鋼結(jié)構(gòu)住宅畢業(yè)設計計算書

山東建筑大學畢業(yè)設計說明書山東建筑大學畢業(yè)設計說明書--PAGE10-結(jié)構(gòu)設計結(jié)構(gòu)方案布置結(jié)構(gòu)形式選擇含女兒墻，滿足《高層民用建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》及《建筑抗震設計規(guī)范》的要求，純框架形式很容易滿足，故采用鋼框架結(jié)構(gòu)形式。柱網(wǎng)布置確定本工程的柱網(wǎng)如下：樓板形式選擇

圖3.1住宅樓柱網(wǎng)及主次梁布置樓板的方案選擇首先要滿足建筑設計要求、自重小和便于施工的原則，還要保證樓C30HRB400鋼筋.Lo2/Lo12,除陽臺外，均采用雙向板。材料的確定本工程各結(jié)構(gòu)、構(gòu)件擬采用的材料如下：框架梁、柱本工程中框架梁、柱均采用Q345B鋼，材料性能應滿足《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T1591）E43系列焊條。滿足《低合金焊條（GB/T5118）（GB/T14957）的要求。板板采用C30混凝土，采用HRB400級鋼筋。基礎(chǔ)C30HRB400C15混凝土，100厚。樓板計算荷載統(tǒng)計⒈恒荷載標準值⑴屋面屋14（水泥砂漿平屋面）251:2.51×1m0.025×20=0.5kN/隔離層（干鋪纖維布）一道防水層：1.2厚合成高分子防水卷材 0.05kN/刷基層處理劑一道20厚1：3水泥砂漿找平 0.02×20=0.4kN/㎡保溫層：硬質(zhì)聚氨酯泡沫板 0.55kN/㎡20厚1:3水泥砂漿找平 0.02×20=0.4kN/㎡40厚1:8水泥珍珠巖找坡層2% 0.04×7=0.28kN/㎡100厚C30鋼筋混凝土屋面板 0.1×25=2.5kN/棚1（刮膩子涂料頂棚）素水泥砂漿一道，當局部底板不平時，聚合物水泥砂漿找補滿刮2厚柔性耐水膩子分遍找平內(nèi)墻涂料3次 0.3kN/㎡鋼結(jié)構(gòu)自重 0.5kN/㎡合計 4.98kN/㎡樓面一（除廚房、衛(wèi)生間以及陽臺）樓15（地面磚樓面）10厚地面磚，磚背面刮水泥漿粘貼，稀水泥漿擦縫 0.01×17.8=0.178kN/㎡30厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層 0.03×20=0.6kN/素水泥漿一道100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.1×25=2.5kN/棚1（刮膩子涂料頂棚）素水泥砂漿一道，當局部底板不平時，聚合物水泥砂漿找補滿刮2厚柔性耐水膩子分遍找平內(nèi)墻涂料 0.3kN/㎡鋼結(jié)構(gòu)自重 0.5kN/㎡合計 3.578kN/㎡樓面二（衛(wèi)生間、廚房以及陽臺）樓17（地面磚防水樓面）8厚地面磚，磚背面刮水泥砂漿粘貼，稀水泥漿擦縫 0.008×17.8=0.142kN/㎡20厚1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層 0.02×20=0.4kN/㎡1.5厚高分子防水涂料 0.05kN/㎡刷基層處理劑一道20厚C20細石混凝土找坡抹平 0.02×25=0.5kN/素水泥漿一道100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.1×25=2.5kN/棚1（刮膩子涂料頂棚）素水泥砂漿一道，當局部底板不平時，聚合物水泥砂漿找補滿刮2厚柔性耐水膩子分遍找平內(nèi)墻涂料 0.3kN/㎡鋼結(jié)構(gòu)自重 0.5kN/㎡合計 3.892kN/㎡外墻23（膠粉聚苯顆粒保溫涂料外墻）外墻彈性涂料 0.3kN/㎡刷彈性底涂，刮柔性膩子3厚抗裂砂漿復合耐堿玻纖維網(wǎng)格布30厚膠粉聚苯顆粒保溫層分層抹平 0.03×4=0.12kN/㎡15厚刷專用砂漿 0.015×20=0.3kN/㎡250厚加氣混凝土塊墻 0.25×5.5=1.1kN/刷界面處理劑一道7厚1:1:6水泥石灰膏砂漿打底掃毛 0.007×14=0.098kN/㎡7厚1:0.3:3水泥石灰膏砂漿找平掃毛 0.007×14=0.098kN/㎡7厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂漿壓實抹光 0.007×14=0.098kN/㎡內(nèi)墻涂料 0.3kN/㎡合計 2.414kN/㎡內(nèi)墻5（混合砂漿抹面內(nèi)墻）墻內(nèi)涂料 0.3×2=0.6kN/㎡7厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂漿壓實抹光 0.007×14×2=0.196kN/㎡7厚1:0.3:3水泥石灰膏砂漿找平掃毛 0.007×14×2=0.196kN/㎡7厚1:1:6水泥石灰膏砂漿打底掃毛 0.007×14×2=0.196kN/刷界面處理劑一道250厚加氣混凝土砌塊墻 0.25×5.5=1.1kN/㎡合計 2.288kN/㎡女兒墻 0.9×2.414=2.173kN/㎡⒉活荷載標準值由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012查得，樓面2.0kN/m2；廚房2.0kN/m2；衛(wèi)生間2.5kN/m2；走廊2.0kN/m2；樓梯2.0kN/m2；陽臺2.5kN/m2；屋面（不上人）0.5kN/m2。⒊風荷載由《荷載規(guī)范》查得，按50年一遇取值，濟南地區(qū)基本風壓為0.45kN/m2，本工程的地面粗糙度為B類。⒋雪荷載500.30kN/m2。⒌地震作用根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》第3.1.4條和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第6應按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震措施。板的設計本工程擬采用雙向板（局部單向板）肋梁樓蓋，結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示。板采用HRB40015mm。圖3.2 B1、B2布置圖下面進行板的設計（按彈性理論計算B1、B2作為計算對象。彎矩計算g 4.080.53.58kN/㎡, qk

2.0kN/㎡，g1.2gk

4.3kN/㎡，q1.4qk

2.8k/，g'gq/25.7kN/㎡qq/21.4kN/㎡，pgq7.1kN/㎡。跨中最大彎矩為當內(nèi)支座固定在g+q/2作用下的跨中彎矩值與內(nèi)支座鉸支時在q/2作0.2g+q作用的支座彎矩。B1板：l /l 0.64，01 02m1

m2

m1

'm2

'0.0572四周簡支時，m1

m2

0.0265m(0.03710.25.73.32(0.07640.20.0265)1.43.323.64kNm1m (0.00730.25.7(0.02650.20.0764)1.43.7kNm2m'0.0787.13.32m1m'0.05727.110.56kNm2B2板：l /l 0.87，01 02m1

m2

0.0219,m1

'm2

'0.0726m1

m2

0.0352m(0.0310.20.0219)5.73.92(0.04860.20.0352)1.43.924.25kNm1m (0.02190.25.74.52(0.03520.20.0486)1.44.524.25kNm2m'0.08087.13.928.73kNm1m'0.07267.14.5210.44kNm2（2）截面設計板底選用HRB400級鋼筋，支座選用直徑為8的鋼筋。h 100154h01

8180.2%

ft0.45f360fy

0.18%，

M 1 = A M1s1 11s1 1s 1 c o

2 S f hy o板m彎矩值h板m彎矩值h號0ss計算As筋配實際Asm1m2B1m1m2m1mB22m1m23.64810.0390.040.981278@2002513.7730.0490.050.9751448@200251-6.03810.0640.0660.9672148@200251-10.56730.1130.120.943858@1303874.25810.0450.0460.9771498@2002514.25730.0560.0580.9711678@200251-8.73810.0930.0980.9513158@160314-10.44730.1110.1180.9413808@130387(3)裂縫驗算最大裂縫寬度用式cr

Es

1.9c

d0.08te

計算。對受彎構(gòu)件，取cr

1.9；又f /mm2，d 8mm，E 2105N/mm2，tk eq s①B1短邊方向m m，q

m q 158.3N/mm2，0.87Ah A A

251

s00.0050.01，取

0.01，ste A

s 0.5103100 tete1.10.65 ftk

1.10.65 2.01 0.275te sq

0.01158.31.90.275②B1長邊方向

158.32105

200.08

80.01

)0.042mm0.3mm，滿足；m m，q

m q 178.8N/mm20.87Ah A A

251

s00.0050.01，取

0.01，ste A

s 0.5103100 tete1.10.65 ftk

1.10.65 2.01 0.369，te sq

0.01178.81.90.369③B2短邊方向，

178.82105

230.08

80.01

)0.068mm0.3mm，滿足。m 3.27kNm，q

m q 184.9N/mm20.87Ah A A

251

s00.0050.01，取

0.01，ste A

s 0.5103100 tete1.10.65 ftk

1.10.65 2.01 0.393，te sq

0.01184.91.90.393184.92105

200.08

80.01

)0.07mm0.3mm，滿足。④B2長邊方向m 3.27kNm，q

m q /mm20.87Ah A A

251

s00.0050.01，取

0.01，ste A

s 0.5103100 tete1.10.65 ftk

1.10.65 2.01 0.463，te sq

0.01205.11.90.463⑶撓度驗算

205.12105

230.08

80.01

)0.097mm0.3mm，滿足。pl4 Eh3 3.01041003f=表中系數(shù) 01，其中B 2.6109，B c 1212 1210.22c5.5833004 3300B1:f0.00239 16.5mm，滿足。2.6109

2005.5839004 3900B2: f0.00271 1.4mm 19.5mm，滿足?？蚣茉O計截面選擇⑴梁

2.6109

200H型鋼（焊接剛度以及局部穩(wěn)定的要求。對于簡支梁，當容許撓度按l400確定且承受均布荷載作用時，對于Q345鋼，其最高度可按l15確定，其中l(wèi)為梁的跨度。本工程梁的截面初步選定為：L1 H200180810 L2 H340200810L3 H150130810⑵柱整體性驗算時，當不滿足時，加適當支撐，以減少計算長度，初步選柱截面為：H2502502020因為三個單元相同，只布置一個單元。選取計算單元

圖3.3結(jié)構(gòu)布置圖根據(jù)設計任務書的要求，可只取一榀框架進行設計。荷載計算㈠恒荷載作用下⒈屋頂⑴集中荷載

3.4傳力方式Ap1

'4.983.9/2/m ，pe1

5/8p1

'6.07kN/mp'4.983.3/28.217kN/m，p 5/8p'5.14kN/m2 e2 2F 6.073.9/25.143.3/220.32kN11女兒墻傳A點：F12

2.173(3.9/23.3/2)7.82kNFF F1 11

28.14kNBF11

6.073.9/25.143.3/220.32kN，p1

'4.981.5/23.735kN/mp 5/8p1

'2.33kN/m， 0.5l /l 0.44p'4.982.1/25.229kN/m2 01 02 2p 23)p'/m，e2 2 2 2 0.5l /l 0.32，p'4.982.1/25.229kN/m3 01 02 3p e3 3

3)p'/m3 3F'2.33.083.28.58kN，F(xiàn)11 F20.328.587.1436.04kN1

''4.333.3/27.14kNCp1

'4.983.9/2/m ，pe1

5/8p1

'6.07kN/m0.5l /l 0.32，p'4.982.1/25.229kN/m01 02 2p 23)p'/me2 2F8.587.146.073.9/24.333.3/234.43kN1板傳D點：pe1

5/8p1

'5.14kN/m，pe2

5/8p2

'/mF5.143.3/24.333.3/21EF11

6.073.9/211.84kN女兒墻傳E點：F12

2.1733.9/24.24kNF11.844.2416.08kN1板傳F點：F11

6.83.3/211.22kN女兒墻傳F點：F12

2.1733.3/23.59kNF11.223.5914.81kN1(2)均布荷載AB跨p'9.711kN/m，1

0.5l /l01

0.38，pe1

1

21

3)p1

'7.44kN/mp'8.217kN/m， 0.5l /l 0.32 ，p 2 2 01 02 e2 2

3)p'/m2 2p 7.4414.24kN/mBC跨p'4.981.5/23.735kN/m， 0.5l /l1 01

0.36p 23)p

'2.94kN/mp'4.982.1/25.229kN/m ，p 5/8p'/m2 e2 2p 2.943.27/mCD跨p'5.229kN/m，p1

5/8p1

'3.27kN/mp'/m， 0.5l /l 0.43，p 23)p'6.89kN/m2 01 02 e2 2p 3.276.8910.16kN/mDE跨p'/m，p 5/8p'5.14kN/mep 5.146.89/mEF跨p 5.142.173/m2.標準層⑴集中荷載板傳A點：p'3.5783.9/26.977kN/m，p1 p'3.5783.3/25.904kN/m，p

5/8p15/8p

'4.36kN/m'3.69kN/m2 e2 1F 4.363.9/23.693.3/214.59kN11墻傳A點F 6.883.9/26.883.3/224.77kN12F14.5924.7739.36kN1板傳B點p'3.5781.5/22.684kN/m，p1

5/8p1

'1.68kN/m 0.5l /l 0.44，p'3.8922.1/24.087kN/m2 01 02 2p 23)p'/m，e2 2 2 2 0.5l /l 0.32，p'3.5782.1/23.757kN/m3 01 02 3p e3 3

3)p'/m3 3F 1.792.222.663.113.3/214.5929.49kN11墻傳B點F '6.5213.9/26.5213.3/223.48kN,F12 F 23.484.5928.07kN12F29.4928.0757.56kN1

''4.59kN板傳C點p'3.5783.9/26.977kN/m，p1

5/8p1

'4.36kN/m 0.5l /l 0.32，p'3.8922.1/24.09kN/m01 02 2p 2e2

3)p'3.38kN/m ，2F 1.792.222.664.893.3/24.362.9/23.383.3/228.98kN11墻傳C點F 28.07kN12F28.9828.0757.05kN1板傳D點p 3.38kN/m,p 3.69kN/me2F 3.383.3/23.693.3/211.67kN11墻傳D點F 6.5213.3/210.76kN12F11.6710.7622.43kN1板傳E點F 4.363.9/28.5kN11墻傳E點F 6.883.9/213.15kN12F8.513.1521.65kN1板傳F點F 3.693.3/26.09kN11墻傳F點F 6.883.3/211.35kN12F6.0913.1517.44kN1(2)均布荷載AB跨p'6.977kN/m， 0.5l /l 0.38，p 23)

'5.34kN/m1 1 01 02 1 1 1p'5.904kN/m， 0.5l /l 0.32 ，p 23)p'4.89kN/m2 2 01 02 e2 2 2 2p 5.344.896.40616.64kN/mBC跨p'2.684kN/m， 0.5l /l1 01

0.36p 23)p

'/mp'3.757kN/m ，p 5/8p'2.35kN/m2 e2 2p 6.086kN/me3p 2.112.356.086/mCD跨p'4.09kN/m，p1

5/8p1

'2.56kN/mp'6.977kN/m， 0.5l /l 0.43，p 23)p'4.95kN/m2 01 02 e2 2p 6.086kN/m2e3p 6.086/mDE跨p'5.904kN/m，pe

'5/8p'3.69kN/mp 4.953.696.086/mEF跨p 6.421/m㈡活荷載作用下⒈屋頂⑴集中荷載板傳A點：p'0.53.9/20.975kN/m ，p1

5/8p1

'/mp'0.53.3/20.825kN/m，p 5/8p'0.52kN/m2 e2 2F0.613.9/20.523.3/22.05kN1板傳B點：F 2.05kN，p11

'0.51.5/20.375kN/m，pe1

5/8p1

'0.23kN/m， 0.5l /l 0.44，p'0.52.1/20.525kN/m2 01 02 2p 23)p'0.37kN/m，e2 2 2 2 0.5l /l 0.32，p'0.52.1/20.525kN/m3 01 02 3p 23)p'/me3 3 3 3F'0.230.30.320.85kN，F(xiàn)11 F2.050.850.713.61kN1

''0.433.3/2板傳C點：p'0.53.9/20.975kN/m，p1

5/8p1

'/m0.5l /l 0.32，p'0.52.1/20.525kN/m01 02 2p 23)p'/me2 2F1.560.613.9/20.433.3/23.46kN1板傳D點：p 5/8p1

'/m，pe2

0.52kN/mF0.433.3/20.523.3/21.57kN1板傳E點：F0.613.9/21.19kN1板傳F點：F0.523.3/20.86kN1(2)均布荷載ABp1.43kN/mBCp0.63kN/CDp1.02kN/mDEp/mEFp0.52kN/m2.標準層由于標準層與屋面的傳力方式相同，故標準層計算單元荷載是屋面的四倍。⑴集中荷載AF1BF1CF1DF1

8.2kN14.4kN13.84kN6.28kNEF1FF1

4.76kN3.44kN(2)均布荷載ABp5.72kN/mBCp2.52kN/mCDp4.08kN/DEp4.84kN/mEFp2.08kN/m㈢風荷載作用下基本風壓為0.45KN/㎡,一般多層框架結(jié)構(gòu)z

取1.0；風載體形系數(shù)，對于矩形平面，迎風面s

=0.8，背風面s

=-0.5；風壓高度變化系數(shù)z

，可由《荷載規(guī)范》查得；；z z s 0背風面的計算面積相同，只計算左風。計算過程如下表：其中，z ——框架節(jié)點到室外地面的高度，A——迎風面積，1A——背風面積。2層Z層Z(m)z z 0 s1As1P(KN)w11.03.951.00.451.312.517.32號61.018.951.210.451.38.646.1251.015.951.150.451.310.87.2741.012.951.080.451.310.86.8231.09.951.00.451.310.86.3221.06.951.00.451.310.86.32內(nèi)力計算計算簡圖⒈剛度計算⑴柱柱（H2502502020）I 1480105mm4iEI/l1

2.061051480105 1.021010Nmm，3000iEI/l2

2.0610514801054300

0.711010Nmm⑵梁L1梁（H200180810）I364105mm412.06105364105iEI/l1 1

0.151010Nmm5100L2梁（H340200810）I 1308105mm422.061051308105i EI /l2 2

0.361010Nmm7500⒉計算簡圖⑴恒荷載作用下的計算簡圖圖3.5恒荷載作用計算簡圖⑵活荷載作用下的計算簡圖圖3.6活荷載作用計算簡圖⑶風荷載作用下的計算簡圖內(nèi)力計算

圖3.7左風荷載作用計算簡圖⒈框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力計算可近似采用分層法。⑴假定：①作用在某一層框架梁上的豎向荷載只對本層梁及與本層梁相連的框架柱產(chǎn)生彎矩和剪力；②框架在豎向荷載作用下無側(cè)移。⑵修正：①除底層以外，其他各層柱的線剛度均乘以0.9倍的折減系數(shù)；②除底層以外，其它各層的彎矩傳遞系數(shù)均取1/3。倍的折減系數(shù)。恒載作用下的M恒載作用下的V恒載作用下柱的N框架在活荷載作用下的內(nèi)力圖如下：樓面活載+屋面活載作用下的M樓面活載+屋面活載作用下的V樓面活載+屋面活載作用下的N⒉框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力計算框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力計算可采用反彎點法或D值法。（2/3層高，其余各層位于層高的中點D值法。梁端彎矩可由節(jié)點彎矩平衡條件求出不平衡彎矩，再按節(jié)點左右梁的線剛度進行其中，一般層K

ii i i1 2 3 2ic

，c

K，2K中柱 K

0.320.7221，21.02

0.33左邊柱K右邊柱K

0.320.29，21.02 0.7220.71，

0.130.2621.02 cii

0.5K底層 K

1 2ic

c 2K中柱 K

0.30.721.44，0.71

0.56左邊柱K右邊柱K

0.30.42，0.71 0.721.01，

0.380.50.71 c12i DD c， Vc h2

jk V，D jjk層間水平位移：uj

VjDjk

， 總水平位移：u 。j邊柱剪力邊柱D值邊柱剪力邊柱D值(KN)中柱層層剪力（KN/mm） 中柱D值總D值側(cè)移剪力號(KN)（KN/mm）（KN/mm）(mm)左風左邊柱右邊柱左邊柱右邊柱(KN)66.12 1.773.544.499.81.112.212.80.62513.39 1.773.544.499.82.424.846.141.37420.21 1.773.544.499.83.657.39.262.06326.53 1.773.544.499.84.799.5812.162.71232.85 1.773.544.499.85.9311.8715.053.35140.17 1.752.32.586.6310.613.9415.636.06層數(shù)層數(shù)左邊柱中柱右邊柱6n=6,j=6,K=0.29,n=6,j=6,K=1,n=6,j=6,K=0.71,y=0.09,y=y=y=001 2 3y=0.35,y=y=y=001 2 3y=0.3,y=y=y=00 1 2 35n=6,j=5,K=0.29,n=6,j=5,K=1,n=6,j=5,K=0.71,y=0.25,y=y=y=001 2 3y=0.4,y=y=y=001 2 3y=0.4,y=y=y=00 1 2 34n=6,j=4,K=0.29,n=6,j=4,K=1,n=6,j=4,K=0.71,y=0.35,y=y=y=001 2 3y=0.45,y=y=y=001 2 3y=0.41,y=y=y=00 1 2 33n=6,j=3,K=0.29,n=6,j=3,K=1,n=6,j=3,K=0.71,y=0.4,y=y=y=001 2 3y=0.45,y=y=y=001 2 3y=0.45,y=y=y=00 1 2 32n=6,j=2,K=0.29,n=6,j=2,K=1,n=6,j=2,K=0.71,y=0.56,y=y=0y=-0.060 1 23y=0.5,y=y=0y=-0.010 1 23y=0.5,y=y=0y-0.050 1 2 31n=6,j=1,K=0.45,n=6,j=1,K=1.44,n=6,j=1,K=1.01,y=0.79,y=y=0y=-0.250 1 32y=0.61,y=y=0y=00 1 32y=0.65,y=y=0y=00 1 3 2表3.4反彎點高度3.17左風荷載作用下的M圖圖3.18左風荷載作用下的V圖3.19左風荷載作用下柱的N內(nèi)力組合71、1.2恒1.41.15活2、1.2恒+1.4左風3、1.2恒+1.4右風4、1.2恒0.91.4（1.15活+左風）5、1.2恒0.91.4（1.15活+右風）6、1.35恒+1.41.15活左風7、1.35恒+1.4活右風;如果不考慮地震組1.1~1.2的放大系數(shù)。本工程位于六度地區(qū)，且設計時不1.15倍的放大系數(shù)。本工程的內(nèi)力組合情況見附表。結(jié)構(gòu)、構(gòu)件驗算框架柱僅驗算底層柱。中柱B⑴截面特性柱截面為H2502502020，查表得其截面特征A142cm2 ,IxI 5222cm4,i ,i 6.06cm,W 1184cm3,W y x y x y⑵控制內(nèi)力45根據(jù)內(nèi)力組合表，選取最不利的兩組內(nèi)力為：第一組：N1963.24kN,V29.44kN,M71.21kNm第二組：N1884.56kN,V35.11kNM80.52kNm⑶強度驗算（截面無削弱）對第一組：

14802cm4,N M

1963.24103 71.21106 195.54N/mm2

f295N/mm2，滿足；A

142102 1.051184103n x nx對第二組：N M 1884.56103 80.52106 x 197.48N/mm2

f295N/mm2，滿足；A

142102

1.051184103n x nx⑷剛度驗算剛度最不利柱為左邊柱A2(I

/l) 2 3640/510bbK13(I/lbbc c

0.138K 10，查表得1.6323 14802/430 2 1.6320x 10.21

68.73，0y

4306.06

70.9670.96[]150，剛度滿足要求。235/345且： 235/3450x⑸整體穩(wěn)定性驗算

， 70.96120235/235/345

99.04 滿足；① 驗算彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性f /235y 83.28，截面類型為b類， 查表得， f /235y0x x2EA 3.1422.06105142102N' 1035550.5kN，取

1.0，Ex x

1.168.732 mx第一組：N M

1963.24103 171.21106 mx x A W (10.8N/N' ) 0.666142102 1.051184103(10.81963.24/5550.5)x x 1x Ex287.48N/mm2f295N/mm2，滿足；第二組：N M

1884.56103 180.52106 mx x A W (10.8N/N' ) 0.666142102 1.051184103(10.81884.56/5550.5)x x 1x Ex288.19N/mm2f295N/mm2，滿足；②驗算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性f /235y 85.98，截面類型為b類， 查表得，f /235y0y yf1.07 y yb 44000

0.8231，對第一組：N

1963.24103 171.21106

x 1 286.44N/mm2

f295N/mm2A

0.648142102 0.8231184103y b 1x滿足；對第二組：N M 1884.56103 180.52106 tx x 1 287.44N/mm2f295N/mm2A W 0.648142102 0.8231184103y滿足；

b 1x⑹局部穩(wěn)定驗算翼緣板寬厚比b235/fy15.75235/fyt

10.73第一組：

N My

1963.24103 71.21106105 188.77N/mm2max A Ix

142102

14802104

1963.24103 71.21106105 87.74N/mm2min A Ix

142102

14802104應力梯度： )/ 0.541.60 max min max235/f235/fy235/345h[0twh

]0210

0.5

(160.540.568.73

56.130 10.556.13t 20wN My

1884.56103 80.52106105第二組：

189.83N/mm2max A Ix

142102

14802104

1884.56103 80.52106105 75.6N/mm2min A Ix

142102

14802104應力梯度： )/ 0.601.60 max min max235/f235/fy235/345h[0twh

]0210

0.5

(160.60.568.73

56.920 10.556.92t 20w框架梁框架梁與樓板有可靠連接，能阻止梁翼緣的側(cè)向失穩(wěn)；在支座負彎矩處，一般可在受壓下翼緣設側(cè)向支撐。因此，只需進行強度和剛度（撓度）和局部穩(wěn)定性驗算。⒈梁L1⑴截面特性H200180810A50.4cm2Ix⑵控制內(nèi)力

3641cm4，Wx

364cm3根據(jù)內(nèi)力組合表，選取控制內(nèi)力M105.06kNm，V88.62kN⑶強度驗算截面無削弱，按受彎構(gòu)件驗算正應力，M 105.06106 274.88N/mm2f310N/mm2，滿足；W 1.05364103x x腹板承受的剪應力：

88.62103203400 61.88N/mm2

f 180N/mm2，滿足；It 36411048 Vzw⑷撓度驗算根據(jù)內(nèi)力圖，用圖乘法計算撓度；承受多種荷載時，可近似的取

5ql4 。384EI 5ql

55.72)51004

7.88mm]

5100

12.75mm，滿足。384EI 3842.061053641104 400翼緣板寬厚比：b235/f18.6235/ft腹板高厚比：

10.73y235/fyh0235/fyht

126.27w⒉梁L2⑴截面特性H340200810A65.6cm2，Ix⑵控制內(nèi)力

13078cm4，Wx

769cm3根據(jù)內(nèi)力組合表，選取控制內(nèi)力M261.75kNm，V180.53kN⑶強度驗算截面無削弱，按受彎構(gòu)件驗算正應力，M 261.75106 297.63N/mm2f310N/mm2，滿足；W 1.05769103x x腹板承受的剪應力：

180.53103432400 /mm2

180N/mm2，滿足；It 130781048 Vzw⑷撓度驗算根據(jù)內(nèi)力圖，用圖乘法計算撓度；承受多種荷載時，可近似的取

5ql4 。384EI 5ql

15.23mm]

7500

18.75mm，滿足。384EI 400翼緣板寬厚比：b235/fy19.6235/fyt

10.73腹板高厚比：235/fyh040235/fyht

126.27w結(jié)構(gòu)側(cè)移驗算有前面用D值法計算風荷載的過程中可以得到，結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的各層相對側(cè)移分別為：0.62mm，1.37mm，2.06mm，2.71mm，3.35mm，6.06mm；總位移：16.17mm

19.85103

39.7mm，500 5006.06mm框架連接設計

h 7.5mm，側(cè)移滿足規(guī)范要求。400區(qū)，側(cè)向剛度要求不是很高，故采用剛性固定式柱腳以簡化構(gòu)造。主梁與柱栓焊連接設計比例分配的彎矩。DE按最大剪力組合V88.62kNM105.06kNm10.9級高強螺栓，連接為摩擦型，螺栓直徑取M20，預拉力P=155KN0.5，腹板連接板（剪切板）為單面。一個高強螺栓的承載能力為：NbnV R

0.910.515569.75KN，所需螺栓數(shù)：nV

88.62

1.27，取n=2個。Nb 69.75V按螺栓排列構(gòu)造要求進行排列，如圖。圖3.20梁柱節(jié)點連接板的鋼材郁郁主梁相同，為Q345鋼，厚度應滿足凈截面抗剪要求，即1.5f，則A v1.588.62103t222)180

5.4mm，取t=8mm。連接板與柱翼緣連接采用雙面角焊縫，總長lw

2160226296mm尺寸h 6mm，則焊條為E50，手工焊，則fV 88.621030.7h lf w

0.76

71.28N/mm2f

w200N/mm2，滿足。f一層EF梁與中柱的連接節(jié)點。按最大剪力組合V180.53kNM261.75kNm10.9級高強螺栓，連接為摩擦型，螺栓直徑取M20，預拉力P=155KN0.5，腹板連接板（剪切板）為單面。一個高強螺栓的承載能力為：NbnV R

0.910.515569.75KN，所需螺栓數(shù)：nV 180.532.59n=3個。Nb 69.75V連接板的鋼材郁郁主梁相同，為Q345鋼，厚度應滿足凈截面抗剪要求，即1.5f，則A v1.5180.53103t(260322)180

7.75mm，取t=8mm。連接板與柱翼緣連接采用雙面角焊縫，總長lw

2260226496mm尺寸h 6mm，則焊條為E50，手工焊，則fV 180.531030.7h lf w

0.76

86.66N/mm2f

w200N/mm2，滿足。f柱腳設計剛性柱腳與混凝土基礎(chǔ)的連接方式有外露式、外包式、埋入式三種。本工程荷載不大，層數(shù)不多，宜優(yōu)先選用外露式。柱腳在地面以下部分，應采用低強度等級的混凝土（如C15）包裹，保護層厚度不應小于50mm，并使包裹的混凝土露出地面不小于150mm；埋入部分的鋼柱表面應作防銹處理，但不做涂料涂裝。Q235鋼，雙螺帽。錨栓直徑d24mm，剛接時錨固長度不應40d0.4.0.4N時，需設置抗剪鍵。柱腳底板厚度不應小于柱翼緣厚度。柱底面應刨平，與底板頂緊后，采用角焊縫圍焊。N、M傳遞給下部混凝土短柱，此時應驗算混凝土的抗壓強度及錨栓的抗拉強度。底板的尺寸由底板反力和底板區(qū)格邊界條件計算確定，當?shù)装宄霈F(xiàn)負值時，應由錨栓承受拉力。柱腳底面與基座底面宜澆筑找平層，找平層采用無收縮細石混凝土或砂漿二次灌注密實，強度等級不應低于C40，剛接時厚度可取80mm。B3.21柱腳⒈選取內(nèi)力依據(jù)內(nèi)力組合表，選取兩組內(nèi)力：第一組：N1963.24kN，V29.44kNM72.21kNm第二組：N1884.56kN，V35.11kNM80.52kNm⒉確定柱腳尺寸根據(jù)柱的截面尺寸和錨栓的設置構(gòu)造要求，得到如上圖所示的柱腳底板尺寸⒊錨栓選取M 71.21106 L對第一組：e 36.27mm 98.33mm，N 1963.24103 6maxmin

N 6e 1963.24103 636.27 (1 ) (1 )10.12N/mm2fLB L 590450 590 N 6e 1963.24103 636.2 1 ) 1 )4 LB L 590450 590

14.3N/mm2M 80.52106 L對第二組：e 42.73mm 98.33mm，N 1884.56103 6maxmin

N 6e 1884.56103 642.73 (1 ) (1 )10.18N/mm2fLB L 590450 590 N 6e 1884.56103 642.7 1 ) 1 )4 LB L 590450 590

14.3N/mm2由上面可知： f，混凝土的局部受壓滿足要求；max c 0，全截面受壓。min⒋柱底剪力驗算對第一組，Vjb對第二組，Vjb

0.4N0.41963.24V29.44kN，0.4N0.41884.56753.82kNV由上可知，V0.4N，不需設抗剪鍵。⒌柱腳底板厚度計算三邊支撐板a174mm，b1

170mm，1bab1

0.977，0.111，M qa20.11110.1817423.42104Nmm1 16Mf63.42104295故t 22mm，6Mf63.42104295pb6.加勁肋計算由底板的混凝土的分布反力得到的反力：V

lR1a1

22517010.18103389.39kN設加勁肋的高度與厚度為：h 25cm，tR

18mm，V 389.39103 86.53N/mm2

170N/mm2 ，滿足R htRR

25018 V寬厚比:b

235f235fy1252752R(75150 /1810.7218 1252752tR柱與底板連接焊縫計算柱翼緣與腹板采用單邊V形焊縫與底板相連為一級焊縫，不需驗算。加勁肋與底板的連接焊縫，均采用雙面角焊縫，其焊縫尺寸hf=6mmCA相同，驗算均符合。A3.22柱腳⒈選取內(nèi)力依據(jù)內(nèi)力組合表，選取兩組內(nèi)力：第一組：N752.27kN，V14.69kNM34.24kNm第二組：N568.97kN，V19.23kNM50.13kNm⒉確定柱腳尺寸根據(jù)柱的截面尺寸和錨栓的設置構(gòu)造要求，得到如上圖所示的柱腳底板尺寸⒊錨栓選取M 34.24106 L對第一組：e 81.67mm，N 752.27103 6max

N 6e 752.27103 645.51 (1 ) (1 )6.83N/mm2fLB L 350490 490

14.3N/mm2

6e 752.27103 645.51(1 ) (1 )1.94N/mm20min

LB L 350490 490M 50.13106 L對第二組：e 81.67mm，N 568.97103 6 e ( t) 99.17mm6 3 6 3max

2N 2568.97103 9.91N/mm2f3B(L/2e) 3350(490/2

14.3N/mm2 0min由上面可知： f ，混凝土的局部受壓滿足要求；max c 0，全截面受壓。min⒋柱底剪力驗算對第一組，Vjb對第二組，Vjb

0.4N0.4752.27V14.69kN，0.4N0.4568.97227.59kNV由上可知，V0.4N，不需設抗剪鍵。⒌柱腳底板厚度計算兩鄰邊支撐板12021692a 120216921

98mm，b 0.47，0.053，111M qa20.0536.9120721.57104Nmm1 16Mf61.571042956Mf61.57104295pb三邊支撐板a 210mm，b2

165mm，bab

0.786，0.091，M qa22 2

20.0916.9121022.77104Nmm6Mf62.776Mf62.77104295pb

20mm，取t20mm。6.加勁肋計算由底板的混凝土的分布反力得：V

la1

3501206.91103290.22kN設加勁肋的高度與厚度為：h 25cm，tR

12mm，V 290.22103 96.74N/mm2

180N/mm2 ，滿足R htRR

25012 V寬厚比:b

235f235fy1252502R(50100 /1211.6118 1252502tR柱與底板連接焊縫計算柱翼緣與腹板采用單邊V形焊縫與底板相連為一級焊縫，不需驗算。加勁肋與底板的連接焊縫，均采用雙面角焊縫，其焊縫尺寸h=6mm并一律滿焊。f基礎(chǔ)設計本工程的場地和地基條件簡單，荷載分布均勻且均為七層以下的民用建筑，地基基礎(chǔ)的設計等級為丙級?；炷恋膹姸鹊燃夁x用C30，保護層厚度為40mm；墊層厚度為100mm，采用C15混凝土；鋼筋采用HRB400鋼筋。⒈資料的收集分析與研究包括工程地質(zhì)勘察報告、上部結(jié)構(gòu)的設計文件、與環(huán)境相關(guān)的資料、國家規(guī)范（筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》等。⒉基礎(chǔ)類型的選擇與平面布置本工程為鋼框架結(jié)構(gòu)，且地基承載力較高，宜選用柱下獨立基礎(chǔ)。⒊基礎(chǔ)埋深1.5m。⒋地基承載力確定由工程地質(zhì)勘察報告，第三層土的地基承載力特征值fak

=190kPa，且eIl

均小于0.85，查表得b

0.3，d

1.6。先假定b3.0m，近似取m

18KN/m3，則修正后的地基承載力特征值：f fa

3.0b d

0.519001.6180.5218.8kPa。m下面分別計算中柱以及邊柱的基礎(chǔ)。中柱基礎(chǔ)⒈基礎(chǔ)底面尺寸的確定設計地基的荷載值包括：①柱傳來的上部建筑的軸力、彎矩、剪力②基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)覆土重量③底層地基梁及墻體自重產(chǎn)生的軸力。1) 墻和基礎(chǔ)梁傳來的集中力(250.250.410)3.33.95.17.5123.75kN2柱傳來的上部荷載標準值：第一組：M' 61.94kNm，V' ，N' 1449.66kNk1 k1 k1第二組：M' 54.78kNm，V' ，N' 1510.18kNk2 k2 k2則：傳至基礎(chǔ)底面的標準值第一組：M 61.94m,N ，V k1 K1 K1第二組：M 54.7822.651.1580.83kNm,N 1633.93kN，V 22.65kNk2 K2 K2面積：⑴先按中心受壓計算，NA N

1633.93 9.62m2 0 f a

d' 218.8202.45GAo10%A10.58m2取b2.8ml3.8mA10.64m2因為b=2.8m<3.0m，與前面的假定相一致，故不需重新計算f 。a⒉地基的驗算⑴承載力驗算①持力層驗算G k

Ad'2010.642.45521.36kNG對第一組：Me kM

93 10344.4mm 63393 FGk k

1573.41521.36 6Fp kF

1573.41521.36

218.8kPa 196.87 196.87kPa6e 644.4pkmax

p(1 )196.87(1 )210.67kPa1.2fk l 3800 6e 644.4

262.56kPapkmin

p(1 196.87(1 183.07kPa0滿足；k l 3800對第二組：M

80.83 Le k 10337.5mm 633mmFG 1633.93521.36 6k kFp kF

1633.93521.36

218.8kPa 202.56 202.56kPa6e 637.5pkmax

p(1 )202.56(1 )214.55kPa1.2fk l 3800 6e 637.5

262.56kPapkmin

p(1 202.56(1 190.57kPa0滿足；k l 38003.23中柱基礎(chǔ)②下臥層驗算當?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層(承載力顯著低于持力層的高壓縮性土層)層承載力，且不屬于高壓縮性土，故不再做下臥層驗算。⑵變形驗算：依據(jù)《建筑地基設計規(guī)范》第3.0.2條之規(guī)定，本工程地基基礎(chǔ)的設計等級為丙級，160kPafak

200kpa

，且樓層數(shù)6，可不進行變形驗算。⑶穩(wěn)定驗算本工程不必考慮。3.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設計⑴抗沖切驗算① 柱邊截面h=700mmh0

=650mm則b2hc

51026501810mmb2800mm由偏心受壓，p取p 。j jmaxl a b bpjmax

[( 2 2

h)b( c0 2 2

h)2]0 1.3 214.55 [( 650) 2800 ( 650)2] 106 654.05kN2 2 2 20.7hp

f(bt

h)h0 00.711.43(510650650103754.75kN654.05kN,滿足。② 基礎(chǔ)底板的配筋計算基礎(chǔ)長邊方向的彎矩設計值，取Ⅰ-Ⅰ截面lap jI1

j

2l

(pj

pj

)204.611.3265.99kPaM [(I 48

j

p )(2bbjI

)(

j

p )b](la)2jI c1[(1.3214.55265.99)(22800510)(1.3214.55265.99)2800]48(3800650)2109695.72kNmMA IMsI 0.9fhy 0

695.72106 3133mm20.9360650配筋在2.8m范圍內(nèi)配1616，AsI

3218mm2計算基礎(chǔ)短邊方向的彎矩，?、颉蚪孛妫? 1M pII 24

(bbc

)2(2lac

) 1.3202.56(2800510)2(23800650)10924474.69kNmM

474.69106AsII

II0.9f(hy

d)0.9360(65016)配筋沿3.8m范圍內(nèi)配2012，AsIICBA⒈基礎(chǔ)底面尺寸的確定

2262mm2。設計地基的荷載值包括：①柱傳來的上部建筑的軸力、彎矩、剪力②基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)覆土重量③底層地基梁及墻體自重產(chǎn)生的軸力。墻和基礎(chǔ)梁傳來的集中力(250.250.410)3.33.95.176.88kN2柱傳來的上部荷載標準值：第一組：M' 38.56kNm，V' 14.79kN，N' 437.67kNk1 k1 k1第二組：M' 26.34kNm，V' ，N' 578.67kNk2 k2 k2則：傳至基礎(chǔ)底面的標準值第一組：M 38.5614.791.1555.57kNm，N 514.55kN，V 14.79kNk1 k1 k1第二組：Mk2

26.3411.31.1539.34kNm，Nk2

655.55kN，Vk2

11.3kN面積：⑴先按中心受壓計算，NA N

655.55 3.67m2 0 f a

d' 218.8202G⑵考慮到偏心影響，將Ao擴大10%，A4m2，取b2ml2mA4m2因為b=2m<3.0m，與前面的假定相一致，故不需重新計算f 。a⒉地基的驗算⑴承載力驗算①持力層驗算G k

Ad'2042160kNG對第一組：Me kM

55.57 L FGk k

514.55160 6F514.55 p kGk 168.64kPaF514.55

218.8kPak A 4 a6e 682.38pkmax

p(1 )168.64(1 )210.32kPa1.2fk l 2000 6e 682.38

262.56kPapkmin

p(1 168.641 126.96kPa0滿足；k l 2000對第二組：M 39.34 Le k 10348.24mm 333mmFG 655.55160 6k kF655.55 p kGk 203.89kPaF655.55

218.8kPak A 4 a6e 648.24pkmax

p(1 )203.89(1 )233.4kPa1.2fk l 2000 6e 648.24

262.56kPapkmin

p(1 203.891 174.38kPa0滿足；k l 20003.24邊柱基礎(chǔ)②下臥層驗算當?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層(承載力顯著低于持力層的高壓縮性土層)層承載力，且不屬于高壓縮性土，故不再做下臥層驗算。⑵變形驗算：依據(jù)《建筑地基設計規(guī)范》第3.0.2條之規(guī)定，本工程地基基礎(chǔ)的設計等級為丙級，160kPafak

200kpa

，且樓層數(shù)6，可不進行變形驗算。⑶穩(wěn)定驗算本工程不必考慮。3.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設計⑴抗沖切驗算柱邊截面h=700mmh0

=650mm則b2hc

41026501710mmb2000mmpjpjmaxl a b bpjmax

[( 2 2

h)b( 0 2 2

h)2]0 1.3 233.4 [( 650) 2000 ( 650)2] 106 39.13kN2 2 2 20.7hp

f(bt

h)h0 00.711.43(410650650103689.69kN39.13kN,滿足。(2)基礎(chǔ)底板的配筋計算基礎(chǔ)長邊方向的彎矩設計值，?、?Ⅰ截面lap jI

j

2l

(pj

pj

)275.61kPa1M [(I 48

j

p )(2bbjI

)(

j

p )b](la)2jI c1[(1.3233.4(22000410)(1.3233.42000]48(2000550)2109114.29kNmMA IMsI 0.9fhy0

114.29106 543mm20.9360650配筋在2m范圍內(nèi)配1410，AsI

1099mm2計算基礎(chǔ)短邊方向的彎矩，?、颉蚪孛?，1 1M pII 24

(bbc

)2(2lac

) 1.3203.89(2000410)2(22000550)10924127.04kNmM

127.04106A II 615mm2sII

0.9f(hy

d) 0.9360(65012)配筋在2m范圍內(nèi)配1410，AsII

1099mm2柱下鋼筋混凝土短柱的設計1.中柱短柱b510mm,h650mm,h0

65040610mm（對稱）M 80.52106 h第一組：e 42.73mm,e 21.67mm,ee

64.4mm0 N 1884.56103

a 30

i 0 aeei

ha2

64.465040349.4mm2NxfN

1884.56103b 114.3510

258mmxb

0.518610316mm,x2a's

80mm1cx x 258Ne

fbx(h

) 1884.56103349.4114.3510258(610 )AA'

1 c

2 2 s s f'(hy 0

a's

) 360(61040)1202mm20所以須按照構(gòu)造配筋：As

min

bh0.2%510650663mm2配筋為：416,s

804mm2.M 71.21106 h第二組：e 36.27mm,e 21.67mm,ee

57.94mm0 N 1963.24103

a 30

i 0 aeei

ha2

57.94

6502

40342.94mmNxfN

1963.24103b 114.3510

269mmxb

0.518610316mm,x2a's

80mm1cx x 269Ne

fbx(h

) 1963.24103342.94114.3510269(610 )AA'

1 c

2 2 s s f'(hy 0

a's

) 360(61040)1265mm20所以須按照構(gòu)造配筋：As

min

bh0.2%510650663mm2配筋為：416,s

804mm2.綜合可知：選筋416，放于短柱四角落，柱內(nèi)縱筋的中距不宜大于300，在兩長邊中各放216的縱向構(gòu)造鋼筋,在短邊中部各放116的縱向構(gòu)造鋼筋，按構(gòu)造要求選用筋8@180。2邊柱短柱：b410mm,h550mm,h0

圖3.25短柱截面配筋圖55040510mm（對稱

M 34.24106第一組：e 0

45.52mm,eN 752.27103 a

20mm,ei

e e0

65.52mmeei

ha2

65.52

5502

40300.52mmN 752.27103x 128mm

0.518510264mm,x2a'

80mm fb 114.3410 b s1c大偏心受壓x 128Nex 128

fbx(h) 752.27103300.52114.3410128(510 )AA'

1 c 0 2 2s s f' (hy 0

a's

) 360(51040)642mm20所以須按照構(gòu)造配筋：As

min

bh0.2%410550451mm2配筋為：416,As

804mm2e0

M 50.13 106 M 50.13 106N 568.97103

20mm,ei

e e0

108.11mmeei

ha2

108.1155040343.11mm2x

568.97103

97.04mm

0.518510264.18mm,x2a'

80mm fb 114.3410 b s1cx x 97.04Ne

fbx(h

) 568.97103343.11114.341097.04(510 )A

1c

2 2 s s f'(hy 0

a's

) 360(51040)398mm20所以須按照構(gòu)造配筋：As

min

bh0.2%410550451mm2配筋為：416,As

804mm2綜合可知：選筋416，放于短柱四角落，柱內(nèi)縱筋的中距不宜大于300，在四邊中部放116的縱向構(gòu)造鋼筋,按構(gòu)造要求選用箍筋8@180?；A(chǔ)梁設計

圖3.25短柱截面配筋圖C30fc

14.3N/mm2,ft

1.43N/mm2HRB400fy箍筋采用HPB300級。1．按縱向最長跨設計h400mmb250mm砌體墻重：2.34.3510kN/m

360N/mm2基礎(chǔ)梁自重：250.250.42.5kN/m1 1Mmax

ql212.57.5287.89kNm，a8 8

40mm，h0

has

360mm圖3.27縱向基礎(chǔ)梁計算簡圖11s M

87.89106

0.19，1

0.2120.518s 1

bh2c 0

114.325036021 11 1

0.894，

759mm22選配318，As

s763mm2

fhy0

0.894360360配筋率：A 763 0.763%ss

0.2% ，0.45 t0.19% bh 2504001 （21

min ffyf1V ql1

12.57.546.88kN，w

360

1.444，屬于厚腹梁， 1max

2 2 b 250 cV0.25c

fbhc

0.25114.325036010346.88kN，故截面符合要求0.7fbht 0

0.7