毕业设计

毕 业 设 计 书 目 某科技园D区钢结构办公楼设计 专 业 土木工程 班 级 钢构091班 姓 名 马骏达 指导教师 周观根（教高） 姚谏(教授) 　 所在学院 城建学院　 完成时间：2013年 5月 承 诺 书 我谨此郑重承诺： 本毕业设计（论文）是本人在指导老师指导下独立撰写完成的。凡涉及他人观点和材料，均依据著作作了注释。如有抄袭或其它违反知识产权的情况，本人愿接受学校处分。 承诺人（签名）： 年 月 日 31 某科技园D区钢结构办公楼设计 城建学院土木工程专业 马骏达 摘 要：随着我国建筑业的快速发展，建筑设计理念的不断更新，钢结构的应用范围也越来越广，主要有工业厂房、大跨度结构、高耸结构、多层和高层建筑、板壳结构、其他特种结构、可拆卸或移动的结构、轻型钢结构、和混凝土组合成的组合结构等。框架结构建筑体系作为一种新型的产业体系也在我国迅速崛起。虽然钢框架结构耐腐蚀性差、耐火性差，但由于其抗震性能好、建筑自重轻、工业化程度高、施工周期短、绿色环保等特点，成为当今应用最为广泛的结构之一。 通过本次设计有利于进一步熟悉钢框架结构的基本设计原理，使所学的知识系统化，提高我们对知识的综合应用能力，在老师指导下较独立地完成办公楼的设计，可以熟悉相关的设计规范、手册、图集，掌握CAD、PKPM等办公软件技术，为将来走向工作岗位打下坚实的基础。 关键词：框架结构；办公楼；设计规范；办公软件技术；钢结构 31 Science and Technology Park Area D steel office building design By Ma Junda Major: Civil Engineering College of Urban Construction, Zhejiang Shuren University Abstract: With the rapid development of China's construction industry, the concept of building design constantly updated. And the steel structure application also become more and more widely, mainly includes industrial buildings, large span, tall structures, multi-layer and high-rise building structure, plate and shell structure, other special structure, removable or moving structure, light steel structure, and concrete composite structure, etc. The frame structure building system as a new industry system is rising rapidly in our country. Although the corrosion resistance and fire resistance of steel frame structure is poor, become one of the most widely used structure today because of its good seismic performance, light deadweight, high degree industrialization, short construction period, green environmental protection and other characteristics . This design is propitious to acquaint with the basic design principle of the steel frame structure to systematize the kNowledge we have learned and improve the our comprehensive applied ability for kNowledge. Completed the design of the office building independently with the help of the teacher , can acquaint with the related designspecifications , manual and common standard , in the meanwhile master the software technique of the CAD,PKPM etc. It lay a solid foundation to head the work for the future . Key words: the frame structure；office building；designspecifications；office software technique；steel structure 目 录 1. 绪 论…………………………………………………………………………………..错误！未定义书签。 2.设计资料………………………………………………………………………………..2 2.1工程概况………………………………………………………………………2 2.2原始设计资料…………………………………………………………………2 2.3设计依据………………………………………………………………………2 3.结构选型及布置………………………………………………………………………..3 4.梁柱截面尺寸估选……………………………………………………………………..4 4.1梁截面尺寸估选………………………………………………………………4 4.1.1边跨框架梁………………………………………… …………………..4 4.1.2中跨框架梁………………………………………………………………..4 4.2柱截面尺寸估选………………………………………………………………5 4.2.1框架柱……………………………………………………………………..5 5.框架结构分析……………………………………………………...…………………...6 5.1计算简图………………………………………… ………...…………………6 5.2荷载计算…………………………………………………………… …………7 6.内力计算………………………………………………………………….…………… 13 6.1竖向恒载作用下的内力计算…………………………………………...…..13 6.2竖向活载作用下的内力计算…………………………………………...…..16 7.内力组合……………………………………………………………...………………...18 7.1荷载组合………………………………………………… ……...……………18 7.2框架梁内力组合………………………………………………... ……………18 7.3框架柱内力组合……………………………… ………………...……………20 8.横向框架构件设计…………………………………………………………...………...23 8.1框架梁截面计算………………………………………………………………23 8.2框架柱截面计算………………………………………………………………25 9.节点设计………………………………………………………………………………..30 9.1横向框架梁柱边节点…………………………………………………………30 9.1.1连接部位的承载力计算 30 9.1.2柱水平加劲肋计算 31 9.1.3 节点域计算 32 9.2横向框架梁柱中节点………………………………………….………………33 9.2.1柱水平加劲肋计算 34 9.2.2节点域计算 34 9.3柱脚节点………………………………………………………………….……36 9.3.1设计条件 36 9.3.2柱脚底板的平面尺寸 36 10.纵向支撑设计…………………………………………………… ……………………42 10.1计算简图……………………………………… ……………… …….………42 10.2内力计算…………………………………………… … …………….………42 10.2.1风荷载计算 42 10.2.2内力计算 42 10.3支撑杆件截面计算……………………………………… … …………… …43 10.4风荷载作用下的侧移验算…………………… ……… …….………………44 11.电算校核……………………………………………………………………………….45 11.1结构设计信息…………………………………………………………………45 11.2结构位移………………………………………………………………………56 11.3截面信息………………………………………………………………………58 11.4截面验算………………………………………………………………………59 11.4.1柱脚截面验算 59 11.4.2梁、柱截面验算 72 致 谢……………………………………………………………………………………..88 参考文献…………………………………………………………………………………..89 1. 绪 论 钢结构在我国目前处于发展初期，确切的说，还是起步时段，没有广泛的采用于实践。这主要是因为目前我国在建筑领域的技术水平所致。按照国家的相关规划，未来20年，建筑行业的技术应该上升一个层次。目前，钢结构专业研究领域在高校中还仅存在于研究（生）阶段，由此不难看出，钢结构的理论技术是需要突破的一大环节与攻克的主要前提。但是，在实际性建筑中，存在大量的钢结构建筑，事实上，有很多是国外设计师设计的作品，这是我国不得不面对的一个尴尬的局面。就钢结构本身而言，其还是有广泛的发展前景的，与现在的钢混结构比，钢结构具有稳定性能好、施工工艺简单、效率高、整体性能好、抗震性能好、单位相对重量轻、环保性能高，这些是其在今后建筑领域受青睐的重要原因。所以，抛开国家大背景的下，钢结构是有很好的发展前景的！ 2.设计资料 2.1工程概况 本工程位于湖北省某市，为东风康明斯发动机股份有限公司市场部、服务部办公楼。该办公楼采用三（四）层全钢框架结构。层高均为3.6m，室内外高差0.45m，基准期为50年，房屋安全等级为二级，环境类别一类，耐火等级二级。 2.2原始设计资料 1. 基本风压0.70kN/㎡，地面粗糙度：B类，组合值系数为0.6； 2. 基本雪压0.4kN/㎡，雪荷载准永久系数分区为Ⅲ，组合值系数为0.7； 3. 不上人屋面可变荷载标准值0.5kN/㎡，组合值系数0.7； 4. 办公室屋面可变荷载标准值2.0kN/㎡，组合值系数0.7； 5. 走廊楼梯可变荷载标准值2.5kN/㎡，组合值系数0.7； 6. 屋盖自重4.97kN/㎡； 7. 楼盖自重3.49kN/㎡； 8. 内外隔墙自重统一为2.5kN/㎡。 2.3设计依据 钢结构-原理与设计.夏志斌，姚谏编著. 北京：中国建筑工业出版社，2004 陈骥．钢结构稳定理论与设计[M]．2版． 北京：科学出版社，2003． 张运田,郁银泉. 钢结构住宅建筑体系研究进展[J] . 钢结构, 2002 (6) 钢结构-原理与设计.夏志斌，姚谏编著. 北京：中国建筑工业出版社，2004 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010 《建筑结构荷载规范》（2012年版） GB 50009-2012 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 3.结构选型及布置 主体结构拟采用横向钢框架承重，纵向拟采用钢排架支撑结构，在轴和轴之间设置十字交叉中心支撑，如图3.1所示。 图3.1纵向支撑布置图 楼板拟采用压型钢板组合楼板，在与轴之间以及与轴之间沿纵向布置两道次梁，压型钢板沿横向布置，最大跨度为3.6m。 结构布置图如图3.2所示。 图3.2结构平面布置图 4.梁柱截面尺寸估选 4.1梁截面尺寸估选 4.1.1边跨框架梁（KL-1） 边跨框架梁承受的竖向荷载主要有纵向次梁（CL）传来的荷载和隔墙的自重。 次梁传来的集中荷载基本组合值为 隔墙自重引起的分布荷载基本组合值为 因梁、柱刚接，边框架梁最大负弯矩近似按下式估算： 则对x轴的净截面模量： （注：上式中系数1.2为框架梁端的弯矩放大系数，主要是考虑到框架梁端尚要承受水平荷载作用所产生的弯矩） 选用截面HN400×200（截面高度H=400mm，截面宽度B=200mm，腹板厚度tw=8mm，翼缘厚度=13mm，r=16mm，， ，，，，，，自重0.66kN/m) 4.1.2中跨框架梁（KL-2） 中跨框架梁仅受所承受的竖向荷载较小，承受其自重。选用HN250×125（截面高度H=250mm，截面宽度B=125mm，腹板厚度tw=6mm，翼缘厚度=9mm，r=13mm，A=3787， ，，，，，，自重. 4.2柱截面尺寸估选 4.2.1框架柱（KZ） 取柱轴力负荷载面积较大的轴或轴柱估算。柱的负荷载面积： 顶层屋面产生的轴力： (注：屋盖自重g=4.97kN/m2) 二层~四层楼面产生的轴力： 二层~四层内隔墙产生的轴力： 综上，底层柱的轴力： 将轴力乘以1.2~1.3后，按轴力受压构件估算截面尺寸： （注：当框架柱的长细比在60~80之间时，柱的轴心受压稳定系数大致在0.4~0.5范围内） 选用HM488×300（截面高度H=488mm，截面宽度B=300mm，腹板厚度tw=11mm，翼缘厚度=18mm，r=24mm，A=16440， ，，，，，，自重1.29kN/m) 5.框架结构分析 5.1计算简图 横向框架的计算单元宽度取7.2m，假设基础顶面距离室外地面0.5m，室内外高差0.45m，层高3.6m，则底层柱的计算高度为：0.5m+0.45m+3.6m=4.55m，其余层计算高度取为层高，即3.6m。 横向框架的计算简图如图5.1所示。 图5.1横向框架的计算简图 钢结构弹性分析时，可考虑现浇混凝土楼板与钢梁共同工作。两侧有楼板的梁其惯性矩可取1.5（为钢梁本身的惯性矩），此时在设计中应保证楼板与钢梁间有可靠的连接。 梁、柱的线刚度列与表5.1，图5.1标出了相对线刚度。 表5.1 框架梁、柱的线刚度 截面名称 截面惯性矩 等效惯性矩 构件长度 线刚度 相对线刚度 框 架 梁 边跨 6000 0.377 中跨 2500 0.156 框 架 柱 底层 4550 1.0 其余柱 3600 1.264 5.2荷载计算 （1） 竖向永久荷载 对于框架梁和框架柱需要做防火涂层，按近似将其自重放大1.1倍考虑。 1） 屋面分布荷载 KL-2自重： g=0.297kN/m×1.1=0.327kN/m KL-1自重： g=0.66kN/m×1.1=0.726kN/m 2) 屋面集中荷载 屋盖自重： 4.97kN/m2×2×7.2=71.568kN CL自重（HN300×150）： 0.373×7.2=2.7kN 小计（CL传给KL-1跨中的集中荷载） G=74.268kN 3) 屋面、列柱节点荷载 屋盖自重： 4.97kN/m2×3×3.6=53.676kN KL-3自重（HN400×200）： 0.66×7.2=4.752kN 小计（KL-3传给、列柱的集中荷载） G=4.752+53.676=58.428kN 4）屋面、列柱节点荷载 屋盖自重： 4.97kN/m2×（3+2.5/2）×3.6=76.041kN KL-4自重（HN400×200）： 0.66×7.2=4.752kN 小计（KL-4传给、列柱的集中荷载） G=76.041+4.752=80.793kN 5)二~四层楼面分布荷载 KL-2自重： g=0.327kN/m KL-1(梁自重+隔墙重量)：g=0.726+2.5×3.05=8.351kN/m 6)二~四层楼面集中荷载 楼盖自重：3.49×2×7.2=50.256kN CL自重（HN300×150）：0.373×7.2=2.69kN 小计（CL传给KL-1跨中的集中荷载） G=52.946kN 7)二~四层楼面、列柱节点荷载 楼盖自重：3.49×（3+2.5/2）×3.6=53.397kN KL-3自重： 0.66×7.2=4.752kN 框架柱自重（HM488×300）：1.29×1.1×3.6=5.11kN 外墙自重： 四层（含0.5m女儿墙） 7.23.052.5+7.20.52.5=63.9kN 二~三层 7.23.052.5=54.9kN 小计：四层KL-3传给、列柱集中荷载 G=53.397+4.752+5.11+63.9=127.159kN 二~三层KL-3传给、列柱集中荷载 G=53.397+4.752+5.11+54.9=118.159kN 8）二~四层楼面、列柱节点荷载 楼盖自重：3.49×(3+2.5/2)×3.6=53.397kN KL-4自重：0.66×7.2=4.752kN 框架柱自重（HM488×300）：1.29×1.1×3.6=5.11kN 横向内隔墙自重：2.5×7.2×3.05=54.9kN 小计KL-4传给、列柱集中荷载 G=118.159kN 9）底层柱脚处节点荷载 框架柱自重：1.29×1.1×(3.6+0.45+0.5)=6.4565kN 小计 G=6.2062kN 横向框架永久荷载标准值的分布如图5.2所示。 图5.2横向框架永久荷载标准值的分布图（集中荷载：kN;分布荷载：kN/m） （2） 竖向可变荷载 1) 屋面可变荷载。屋面雪荷载俞屋面可变荷载不同时考虑，取其中较大者，屋面可变荷载标准值q=0.5kN/m2 2) 图CL传给KL-1跨中的集中荷载 Q=0.5×2×7.2=7.2kN KL-3传给、列柱的节点荷载 Q=0.5×(2/2+0.2)×7.2=4.32kN KL-4传给、列柱的节点荷载 Q=0.5×(2 /2+2.5/2)×7.2=8.1 kN 3) 楼面可变荷载。办公楼楼面可变荷载标准值 2.0kN/m2,走廊、楼梯可变荷载标准值2.5 kN/m2。 CL传给KL-1跨中的集中荷载 Q=2.0×2×7.2=28.8kN KL-3传给、列柱的节点荷载 Q=2.0×(2/2+0.2)×7.2=17.28kN KL-4传给、列柱的节点荷载 Q=(2.0×2 /2+2.5×2.5/2)×7.2=36.9kN 横向框架的竖向可变荷载标准值的分布如图5.3所示。 图5.3横向框架的竖向可变荷载标准值分布 （3）水平分荷载 框架结构的水平荷载可简化为作用于楼层位置的集中荷载 风荷载标准值计算公式： （kN/m2） 各楼层位置的集中风荷载： （kN） 层间剪力： 结构高度10.8m<30m，取；矩形平面形状，单元计算宽度B=7.2m，h取上、下楼层高度的平均值，基本风压，地面粗糙度属Ｂ类。 计算过程列于表 表5.2 风荷载计算 楼层 z/m B/m h/m 4 1.0 1.3 14.85 1.14 1.037 6 3.6/2+0.5=2.3 14.31 14.31 3 1.0 1.3 11.25 1.03 0.937 6 3.6 19.66 33.97 2 1.0 1.3 7.65 1.0 0.91 6 3.6 19.66 53.63 1 1.0 1.3 4.05 1.0 0.91 6 (3.6+4.05)/2=3.825 20.88 74.51 图5.4风荷载标准值分布图 6.内力计算 6.1竖向恒载作用下的内力计算 图6.1恒荷载作用下轴力图（单位:kN) 图6.2恒荷载作用下剪力图（单位：kN) 图6.3恒荷载作用下弯矩图（单位：kNm） 6.2竖向活载作用下的内力计算 图6.4活载作用下轴力图（单位：kN） 图6.5活载作用下剪力图（单位：kN) 图6.6活载作用下弯矩图（单位：kNm） 7.内力组合 7.1荷载组合 对于框架结构的基本组合考虑以下三种情况； ①1.2×永久荷载标准值+1.4×（楼面可变荷载标准值+0.6×风荷载标准值） ②1.2×永久荷载标准值+1.4×（风荷载标准值。+0.7×楼面可变荷载标准值） ③1.35×永久荷载标准值+1.4×（0.7×楼面可变荷载标准值+0.6×风荷载标准值） 7.2框架梁内力组合 由于结构对称性，中跨梁只需组合两个截面。对于钢框架不进行梁端弯矩调幅；风荷载内力可以反向，因永久荷载始终参与组合，所以组合时取与永久荷载相同的符号；楼面可变荷载不考虑不利布置，即按满跨布置。 框架梁控制截面的内力基本组合值见表7.1 表7.1 框架梁内力的基本组合 （单位：弯矩kN·m，剪力：kN，轴力：kN） 梁号 截面 内力 永久荷载标准值 可变荷载标准值 风荷载标准值 1.2①+1.4（②+0.6×③） 1.2①+1.4（③+0.7×②） 1.35①+1.4（0.7×②+0.6×③） 选取内力 ① ② ③ 四层边梁 左端 -M -91.21 -10.29 -10.98 -133.08 -134.91 -142.44 -142.44 V 76.08 7.50 3.62 104.84 103.71 113.10 113.10 跨中 M 59.45 5.31 0.00 78.77 76.54 85.46 85.46 右端 -M -93.70 -8.50 -10.71 -133.34 -135.76 -143.82 -143.82 V -76.86 -6.90 -3.62 -104.93 -104.06 -113.56 -113.56 四层中梁 左端 -M -3.33 -0.04 -4.59 -7.91 -10.46 -8.39 -10.46 V 0.41 0.00 3.67 3.57 5.63 3.64 5.63 跨中 -M -3.71 -0.04 0.00 -4.51 -4.49 -5.05 -5.05 三层边梁 左端 -M -93.88 -37.87 -19.14 -181.75 -176.56 -179.93 -181.75 V 78.03 29.14 6.35 139.77 131.08 139.23 139.77 跨中 M 49.28 21.07 0.00 88.63 79.78 87.18 88.63 右端 -M -93.60 -35.85 -18.95 -178.43 -173.98 -177.41 -178.43 V -77.95 -28.46 -6.35 -138.72 -130.32 -138.46 -138.72 三层中梁 左端 -M -0.92 -0.61 -8.01 -8.69 -12.92 -8.57 -12.92 V 0.41 0.00 6.41 5.88 9.47 5.94 9.47 跨中 -M -0.66 -0.61 0.00 -1.65 -1.39 -1.49 -1.65 二层边梁 左端 -M -92.90 -38.09 -29.11 -189.26 -189.56 -187.20 -189.56 V 78.09 29.06 9.64 142.49 135.68 142.00 142.49 跨中 M 50.42 20.55 0.00 89.27 80.64 88.21 89.27 右端 -M -92.33 -36.53 -28.76 -186.10 -186.86 -184.60 -186.86 V -77.90 -28.54 -9.64 -141.53 -134.95 -141.23 -141.53 二层中梁 左端 -M -1.42 -0.42 -11.95 -12.33 -18.85 -12.37 -18.85 V 0.41 0.00 9.56 8.52 13.88 8.58 13.88 跨中 -M -1.17 -0.42 0.00 -1.99 -1.82 -1.99 -1.99 一层边梁 左端 -M -91.30 -37.20 -34.16 -190.33 -193.84 -188.41 -193.84 V 77.90 28.98 11.26 143.51 137.64 143.02 143.51 跨中 M 51.62 21.11 0.00 91.50 82.63 90.37 91.50 右端 -M -91.48 -36.13 -33.41 -188.42 -191.96 -186.97 -191.96 V -78.03 -28.62 -11.26 -143.16 -137.45 -142.85 -143.16 一层中梁 左端 -M -1.89 -0.70 -13.61 -14.68 -22.01 -14.67 -22.01 V 0.41 0.00 10.88 9.63 15.72 9.69 15.72 跨中 -M -1.64 -0.70 0.00 -2.95 -2.65 -2.90 -2.95 注：表中弯矩以底部受拉为正，上部受拉为负;剪力以顺时针为正，逆时针为负。 7.3框架柱内力组合 柱的控制内力是弯矩和轴力。每层每根框架柱有上、下端两个控制截面，分别组合最大弯矩及相应轴力、最大轴力及相应弯矩。 框架柱控制截面内力的基本组合值见表7.2. 表7.2 框架柱内力的基本组合值 柱号 截面 内力 永久荷载标准值 可变荷载标准值 风荷载标准值 1.2①+1.4（②+0.6×③） 1.2①+1.4（③+0.7×②） 1.35①+1.4（0.7×②+0.6×③） 最大内力组合 选取内力 ① ② ③ 四层边柱 上端 M 91.21 10.29 -10.98 114.63 104.16 123.99 123.99 Mmax=123.99,相应N=186.35，另一端M=-90.94；Nmax=185.35,相应M=123.99，另一端M=--90.94 N 134.46 1.82 3.62 166.94 168.20 186.35 186.35 下端 M -54.19 -16.72 -1.67 -89.84 -83.75 -90.94 -90.94 N 134.46 1.82 3.62 166.94 168.20 186.35 186.35 四层中柱 上端 M -90.17 -8.46 -10.71 -129.04 -131.49 -139.02 -139.02 Mmax=95.17,相应N=228.13，另一端M=-139.02；Nmax=228.13,相应M=-139.02，另一端M=-95.17 N 158.06 15.00 0.06 210.72 204.46 228.13 228.13 下端 M 58.47 15.36 1.41 92.85 87.19 95.17 95.17 N 158.06 15.00 0.06 210.72 204.46 228.13 228.13 三层边柱 上端 M 39.69 21.15 -22.40 58.42 37.00 55.49 58.42 Mmax=58.42,相应N=497.48，另一端M=-76.39；Nmax=523.97,相应M=55.49，另一端M=-75.16 N 339.66 58.23 9.96 497.48 478.60 523.97 523.97 下端 M -44.88 -18.96 4.77 -76.39 -65.76 -75.16 -76.39 N 339.66 58.23 9.96 497.48 478.60 523.97 523.97 三层中柱 上端 M -34.21 -19.88 -25.55 -90.35 -96.30 -87.13 -96.30 Mmax=81.01,相应N=538.11，另一端M=-90.35；Nmax=557.55,相应M=79.68，另一端M=-87.13 N 354.58 80.37 0.12 538.11 504.43 557.55 557.55 下端 M 40.32 17.57 9.56 81.01 78.99 79.68 81.01 N 354.58 80.37 0.12 538.11 504.43 557.55 557.55 二层边柱 上端 M 48.02 -19.14 -24.34 10.38 4.79 25.62 25.62 Mmax=25.62,相应N=842.45，另一端M=-82.40；Nmax=842.45,相应M=25.62，另一端M=-82.40 N 535.92 104.58 19.61 805.99 773.05 842.45 842.45 下端 M -54.58 -22.18 15.50 -83.53 -65.53 -82.40 -82.40 N 535.92 104.58 19.61 805.99 773.05 842.45 842.45 二层中柱 上端 M -50.59 -18.54 -31.15 -112.83 -122.49 -112.63 -122.49 Mmax=123.15,相应N=804.20，另一端M=-122.49；Nmax=886.84,相应M=-112.63，另一端M=117.98 N 551.05 145.80 0.04 865.41 804.20 886.84 886.84 下端 M 56.32 21.96 24.32 118.76 123.15 117.98 123.15 N 551.05 145.80 0.04 865.41 804.20 886.84 886.84 一层边柱 上端 M 36.71 15.02 -18.66 49.41 32.65 48.60 49.41 Mmax=60.33,相应N=1069.48，另一端M=32.65；Nmax=1176.66,相应M=48.60，另一端M=20.81 N 732.04 150.83 30.87 1115.54 1069.48 1176.66 1176.66 下端 M -19.46 -7.97 65.35 20.38 60.33 20.81 60.33 N 732.04 150.83 30.87 1115.54 1069.48 1162.00 1162.00 一层中柱 上端 M -33.28 13.47 -22.70 -40.15 -58.52 -50.80 -58.52 Mmax=119.62,相应N=1104.76，另一端M=-58.52；Nmax=1216.72,相应M=-50.80，另一端M=84.96 N 747.65 211.33 0.34 1193.33 1104.76 1216.72 1216.72 下端 M 16.73 6.75 66.38 85.29 119.62 84.96 119.62 N 747.65 211.33 0.34 1193.33 1104.76 1216.72 1216.72 （单位：弯矩kN·m，剪力：kN，轴力：kN） 1 用于组合最小轴力及相应弯矩。表中柱轴力以压为正，拉为负；柱弯矩以一侧受拉为正，另一侧受拉为负。 8.横向框架构件设计 8.1框架梁截面计算 轧制H型钢的局部稳定性不需要验算；因无洞口削弱，抗剪强度也不需验算。 GKL-1（边跨梁）：由表1可知①最大弯矩Mmax=-193.84kN·m,相应剪力V＝137.64kN；②最大剪力Vmax＝-143.51kN，相应弯矩Mmax=190.33kN·m GKL-2（中跨梁）：由表1可知①最大弯矩Mmax=-22.01kN·m,相应剪力V＝15.72kN。 （1） 抗弯强度计算 GKL-1梁的抗弯强度： GKL-2梁的抗弯强度： （2） 腹板计算高度处折算应力验算 GKL-1: 第1 组内力作用下的腹板计算高度处折算应力： (满足要求) 第2 组内力作用下的腹板计算高度处折算应力： (满足要求) GKL-2： (满足要求) （3） 整体稳定性验算 GKL-1： 跨中有次梁支承，l1/b1=2400/200=12<16，可不验算梁的整体稳定性。 GKL-2： 使用阶段梁全跨承受负弯矩，上翼缘受拉、下翼缘受压。l1/b1=2500/125=20>13，需要验算整体稳定性。 偏于安全地按两端承受最大弯矩M=22.01 kN·m的简支梁进行验算。 当梁端有弯矩，但跨中无荷载作用时，梁整体稳定的等效临界弯矩系数: 双轴对称截面，梁的整体稳定性系数: ，需要修正 （4） 框架梁挠度计算 计算框架梁在竖向荷载下的挠度时，将弯矩分布成两部分：支座负弯矩和简支弯矩。一层边跨梁的跨中弯矩最大，由表1可见： 左支座的弯矩标准值： 右支座的弯矩标准值： 跨中弯矩标准值： 支座负弯矩的平均值： 简支梁的弯矩标准组合值： 简支梁的弯矩标准组合值： 8.2框架柱截面计算 （1）计算长度 框架横向无支撑，采用一阶弹性分析计算内力，框架柱的计算长度按有侧移框架柱确定，计算过程见表8.1。 表8.1 框架柱计算长度 柱号 楼层 位置 横梁线刚度 柱线刚度 K1= K2= 计算长度系数µ 构件长度/mm 计算长度/mm 边柱 四层 上端 0.377 1.264 0.298 0.298 1.91 3600 6876 下端 0.377 三层 上端 1.264 0.298 0.298 1.91 3600 6876 下端 0.377 二层 上端 1.264 0.298 0.298 1.91 3600 6876 下端 0.377 一层 上端 1 0.298 10 1.42 4550 6461 下端 0.8 中柱 四层 上端 0.533 1.264 0.422 0.422 1.68 3600 6048 下端 0.533 三层 上端 1.264 0.422 0.422 1.68 3600 6048 下端 0.533 二层 上端 1.264 0.422 0.422 1.68 3600 6048 下端 0.533 一层 上端 1 0.422 10 1.34 4550 6097 下端 0.8　 （2）强度计算 受压翼缘外伸长度（取内圆弧起点至翼缘板边缘的距离）b/t=(300/2-11/2-24)/18=6.69<13，截面塑性发展系数可取 因所以柱的截面尺寸相同，底层中柱的两组内力起控制作用： 1 Nmax=1216.72kN，相应的弯矩M=-50.80kN·m ② Mmax=-139.02kN·m，相应的轴力N=228.13kN 第1 组内力作用下强度计算： 第2 组内力作用下强度计算： （3）平面内稳定验算 由于为轧制型钢，且高宽比b/h=300/488=0.615<0.8，按a类截面查取轴心受压稳定系数；因框架柱分析内力未考虑二阶效应时，取无支撑纯框架；各层柱的平面内稳定计算结果见表8.2，均满足要求。 表8.2 框架柱平面内稳定计算 柱号 设计内力 计算长度l/mm 长细比 稳定系数 　 Mx/( kN·m) N /kN 四层边柱 123.99 186.35 6876 33.058 0.957 27.777 71.206 20 0.55 调整信息 ........................................ 梁刚度放大系数是否按2010规范取值： 是 托墙梁刚度增大系数： BK_TQL = 1.00 梁端弯矩调幅系数： BT = 0.80 梁活荷载内力增大系数： BM = 1.00 连梁刚度折减系数： BLZ = 1.00 梁扭矩折减系数： TB = 0.40 全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 0.2Vo 调整分段数： VSEG = 0 0.2Vo 调整上限： KQ_L = 2.00 框支柱调整上限： KZZ_L = 5.00 顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0 顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:是 实配钢筋超配系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 弱轴方向的动位移比例因子 XI1 = 0.00 强轴方向的动位移比例因子 XI2 = 0.00 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 薄弱层判断方式： 按高规和抗规从严判断 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0 薄弱层地震内力放大系数 WEAKCOEF = 1.25 强制指定的加强层个数 NSTREN = 0 配筋信息 ........................................ 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 270 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 270 墙水平分布筋强度 (N/mm2): FYH = 210 墙竖向分布筋强度 (N/mm2): FYW = 300 边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 150.00 墙竖向分布筋配筋率 (%): RWV = 0.30 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: RWV1 = 0.60 梁抗剪配筋采用交叉斜筋时 箍筋与对角斜筋的配筋强度比: RGX = 1.00 设计信息 ........................................ 结构重要性系数: RWO = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁端在梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 柱端在梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 按高规或高钢规进行构件设计: 否 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.95 梁保护层厚度 (mm): BCB = 20.00 柱保护层厚度 (mm): ACA = 20.00 剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4: 是 框架梁端配筋考虑受压钢筋: 是 结构中的框架部分轴压比限值按纯框架结构的规定采用:否 当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件: 是 是否按混凝土规范B.0.4考虑柱二阶效应: 否 荷载组合信息 ........................................ 恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 温度荷载分项系数: CTEMP = 1.40 吊车荷载分项系数: CCRAN = 1.40 特殊风荷载分项系数: CSPW = 1.40 活荷载的组合值系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合值系数: CD_W = 0.60 重力荷载代表值效应的活荷组合值系数: CEA_L = 0.50 重力荷载代表值效应的吊车荷载组合值系数:CEA_C = 0.50 吊车荷载组合值系数: CD_C = 0.70 温度作用的组合值系数: 仅考虑恒载、活载参与组合: CD_TDL = 0.60 考虑风荷载参与组合: CD_TW = 0.00 考虑地震作用参与组合: CD_TE = 0.00 砼构件温度效应折减系数: CC_T = 0.30 剪力墙底部加强区的层和塔信息....................... 层号 塔号 1 1 用户指定薄弱层的层和塔信息......................... 层号 塔号 用户指定加强层的层和塔信息......................... 层号 塔号 约束边缘构件与过渡层的层和塔信息................... 层号 塔号 类别 1 1 约束边缘构件层 2 1 约束边缘构件层 ********************************************************* * 各层的质量、质心坐标信息 * ********************************************************* 层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量 活载质量 附加质量 质量比 (m) (m) (t) (t) 4 1 16.204 7.250 15.350 278.2 11.7 0.0 0.82 3 1 16.202 7.171 11.750 304.2 47.7 0.0 1.00 2 1 16.202 7.171 8.150 304.2 47.7 0.0 0.99 1 1 16.200 7.172 4.550 307.5 47.7 0.0 1.00 活载产生的总质量 (t): 154.980 恒载产生的总质量 (t): 1194.194 附加总质量 (t): 0.000 结构的总质量 (t): 1349.174 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg) ********************************************************* * 各层构件数量、构件材料和层高 * ********************************************************* 层号(标准层号) 塔号 梁元数 柱元数 墙元数 层高 累计高度 (混凝土/主筋) (混凝土/主筋) (混凝土/主筋) (m) (m) 1( 1) 1 80(30/ 300) 24(30/ 300) 0(30/ 300) 4.550 4.550 2( 2) 1 80(30/ 300) 24(30/ 300) 0(30/ 300) 3.600 8.150 3( 2) 1 80(30/ 300) 24(30/ 300) 0(30/ 300) 3.600 11.750 4( 3) 1 82(30/ 300) 24(30/ 300) 0(30/ 300) 3.600 15.350 ********************************************************* * 风荷载信息 * ********************************************************* 层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y 4 1 90.98 91.0 327.5 199.27 199.3 717.4 3 1 78.04 169.0 936.0 171.30 370.6 2051.4 2 1 67.90 236.9 1788.9 149.49 520.1 3923.6 1 1 76.32 313.2 3214.2 168.75 688.8 7057.8 =========================================================================== 各楼层等效尺寸(单位:m,m**2) =========================================================================== 层号 塔号 面积 形心X 形心Y 等效宽B 等效高H 最大宽BMAX 最小宽BMIN 1 1 469.80 16.20 7.25 32.40 14.50 32.40 14.50 2 1 469.80 16.20 7.25 32.40 14.50 32.40 14.50 3 1 469.80 16.20 7.25 32.40 14.50 32.40 14.50 4 1 469.80 16.20 7.25 32.40 14.50 32.40 14.50 =========================================================================== 各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m**2) =========================================================================== 层号 塔号 单位面积质量 g[i] 质量比 max(g[i]/g[i-1],g[i]/g[i+1]) 1 1 756.21 1.01 2 1 749.24 1.00 3 1 749.24 1.21 4 1 617.11 1.00 =========================================================================== 计算信息 =========================================================================== 计算日期 : 2013. 4.25 开始时间 : 14:13:17 可用内存 : 1244.00MB 第一步: 数据预处理 第二步: 计算每层刚度中心、自由度、质量等信息 第三步: 组装刚度矩阵并分解 第四步: 形成荷载向量 第五步: 计算位移 第六步: 计算杆件内力 结束日期 : 2013. 4.25 时间 : 14:13:26 总用时 : 0: 0: 9 =========================================================================== 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 Floor No : 层号 Tower No : 塔号 Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值 Alf : 层刚性主轴的方向 Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值 Gmass : 总质量 Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率 Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度) Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX1，RJY1，RJZ1: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) RJX3，RJY3，RJZ3: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比) =========================================================================== Floor No. 1 Tower No. 1 Xstif= 16.2000(m) Ystif= 7.2500(m) Alf = -0.0002(Degree) Xmass= 16.2000(m) Ymass= 7.1719(m) Gmass(活荷折减)= 403.0135( 355.2685)(t) Eex = 0.0000 Eey = 0.0087 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX1 = 1.0725E+06(kN/m) RJY1 = 9.8755E+05(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 2 Tower No. 1 Xstif= 16.2000(m) Ystif= 7.2500(m) Alf = -0.0003(Degree) Xmass= 16.2020(m) Ymass= 7.1713(m) Gmass(活荷折减)= 399.7384( 351.9934)(t) Eex = 0.0002 Eey = 0.0071 Ratx = 1.2797 Raty = 1.2625 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX1 = 1.3725E+06(kN/m) RJY1 = 1.2468E+06(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 3 Tower No. 1 Xstif= 16.2000(m) Ystif= 7.2500(m) Alf = -0.0003(Degree) Xmass= 16.2020(m) Ymass= 7.1713(m) Gmass(活荷折减)= 399.7384( 351.9934)(t) Eex = 0.0002 Eey = 0.0071 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX1 = 1.3725E+06(kN/m) RJY1 = 1.2468E+06(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- Floor No. 4 Tower No. 1 Xstif= 16.2000(m) Ystif= 7.2500(m) Alf = -0.0013(Degree) Xmass= 16.2043(m) Ymass= 7.2500(m) Gmass(活荷折减)= 301.6640( 289.9190)(t) Eex = 0.0004 Eey = 0.0000 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX1 = 1.3725E+06(kN/m) RJY1 = 1.2468E+06(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m) --------------------------------------------------------------------------- X方向最小刚度比: 1.0000(第 1层第 1塔) Y方向最小刚度比: 1.0000(第 1层第 1塔) ============================================================================ 结构整体抗倾覆验算结果 ============================================================================ 抗倾覆力矩Mr 倾覆力矩Mov 比值Mr/Mov 零应力区(%) X风荷载 228608.9 3205.5 71.32 0.00 Y风荷载 102309.5 7048.9 14.51 0.00 X 地 震 218566.2 0.0 2185662.50 0.00 Y 地 震 97815.1 0.0 978151.38 0.00 ============================================================================ 结构舒适性验算结果(仅当满足规范适用条件时结果有效) ============================================================================ 按高钢规计算X向顺风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.014 按高钢规计算X向横风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.001 按荷载规范计算X向顺风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.011 按荷载规范计算X向横风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.001 按高钢规计算Y向顺风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.027 按高钢规计算Y向横风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.001 按荷载规范计算Y向顺风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.023 按荷载规范计算Y向横风向顶点最大加速度(m/s2) = 0.006 ********************************************************************** * 楼层抗剪承载力、及承载力比值 * ********************************************************************** Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比 ---------------------------------------------------------------------- 层号 塔号 X向承载力 Y向承载力 Ratio_Bu:X,Y ---------------------------------------------------------------------- 4 1 0.2917E+04 0.1350E+05 1.00 1.00 3 1 0.2913E+04 0.1350E+05 1.00 1.00 2 1 0.2819E+04 0.1308E+05 0.97 0.97 1 1 0.2087E+04 0.9730E+04 0.74 0.74 X方向最小楼层抗剪承载力之比: 0.74 层号: 1 塔号: 1 Y方向最小楼层抗剪承载力之比: 0.74 层号: 1 塔号: 1 11.2结构位移 所有位移的单位为毫米 Floor : 层号 Tower : 塔号 Jmax : 最大位移对应的节点号 JmaxD : 最大层间位移对应的节点号 Max-(Z) : 节点的最大竖向位移 h : 层高 Max-(X)，Max-(Y) : X,Y方向的节点最大位移 Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y方向的层平均位移 Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 Max-Dx/h，Max-Dy/h : X,Y方向的最大层间位移角 DxR/Dx,DyR/Dy : X,Y方向的有害位移角占总位移角的百分比例 Ratio_AX,Ratio_AY : 本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的1.2倍的比值的大者 X-Disp，Y-Disp，Z-Disp:节点X,Y,Z方向的位移 === 工况 1 === X 方向风荷载作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX 4 1 179 10.64 10.64 1.00 3600. 216 2.04 2.04 1.00 1/1761. 20.0% 1.00 3 1 130 8.59 8.59 1.00 3600. 130 2.45 2.45 1.00 1/1468. 16.4% 0.92 2 1 81 6.14 6.14 1.00 3600. 81 2.86 2.86 1.00 1/1261. 9.0% 1.06 1 1 32 3.28 3.28 1.00 4550. 72 3.28 3.28 1.00 1/1386. 99.9% 0.88 X方向最大层间位移角: 1/1261.(第 2层第 1塔) X方向最大位移与层平均位移的比值: 1.00(第 3层第 1塔) X方向最大层间位移与平均层间位移的比值: 1.00(第 3层第 1塔) === 工况 2 === Y 方向风荷载作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(Y) Ave-(Y) Ratio-(Y) h JmaxD Max-Dy Ave-Dy Ratio-Dy Max-Dy/h DyR/Dy Ratio_AY 4 1 172 13.34 12.78 1.04 3600. 172 2.55 2.34 1.09 1/1414. 40.4% 1.00 3 1 123 10.80 10.44 1.03 3600. 130 3.48 3.29 1.06 1/1034. 17.4% 1.08 2 1 74 7.31 7.15 1.02 3600. 74 3.99 3.86 1.03 1/ 903. 32.7% 1.14 1 1 25 3.33 3.29 1.01 4550. 32 3.33 3.29 1.01 1/1368. 99.9% 0.68 Y方向最大层间位移角: 1/ 903.(第 2层第 1塔) Y方向最大位移与层平均位移的比值: 1.04(第 4层第 1塔) Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值: 1.09(第 4层第 1塔) === 工况 3 === 竖向恒载作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(Z) 4 1 182 -3.67 3 1 133 -3.45 2 1 84 -3.58 1 1 59 -3.31 === 工况 4 === 竖向活载作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(Z) 4 1 209 -0.66 3 1 136 -1.41 2 1 87 -1.32 1 1 62 -1.24 11.3截面信息 编号 截面类型 B H U T D F STEEL_GRADE 1 39 12 587 300 19 300 19 0 2 39 8 400 200 13 200 13 0 3 39 6 250 125 8 125 8 0 4 39 7 349 174 10 174 10 0 5 39 8 449 200 14 200 14 0 6 34 6 70 0 6 64 9 0 11.4截面验算 11.4.1柱脚截面验算 工字型固接柱脚 连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 柱编号 = 1 采用钢截面: HM4883001220 柱脚混凝土标号: C20 柱脚底板钢号: Q235 柱脚底板尺寸 B H T = 340 858 28 锚栓钢号: Q235 锚栓直径 D = 30 锚栓垫板尺寸 B T = 75 20 翼缘侧锚栓数量 = 2 腹板侧锚栓数量 = 3 柱底混凝土承压计算： 控制内力: N=407.50 kN，Mx=-170.84 kN·m，My=-0.03 kN·m （控制组合号：19） 柱脚混凝土最大压应力σc：7.35 N/mm2 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值fc：9.60 N/mm2 σc=7.35 <= fc=9.60，柱底混凝土承压验算满足。 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=269.51 kN，Mx=149.14 kN·m，My=0.03 kN·m （控制组合号：18） 单个锚栓所受最大拉力 Nt：44.97 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值 Ntb：78.48 kN Nt=44.97 <= Ntb=78.48，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，翼缘外侧两边支撑板，计算底板弯矩：16280.77 N·mm 区格2，翼缘侧加劲肋中间区隔三边支撑板，计算底板弯矩：0.00 N·mm 区格3，腹板侧加劲肋区隔三边支撑板，计算底板弯矩：22075.29 N·mm 区格4，柱底板角部两边支撑板，计算底板弯矩: 20060.84 N·mm 底板厚度计算控制区格：区格3 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 28 mm 锚栓拉力(邻边支撑)计算最小底板厚度: Tmin2 = 2 mm 锚栓拉力(三边支撑)计算最小底板厚度: Tmin3 = 4 mm 柱底板构造最小厚度 Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度 T = 28 mm 底板厚度满足要求。 柱脚加劲肋验算结果： 翼缘加劲肋： 尺寸: 300 mm 115 mm 12.0 mm 验算剪力: 10.14 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 2.82 N/mm 加劲肋验算满足。 腹板加劲肋： 尺寸: 300 mm 144 mm 12.0 mm 验算剪力: 195.79 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 54.39 N/mm 加劲肋验算满足。 柱底板与柱肢连接焊缝校核： 柱与底板的焊缝采用：翼缘和腹板均为对接焊缝。 柱底连接焊缝满足要求。 腹板加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 195.79 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 68.89 N/mm 焊缝验算满足要求。 翼缘加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 10.14 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 3.57 N/mm 焊缝验算满足要求。 柱脚抗剪键校核： 柱脚不需设置抗剪键。 ------------------------------------------------------------------------------- 工字型固接柱脚 连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 柱编号 = 2 采用钢截面: HM4883001220 柱脚混凝土标号: C20 柱脚底板钢号: Q235 柱脚底板尺寸 B H T = 340 858 28 锚栓钢号: Q235 锚栓直径 D = 30 锚栓垫板尺寸 B T = 75 20 翼缘侧锚栓数量 = 2 腹板侧锚栓数量 = 3 柱底混凝土承压计算： 控制内力: N=437.66 kN，Mx=173.98 kN·m，My=0.00 kN·m （控制组合号：18） 柱脚混凝土最大压应力σc：7.43 N/mm2 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值fc：9.60 N/mm2 σc=7.43 <= fc=9.60，柱底混凝土承压验算满足。 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=437.66 kN，Mx=173.98 kN·m，My=0.00 kN·m （控制组合号：18） 单个锚栓所受最大拉力 Nt：33.50 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值 Ntb：78.48 kN Nt=33.50 <= Ntb=78.48，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，翼缘外侧两边支撑板，计算底板弯矩：16450.29 N·mm 区格2，翼缘侧加劲肋中间区隔三边支撑板，计算底板弯矩：0.00 N·mm 区格3，腹板侧加劲肋区隔三边支撑板，计算底板弯矩：22305.13 N·mm 区格4，柱底板角部两边支撑板，计算底板弯矩: 20269.71 N·mm 底板厚度计算控制区格：区格3 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 28 mm 锚栓拉力(邻边支撑)计算最小底板厚度: Tmin2 = 1 mm 锚栓拉力(三边支撑)计算最小底板厚度: Tmin3 = 3 mm 柱底板构造最小厚度 Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度 T = 28 mm 底板厚度满足要求。 柱脚加劲肋验算结果： 翼缘加劲肋： 尺寸: 300 mm 115 mm 12.0 mm 验算剪力: 10.25 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 2.85 N/mm 加劲肋验算满足。 腹板加劲肋： 尺寸: 300 mm 144 mm 12.0 mm 验算剪力: 197.83 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 54.95 N/mm 加劲肋验算满足。 柱底板与柱肢连接焊缝校核： 柱与底板的焊缝采用：翼缘和腹板均为对接焊缝。 柱底连接焊缝满足要求。 腹板加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 197.83 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 69.61 N/mm 焊缝验算满足要求。 翼缘加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 10.25 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 3.61 N/mm 焊缝验算满足要求。 柱脚抗剪键校核： 柱脚不需设置抗剪键。 ------------------------------------------------------------------------------- 工字型固接柱脚 连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 柱编号 = 3 采用钢截面: HM4883001220 柱脚混凝土标号: C20 柱脚底板钢号: Q235 柱脚底板尺寸 B H T = 340 858 28 锚栓钢号: Q235 锚栓直径 D = 30 锚栓垫板尺寸 B T = 75 20 翼缘侧锚栓数量 = 2 腹板侧锚栓数量 = 3 柱底混凝土承压计算： 控制内力: N=437.68 kN，Mx=174.07 kN·m，My=-0.00 kN·m （控制组合号：19） 柱脚混凝土最大压应力σc：7.43 N/mm2 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值fc：9.60 N/mm2 σc=7.43 <= fc=9.60，柱底混凝土承压验算满足。 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=437.68 kN，Mx=174.07 kN·m，My=-0.00 kN·m （控制组合号：19） 单个锚栓所受最大拉力 Nt：33.55 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值 Ntb：78.48 kN Nt=33.55 <= Ntb=78.48，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，翼缘外侧两边支撑板，计算底板弯矩：16460.26 N·mm 区格2，翼缘侧加劲肋中间区隔三边支撑板，计算底板弯矩：0.00 N·mm 区格3，腹板侧加劲肋区隔三边支撑板，计算底板弯矩：22318.65 N·mm 区格4，柱底板角部两边支撑板，计算底板弯矩: 20282.00 N·mm 底板厚度计算控制区格：区格3 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 28 mm 锚栓拉力(邻边支撑)计算最小底板厚度: Tmin2 = 1 mm 锚栓拉力(三边支撑)计算最小底板厚度: Tmin3 = 3 mm 柱底板构造最小厚度 Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度 T = 28 mm 底板厚度满足要求。 柱脚加劲肋验算结果： 翼缘加劲肋： 尺寸: 300 mm 115 mm 12.0 mm 验算剪力: 10.25 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 2.85 N/mm 加劲肋验算满足。 腹板加劲肋： 尺寸: 300 mm 144 mm 12.0 mm 验算剪力: 197.95 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 54.99 N/mm 加劲肋验算满足。 柱底板与柱肢连接焊缝校核： 柱与底板的焊缝采用：翼缘和腹板均为对接焊缝。 柱底连接焊缝满足要求。 腹板加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 197.95 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 69.65 N/mm 焊缝验算满足要求。 翼缘加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 10.25 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 3.61 N/mm 焊缝验算满足要求。 柱脚抗剪键校核： 柱脚不需设置抗剪键。 ------------------------------------------------------------------------------- 工字型固接柱脚 连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 柱编号 = 4 采用钢截面: HM4883001220 柱脚混凝土标号: C20 柱脚底板钢号: Q235 柱脚底板尺寸 B H T = 340 858 28 锚栓钢号: Q235 锚栓直径 D = 30 锚栓垫板尺寸 B x T = 75 x 20 翼缘侧锚栓数量 = 2 腹板侧锚栓数量 = 3 柱底混凝土承压计算： 控制内力: N=407.18 kN，Mx=170.75 kN·m，My=-0.03 kN·m （控制组合号：18） 柱脚混凝土最大压应力σc：7.35 N/mm2 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值fc：9.60 N/mm2 σc=7.35 <= fc=9.60，柱底混凝土承压验算满足。 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=269.19 kN，Mx=-149.23 kN·m，My=0.03 kN·m （控制组合号：19） 单个锚栓所受最大拉力 Nt：45.08 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值 Ntb：78.48 kN Nt=45.08 <= Ntb=78.48，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，翼缘外侧两边支撑板，计算底板弯矩：16272.89 N·mm 区格2，翼缘侧加劲肋中间区隔三边支撑板，计算底板弯矩：0.00 N·mm 区格3，腹板侧加劲肋区隔三边支撑板，计算底板弯矩：22064.60 N·mm 区格4，柱底板角部两边支撑板，计算底板弯矩: 20051.13 N·mm 底板厚度计算控制区格：区格3 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 28 mm 锚栓拉力(邻边支撑)计算最小底板厚度: Tmin2 = 2 mm 锚栓拉力(三边支撑)计算最小底板厚度: Tmin3 = 4 mm 柱底板构造最小厚度 Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度 T = 28 mm 底板厚度满足要求。 柱脚加劲肋验算结果： 翼缘加劲肋： 尺寸: 300 mm 115 mm 12.0 mm 验算剪力: 10.14 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 2.82 N/mm 加劲肋验算满足。 腹板加劲肋： 尺寸: 300 mm 144 mm 12.0 mm 验算剪力: 195.70 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 54.36 N/mm 加劲肋验算满足。 柱底板与柱肢连接焊缝校核： 柱与底板的焊缝采用：翼缘和腹板均为对接焊缝。 柱底连接焊缝满足要求。 腹板加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 195.70 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 68.86 N/mm 焊缝验算满足要求。 翼缘加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 10.14 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 3.57 N/mm 焊缝验算满足要求。 柱脚抗剪键校核： 柱脚不需设置抗剪键。 ------------------------------------------------------------------------------- 工字型固接柱脚 连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 柱编号 = 5 采用钢截面: HM4883001220 柱脚混凝土标号: C20 柱脚底板钢号: Q235 柱脚底板尺寸 B H T = 340 858 28 锚栓钢号: Q235 锚栓直径 D = 30 锚栓垫板尺寸 B T = 75 20 翼缘侧锚栓数量 = 2 腹板侧锚栓数量 = 3 柱底混凝土承压计算： 控制内力: N=885.44 kN，Mx=-186.82 kN·m，My=-0.03 kN·m （控制组合号：15） 柱脚混凝土最大压应力σc：7.79 N/mm2 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值fc：9.60 N/mm2 σc=7.79 <= fc=9.60，柱底混凝土承压验算满足。 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=633.74 kN，Mx=-176.66 kN·m，My=-0.03 kN·m （控制组合号：19） 单个锚栓所受最大拉力 Nt：15.50 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值 Ntb：78.48 kN Nt=15.50 <= Ntb=78.48，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，翼缘外侧两边支撑板，计算底板弯矩：17255.76 N·mm 区格2，翼缘侧加劲肋中间区隔三边支撑板，计算底板弯矩：0.00 N·mm 区格3，腹板侧加劲肋区隔三边支撑板，计算底板弯矩：23397.28 N·mm 区格4，柱底板角部两边支撑板，计算底板弯矩: 21262.20 N·mm 底板厚度计算控制区格：区格3 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 28 mm 锚栓拉力(邻边支撑)计算最小底板厚度: Tmin2 = 1 mm 锚栓拉力(三边支撑)计算最小底板厚度: Tmin3 = 2 mm 柱底板构造最小厚度 Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度 T = 28 mm 底板厚度满足要求。 柱脚加劲肋验算结果： 翼缘加劲肋： 尺寸: 300 mm 115 mm 12.0 mm 验算剪力: 10.75 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 2.99 N/mm 加劲肋验算满足。 腹板加劲肋： 尺寸: 300 mm 144 mm 12.0 mm 验算剪力: 207.52 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 57.64 N/mm 加劲肋验算满足。 柱底板与柱肢连接焊缝校核： 柱与底板的焊缝采用：翼缘和腹板均为对接焊缝。 柱底连接焊缝满足要求。 腹板加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 207.52 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 73.02 N/mm 焊缝验算满足要求。 翼缘加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 10.75 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 3.78 N/mm 焊缝验算满足要求。 柱脚抗剪键校核： 柱脚不需设置抗剪键。 ------------------------------------------------------------------------------- 工字型固接柱脚 连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 柱编号 = 8 采用钢截面: HM4883001220 柱脚混凝土标号: C20 柱脚底板钢号: Q235 柱脚底板尺寸 B H T = 340 858 28 锚栓钢号: Q235 锚栓直径 D = 30 锚栓垫板尺寸 B T = 75 20 翼缘侧锚栓数量 = 2 腹板侧锚栓数量 = 3 柱底混凝土承压计算： 控制内力: N=885.13 kN，Mx=186.74 kN·m，My=-0.03 kN·m （控制组合号：14） 柱脚混凝土最大压应力σc：7.79 N/mm2 柱脚混凝土轴心抗压强度设计值fc：9.60 N/mm2 σc=7.79 <= fc=9.60，柱底混凝土承压验算满足。 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=633.44 kN，Mx=176.57 kN·m，My=-0.03 kN·m （控制组合号：18） 单个锚栓所受最大拉力 Nt：15.50 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值 Ntb：78.48 kN Nt=15.50 <= Ntb=78.48，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，翼缘外侧两边支撑板，计算底板弯矩：17248.65 N·mm 区格2，翼缘侧加劲肋中间区隔三边支撑板，计算底板弯矩：0.00 N·mm 区格3，腹板侧加劲肋区隔三边支撑板，计算底板弯矩：23387.64 N·mm 区格4，柱底板角部两边支撑板，计算底板弯矩: 21253.43 N·mm 底板厚度计算控制区格：区格3 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 28 mm 锚栓拉力(邻边支撑)计算最小底板厚度: Tmin2 = 1 mm 锚栓拉力(三边支撑)计算最小底板厚度: Tmin3 = 2 mm 柱底板构造最小厚度 Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度 T = 28 mm 底板厚度满足要求。 柱脚加劲肋验算结果： 翼缘加劲肋： 尺寸: 300 mm 115 mm 12.0 mm 验算剪力: 10.75 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 2.98 N/mm 加劲肋验算满足。 腹板加劲肋： 尺寸: 300 mm 144 mm 12.0 mm 验算剪力: 207.43 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 57.62 N/mm 加劲肋验算满足。 柱底板与柱肢连接焊缝校核： 柱与底板的焊缝采用：翼缘和腹板均为对接焊缝。 柱底连接焊缝满足要求。 腹板加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 207.43 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 72.99 N/mm 焊缝验算满足要求。 翼缘加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 10.75 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 3.78 N/mm 焊缝验算满足要求。 柱脚抗剪键校核： 柱脚不需设置抗剪键。 ------------------------------------------------------------------------------- 工字型固接柱脚 连接类型: 外露式柱脚无锚栓支承托座 锚栓抗拉承载力校核： 控制内力: N=276.10 kN，Mx=-147.36 kN·m，My=0.03 kN·m （控制组合号：19） 单个锚栓所受最大拉力 Nt：42.74 kN 单个锚栓抗拉承载力设计值 Ntb：78.48 kN Nt=42.74 <= Ntb=78.48，锚栓抗拉承载力验算满足。 柱底板厚度校核(按混凝土承压最大压应力计算)： 区格1，翼缘外侧两边支撑板，计算底板弯矩：16111.73 N·mm 区格2，翼缘侧加劲肋中间区隔三边支撑板，计算底板弯矩：0.00 N·mm 区格3，腹板侧加劲肋区隔三边支撑板，计算底板弯矩：21846.08 N·mm 区格4，柱底板角部两边支撑板，计算底板弯矩: 19852.54 N·mm 底板厚度计算控制区格：区格3 底板反力计算最小底板厚度: Tmin1 = 28 mm 锚栓拉力(邻边支撑)计算最小底板厚度: Tmin2 = 2 mm 锚栓拉力(三边支撑)计算最小底板厚度: Tmin3 = 4 mm 柱底板构造最小厚度 Tmin = 20 mm (最后控制厚度应取以上几者的较大值并规格化后的厚度!) 柱脚底板厚度 T = 28 mm 底板厚度满足要求。 柱脚加劲肋验算结果： 翼缘加劲肋： 尺寸: 300 mm 115 mm 12.0 mm 验算剪力: 10.04 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 2.79 N/mm 加劲肋验算满足。 腹板加劲肋： 尺寸: 300 mm 144 mm 12.0 mm 验算剪力: 193.76 kN 设计应力: 125.00 N/mm 计算应力: 53.82 N/mm 加劲肋验算满足。 柱底板与柱肢连接焊缝校核： 柱与底板的焊缝采用：翼缘和腹板均为对接焊缝。 柱底连接焊缝满足要求。 腹板加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 193.76 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 68.18 N/mm 焊缝验算满足要求。 翼缘加劲肋与柱的焊缝采用：角焊缝。 焊脚尺寸: 7 mm 计算用剪力: 10.04 kN 控制焊缝应力: 160.00 N/mm 计算焊缝应力: 3.53 N/mm 焊缝验算满足要求。 柱脚抗剪键校核： 柱脚不需设置抗剪键。 11.4.2 梁、柱截面验算 ===柱节点域验算结果=== 节点编号： 1，柱编号：1 柱截面类型：工字型 HM4883001220 节点域柱腹板稳定验算: 强轴方向验算结果: Hb = 387mm , Hc = 568mm , Tw = 12mm [(Hb+Hc)]/Tw = 79.58 <= 90 柱腹板厚度满足要求！ 柱强轴方向节点域腹板抗剪强度验算结果: 计算抗剪控制组合号(非地震)： 35 对应的弯矩和(Mb1+Mb2)：155.38 kN·m ; 对应的节点域体积(Vp): 2637.792 cm3 [(Mb1+Mb2)/Vp]/[(4/3)fv] = 0.353 <= 1 按GB50017 (7.4.2-1) 抗剪验算满足！ 柱弱轴方向节点域腹板抗剪强度验算结果: 该方向不用验算节点域 ------------------------------------------------------------------------------- ===柱节点域验算结果=== 节点编号： 4，柱编号：2 柱截面类型：工字型 HM4883001220 节点域柱腹板稳定验算: 强轴方向验算结果: Hb = 387mm , Hc = 568mm , Tw = 12mm [(Hb+Hc)]/Tw = 79.58 <= 90 柱腹板厚度满足要求！ 柱强轴方向节点域腹板抗剪强度验算结果: 计算抗剪控制组合号(非地震)： 32 对应的弯矩和(Mb1+Mb2)：170.99 kN·m ; 对应的节点域体积(Vp): 2637.792 cm3 [(Mb1+Mb2)/Vp]/[(4/3)fv] = 0.389 <= 1 按GB50017 (7.4.2-1) 抗剪验算满足！ 柱弱轴方向节点域腹板抗剪强度验算结果: 该方向不用验算节点域 ------------------------------------------------------------------------------------ 梁编号 = 1，连接端：1 采用钢截面: HN400200813 连接柱截面: HM4883001220 连接设计方法：按梁端部内力设计(拼接处为等强)。 工字型柱与工形梁度固接连接 连接类型为 :一 单剪连接 梁翼缘塑性截面模量/全截面塑性截面模量: 0.782 常用设计法 算法: 翼缘承担全部弯矩，腹板只承担剪力 端部设计内力信息(等强设计): 梁端作用弯矩 M (kN·m) : 155.38 梁端作用剪力 V (kN) : 129.20 (剪力V 取 梁腹板净截面抗剪承载力设计值的1/2) 螺栓连接验算: 采用 10.9级 高强度螺栓 摩擦型连接 螺栓直径 D = 20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 连接梁腹板和连接板的高强螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 连接梁腹板和连接板的高强螺栓所受最大剪力 Ns = 32.30 kN <= Nvb, 设计满足 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为"行"): 行数:4, 螺栓的行间距: 70mm, 螺栓的行边距: 47mm 列数:1, 螺栓的列边距: 40mm 梁端部连接验算: 采用 单连接板 连接 梁腹板净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 <= f= 215 N/mm2, 设计满足 梁腹板净截面最大剪应力: 64.77 N/mm2 <= fv= 125 N/mm2, 设计满足 梁翼缘与柱连接采用 对接焊缝 连接 梁翼缘与柱连接焊缝最大应力 154.43 N/mm2 <= f= 205 N/mm2, 设计满足 梁边到柱截面边的距离 e = 15 mm 连接件验算： 连接板尺寸 B H T = 95 304 10 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 <= f= 215 N/mm2, 设计满足 连接件净截面最大剪应力: 63.75 N/mm2 <= fv= 125 N/mm2, 设计满足 连接板与柱的连接角焊缝焊脚尺寸 Hf = 7 连接板与柱的连接角焊缝强度设计值 Ffw = 160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与柱之间的角焊缝最大应力: 45.46 N/mm2 <= Ffw, 设计满足 ------------------------------------------------------------------------------------ 梁编号 = 2，连接端：1 采用钢截面: HN400200813 连接柱截面: HM4883001220 连接设计方法：按梁端部内力设计(拼接处为等强)。 工字型柱与工形梁度固接连接 连接类型为 :一 单剪连接 梁翼缘塑性截面模量/全截面塑性截面模量: 0.782 常用设计法 算法: 翼缘承担全部弯矩，腹板只承担剪力 端部设计内力信息(等强设计): 设计内力组合号: 23 梁端作用弯矩 M (kN·m) : 216.55 梁端作用剪力 V (kN) : 155.95 (剪力V 取 梁端剪力) 螺栓连接验算: 采用 10.9级 高强度螺栓 摩擦型连接 螺栓直径 D = 20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 连接梁腹板和连接板的高强螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 连接梁腹板和连接板的高强螺栓所受最大剪力 Ns = 38.99 kN <= Nvb, 设计满足 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为"行"): 行数:4, 螺栓的行间距: 70mm, 螺栓的行边距: 47mm 列数:1, 螺栓的列边距: 40mm 梁端部连接验算: 采用 单连接板 连接 梁腹板净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 <= f= 215 N/mm2, 设计满足 梁腹板净截面最大剪应力: 78.18 N/mm2 <= fv= 125 N/mm2, 设计满足 梁翼缘与柱连接采用 对接焊缝 连接 ····· 梁翼缘与柱连接焊缝最大应力 215.21 N/mm2 > f= 205 N/mm2, 设计不满足 梁边到柱截面边的距离 e = 15 mm 连接件验算： 连接板尺寸 B H T = 95 304 10 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 <= f= 215 N/mm2, 设计满足 连接件净截面最大剪应力: 76.95 N/mm2 <= fv= 125 N/mm2, 设计满足 连接板与柱的连接角焊缝焊脚尺寸 Hf = 7 连接板与柱的连接角焊缝强度设计值 Ffw = 160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与柱之间的角焊缝最大应力: 54.87 N/mm2 <= Ffw, 设计满足 ------------------------------------------------------------------------------------ 梁编号 = 3，连接端：1 采用钢截面: HN400200813 连接柱截面: HM4883001220 连接设计方法：按梁端部内力设计(拼接处为等强)。 工字型柱与工形梁度固接连接 连接类型为 :一 单剪连接 梁翼缘塑性截面模量/全截面塑性截面模量: 0.782 常用设计法 算法: 翼缘承担全部弯矩，腹板只承担剪力 端部设计内力信息(等强设计): 设计内力组合号: 23 梁端作用弯矩 M (kN·m) : 186.32 梁端作用剪力 V (kN) : 129.68 (剪力V 取 梁端剪力) 螺栓连接验算: 采用 10.9级 高强度螺栓 摩擦型连接 螺栓直径 D = 20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 连接梁腹板和连接板的高强螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 连接梁腹板和连接板的高强螺栓所受最大剪力 Ns = 32.42 kN <= Nvb, 设计满足 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为"行"): 行数:4, 螺栓的行间距: 70mm, 螺栓的行边距: 47mm 列数:1, 螺栓的列边距: 40mm 梁端部连接验算: 采用 单连接板 连接 梁腹板净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 <= f= 215 N/mm2, 设计满足 梁腹板净截面最大剪应力: 65.01 N/mm2 <= fv= 125 N/mm2, 设计满足 梁翼缘与柱连接采用 对接焊缝 连接 梁翼缘与柱连接焊缝最大应力 185.17 N/mm2 <= f= 205 N/mm2, 设计满足 梁边到柱截面边的距离 e = 15 mm 连接件验算： 连接板尺寸 B x H x T = 95 x 304 x 10 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 <= f= 215 N/mm2, 设计满足 连接件净截面最大剪应力: 63.99 N/mm2 <= fv= 125 N/mm2, 设计满足 连接板与柱的连接角焊缝焊脚尺寸 Hf = 7 连接板与柱的连接角焊缝强度设计值 Ffw = 160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与柱之间的角焊缝最大应力: 45.63 N/mm2 <= Ffw, 设计满足 ------------------------------------------------------------------------------------ 主次梁连接铰接第二种： 次梁腹板伸入 连接类型： 螺栓连接 主梁编号 = 45 采用钢截面: HN400200813 次梁编号 = 58 采用钢截面: HN350175711 次梁钢号:Q235 对应的内力组合: 3 梁端设计剪力 V: 59.08 kN 梁端设计弯矩 M: 0.00 kN·m 梁端设计轴力 N: 0.00 kN (次梁端剪力取端部剪力的1.3倍) 腹板螺栓连接验算结果： 螺栓验算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 46.22 kN 采用10.9级摩擦型高强螺栓连接 螺栓直径 D=20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面处理方式: 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 螺栓承受的最大剪力 Ns = 29.54 kN < Nvb ,设计满足 主梁腹板侧螺栓验算: 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为“行”) : 行数: 2 , 螺栓的行间距: 80 mm , 螺栓的行边距: 87 mm 列数: 1 , 螺栓列列边距: 40 mm 连接件验算: 连接板与主梁腹板的角焊缝 Hf = 5 mm 连接板与主梁翼缘的角焊缝 Hf = 6 mm 连接板尺寸: B H T = 96 254 9 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 < f，设计满足 连接件净截面最大剪应力: 26.33 N/mm2 < fv，设计满足 连接角焊缝强度 Ffw=160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与主梁之间的角焊缝最大应力 10.51 N/mm2 < Ffw，设计满足 次梁端部连接验算: 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 1 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 43.75 kN 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 次梁腹板净截面最大正应力: 0.00N/mm2 <= f，设计满足 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 45.45 kN 次梁腹板净截面最大剪应力: 49.07N/mm2 <= fv，设计满足 次梁到主梁腹板的距离 e = 15 mm ------------------------------------------------------------------------------------ 主次梁连接铰接第二种： 次梁腹板伸入 连接类型： 螺栓连接 主梁编号 = 48 采用钢截面: HN400200813 次梁编号 = 58 采用钢截面: HN350175711 次梁钢号:Q235 对应的内力组合: 3 梁端设计剪力 V: -59.08 kN 梁端设计弯矩 M: 0.00 kN·m 梁端设计轴力 N: 0.00 kN (次梁端剪力取端部剪力的1.3倍) 腹板螺栓连接验算结果： 螺栓验算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = -30.43 kN 采用10.9级摩擦型高强螺栓连接 螺栓直径 D=20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面处理方式: 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 螺栓承受的最大剪力 Ns = 29.54 kN < Nvb ,设计满足 主梁腹板侧螺栓验算: 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为“行”) : 行数: 2 , 螺栓的行间距: 80 mm , 螺栓的行边距: 87 mm 列数: 1 , 螺栓列列边距: 40 mm 连接件验算: 连接板与主梁腹板的角焊缝 Hf = 5 mm 连接板与主梁翼缘的角焊缝 Hf = 6 mm 连接板尺寸: B H T = 96 254 9 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 < f，设计满足 连接件净截面最大剪应力: 13.56 N/mm2 < fv，设计满足 连接角焊缝强度 Ffw=160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与主梁之间的角焊缝最大应力 9.46 N/mm2 < Ffw，设计满足 次梁端部连接验算: 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 1 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = -43.75 kN 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 次梁腹板净截面最大正应力: 0.00N/mm2 <= f，设计满足 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 65 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = -23.40 kN 次梁腹板净截面最大剪应力: 25.27N/mm2 <= fv，设计满足 次梁到主梁腹板的距离 e = 15 mm ------------------------------------------------------------------------------------ 主次梁连接铰接第二种： 次梁腹板伸入 连接类型： 螺栓连接 主梁编号 = 48 采用钢截面: HN400200813 次梁编号 = 63 采用钢截面: HN350175711 次梁钢号:Q235 对应的内力组合: 3 梁端设计剪力 V: 59.08 kN 梁端设计弯矩 M: 0.00 kN·m 梁端设计轴力 N: 0.00 kN (次梁端剪力取端部剪力的1.3倍) 腹板螺栓连接验算结果： 螺栓验算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 46.22 kN 采用10.9级摩擦型高强螺栓连接 螺栓直径 D=20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面处理方式: 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 螺栓承受的最大剪力 Ns = 29.54 kN < Nvb ,设计满足 主梁腹板侧螺栓验算: 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为“行”) : 行数: 2 , 螺栓的行间距: 80 mm , 螺栓的行边距: 87 mm 列数: 1 , 螺栓列列边距: 40 mm 连接件验算: 连接板与主梁腹板的角焊缝 Hf = 5 mm 连接板与主梁翼缘的角焊缝 Hf = 6 mm 连接板尺寸: B H T = 96 254 9 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 < f，设计满足 连接件净截面最大剪应力: 26.33 N/mm2 < fv，设计满足 连接角焊缝强度 Ffw=160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与主梁之间的角焊缝最大应力 10.51 N/mm2 < Ffw，设计满足 次梁端部连接验算: 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 1 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 43.75 kN 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 次梁腹板净截面最大正应力: 0.00N/mm2 <= f，设计满足 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 45.45 kN 次梁腹板净截面最大剪应力: 49.07N/mm2 <= fv，设计满足 次梁到主梁腹板的距离 e = 15 mm ------------------------------------------------------------------------------------ 主次梁连接铰接第二种： 次梁腹板伸入 连接类型： 螺栓连接 主梁编号 = 49 采用钢截面: HN400200813 次梁编号 = 63 采用钢截面: HN350175711 次梁钢号:Q235 对应的内力组合: 3 梁端设计剪力 V: -59.08 kN 梁端设计弯矩 M: 0.00 kN·m 梁端设计轴力 N: 0.00 kN (次梁端剪力取端部剪力的1.3倍) 腹板螺栓连接验算结果： 螺栓验算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = -30.43 kN 采用10.9级摩擦型高强螺栓连接 螺栓直径 D=20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面处理方式: 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 螺栓承受的最大剪力 Ns = 29.54 kN < Nvb ,设计满足 主梁腹板侧螺栓验算: 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为“行”) : 行数: 2 , 螺栓的行间距: 80 mm , 螺栓的行边距: 87 mm 列数: 1 , 螺栓列列边距: 40 mm 连接件验算: 连接板与主梁腹板的角焊缝 Hf = 5 mm 连接板与主梁翼缘的角焊缝 Hf = 6 mm 连接板尺寸: B H T = 96 254 9 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 < f，设计满足 连接件净截面最大剪应力: 13.56 N/mm2 < fv，设计满足 连接角焊缝强度 Ffw=160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与主梁之间的角焊缝最大应力 9.46 N/mm2 < Ffw，设计满足 次梁端部连接验算: 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 1 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = -43.75 kN 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 次梁腹板净截面最大正应力: 0.00N/mm2 <= f，设计满足 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 65 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = -23.40 kN 次梁腹板净截面最大剪应力: 25.27N/mm2 <= fv，设计满足 次梁到主梁腹板的距离 e = 15 mm ------------------------------------------------------------------------------------ 主次梁连接铰接第二种： 次梁腹板伸入 连接类型： 螺栓连接 主梁编号 = 50 采用钢截面: HN400200813 次梁编号 = 64 采用钢截面: HN350175711 次梁钢号:Q235 对应的内力组合: 3 梁端设计剪力 V: 59.08 kN 梁端设计弯矩 M: 0.00 kN·m 梁端设计轴力 N: 0.00 kN (次梁端剪力取端部剪力的1.3倍) 腹板螺栓连接验算结果： 螺栓验算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 46.22 kN 采用10.9级摩擦型高强螺栓连接 螺栓直径 D=20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面处理方式: 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 螺栓承受的最大剪力 Ns = 29.54 kN < Nvb ,设计满足 主梁腹板侧螺栓验算: 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为“行”) : 行数: 2 , 螺栓的行间距: 80 mm , 螺栓的行边距: 87 mm 列数: 1 , 螺栓列列边距: 40 mm 连接件验算: 连接板与主梁腹板的角焊缝 Hf = 5 mm 连接板与主梁翼缘的角焊缝 Hf = 6 mm 连接板尺寸: B H T = 96 2549 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 < f，设计满足 连接件净截面最大剪应力: 26.33 N/mm2 < fv，设计满足 连接角焊缝强度 Ffw=160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与主梁之间的角焊缝最大应力 10.51 N/mm2 < Ffw，设计满足 次梁端部连接验算: 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 1 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 43.75 kN 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 次梁腹板净截面最大正应力: 0.00N/mm2 <= f，设计满足 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 45.45 kN 次梁腹板净截面最大剪应力: 49.07N/mm2 <= fv，设计满足 次梁到主梁腹板的距离 e = 15 mm ------------------------------------------------------------------------------------ 主次梁连接铰接第二种： 次梁腹板伸入 连接类型： 螺栓连接 主梁编号 = 62 采用钢截面: HN400200813 次梁编号 = 75 采用钢截面: HN350175711 次梁钢号:Q235 对应的内力组合: 3 梁端设计剪力 V: 59.08 kN 梁端设计弯矩 M: 0.00 kN·m 梁端设计轴力 N: 0.00 kN (次梁端剪力取端部剪力的1.3倍) 腹板螺栓连接验算结果： 螺栓验算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 46.22 kN 采用10.9级摩擦型高强螺栓连接 螺栓直径 D=20 mm 高强度螺栓连接处构件接触面处理方式: 喷砂 接触面抗滑移系数 u = 0.45 高强螺栓预拉力 P = 155.00 kN 螺栓单面抗剪承载力设计值 Nvb = 62.77 kN 螺栓承受的最大剪力 Ns = 29.54 kN < Nvb ,设计满足 主梁腹板侧螺栓验算: 腹板螺栓排列(平行于梁轴线的称为“行”) : 行数: 2 , 螺栓的行间距: 80 mm , 螺栓的行边距: 87 mm 列数: 1 , 螺栓列列边距: 40 mm 连接件验算: 连接板与主梁腹板的角焊缝 Hf = 5 mm 连接板与主梁翼缘的角焊缝 Hf = 6 mm 连接板尺寸: B H T = 96 254 9 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 连接件净截面最大正应力: 0.00 N/mm2 < f，设计满足 连接件净截面最大剪应力: 26.33 N/mm2 < fv，设计满足 连接角焊缝强度 Ffw=160.00 N/mm2 连接件(或梁腹板)与主梁之间的角焊缝最大应力 10.51 N/mm2 < Ffw，设计满足 次梁端部连接验算: 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 1 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 43.75 kN 构件抗拉强度设计值：f=215.00 N/mm2 抗剪强度设计值：fv=125.00 N/mm2 次梁腹板净截面最大正应力: 0.00N/mm2 <= f，设计满足 连接件净截面正应力计算采用的组合号: 4 采用精确设计法设计，腹板连接考虑弯矩 对应的内力组合：M = 0.00 kN·m ; N = 0.00 kN ; V = 45.45 kN 次梁腹板净截面最大剪应力: 49.07N/mm2 <= fv，设计满足 次梁到主梁腹板的距离 e = 15 mm 致 谢 本设计是在导师姚谏老师的悉心指导下完成的，无论是在设计的选题、课题的研究， 还是在设计的撰写中都凝聚着导师辛勤的汗水。导师渊博的学识、严谨的治学态度、积极进取的精神和谦逊务实的工作作风都使我受益匪浅。在学习中，导师悉心指导，循循善诱，使我的学术水平和实践能力都有了很大的提高；在工作中，导师不辞辛劳，以身作则，为我作出了极好的榜样。在此谨向姚谏老师表示我崇高的敬意和深深的感激之情! 同时，还要感谢曾给予我关心和帮助的浙江树人大学城建学院的各位老师，感谢在设计的过程中给予意见和帮忙的学长跟同学。 最后，对即将参加设计评议、评阅和对本设计提出宝贵意见的所有专家和老师表示诚挚的感谢。由于我的学术水平有限，所写设计难免有不足之处，恳请各位老师很学友批评和指正。 马骏达 2013年5月 参考文献 [1] 姚谏, 夏志斌. 钢结构－原理与设计[M].北京：中国建筑工业出版社, 2011 [2] 舒士霖. 钢筋混凝土结构设计原理[M].浙江:浙江大学出版社,2003 [3] Roger G. 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