钢结构办公楼计算书.doc
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钢结构办公楼计算书.doc
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毕业设计(论文)计算书
(结构部分设计)
题目:
上饶市某办公楼
专业:
班级:
学号:
姓名:
指导教师:
一、工程概况
1.1、工程名称:
昌北经济开发区某公司办公楼改建设计
1.2、建筑地点:
南昌市昌北经济开发区
1.3、建筑规模
1)建筑总面积:
5810m2
2)建筑层数:
全楼六层,不上人屋面
3)结构形式:
全钢框架结构
4)层高一层4.5m,顶层4.5m,其余楼层3.3m
5)楼梯:
现浇混凝土楼梯
6)屋面、楼面:
压型钢板上浇筑钢筋混凝土板
1.4、建筑功能
六层,立面设计要体现现代化建筑风格,色彩简洁明快。
部分办公室可考虑开厂式或大开间,2层以上每层设会议室1间,顶层另设大会议室,厕所盥洗室应满足内部使用要求,门厅、走廊,楼梯等根据需要设计。
1.5、建筑技术条件
(一)气象条件
1)常年主导风向:
西北风
2)夏季主导风向:
西南风
3)平均风速:
夏季3.1m/s,冬季4m/s
4)基本风压:
Wo=0.45KN/m2
5)基本雪压:
So=0.45KN/m2
6)最高气温:
40.6℃ 最低气温:
-9.3℃
7)最冷月平均温度:
4.5℃(1—2月)
8)最热月平均温度:
29.7℃(7—9月)
9)最大降雨量:
50.4mm/小时
月最大降雨量:
184.3mm(4—6月)
(二)工程地质条件
1)天然地面以下4.5M厚为粉质粘土,地基承载力特征值为180KN/M2,粉质粘土以下为1M厚为中砂层,地基承载力特征值为15OKN/M2,中砂层以下为砾砂层,地基承载力特征值为240KN/M2.
2)地下水位:
天然地面以下1.8m处
3)地震设防烈度:
6度
(三)施工条件
1)施工单位:
南昌市某建筑公司
2)施工人员:
各工种工人数均不受限制,但要求不分工种劳动力,不均衡系数K<1.6
3)材料供应:
各种材料均可保证供应
钢种Q235,16Mn钢(Q345);焊条E43,E50;钢筋HPB235-HRB400
水泥32.5-42.5级普通硅酸盐水泥;机制砖Mu75,Mu10
4)机械设备:
除大吊装机械外,施工单位均能解决
5)施工用水、电:
由建设单位保证供应,路边即有水源、电源
7)施工道路:
E级公路
8)施工工期:
八个月
1.6、结构设计依据
《房屋建筑学》教材,建筑设计资料集1、2、3册,05ZJ中南建筑图集③合订本,《钢结构设计规范》,其他有关设计规范及总图,建筑结构荷载规范GB50009-2001,建筑地基基础设计规范GB50007-2002,结构力学(上、下册),多层与高层建筑结构设计,现用建筑施工教材,建筑施工手册—(上、中册),中国建筑工业出版社,建筑工程预算定额(省标),劳动定额手册。
二、结构选型
本工程为对称布置的纯钢框架办公楼,结构平面布置如下:
框架6层,梁横向三跨,跨度为9m、2.4m、6m(除圆弧上有一柱,见布置图);纵向10榀横向框架,柱距有6m、8m两种。
图1为结构平面布置图。
图1、结构平面布置图
初定梁柱截面尺寸:
主梁:
因有多种不同的跨度,为节省钢材
初选HN600×170×16×13、HN500×150×12×12、HN400×150×12×12、
HN350×150×12×12、HN320×140×12×10
次梁:
初选HN320×140×12×10
柱:
(底层柱高)h=(1~1.5)b
因柱距不同,及建筑功能,初选为箱形500×500×20×20、箱型400×400×20×20、箱型300×300×14×14、圆管400×50
截面特性:
截面
面积A(mm2)
惯性矩Ix(mm4)
单位重量KN/m
ix(cm)
HN600×170×16×13
13604
632969958.7
1.0611
215.7
HN350×150×12×12
7512
137508776
0.5859
117.68
HN320×140×12×10
6400
94293333.3
0.4922
121.38
箱500×500×20×20
38400
1477120000
2.995
196.13
箱400×400×20×20
30400
733653333.5
2.3711
155.35
三、框架结构计算简图
3.1、计算单元:
KJ-⑧
3.2、计算简图
假定框架与基础固定,且嵌固于基础顶面.框架梁与柱节点刚结.由于各层柱的截面尺寸不变,则梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离,底层柱高从基础顶面算至二楼板底,基顶标高根据地质条件暂定-1.0m,二楼楼面板底标高为+4.500m,故底层柱高为5.50m,中间层柱高为层高,均为3.3m,顶层为4.5m。
框架计算简图如下:
图2、计算简图
3.3、构件相对线刚度计算
其中在求梁截面惯性矩时考虑到楼板对梁惯性矩增强作用,取中跨=1.5,(为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩):
梁 =
柱=
令=1,
则、
第一层B、C柱=
D、E柱=
第二至四层B、C柱=
D、E柱=
框架梁住相对线刚度如下图所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据
图3、框架相对线刚度图
四、各种荷载标准值计算
4.1、恒载计算
1、屋面框架永久荷载标准值
3mm厚橡胶改性沥青防水涂层10×0.03=0.3KN/m2
20mm(最薄处)厚1:
8水泥珍珠岩找坡:
0.02×15=0.30KN/m2
20厚水泥砂浆找平0.02×20=0.40KN/m2
100mm厚现浇混凝土板0.1×25=2.5KN/m2
压型钢板YX-75-200-600(Ⅰ)0.16KN/m2
压型钢板波谷中的混凝土25×0.5×0.075=0.94KN/m2
铝合金龙骨吊顶0.2KN/m2
小计:
4.53KN/m2
2、楼面框架永久荷载标准值
20mm厚大理石板28×0.2=0.56kN/m2
20mm厚1:
4干硬性水泥砂浆0.02×20=0.40KN/m2
100厚现浇钢筋混凝土板0.1×25=2.5KN/m2
压型钢板YX-75-200-600(Ⅰ)0.16KN/m2
压型钢板波谷中的混凝土25×0.5×0.075=0.94KN/m2
铝合金龙骨吊顶0.2KN/m2
小计:
4.76KN/m2
3、墙体永久荷载标准值
全墙自重
200厚加气混凝土砌块5.5~7.5KN/m3
墙两面抹灰
小计:
综合取7.5KN/m
有窗墙自重
200厚加气混凝土砌块加抹灰7.5×0.2×6×2.8=25.2KN
钢窗自重0.31×1.8×3=1.67KN
钢窗所占墙体重量7.5×0.2×3×1.8=8.1KN
小计:
/6=3.2KN/m
女儿墙:
7.5×0.2×1.2=1.8KN/m
玻璃幕墙:
1.8KN/m
4、梁柱自重
HN600×170×16×13:
1.0611KN/m
350×150×12×12:
0.5859KN/m
箱500×500×20×20:
2.995KN/m
箱400×400×20×202.3711KN/m
4.2、恒载传导计算
4.2.1梁间线荷载计算
A、1、屋面框架BC梁上的线荷载
主梁自重:
1.0611KN/m
三角形荷载等效均布荷载:
0.875×1.5×4.53×2=8.494KN/m
小计:
9.6KN/m
2、屋面框架CD梁上的线荷载
主梁自重:
0.4992KN/m
三角形荷载等效均布荷载:
0.875×1.2×4.53×2=6.8KN/m
小计:
7.3KN/m
3、屋面框架DE梁上的线荷载
主梁自重:
0.5859KN/m
三角形荷载等效均布荷载:
0.875×1.5×4.53×2=8.494KN/m
小计:
9.08KN/m
B.1、楼面框架BC梁上的线荷载
主梁自重:
1.0611KN/m
墙体自重4.2KN/m
三角形荷载等效均布荷载:
0.875×1.5×4.76×2=8.925KN/m
小计:
14.18KN/m
2、楼面框架CD梁上的线荷载
主梁自重:
0.4992KN/m
三角形荷载等效均布荷载:
0.875×1.2×4.76×2=7.14KN/m
小计:
7.64KN/m
3、楼面框架DE梁上的线荷载
主梁自重:
1.0611KN/m
墙体自重4.2KN/m
三角形荷载等效均布荷载:
0.875×1.5×4.76×2=8.925KN/m
小计:
13.7KN/m
4.2.2、梁间集中荷载计算
A、1、屋面框架BC梁上集中荷载
次梁自重引起:
0.4992×6=3KN
次梁承受楼板荷载引起:
6×3×4.53×(1-2×0.252+0.253)=72.6KN
小计:
75.6KN
2、屋面框架DE梁上的集中荷载
次梁自重引起:
0.4992×6=3KN
次梁承受楼板荷载引起:
6×3×4.53×(1-2×0.252+0.253)=72.6KN
小计:
75.6KN
B.1、楼面框架BC梁上的集中荷载
次梁自重引起:
0.4992×6=3KN
次梁承受楼板荷载引起:
6×3×4.76×(1-2×0.252+0.253)=76.3KN
小计:
79.3KN
2、楼面框架DE梁上集中荷载
次梁自重引起:
0.4992×6=3KN
次梁承受楼板荷载引起:
6×3×4.76×(1-2×0.252+0.253)=76.3KN
小计:
79.3KN
4.2.3柱间荷载计算
A、1、屋面框架B柱集中荷载
1.2m女儿墙自重:
1.8×6=10.8KN
边柱连系梁自重:
0.4492×6=3KN
屋面板传来荷载:
6×1.5×4.53×(1-2×0.252+0.253)=36KN
小计:
49.8KN
偏心弯矩M49.8×0.15=7.47KN.m
2、屋面框架C柱集中荷载
中柱连系梁自重:
0.4492×6=3KN
屋面板传来荷载:
6×1.5×4.53×(1-2×0.252+0.253)+6×1.2×4.53×(1-2×0.22+0.23)=66.26KN
小计:
69.26KN
偏心弯矩M69.26×0.15=10.4KN.m
3、屋面框架D柱集中荷载
中柱连系梁自重:
0.4492×6=3KN
屋面板传来荷载:
6×1.5×4.53×(1-2×0.252+0.253)+6×1.2×4.53×(1-2×0.22+0.23)=66.26KN
小计:
69.26KN
偏心弯矩M69.26×0.1=6.92KN.m
4、屋面框架E柱集中荷载
1.2m女儿墙自重:
1.8×6=10.8KN
边柱连系梁自重:
0.4492×6=3KN
屋面板传来荷载:
6×1.5×4.53×(1-2×0.252+0.253)=36KN
小计:
49.8KN
偏心弯矩M49.8×0.1=4.98KN.m
B、1、楼面框架B柱集中荷载
墙体自重:
3.2×6=19.2KN
边柱连系梁自重:
0.4492×6=3KN
楼面板传来荷载:
6×1.5×4.76×(1-2×0.252+0.253)=37.8KN
小计:
60KN
偏心弯矩M60×0.15=9KN.m
2、屋面框架C柱集中荷载
中柱连系梁自重:
0.4492×6=3KN
墙体自重:
4.2×6=25.2KN
屋面板传来荷载:
6×1.5×4.76×(1-2×0.252+0.253)+6×1.2×4.76×(1-2×0.22+0.23)=69.65KN
小计:
97.85KN
偏心弯矩M97.85×0.15=14.68KN.m
3、屋面框架D柱集中荷载
中柱连系梁自重:
0.4492×6=3KN
墙体自重:
4.2×6=25.2KN
屋面板传来荷载:
6×1.5×4.76×(1-2×0.252+0.253)+6×1.2×4.76×(1-2×0.22+0.23)=69.65KN
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