鋼框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓設(shè)計說明

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：鋼框架結(jié)構(gòu)辦公樓樓設(shè)計 學生： 王 系 別： 土木工程 專業(yè)班級： 土木1103班 導師：提交日期： 2015.06 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書一、概述設(shè)計容：華誠貿(mào)易公司興建辦公樓，要求采用鋼框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)所給建筑功能劃分要求，通過調(diào)查與搜集有關(guān)技術(shù)資料，完成建筑設(shè)計；正確選擇結(jié)構(gòu)方案，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計；根據(jù)場地要求，完成地基基礎(chǔ)設(shè)計。并提交出任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計文件。設(shè)計目的：通過畢業(yè)設(shè)計，初步掌握建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計與地基基礎(chǔ)設(shè)計的一般原則、步驟和方法，能綜合運用已學過的知識，提高綜合分析問題、解決問題的能力，以與相應(yīng)的設(shè)計技巧，同時還將培養(yǎng)設(shè)計工作中實事、嚴格、準確的科學態(tài)度和

2、工作作風。成果要求：（1）計算書的撰寫應(yīng)完整清晰地說明設(shè)計方案、設(shè)計依據(jù)、設(shè)計步驟與過程；計算容詳盡，方確，計算分析無誤；敘述準確，條理清晰，結(jié)構(gòu)嚴謹。（2）圖紙容要符合國家有關(guān)制圖標準，做到圖幅規(guī)，圖面整潔，布圖緊湊勻稱，線條流暢，粗細分明，尺寸標注齊全，注字規(guī)。（3）英文翻譯部分翻譯準確，文理通順。二、設(shè)計原始資料（一）工程概況：建筑物建于市南郊，主要功能為辦公、會議和小型展覽，建筑面積60008000m2左右。結(jié)構(gòu)體系采用鋼框架結(jié)構(gòu)，總層數(shù)為810層，首層4.2米，標準層3.3米。屋面采用壓型鋼板保溫屋面，外墻采用粒混凝土砌塊或其他輕質(zhì)墻體，墻采用輕質(zhì)隔墻，屋面坡度5%。采用筏形基礎(chǔ)，基

3、礎(chǔ)埋深3.65m，基底位于第層黃土狀粉土，天然地基承載力偏低，不能滿足承載力和變形要求，設(shè)計要求對地基進行處理，要求處理后的地基承載力特征值不小于180kPa。（二）功能使用要求：廊式建筑。大會議室一個，面積約200m2；接待室一個，設(shè)在一層，面積約60m2；小會議室兩個，每個面積60m2；辦公室共約6000m2，其辦公室（60m2）2025間，其余為小辦公室（30m2）；其它部分包括門廳、走廊、樓梯、衛(wèi)生間、開水間、配電室等；每層還設(shè)有洗手間、樓梯間。（三）抗震設(shè)防烈度：8度，抗震設(shè)計分組為第一組，類場地（四）耐火等級：級。（五）場地工程地質(zhì)條件：（1）地形、地貌擬建場地地形平緩，場地平整。

4、（2）擬建場地巖土工程條件場地地層屬第四系全新統(tǒng)晚更新統(tǒng)，依其巖性與物理力學性質(zhì)分為3個工程地質(zhì)層，其中第、層為新近堆積土，其余為第四系一般地層。第層：黃土狀粉土，層厚1.106.00m。褐黃色黃褐色，土質(zhì)不均勻，稍濕，中密，搖振反應(yīng)中等，無光澤，干強度、韌性低，有濕陷性。此層頂部局部夾有黃土狀粉質(zhì)粘土薄層，黃褐色，可塑狀態(tài)。層低埋深3.4010.60m。fak=110kPa。第層：黃土狀粉質(zhì)粘土，層厚1.403.90m。黃褐色，可塑，土質(zhì)均勻，無搖振反應(yīng)，有光澤反應(yīng)，干強度、韌性中等，可見鈣質(zhì)條紋，有濕陷性。層低埋深7.3013.40m。fak =130kPa。第層：粉質(zhì)粘土，層厚2.204

5、.20m。黃褐色紅褐色，可塑，無搖振反應(yīng)，有光澤反應(yīng)，干強度、韌性中等，可見鈣質(zhì)條紋。層低埋深10.8012.20m。fak =140kPa。（3）水文地質(zhì)條件場地地下水類型為潛水類型，潛水水位埋深大于35.00m。由于地下水埋藏較深，對基礎(chǔ)與工程無不良影響。（六）自然氣候條件：主導風向：南；基本風壓值、基本雪壓值按荷載規(guī)的規(guī)定取值。三、 建筑設(shè)計的要求和容（一）平面設(shè)計（1） 根據(jù)設(shè)計要求，確定建筑物的平面分區(qū)與各房間的平面形狀面積大小與位置。（2） 根據(jù)承重作用與柱網(wǎng)等確定軸線位置。（二）剖面設(shè)計（1） 根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)體系，估算主要構(gòu)件的尺寸，如梁、板、柱等。（2） 根據(jù)采光與通風與工藝構(gòu)

6、造要求，確定建筑物部分剖面高度。（三） 立面設(shè)計（1）根據(jù)平面和剖面設(shè)計，繪制建筑立面輪廓圖。（2）根據(jù)體型組合，調(diào)整各部分比例尺度，使其完整均衡，比例恰當，主次分明，并使體型簡潔，與環(huán)境協(xié)調(diào)。四、 結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求和容（一）結(jié)構(gòu)平立面設(shè)計：包括結(jié)構(gòu)總體尺寸、標高，柱網(wǎng)布置，主次梁布置，樓板布置等，樓蓋要求采用壓型鋼板組合樓蓋。（二）編制結(jié)構(gòu)設(shè)計中各種作用的計算原理（如風荷載、地震作用等），結(jié)構(gòu)分析的簡化計算方法。掌握簡化計算方法的假定條件、原理、計算步驟以與荷載效應(yīng)組合等容。（三）荷載計算：根據(jù)初定的建筑結(jié)構(gòu)方案，以與荷載規(guī)、抗震規(guī)進行荷載的統(tǒng)計計算，計算各樓層重量（包括樓面恒載、活荷載，隔墻

7、重量等）。（四）運用建研院編制的PKPM軟件進行結(jié)構(gòu)剛度、效應(yīng)分析、桿件力標準值的計算，基本掌握模型建立、荷載輸入、參數(shù)確定、整體計算、結(jié)果分析等各重要環(huán)節(jié)。結(jié)合規(guī)理解輸入?yún)?shù)的含義，并將自己的理解編制入計算書中。（五）進行結(jié)構(gòu)設(shè)計：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計各荷載工況結(jié)構(gòu)力（電算），荷載組合(手算)；主梁設(shè)計(手算)；柱設(shè)計(手算)；節(jié)點設(shè)計（手算）；次梁設(shè)計（手算）；組合樓板設(shè)計（手算）。五、 地基基礎(chǔ)設(shè)計的要求和容（一）地基處理方案選定：由于天然地基承載力偏低，不能滿足承載力和變形要求，需對地基進行加固處理，根據(jù)工程勘察資料、地質(zhì)條件以與所設(shè)計的上部結(jié)構(gòu)特點，進行地基基礎(chǔ)方案（預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、灌注樁

8、和夯實水泥土樁）比較、論證，選擇合適的基礎(chǔ)類型，方案安全可靠合理，并具有較好的經(jīng)濟性。（二）地基處理設(shè)計：（1）樁體設(shè)計參數(shù)樁體材料：確定材料強度等級（水泥、水泥土料配合比）。樁徑選擇與樁身截面積計算。（2）樁地基處理設(shè)計計算單樁承載力特征值計算；樁體材料設(shè)計驗算；復(fù)合地基承載力特征值與面積置換率的計算；復(fù)合地基特征值驗算；復(fù)合地基變形驗算；持力層與下臥層強度驗算。（三）樁對環(huán)境的影響分析與防治措施六、設(shè)計完成后提交的文件和圖表1.計算說明書部分：包括：目錄，英文摘要（200-300詞），前言，正文，參考文獻，致等。其中正文包括：（一）建筑設(shè)計：設(shè)計依據(jù)、總平面設(shè)計、平面的設(shè)計、剖面的設(shè)計、立

9、面的設(shè)計、構(gòu)造的設(shè)計。（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計：（1）樓蓋體系的設(shè)計計算（2）框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計計算（3）在豎向荷載作用下框架各桿件的力（M、N、V）（4）在風荷載作用下框架各桿件的力（M、N、V）（5）在地震荷載作用下框架各桿件的力（M、N、V）（6）力組合（7）各桿件的截面設(shè)計和節(jié)點計算（三）地基基礎(chǔ)設(shè)計：按所給場地地質(zhì)資料，選擇基礎(chǔ)類型、并進行設(shè)計。（1）樁體設(shè)計參數(shù)（2）樁地基處理設(shè)計計算（3）樁對環(huán)境的影響分析與防治措施2.圖紙部分：建筑部分1.建筑設(shè)計總說明2.首層平面圖3.標準層平面圖4.立面圖5.剖面圖結(jié)構(gòu)部分1.結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明2.結(jié)構(gòu)平面、立面、剖面圖3.框架梁、柱詳圖，零件大樣圖；4

10、.主要節(jié)點構(gòu)造詳圖；5.樓板配筋圖6.材料表地基基礎(chǔ)部分1.基礎(chǔ)設(shè)計總說明2.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)平面布置圖3.地基處理與基礎(chǔ)配筋圖3.翻譯一篇與本專業(yè)有關(guān)的外文資料(5000字以上)七、畢業(yè)設(shè)計（論文）進程安排序號 設(shè)計各階段名稱 日期（教學周）1 計算書建筑設(shè)計部分 第1周2 建筑施工圖繪制 第2周3 樓蓋體系設(shè)計計算 第3周4 各種荷載作用下框架的計算 第4周5 力組合與構(gòu)件、節(jié)點設(shè)計 第57周6 結(jié)構(gòu)施工圖繪制 第89周7 地基處理方案選定 第10周8 地基處理設(shè)計計算 第1112周9 地基基礎(chǔ)施工圖繪制 第13周10 樁對環(huán)境的影響分析與防治措施 第14周11 畢業(yè)設(shè)計文件的整理裝訂，教師審核

11、第15周12 整理資料，準備答辯 第16周八、主要參考資料1.房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（GB50001-2010）2.建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（GB50105-2010）3.建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準（GB50068-2001）4.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)（GB50009-2012）5.建筑抗震設(shè)計規(guī)（GB50011-2010）6.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)（GB50017-2003）7.門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS 102-2002）8.高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ99-98）9.冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)（GB50018-2002）10.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)（GB50007-2011）11.建筑地基處理技術(shù)規(guī)（J

12、GJ79-2002）12.濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)（GB50025-2004）13.建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)（GB502022002）14.多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計國強編著（）15.多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計郭兵等編著（）16.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊上、下冊（）17.地基與基礎(chǔ)（）目錄 第一章 緒論41.1鋼結(jié)構(gòu)房屋概述41.1.1鋼結(jié)構(gòu)房屋的分類41.1.2鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點41.1.3多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展現(xiàn)51.2設(shè)計要求51.2.1 重點研究的問題有以下幾點：51.2.3設(shè)計方案：6 第二章 建筑設(shè)計62.1方案比選62.1.1純框架體系62.1.2支撐框架體系72.1.3結(jié)構(gòu)形式選擇72.2建筑設(shè)

13、計72.2.1平面設(shè)計72.2.2剖面設(shè)計82.3建筑設(shè)計說明102.3.1設(shè)計要求102.3.2工程概況112.3.3 防水做法112.3.4 墻體112.4 建筑施工圖12第三章結(jié)構(gòu)布置與荷載統(tǒng)計133.1 各層結(jié)構(gòu)平面布置133.2 截面初選143.3 荷載統(tǒng)計163.3.1 屋面恒載標準值：173.3.2 活荷載標準值：183.3.3 屋面積灰荷載183.3.4 風荷載標準值：18第四章結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計184.1.1 初步假設(shè)184.1.2 組合樓(屋面)板的構(gòu)造要求：194.1.3 荷載計算：204.1.4 壓型鋼板在施工階段的驗算：204.1.4.1 施工階段荷載：204.1.4.2

14、壓型鋼板的受彎承載力驗算：204.1.5 壓型鋼板組合樓板在使用階段的承載力驗算：214.1.5.1 計算假定：214.1.5.2 受彎承載力計算：214.1.5.3 壓型鋼板樓板負彎矩配筋設(shè)計：224.1.6 組合樓板的撓度、裂縫與自振頻率驗算：234.1.6.1 組合樓板的撓度驗算：234.1.6.2 組合樓板負彎矩部位混凝土裂縫寬度驗算：244.1.6.3 組合樓板自振頻率f的驗算：25第五章框架結(jié)構(gòu)分析255.1 設(shè)計思路265.2建模過程 275.2.2 結(jié)構(gòu)樓面布置信息285.2.3 樓面荷載傳導與計算295.3 SATWE 計算分析305.4 結(jié)果分析與截面調(diào)整325.4.1 結(jié)

15、果分析325.5 電算結(jié)果33第六章 荷載組合406.1 荷載組合原理416.1.1 荷載基本組合416.1.2 考慮地震作用的荷載組合436.2 荷載組合446.2.1 正負號規(guī)定：446.2.2 各層柱編號446.2 荷載組合446.2.1 正負號規(guī)定：456.2.2 各層柱編號456.2.3 荷載基本組合516.2.4 考慮地震作用的荷載組合53第七章結(jié)構(gòu)、構(gòu)件驗算567.1 計算原理567.1.1 不考慮地震作用的基本組合的驗算567.1.2 考慮地震作用的驗算597.2 截面特性607.3 柱的驗算617.3.1 柱 Z1 的驗算617.3.2 柱 Z2 的驗算627.3.3 柱 Z

16、3 的驗算657.3.4 柱 Z4 的驗算677.3.5 柱 Z5 的驗算697.3.6 柱 Z6 的驗算717.3.7 柱 Z7 的驗算737.3.8 柱 Z8 的驗算757.9 框架梁的驗算777.9.1 L1 的驗算77第八章框架節(jié)點設(shè)計808.1 主梁與柱的剛性連接節(jié)點設(shè)計808.1.1 設(shè)計原理80第九章 地基處理819.1 地基基礎(chǔ)承載力校核819.2 地基基礎(chǔ)方案選定819.3地基基礎(chǔ)方案選定829.4 樁地基處理設(shè)計計算829.4.1單樁承載力特征值計算829.4.2樁體材料設(shè)計驗算829.4.3復(fù)合地基承載力特征值與面積置換率的計算839.4.4復(fù)合地基特征值驗算839.4.

17、5復(fù)合地基變形的驗算849.4.6持力層與下臥層強度驗算84結(jié)束語86參考文獻87文獻翻譯88致9426 / 102中文摘要本文是對華誠貿(mào)易公司辦公樓的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用的結(jié)構(gòu)形式是八層鋼結(jié)構(gòu)框架。 多層房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項集輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑節(jié)能保溫、建筑防火、建筑隔聲、新型建材、設(shè)計施工于一體的集成化技術(shù)，廣泛應(yīng)用于住宅、辦公樓、廠房等建設(shè)項目中。鋼結(jié)構(gòu)多層房屋中最常用的結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)布置靈活，各部分剛度比較均勻，構(gòu)造簡單易于施工。 本文詳細地介紹了本工程的建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程，主要側(cè)重于結(jié)構(gòu)的計算和設(shè)計工作。并根據(jù)計算結(jié)果進行了構(gòu)件和節(jié)點驗算與施工圖設(shè)計，其中綜合考慮了構(gòu)造

18、措施。 設(shè)計采用極限狀態(tài)設(shè)計法，考慮地震作用進行抗震設(shè)計。通過采用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件PKPM與手算相結(jié)合，本設(shè)計完成了以下主要容： 1、根據(jù)建筑功能要求，完成結(jié)構(gòu)平、立面布置。 2、采用PKPM軟件進行框架結(jié)構(gòu)受力分析 3、提取電算結(jié)果，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)驗算構(gòu)件承載力并完成節(jié)點設(shè)計。4、根據(jù)現(xiàn)行規(guī)手工完成組合次梁、基礎(chǔ)設(shè)計。關(guān)鍵詞：鋼框架結(jié)構(gòu)、荷載工況、構(gòu)件驗算、次梁設(shè)計ABSTRACT This thesis is concerned with the project that designs a steel structure of an office building of Huacheng tra

19、ding company in Taiyuan. Multi-layer steel structure is the integrative technology which consists of light weight steels tructure, energy saving, fire prevention, sound insulation, new building materials, design and construction, and it has been widely used in construction items such as residential

20、buildings,office buildings and workshops. The most commonly used system for Multi-layer steels tructure is the frame structure because of the uniform framework in stiffness and the simple construction. In this thesis, the total process of architectural design and structural design is described in de

21、tail, and this thesis mainly focuses on the calculation and design work of the structure. Then,according to the calculated results, the components and connections are checked, and the construction drawings are drawn, which takes the construction into account. The project adopted limited state design

22、 method, and contained seismic design. By using the results of structural design software PKPM and hand counts, this design includes the following elements:1. According to the function requirements, complete the structure arrangement, including the plane and vertical plane.2. Make stress analysis fo

23、r frame construction by using the PKPM software.3. Withdraw the results from PKPM, make the checking computations and complete the design for connections according to the criterion currently.4. Complete combination secondary girder and the foundation designKEY WORDS：steel frame structure, load case,

24、 structural member check, secondary beam design第一章 緒論1.1鋼結(jié)構(gòu)房屋概述1.1.1鋼結(jié)構(gòu)房屋的分類鋼結(jié)構(gòu)房屋是從承重骨架的材料角度定義的，即指結(jié)構(gòu)體系中主要受力構(gòu)件是由鋼材做成的房屋建筑。除鋼結(jié)構(gòu)房屋之外，還有木結(jié)構(gòu)房屋、砌體結(jié)構(gòu)房屋、混凝土結(jié)構(gòu)房屋以與組合結(jié)構(gòu)房屋等多種。 按照使用性質(zhì)的不同，鋼結(jié)構(gòu)房屋可分生產(chǎn)性建筑和非生產(chǎn)性建筑兩大類。前者包括工業(yè)建筑和農(nóng)業(yè)建筑，后者主要是指民用建筑。 民用建筑根據(jù)房屋使用功能又可分為居住建筑和公共建筑兩類。 根據(jù)房屋層數(shù)和高度的不同，大致可分為單層建筑、多層建筑、高層建筑與超高層建筑，但它們之間并沒有

25、嚴格的界限和統(tǒng)一劃分標準，不同的規(guī)從不同的角度作了規(guī)定。1.1.2鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系主要是由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼通過連接制作組裝而成，和其他材料的房屋結(jié)構(gòu)相比，有以下幾方面優(yōu)點。（1）強度高，自重輕.（2）構(gòu)件截面小，有效空間大.（3）材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越.（4）制造簡單，施工周期短.（5）節(jié)能、環(huán)保.1.1.3多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展現(xiàn)狀 我國鋼結(jié)構(gòu)主要集中應(yīng)用于工業(yè)廠房、大跨度或高層民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)建筑在全部建筑中的應(yīng)用比例非常低，還不到1%，而美國、瑞典、日本等國的鋼結(jié)構(gòu)房屋面積已達到總建筑面積的 40%以上。我國建筑用鋼在鋼材中總產(chǎn)量

26、中的比例也很低。而且我國絕大多數(shù)建筑用鋼是用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)中的鋼筋，鋼結(jié)構(gòu)用鋼還不到建筑用鋼的2%。因此，我國鋼結(jié)構(gòu)還是一個很年輕的行業(yè)，特別是多層民用鋼結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)用前景十分廣闊，有待大力發(fā)展和支持。1.1.4發(fā)展多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋需要解決的問題（1）多層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)與配套體系有待于進一步開發(fā)、研究和完善（2）需要解決防腐、防火問題（3）進一步降低工程造價（4）專業(yè)技術(shù)人才匱乏，觀念有待更新1.2設(shè)計要求 本次設(shè)計是華誠貿(mào)易公司興建8層鋼結(jié)構(gòu)辦公樓，辦公樓采用鋼框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計深度應(yīng)能滿足構(gòu)件加工和現(xiàn)場施工要求。1.2.1 重點研究的問題有以下幾點：（1) 根據(jù)功能要求，確定合理的建

27、筑方案（2）學習相關(guān)規(guī)程，掌握多層鋼框架鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計方法（3）通過使用和熟悉結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計軟件，了解軟件編制原理，掌握計算軟件所采用的計算方法與現(xiàn)行規(guī)在計算機輔助設(shè)計中的體現(xiàn)（4）構(gòu)件、節(jié)點和基礎(chǔ)設(shè)計（5）鋼結(jié)構(gòu)施工圖畫法1.2.2 需要完成的工作有：（1）設(shè)計計算書（電算和手算）；（2）結(jié)構(gòu)平面、立面和剖面圖；（3）主要節(jié)點構(gòu)造詳圖；（4）框架梁柱詳圖，零件大樣圖；（5）次梁圖，零件大樣圖；（6）節(jié)點詳圖；（7）基礎(chǔ)布置圖；1.2.3設(shè)計方案： 運用建研院編制的PKPM軟件中STS框架中第1項三維模型與荷載輸入完成建模和荷載輸入，并完成結(jié)構(gòu)樓面布置信息與樓面荷載傳導與計算后，可接著采

28、用SATWE等程序計算，進行結(jié)構(gòu)剛度、效應(yīng)分析、桿件力標準值的計算。 為了更好的掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念，手算部分包括：荷載組合(考慮地震作用)，框架構(gòu)件的驗算，節(jié)點設(shè)計；次梁設(shè)計；組合樓板設(shè)計；基礎(chǔ)設(shè)計等。第二章 建筑設(shè)計2.1方案比選 隨著層數(shù)和高度的增加，除承受較大的豎向荷載外，抗側(cè)力要求成為多層框架的主要承載特點。2.1.1純框架體系 多層框架在縱、橫兩個方向均為多層鋼結(jié)框架，其承載能力與空間剛度均由鋼結(jié)框架提供，適用于柱距較大而又無法設(shè)置支撐的建筑物，其特點為節(jié)點構(gòu)造較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)用鋼量較大，但使用空間較大。2.1.2支撐框架體系 支撐框架體系即多層框架在一個方向（多為縱向）為柱-支撐體

29、系，另一個方向（多為橫向）為純框架體系的混合體體系；其特點為一個方向無支撐便于生產(chǎn)或人流、物流等建筑功能的安排，又適當考慮了簡化設(shè)計、施工與用鋼量等要求，特別適用于平面縱向較長，橫向較短的建筑物。2.1.3結(jié)構(gòu)形式選擇 本工程結(jié)構(gòu)只有8層，高度只有27.3m（不包括女兒墻），結(jié)構(gòu)形式比較簡單，結(jié)構(gòu)剛度要求不高，純框架形式很容易滿足，經(jīng)濟性能優(yōu)于框架支撐體系，故采用純框架結(jié)構(gòu)形式。2.2建筑設(shè)計2.2.1平面設(shè)計（1）根據(jù)設(shè)計要求，確定建筑物的平面分區(qū)與各房間的平面形狀面積大小與位置。 平面主體結(jié)構(gòu)采用矩形形狀，寬13.8m´長72m。廊式結(jié)構(gòu)；開間采用7.2m ；為滿足采光要求，進深

30、不超過6m，上進深為5.4m，下進深6m。房間形狀均為矩形，便于東西的擺放和使用。（2）根據(jù)防火要求，分析確定門廳、走廊、樓梯等位置和數(shù)量。 一層有大小門廳兩個，大門廳面積為86.4，小門廳面積43.2，符合要求。 走廊寬2.4m，位于盡端的房間門距封閉樓梯間的最大距離為10.8m，滿足防火要求。 每層設(shè)有兩個樓梯，分別為雙跑平行樓梯和平行雙分樓梯。（3）根據(jù)承重作用與柱網(wǎng)等確定軸線位置。 柱網(wǎng)尺寸首先應(yīng)最大限度地滿足建筑使用功能的要求，然后根據(jù)造價最省的原則，充分考慮加工，安裝條件等因素綜合確定。由于鋼結(jié)構(gòu)承載能力高而質(zhì)量輕，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用較大柱網(wǎng)尺寸，在節(jié)約造價的同時提

31、高房屋的利用率。綜合考慮上述條件，柱網(wǎng)尺寸取縱向7.2m，橫向取5.4m+2.4m+6m。（4）建筑平面示意圖如圖2-12-2所示：圖2-1首層平面圖 圖2-2 標準層平面圖2.2.2剖面設(shè)計 層數(shù)8層：首層：4.2米；標準層3.3米，女兒墻高0.6米。 剖面圖見圖2-32-4。圖2-4 建筑立面圖圖2-5 建筑剖面圖2.3建筑設(shè)計說明2.3.1設(shè)計要求 華誠貿(mào)易公司興建辦公樓，要求采用鋼框架結(jié)構(gòu)，主要功能：辦公、會議和小型展覽，建筑面積60008000左右，層高8層：首層：4.2米；標準層3.3米，壓型鋼板保溫屋面，外墻采用?；炷疗鰤K或其他輕質(zhì)墻體，墻采用輕質(zhì)隔墻，屋面坡度5%。建筑物防火

32、等級為二級。 功能要求：廊式建筑。大會議室一個，面積約200m2；接待室一個，設(shè)在一層，面積約60m2；小會議室兩個，每個面積60m2；辦公室共約6000m2，其辦公室（60m2）2025間，其余為小辦公室（30m2）；其它部分包括門廳、走廊、樓梯、衛(wèi)生間、開水間、配電室等；每層還設(shè)有洗手間、樓梯間。2.3.2工程概況 本工程為：華誠貿(mào)易公司辦公樓，總建筑面積：7948.8。建筑控制高度27.9m，層數(shù)8層：首層：4.2米；標準層3.3米。主體結(jié)構(gòu)改為鋼框架結(jié)構(gòu)；室±0.000相當于絕對標高40.67。工程耐久年限為二級，抗震設(shè)防烈度為8度，耐火等級二級。2.3.3 防水做法（1）屋

33、面防水 屋面采用三氈四油改性瀝青防水層，局部小面積屋面采用阻燃和防紫外線聚氨酯防水涂料，涂膜厚度2mm，由專業(yè)防水施工隊，按規(guī)程施工。穿板面 管道或泛水以下外墻穿管，安裝后嚴格用細石混凝土封嚴。（2）樓面防水衛(wèi)生間加設(shè)聚氨酯防水涂層，涂膜厚度3mm，分兩次涂刷，管根嵌防水 膠，地溝側(cè)作防水涂層。除注明外，此類房間標高均比相對應(yīng)的樓面低20mm，凡有水濕的房間，樓地面找坡，頗向地漏或排水口，以不積水為原則， 凡有管道穿過此類房間，均須預(yù)埋套管，高出地面30mm；地面預(yù)留風洞，洞 邊做混凝土坎邊，高100mm或同踢腳高。2.3.4 墻體（1）墻身防潮做法：采用30mm厚1：2水泥砂漿加5%防水劑；

34、室地坪無高差只做水平防潮。（2）墻身砌筑外墻：0.000以下采用240mm厚實心黃河泥砂磚，M5混合砂漿砌筑；±0.000以上采用240mm厚加氣混凝土砌塊，M5 混合砂漿砌筑。 墻：樓梯間墻體采用200mm厚加氣混凝土砌塊；衛(wèi)生間1.5m高度以下采用240mm厚實心黃河泥砂磚；其余墻體除注明外均采用C型輕鋼龍骨隔墻。3）填充隔墻均砌至梁或板底，與結(jié)構(gòu)框架柱與構(gòu)造柱采用通長混凝土配筋帶或拉結(jié)筋進行連接，板帶設(shè)于門、窗洞口的上部與下部施工樓面時，應(yīng)預(yù)留豎 向配筋，具體配筋施工樓面時，應(yīng)預(yù)留豎向配筋。2.3.5 散水混凝土水泥散水，寬度1000mm。2.4 建筑施工圖根據(jù)建筑設(shè)計繪制施工

35、圖 （1） 建筑設(shè)計說明書 （2） 首層平面圖1：100 （3） 標準層平面圖1：100 （4） 屋頂平面圖1：100 （5） 正立面圖1：100 （6） 剖面圖，側(cè)立面圖1：100第三章結(jié)構(gòu)布置與荷載統(tǒng)計3.1各層結(jié)構(gòu)平面布置本工程平面為狹長形，而且水平和豎向均為規(guī)則布置，沒有大的剛度突變， 可采用橫向承重方案，主梁沿橫向布置，結(jié)合建筑使用功能要求進行主梁布置： A和B軸間設(shè)置一道次梁，間距為27m；C軸和D 軸間設(shè)一道次梁，間距均3m。 各層結(jié)構(gòu)平面圖見圖3-13-圖3-1 結(jié)構(gòu)平面圖局部根據(jù)結(jié)構(gòu)平面圖繪制結(jié)構(gòu)計算簡圖見圖3-2：圖3-2 結(jié)構(gòu)計算簡圖3.2截面初選框架梁柱承受的荷載都比較

36、大，故在材料選用時應(yīng)優(yōu)先考慮強度較高的鋼 材，本工程主梁和柱子采用Q235B鋼材。材料性能應(yīng)滿足低合金高強度結(jié) 構(gòu)鋼（GB/T1591）的要求。焊接材料應(yīng)予之相適應(yīng)，手工焊采用E50 系列焊 條，滿足低合金鋼焊條（GB/T5118）的要求，自動焊和半自動焊的焊絲應(yīng) 滿足熔化焊用鋼絲（GB/T14957）的要求。3.2.1 主梁工字形梁的截面高而窄，在主軸平面截面模量較大，樓板可以視為剛性 鋪板，沒有整體穩(wěn)定問題，截面只需滿足強度，剛度和局部穩(wěn)定的要求。故本 工程的主次梁截面均采用工字形截面，并優(yōu)先選用窄翼緣H 型鋼（HN 系列）， 其經(jīng)濟性較好。本工程跨度為7200mm。本工程取一樣 梁高，高

37、度按7200mm 跨主梁確定，高跨比可放寬到1/151/20，即為360480mm，取梁高為400mm。查熱軋H 型鋼和部分T 型鋼（GB/T11263），對6600mm跨長的主梁選用H400´200´12´16。3.2.2 框架柱多層框架柱的通常采用H型鋼截面，不過一般應(yīng)選擇寬翼緣HW系列， 以保證弱軸方向的抗彎能力。本工程初選柱截面為：HW500´450´16´20。3.2.3 組合次梁次梁選用Q235B鋼，采用組合次梁可以減低次梁的高度，增大建筑使用 空間。選用H350´175´8´12。3.2.2

38、 剖面設(shè)計層高8層：首層：4.2 米；標準層3.3 米，女兒墻高0.6 米。 剖面圖見圖3-4。圖3-3 建筑立面圖3.3荷載統(tǒng)計3.3.1 屋面恒載標準值：（不上人屋面，采用帶壓型鋼板的混凝土組合樓板，壓型鋼板只起模板作用，屬于非組合樓板）20mm厚綠豆砂保護層：0.02´30=0.6 kN/m2三氈四油改性瀝青防水層：0.40 kN/m220mm厚1：3 水泥砂漿找平層：0.02´20=0.40kN/m250mm厚膨脹蛭石保溫層 0.05´2 =0.1kN/m21：8 水泥爐渣找坡層：（屋面坡度5%，材料找坡，最薄處20mm厚，最厚處360mm，取平均厚度計算

39、）0.2´12=2.4kN/m2100mm厚C25鋼筋混凝土板：0.1´25=2.50 KN/m20.8mm厚壓型鋼板：0.12 kN/m2吊頂與吊掛荷載：0.30 kN/m2合計： 6.82kN/m2樓面恒載標準值：小瓷磚地面：0.55kN/m220mm厚水泥砂漿找平層： 0.02´20=0.40kN/m250mm厚膨脹蛭石保溫層 0.05´2 =0.1 kN/m230mm厚干硬性焦渣 0.03´10=0.3 kN/m230mm厚鋸末白灰： 0.03´3.4=0.102 kN/m2100mm厚C25鋼筋混凝土板：0.1´2

40、5=2.50kN/m20.8mm厚壓型鋼板：0.12 kN/m2吊頂與吊掛荷載： 0.60 kN/m2合計： 6.67 kN/m2墻恒載標準值：（三層12mm紙面石膏板，中填巖棉保溫板50mm）8mm厚水泥砂漿找平層： 0.08´40=0.32kN/m28mm厚1：1：6 水泥石膏砂漿：0.08´14´2=0.22kN/m25mm厚1：0.3：3 水泥石膏砂漿： 0.05´20´2=0.14kN/m2合計：墻自重：（偏于安全的取3.3mm）外墻恒載標準值：240mm厚加氣混凝土砌塊：0.24´7.5=.1.80KN/m26mm厚1：3

41、 水泥砂漿找平層： 0.06´14´2=0.22kN/m29mm厚1：1：6 水泥石膏砂漿： 0.09´14´2=0.2kN/m7mm厚水泥砂漿抹平：0.07´20=0.14kN/m2合計 2.84KN/m2 女兒墻：按外墻做法，高度為600mm，自重為：2.84´0.6=1.70kN/m3.3.2 活荷載標準值：不上人屋面：0.50 kN/m2辦公室樓面： 2.0 kN/m2走廊、樓梯： 2.5 kN/m23.3.3 屋面積灰荷載：不考慮3.3.4 風荷載標準值：（按50 年一遇取地區(qū)值）0.40kN/m2，地面粗糙度類別：B類3.

42、3.5 雪荷載標準值：0.35kN/m2；準永久分區(qū)。雪荷載不與屋面活載同時組合，取其中的最不利組合。本工程由于雪荷載較小，荷載組合時直接取活荷載進行組合，而不考慮與雪荷載的組合。3.3.6 地震作用：本工程為丙類建筑，抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本加速度值0.20g，設(shè)計地震分組為第一組，類場地，設(shè)計特征周期0.4s。第四章組合樓板設(shè)計4.1.1 初步假設(shè)： 選用國產(chǎn)YX-75-200-600型普通鍍鋅壓型鋼板，其厚度t=1.2mm，壓型鋼板上翼緣以上混凝土厚度為80mm（ 滿足高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ 99-98 第7.4.6條規(guī)定）,混凝土強度等級為C30。如圖4.1所示：故壓型鋼

43、板現(xiàn)澆混凝土板總厚度為：75+80=155mm圖4.1 壓型鋼板斷面圖4.1.2 組合樓(屋面)板的構(gòu)造要求：4.1.2.1 此樓板全按簡支組合樓板設(shè)計。4.1.2.2 根據(jù)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ 99-98第4節(jié)規(guī)定，栓釘?shù)脑O(shè)置要求： 1. 在組合樓板的端部(包括簡支板端部與連續(xù)板的各跨端部)均設(shè)置栓釘，在端支座的壓型鋼板的每一個凹肋處設(shè)置栓釘，且穿透壓型鋼板，并將栓釘和壓型鋼板均焊于鋼梁翼緣上。2. 栓釘?shù)闹睆骄x用d=16mm，栓釘間距沿梁軸線方向s=200mm，沿垂直與梁軸線方向s=70mm(64mm)，距鋼梁翼緣邊距s=40mm(35mm)，栓釘焊后高度為105mm。4.

44、1.2.3 壓型鋼板在鋼梁上的支承長度不應(yīng)小于50mm，取為80mm；4.1.2.4 組合樓板混凝土的配筋(組合樓板按簡支板設(shè)計)： 根據(jù)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ 99-98第7.4.9條，此板抗裂鋼筋選用120，分布鋼筋采用150，從支承邊緣算起，長度為L/6,且與不少于5根分布鋼筋相交，L為板跨長度 。4.1.2.5 壓型鋼板支承于鋼梁上時，在其支承長度圍應(yīng)涂防銹漆，其厚度不宜超過50um。壓型鋼板端部的栓釘部位宜進行適當?shù)某\處理，以提高栓釘?shù)暮附淤|(zhì)量，具體配筋如（圖4.2）所示：圖4.2 壓型鋼板配筋圖4.1.3 荷載計算：4.1.4 壓型鋼板在施工階段的驗算：4.1.4.1

45、 施工階段荷載： 永久荷載標準值：濕混凝土自重 25×0.118=2.95鋼筋自重 0.06壓型鋼板自重 0.16_合計： 3.17kN/m2 可變荷載標準值： 施工荷載取為：1.5kN/m2 荷載組合： 施工階段1m寬板帶所承受的線荷載： 標準值：（3.17+1.5）×1.0=4.67 設(shè)計值：1.2×3.17+1.4×1.5=5.904.1.4.2 壓型鋼板的受彎承載力驗算： 本工程的組合樓（屋）面板按3.6m的最大跨度進行鋼板施工階段的承載力驗算，在施工階段，壓型鋼板作為澆注混凝土的模板，應(yīng)采用彈性方法計算。強邊（順肋）方向的正、負彎矩和撓度應(yīng)按單

46、向板計算，弱邊方向不計算。 1m寬板帶所受到的最大正彎矩為： （4.1） 板的截面抵抗矩取WS=3.16,則=M/WS（4.2）=M/WS= 故施工滿足要求。 4.1.4.3 壓型鋼板撓度驗算：(按單向單跨簡支板進行撓度驗算)(4.3)=1.95mm< =minL/180=10.83mm,20mm=10.83mm滿足要求4.1.5 壓型鋼板組合樓板在使用階段的承載力驗算：4.1.5.1 計算假定：在使用階段，由于此壓型鋼板上的混凝土厚度為80mm,可按以下假定進行力計算：1.按簡支單向板計算組合樓板強邊(順肋)方向正彎矩。2.強邊方向的負彎矩按固端板取值。3.不考慮弱邊(垂直于肋方向)方

47、向的正負彎矩。4.1.5.2 受彎承載力計算： 組合樓板由栓釘保證壓型鋼板與混凝土之間的抗剪作用，正截面抗彎承載力按塑性法計算，此時假定截面受拉區(qū)和受壓區(qū)的材料均達到強度設(shè)計值。壓型鋼板鋼材強度設(shè)計值與混凝土的彎曲抗壓強度設(shè)計值均應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8。故。塑性中和軸在壓型鋼板頂面以上的混凝土截面組合板的彎矩應(yīng)符合下式要求：（4.4）其中，一個波寬板帶所受的荷載：恒荷載標準值：=4.67×0.2=0.934kN/m 活荷載標準值：=2.0×0.2=0.4kN/m 荷載標準組合： 荷載設(shè)計組合：則一個波寬板帶跨度為2.7m的壓型鋼板組合樓板所受到的最大設(shè)計彎矩值為： 故，滿足要

48、求。其中，為組合樓板受壓區(qū)高度，；為組合樓板有效高度，取111mm；yp為壓型鋼板截面應(yīng)力合力至混凝土受壓區(qū)截面應(yīng)力合力的距離，。4.1.5.3 壓型鋼板樓板負彎矩配筋設(shè)計：對于壓型鋼板樓板的負彎筋，取一米寬板帶按T形梁模型進行計算。 （1）負彎矩超限判斷（4.5）壓型鋼板樓板負彎矩設(shè)計值為：=故，所以負彎矩不超限，可以進行負彎矩配筋。其中，b為單位長度壓型鋼板的下翼緣寬度；為壓型鋼板的高度；為壓型鋼板頂面以上混凝土計算厚度；為混凝土保護層厚度。 （2）負彎矩配筋計算： （4.6） = =28.76故，中和軸位于壓型鋼板肋，= =21.8mm（4.7）=285.76故負彎矩鋼筋選用=468。其

49、中，為混凝土受壓區(qū)高度；h0為壓型鋼板組合樓板的有效高度，h0=hp+hc-ac；fsy為鋼筋的屈服強度；As單位長度壓型鋼板組合樓板的配筋面積。（3） 斜截面抗剪承載力計算：（4.8）一個波寬（200mm）板所承受的最大剪力為： 故，抗剪承載力滿足要求。4.1.6 組合樓板的撓度、裂縫與自振頻率驗算：4.1.6.1 組合樓板的撓度驗算：以下均按簡支單向板計算沿強邊（順肋）方向的撓度。（1） 組合樓板在荷載短期效應(yīng)組合下的撓度驗算： （4.9） （4.10） 其中，混凝土截面面積；組合樓板受壓邊緣至混凝土部分重心之間的距離；壓型鋼板的面積壓型鋼板與混凝土部分各自對自身形心的慣性矩：； （4.1

50、1）= （4.12）其中，為組合樓板全截面發(fā)揮作用時的等效截面慣性矩；短期荷載下的等效剛度。故在荷載短期效應(yīng)組合下的撓度：，滿足要求。（2）組合樓板在荷載長期效應(yīng)組合下的撓度驗算：長期荷載作用下的等效剛度 （4.13）=荷載組合：故在荷載短期效應(yīng)組合下的撓度：，滿足要求。4.1.6.2 組合樓板負彎矩部位混凝土裂縫寬度驗算：對組合樓板負彎矩部位混凝土裂縫寬度的驗算，近似地忽略壓型鋼板的作用，按混凝土板與其負彎筋計算板的最大裂縫寬度，板端負彎矩按兩端固接的單跨單向板算的。=cr(1.9c+0.08) (4.14)=cr(1.9c+0.08) =2.1×0.86××(

51、1.9×20+0.08×) =0.07mm<=0.4mm滿足要求其中，Ate為有效受拉混凝土截面面積，取Ate=0.5bh+(bf-b)hf=0.5×73×155+(200-73)×75=15182.5mm2為混凝土強度標準值，取為2.01N/mm2；te為按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率：te=0.04 sk為裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力： sk=（4.15）sk=135.66N/mm2為裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)： =1.1-0.65（4.16）=1.1-0.65=1.1-0.65×=0.86Es=2.06×10N/mm2, c=20mmdeq=（4.17）deq=10mm4.1.6.3 組合樓板自振頻率f的驗算：屋面永久荷載作用產(chǎn)生的撓度： f=（4.18）f=7.35Hz15Hz 故不滿足要求；但考慮其撓度很小，故此項可以不予考慮。4.1.6.4 抗剪件的計抗剪件采用圓柱頭栓釘連接，其抗剪