北京某商场多层钢框架结构设计 90页

'北京某商场多层钢框架结构设计1、工程概况⑴、工程名称：北京某商场多层钢框架结构设计⑵、建筑面积：10560平方米⑶、结构型式：钢框架结构⑷、总层数为五层，无地下室⑸、抗震设防烈度8度，近震⑹、建筑场地Ⅱ类，基本风压W0=0.45KN/M2，基本雪压S0=0.4KN/M2，⑺、地面粗糙度B类，属甲类建筑。⑻、层高：首层4.2米，标准层3.6米⑼、钢材等级：Q235、Q345型钢或焊接工字型⑽、基础型式：柱下独立基础⑾、地质条件：天然地基，以粉质粘土为持力层，基础埋深2.0米。地基承载力的特征值⑿、建筑物等级：二级⒀、耐火等级：二级90 2、结构布置及计算简图根据房屋使用功能及建筑设计的要求，结构体系选为钢框架支撑体系，横向为框架结构体系，纵向为支撑体系。框架梁柱均选用工形截面，采用Q235钢。框架柱与框架梁刚接，主梁与次梁铰接。楼板为压型钢板现浇混凝土组合楼板，选用Q235钢，压型钢板型号为YX-75-230-690，其上浇80mm厚C20混凝土。柱脚采用埋入式柱脚，柱下为钢筋混凝土独立基础。2.1、构件截面尺寸（1）框架梁的截面尺寸主梁：～～次梁：～～故横向框架梁选用：纵向框架主梁选用：纵向框架次梁选用：（2）框架柱的截面尺寸框架柱选用：验算：90 满足2.2、荷载计算（1）、屋面恒荷载：SBS防水层4mm0.1KN/m2找平层20mm200.02=0.4KN/m2保温层200mm80.2=1.6KN/m2楼板100mm250.1=2.5KN/m2总计：4.6KN/m2活荷载：0.5KN/m2雪荷载：0.4KN/m2（2）、楼面恒荷载：大理石地面100mm200.1=0.2KN/m2焦渣层100mm180.1=1.8KN/m2楼板100mm250.1=2.5KN/M2总计：6.3KN/m2活荷载：3.5KN/m2（3）、墙面岩棉夹心板100mm1KN/m（4）、其他90 风荷载：0.45KN/m横向钢梁自重：0.1579.8=1.5KN/m纵向钢梁自重：0.1299.8=1.3KN/m钢柱自重：0.1729.8=1.7KN/m2.3、计算简图取④轴横向框架作为计算单元，则五层荷载：一～四层荷载：计算简图如图所示90 计算简图90 90 3、竖向荷载作用下横向框架的内力计算3.1、分配系数计算123456789101112131415161718192021222324(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)(25)(26)(27)(28)(29)(30)(31)(32)(33)(34)(35)90 得得得得得得3.2、荷载计算固端弯矩计算：以五层AB跨恒载为例计算框架梁固端弯矩为：90 计算结果列入表3.1中表3.1梁固端弯矩计算位置恒载（KN/m）活载（KN/m）恒载固端弯矩（KN/m）活载固端弯矩（KN/m）AB跨BC跨AB跨BC跨5层36.84196.27196.2721.3321.334层50.428268.8268.8149.33149.333层50.428268.8268.8149.33149.332层50.428268.8268.8149.33149.331层50.428268.8268.8149.33149.333.3、用二次分配法计算框架弯矩考虑对称框架在对称荷载作用下，取半框架进行计算，切断的横梁刚度为原来的一半恒载作用下，框架的弯矩分配计算见表3.2，弯矩图如图所示。活载作用下，框架的弯矩分配计算见表3.3，弯矩图如图所示。3.4、梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力90 式中：Vq—梁上荷载引起的剪力，Vm—梁端弯矩引起的剪力，表3.2恒载作用下的弯矩分配90 90 表3.3活载作用下的弯矩分配90 90 90 柱轴力式中：V—梁端剪力P—梁上集中力以AB跨五层梁在恒载作用下梁端剪力及柱轴力为例：柱自重：1.7×3.6=6.1KN纵梁重：1.3×8=10.4KN横梁重：1.5×4=6KN五层梁端弯矩：五层梁上荷载引起剪力：五层梁端弯矩引起剪力：90 五层A柱柱顶及柱底轴力：梁端剪力及柱轴力见表3.4～3.8表3.4恒载作用下梁端剪力（KN）位置荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨5层147.2147.2-19.50127.7166.7147.24层201.6201.6-20.280181.32221.88201.63层201.6201.6-20.280181.32221.88201.62层201.6201.6-20.280181.32221.88201.61层201.6201.6-20.520181.08222.12201.690 表3.5活载作用下梁端剪力（KN）位置荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨5层1616-2.12013.8818.12164层112112-11.270100.73123.271123层112112-11.270100.73123.271122层112112-11.270100.73123.271121层112112-11.40100.6123.4112表3.6恒载作用下A柱轴力（KN）楼层截面位置纵梁重横梁重柱自重柱轴力5柱顶127.710.46144.190 柱底127.710.466.1150.24柱顶181.3210.46347.92柱底181.3210.466.1354.023柱顶181.3210.46551.74柱底181.3210.466.1557.842柱顶181.3210.46755.56柱底181.3210.466.1761.661柱顶181.0810.46959.14柱底181.0810.467.1966.24表3.7恒载作用下B柱轴力（KN）楼层截面位置纵梁重横梁重柱自重柱轴力5柱顶166.7147.210.412336.3柱底166.7147.210.4126.1342.44柱顶221.88201.610.412788.28柱底221.88201.610.4126.1794.383柱顶221.88201.610.4121240.26柱底221.88201.610.4126.11246.362柱顶221.88201.610.4121692.24柱底221.88201.610.4126.11698.341柱顶221.12201.610.4122143.4690 柱底221.12201.610.4127.12150.56表3.8活载作用下A、B柱轴力（KN）楼层A柱B柱柱轴力柱轴力513.8813.8818.121634.124100.73100.73123.27112235.273100.73100.73123.27112235.272100.73100.73123.27112235.271100.6100.6123.4112235.44、水平地震作用下框架的侧移计算4.1、柱刚度修正系数一般层：90 底层：故该框架为规则框架4.1、重力荷载代表值4.2、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按弹性静力方法计算所得到的顶层侧移，计算见表4.1表4.1横向框架顶点位移计算层数层间相对位移5979.4979.427.560.03590.824790 41606.12585.527.560.09380.788831606.14191.627.560.15210.695021606.15797.727.560.21040.542911606.17405.822.270.33250.33254.1、横向框架水平地震作用计算此建筑是高度不超过40m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查抗震规范，得结构等效总重力荷载结构总水平地震作用等效的底部剪力标准值顶点附加水平地震作用系数取90 顶点附加水平地震作用各层水平地震作用标准值计算：以第五层为例加后，（1）、各层地震作用及楼层剪力各层地震作用及楼层剪力见表4.2。楼层地震作用如图所示，地震作用下楼层剪力如图所示。表4.2横向框架各层地震作用及楼层地震剪力层数53.618.6979.418216.840.22899.5699.5643.6151606.124091.50.30174.09173.6533.611.41606.118309.540.22956.36230.0123.67.81606.112527.580.15738.64268.6514.24.21608.16754.020.08520.92289.57注：表中第五层加入了90 （2）、各楼层地震剪力最小取值验算各楼层地震剪力最小取值验算见表4.3，满足表4.3楼层地震剪力最小取值验算层数599.56979.431.344173.651606.182.743230.011606.1134.132268.651606.1185.531289.571608.1236.99注：表中90 4.5、横向框架侧移计算框架的水平位移可分为两部分：由框架梁弯曲变形产生的位移和柱子轴向变形产生的位移。由柱子轴向变形产生的位移可忽略不计由框架梁弯曲变形产生的位移可由D值法求得，见表4.4以五层为例：层间位移：表4.4层间位移计算层数层间剪力层间刚度层间位移层高599.560.003613.60.041014173.650.006303.60.037403230.010.008353.60.031102268.650.009753.60.022751289.570.013004.20.01300框架的层间相对位移如图所示（，。满足）90 5、框架在水平地震作用下的内力计算5.1、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k值，且荷载近似倒三角形，查出反弯点高度比y，结果见表5.15.2、框架柱剪力及弯矩计算在水平荷载作用下,框架内力及位移可采用D值法进行简化计算.以五层边柱为例:层间剪力每柱剪力90 反弯点高度:柱顶截面处弯矩为柱底截面处弯矩为横向框架柱弯矩计算见表5.15.3、框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算以五层AB跨梁为例：五层边柱轴力：梁端弯矩、剪力及柱轴力计算见表5.2。地震作用下框架梁弯矩、剪力及柱轴力如图所示。90 表5.1横向框架柱弯矩计算楼层柱位层间剪力每柱剪力yyh(m)柱弯矩柱顶柱底5边柱99.566.08827.5621.990.4321.5545.0834.08中柱7.69127.780.4501.6255.0045.004边柱173.656.08827.5638.360.4821.7371.7366.36中柱7.69148.460.5001.8087.2387.233边柱230.016.08827.5650.810.5001.8091.4691.46中柱7.69164.190.5001.80115.54115.542边柱268.656.08827.5659.340.5001.80106.81106.81中柱7.69174.970.5001.80134.95134.951边柱289.575.15722.2767.050.5732.41120.02161.59中柱5.97977.740.5502.31146.93179.5890 表5.2横向框架梁端弯矩、剪力及柱轴力位置AB跨BC跨柱轴力5层845.0827.59.0727.527.56.88-9.072.194层8105.8166.1221.4966.1266.1216.53-30.567.153层8157.82101.3932.4101.39101.3925.35-62.9614.22层8198.27125.2540.44125.25125.2531.31-103.423.331层8226.83140.9445.97140.94140.9435.24-149.3734.0690 90 6、内力组合6.1、框架梁内力组合对于本设计,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:梁端截面:、梁跨中截面:以五层梁为例:（1）、无震时恒载跨中弯矩:设x为跨中最大正弯矩截面至A支座的距离,则令上式求导等于零,解得:即BC跨最大正弯矩截面位于正中间,故活载跨中弯矩:（2）、左震时90 令上式求导等于零,解得:令上式求导等于零,解得:（3）、右震时令上式求导等于零,解得:令上式求导等于零,解得:梁的内力组合见表6.16.2框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面组合结果见表6.2和表6.390 表6.1梁内力组合表楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.35①+0.98②1.2(①+0.5②)±1.3③5M-73.54-845.08-99.45-107.12-34.44-151.65V127.713.88-9.07172.67186149.78173.36M-229.57-24.95-27.5-310.41-334.37-326.2-254.7V-166.718.129.07225.41242.8222.7199.12M-215.2-23.3927.5-290.99-313.44-236.52-308.02V147.216-6.88199.04214.4177.3195.18跨中148.0316.08200.15215.6254.66235.6479.28.61107.09115.36168.57182.94M-149.1-82.83105.81-294.88-282.46-91.07-366.17V181.32100.73-21.49358.61343.5250.09305.96M-311.32-172.95-66.12-615.71-589.77-563.31-391.4V221.88123.2721.49438.83420.34368.16312.28M-285.67-158.766.12-564.98-541.18-352.07-523.9890 V201.6112-16.53398.72381.92287.63330.61跨中177.0698.36350.18335.42394.53360.63117.5365.3232.46222.66290.25324.653M-149.1-82.83157.82-294.88-282.46-23.45-433.78V181.32100.73-32.4358.61343.5235.9320.14M-311.32-172.95-101.39-615.71-589.77-609.16-345.55V221.88123.2732.4438.83420.34382.34298.1M-285.67-158.7101.39-564.98-541.18-306.22-569.83V201.6112-25.35398.72381.92276.17342.08跨中177.0698.36350.18335.42408.61361.95117.5365.3232.46222.66285.94338.72M-149.1-82.83198.27-294.88-282.4629.13-486.37V181.32100.73-40.44358.61343.5225.45330.59M-311.32-172.95-125.25-615.71-589.77-640.18-314.53V221.88123.2740.44438.83420.34392.79287.65M-285.67-158.7-125.25-564.98-541.18-275.2-600.85V201.6112-31.31398.72381.92268.42349.8290 跨中177.0698.36350.18335.42423.76362.15117.5365.3232.46222.66284.19349.261M-147.38-81.87226.83-291.47-279.268.9-520.86V181.08100.6-45.97358.14343.05217.9337.42M-311.54-173.08-140.94-616.16-590.2-660.92-294.47V222.12123.445.97439.3420.79400.35280.82M-286-158.89140.94-565.65-541.81-255.31-621.76V201.6112-35.24398.72381.92263.31354.93跨中177.9298.85351.89337.07437.54363.09117.265.11231.79222.03282.98356.31表6.2A柱内力组合表楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.35①+0.98②1.2(①+0.5②)±1.3③5柱顶M73.548-45.0899.45107.1234.44151.65N144.113.88-9.07192.35208.14169.46193.0490 柱底M-74.55-41.4134.08-147.43-141.22-70-158.61N150.21.88-9.07199.67216.37176.78200.364柱顶M74.5541.42-71.73147.45141.2321.06207.56N347.92100.73-30.56558.53568.41438.21517.67柱底M-74.55-41.4166.36-147.43-141.22-28.04-200.57N354.02100.73-30.56565.85576.64364.66444.113柱顶M74.5541.42-91.46147.45141.23-4.59233.21N551.74100.73-62.96803.11843.56640.68804.37柱底M-74.55-41.4191.46-147.43-141.224.59-233.2N557.84100.73-62.96810.43851.8648811.692柱顶M74.5541.42-106.81147.45141.23-24.54253.17N755.56100.73-103.41047.691118.72832.691101.53柱底M-75.42-41.9106.81-149.16-142.8823.21-254.5N761.66100.73-103.41055.011126.96840.011108.851柱顶M71.9639.97-120.02142.31136.32-45.69266.36N959.14100.6-149.371291.811393.431017.151405.5190 柱底M-35.98-19.99161.59-71.16-68.16154.9-265.24N966.24100.6-149.371300.331403.011025.671414.03表6.3B柱内力组合表楼层位置内力荷载类别无震组合有震组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.35①+0.98②1.2(①+0.5②)±1.3③5柱顶M-14.37-1.56-55-19.43-20.93-89.6853.32N336.334.122.19451.33487.44426.88421.19柱底M12.827.124525.3524.2878.16-38.84N342.434.122.19458.65495.68434.2428.514柱顶M-12.83-7.13-87.23-25.38-24.31-133.0793.73N788.28235.277.151275.311294.741096.391077.8柱底M12.827.1287.2325.3524.28133.06-93.74N794.38235.277.151282.631302.981103.711085.123柱顶M-12.83-7.13-115.54-25.38-24.31-169.88130.53N1240.26235.2714.21817.691904.921647.931611.0190 柱底M12.827.12115.5425.3524.28169.86-130.55N1246.36235.2714.21825.011913.151655.251618.332柱顶M-12.83-7.13-134.95-25.38-24.31-195.11155.76N1692.24235.2723.332360.072515.092202.182141.52柱底M12.426.9134.9524.5623.53194.48-156.39N1698.34235.2723.332367.392523.322209.52148.841柱顶M-13.12-7.29-146.93-25.95-24.86-211.13170.89N2143.46235.434.062901.713124.362757.672669.11柱底M6.563.65179.5812.9812.43243.52-223.39N2150.56235.434.062910.233133.952766.192677.6390 6、构件验算7.1、框架梁验算最不利内力的组合:无震时:有震时:(1)梁的抗弯强度梁的抗弯强度应满足①无震时②有震时(2)梁的抗剪强度梁的抗剪强度应满足①无震时②有震时90 (1)梁的宽厚比验算翼缘部分:满足要求腹板部分:满足要求(2)梁的整体稳定故不需计算整体稳定性(3)梁的挠度验算满足要求7.2、框架柱验算（1）、柱的计算长度①边柱以底层柱为例:上端梁线刚度和90 柱线刚度则系数柱下端与基础为刚接,则由、可查得:柱计算长度系数为,则此柱计算长度为①中柱以底层柱为例:上端梁线刚度和柱线刚度则系数柱下端与基础为刚接,则由、可查得:柱计算长度系数为,则此柱计算长度为90 （2）、A、C柱截面验算最不利内力的组合:无震时:有震时:1）、强度验算①无震时②有震时2)、平面内稳定验算查表(b类截面)得稳定系数:欧拉力:90 等效弯矩系数,截面塑性发展系数,则①无震时②有震时3)、平面外稳定验算90 面外等效弯矩系数:,查表(c类截面)得,则①无震时②有震时4)、局部稳定验算翼缘部分:满足要求腹板部分:应力梯度满足要求90 长细比:（3）、B柱截面验算最不利内力的组合:无震时:有震时:1）、强度验算①无震时②有震时2)、平面内稳定验算90 查表(b类截面)得稳定系数:欧拉力:等效弯矩系数,截面塑性发展系数,则①无震时②有震时3)、平面外稳定验算90 面外等效弯矩系数:,查表(c类截面)得,则①无震时②有震时4)、局部稳定验算翼缘部分:满足要求腹板部分:满足要求90 长细比:6、节点域设计8.1、节点域稳定性验算按7度及以上抗震设防的结构,工字型截面柱腹板在节点域范围的稳定性应符合柱在节点域的腹板厚度:梁腹板高度:柱腹板高度:满足工字型截面柱腹板在节点域范围的稳定性.8.2、节点域抗剪强度验算(1)节点域体积90 (1)抗剪强度验算以底层边柱A节点(无震时)为例合格(2)屈服承载力验算以边柱节点域为例不合格将柱腹板在节点域范围内更换为厚度为22mm6、节点设计9.1、梁柱连接节点设计90 梁柱连接为刚性连接,梁翼缘与柱采用完全焊透的坡口对接焊缝连接,梁腹板与柱采用单连接板由M24的10.9级高强度螺栓摩擦型连接,摩擦面采用喷砂处理.孔径,预应力设计值,抗滑移系数,.焊条采用E43型,二级焊缝,以底层AB梁和底层B柱连接节点为例,有震时内力:,梁柱的连接如图所示主梁与柱连接节点图(1)螺栓布置及计算90 按螺栓布置要求，螺栓至连接板端部，取60mm。c至少取（20为安装缝隙），取.,。设螺栓每排数目；螺栓间距（满足要求）(1)梁翼缘完全焊透的对接焊缝强度可以(2)梁腹板与柱之间的高强度螺栓连接计算梁翼缘的塑性截面模量故梁腹板与柱的连接螺栓可采用单排，节点可采用常用设计法计算。根据剪力确定高强度螺栓数目：每个高强螺栓的承载力设计值根据梁腹板净截面面积抗剪承载力的50%确定高强度螺栓数目：由以上计算可知，高强度螺栓数目满足要求。90 （4）连接腹板厚度确定①连接板净截面与梁腹板净截面相等计算t②根据螺栓间距最大要求确定连接板厚度t综合以上数值，取连接板的厚度为（5）连接板的抗剪强度验算螺栓连接处的连接板净截面面积（6）连接板与柱相连的双面角焊缝抗剪强度：按构造要求：双面角焊缝焊角尺寸取,则有效焊缝长度：双面角焊缝抗剪强度验算：90 满足要求（7）节点抗震极限承载力验算①极限受弯承载力可以②极限受剪承载力腹板净截面面积的极限受剪承载力腹板连接板净截面面积的极限受剪承载力腹板连接高强度螺栓的极限受剪承载力可以可以梁柱连接合格90 9.1、主次梁连接节点设计主次梁连接为铰接连接。腹板连接采用M20高强螺栓，摩擦面采用喷砂处理，预应力设计值,抗滑移系数。以底层主次梁连接节点为例：1层楼面荷载设计值：次梁自重：次梁梁端剪力：螺栓个数取4个，设螺栓采用如下布置：螺栓间距为80mm，螺栓中心至拼接板边缘距离为50mm，拼板尺寸为：。主次梁的连接如图所示主梁与次梁连接节点图90 （1）螺栓强度验算单个螺栓抗剪强度螺栓连接承受内力螺栓受力可以（2）主梁加劲肋计算：设加劲肋板厚，焊脚，支撑加劲肋为144×548×10mm①稳定性计算：支座反力计算截面面积：绕腹板中心线的截面惯性矩：回转半径：90 计算长度取梁腹板高：长细比：查表（C类截面）得，则可以②承压强度验算承压面积：钢材端面承压强度设计值：可以③焊缝验算：焊缝计算长度：考虑加劲肋板切角长度60㎜取焊缝截面模量：焊缝受力：强度满足90 主次梁连接合格6、钢柱脚设计采用埋入式柱脚，钢材为HPB335，混凝土采用C20，，。选用螺栓M56，，10.1、边柱柱脚设计钢柱一侧抗剪栓钉承受最大剪力：一个栓钉的受剪承载力设计值：故钢柱一侧翼缘需要的栓钉数目：主筋的截面面积计算：90 主筋选用718，箍筋选用10＠100，在埋入部分的顶部配置512＠50的加强箍筋边柱柱脚的连接如图所示边柱埋入式柱脚90 10.1、中柱设计基础钢柱一侧抗剪栓钉承受最大剪力：一个栓钉的受剪承载力设计值：故钢柱一侧翼缘需要的栓钉数目：主筋的截面面积计算：主筋选用520，箍筋选用10＠100，在埋入部分的顶部配置512＠50的加强箍筋中柱柱脚的连接如图所示90 中柱埋入式柱脚6、基础设计天然地基，以粉质粘土为持力层，基础埋深为2米。地基承载力的特征值为250kpa。基础形式为柱下独立基础。钢材为HRB335。11.1、边柱基础设计（1）确定基础底面积先假设基底宽度，经深度修正后的地基承载力特征值为：中心荷载作用下基础底面积90 考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积20%实际采用基底面积为基础及台阶上的土自重基底抵抗矩基底边缘最大与最小应力验算基础底面应力①安全②满足要求（2）确定基础底板厚度基底净反力取，，，则90 系数基础有效高度基础底板厚度取2级台阶，各厚300mm，则采用实际基础底板厚度。采用实际基础有效高度取，，取，则冲切荷载作用面积受冲切承载力基础抗冲切强度故基础高度满足要求，不会产生冲切破坏。90 （3）基础底板配筋柱边截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值柱边截面Ⅰ-Ⅰ处弯矩：选用1018＠200，柱边截面Ⅱ-Ⅱ处弯矩：选用1410＠200，边柱基础如图所示90 基础剖面图ⅠⅠⅡⅡ基础平面图90 11.1、中柱基础设计（1）确定基础底面积先假设基底宽度，经深度修正后的地基承载力特征值为：中心荷载作用下基础底面积考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积20%采用正方形基础，基底边长为3.8m。因基底宽度超过3m，地基承载力特征值还需要重新进行宽度修正。地基承载力特征值宽度修正中心荷载作用下基础底面积考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积20%实际采用基底面积为基础及台阶上的土自重90 基底抵抗矩基底边缘最大与最小应力验算基础底面应力①安全②满足要求（2）确定基础底板厚度基底净反力取，，，则系数基础有效高度90 基础底板厚度取2级台阶，各厚400mm，则采用实际基础底板厚度。采用实际基础有效高度取，，取，则冲切荷载作用面积受冲切承载力基础抗冲切强度故基础高度满足要求，不会产生冲切破坏。（3）基础底板配筋柱边截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值90 柱边截面Ⅰ-Ⅰ处弯矩：选用1518＠220，。沿基础底面双向配筋。边柱基础如图所示基础剖面图90 基础平面图6、压型钢板组合楼盖设计组合楼盖选用国产YX-75-230-690(Ⅱ)开口型压型钢板,其构件特性为:板厚,一个波距宽度内截面面积,强度设计值.其上浇80mm厚C20混凝土:,..钢筋采用HPB235,90 12.1、荷载和内力计算恒载：活载：取1m宽板条作为计算单元：跨中正弯矩：按简支单向板计算支座负弯矩：按固端板计算支座剪力：取计算单元宽度为波距：时的内力：正截面跨中弯矩：支座负弯矩：支座剪力：90 12.2、组合板验算组合板的有效高度（1）、正截面抗弯验算由于，因此组合板的塑性中和轴在混凝土板中：取正截面抗弯承载力满足要求（2）、斜截面抗剪验算斜截面抗剪承载力满足要求90 12.3、跨中正弯矩配筋计算选用Ф12＠8012.4、支座负弯矩配筋计算选用Ф10＠100在组合板中，圆柱头焊钉只作为压型钢板与混凝土叠合面之间抗剪能力的储备，按构造取。本结构的板跨为2.7m，所以选用M18的焊钉。压型钢板组合楼盖如图所示90 压型钢板组合楼盖6、楼梯设计楼梯为梁式楼梯，楼梯梁选用槽钢32b型，平台梁选用工字钢32a，踏步和平台钢板选用Q235钢，厚度为8㎜。楼梯形式如图所示13.1、楼梯梁设计（1）荷载计算板倾斜角为：恒载标准值：楼梯梁自重：90 60㎜水泥砂浆重：踏步钢板重：总计：活载标准值：恒载设计值：活载设计值：楼梯梁跨中弯矩：楼梯梁两端剪力：（2）梁截面抗弯验算满足要求（3）梁截面抗剪验算满足要求90 13.2、平台梁设计（1）荷载计算均布荷载设计值：平台梁自重：平台板传来荷载：恒载：活载：总计：集中荷载设计值：楼梯梁传来荷载：平台梁计算简图90 平台梁两端剪力：平台梁跨中弯矩：（2）梁截面抗弯验算满足要求（3）梁截面抗剪验算满足要求90 楼梯剖面图楼梯平面图90 6、结论经过将近四年的基础和专业知识的学习，使我培养了做建筑结构设计的基本能力,并在老师的指导和同学的帮助下，成功地完成了这次的毕业设计课题——北京某商场的多层钢框架结构设计。在毕业设计的几个月中，我能根据设计进度的安排，紧密地和本组同学合作，按时按量的完成自己的设计任务。另外,通过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文翻译等，我加深了对建筑规范、规程、手册等相关内容的理解和认识。并巩固了专业基础知识、提高了综合分析和解决问题的能力。同时通过此次毕业设计,我还进一步了解和掌握了word、Excel、AutoCAD等软件的使用，从而达到了毕业设计的目的与要求。毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际的一次锻炼。通过毕业设计，我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识，同时我也学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。另外,在毕业设计的过程中，我还深深地体会到各种建筑规范的重要性.这些对我在不久的将来走上工作岗位有着非常大的帮助。因此,在以后的学习和工作中，我一定要不断加强对建筑规范的学习和体会。90 致谢经过几个月的辛勤忙碌，我毕业设计已经临近结束，由于本人经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师王珊老师。王老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到方案的确定和修改，以及期中检查，后期细部设计，绘图等整个过程中都给予了我悉心的指导。王老师的专业知识水平和治学严谨的态度是我永远学习的榜样，并将对我今后的学习和工作产生重要的影响。然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我打下扎实的土木工程专业基础知识；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢建筑学院和我的母校—北方工业大学四年来对我的大力栽培。90 主要参考文献(1)中华人民共和国建设部主编.钢结构设计规范.北京:中国计划出版社,2003(2)中华人民共和国建设部主编.混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2002(3)中华人民共和国建设部主编.建筑抗震设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2001(4)中华人民共和国建设部主编.建筑结构荷载规范.北京:中国建筑工业出版社,2001(5)中华人民共和国建设部主编.建筑地基基础设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2002(6)中华人民共和国建设部主编.高层建筑设计规程.北京:中国建筑工业出版社,2002(7)王新堂主编.钢结构设计.上海:同济大学出版社,2003(8)牟在根主编.简明钢结构设计与计算.北京:人民交通出版社,2003(9)周果行主编.工民建专业毕业设计(第二版).北京:中国建筑工业出版社,1997(10)梁兴文,史庆轩主编.土木工程专业毕业设计指导.北京:科学出版社,2002(11)吕西林主编.高层建筑结构(第二版).武汉:武汉理工大学出版社,2003(12)陈希哲主编.土力学与地基基础.北京:清华大学出版社,2004(13)龙驭球、包世华主编.结构力学.北京:高等教育出版社,200290 外文资料翻译一、资料原文LoadandResistanceFactorDesignSpecificationforStructuralSteelBuildingsCHAPTERJCONNECTIONS,JOINTS,ANDFASTENERSThischapterappliestoconnectingelements,connectors,andtheaffectedelementsoftheconnectedmemberssubjecttostaticloads.Forconnectionssubjecttofatigue,seeAppendixK3.J1.GENERALPROVISIONS1.DesignBasisConnectionsconsistofaffectedelementsofconnectedmembers(e.g.,beamwebs),connectingelements(e.g.,gussets,angles,brackets),andconnectors(e.g.,welds,bolts,rivets).Thesecomponentsshallbeproportionedsothattheirdesignstrengthequalsorexceedstherequiredstrengthdeterminedbystructuralanalysisforfactoredloadsactingonthestructureoraspecifiedproportionofthestrengthoftheconnectedmembers,whicheverisappropriate.2.SimpleConnectionsConnectionsofbeams,girders,ortrussesshallbedesignedasflexibleandarepermittedtobeproportionedforthereactionshearsonly,exceptasotherwiseindicatedinthedesigndocuments.Flexiblebeamconnectionsshallaccommodateendrotationsofunrestrained(simple)beams.Toaccomplishthis,someinelastic90 butself-limitingdeformationintheconnectionispermitted.3.MomentConnectionsEndconnectionsofrestrainedbeams,girders,andtrussesshallbedesignedforthecombinedeffectofforcesresultingfrommomentandshearinducedbytherigidityoftheconnections.4.CompressionMemberswithBearingJointsWhencolumnsbearonbearingplatesorarefinishedtobearatsplices,thereshallbesufficientconnectorstoholdallpartssecurelyinplace.Whencompressionmembersotherthancolumnsarefinishedtobear,thesplicematerialanditsconnectorsshallbearrangedtoholdallpartsinlineandshallbeproportionedfor50percentoftherequiredstrengthofthemember.AllcompressionjointsshallbeproportionedtoresistanytensiondevelopedbythefactoredloadcombinationsstipulatedinSectionA4.5.SplicesinHeavySectionsThisparagraphappliestoASTMA6/A6MGroup4and5rolledshapes,orshapesbuilt-upbyweldingplatesmorethantwoin.(50mm)thicktogethertoformthecrosssection,andwherethecrosssectionistobesplicedandsubjecttoprimarytensilestressesduetotensionorflexure.WhentheindividualelementsofthecrosssectionaresplicedpriortobeingjoinedtoformthecrosssectioninaccordancewithAWSD1.1,Article5.21.6,theapplicableprovisionsofAWSD1.1applyinlieuoftherequirementsofthissection.Whentensileforcesinthesesectionsaretobetransmittedthroughsplicesbycomplete-joint-penetrationgroovewelds,materialnotch-toughnessrequirementsasgiveninSectionA3.1c,weldaccessholedetailsasgiveninSectionJ1.6,weldingpreheatrequirementsasgiveninSectionJ2.8,andthermal-cutsurfacepreparationandinspectionrequirementsasgiveninSectionM2.2apply.90 AttensionsplicesinASTMA6/A6MGroup4and5shapesandbuilt-upmembersofmaterialmorethantwoin.(50mm)thick,weldtabsandbackingshallberemovedandthesurfacesgroundsmooth.WhensplicingASTMA6/A6MGroup4and5rolledshapesorshapesbuilt-upbyweldingplatesmorethantwoin.(50mm)thicktoformacrosssection,andwherethesectionistobeusedasaprimarycompressionmember,allweldaccessholesrequiredtofacilitategrooveweldingoperationsshallsatisfytheprovisionsofSectionJ1.6.Alternatively,splicingofsuchmemberssubjecttocompression,includingmemberswhicharesubjecttotensionduetowindorseismicloads,shallbeaccomplishedusingsplicedetailswhichdonotinducelargeweldshrinkagestrains;forexamplepartial-joint-penetrationflangegrooveweldswithfillet-weldedsurfacelapplatesplicesontheweb,boltedlapplatesplices,orcombinationbolted/fillet-weldedlapplatesplices.6.BeamCopesandWeldAccessHolesAllweldaccessholesrequiredtofacilitateweldingoperationsshallhavealengthfromthetoeoftheweldpreparationnotlessthan112timesthethicknessofthematerialinwhichtheholeismade.Theheightoftheaccessholeshallbeadequatefordepositionofsoundweldmetalintheadjacentplatesandprovideclearanceforweldtabsfortheweldinthematerialinwhichtheholeismade,butnotlessthanthethicknessofthematerial.Inhot-rolledshapesandbuilt-upshapes,allbeamcopesandweldaccessholesshallbeshapedfreeofnotchesandsharpre-entrantcorners,exceptthatwhenfilletweb-to-flangeweldsareusedinbuilt-upshapes,accessholesarepermittedtoterminateperpendiculartotheflange.ForASTMA6/A6MGroup4and5shapesandbuilt-upshapesofmaterialmorethantwoin.(50mm)thick,thethermallycutsurfacesofbeamcopesand90 weldaccessholesshallbegroundtobrightmetalandinspectedbyeithermagneticparticleordyepenetrantmethodspriortodepositionofsplicewelds.Ifthecurvedtransitionportionofweldaccessholesandbeamcopesareformedbypredrilledorsawedholes,thatportionoftheaccessholeorcopeneednotbeground.Weldaccessholesandbeamcopesinothershapesneednotbegroundnorinspectedbydyepenetrantormagneticparticlemethods.7.MinimumStrengthofConnectionsConnectionsprovidingdesignstrengthshallbedesignedtosupportafactoredloadnotlessthan10kips(44kN),exceptforlacing,sagrods,orgirts.8.PlacementofWeldsandBoltsGroupsofweldsorboltsattheendsofanymemberwhichtransmitaxialforceintothatmembershallbesizedsothatthecenterofgravityofthegroupcoincideswiththecenterofgravityofthemember,unlessprovisionismadefortheeccentricity.Theforegoingprovisionisnotapplicabletoendconnectionsofstatically-loadedsingleangle,doubleangle,andsimilarmembers.9.BoltsinCombinationwithWeldsInnewwork,A307boltsorhigh-strengthboltsproportionedasbearing-typeconnectionsshallnotbeconsideredassharingtheloadincombinationwithwelds.Welds,ifused,shallbeproportionedfortheentireforceintheconnection.Inslip-criticalconnections,high-strengthboltsarepermittedtobeconsideredassharingtheloadwiththewelds.Thesecalculationsshallbemadeatfactoredloads.Inmakingweldedalterationstostructures,existingrivetsandhigh-strengthboltstightenedtotherequirementsforslip-criticalconnectionsarepermittedtobeutilizedforcarryingloadspresentatthetimeofalterationandtheweldingneedonlyprovidetheadditionaldesignstrengthrequired.10.High-StrengthBoltsinCombinationwithRivets90 Inbothnewworkandalterations,inconnectionsdesignedasslip-criticalconnectionsinaccordancewiththeprovisionsofSectionJ3,high-strengthboltsarepermittedtobeconsideredassharingtheloadwithrivets.11.LimitationsonBoltedandWeldedConnectionsFullypretensionedhigh-strengthbolts(seeTableJ3.1orJ3.1M)orweldsshallbeusedforthefollowingconnections:Columnsplicesinalltierstructures200ft(60m)ormoreinheight.Columnsplicesintierstructures100(30m)to200ft(60m)inheight,iftheleasthorizontaldimensionislessthan40percentoftheheight.Columnsplicesintierstructureslessthan100ft(30m)inheight,iftheleasthorizontaldimensionislessthan25percentoftheheight.Connectionsofallbeamsandgirderstocolumnsandofanyotherbeamsandgirdersonwhichthebracingofcolumnsisdependent,instructuresover125ft(38m)inheight.Inallstructurescarryingcranesofoverfive-ton(50kN)capacity:roof-trusssplicesandconnectionsoftrussestocolumns,columnsplices,columnbracing,kneebraces,andcranesupports.Connectionsforsupportsofrunningmachinery,orofotherliveloadswhichproduceimpactorreversalofstress.Anyotherconnectionsstipulatedonthedesigndrawings.InallothercasesconnectionsarepermittedtobemadewithA307boltsorsnug-tighthigh-strengthbolts.Forthepurposeofthissection,theheightofatierstructureshallbetakenastheverticaldistancefromthecurbleveltothehighestpointoftheroofbeamsinthecaseofflatroofs,ortothemeanheightofthegableinthecaseofroofshavingaslopeofmorethan25percent.Wherethecurblevelhasnotbeenestablished,or90 wherethestructuredoesnotadjoinastreet,themeanleveloftheadjoininglandshallbeusedinsteadofcurblevel.Itispermissibletoexcludepenthousesincomputingtheheightofthestructure.90 二、资料翻译美国LRFD钢结构规范第J章连接、节点、紧固件本章适合于承受静荷载的连接单元、连接件和连接构件的受影响部分。对于疲劳构件的连接见附录K3。J1、概述1、设计原则连接包括连接构件的受影响部分（例如梁腹板），连接单元（例如节点板，角钢，brackets）及连接件（焊缝，螺栓，铆钉）。设计这些零件应满足：零件的设计强度大于或等于设计荷载作用下的结构进行结构分析所确定的要求的强度，或直接根据连接构件强度确定的要求的强度2、简支连接除了设计文件中有特别指定之外，梁或桁架的连接都应设计成柔性的，只承受剪力。梁端的柔性连接节点允许简支梁端转动，所以，连接允许出现刚性但自我限制的变形3、受弯连接设计转动受限制的梁及桁架的端部连接时应考虑由于连接的刚性引起的弯矩和剪力的组合效应。4、有支撑点的受压构件90 当柱支撑在支撑板上或打磨后支撑在拼界点处时，应有足够的连接件保证所有部件安全就位。当除了柱以外的其他受压构件打磨后支撑时，拼接材料以及连接件的布置应保证所有部件在一条线上，而且应该能承受百分之五十的构件强度。所有受压节点应设计成能承受在A4部分中的荷载组合。5、重型截面的连接本节适合于ASTMA6/A6M第四组和第五组的螺纹钢，厚度超过2英寸（50mm）的钢板焊接构成的组合截面，以及承受由拉伸或弯曲产生的主应力的横截面。当横截面的单个零件在被连接起来以构成与AWSD1.1第5.21.6篇文章横截面之前就已经被拼接时，应用AWSD1.1中的适用条件代替本节的这些要求。当上述截面的拉力通过全溶透坡口焊缝的拼接来传递时，材料的缺口韧性要求见A3.1c，焊接检查孔详图见J1.6，焊接预热要求见J2.8，热切割表面的预备及检查要求见M2.2部分。在STMA6/A6M第四组和第五组的型钢以及厚度超过2英寸（50mm）的钢板构成的组合构件的受拉拼接点处，焊缝引弧板及垫板移去且表面打磨光滑。当用STMA6/A6M第四组和第五组的型钢或用厚度超过2英寸（50mm）的钢板焊接而成的组合截面来拼接构成一个截面，且该截面主要为受压作用时，所有用于方便坡口焊操作的焊缝检查孔应满足J1.6.部分的规定。此外，受压构件（包括由风荷载或地震荷载引起的受拉力作用的构件）的拼接，应采用不引起大的焊缝收缩的节点拼接构造。例如，翼缘采用部分熔透坡口焊，腹板采用角焊缝拼接、或螺栓拼接、或螺栓和角焊缝混合拼接。6、梁盖板及检查孔所有为便于焊接操作的焊接检查孔的长度从预备焊脚处开始应不小于1.590 倍的有检查孔的板的厚度。检查孔的高度应满足焊接金属在相邻板件间的堆积。并满足在有检查孔板的焊缝处设置引弧板的要求，且不小于板的厚度。对于热轧钢和组合型钢的截面，梁盖板和焊接检查孔应没有凹槽和尖角，在组合截面中翼缘和腹板间采用角焊缝连接时，允许检查孔在与翼缘垂直的地方结束。对于ASTMA6/A6M第四组和第五组的型钢及厚度超过2英寸（50mm）的钢板焊接的组合截面，梁盖板的热切割面和焊接检查孔应打磨光亮并在焊接之前通过磁粉或染色渗透探伤检查。如果焊接检查孔和梁盖板的切割过渡部分是通过预先钻或锯而成的，则检查孔或顶面的这部分无需打磨，也不需要通过染色渗透或磁性方法检查。7、最小连接长度连接的设计强度不小于10kips(44kN)，lacing吊杆和girts的连接不受此限制。8、焊缝和螺栓的布置对于传递轴力的构件的连接，连接处焊缝群或螺栓群的重心应与构件的重心重合，除非规定有偏心情况。受静载的单角钢、双角钢以及类似构件的端部连接可不受上述规定的限制9、螺栓和焊缝组合使用在新的工程中，作为承压使用的A307螺栓或高强度螺栓应看作不和焊缝一起承载。如果使用焊缝了，则焊缝应能承受连接中的全部外力。在滑移破坏的连接中，可认为高强度螺栓能和焊缝一起承载。在对结构进行焊缝加固改造时，符合滑移破坏连接的已有的铆钉和高强度螺栓可认为能承受部分荷载，而焊缝只需提供所需的另外部分设计强度。10、高强度螺栓和铆钉组合使用在新的或改造的工程中，符合J390 要求按滑移破坏设计的连接，可认为高强度螺栓和铆钉能够一起承载。11、螺栓连接及焊缝连接的作用范围完全受拉的高强度螺栓（见J3.1orJ3.1M）或焊缝可用于下列连接：结构高度大于或等于200英尺（60mm）的柱的拼接；最小的水平方向尺寸小于40%的结构高度，且结构高度介于100英尺（30mm）到200英尺（60mm）的柱的拼接；最小的水平方向尺寸小于25%的结构高度，且结构高度小于100英尺（30mm）的柱的拼接；在高度超过125英尺（38mm）的结构中，梁与柱的连接以及与柱间支撑相连的其他梁的连接；在安装有超过5吨（50KN）起重量的起重机的结构中：屋顶桁架的拼接，桁架与柱的连接，柱的拼接，以及柱间支撑、斜撑、起重机支座处的连接；产生冲击荷载或反向应力的活荷载处的支撑连接及活动及其支座连接；设计图中指定的其他连接。在其他被允许的连接中，均可以使用A307螺栓和端部压紧的高强度螺栓。另外，多层桁架结构的高度应取为从curblevel到平屋顶的屋面梁的最高点或到坡度大于25%的坡屋面的平均高度处的竖直距离。在curblevel尚未确定或结构并不临街时，可用临接地面的平均高度代替curblevel。在计算结构高度时，突出屋面的小屋可不予考虑90 90'