毕业设计(论文)-北京科兴生物有限公司办公楼钢框架建筑结构设计.doc

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1、北京交通大学毕业设计(论文) 第93 页目录一、设计任务书3二、开题报告7三、中文摘要15四、英文摘要16五、设计说明书171. 框架梁柱验算172.压型钢板非组合楼盖设计253.次梁设计29 4.檩条设计31 5.节点设计 33 5.1梁柱节点设计33 5.2主次梁节点设计35 5.3刚接柱脚设计39 6.柱下独立基础设计41 7.电算信息46 8.荷载信息49 9电算结果50六、结束语52七、附件1.实习报告2.外文翻译及原文八、图纸 题 目: 北京科兴生物有限公司办公楼钢框架建筑结构设计 适合专业: 土木工程 指导教师(签名): 提交日期: 2007 年 3 月 9 日学院: 土建学院

2、专业:土木工程 学生姓名: 学号: 03231268 毕业设计(论文)基本内容和要求:一、 设计原始资料提供的建筑材料钢材:型钢,钢板,冷弯薄壁型钢均为Q235或Q345;螺栓:摩擦型高强度螺栓和普通螺栓;焊条:手工焊、自动埋弧焊和CO2气体保护焊;空心砖MU10,砂浆M2.5,基础和楼板混凝土C25,垫层混凝土C10;钢筋:直径12mm为II级钢筋,直径10mm为I级钢筋。二、 建筑物组成及功能要求深圳科兴生物有限公司兴建厂区,整个场区由办公楼、仓库、车间厂房三部分组成。本题目为其中的办公楼部分。要求采用钢框架结构,主要功能:办公、会议和小型展览,建筑面积50006500m2左右,层数4层:

3、首层:4.5米;标准层3.6米,压型钢板保温屋面,外墙采用陶粒混凝土砌块或其他轻质墙体,内墙采用轻质隔墙,屋面坡度5%。建筑物防火等级为二级。功能要求:内廊式建筑。大会议室:一个,面积约200 m2。接待室:两个,设在一层,面积60 m2。中型会议室:一个,约120 m2。小会议室:两个,每个面积60 m2。办 公 室:共约3000m2,其中大办公室(60 m2)2530间,其余为小办公室(30 m2)。其它部分:包括门厅、走廊、楼梯、卫生间、开水间、配电室等。每层还设有洗手间、楼梯间。三、 建筑设计的要求和内容1、 平面设计(1) 根据设计要求,确定建筑物的平面分区及各房间的平面形状面积大小

4、及位置。(2) 根据防火要求,分析确定门厅、走廊、楼梯等位置和数量。(3) 根据建筑物功能要求进行辅助房间如厕所、配电室等的面积、位置及平面设计。(4) 按采光通风要求,设计房屋的门窗大小和位置。(5) 根据承重作用及柱网等确定轴线位置。2、 剖面设计(1) 根据选定的结构体系,估算主要构件的尺寸,如梁、板、柱等。(2) 根据采光及通风及工艺构造要求,确定建筑物部分剖面高度。(3) 确定楼梯及建筑物部分剖面尺寸。3、 立面设计(1) 根据平面和剖面设计,绘制建筑立面轮廓图。(2) 根据体型组合,调整各部分比例尺度,使其完整均衡,比例恰当,主次分明,并使体型简洁,与环境协调。(3) 运用各种手法

5、,进行立面处理,使建筑具有一定美感,并对门廊、雨篷等部分进行重点处理。4、 绘制施工图(1) 首层平面图1:100(2) 标准层平面图1:100(3) 建筑详图(4) 正立面图1:100(5) 剖面图1:100(6) 编制建筑设计说明书四、 结构设计内容及要求1、 结构平立面设计:包括结构总体尺寸、标高,柱网布置,主次梁布置,楼板布置等,楼盖要求采用压型钢板组合楼盖。2、 编制结构设计中各种作用的计算原理(如风荷载、地震作用等),结构分析的简化计算方法。掌握简化计算方法的假定条件、原理、计算步骤以及荷载效应组合等内容。3、 荷载计算:根据初定的建筑结构方案,以及荷载规范、抗震规范进行荷载的统计

6、计算,计算各楼层重量(包括楼面恒载、活荷载,隔墙重量等)。4、 建议运用建研院编制的PKPM软件进行结构刚度、效应分析、杆件内力标准值的计算,基本掌握模型建立、荷载输入、参数确定、整体计算、结果分析等各重要环节。结合规范理解输入参数的含义,并将自己的理解编制入计算书中。5、 进行结构设计:框架结构设计(各荷载工况结构内力(电算),荷载组合(手算);节点设计(手算);次梁设计(手算);檩条设计(手算);组合楼板设计(手算);基础设计(手算)。6、 结构设计成果(1)设计计算书(电算和手算);(2)结构平面、立面和剖面图;(3)框架安装图,主要节点构造详图;(4)框架梁柱详图,零件大样图;(5)次

7、梁图,零件大样图;(6)楼板配筋详图。毕业设计(论文)重点研究的问题:1、根据功能要求,确定合理的建筑方案;2、通过使用和熟悉结构辅助设计软件,了解软件编制原理,掌握计算软件所采用的计算方法及现行规范在计算机辅助设计中的体现。3、构件、节点、基础设计及施工图绘制毕业设计(论文)应完成的工作:1、设计说明书部分:(1) 设计任务书;(2) 中英文摘要;(3) 建筑设计说明书;(4) 结构设计方案说明书;(5) 结构设计计算书;(6) 附件开题报告(含文献综述);实习报告;外文参考资料翻译(含原文)。(7) 结束语2、 图纸参考资料推荐:建筑设计资料集钢结构上、下册设计部分 陈绍蕃主编房屋建筑制图

8、统一标准(GB/T500012001)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS102-2002钢结构设计规范 GB50017-2003冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2002建筑荷载规范 GB50009-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2002钢结构设计手册 中国建筑工业出版社冷弯薄壁型钢设计手册 中国建筑工业出版社轻钢结构毕业设计指导书 于安林编题 目: 北京科兴生物有限公司办公楼钢框架建筑结构设计 学院:土建学院专业:土木工程学生姓名:学号:03231268文献综述:随着我国建筑业的快速发展,建筑设计理念在不断更新,钢结构作为一个新兴产业在华夏大地迅速崛起。钢框架结构作

9、为一种常用的钢结构形式,也逐渐步入了人们的视线。钢框架结构主要是采用型钢、钢板连接或焊接成构件,再经连接而成的结构体系。在现代多高层、超高层建筑中应用较为广泛,属于钢混凝土混合结构,使钢材和混凝土优势互补、充分发挥材料效能。钢框架与混凝土框架结构相比有以下几点优势。一,无承重墙;二,强度高;三,质量可靠;四,施工速度快;五,绿色环保。钢框架结构多用于大跨度公共建筑、工业厂房和一些对建筑空间、建筑体型、建筑功能有特殊要求的建筑物和构筑物中,如剧院、商场、体育馆、火车站、展览厅、飞机库、停车场、仓库、工业车间等,并在高层和超高层建筑中有着越来越广泛的应用。目前,钢框架结构的研究方法已经比较成熟,国

10、内外也有许许多多钢框架结构的应用实例。钢框架设计一般包括梁柱布置、楼板布置、屋面布置、荷载计算、结构计算、节点设计、支撑设计等。一、关于钢框架结构的布置分为如下几个方面:1、布置原则:采用PKPM软件钢结构框架三维模型输入建模,根据不同类型的建筑的不同需要,适当的布置柱网尺寸。对于平面、竖向不规则的要求与钢筋混凝土结构相同,抗震设计要符合“强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材”的原则,对于框架,使节点的承载力高于构件的承载力,防止节点的破坏先干构件的破坏,是确保构件整体性的必要条件,但节点又不可过强,应允许地震时梁、柱节点域的板件能产生一定量的剪切屈服变形,以提高整个框架的延性,“强柱弱梁”的

11、道理与钢筋砼结构一样,有利于提高框架的防倒塌能力;由于构件焊缝的延性,一般低于被连接构件的钢材延性,因此要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力,可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板件之中,从而提高构件以至整个结构的延性,螺栓连接的延性等抗震性能优于焊缝连接,重要的构件和节点宜采用高强度螺栓连接。2、柱、梁布置:钢框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面,箱形截面的受弯承载力比较强,截面性能没有强、弱轴之分,截面尺寸可以按照两个方面的刚度强度要求而定,经济、合理,缺点是需要拼装焊接,焊接工艺要求高,加工量大,轧制宽翼缘H型钢优点是加工、杆件连接容易,但有强、弱轴之分I字形截面梁的经济跨度

12、为612m,一般框架梁、次梁均选用I字形梁。次梁是钢结构中数量最多的构件,占结构用钢量的比例较大。布置次梁时应有利于荷载均匀分布。钢次粱一般宜与主梁铰接相连,连续的组合梁虽可减小梁的跨中弯矩和挠度,但与主梁受弯节点要求采用栓焊法或在钢梁上、下翼缘设置钢盖板法相连时,将增加较多的焊接工作量,实际工程中很少采用井字梁结构。次梁的间距一般为25 35m。3、楼板布置:钢结构的楼板宜采用压型钢板现浇钢筋砼组合楼板或非组合楼板。对于不超过l2层的钢结构也可同钢筋砼结构一样采用钢筋砼现浇楼板。在无抗震设防要求时,可采用予制楼板。组合楼板在使用阶段压型钢板可作为混凝土楼板的受拉钢筋。压型钢板镀锌量不多,板厚

13、不应小于0.75mm,在板底需刷防火涂料,目前防火涂料价格较高,因此采用组合楼板造价较高。非组合楼板在使用阶段,压型钢板不代替砼板的受拉钢筋,按普通钢筋混凝土楼板计算。其承载力在施工阶段,要考虑由压型钢板承担未结硬的湿混凝土板的重量和施工活荷载。压型钢板宜采用具有防锈功能的镀锌板,板底不需刷防火涂料,板厚不应小于05mm,压型钢板仅做为模板使用。组合楼板、非组合楼板及钢筋砼楼板均需在钢梁顶设置圆柱头栓钉,栓钉需穿透钢板焊于钢梁翼缘上,栓钉直径d根据板跨度大小,13d4m时,设一道拉条,6m时,设两道拉条,在檐口处还应设斜拉条和撑杆,拉条采用圆钢时,直径不宜小于lOmm。屋面板通常采用夹芯板一保

14、温、隔热芯板与面板一次成型的双层压型钢板,上层为小波的压型钢板,下层为小肋的平板,压型钢板与檩条用自攻螺钉连接,板与板的搭接处用抽芯铆钉连接,连接处应设置防水密封胶带。5、节点设计(1)梁柱节点:梁柱节点通常采用刚性连接,并通常采用栓焊混合连接;梁的上、下翼缘用坡口全熔透焊缝与柱翼缘连接,腹板用摩擦型高强度螺栓与柱翼缘上的剪力板连接,原则上梁端弯矩由梁翼缘负担,梁端剪力由梁腹板承担,在梁的对应位置设置柱的水平加劲肋。对抗震设防的结构,水平加劲肋应与粱翼缘等厚,水平加劲肋与柱采用坡口全熔透焊缝焊接,当柱两侧梁高度不等时,每个梁翼缘对应位置均应设置柱的水平加劲肋,加劲肋之间的距离不小于150mm,

15、也可设置坡度小于l:3的加劲肋或将截面高度较小的梁腹板高度局部加大,腋部翼缘的坡度不得大于l:3,节点域应按建筑抗震设计规范公式(8252)、(825 5)、(8256)验算其抗剪强度、稳定性。(2)、次梁与框架梁的连接通常采用铰接,次梁与主粱的竖向加劲板用高强度螺栓连接,主梁加劲肋与主梁之间的连接焊缝采用双面直角角焊缝。(3)、柱拼接、梁拼接当柱、梁长度大于1415m左右时,不便于运输和装配,需要在工地现场进行拼接。柱接头应位于框架节点塑性区以外,一般宜在框架梁上方13m附近,柱接头的设计应满足极限承载力Ma12Mpe的原则(Ma:极限受弯承载力;Mpe:全塑性受弯承载力),柱接头上、下各1

16、00ram范围内,I字形截面柱的工地接头,翼缘采用全熔透坡口焊接,腹板用高强度螺栓连接,也可采用焊接,在上柱腹板开K形坡口,要求焊透。梁接头应位于框架节点塑性区以外,即从梁端算起的110跨长并应大于16m,拼接接头由;翼缘承担弯矩,腹板承担剪力。梁的拼接主要用于梁与柱全焊接节点的柱外悬臂梁段与中间梁段的连接,连接形式有:翼缘为全溶透焊接,腹板为高强度螺栓连接;翼缘、腹板都用高强度螺栓连接;翼缘、腹板都用全溶透焊接。(4)、框架梁的侧向隅撑按抗震设计的框架梁,在梁可能出现塑性铰处(通常距柱轴线18110梁跨处),梁上下翼缘均应设置侧向隅撑。(5)柱脚设计多层钢框架柱脚通常采用埋入式柱脚或外露柱脚

17、,均为刚接柱脚埋人式柱脚埋人砼基础内的深度要求不得小于钢柱截面高度的3倍,对于34层的大型商场,钢框架柱截面高度取500600mln,柱脚埋深就需要15m一18m,而大型商场的占地面积很大,埋深大就会使地基处理的土方量增大很多,地基处理的造价也会增大很多。为减小土方量,降低造价,可采取基础在钢柱下对齐位置局部开挖,满足钢柱埋深,基础其它部分可以浅埋,整体开挖深度也可浅挖,使土方量大幅度减小,埋入式柱脚在钢柱的埋人部分应设置栓钉,栓钉直径不得小于16mm,并应计算满足轴力、弯矩,钢柱翼缘的保护层厚度对于中间柱不得小于180mm,对于边柱和角柱的外侧不宜小250mm。外露式柱脚宜采用带靴梁的构造,

18、弯矩由靴梁传递,柱脚由底板、靴梁、锚栓组成。钢结构的优点如塑性韧性好,强度高、重量轻,材质均匀,和力学计算的假定比较符合,制作简便,工业化程度高,施工工期短,密闭性好,耐热性好等等已经为人所众知,不过也同时应该注意到其缺点,耐火性差,耐腐蚀性差,还应该在设计中特别注意钢结构的稳定性问题,由于钢结构截面相较其他材料为小,同时的问题就是钢结构在设计不当时容易发生失稳。钢框架结构的稳定性主要包括框架平面内的稳定、框架平面外的稳定和构件的局部稳定三个方面。对于框架平面外的稳定可以通过设置平面外支撑来得以保证;构件的局部稳定可以通过限制翼缘的宽厚比来保证;框架平面内的稳定根据组成形式的不同分为有侧移和无

19、侧移两种形式。6、发展前景随着我国改革开放和经济的不断发展,我国钢材的产量已经居于世界首位,刚才产量的增长能够为发展我国的刚结构建筑事业创造了良好的时机。钢结构建筑以其独有的一系列优良的性能近年来在我国呈现出了良好的发展势头,目前我国的钢结构建筑业正处于一个建国以来最好的发展时期。总的来说,钢结构的发展有以下几个趋势:一是钢材的强度提高,高强度的钢材在大跨结构、高层结构中的应用前景乐观。二是结构形式的革新。现行的新的结构形式如悬梭结构、网架结构以及预应力钢结构等,这些适用于轻型、大跨、高层结构的结构形式将会在节省钢材方面发挥重要作用。三是钢-混组合构件的应用,各取所长,优势互补。充分发挥各自的

20、优点。二、压型钢板压型钢板通常是由厚度为04mm2mm 的薄钢板(又称基材)经裁剪、冷轧或冲压成型。它的物理构造即为基材的物理构造,基材一般由钢板和镀层组成。目前,国际上基材多采用镀锌钢板、镀锌铝钢板、镀铝锌钢板。彩涂钢板在压型钢板的应用中也占有很大的份额,它是指将具有保护性和装饰性的有机涂料或薄膜连续涂覆于钢质基板上,经烘烤固化而制成的具有复合材料特性的一种预涂层冶金产品彩涂钢板经裁剪、压型后,在耐久性、实用性、经济性和美学等方面均能满足建筑上的使用要求,是一类理想的金属建筑围护材料典型的彩涂钢板由钢板、镀层、化学转化膜和有机涂层四部分构成,它的正面涂层厚度与背面涂层厚度并不相同,正面的要比

21、背面的厚。衡量压型钢板性能的一个重要指标是它的抗腐蚀性能。压型钢板的抗腐蚀性能是指其在役期间,抵抗环境的影响、维持表观性能、维持使用功能、维持承力性能等之能力它遭受环境腐蚀程度由弱到强的表现可依次表述为:表观失光、变色、粉化、龟裂、开裂、鼓泡、锈斑、穿漏等基材钢板的腐蚀(表现为锈蚀)主要是电化学腐蚀 只要钢板基材不能严格地与大气隔绝,电化学腐蚀的发生就不可避免而一般的钢板在无保护的自然状态下,从腐蚀发生开始至其达破坏状态这一时间很短,远远达不到建筑上的使用期要求涂层、化学转化膜和镀层在客观上就成了钢板的多道抗腐防线,其中,镀层起着决定性的作用,镀层厚度越大,其抗腐蚀性能越好。镀锌、镀锌铝、镀铝

22、锌这三种钢板中,以镀铝锌钢板的抗腐蚀性能最好,镀锌铝钢板次之,镀锌钢板较差工程实例表明,常用镀铝锌钢板的使用寿命可达20多年。压型钢板的防水性能好,但使用若干年后的屋面会出现渗漏现象,这主要与其涂层材料的性质有关。压型钢板屋面出现渗漏的影响因素很多,主要与连接螺钉、硅胶等零配件的质量,屋面整体设计和节点处理以及安装质量直接相关。其中螺钉和硅胶的影响更为显著。硅胶在压型钢板屋面中是必不可少的。板的纵向搭接、收边泛水板搭接、天沟板搭接和板上开孔等情况,都需使用硅胶,且和施工质量密切相关。关于压型钢板屋面的保温隔热。压型钢板屋面的保温隔热,分单层和双层两种。单层做法的保温材料一般采用密度12 16

23、kgm。的玻璃棉,为防止屋面结露,通常在玻璃棉下加上铝箔,隔断空气中的水分。双层做法有预制的夹心板和现场组合的双层板两种。传统的夹心板保温采用发泡聚氨酯或聚苯乙烯,因消防要求,现在更多采用的是岩棉。岩棉有脱层问题,与钢板间黏结也不理想,对夹心板的整体复合受力会带来影响。现场组合双层钢板屋面可采用玻璃棉,也可采用岩棉或矿渣棉,其主要特点是上层板单独受力,底层板起装饰作用。特别是将底层板放在结构檩条下可起到吊顶作用,檩条藏在内部,使建筑物内部更加美观。关于压型钢板屋面的设计问题。压型钢板屋面的设计内容除节点处理外,还包括屋面坡度、屋面分坡、天沟落水口、通风口、伸缩缝、女儿墙和高低跨等。在压型钢板屋

24、面上,雨水必须迅速排走,不允许停留。屋面的坡度和坡长应以雨水不会漫过板肋而定;天沟断面及落水口大小和间距,应考虑雨水不能积聚漫过天沟,要求落水口断面宜足够大,两落水口的间距宜小于12 m(最大不得超过18 m);天沟断面应按近百年问最大的小时雨量考虑,同时在天沟截面的深度上留有部分裕量。最后要说明的是,在压型钢板屋面容易出现腐蚀和渗漏问题,大多属于施工质量所致。 三、坡屋面近年来,坡屋面以其富于变化的造型,灵活的空间,美观的建筑立面效果和良好的排水性能等优点而被广泛应用。坡屋面的做法一般有两种,一是顶部直接做成斜板,该斜板兼作屋面板;二是先做一层水平板做屋面板,倾斜部分按造屋面造型做。这两种方

25、案,前者结构造价相对低,但屋面保温、隔热及防水做法较为麻烦;后一种结构造价相对较高,但屋面防水、保温隔热结构简单便于施工。主要参考文献:1 魏明钟 . 钢结构 . 武汉:武汉理工大学出版社,20022 任讯波,王向军 . 多层钢框架设计简述 . 陕西建筑,2006年93 李丹 . 压型钢板在设计中应用 . 包钢科技,2002年6期4 夏显德 . 压型钢板在屋面工程中的应用分析 . 硫磷设计与粉体工程,2002年4期5 梁远森,张印杰.压型钢板在建筑工程中的应用 . 郑州大学学报,2003年3期6曾健 . 浅谈斜坡屋面的设计 . 建筑科技(建设部).2006年13期毕业设计(论文)进度安排:序号

26、毕业设计(论文)各阶段内容时间安排备注1 英文翻译3.12-3.152 开题报告3.16-4.23选择结构形式,进行荷载计算 4.3-4.154用PKPM建模,进行内力计算 4.16-4.255进行节点、柱脚等细部计算 4.26-5.106进行校核 5.11-5.307整理计算书,绘图6.1-6.108答辩6.11-6.21指导教师意见:指导教师签名: 审核日期: 年 月 日中文摘要本文详细说明了工程的建筑设计和结构设计的过程。建筑设计部分主要依据任务书基本要求进行平面、立面、剖面设计及柱网布置,并绘制建筑方案图。结构设计部分,通过PKPM软件建立多层框架计算模型结合SATWE模块计算结构内力

27、在保证安全的前提下,对初步选定的构件进行优化,利用SATWE得到的标准值进行内力组合,并对电算得到的内力结果进行手算校核。对楼板、檩条、次梁、节点及基础手动设计。利用天正、AutoCAD等软件进行施工图的绘制。关键词 钢框架、PKPM软件、荷载组合、压型钢板非组合楼盖、节点、檩条、基础AbstractIn this paper, the process of architectural structural design is discussed in details. In the part of architectural design, plane section plane desig

28、n and layout of column grid are completed according to the assign-ment desires, and the architectural plans are drawn. In the part of structural design, multi-storey frame model is set up using the software of PKPM, and then the process of computing the internal force of structural is done in the SA

29、TWE module. Combination of load is done by hand using the characteristic value from SATWE. In order to ensure the safety, improving the member is required. It is necessary that the results of internal force by PKPM are checked by hand. Besides, floor slab, purlin, secondary bean, joint, and foundati

30、on are designed by hand. Shop drawings are finished through TArch6 and AutoCAD.Key words: steel frame, PKPM software, combination of load, steel deck reinforced incomposite slab, joint, purlin, Foundation五、设计计算书1.梁柱计算(1) 基本组合时的柱截面的验算:1)A、D列(边)柱: 图5-1 A、D列柱截面 截面特性:边柱截面特性 , , , , 横梁截面特性: , , 底层柱AA1柱段

31、计算长度系数:底层柱与基础刚接,故K2=10 , 查钢结构设计规范(GB500172003)表D-2并用插值法计算得 则计算长度 a) 内力组合第一组 强度: 平面内稳定:150, 查钢结构设计规范(GB500172003)表C-2得整体稳定系数。 , 平面外稳定:, 查钢结构设计规范(GB500172003)表C-2得整体稳定系数(b类截面)。, , 故整体稳定满足要求。 局部稳定验算:翼缘: ,翼缘满足要求;腹板: ,腹板高厚比限值为 则,腹板也满足要求.b)内力组合第二组强度:平面内稳定: 平面外稳定: 由于A、D列柱截面相同,同时A列柱的内力相对大于D列柱的内力,故A柱列的内力组合结果

32、也偏于不利,故D列柱可不验算。A列柱中共四段AA1、A1A2、A2A3、A3A4截面均相同,同时A1A2、A2A3、A3A4段内力远小于AA1段内力,故只需验算AA1段柱,其它柱可不验算。综上,A、D列柱的验算满足要求。2)B、C列(中)柱截面特性 中柱截面特性 , , , , 横梁截面特性: , , 以及, , 底层柱BB1柱段 计算长度系数:底层柱与基础刚接,故K2=10 , 查得 计算长度 内力组合强度:平面内稳定: 150, 查钢结构设计规范(GB500172003)表C-2得整体稳定系数 , 平面外稳定:, 查钢结构设计规范(GB500172003)表C-2得整体稳定系数。, , 故

33、整体稳定满足要求。局部稳定:a)按轴心受压构件翼缘:翼缘宽厚比限值为10+0.1=10+0.189.53=19,满足要求;腹板:腹板高厚比限值为,满足要求.b)按压弯构件翼缘: 123.8截面验算:正应力: 剪应力: .跨中整体稳定和局部稳定同梁端,不再验算.4)横梁A2B2横梁截面特性:400200813, , , 内力组合, 梁截面验算: 正应力 :剪应力局部稳定: 翼缘: ,满足要求; 腹板: ,满足要求.梁中截面验算: 恒载作用在A1B1梁跨间的最大弯矩, 在满布活荷载下梁的跨间最大弯矩位置与恒载相同,大小为。=95.9+44.2105.5截面验算:正应力: 剪应力: .跨间整体稳定和

34、局部稳定同梁端,不再验算.2.组合楼板计算组合楼板的验算压型钢板采用Q235钢镀锌钢板,板型采用国产YX75230690()2.3,其上混凝土强度为C30,混凝土厚度为110mm,抗剪连接件使用抗剪栓钉。混凝土保护层厚度为30mm。首层和第一标准层的楼板的验算(1)施工阶段的验算 荷载计算: 永久荷载:压型钢板 钢筋混凝土 可变荷载: 荷载标准值: 荷载设计值: 内力计算:按结构力学计算方法,在1m板宽内 查国产压型钢板板型表,YX75230690()2.3的上翼缘最小宽度为112mm,因,按全截面计算。压型板YX75230690()2.3按全宽的截面几何特征:,抗弯承载力验算: ,故该楼板在

35、施工阶段的抗弯承载力满足要求。 挠度验算: 或20mm综上所述,压型钢板满足施工阶段安全使用要求。板的配筋计算: 因为按组合楼板验算压型钢板作为受拉钢筋计算已经满足抗弯承载力要求,所以板跨中截面和支座处配筋计算时按非组合型验算,压型钢板只起模板作用。按照五跨连续布置板,计算简图如图所示。因跨度相差不大,可按照等跨连续板计算,取1m宽板带作为计算单元。 查表可得,板的弯矩系数分别为:边跨跨中,;离端第二支座,;中间跨跨中,;中间支座,。 板厚110cm,。C30混凝土,;HPB235钢筋,。板配筋计算过程见下表:截面1B2C弯矩设计值()5.94-5.944.08-4.670.0650.0650

36、.04460.0510.0670.0670.04560.0524计算配筋365365248.4285.5实际配筋(2)使用阶段的验算 荷载计算: 永久荷载:压型钢板 钢筋混凝土 可变荷载: 荷载标准值: 荷载设计值: 基本设计参数计算: 查有关压型钢板的性能表格,得 , 把一个波宽的钢板面积折算为混凝土面积: 保持折算面积在高度上的分布不变,一个波宽的组合断面可转化为如图所示的T形混凝土断面,换算断面的形心位置: ,按单向板计算。 受弯承载力验算: 塑性中和轴的位置: 塑性中和轴在压型钢板顶面以上的混凝土内。 一个波宽的弯矩设计值: 一个波宽组合板的抗弯承载力: 抗剪承载力验算: 一个波宽斜截

37、面最大剪力设计值: 一个波宽斜截面的抗剪承载力: 组合楼板的挠度验算: 按简支单向板计算沿强边方向的挠度,这里把组合断面换算成单质的混凝土等效断面进行计算。 , 满足要求.组合楼板负弯矩部位混凝土的裂缝宽度验算: 根据钢筋混凝土结构设计规范的有关规定,由于不是连续铺板,组合楼板在荷载作用下截面内并没有出现负弯矩,此处无需验算。组合楼板的自振频率: 永久荷载: 永久荷载产生的挠度: 综上所述所验内容,压型钢板满足使用阶段安全使用要求。3.次梁设计 (1)首层与第一、第二 标准层次梁的验算: 截面特性:,Q235钢;梁截面参数: , , 梁端截面验算:由PKPM电算得,次梁在静荷载作用下,跨中截面

38、最大弯矩为;手算考虑恒荷载、活荷载共同作用,则 恒荷载: 活荷载:,板宽 荷载设计值:,经手算梁的跨中最大弯矩:,梁端最大剪力 正应力:,正应力满足验算(轴力对于计算正应力的影响很小,忽略不计)。 剪应力:,剪应力满足验算。 局部稳定:腹板:,翼缘 ,满足要求。 挠度验算:,挠度验算满足。(2)第三标准层次梁的验算: 截面特性:,Q235钢;梁截面参数: , , 梁端截面验算:由PKPM电算得,次梁在静荷载作用下,跨中截面最大弯矩为;手算考虑恒荷载、活荷载共同作用,则 每根檩条作用于次梁的恒荷载: 活荷载: , 荷载设计值: ,经手算梁跨中最大弯矩: 梁端最大剪力: 正应力:,正应力满足验算(轴力对于计算正应力的影响很小,忽略不计)。 剪应力:,剪应力满足验算。 局部稳定:腹板:, 翼缘:,满足要求。 挠度验算(近似计算):,挠度验算满足。综上,次梁的验算满足要求。4.檩条设计选用冷弯薄壁C型檩条(1) 荷载及内力计算.见图压型钢板 檩条及支撑自重 活荷载 合计 1.08选用截面C14050202.5 均布荷载 檩条在最大刚度平面内弯矩: 檩条在最小刚度平面内弯矩: (2) 强度计算及有效截面确定1) 上翼缘有效截面. 非均匀受压,一边支承、一边卷边.未考虑开孔的影响,采用毛截面抵抗矩. (压) (压)

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