接。这种做法利用50mm混凝土克服了一般钢梯隔音效果差的弱点，同时槽钢上翼缘可以焊接合金楼梯扶手，施工简便。图10-1踏步板构造图10.1荷载计算楼梯均布活荷载标准值为。平台区均布恒荷标准值。梯段区均布恒荷标准值为。10.2平台梁的设计与验算1荷载汇集平台梁选择采用[10轻型热轧槽钢，间距1000mm。选择受力最不利的一种同类杆件进行验算。均布恒荷标准值：g1k=2.8×1=2.8KN/m均布活荷标准值：g1k=2.5×1=2.5KN/m 1500mm图10-2平台梁计算简图2内力计算平台梁自重引起梁上均布荷载：g1=10×9.8×10-3=0.098KN/m均布荷载标准值：q1k=2.8+0.1+2.5=5.4M/m均布荷载设计值：q1=(2.8+0.1)×1.2+2.5×1.4=7.0KM/m内力设计值：M=1.97KN·m，V=5.25KN内力标准值：Mk=1.52KN·m，Vk=4.07KN3截面强度验算[10轻型热轧槽钢：Wx=39.7cm3,S=23.5cm3,Ix=198cm4,t=8.5mm,满足要求。，满足要求。4挠度验算满足要求。由于有平台板的连续侧向支撑，不必验算整体稳定；型钢梁局部稳定满足要求，不必验算。10.3梯段梁的设计与验算 图10-3楼梯斜梁详图1荷载汇集梯段梁选择采用[20a轻型热轧槽钢，梯段宽为1.43m。选择受力最不利的一种同类杆件进行验算。均布恒荷标准值：；均布活荷标准值：2内力计算平台梁自重引起梁上均布荷载：g2=17.24×1.155×9.8×10-3=0.2KN/m均布荷载标准值：q1k=3.465+0.2+2.06=5.8KM/m均布荷载设计值：q1=(3.465+0.2)×1.2+2.06×1.4=7.37KM/m内力设计值：M=11.8KN·m，V=11.9KN内力标准值：Mk=9.3KN·m，Vk=9.4KN图10-4梯段梁计算简图3截面强度验算[20a轻型热轧槽钢：Wx=108cm3,S=63.9cm3,Ix=866cm4,t=10mm ,满足要求。，满足要求。4挠度验算满足要求。由于有梯段板的连续侧向支撑，不必验算整体稳定；型钢梁局部稳定满足要求，不必验算。10.4平台边梁的设计与验算1荷载汇集平台边梁选择采用热轧I20a钢，平台边梁跨度3.0m。图10-5楼梯平台示意图选择受力最不利的一种同类杆件进行验算。平台梁传来的恒荷集中荷载标准值：平台梁传来的活荷集中荷载标准值：梯段梁传来的恒荷集中荷载标准值：梯段梁传来的活荷集中荷载标准值：图10-6平台边梁计算简图 2内力计算内力设计值：M=13.3KN·m，V=9.7KN内力标准值：Mk=9.1KN·m，Vk=6.7KN3截面强度验算热轧I20a型钢：Wx=477cm3,S=225.6cm3,Ix=4770cm4,t=8mm,满足要求。，满足要求。4挠度验算满足要求。由于有梯段板的连续侧向支撑，不必验算整体稳定；型钢梁局部稳定满足要求，不必验算。 第十一章基础设计表11-1地基各土层物理、力学指标土层编号土层名称层底埋深（m）层厚（m）fak（KPa）qsa（KPa）1杂填土4.24.2581.81622-1粉质粘土7.83.61206.05421250.7232-2泥质粘土11.63.8906.4930950.8642-3粉质粘土14.73.11406.66501403.4453-3粉质粘土18.13.42608.62852102.8265-1强风化泥质砂岩>18.1260500011.1选择桩型、桩端持力层、承台埋深1选择桩型根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础(端承桩)。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。2选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据地基土的分布，第6层是强风化泥质砂岩，是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层2m（≥5d），工程桩入土深度h=4.2+3.6+3.8+3.1+3.4+2=20.1m由于第1层厚1.8m，地下水位为离地表1.1m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台顶没入地下水位下0.5m，即承台埋深为3.1m，桩基得有效桩长即为20.1-3.1=17m。桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层<10时,桩边长取300～400,本设计取400mm×400mm，由施工设备要求，桩分为两节，上段长9m，下段长8m（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m，这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。初步确定边柱承台尺寸为3.2m×3.2m，中柱承台尺寸为3.6m×3.6m。查《规范》和经验知：桩顶嵌入承台0.1米。桩身材料：混凝土，C30级，=14.3；钢筋，二级钢筋，==300。承台用C20混凝土，=9.6；=1.1011.2确定单桩极限承载力标准值 本设计属于二级建筑桩基，采用经验参数法估算单桩极限承载力标准值。桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式单桩竖向承载力特征值：（GB50007-2002）=单桩竖向承载力设计值：(JGJ94-94)=11.3确定桩数和承台地面尺寸（取承台及其上的土的平均重度):下面以边柱、中柱的荷载分别计算1边柱桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载：M=883.11KN·m，N=3246.61KN，V=119.53KN桩基承台和承台以上土自重设计值为：G＝3.2×3.2×3.1×20＝634.88kN初步估算桩数,由于柱是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取1.1~1.2，现在取1.1的系数，即：取桩数n=5根，桩距Sa=1.4m≥3d=1.2m,桩的平面布置如右图11-1示 图11-1边柱柱基桩平面布置图2中柱桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载：M=873.74KN·m，N=6876.35KN，V=204.81KN桩基承台和承台以上土自重设计值为：G＝3.6×3.6×3.1×20＝759.5kN初步估算桩数,由于柱是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取1.1~1.2，现在取1.1的系数，即： 取桩数n=9根，桩距Sa=1.5m≥3d=1.2m,桩的平面布置如右图11-2示图11-2中柱柱基桩平面布置图11.4桩顶作用效用验算1边柱单桩所受的平均作用力 单桩所受的最大作用力：<1.2Ra=1225.34KN，满足要求。2中柱单桩所受的平均作用力单桩所受的最大作用力：<1.2Ra=1225.34KN，满足要求。11.5桩身结构设计计算两段桩长为9m和8m，采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计。吊点位置在距桩顶、桩端平面处，起吊时桩身最大正负弯矩，其，，为每米桩的自重，故：桩身截面有效高度查《混凝土结构设计规范》()附表得ξ=0.044，ξ·=0.044，桩身受拉主筋配筋量： 为便于配筋，上下两段桩都采用相同的配筋，选用220（628mm2），因此整个截面的主筋为420（1256），其配筋率5%>，其他构造钢筋见施工图，桩的吊装图如图3所示。图11-3桩的吊装图桩身强度：上段桩吊点位置：距桩顶、桩端处下段桩吊点位置：距桩顶、桩端处箍筋采用8@200,在桩顶和桩尖应适当加密，具体见桩身结构施工图。桩尖长，取，桩顶设置三层8@50钢筋网，层距。由端承桩组成的群桩基础，通过承台传递到各桩顶的竖向荷载，其大部分由桩身直接传递到桩端。因此，端承型群桩中基桩（单桩）与（独立）单桩相近，桩与桩的相互作用，都小到可以忽略不计，端承型群桩的承载力可近似取为各单桩承载力之和，由于端承桩的桩端持力层比较坚硬，因此其沉降也不致因桩端应力的重叠效应而显著增大，一般无需计算沉降。群桩极限承载力Pu=n×Qu11.6承台计算承台高1.5m，桩顶伸入承台100mm，钢筋的保护层取70mm，则承台有效高度：。各桩净反力计算如下：中柱A/D桩：＝＝764.04-179.60=584.44kN 中柱B/D桩：＝＝764.04+179.60=943.64kN11.6.1承台受冲切承载力验算1边柱柱边冲切边柱A/C桩：＝＝649.32-261.18=388.14kN边柱B/D桩：＝＝649.32+261.18=910.50kN柱对承台的冲切，按下式计算：，其中=3246.61-（388.14+910.5）=1947.97KN＝＝1.13；＝＝1.131.1N/㎜,柱顶平均净反力N=3246.61/5=649.322kN=3246.61-649.32=2597.29kN所以=2[1.13(0.55+0.725)+1.13(0.75+0.725)]1.1×1.33×103=9092.55kN>Fl=2597.29kN，满足要求。2中柱柱边冲切中柱A/D桩：＝＝764.04-179.60=584.44kN中柱B/D桩：＝＝764.04+179.60=943.64kN柱对承台的冲切，按下式计算： ，其中=6876.35-（584.44+943.64）=5348.27KN＝＝1.07；＝＝1.07其中：F------------柱根部轴力设计值Fl-----------扣除土和自重作用在锥体上的冲切设计值λox,λoy-------冲跨比αox,αoy-------柱边或变阶处到桩边的水平距离h0-----------冲切破坏锥体的有效高度∑Ni---------冲切破坏锥体范围内桩的净反力设计制之和1.1N/㎜,柱顶平均净反力N=6876.35/9=764.04kN=3246.61-649.32=2597.29kN所以=2[1.07(0.65+0.775)+1.07(0.85+0.775)]1.1×1.33×103=9549kN>Fl=5348.3kN，满足要求。11.6.2角柱向上冲切1边柱角柱向上冲切从柱角内边缘至承台外边缘距离，。=(800/h0)1/4=(800/1.33)1/4=4.95其中：F------------柱根部轴力设计值Fl-----------扣除土和自重作用在锥体上的冲切设计值β1x,β1y------冲切系数 βhp----------冲切截面高度影响系数λox,λoy-------冲跨比α1x,α1y-------柱边或变阶处到桩边的水平距离h0-----------冲切破坏锥体的有效高度∑Ni---------冲切破坏锥体范围内桩的净反力设计制之和2中柱角柱向上冲切从柱角内边缘至承台外边缘距离，。=(800/h0)1/4=(800/1.33)1/4=4.9511.6.3承台受剪承载力计算1边柱承台受剪承载力计算剪跨比与以上冲垮比相同，故，因满足要求。2中柱承台受剪承载力计算剪跨比与以上冲垮比相同，故，因满足要求。11.6.4承台受弯承载力计算1边柱承台受弯承载力计算 选用，，沿平行于y轴方向均匀布置。选用，，沿平行x轴方向均匀布置。2中柱承台受弯承载力计算选用，，沿平行于y轴方向均匀布置。选用，，沿平行x轴方向均匀布置。 结束语为期一个学期的毕业设计即将结束，在这一个学期的毕业设计过程中，我在老师和同学的帮助下完成了南京企达公司钢结构厂房的设计。毕业设计是一个综合性很强的学习环节，在这一个学期中，我不但将以前四年学到的知识基本都温固了一遍，同时加强了对以前不了解的知识的掌握程度。本设计中手算一榀框架联合使用了位移法与弯矩分配法，这是我在以前的学习中所没能够掌握的方法，通过此次设计进一步加深了我对框架内力计算的理解。从刚拿到毕业设计题目以来，我查阅了许多相关的书籍及资料，根据本设计的要求进行设计与计算，学习到了许多新的知识，例如组合楼板与组合梁的计算等，让我获益匪浅。在此次毕业设计的过程中，我感受到做设计就一定要仔细、严谨地考虑每一个问题，例如卫生间等需要做降板处理的地方一定不能马虎大意，出施工图一定要将需要表达的地方表示清楚，以使得施工方便准确，一定要把此当做真正的工程项目，而不能懈怠。设计计算中许多地方需要用到各种结构设计软件，在此次设计中，我认真学习了PKPM以及天正CAD等软件，提高了软件的操作能力。在毕业设计的这四个月里，我学习到了太多平时上课没有学到的知识，使得我对设计有了全新的体悟，并对此产生浓厚的兴趣。我相信，这对我以后的学习和工作都会起到很好的奠定作用。此次毕业设计一定能够激励我进一步前进，学到更多的知识，提高自己的专业修养。 参考文献[1]董军、张伟郁、顾建平编著.土木工程专业毕业设计指南－房屋建筑分册[M].北京：中国水利水电出版社，2002年3月.[2]中国建筑西北设计研究院、建设部建筑设计院、中国泛华工程有限公司设计部编著.建筑施工图示例图集[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.[3]建筑结构构造资料集(上、下)[Z]．北京：中国建筑工业出版社．2004.[4]王安麟.钢结构详图设计实例图集[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.[5]03G102.钢结构设计制图深度和表示方法[S].[6]沈祖炎，陈扬骥，陈以一.钢结构基本原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.[7]董军、曹平周等编著.钢结构原理与设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.[8]刘声扬.钢结构疑难释疑)[M].第三版.北京：中国建筑工业出版社，2004.[9]汪一骏.轻型钢结构设计指南(实例与图集)[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.[10]靳百川.轻型房屋钢结构构造图集[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.[11]陈绍蕃.钢结构（下册）--房屋建筑钢结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.[12]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（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2006.[13]唐锦春，郭鼎康.简明建筑结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.[14]《轻型钢结构设计指南》编辑委员会.轻型钢结构设计指南（实例与图集）[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.[15]侯兆欣，蔡昭昀，李秀川.轻型钢结构建筑节点构造[M].北京：机械工业出版社，2004.[16]李雄彦，徐兆，薛素铎.门式刚架轻型钢结构工程设计与实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.[17]李星荣.钢结构连接节点设计手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.[18]易福民.PKPMSTS钢结构设计-从入门到精通[M].大连：大连理工大学出版社.[19]胡夏闽.钢混凝土组合结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.[20]张其林.轻型门式刚架[M].山东：山东科学技术出版社，2004.[21] 中国工程建设标准化委员会.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].北京：中国计划出版社.[1]中华人民共和国建设部.GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社.[2]中华人民共和国建设部.GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国计划出版社.[3]中华人民共和国建设部.GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].北京：中国计划出版社. 致谢本篇毕业设计是在我的指导老师董军老师的亲切关怀与细心指导下完成的。从开题到毕业设计的最终完成，董老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持，董老师从开题报告的修改、建筑和结构方案的选择中都给我提出了许多宝贵的意见。在我计算过程中遇到的问题，以及在建筑和结构的出图过程中，董老师都给予了我殷切的指导。董老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予了我悉心的指导，在结构方案设计与计算中给予了我许多的指点和帮助。在毕业设计的过程中，董老师渊博的学识、严谨的治学态度也令我十分敬佩，是我以后学习和工作的榜样。在此篇毕业设计的结尾，我要对董老师表达我深深的敬意和由衷的感谢。同时，我还要感谢毕业设计同组的各位同学们，在我有困难的时候和我一起解决问题，给了我许多帮助，使得我少走了许多弯路，让我感受到了集体的力量是伟大的。再次由衷感谢所有帮助过我的人的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生一些积极的价值！最后，祝愿母校桃李满天下。'