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1、东南大学本科毕业设计1第一章 绪论1.1 工程概况江苏省中医院门急诊楼位于南京市区内，为地上 6 层钢结构，无地下室。建筑0.000 标高相当于黄海高程为 14.200m，室内外高差为 0.45m，一层二层高 3.9m，三六层层高均为 3.5m，建筑总为 21.8m，如图 2。结构形式拟采用钢框架结构，压型钢板组合楼（屋）盖，柱下作独立预制桩基础，设计使用年限为 50 年，建筑结构的安全等级为二级，耐火等级为二级。此建筑抗震设防烈度为 7 度，设计地震分组第 1 组，基本地震加速度值为 0.10g，多遇地震；建筑抗震设防烈度为丙类；建筑物等耐火等级为二级。1.2 设计资料1.2.1 自然条件1
2、、工程地质工程地质条件见表 1，场地条件属稳定性场地，无液化；2、 南京地区基本风压 =0.4kN/m，地面粗糙度属 B 类，组合值系数 0.6；0w3、 基本雪压 =0.65 kN/m；0S4、 建筑场地土类别为类地区，地面粗糙程度为 B 类；5、 不上人屋面可变荷载标准值 0.5 ,医院门诊部楼面可变荷载标准值2kN/m2.0 ，走廊、楼梯可变荷载标准值 2.5 ，组合值系数 0.72kN/m2/6、 建设场地地势平坦地基基础的设计等级为丙级。地基基础设计等级为为乙级；表 1 建筑场地工程地质情况混凝土预制桩 人工挖孔灌注桩岩土层名称 土层深度（ m）稠密度/风化程度地基承载力特征值（KP
3、a）qsa（ KPa）qpa1（KPa）qsa（KPa）qpa2（KPa）杂填土 01.5 松散 无 15细砂 1.53.2 稍密 150 30粉质粘土 3.26.0 可塑 220 45砂质粘土 6.09.0 硬塑 270 65东南大学本科毕业设计2花钢岩 9.012.5 全风化 55 3500砂岩 12.5 强风化 70 45001.2.2 工程做法1、屋面做法高聚物改性沥青卷材防水4 厚高聚物改性沥青卷材防水层（带砂、小片石，作为保护层）20 厚 1：2 水泥砂浆层找平层100140 厚（1%找坡）膨胀珍珠岩50 厚聚苯乙烯泡沫塑料板保温层钢筋混凝土基层2、楼面做法（1）房间、走道楼面水磨
4、石楼面20 厚石材面层30 厚素水泥浆结合层一道压型钢板楼板（2）卫生间楼面铺地砖8 厚地砖楼面，干水泥擦缝撒素水泥面（洒适量清水）20 厚 1:4 干硬性水泥砂浆结合层60 厚 C20 细石混凝土向地漏找平，最薄处 30 厚聚氨酯三遍涂膜防水层厚 1.51.8 或用其他防水涂料防水层，防水层周边卷起高 15020 厚 1:3 水泥砂浆找平层，四周抹小八字角压型钢板混凝土楼板（3）外墙面做法涂料刷外墙涂料20 厚 1:3 水泥砂浆底150mmALC 板（蒸压轻质加气混凝土板） ，双面粉刷（4）内墙面做法纸筋（麻刀）灰墙面东南大学本科毕业设计3刷内墙涂料2 厚纸筋（麻刀）灰抹面9 厚 1:3 石
5、灰膏砂浆5 厚 1:3:9 水泥石膏砂浆打底划出纹理100mmALC 板（蒸压轻质加气混凝土板）（5）顶棚做法V 型轻钢龙骨吊顶0.6 厚铝合金条板面层中龙骨 U50190.5 中距为 1000大龙骨60301.5（吊顶附吊挂）中距为 10008 螺栓吊杆，双向吊点（中距 1000 一个）钢筋混凝土板内预留 6 铁环，双向中距 1000现浇钢筋混凝土板(板底用水加 10%火碱清洗油腻)（6）散水做法：混凝土散水50 厚 C15 混凝土撒 1:1 水泥砂子，压实赶光150 厚 3:7 灰土垫层素土夯实向外坡 4%东南大学本科毕业设计4第二章 结构布置主梁横向布置，次梁纵向布置，主梁和柱采用刚接，
6、主梁和柱形成横向框架；不布置柱间支撑，柱和次梁也采用刚接，各榀横向框架由纵向次梁链接，房屋的整体性能较好，框架梁采用 H 型钢，框架柱采用方钢柱，框架柱截面形心与纵横向轴线重合。由于主梁与外纵墙垂直，窗户高度可取大些，对医院的采光有利。楼盖采用压型钢板组合楼盖，钢楼盖采用双向式布置，通过调整次梁间距控制铺板的经济跨度，在两主梁中间沿纵向布置两道次梁，压型钢板沿横向布置，最大跨度为 2.4m。 图 1 平面结构布置图东南大学本科毕业设计5图 2 轴框架剖面图 2第三章 组合楼盖设计组合楼盖设计包括组合板设计和组合梁设计。组合板截面设计包括：使用阶段的正截面受弯承载力，斜截面承载力和压东南大学本科
7、毕业设计6型钢板与混凝土界面的纵向受剪承载力计算，变形、裂缝宽度演算， ；还要考虑施工阶段的承载力和变形验算。其中施工阶段混凝土尚未硬化，钢板与混凝土之间还没有形成组合作用，只需要对压型钢板本身进行承载力和变形验算。3.1 组合板初选截面3.1.1 压型钢板用于组合楼板的压型钢板厚度不应小于 0.75mm，一般宜大于 1mm，但不得超过 1.6mm，否则栓钉穿透焊有困难；波槽平均宽度（对闭口式为上口槽宽）不应小于 50mm；当在槽内设置栓钉时，压型钢板的总高度不应大于 80mm。根据以上要求，选用 YX-70-200-600 的压型钢板，板厚 1.2，截面尺寸如图3。重量 16.2kg/m，有
8、效截面惯性矩 ，有效截面抵抗矩64ef1.50mI，强度 。43ef.061mW20N/f图 3压型钢板截面3.1.2 混凝土厚度压型钢板顶面上混凝土厚度不应小于 50mm，组合板的总厚度不应小于90mm。当压型钢板用作混凝土板底部受力钢筋时，还需进行防火保护，对于无防火保护层的开口型压型钢板，顶面上混凝土厚度不应小于 80mm.此外，对简支组合板的跨高比不宜大于 25，连续组合板的跨高比不宜大于 35。根据以上要求，压型钢板顶面上混凝土厚度取为 80mm，此时压型钢板底不需设置防火保护层。3.2 压型钢板施工阶段的验算东南大学本科毕业设计73.2.1 计算简图施工阶段压型钢板作为浇注混凝土的
9、底模，一般不再设支撑，由压型钢板承担组合楼板自重和施工荷载，需进行强度与变形验算。这时可按强边（顺肋）方向的单向板计算正、负弯矩和挠度，对弱边（垂直肋）方向可以不进行计算。计算单元可取一个波宽 200mm。施工阶段压型钢板的计算简图视实际支撑跨数及跨度尺寸确定。但考虑到下料的不利情况，对 - 轴（ - 轴、 - 轴）之间的压型钢板按三跨 A B C D D E连续板设计，跨度分别是 2.3m 和 2.4m；对 - 轴之间的压型钢板按单跨简 B C支板计算，跨度 2m。计算简图如图 4 所示。a） - 轴 A Bb） - 轴 B C图 4压型钢板计算简图3.2.2 荷载计算1、永久荷载混凝土自重
10、 （0.05+0.07）0.07/2+0.20.08 25 kN/m=0.505 kN/m压型钢板自重 16.29.80.2/0.0006 kN/m =0.053kN/m小计 k0.58N/mg2、可变荷载施工荷载 k1.2/=./q3、荷载组合标准组合值： k0.58N/m+.2k/=0.758N/mp东南大学本科毕业设计8基本组合值： kk1.2.41.2058kN/m+1.402k/.95N/mpgq3.2.3 内力计算相邻两跨长跨与短跨之比小于 1.10 的不等跨连续梁在匀布荷载作用下，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值和剪力设计值仍可按上述等跨连续梁规定确定，但在计算跨中弯矩和支座剪力时
11、，应取本跨的设计值；计算支座弯矩时，应取相邻两跨中较大的跨度值。- 轴间： A B查建筑结构设计基本教程附表 B.1.1,三跨连续梁均布荷载下的最大弯矩（负弯矩）系数为 0.1，则kNm22max0.1.95.40Mpl- 轴间： B CkNm2ax.95/8.73.2.4 抗弯强度验算按弹性设计Nmm=1.25kNm46uef2053.610.251MW =1.07 kNmmax满足要求。3.2.5 挠度验算压型钢板施工阶段的挠度限值为 l/200 和 20mm。- 轴跨间按三跨连续构建计算，查建筑结构设计基本教程附表 A BB.1.1,均布荷载下的挠度系数为 0.006771，挠度：4 4
12、k0 6ef 0.671.6710.5823m.35zf满足要求。3.3.7 裂缝宽度验算验算组合楼板负弯矩部位（即支座处）的裂缝宽度时，忽略压型钢板的作用，按混凝土构件计算。取一个波宽 200 作为计算单元，则需要验算跨中和支座处的裂缝。计算过程见下表具体的数据公式可参考五中的挠度计算。表 3 组合板的裂缝宽度验算位置 Mk/(kNm) 配筋 As/mm2 sk/Mpa Ate/mm2 te deq/mm max/mm东南大学本科毕业设计16无隔墙处 0.86 12100 226 33.64 15700 0.014 0.2 12 0.03有隔墙处 2.66 214 308 104.6 157
13、00 0.019 0.2 14 0.10组合楼板配筋图见图纸所绘3.4 纵向组合梁初选截面根据刚度要求，组合梁的高跨比一般为 1/15 1/16，并且组合梁的截/hl面高度不宜超过钢梁截面高度的 2.5 倍。现纵向梁的跨度 =9000mm，组合楼板的厚度 =150mm。l c根据以上要求,初步选取次梁截面均为 HN350175711，材质 Q345， ， ， ， ，263mA841.370mxI537.8210mxW14xi，自重 50.0kg/m。y9.i与柱连接的框架柱 KL-1 选用的截面HM3903001016，A=136.7cm 2， =38.9 mm4 ， =20 mm3，xI71
14、0xW510,自重 g=107kg/m。 72.6yim3.5 纵向组合梁施工阶段验算施工阶段，混凝土尚未参与工作，所有荷载均由钢梁承受，包括混凝土重量、压型钢板重量、钢梁自重及施工可变荷载。因梁没有洞口消弱，抗剪强度可以不验算；由于是扎制型钢，局部稳定也不需要验算。仅需进行抗弯强度、整体稳定及挠度验算。3.5.1 计算简图、 轴纵向梁（KL1）负荷宽度为（2.3/2+0.2）m=1.35m（组合楼盖 A E伸出梁轴线 200mm） ； 轴纵向梁（KL2）负荷宽度为 2.3m; 、 部分 D B C纵向梁的负荷宽度为（2.3+2 ）/2=2.15m; 之间的次梁(CL-2)的负荷范围 A B为 2m、 和 之间的次梁(CL-1) 的负荷范围（2.4+2.3 ） C D D E/2=2.35m；CL-1 的荷载宽度大于 CL-2，而截面设计又相同，所以选择 CL-1 最不利荷载进行验算。因主体结构施工时所有隔墙均未施工，所以施工阶段次梁的荷载最大。3.5.2 荷载计算东南大学本科毕业设计17组合板自重 0.55852.35kN/m=6.56 kN/m钢梁自重 50.09.81000 kN/m=0.49kN/m永久荷载标准值 k7.05N/mg施工荷载标准值 k1.023/=q荷载标准组合值 75N/m+9.4/p荷载基本组合值
