钢结构_框架_毕业设计_答辩

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其中 0.032
第八章．框架在水平地震作用下的内力计算
框架柱剪力及反弯点高度比 柱反弯点高度比即在各层等高、等跨相等、各梁和柱线刚度都不改变 多层框架在水平荷载作用下求得的反弯点高度比。根据该框架总层数 及该层所在层数、梁柱线刚度比值，且荷载近似倒三角形，查的反弯 点高度比 y n 。 框架柱剪力及弯矩计算（D值法） 在水平荷载作用下，框架内力及位移可采用D值法进行简化计算。 y 反弯点高度： 柱顶截面处弯矩为 M Vi h yh 柱底截面处弯矩为 M Vi yh
第二章．结构选型
经济技术分析 与钢筋混凝土结构作比较，钢结构具有以下优点： ⑴强度高，质量轻 ⑵构件截面小、有效空间大 ⑶材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越 ⑷制造简单，施工周期短 ⑸节能、环保 钢框架结构承重体系特点 ⑴建筑平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间。需要时，可 用隔断分隔成小房间。 ⑵各部分刚度比较均匀，抗震性能好。 ⑶抗侧刚度小，侧向位移大；梁柱节点腹板较薄，节点域将产生较 大的剪切变形，也使框架侧移增大。
P 梁上集中力
第十章．内力组合
有地震作用效应组合 对高度小于60m的建筑，不计风载和竖向地震
S 1.2恒载 0.5 活载 1.3 地震荷载
S G SGE Eh S EhK
对于本设计，取梁端和跨中三分点作为梁承载力设计的控制截面。因 此，梁的最不利组合内力是： M max Vmax 梁端截面： M max 梁跨中截面：
恒载作用下裙房部分的框架弯矩图
活载作用下裙房部分的框架弯矩图
梁端剪力及柱轴力计算 梁端剪力 V Vq Vm 式中： Vq 梁上荷载引起的剪力， Vq P
Vm 梁端弯矩引起的剪力， Vm M左 M右 l
柱轴力 N V P 式中： V 梁端剪力
967.24
543.36
横向框架变形验算 框架水平位移可分为两部分：由 框架梁弯曲变形产生的位移和由 柱子轴向变形产生的位移，框架 顶端位移为，式中可由D值法求 得。 第一阶段抗震设计，其层间侧移 标准值不得超过结构层高的1 300
抗震验算 n 满足 Vi G j kN
第三章．华鑫综合办公楼设计概况
设计宗旨 · 达到综合性建筑的一体感 · 优质的办公环境 设计内容 包括设计前准备、初步设计阶段、施工图设计阶段三部分 建筑图设计有 建筑设计说明、平面设计、立面设计、剖面设计、楼梯设 计、墙体设计
第二部分
结构部分设计
第一章．工程概况
工程名称：华鑫综合办公楼 工程地点：北京 建筑用地面积：5000 m2 建筑面积：10372.32m2 建筑总高：38.8m 层数共9层，层高：一~二层商场层高为4.5m，三~九层办公用房层 高为3.6m 建筑物重要性类别：2 建筑耐火等级：地上部分为二级，地下室为一级 结构形式：钢框架 抗震设防烈度：8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震 分组为第一组。 2 基本雪压：0.40 KN / m 基本风压：0.45 KN / m 2
第四章．材料的选用
主体钢结构用钢材 ⑴框架梁、柱：选用Q235B钢 ⑵压型钢板：选用Q235B钢，C25混凝土，钢筋为HPB235级 焊条 选用E4315型（底氢型）焊条。 主梁翼缘与柱连接焊缝质量为一级，其余全熔透焊缝为二级。 高强度螺栓 采用10.9级扭剪型高强螺栓连接，按摩擦型设计，接触面喷砂处理。 筏形基础 选用C40混凝土，钢筋为HRB335级。
工程地质情况：拟建场地内地形平坦，地面绝对标高在48.20m。 无陷坑及古墓，地基无滑坡等稳定问题。 ⑴地下水概况：经丰水期钻探，最高地下水位为30.54m，无侵蚀性； ⑵冰冻深度：无冻土； ⑶各层土层见下图：
⑷场地类别：Ⅱ类，地基承载力特征值 f ak =180 kN / m2
地基基础设计等级：乙级
⑷楼面均布恒荷载标准值 ⑸楼面均布活荷载标准值 ⑹楼面板荷载计算 压型钢板组合楼盖设计 分施工阶段和使用阶段两个阶段进行 施工阶段验算在施工荷载荷载作用下，压型钢板的强度与变形 使用阶段计算组合板在全部荷载作用下的强度与变形
第七章．水平地震力作用下的框架侧移验算
重力荷载代表值计算 本结构地下一层，地上九层；因本建筑为商场和办公为一体的综合办 公楼，故有两层的裙房。在以下的计算中将对主体结构与裙房进行分 别计算。 顶层重力荷载代表值GEn GKn 0.5QKn GKn (女儿墙自重+屋面恒载+纵、横梁自重+半层柱自重+半层墙、 门窗自重)标准值 QKn （屋面活载）标准值 其他层重力荷载代表值 GEi GKi 0.5QKi GKi （楼面荷载+纵、横梁自重+上下各半层柱自重+上下各半层墙、 门窗自重）标准值 QKi （楼面活载）标准值
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框架柱 每层取最不利组合计算 ⑴计算长度 由 K1, K 2查表得柱长度系数 ，则柱的计算长度为h h0 ⑵强度验算 N M x
An
xWnx
f
⑶框架柱平面内、平面外稳定验算 · 平面内稳定
N x A
· 平面外稳定
M N tx f y A bWx
有震时梁内力计算简图
无地震作用效应组合 S G SGK Q Q SQK W W SWK 可变荷载效应控制 S 1.2SGK 1.4SQK 永久荷载效应控制S 1.35SGK 1.4 0.7SQK 柱内力组合 框架柱取每层柱顶和柱底两个控制界面。
mx M xWx 1 0.8
N ' N Ex
f
⑷柱板件宽厚比验算 ⑸柱长细比验算 要求柱长细比不宜大于 120 235
fy
强柱弱梁验算 强柱弱梁应满足 W pc f yc

N Ac
W pb f yb
节点域的抗剪强度、屈服承载力和稳定性验算 ⑴节点域稳定性验算 箱形截面柱的节点域的稳定性应满足 hb hc t w
横向框架水平地震作用计算 此建筑是高度不超过60m且平面和竖向较规则的以剪切变形为主的建 筑，故地震作用计算采用底部剪力法。在多遇地震作用下，对不超过 12层的建筑的阻尼比为0.035。 经过计算主体结构部分 Tg 0.35s T1 1.18s 1.4Tg 1.4 0.35 0.49s n 0.15 有顶点附加水平地震作用 Fn 裙房部分 Tg 0.35s T1 0.37s 1.4Tg 1.4 0.35 0.49s n 0 无顶点附加水平地震作用 Fn
华鑫钢框架结构综合楼设计
华鑫综合楼
指导老师：金云
第一部分
建筑部分设计
第一章.钢结构房屋的优点
强度高，质量轻 构件截面小、有效空间大 材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越 制造简单，施工周期短 节能、环保
第二章.办公建筑设计概述
办公建筑是现代社会生活中必不可少的组成部分，是现 代城市建设中的具有代表性的建筑类型之一。创造人与 人之间交流的空间形式和环境是未来建筑的重要任务， 办公建筑的首要任务就是广泛的收集信息，因此集办公、 商业为一体的多功能综合性的办公楼是办公建筑的发展 趋势。办公建筑于其他建筑一样存在着建筑所共有的普 遍共性，但由于其使用功能的特殊性，在设计的过程中 还应遵守它的使用性、安全性和卫生要求。
梁、柱线刚度计算 钢框架结构中，考虑现浇钢筋混凝土楼板与钢梁的共同作用，在计算 梁线刚度时，对边框架梁取 K b 1.2 EIb l0 ；对中框架梁取 K b 1.5 EIb l0 柱线刚度为 K c EIc h 横向框架柱抗侧刚度D值 D即是使两端固定的柱上、下端产生相对水平位移时需要在柱顶施加的 水平力。 横向框架结构自振周期 按顶点位移法计算框架基本自振周期 T1 1.7T u n
框架梁端弯矩、剪力及柱轴力
水平地震作用下主体结构部分边框架弯矩图
水平地震作用下主体结构部分边框架梁端剪力 及轴力计算简图
水平地震作用下主体结构部分中框架弯矩图
水平地震作用下主体结构部分中框架梁端剪力 及轴力计算简图
水平地震作用下裙房部分边框架弯矩图
水平地震作用下裙房部分中框架弯矩图
水平地震作用下裙房部分边框架梁端剪力 及轴力计算简图
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⑵节点域抗剪强度验算 由柱翼缘与水平加劲肋包围的节点域，在周边弯矩和剪力的作用下， M M b 2 4 抗剪强度按下式计算： b1 fv Vp 3 ⑶屈服承载力验算 M pb1 M pb2 4 fv 抗震设防的结构还应满足屈服承载力 Vp 3 抗剪强度不合格时，将柱腹板在节点域范围内更换为厚度满足要求的 板件，加厚板件应伸出柱横向加紧肋之外各150mm，并采用对接焊缝与 柱腹板相连。
第十二章．节点连接设计
梁柱连接 框架梁与柱刚性连接时，柱为带悬臂段的柱单元，纵向框架与柱连接 时为铰接。框架梁与柱刚性连接时，在梁翼缘的对应位置设置柱的水 平加劲肋，其厚度与翼缘等厚。 梁拼接采用M24高强螺栓，摩擦面采用喷砂处理 0.45，螺栓强度等 P 225 kN 。梁翼缘板为坡口全熔透焊。 级10.9，
工字型梁腹板部分
b1 10 t
h0 N 80 110 b tw Af
⑸梁的整体稳定 · 使用阶段：l1 13
b
· 施工阶段：在梁上加临时支撑 · 罕遇地震阶段： 在罕遇地震作用下，在横梁的下翼缘可能出现塑性铰的截面处应设置 侧向支撑。7度以上抗震设防的高层建筑，梁受压翼缘在支撑连接点间 的长度与其宽度之比，应符合现行国家标准《钢结构设计规范》 （GB50017-2003）关于塑性设计时的长细比要求。 L1 L L 35 L y 取验算长度 1 为塑性铰出现处 到相邻支撑 距离 b 10 3 ⑹挠度验算 截面最小高度 h hmin L
水平地震作用下裙房部分框架梁端剪力 及轴力计算简图
第九章．竖向荷载作用下Baidu Nhomakorabea向框架的内力计算
荷载计算 框架内力计算 分配系数计算 考虑对称框架在对称荷载作用 下，取半框架进行计算 传递系数 1 远端固定，传递系数为 ， 2 远端滑动铰接，传递系数为-1
弯矩图
活载作用下主体结构部分的框架弯矩图 恒载作用下主体结构部分的框架弯矩图
第三章．结构布置
平面布置 简单、规则、对称的原则，柱距尺寸 为8.4m×8.4m 竖向布置 规则，刚度均匀，无突变；柱采 用箱型截面
楼盖结构 钢结构的常用楼面做法有：压型钢板组合楼板、预制楼板、叠合楼板 和普通现浇楼板。组合楼板中的压型钢板不仅用作永久性模板，而且 代替混凝土板的下部受拉钢筋与混凝土一起共同工作，承受包括自重 在内的楼面荷载。目前最常用的做法为压型钢板现浇钢筋混凝土组合 楼盖。故，本设计中采用组合楼盖进行设计计算。 基础形式 采用梁板式筏形基础。
第十一章．构件设计
钢结构承载力抗震调整系数
主梁 取内力组合中的最不利内力组合验算控制截面 ⑴梁的抗弯强度 M 梁的抗弯强度应满足 Wx f x nx ⑵梁的抗剪强度 VS 梁的抗剪强度应满足 It f v w ⑶框架梁端部抗剪

V fv Awn
梁板件宽厚比验算 7度以上抗震设防的高层建筑，其抗侧力框架的梁中可能出现塑性铰的 区段，板件宽厚比需加以验算。 工字型梁翼缘悬伸部分
第五章．初估构件截面尺寸
取楼面荷载设计值11 KN / m 2进行截面估算 初估构件截面尺寸包括柱尺寸、框架梁尺寸、纵向梁尺寸和次梁尺寸
第六章．屋面与楼面板设计
屋面与楼面板荷载计算 ⑴楼面做法 2 ·无防水要求的楼面：楼16D，厚度50 mm ，面载1.2 kN m 2 ·有防水要求的楼面：楼1F，厚度53 mm ，面载1.2 kN m ⑵顶棚做法 棚16A，厚度10 mm ，面载0.2 kN m2 ⑶压型钢板 选用YXB66-166-500(B)型压型钢板 板厚 t 1.2mm ，压型钢板重为18.84 Kg m 2 。