[学士]某钢框架毕业设计计算书_secret

2.1选型及结构布置2.1.1确定楼盖类型据《抗震规范》8.1.7条,宜采用压型钢板现浇钢筋砼组合楼板或非组合楼板,目前国内多采用非组合楼板(简支梁类构件楼盖除外)。非组合楼板中的压型钢板只起到施工阶段的模板作用,按施工阶段的两种极限状态要求确定压型钢板几何形状和厚度,可采用国内生产的无齿痕的压型板,不需作防火层(但需防锈,宜采用镀锌板),仅楼板的端部按构造设置圆头栓钉。采用非组合楼盖也给手算带来很大方便,又适应国内发展形势,因此选择采用非组合楼板。根据板的跨度和非组合板的厚度,选择国产压型钢板型号:YX-75-230-690(Ⅱ)。另外,为方便手算,采用主次梁单向板肋形楼盖布置形式。计算时,框架梁在确定截面惯性矩时,对于非组合楼板,由于钢板上的现浇混凝土板和压型钢板结合不够紧密,板的约束很微弱,因此,直接取钢梁的截面惯性矩Ib,不考虑板的影响。2.1.2结构布置图要求板布置成单向板,对于其它所有构件布置祥见图纸。2.1.3初选确定杆件截面尺寸钢材宜采用碳素结构钢Q235及低合金钢Q345,按照冲击韧性要求并且考虑到焊接,选择Q235C。梁柱截面形式选H型钢。若选择H型钢,则应根据要求从H型钢产品表中确定高宽尺寸及壁厚。对于梁截面,首先应确定梁高hs,根据《钢结构规范》附录A表A.1.1挠度容许值,按表2.1.3确定出hmin,主梁的挠度容许值为[w]/l=1/400,采用Q235C钢,对应的hmin=1/15。次梁的挠度容许值为[w]/l=1/250,采用Q235C钢,对应的hmin为1/24。主梁的跨度为8400mm,次梁的跨度为6600mm,主梁高h≥8400/15=560mm,初步取主梁高为600mm。次梁高h≥6600/24=275mm,初步取次梁高为300mm。再根据简略的梁荷载、内力计算确定出截面抵抗矩WX和腹板宽度,然后查H型钢表确定型号。（1）.计算确定次梁型号。楼面活载为6KN/m2,假设楼板厚为120mm。次梁间距为2.8m。楼面活载为6KN/m24KN/m2,所以分项系数取1.3。按次梁为简支梁计算次梁所受荷载标准值为:活载qQ=6×2.8=16.8KN/m恒载qg=25×0.12×2.8=8.4KN/m次梁所受荷载设计值为:q=1.2qg+1.3qQ=1.2×8.4+1.3×16.8KN/m=31.92KN/m次梁所受最大弯矩M=281ql=81×31.92×6.62=173.8KN·m次梁所受剪力V=ql21=21×31.92×6.6=105.34KN另外,假设梁自重引起的弯矩为0.02M33628.7851021505.1108.17302.1cmfrMWxxxmmhfVtvw8.23001251034.1053根据以上条件选择次梁型号,梁主要受弯,因此采用窄翼缘最优。型号为:HN400×150×8×13截面特征为:AS=71.12cm2Ix=18800cm4ix=16.3cmWx=942cm3Iy=734cm4iy=3.21cmWx=97.2cm3(2).计算确定主梁型号。楼板设计成为单向板，因此，主梁主要承受次梁传来的集中荷载。次梁间距为6600mm。主梁间距为8400mm。先按主梁为简支梁计算次梁传来的集中荷载计算：次梁所受荷载标准值为:活载qQ=6×2.8=16.8KN/m恒载qg=25×0.12×2.8=8.4KN/m次梁所受荷载设计值为:q=1.2qg+1.3qQ=1.2×8.4+1.3×16.8KN/m=31.92KN/m主梁所受集中力为：p=ql1==31.92×6.6=210.672KN主梁所受最大弯矩M=231pl=31×210.672×8.4=589.8816KN·m次梁所受剪力V=p=210.672KN另外,假设梁自重引起的弯矩为0.02M3362458.26651021505.1108816.58902.1cmfrMWxxxmmhfVtvw1.356012510672.2103根据以上条件选择次梁型号,梁主要受弯,因此采用窄翼缘最优。型号为:HN600×200×11×17截面特征为:AS=135.2cm2Ix=78200cm4ix=24.1cmWx=2610cm3Iy=2280cm4iy=4.11cmWx=228cm3（3）计算确定柱的型号估算柱所受的轴向荷载为：G=6.6×8.4×（1.2×3+1.3×6）=632.016KN底层柱所受轴向荷载设计值为：3G=3×632.016KN按轴心受压计算假设长细比λ=50根据此长细比查表可知：轴心受压柱的稳定系数ψ=0.856因此333369.1030210215856.010048.1896cmfNAc取lo=(1.2～1.5)H=1.35×4.8=6.48m有等强度原理，ix=iy=lox/λ=loy/λ=6480/50=129.6mm柱截面高h=ix/α1=129.6/0.43=301.4mm柱截面宽度b=iy/α2=129.6/0.24=540mm由于柱是压弯构件，因此要用宽翼缘的H型钢综合以上条件初步选择柱截面型号为：HW400×400×18×28实际尺寸为HW414×405×18×28截面特征值为：AS=296.2cm2Ix=93000cm4ix=17.7cmWx=4490cm3Iy=31000cm4iy=10.2cmWx=1530cm3按照《抗震规范》8.2.5-1式初步验算以满足强柱弱梁要求。验算式为：pbxCpcfWANfW)(其中：pcW为柱的塑性截面抵抗矩pbW为主梁的塑性截面抵抗矩N为柱计算处所受轴力CA为柱的截面面积主梁的塑性截面抵抗矩为：3222863179)172600(11)17600(20017)2()(mmthtthtbWwpb柱的塑性截面抵抗矩为：3224953978)282414(18)28414(40528)2()(mmthtthtbWwpc验算强柱弱梁：335526.4324286317921005.1)2962010048.1896210(cmWWpcpc满足对于梁柱截面确定时还应注意板件的宽厚比尚应符合《抗震规范》8.3.2条的要求，因所选梁柱型号都是热扎H型钢，是批量生产的型号，所以此条件肯定满足。（4）支撑型号确定对于支撑杆件，不超过12层的钢结构，宜采用交叉型中心支撑选择H型钢，其长细比和板件宽厚比应符合《抗震规范》8.4.2条的要求，截面面积按下式估定：mfTTGKAgeq0923.0max)(式中：K-拟定中心支撑承担结构底部总地震剪力系数，可取0.5～1.0；max－水平地震影响系数最大值；eqG－初估结构等效总重力荷载；m－底层中心支撑杆件的总数；f－钢材抗拉（压）强度设计值；（5）结构其它构件的确定需从建筑节能、防火、抗震等因素出发确定墙体材料、厚度及构造方式从防火方面考虑：二级防火要求非燃烧体最大耐火极限为4小时。从节能方面考虑：要防晒、隔温保热、强度高而重量低从抗震方面考虑：要有多道防线，地震时能消耗能量，不对主体结构产生太大影响因此，墙体材料采用加气混凝土块体材料。细部构造祥图见墙体节点构造祥图。楼梯的设计也采用钢结构形式，加混凝土保护层防火。详细情况见楼梯设计部分。2.2结构计算简图2.2.1荷载清理（1）.竖向荷载清理①.屋面荷载清理恒载：压型钢板（查表换算后）0.18KN/m2非组合楼盖（压型钢板上混凝土层厚80，折算厚度115）25×0.115=2.875KN/m21：8煤屑混凝土找坡（最薄处厚20，折合平均厚105.19）14×0.1052=1.47KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2高分子卷材一层（三毡四油）0.4KN/m230厚细石混凝土面层（每两米设一分仓缝）24×0.03=0.72KN/m2总计6.045KN/m2活载：2.0KN/m2②.楼梯间、电梯间屋面恒载：压型钢板（查表换算后）0.18KN/m2非组合楼盖（压型钢板上混凝土层厚80，折算厚度115）25×0.115=2.875KN/m21：8煤屑混凝土找坡（最薄处厚20，双坡排水，折合平均厚62mm）14×0.062=0.868KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2高分子卷材一层（三毡四油）0.4KN/m230厚细石混凝土面层（每两米设一分仓缝）24×0.03=0.72KN/m2总计5.443KN/m2活载：楼梯间0.5KN/m2电梯间7.0KN/m2③.楼地面荷载清理1.）：生产车间荷载清理恒载：压型钢板0.18KN/m2非组合楼板（折合厚115）25×0.115=2.875KN/m220厚1：2水泥砂浆面层20×0.02=0.4KN/m2总计3.455KN/m2活载：6.0KN/m22.）：其它房间：i：更衣室和办公室：恒载：压型钢板0.18KN/m2非组合楼板（折合厚115）25×0.115=2.875KN/m220厚1：2水泥砂浆面层20×0.02=0.4KN/m2总计3.455KN/m2活载：2.0KN/m2ii：卫生间恒载：压型钢板（查表换算后）0.18KN/m2非组合楼盖（压型钢板上混凝土层厚40，折算厚度75）25×0.075=1.875KN/m21：3水泥砂浆找坡层（最薄处厚10，折合平均厚25）20×0.025=0.5KN/m2高分子卷材一层（三毡四油）0.4KN/m220厚1：3水泥砂浆保护层20×0.02=0.4KN/m2瓷面砖150×150×819.8×0.008=0.1584KN/m2总计3.5134KN/m2180厚蹲台处垫层重（煤屑混凝土）0.18×14=2.52KN/m2活载：2.0KN/m23）.楼梯间荷载清理承受踢步荷载的钢板梁重：（5.367+1.5+0.6）×0.3×0.015=0.034m3每块重：0.034×76.936=2.56KN踏步钢板重：踏步用5mm厚的钢板弯折成，踏步钢板体积：（0.15×16+0.3×15）×1.6×0.005=0.05175m3重量为：0.05175×76.936=3.98KN在钢板踏步上浇注50厚混凝土，用于防火。此重量为：（0.15×16+0.3×15）×1.6×0.05=0.5175m225×0.5175=12.94KN楼梯平台荷载：钢板：1.5×3.3×0.005×76.936=1.9KN2.16×3.3×0.005×76.936=2.74KN细石混凝土：1.5×3.3×0.05×25=6.19KN2.16×3.3×0.05×25=8.19KN楼梯间恒载：2.59×4+（3.98+12.94）×2+1.9+2.74+6.19+8.19=63.94KN活载：3.5KN/m2④.墙体荷载：500×9.8=4.9KN/m3⑤.查表知：主梁自重：1.0388KN/m次梁自重：0.54684KN/m柱自重：2.283KN/m2.2.2计算简图结构计算简图必须先确定底层柱高取值，取值大小与基础形式、厚度、埋深等因素有关。因此，根据地质报告和场地条件先确定基础形式和埋深，分析可采用柱下独立基础。地表以下2m处就是稍密卵石层，其承载力较大可把基础放于上面，再加上平整场地时室外回填土要高出天然地面0.3m，因此基础埋深为2.3m。此深度大于1.5m，所以柱脚的嵌固位置取在室外地面以下1.5m处。室内外高差为0.3m，标准层高为4.8m，因此，底层柱计算高度取1.5+0.3+4.8=6.6m其它各层柱的计算高度取层高4.8m1．框架恒载、活载简图首先选择一榀框架做计算，考虑到手算速度和精度都不如计算机，选择⑦轴框架最为快捷并且误差和计算机会最小。i：作恒载图主梁自重相对于其它荷载比较小，因此，把主梁自重简化为集中荷载对计算结果影响很小。求1P主梁自重：1.04×1.4=1.456KN次梁传到主梁上的集中力：KN55.356.6)55.021455.38.2(外墙重：KN36.214.04.22.