六层钢框架办公楼设计毕业论文

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1、 参考资料 六层钢框架办公楼设计毕业论文六层钢框架办公楼设计毕业论文 目目 录录 1 1 设计资料设计资料 1 1 1 结构平面布置 1 1 2 设计基本资料 1 2 2 框架计算简图及梁柱线刚度框架计算简图及梁柱线刚度 3 2 1 确定框架的计算简图 3 2 2 框架梁柱的线刚度计算 3 2 3 框架梁柱的相对线刚度计算 4 3 3 荷载取值及荷载组合荷载取值及荷载组合 5 3 1 可变荷载取值 5 3 2 永久荷载取值 5 3 3 框架荷载计算 7 3 4 荷载计算汇总 10 4 4 风荷载作用下的位移验算风荷载作用下的位移验算 14 4 1 侧移刚度 14 4 2 风荷载作用下框架侧移计

2、算 14 5 5 水平地震作用下的计算水平地震作用下的计算 16 5 1 重力荷载代表值的计算 16 5 2 多遇地震作用标准值和位移验算 19 6 6 力计算力计算 21 6 1 恒载标准值作用下力计算 21 6 2 活荷载标准值作用下的力计算 28 6 3 与地震作用相组合的重力荷载代表值作用下的力计算 35 6 4 风荷载标准值作用下的力计算 42 6 5 横向地震 水平 作用下的力计算 49 7 7 力组合力组合 55 8 8 截面验算截面验算 71 8 1 梁验算 71 8 2 柱验算 73 8 3 节点验算 82 8 4 露出式柱脚设计 90 参考资料 9 9 基础设计基础设计 9

3、2 9 1 修正后的地基承载力特征值计算 92 9 2 基础底面荷载计算 92 9 3 受冲切承载力验算 93 9 4 基础底板的配筋计算 94 参考资料 1 1 设计资料设计资料 1 11 1 结构平面布置结构平面布置 本工程为纯钢框架公寓 结构平面布置如图 1 1 所示 横向两跨 跨度为 9 3m 和 7 2m 框架 9 层 10 榀横向框架 柱距 4 8m 1 21 2 设计设计基本基本资料资料 1 建筑结构的安全等级为二级 设计使用年限为 50 年 2 抗震设防烈度为 7 度 设计基本地震加速度值为 0 10g 设计地震分组为第 一组 建筑抗震设防类别为丙类 3 建筑场地土类别为 II

4、I 类 4 工程地质条件 自然地表 m 为填土 填土下层为 m 厚砂质黏土 再下层 为砾石 砂质黏土承载力特征值为 250 kN m2 砾石层允许地基承载力特征 值为 350kN m2 地下水位为 2 0m 无侵蚀性 各层土的重度均为 20 kN m2 5 基本风压值 W0 0 55KN m2 地面粗糙度为 B 类 参考资料 参考资料 图 1 1 结构平面布置图 参考资料 2 2 框架计算简图及梁柱线刚度框架计算简图及梁柱线刚度 2 12 1 确定框架的计算简图确定框架的计算简图 框架的计算简图如图 2 1 所示 取 轴上的一榀框架计算 假定框架柱嵌 固于地面 框架梁与柱刚接 梁跨等于轴线之间

5、的距离 底层柱高从基础顶面 算至二层楼面 底层柱高为 3 9 0 3 4 2m 其余各层柱高从楼面算至上一 层楼面 即层高 各层均为 3 0m 由此可绘出框架的计算简图如图 2 1 所示 2 22 2 框架梁柱的线刚度计算框架梁柱的线刚度计算 主要构件特征表主要构件特征表 表表 2 12 1 尺寸 mm 截面特征 构 件 HBtwt 截面 面积 cm2 单位重 kg m Ix cm4 Wx cm3 ix cm Iy cm4 Wy cm3 iy cm 下 柱 6005001625338265 3228954763226 0352102208412 42 上 柱 5004501625297233

6、1139181556721 6537984168811 31 主 梁 5001016114 289 647800191020 521402144 33 次 梁 40081384 1266 023700119016 817401744 54 全部钢材采用 Q345 B 钢 各构件的刚度如下 A C 跨梁 iA C EI l 2 06 105N mm2 47800 104mm4 9300mm 1 06 104kN m C D 跨梁 iC D EI l 2 06 105N mm2 47800 104mm4 7200mm 参考资料 1 37 104kN m EI l 2 06 105N mm2 228

7、954 104mm4 4200mmi底层柱 11 23 104kN m i2 5 EI l 2 06 105N mm2 228954 104mm4 3000mm 15 72 104kN m I6 9 EI l 2 06 105N mm2 139181 104mm4 3000mm 9 56 104kN m 2 32 3 框架柱相对线刚度计算框架柱相对线刚度计算 令边柱 i2 5 1 0 则其余各杆件的相对线刚度为 i A C 1 06 104 15 72 104 0 067 i C D 1 37 104 15 72 104 0 i 底层柱 11 23 104 15 72 104 0 714 i

8、6 9 9 56 104 15 72 104 0 608 框架梁柱的相对线刚度作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据 如图 2 1 所示 参考资料 0 0670 087 0 0670 087 0 0670 087 0 0670 087 0 0670 087 0 0670 087 0 0670 087 0 0670 087 0 0670 087 0 6080 6080 608 0 6080 6080 608 0 6080 6080 608 0 6080 6080 608 1 0001 0001 000 1 0001 0001 000 1 0001 0001 000 1 0001 0001 000

9、0 7140 7140 714 图 2 1 框架相对线刚度图 3 3 荷载取值及荷载组合荷载取值及荷载组合 3 13 1 可变荷载取值可变荷载取值 1 屋面和楼面活荷载标准值 根据 建筑结构荷载规 GB20009 2001 查得 上人屋面 2 0kN m2 楼面 住宅楼 2 0 kN m2 2 风荷载标准值 基本风压 按地区 50 年一遇风荷载取其标准值为 0 55kN m2 3 雪荷载 Sk 0 2kN m2 4 地震荷载 本设计中考虑地震荷载的作用 3 23 2 永久荷载取值永久荷载取值 参考资料 1 女儿墙自重 做法 墙高 1200mm 100mm 的混凝土压顶 1 2m 0 20m 6

10、 5kN m3 0 1m 0 20m 25kN m3 2 06kN m 2 屋面 防水层 刚性 30 厚 C20 细石混凝土防水 1 0 kN m2 柔性 三毡四油铺小石子 0 4 kN m2 找平层 20 厚 1 2 水泥砂浆 0 02m 20kN m3 0 40 kN m2 结构层 100 厚现浇混凝土楼板 0 10m 25kN m3 2 500 kN m2 压型钢板 0 220 kN m2 装饰层 0 300 kN m2 合计 4 82kN m2 3 楼面 1 10 301 32 陶瓷地砖面层 水泥砂浆擦缝 厚 干硬性水泥砂浆 面上撒厚素水泥 水泥砂浆结合层一道 kN m2 结构层 10

11、0 厚现浇混凝土楼板 0 10m 25kN m3 2 500 kN m2 压型钢板 0 220kN m2 装饰层 0 300 kN m2 合计 4 12kN m2 4 梁自重 主梁 HN500 10 16 89 6kg m 10N kg 0 896 kN m 防火及装饰 0 50 参考资料 kN m 合计 1 40kN m 次梁 HN400 8 13 66 0kg m 10N kg 0 660 kN m 防火及装饰 0 50 kN m 合计 1 16kN m 基础梁 用于基础计算 b h 250mm 400mm 25kN m3 0 25m 0 4m 2 5kN m 5 柱自重 1 5 层 H6

12、00 500 16 25 265 3kg m 10N kg 2 653 kN m 防火及装饰 0 50 kN m 合计 3 15kN m 6 9 层 H500 450 16 25 233 1kg m 10N kg 2 331 kN m 防火及装饰 0 50 kN m 合计 2 83kN m 6 外纵墙自重 底层底层 纵墙 3 9m 4 8m 0 2m 2 4m 1 5m 0 2m 6 5kN m3 4 8m 4 10kN m 铝合金窗 0 35kN m2 2 4m 1 5m 4 8m 0 26kN m 水泥粉刷墙 0 36 kN m2 3 4m 4 8m 2 4m 1 5m 4 8m 0 96

13、kN m 合计 5 32kN m 标准层标准层 纵墙 3 0m 4 8m 0 2m 2 4m 1 5m 0 2m 6 5kN m3 4 8m 2 93kN m 参考资料 铝合金窗 0 35kN m2 2 4m 1 5m 4 8m 0 26 kN m 水泥粉刷墙 0 36 kN m2 2 5m 4 8m 2 4m 1 5m 4 8m 0 63kN m 合计 3 82kN m 7 横墙自重 墙体 2 5m 0 2m 6 5kN m3 3 25kN m 水泥粉刷墙 0 36 kN m2 2 2 5m 1 8kN m 合计 5 05kN m 3 33 3 框架荷载计算框架荷载计算 1 A C 轴间框架

14、梁 屋面板传均布荷载 恒载 4 8m 4 82kN m2 23 14kN m 活载 4 8m 2 00kN m2 9 60kN m 楼面板传均布荷载 恒载 4 8m 4 12kN m2 19 78kN m 活载 4 8m 2 00kN m2 9 60kN m A C 轴间框架梁集中荷载为 均为恒载 屋面梁 恒载 次梁自重 1 16kN m 4 8m 5 57kN 楼面梁 2 A 轴 恒载 次梁自重 次梁上墙体自重 二级次梁及其上墙体自重 1 16kN m 4 8m 5 05kN m 1 8m 1 16kN m 5 05kN m 2 4m 2 22 11kN 1 A 轴 恒载 次梁自重 5 57

15、kN 参考资料 B 轴 恒载 次梁自重 次梁上墙体自重 二级次梁及其上墙体自重 1 16kN m 4 8m 5 05kN m 4 8m 1 16kN m 5 05kN m 2 4m 2 37 26kN A C 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 主梁自重 屋面板传荷载 1 4kN m 23 14kN m 24 54kN m 楼面梁 主梁自重 楼面板传荷载 横墙自重 1 4kN m 19 78kN m 5 05kN m 26 23kN m 屋面 楼面梁活载 板传活载 9 60 kN m 2 C D 轴间框架梁 屋面板传均布荷载 恒载 4 8m 4 82kN m2 18 97kN m 活载 4 8m 2

16、 00kN m2 9 60kN m 楼面板传均布荷载 恒载 4 8m 4 12kN m2 19 78kN m 活载 4 8m 2 00kN m2 9 60kN m C D 轴间框架梁集中荷载为 均为恒载 屋面梁 恒载 次梁自重 5 57kN 楼面梁 1 C 轴 恒载 次梁自重 次梁上墙体自重 二级次梁及其上墙体自重 1 16kN m 4 8m 5 05kN m 1 8m 1 16kN m 5 05kN m 2 4m 2 22 11kN 2 C 轴 恒载 次梁自重 5 57kN C D 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 主梁自重 屋面板传荷载 1 4kN m 23 14kN m 24 54kN m 楼面梁 主梁自重 楼面板传荷载 横墙自重 参考资料 1 4kN m 19 78kN m 5 05kN m 26 23kN m 屋面 楼面梁活载 板传活载 9 60 kN m 3 A 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 天沟自重 采用 0 3 厚混凝土天沟 天沟 可不考虑自重 顶层柱恒载 女儿墙自重 纵主梁自重 2 06kN m 4 8m 1 4kN m 4 8m 16 61kN 顶层柱活载 0 标准层