1、摘要該計算書為濱島醫療中心門診樓建筑方案及鋼框架結構設計計算書，本設計依據建筑方案及給出的結構類型。參照規范有建筑結構荷載規范（GB 50009-2012）、建筑抗震規范（GB 50011-2010）、混凝土結構規范（GB 50010-2010）、鋼結構設計規范（GB 50017-2003）等。完成設計內容有：建筑方案、結構平面布置、結構計算簡圖確定、荷載統計、內力計算、內力組合、主、次梁、柱選取及布置連接截面驗算以及節點設計、樓梯設計、基礎設計、工程概預算。結構類型為鋼框架結構，梁、柱為鋼梁、鋼柱，板為組合樓板，柱腳采用埋入式，樓梯為板式鋼筋混凝土樓梯、基礎采用錐形獨立基礎。本計算書中列出了

2、框架在恒荷載、活荷載、地震荷載、風荷載作用下的彎矩、剪力、軸力圖以及內力組合表。關鍵詞結構設計；鋼框架；獨立基礎；醫用建筑AbstractThe calculations for the BinDao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. Design process based on structural loads stan

3、dard (GB50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the Seismic Design of Buildings (GB50011-2010), design of steel structures (GB50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. The main work to complete the structure diagram layout and calcul

4、ation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.Type of structure is steel frame structure, beams, col

5、umns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. Meanwhile, The calculations in the framework of the book lists the dead load, live load, seismic loads, wind loads bending moment,

6、 shear, axial force, and force combination table.Keywords Structural Design; Steel Frame; single footing medical building; 摘要Abstract第1章 緒論1.1 課題背景1.2 內容提要第2章 工程概況及結構布置2.1 工程概況2.1.1 設計資料2.1.2 結構選型2.2 結構布置2.2.1 框架計算簡圖2.2.2 截面初選2.2.3 材料初選第3章 荷載統計3.1 屋面及樓面永久荷載標準值3.2 樓面積屋面可變荷載標準值第4章 截面設計4.1 組合樓板設計4.1.1

7、施工階段驗算4.1.2 使用階段驗算4.2 次梁設計4.2.1 次梁1設計采用塑性理論計算4.3 截面初選及線剛度計算4.3.1 截面初選4.3.2 框架梁柱的線剛度計算第5章 樓梯設計5.1 樓梯示意圖5.2 基本資料5.3 計算過程5.3.1 樓梯設計5.3.2 平臺板設計5.4 計算結果5.4.1 梯板5.4.2 平臺板平臺梁第6章 一品框架的受荷計算6.1 重力荷載代表值6.2 橫向框架側移剛度計算6.3橫向水平地震作用下框架內里和側移計算6.3.1 水平地震作用及地震剪力計算6.3.2 水平地震作用下位移驗算6.3.3 水平地震作用下橫向框架內力計算6.4 橫向風荷載作用下框架結構的

8、內力計算6.4.1 風荷載標準值計算6.4.2 風荷載作用下框架的內力計算6.4.3 豎向荷載作用下框架結構的內力計算第7章 內力組合第8章 構件截面驗算8.1 框架柱8.2 框架梁8.3 節點抗震驗算第9章 節點設計9.1 梁柱連接計算9.2 次梁與主梁的鉸接連接設計9.2.1 底層B軸處梁梁節點9.3 柱柱連接節點設計9.3.1 拼接連接計算9.4 柱腳節點設計9.4.1 第一組內力9.4.2 第二組內力計算第10章 基礎設計10.1 基礎示意圖10.2 基本參數10.2.1 依據資料10.2.2 材料信息10.2.3 基礎凍深及埋深10.2.4 荷載計算10.3 基礎尺寸的確定10.3.

9、1 持力層地基承載力確定10.3.2 基底尺寸10.3.3 驗算持力層地基承載力10.4 抗沖切驗算10.5 底板配筋驗算第11章 工程概預算11.1 編制說明11.2 工程造價結論參考文獻致謝第1章 緒論1.1 課題背景大學四年的生活即將伴隨著畢業設計結束，而它也是我們四年學習成果的檢驗，是一次歸納總結，融會貫通我們四年所學知識的一次檢驗，通過這次畢業設計，使得我們更好的理論聯系實際，提高我們運用理論知識的能力。同時編寫畢業設計計算書又提高了我們個人的耐性與修養，同時又讓我們練就了嚴謹的治學態度，為我們今后工作打下了堅實基礎。我的畢業設計的題目是濱島醫療中心門診樓建筑方案及鋼框架結構設計。鋼

10、結構具有高強、輕質、韌性好、抗震性能好的特點。近年來在國內外得到了廣泛認可與應用，為此我們選取鋼結構設計為題，鍛煉大家的實際設計能力，提高專業素養。1.2 內容提要本設計題目為濱島醫療中心門診樓建筑方案及鋼框架結構設計，主要包括以下內容：一、資料收集主要確定建筑功能、場地條件、地理位置、周邊環境及相關資料的收集。二、建筑設計建筑方案確定，包括：建筑體型確定、建筑平面設計、建筑立面設計、建筑剖面設計。三、結構設計結構設計主要包括：結構布置、荷載統計、橫向框架計算、組合樓板、次梁截面設計、豎向荷載作用下內力計算、水平荷載作用下內力計算、內力組合、截面驗算、節點設計、樓梯設計、基礎設計。第2章 工程

11、概況及結構布置2.1 工程概況2.1.1 設計資料工程名稱：濱島醫療中心門診樓建筑方案及鋼框架結構布置；建設地點：北戴河海濱聯豐北路；建筑面積：50005500m2,6層；建筑等級二級；耐火等級二級，采光等級依建筑功能而定；結構體系：鋼框架結構，柱采用熱軋H型鋼，梁為鋼-混凝土組合梁，樓板為鋼-混凝土組合樓板。氣象條件：基本風壓0.35KN/m,基本雪壓0.25KN/m地震條件：工程所處地區抗震等級二級，烈度7度，設計基本加速度0.1g，場地類別B類。2.1.2 結構選型1.結構體系選型：鋼框架結構2.屋面和樓面結構：壓型鋼板組合樓板3.樓梯結構：鋼筋混凝土樓梯2.2 結構布置本工程結構呈將矩

12、形，且平面為對稱多層鋼結構建筑，可采用純鋼框架結構，結構布置圖如圖2.1.樓板采用壓型鋼板組合樓板，該結構具有結構性能好、便于施工等優點。2.2.1 框架計算簡圖 取具有代表性的14軸框架進行計算,假定框架柱嵌于基礎頂面,框架梁與柱剛接,主梁與次梁鉸接.框架計算簡圖如圖2.2所示.2.2.2 截面初選 1.框架梁和次梁本工程采用壓型鋼板-混凝土組合樓板,可視為剛性鋪板,能阻止梁上翼緣的側向失穩因此不用考慮梁的整體穩定只需滿足梁的強度、剛度以及局部穩定要求，故本工程采用熱軋H型鋼梁，計算框架梁時，往往偏于安全的不考慮梁的組合效應，按鋼梁計算，初估截面尺寸可按荷載條件取跨度的1/201/12，梁翼

13、緣寬度取梁高的1/61/2，本工程中縱橫向框架梁均取HN400*200*8*13,次梁取HN300*150*6.5*9。2.框架柱 多層鋼框架柱常采用寬翼緣H型鋼，可保證弱軸方向的抗彎能力，框架柱的截面一般按照工程經驗確定，本工程均采用熱軋H型鋼，框架柱截面初選HW400*400*13*21。3.樓板 本工程樓面、屋面均采用鋼-混凝土組合樓板，考慮組合效用，選取YXB 75-200-600型鋼板肋沿橫向布置。2.2.3 材料初選 鋼材：Q345；墻體：1.外墻采用加氣混凝土砌塊，300mm厚，內墻采用加氣混凝土砌塊 200mm厚；拍片室地面和墻面刷含硫酸3%的1:2.5水泥砂漿，其中地面厚20

14、，樓面厚10；樓板：采用C30混凝土，fc=14.3 KN/m2；鋁合金門窗：=0.45 KN/m2；砂漿：1.水刷石=0.5 KN/m2 ，2.水泥粉刷=0.36KN/m2圖2.1 結構布置簡圖圖2.2 框架計算簡圖第3章 荷載統計3.1 屋面及樓面永久荷載標準值1.屋面（不上人屋面）防水層：10厚細石混凝土保護層 三氈四油鋪小石子 找平層：20厚1:2水泥砂漿 找坡層：40厚水泥砂漿找平 保溫層：80厚礦渣水泥 結構層：100厚C25鋼-混凝土樓板 裝飾層： 壓型鋼板： 合計 2.樓面瓷磚地面（包括粗水泥砂漿打底） 平均厚度100鋼筋混泥土板 壓型鋼板 合計 3.2 樓面積屋面可變荷載標準

15、值1.不上人屋面均布活荷載標準值 2.樓面活荷載標準值醫院門診室 走廊 3.雪荷載標準值 第4章 截面設計4.1 組合樓板設計鋼材選用Q345，混凝土等級選用C30， ，壓型鋼板上覆混凝土厚度80mm，樓板總厚度150mm，gk=4.10kN/m2,qk=2.0kN/m2,跨度l=3.3m，采用YXB75-200-600型壓型板壁厚1.0mm，波高75mm播劇200mm，如圖4.1所示。計算時取單元寬度200mm為對象進行計算，故首先需計算出單位寬度的壓型板，帶肋混泥土板和壓型鋼板混凝土組合板截面特性如圖4.2，圖4.3，圖4.4，計算結果見表4-1和表4-2，4-3。圖4.1 YXB75-2

16、00-600壓型鋼板圖4.2 混凝土板截面特性圖4.3 壓型鋼板截面特性圖4.4 組合樓板截面特性表4-1 壓型鋼板截面特性列表名稱 /mmB /mm /mm / mm2 /mm4數值7520030.73232.38×105表4-2 混凝土板截面特性列表名稱 /mm /mmh /mmB /mm /mm/mm2 / mm4數值807515520059.8224753.303×107表4-3 組合樓板截面特性列表（單位:mm）名稱B數值110.720064.4其中由鋼與混凝土組合結構表4-2查得每米寬板的慣性矩為119.3×104 mm4 ，可得單位寬度(200 mm

17、)的板單元的慣性矩為：=119.3×104 /5=2.386×105 mm4由公式 （4-1）其中=6.87代入數值得：=64.4mm4.1.1 施工階段驗算按單向板計算，且僅驗算強邊方向的強度和撓度。4.1.1.1 荷載計算(1) 恒荷載 3.44 kN/m2(2) 施工階段的活荷載 1.5 kN/m2(3) 組合樓板上作用的永久荷載標準值和設計值=3.44×0.2=0.688 kN/m，=1.2×0.688=0.826 kN/m(4) 組合樓板上作用的活荷載標準值和設計值=1.5×0.2=0.3 kN/m，=1.4×0.3=0.4

18、2 kN/m4.1.1.2 內力計算施工階段壓型鋼板所受到的最大彎矩為：4.1.1.3 施工階段強度驗算>1.696 kN/m310×2.386×105/(80-30.7)=1.500kN/m>1.696 kN/m故組合樓板不滿足承載力的要求。4.1.1.4 施工階段撓度驗算>即撓度不滿足允許撓度要求，并且撓曲效應不可忽略。綜上可知，施工階段應增設支撐以滿足強度、剛度要求。在跨中設置支撐，則跨度，有：<即抗彎強度與撓度都滿足要求。4.1.2 使用階段驗算=50100時，正彎矩和撓度按單向板計算，且都按簡支板計算，負彎矩按固端板計算。4.1.2.1 荷

19、載計算1 恒荷載 3.44 kN/m22 使用階段的活荷載 2.5kN/m23 組合樓板上作用的永久荷載標準值和設計值=3.44×0.2=0.688 kN/m，=1.2×0.688=0.826 kN/m4 組合樓板上作用的活荷載標準值和設計值=2.5×0.2=0.50 kN/m，=1.4×0.5=0.70 kN/m4.1.2.2 內力計算使用階段壓型鋼板所受到的最大彎矩為：kN.m4.1.2.3 采用塑性計算方法驗算=323×310=100130 N=1.0×14.3×200×80=228800 kN<故可按

20、第一類截面進行驗算：=35.0 mm110.7-=0.8×14.3×35×200×93.2=7.5 kN·m>故組合樓板滿足承載力的要求。.4 其他驗算1.斜截面抗剪承載力由于組合板沿豎向較柔，在截面豎向剪力作用下，截面不易發生斜截面剪切破壞，因此組合板的斜截面抗剪承載力不成為樓板破壞的控制條件，一般無需驗算。2.組合板混凝土與壓型鋼板界面的縱向抗剪承載力為防止壓型鋼板與混凝土之間產生相對滑移，通常設置栓釘，故無需驗算。3.組合板的沖切承載力驗算該工程樓板受均布荷載作用，無較大集中荷載，故無需驗算。4.組合板的裂縫驗算計算區域無負彎矩，無

21、需驗算。4.2 次梁設計鋼梁的截面可根據跨度和荷載條件來決定，同時受到建筑設計和使用要求的限制。對于一般的民用建筑，如果采用熱軋或者焊接的H型鋼，初始梁高可以根據荷載條件取跨度的1/201/12，而梁的翼緣寬度可以根據荷載條件取梁高的1/61/2。4.2.1 次梁1設計采用塑性理論計算4.2.1.1 截面尺寸確定1.組合次梁的截面尺寸組合次梁1的跨度：=5800mm，間距：=3300mm組合次梁截面高度：l/15=5800/15=386.67 mm，取=450 mm壓型鋼板肋高： =75 mm混凝土翼板的厚度：=80 mm2.鋼梁的截面尺寸鋼梁截面高度：450-80-75=295=300 mm

22、/2.5=180 mm鋼梁截面尺寸試選HN300×150×6.5×9由于壓型鋼板的板肋方向與次梁的軸線方向相互垂直，故可不考慮壓型鋼板頂面以下混凝土的作用，混凝土樓板按無托板考慮。如圖4.5所示。圖4.5 無托板組合梁 (4-2)取鋼梁的上翼緣寬度，即=150mm和的值取決于，和的值，其中：=5800/6=966.67mm6×80=480mm（偏于安全，未考慮壓型鋼板板肋中混凝土）=1575 mm圖4.6 組合截面次梁的計算簡圖由于次梁為中間梁，且上部混凝土翼板為連續板，故：=480mm根據式(4-1)得：=150+480+480=1110mm組合截面次

23、梁截面計算簡圖見圖4.64.2.1.2 截面特性計算1.鋼梁截面特性鋼梁截面面積： =4678 mm2 鋼梁截面慣性矩： =6.829×107 mm4 鋼梁截面抵抗矩： =4.553×105 mm3半截面面積矩： =2.61×105 mm3鋼梁截面y方向回轉半徑：=32.9 mm彈性模量： =2.06×105 N/mm2 2.考慮荷載短期效應影響時換算截面的截面特性鋼材彈性模量與混凝土的彈性模量比值：=6.87，又混凝土板換算寬度： (4-2)根據式(4-2)得混凝土板換算寬度為1110/6.87=161.6 mm組合梁換算截面面積：=161.6

24、5;80+4678=17606 mm2換算截面的中和軸距離：=3.164×108 mm4 3.考慮荷載長期效應影響（混凝土徐變）時換算截面截面特性=6.87，=1110/（2×6.87）=80.8 mm組合梁換算截面的面積：=80.8×80+4678=11142 mm2換算截面中和軸距離：=換算截面慣性矩：=2.60×108 mm4 4.2.1.3 施工階段驗算 1.荷載計算鋼梁自重： 0.37 kN/m現澆混凝土板自重： 2.5 kN/m2 施工活荷載： 1.5 kN/m2 鋼梁上作用的恒荷載標準值和設計值分別為：=0.37+2.5×3.3=

25、8.62 kN/m，=1.2×8.62=10.344 kN/m鋼梁上作用的施工活荷載標準值和設計值分別為：=1.5×3.3=4.95kN/m，=1.4×4.95=6.93kN/m2.內力計算（按簡支梁計算）恒荷載產生的彎矩設計值和剪力設計值分別為：=1/8×10.344×5.82=43.497 kN·m=1/2×10.344×5.8=29.998kN活荷載產生的彎矩設計值和剪力設計值分別為：=1/8×6.93×5.82 =29.141 kN·m=1/2×6.93×5

26、.8=20.097 kN鋼梁上作用的彎矩設計值和剪力設計值分別為：=43.497+29.141=72.638 kN·m=29.998+20.097=50.095 kN3 鋼梁上應力計算鋼梁翼緣彎曲應力：=156.6 N/mm2 <=310 N/mm2鋼梁腹板剪應力：=29.455 N/mm2 <=180 N/mm2既鋼梁應力滿足要求。4 鋼梁整體穩定驗算在施工階段，當組合樓板混凝土強度尚未到達設計值，且壓型鋼板不能完全提供側向支撐時，需對組合截面次梁的鋼梁進行整體穩定計算。鋼梁的整體穩定系數可按一般鋼梁整體穩定計算，鋼梁平面外計算長度=5.8m，鋼梁跨中無側向支撐點，荷載

27、作用于鋼梁上翼緣，并且有=5800/150=38.67>10.5（Q345鋼，見鋼與混凝土組合梁表5-6），根據鋼結構設計規范附錄B，可得：=，=0，=由于=0.69+0.13×1.16=0.84可得鋼梁整體穩定系數為：無需對穩定系數進行修正。<=310 N/mm2整體穩定滿足要求。5 鋼梁撓度計算mm=故鋼梁能滿足施工階段的設計要求。4.2.1.4 使用階段計算1 荷載計算建筑面層及吊頂荷載：1.5 kN/m2樓面活載： 2.5 kN/m2組合梁上使用階段荷載標準值和設計值：=0.37+（2.5+1.5+0.14）×3.3=14.03 kN/m=1.2

28、5;14.03=16.84 kN/m組合梁上使用階段后增加的活荷載標準值和設計值分別為：=2.5×3.3=8.25 kN/m，=1.4×8.25=11.55 kN/m梁從屬面積，故無需折減。2 內力計算恒荷載產生的彎矩設計值和剪力設計值分別為：kN·m活荷載產生的彎矩設計值和剪力設計值分別為：使用階段組合梁上作用的彎矩設計值和剪力設計值分別為：70.81+48.57=119.38 kN·m48.84+33.50=82.34 kN3 鋼梁的穩定性對于簡支組合梁，在使用階段由于混凝土翼板可為鋼梁上翼緣提供可靠的側向支點，故鋼梁的整體穩定性無需計算。鋼梁的局部

29、穩定翼緣：，滿足要求。腹板：，滿足要求。4 組合梁的承載能力次梁截面類型確定中和軸位置：NN由于，故塑性中和軸位于鋼梁內，截面屬于第二類截面。鋼梁受壓區面積：=0.5×(4678-1110×80×14.3/310)=290.87m2 受壓鋼梁面積上翼緣面積：9×150=1350mm2 >中和軸位于上翼緣內即：hn<x<hn+t則有且 =363kNm> 故承載力滿足要求。5 抗剪承載力使用階段次梁按塑形理論計算時，剪力均由鋼梁開承擔滿足要求6 使用階段撓度驗算組和次梁為簡支梁，施工時鋼梁下不設臨時支撐，且不考慮組合梁滑移交叉點對撓度

30、影響，即荷載計算施工階段作用于鋼梁的恒荷載標準值： 使用階段作用于鋼梁上后增加的荷載標準值：使用階段作組合梁中鋼梁由材料自重值所產生的撓度：組合梁在使用階段后增加荷載產生的撓度：使用階段作用于鋼梁上后增加的荷載準永久組合值：組合梁撓度： 撓度驗算滿足要求。4.2.1.5 抗剪連接件計算1 類型采用M16圓柱頭焊釘，栓釘高度=110 mm，截面面積=201.1 mm2 ,壓型鋼板YXB75-200-600，平均寬=130 mm，波高=75 mm，混凝土C30，=3.0×104 N/mm2 ，=14.3 N/mm2 。2 梁上最大彎矩點和鄰近零彎矩點之間混凝土板與鋼梁間縱向剪力=1219

31、.840kN=1450.180 kN=1219.84kN3 單個圓柱頭栓釘抗剪連接件的抗彎承載力由于組合次梁為簡支梁，梁上無負彎矩區段，故單個圓柱頭栓釘連接件抗剪承載力的折減系數，壓型鋼板的板肋與組合次梁軸線方向垂直，取，可求出單個圓柱頭栓釘連接件的抗剪承載力折減系數：=56.6 kN=72.8 kN=56.6 kN=27.50 kN4.組合截面次梁半跨上所需栓釘抗剪件的總數，取46個。5.栓釘的縱向間距沿梁半跨在寬度方向設置雙排栓釘，則其縱向間距為：需滿足=126.09 mm>=64 mm且故取=150 mm最終組合截面次梁上的抗剪連接件為A16圓柱頭焊釘，間距為150 mm，高度為1

32、10 mm。4.3 截面初選及線剛度計算 截面初選主要截面特征見表4-1表4-1 主要構件特征表構件尺寸 /mm截面面積/cm2單位重量/kg·m-1截面特性 /cm4/cm3 /cm/cm4/cm3/cm次梁3001506.5946.7836.76829455.312.08507.267.63.29主梁40020081388.3765.422775113916.531735173.54.56柱子4004001321218.7171.766455332317.4322410112010.12 框架梁柱的線剛度計算中間梁： 左邊跨梁： 右邊跨梁： 底層柱： 二至六層柱： 第5章 樓梯設

33、計5.1 樓梯示意圖圖5.1 樓梯示意圖5.2 基本資料1 依據規范：建筑結構荷載規范(GB50009-2012)混凝土結構設計規范(GB50010-2010)2 幾何參數：（二六層）樓梯凈跨：=3300mm 樓梯高度：=1800mm樓板厚：=100mm 踏步數：=12（階）上平臺樓梯梁寬度：=250mm 下平臺樓梯梁寬度：=250mm上平臺樓梯梁高度： 下平臺樓梯梁高度： 3 荷載標準值：可變荷載：=2.50kN/m2 面層荷載：=0.65kN/m2欄桿荷載：=0.2kN/m24 材料信息：混凝土強度：C30，=14.3N/mm2，=1.43N/mm2，=25.0kN/m3鋼筋強度等級：HR

34、B335，=300N/mm2抹灰厚度：=20.0 mm，=20.0 kN/m35.3 計算過程5.3.1 樓梯設計.1 樓梯幾何參數踏步高度：=150 mm，踏步寬度：=300 mm計算跨度：m 梯段板與水平方向夾角余弦值：.2 荷載計算（取B=1 m寬板帶）恒荷載：踏步重：斜板重：瓷磚面層：kN/m板底抹灰重：恒荷載標準值：活荷載標準值：荷載設計值：.3 內力計算計算跨度：l0=3.5m跨中彎矩：計算系數：得：縱筋（1號）計算面積：支座負筋（2、3號）計算面積：5.3.2 平臺板設計幾何尺寸：板厚h=70mm，取1m寬板帶進行計算。載計算值：P=6.788kN/m平臺板的計算跨度：m 彎矩設

35、計值：kN.m計算系數：得：計算面積：5.4 計算結果 5.4.1 梯板1號鋼筋計算結果（跨中）計算面積：=505.3mm2/m 采用方案：B10150實配面積：523.0mm2/m2、3號鋼筋計算結果（支座）計算面積：=252.65mm2/m 采用方案：B10300實配面積：262.0mm2/m4號鋼筋（分布鋼筋）計算結果：采用方案：A8300 實配面積：168.0mm2/m5.4.2 平臺板5、6號鋼筋計算結果：計算面積：=121.55 mm2/m 采用方案：B10200實配面積：393.0 mm2/m 筋配率： 6號鋼筋（分布鋼筋）計算結果：采用方案：6250 實配面積：113.10 m

36、m2/m5.4.3平臺梁.1 平臺梁基本參數平臺梁采用熱軋H型鋼，HN300×150×6.5×9，截面特性.2 荷載計算恒荷載平臺梁自重 36.7×9.8=0.36 kN/m平臺板傳來 2.74×1.775/2=2.43 kN/m 梯段板傳來 6.60×3.3/2=10.89 kN/m 小計 13.68 kN/m活荷載 2.5×(3.3/2+1.775/2)=6.34 kN/m總荷載設計值： P=1.2×13.86+1.4×6.34=25.51 kN/m.3 內力計算鋼梁按簡支梁計算，鋼梁上作用的彎矩設計

37、值和剪力設計值分別為：kN/m.4 鋼梁上應力計算鋼梁翼緣彎曲應力：72.63 N/mm2 <=310 N/mm2鋼梁腹板剪應力：24.7 N/mm2 <=180 N/mm2，即鋼梁應力滿足要求。.5 鋼梁整體穩定驗算鋼梁的整體穩定系數可按一般鋼梁整體穩定計算，鋼梁平面外計算長度=3.3m，鋼梁跨中無側向支撐點，荷載作用于鋼梁上翼緣，并且有=3300/150=22>13（Q345鋼，見鋼與混凝土組合梁表5-6），根據鋼結構設計規范附錄B，可得：=0.66<2.0，=0，100.91由于=0.69+0.13×0.66=0.78可得鋼梁整體穩定系數為： =1.02

38、>0.6需對穩定系數進行修正：=0.7996.5N/mm2 <=310 N/mm2整體穩定滿足要求。.6 鋼梁撓度驗算=2.20mmmm 滿足要求。第6章 一品框架的受荷計算6.1 重力荷載代表值結構抗震分析時一般可取整和房屋或抗震縫區段為計算單元，計算簡圖為串聯多自由度體系，如圖6-1所示，集中于各樓層標高處的重力荷載代表值Gi為各層可變荷載乘以相應組合值系數，各構件重力荷載代表值見表6-1至6-3圖6.1 各層重力荷載代表值計算簡圖表6-1 重力荷載代表值層次構件1橫梁11.050.6475.80026102.446橫梁21.050.6473.0001224.457續表6-1橫

39、梁31.050.3665.800920.060橫梁41.050.3664.20023.228層次構件1橫梁51.050.6473.0001224.457604.742縱梁11.050.6476.6001044.837縱梁21.050.6473.300817.935縱梁31.050.6479.900113.773縱梁41.050.6475.00013.397縱梁51.050.6472.50011.698縱梁61.050.6472.40011.630柱11.101.693.90054391.505柱21.100.4693.900714.8652-5橫粱11.050.6475.80026102.44

40、6615.424橫粱21.050.6473.0001224.457橫粱31.050.3665.800920.060橫粱41.050.3664.20023.228橫粱51.050.6471.80044.891縱梁11.050.6476.6001044.837縱梁21.050.6473.300817.935縱梁31.051.3259.900113.773縱梁41.050.6475.00013.397縱梁51.050.6472.50011.698縱梁61.050.6472.40011.630柱11.101.6903.60054361.390柱21.100.4953.600815.6826橫縱梁以及柱

41、1同上614.880柱21.10.4953.600713.721注：為考慮梁柱粉刷層重力荷載代表值增大系數，g為單位長度構件的重力荷載；li為梁柱長度；n為構件數量；Gi為梁柱重力荷載代表值，Gi為各層梁柱重力荷載代表值。表6-2 墻、樓板、屋面板重力荷載代表值層次構件A/m21外墻2.63577.21518.0362626.532內墻2.18967.22108.4962-4外墻2.63577.21518.0363605.277內墻2.18957.452087.2415-6外墻2.63577.21518.0363496.517內墻2.18907.561978.481其他1-5層樓板3.4484

42、4.322904.4612904.4616層屋面板6.76844.325631.6145631.614表6-3 各層重力荷載代表值層次1234567135.77125.17125.17125.17016.49743.045270.61688.61688.61688.61688.61688.6422.18865.47980.07969.47969.47969.47860.79954.049703.3注：，式中為第i層恒荷載產生的重力荷載，為樓面均布活荷載產生的重力荷載。6.2 橫向框架側移剛度計算梁的線剛度為 （6-1）其中E為鋼材的彈性模量，Ib為鋼梁截面慣性矩，l為量的計算跨度。柱的線剛度為

43、，其中Ic為柱截面慣性矩，h為柱計算高度。柱的側移剛度D按下式計算： （6-2）式中柱側移剛度修正值，對不同情況按結構力學中有關內容計算。各層框架柱側移剛度計算見下表6-4,為梁柱線性剛度比表6-4各層框架住側移剛度計算層次中柱邊柱2-60.6240.2388374.0740.2130.0963377.77810.7270.4509979.5920.2480.3337384.898N/mmN/mm，故該框架為規則框架。6.3橫向水平地震作用下框架內里和側移計算（1）橫向自振周期計算對于質量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結構，其振周期T，可按下式計算： (6-3)假想把集中在各層樓面處重力荷載代

44、表值Gi作為水平荷載計算得到的結構頂點位移；結構基本自振周期考慮填充墻影響的折減系數，對框架結構取0.60.8對框架結構按下列公式計算 (6-4) (6-5) (6-6)橫向框架各層重力荷載代表值作用下頂點位移的計算見表6-5表6-5結構頂點假象側移計算層次69954.099954.0923503742.35692.1057860.7217814.8123503775.80649.7547969.4825784.29235037109.70573.9537969.4833753.77235037143.61464.2527969.4841723.25235037177.52320.641798

45、0.5549703.8347289143.12143.12取，則s6.3.1 水平地震作用及地震剪力計算本設計結構總高度不超過40m，質量剛度沿高度分布均勻且變形以剪切變形為主，因此可采用底部剪力法計算水平地震剪力作用。結構等效重力荷載代表值對于50m一下的多層鋼框架結構，阻尼比取0.04，因此地震影響系數曲線下降段衰減指數阻尼調整系數水平地震影響系數0.0291水平地震影響系數由結構抗震等級決定水平地震作用標準值，即底部剪力由于T1>1.4Tg=0.49s需考慮附加水平地震作用，頂部附加地震作用系數則頂層水平地震作用： (6-7)其余各層水平地震作用： (6-8)各層水平地震剪力： (

46、6-9)1.各層水平地震作用及地震剪力計算見表6-6表6-6各層水平地震作用及剪力計算層次Hi/m622.29954.09220980.800.328535.44535.44518.67869.48146209.390.217224.10759.54415.07969.48119542.20.178183.82943.36311.47969.4890852.070.135139.421082.7827.87969.4862161.940.09295.011177.7914.27980.5533518.310.04950.601228.39按抗震驗算時，結構各層最小水平地震剪力標準值應符合下式要

47、求： (6-10)式(6-10)中為剪力系數，查表得=0.016，結構最小水平地震剪力驗算見表6-7表6-7 結構樓層最小地震剪力驗算樓層69954.099954.09159.27535.44續表6-757860.7217634.84282.16759.5447969.4825604.29409.67943.3637969.4833573.77537.18082.7827969.4841543.25664.691177.7917980.5549523.8792.381228.39驗算結果證明，樓層最小水平地震剪力標準值滿足要求。6.3.2 水平地震作用下位移驗算水平地震作用下各層層間位移及頂點

48、位移u可按下列公式計算：水平地震作用下橫向框架的位移計算結果見于表6-8，在表6-8中為各層層間彈性位移角，為各層層高。表6-8水平地震作用下橫向框架的位移驗算層次6535.442350372.2822.6836001/15795759.542350373.2320.4036001/11154943.542350374.0117.1736001/89831082.782350374.6113.1636001/78121177.792350375.018.5536001/71911228.393472893.543.5442001/1187由表6-8可知最大彈性層間位移角發生在第二層，其值為=1/719，滿足抗震規范要求。6.3.3 水平地震作用下橫向框架內力計算求得框架層打的層間剪力Vi后，層j柱分配到的剪力Vij及該柱上、下端彎矩和可按下列公式進行計算： （6-11） (6-12) (6-13) (6-14)柱端彎矩及剪力計算見表6-9。表6-9柱端彎矩及剪力層次/m邊柱y63.6535.4423503733787.700.2130.0130.3627.3653.6759.54235037337810.920.2130.2078.1431.1743.6943.36235037337813.560.2130.30714.9933.8333.61082.7823503733781