1、1建筑設計方案說明1.1 工程概況 工程名稱：圣泰閥門生產(chǎn)區(qū)辦公樓設計 總建筑面積： 3386.92m2 建筑總高：14.85 m，共四層，層高3.6m 建筑工程類別：二級設計使用年限：50年耐火等級： 二級抗震設防烈度： 7度1.2設計依據(jù) a本方案根據(jù)市規(guī)劃局批準建設規(guī)劃報告 b本工程設計執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)范及規(guī)程主要有 1 建筑設計資料集1、2、3M.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2 江蘇省建筑結(jié)構(gòu)配件通用圖集M.北京：中國建筑工業(yè)出版社.3 GB/T 50105-2001，建筑制圖標準S.4 GB 500092001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范S.5 GBJ 500172003，鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范S.6 建

2、筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊M.北京：中國建筑工業(yè)出版社.7 輕型鋼結(jié)構(gòu)設計指南M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.8 房屋建筑學Z.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20039 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)M. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.10 GB50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范S.11 鋼結(jié)構(gòu)設計手冊M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.12 土力學地基基礎M.北京：清華大學出版社，2004.13 GB 50205-2001, 鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范.1.3建筑方案設計目的隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑設計理念在不斷更新，鋼結(jié)構(gòu)作為一個新興產(chǎn)業(yè)在華夏大地迅速崛起。鋼框架結(jié)構(gòu)作為一種常用的鋼

3、結(jié)構(gòu)形式，也逐漸步入了人們的視線。鋼框架結(jié)構(gòu)主要是采用型鋼、鋼板連接或焊接成構(gòu)件，再經(jīng)連接而成的結(jié)構(gòu)體系。鋼框架與混凝土框架結(jié)構(gòu)相比有以下幾點優(yōu)勢：一、無承重墻；二、強度高；三、質(zhì)量可靠；四、施工速度快；五、綠色環(huán)保。因此在鋼框架在辦公樓中的應用越來越普遍，這也是我選擇用鋼結(jié)構(gòu)框架做圣泰閥門生產(chǎn)區(qū)辦公樓的原因。平面設計.1場地的選址 辦公樓的基地應選在交通和通訊方便的地段，應避開粉塵、煤煙、散發(fā)有害物質(zhì)的場所和貯存有易爆、易燃品等地段。位于城市的辦公建筑的基地，應付和城市規(guī)劃布局的要求，并應選在市政設施比較完善的地段。工業(yè)企業(yè)的辦公建筑，可在企業(yè)基地內(nèi)選擇聯(lián)系方便，污染影響最小的地段建造，并應

4、符合安全、衛(wèi)生和環(huán)境保護等法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。辦公樓總平面布置應考慮有關(guān)因素：（1）總平面布置應考慮環(huán)境設計與綠化設計。辦公樓的主體部分宜有良好的朝向和日照。（2）在同一基地內(nèi)辦公樓與其它建筑共建，或建造以辦公用房為主的綜合性建筑，應根據(jù)使用功能不同，做到分區(qū)明確、布局合理、互不干擾。（3）建筑基地內(nèi)應設機動車和自行車停車場（庫）。條件不允許時，可由有關(guān)部門就近統(tǒng)籌建設停車空間。停車場地面積由當?shù)匾?guī)劃部門確定。（4）總平面布置應合理安排好設備機房、附屬設施和地下建筑物。如設有鍋爐房、食堂的宜設運送燃料、貨物和清除垃圾等的單獨出入口。采用原煤作燃料的鍋爐房，應留有堆放場地。立面設計和剖面設計 建筑立

5、面圖主要是用來表示建筑物的體型和外貌、外墻裝修的材料和色彩、門窗的位置與形式，以及屋頂水箱、檐口、陽臺、雨篷、雨水管、水斗、引腳線、勒腳、平臺、臺階、花壇等構(gòu)造和配件各部位的標高、必要的尺寸以及詳圖索引符號、建筑立面圖在施工過程中，主要用于室外裝修。建筑的剖面圖主要用來表示建筑物內(nèi)部垂直方向的主要結(jié)構(gòu)形式、分層情況、構(gòu)造做法以及組合尺寸。因而，通過建筑的立面圖和剖面圖，可以清楚的體現(xiàn)建筑物的整體效果。屋面形式、構(gòu)造及屋面排水形式的確定 屋蓋是房屋最上部的維護結(jié)構(gòu)，應具有能抵御風、霜、雨、雪的侵襲以及有良好的保溫隔熱性能。屋蓋也是房屋頂部的承重結(jié)構(gòu)，受到材料、結(jié)構(gòu)、施工條件等因素的制約，因而應具

6、備足夠的強度和剛度。屋頂又是建筑物整體的一部分，在進行建筑設計時應注重屋頂形式及其細部的設計，以滿足人們對建筑藝術(shù)方面的需要你。 建筑物的屋頂為了排水的需要，通常都會具有一定的坡度，屋面得坡度由多方面的因素決定，它與屋蓋材料及建筑造型的關(guān)系很大。本工程為減輕屋面重量，采用輕鋼屋面，結(jié)構(gòu)找坡。為控制建筑物的外形美觀，我將屋面排水采用內(nèi)排水。在屋面排水設計時遵循“合理設防，放排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。材料、裝修及構(gòu)造 a.樓地面 樓地面應滿足平整、耐磨、不起塵、防滑、易于清潔的要求，本工程采用組合樓板，其上面層采用水磨石面層。水磨石面層做法采用荷載規(guī)范上相應做法。 b.生產(chǎn)區(qū)辦公樓考慮房

7、屋的使用功能做了吊頂。 c.踢腳 踢腳可采用與地面相同的材料，其做法可選用蘇J9501-9/4的相應做法。 d.門窗 根據(jù)所使用房間的功能，門窗應采用堅固、耐久、密封性好、適用、美觀、易擦的材料，門廳對外出口采用全玻璃，窗采用塑鋼窗。 e.散水 具體做法可根據(jù)蘇J9501-2/12的相應做法。 f.坡道 具體做法可根據(jù)蘇J9501-9/11的相應做法。 g.其他 全鋼結(jié)構(gòu)維護墻體及屋面材料的特殊說明（壓型鋼板介紹）樓面說明。建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點和發(fā)展綜合成本較低：鋼材的穩(wěn)定的供給造成價格的波動很小。使用薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)的墻面可以保持出色的平面。這也意味著當你在釘釘子的時候墻面不會反彈和收縮破裂。因為材

8、料可以預先切到需要的長度，所以在很大的程度上降低了浪費。另外，鋼材的邊料也是可以出售的，這樣更是大大的降低了浪費。基礎處理簡便適用于廣泛地質(zhì)程度,基礎部分比傳統(tǒng)建筑要節(jié)約50%費用。合理墻體厚度使得用戶的得房率比一般現(xiàn)行建筑要多出8%左右，且因為施工快，縮短了資金的周轉(zhuǎn)期，加快了資金的流動速度，相應的降低了成本。 不破壞森林資源：輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅起源于美國，其背景是由于樹木砍伐過渡而造成的森林破壞，進而導致整個全球環(huán)境惡化的問題成為全球注目的焦點。在這種全世界提倡保護森林的形勢下，這項技術(shù)由美國13家公司共同研制開發(fā)，并迅速普及美國。由于保護環(huán)境，設計合理，竣工速度快，并具有卓越的抗震性能，19

9、95年阪神大地震后始建于日本并日趨普及。輕型鋼結(jié)構(gòu)的普遍使用產(chǎn)生的良好經(jīng)濟效益帶動了辦公樓也向輕型鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展。清潔環(huán)保、不產(chǎn)生有害物質(zhì)：鋼結(jié)構(gòu)是以型鋼骨架取代傳統(tǒng)木造房屋的木骨架和混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土的建筑工法，使用的材料100%是鋼材，各部材之間用螺釘和釘子連接，不使用任何焊接及粘合劑。所以完全不用擔心由于建筑過程中使用藥劑、建筑廢渣等給人體造成的危害。此外建設工地也不會有大量灰塵及噪音等對周圍環(huán)境造成的污染。施工快捷：鋼結(jié)構(gòu)的型材在工廠作大規(guī)模生產(chǎn)，骨架在工廠組裝，現(xiàn)場拼裝。只需要1名現(xiàn)場指導及7名左右工人，即可在正常的設計時間內(nèi)完成一座房子的骨架的搭建。安全性能好：鋼結(jié)構(gòu)自重輕，其結(jié)構(gòu)

10、的重量只有傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)建筑的重量的1/5，鋼筋混凝土屋架的1/4-1/3,這樣大大的降低了地震時受到的載荷，具有很高的安全性。采用高強度得螺釘和螺栓進行連接固定骨架和框架，安裝既科學又快捷。同時在設計時針對每座建筑物作結(jié)構(gòu)計算，以結(jié)構(gòu)計算為基準來設計基礎及建筑整體結(jié)構(gòu)。防火、防蟲：鋼材是不燃材料，并經(jīng)過深層鍍鋅保護，能防腐和防白蟻侵害，并能自動修復涂層的破損。 抗震和防暴風雨、特性強。隔熱保溫系統(tǒng)，性能特優(yōu)異，比一般磚混建筑可節(jié)省能源高達70%:鋼結(jié)構(gòu)住宅使用外隔熱方法。該方法利用薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)特有的性質(zhì)，骨架用薄塑隔熱防潮材料從外部緊緊地全部覆蓋，再加以隔熱材料，隔熱材料之外設有空氣層，空氣

11、層之外根據(jù)客戶對建筑物外墻要求，可使用各種材料作各種外墻處理。外隔熱方法在骨架內(nèi)部不需做隔熱處理，內(nèi)部可以直接作內(nèi)墻處理。薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)其隔熱保溫性能是利用了外隔熱的原理，在墻體內(nèi)設有空氣層同屋面連通的特點，保證了熱的不良導體，其原理類似于保溫瓶。從而在不增加建筑費用的基礎上，通過建筑結(jié)構(gòu)上的處理而達到了優(yōu)良的節(jié)能保溫效果，又克服了因結(jié)露而帶來的潮濕，生蟲等弊端，所以這種隔熱方法已迅速取代內(nèi)隔熱方法。從而保證了薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)冬暖夏涼的特點。 當室外溫度為0度時，室內(nèi)還可維持17.2度自然空氣對流調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度確實達到冬暖夏涼可以循環(huán)利用：鋼結(jié)構(gòu)住宅充分利用鋼材的優(yōu)越特性，符合當今建筑材料選用的主流。

12、鋼結(jié)構(gòu)建筑因使用的是鋼材，不會隨時間的流失而老化，另外廢舊的鋼材100%可以被回收利用；同時，鋼結(jié)構(gòu)建筑也可以使用再利用的鋼材，在美國每5到6輛廢車就可以建造一棟180平方米的房子。節(jié)省勞動力：鋼結(jié)構(gòu)住宅與木結(jié)構(gòu)類似，在相同的建筑要求的情況下，薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)熟練工人的勞動時間和成本比木結(jié)構(gòu)要低上很多。薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)的型材在工廠作大規(guī)模生產(chǎn)，骨架可在工廠組裝，在工地安裝，只需要1名現(xiàn)場指導及7名左右工人，即可完成一座房子的骨架的搭建。因為型材薄而輕，所以基本全部可以利用手工搭建完成。設計富有很大彈性：材料尺寸和厚度的多種多樣，為設計者在不管是考慮成本的設計，還是要考慮效率的設計時提供了很大的空間。1

13、7世紀70年代，人類開始大量應用生鐵作建筑材料，到19世紀初發(fā)展到用熟鐵建造橋梁、房屋等。這些材料因強度低、綜合性能差,在使用上受到限制,但已是人們采用鋼鐵結(jié)構(gòu)的開始。19世紀中期以后，鋼材的規(guī)格品種日益增多，強度不斷提高，相應地連接等工藝技術(shù)也得到發(fā)展，為建筑結(jié)構(gòu)向大跨重載方向發(fā)展奠定了基礎，帶來了土木工程的一次飛躍。 19世紀50年代出現(xiàn)了新型的復合建筑材料鋼筋混凝土。至20世紀30年代，高強鋼材的出現(xiàn)又推動了預應力混凝土的發(fā)展，開創(chuàng)了鋼筋混凝土和預應力混凝土占統(tǒng)治地位的新的歷史時期，使土木工程發(fā)生了新的飛躍。 與此同時，各國先后推廣具有低碳、低合金（加入5以下合金元素）、高強度、良好的韌

14、性和可焊性以及耐腐蝕性等綜合性能的低合金鋼。隨著橋梁大型化，建筑物和構(gòu)筑物向大跨、高層、高聳發(fā)展以及能源和海洋平臺的開發(fā)，低合金鋼的產(chǎn)量在近30年來已大幅度增長,其在主要產(chǎn)鋼國的產(chǎn)量已占鋼材總產(chǎn)量的710，個別國家達20以上，其中3550用于房屋建筑和土木工程，主要為鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)用型材、板材，而且土木工程鋼結(jié)構(gòu)用低合金鋼的比例已從10提高到30以上。近年來，各國大力發(fā)展不同于普通鋼材品種的各種高效鋼材，其中包括低合金鋼材、熱強化鋼材、冷加工鋼材、經(jīng)濟斷面鋼材以及鍍層、涂層、復合、表面處理鋼材等，經(jīng)在建筑業(yè)中使用，已取得明顯的經(jīng)濟效益。建筑鋼材的主要存在問題 （1）普通厚板存在分層和焊接性能欠佳

15、的問題。 （2）高強度低合金結(jié)構(gòu)鋼在冷彎薄壁型鋼中的應用尚未解決，不能滿足輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的需要。（3）我國只能生產(chǎn)鍍鋅薄板，不能生產(chǎn)鍍鋁鋅薄板，而在輕型房屋中，用戶多選用抗蝕性能更好的鍍鋁鋅薄板。（4）我國的型材品種規(guī)格還不能充分滿足建筑市場的需要，H型鋼作為商品供應的規(guī)格還不多，對其推廣應用帶來一定的影響；冷彎薄壁型鋼缺少斜卷邊Z形鋼，而在國外早已廣泛使用。（5）Q345鋼材的實物質(zhì)量水平和穩(wěn)定性有待改善。2結(jié)構(gòu)設計方案設計說明2.1工程概況 a.本工程為圣泰閥門生產(chǎn)區(qū)辦公樓設計 b.本工程采用鋼結(jié)構(gòu)，安全等級為二級，設計使用年限為五十年，耐火等級為二級 c.本工程抗震設防烈度為7度，設計地

16、震分組為第一組，設計基礎地震加速度為0.10g，本工程場地類別為類，地面粗糙度B類。 d.本工程地上四層，結(jié)構(gòu)總高度為15.64米，除施工圖特殊注明外，未詳盡處均按以下統(tǒng)一說明施工 e.室內(nèi)外高差0.450米，圖中除標高以米為單位外，其余均以毫米為單位 f.本工程采用同濟大學MTS系列軟件進行計算和繪圖2.2荷載取值本工程50年一遇的基本風壓w0=0.45kN/m2；地面粗糙度B類，風荷載體形系數(shù)、風振系數(shù)和風亞高度變化系數(shù)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB-5009-21取值。屋面活載: 0.35KN/m2 檁條：0. 5KN/m2屋面恒載: 0.25 KN/m2樓面活荷載：2 KN/m2 走廊：2.5

17、KN/m2雪荷載: 0.35 KN/m2主導風向：常年多東南風基本雪壓：S=0.35kN/m2氣溫：一月份平均氣溫-10-00C常年氣溫差值：260C降水：平均年降水量1000mm左右最大凍土深度：9cm2.3計算模型的建立 隨著計算機的普及，當前采用有限元理論進行結(jié)構(gòu)分析已成為較通用且精度較高的方法。無論多么復雜的結(jié)構(gòu)，都是由樓板、梁、柱、支撐或剪力墻等幾種基本構(gòu)件組成的。用有限元理論進行結(jié)構(gòu)分析的基本思路是：采用與構(gòu)件類型相應的單元，建立空間力學模型；利用計算機程序，對結(jié)構(gòu)各種荷載或作用下的內(nèi)力和位移進行分析。內(nèi)力和位移一般采用彈性方法計算，并考慮各種抗側(cè)力的協(xié)同工作。當計算罕遇地震作用下

18、結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算時，應采用彈塑性方法。2.4結(jié)構(gòu)設計結(jié)構(gòu)選型和布置要求 結(jié)構(gòu)體系的選型和布置，除應遵守相應規(guī)范規(guī)程的規(guī)定之外，還應與建筑設計緊密結(jié)合。根據(jù)建筑特點，節(jié)點平立面布置及體型變化的規(guī)律性，綜合考慮使用功能、荷載性質(zhì)、材料供應、制作安裝、施工條件，以及所設計房屋的高度和抗震設防烈度等因素，合理選用抗震和抗風性能好又經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系，并力求構(gòu)造和節(jié)點設計簡單合理、施工方便。有抗震設防要求的，更應從設計概念上考慮所選擇的結(jié)構(gòu)體系具有多道抗震防線，使用結(jié)構(gòu)體系時應有支撐梁柱的屈服機制，或消能梁段支撐梁柱并避免結(jié)構(gòu)剛度在水平和豎向突變。 結(jié)構(gòu)平面布置。多層鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應符合以下要求：

19、（1）建筑平面應簡單規(guī)則，建筑的開間、進深應統(tǒng)一。簡單規(guī)則的建筑平面有利于結(jié)構(gòu)的抗風和抗震。（2）為避免地震作用下發(fā)生劇烈的扭轉(zhuǎn)振動，或水平地震力在建筑平面上的不均勻分布，建筑平面的尺寸關(guān)系應符合規(guī)范。（3）為減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)導致的結(jié)構(gòu)效率的降低，應使結(jié)構(gòu)各層的抗側(cè)力剛度中心與水平作用力合力中心盡量重合，同時各層接近在統(tǒng)一豎直線上。（4）結(jié)構(gòu)平面應盡量避免扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，凹凸不規(guī)則，樓板局部不連續(xù)的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。（5）一般情況下，多層鋼結(jié)構(gòu)不宜設防震縫。當結(jié)構(gòu)特別不規(guī)則（至少符合兩個不規(guī)則類型）需設防震縫時，防震縫的最小寬度應符合下列要求：框架結(jié)構(gòu)的防震縫寬度，當高度不超過15m時，可采用70mm；超過

20、15m時，6度、7度、8度、9度相應每增加高度5m、4m、3m、2m，宜加寬20mm；框架抗震墻結(jié)構(gòu)的防震縫寬度可采用項規(guī)定數(shù)值的70%，抗震墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用項規(guī)定數(shù)值的50%，且均不宜小于70mm。（6）一般情況下，多層鋼結(jié)構(gòu)可不設置溫度伸縮縫。當建筑平面尺寸大于60m時，可考慮設置溫度伸縮縫。柱、梁布置：鋼框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面，箱形截面的受彎承載力比較強，截面性能沒有強、弱軸之分，截面尺寸可以按照兩個方面的剛度強度要求而定，經(jīng)濟、合理，缺點是需要拼裝焊接，焊接工藝要求高，加工量大，軋制寬翼緣H型鋼優(yōu)點是加工、桿件連接容易，但有強、弱軸之分I字形截面梁的經(jīng)濟跨

21、度為612m，一般框架梁、次梁均選用I字形梁。次梁是鋼結(jié)構(gòu)中數(shù)量最多的構(gòu)件，占結(jié)構(gòu)用鋼量的比例較大。布置次梁時應有利于荷載均勻分布。鋼次粱一般宜與主梁鉸接相連，連續(xù)的組合梁雖可減小梁的跨中彎矩和撓度，但與主梁受彎節(jié)點要求采用栓焊法或在鋼梁上、下翼緣設置鋼蓋板法相連時，將增加較多的焊接工作量，實際工程中很少采用井字梁結(jié)構(gòu)。本工程次梁的間距一般為21m和2.2m。樓板布置：鋼結(jié)構(gòu)的樓板宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋砼組合樓板或非組合樓板。對于不超過l2層的鋼結(jié)構(gòu)也可同鋼筋砼結(jié)構(gòu)一樣采用鋼筋砼現(xiàn)澆樓板。在無抗震設防要求時，可采用予制樓板。組合樓板在使用階段壓型鋼板可作為混凝土樓板的受拉鋼筋。壓型鋼板鍍鋅量不

22、多，板厚不應小于0.75mm，在板底需刷防火涂料，目前防火涂料價格較高，因此采用組合樓板造價較高。非組合樓板在使用階段，壓型鋼板不代替砼板的受拉鋼筋，按普通鋼筋混凝土樓板計算。其承載力在施工階段，要考慮由壓型鋼板承擔未結(jié)硬的濕混凝土板的重量和施工活荷載。壓型鋼板宜采用具有防銹功能的鍍鋅板，板底不需刷防火涂料，板厚不應小于05mm，壓型鋼板僅做為模板使用。組合樓板、非組合樓板及鋼筋砼樓板均需在鋼梁頂設置圓柱頭栓釘，栓釘需穿透鋼板焊于鋼梁翼緣上，栓釘直徑d根據(jù)板跨度大小，13d4m時，設一道拉條，6m時，設兩道拉條，在檐口處還應設斜拉條和撐桿，拉條采用圓鋼時，直徑不宜小于lOmm。本工程采用C型冷

23、彎薄壁型檁條，設置兩道拉條，拉條的間距為1.4m。屋面板通常采用夾芯保溫玻璃棉雙層壓型鋼板，壓型鋼板與檁條用自攻螺釘連接，板與板的搭接處用抽芯鉚釘連接，連接處應設置防水密封膠帶。抗震設防 為滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設計原則，我國建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）明確提出了三個水準的抗震設防要求： 第一水準：當遭受低于本地區(qū)設防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；第二水準：當遭受相當于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理即可恢復正常使用；第三水準：當遭受高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危機生命安全

24、的嚴重破壞。在進行建筑抗震設計時，原則上應滿足上述三水準的抗震設防要求。具體做法上，我國建筑抗震設計規(guī)范采用了簡化的兩階段設計方法。第一階段設計：按多遇地震烈度對應的地震作用效應和其他荷載效應的組合，驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和結(jié)構(gòu)的彈性變形；第二階段設計：按罕遇地震烈度對應的地震作用效應，驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形。第一階段的設計，保證了第一水準的承載能力要求和變形要求。第二階段的設計，則旨在保證結(jié)構(gòu)滿足第三水準的抗震設防要求。而明確的抗震構(gòu)造措施要求，可基本保證第二水準要求的實現(xiàn)。內(nèi)力計算首先是樓面屋面的恒荷載和活荷載的計算。在恒荷載和活荷載的豎向荷載作用下的內(nèi)力采用分層法計算，假定：（1） 沒有水

25、平位移；（2） 某樓層的豎向荷載只對本層框架梁及其相連的樓層柱產(chǎn)生內(nèi)力；（3） 非底層無側(cè)移框架單元的垂直構(gòu)件并非固定端，為此將非底層框架單元中的垂直構(gòu)件的抗彎港都乘以修正系數(shù)0.9，同時將其傳遞系數(shù)修正為1/3； 其次是風荷載和地震作用下的荷載的計算，運用D值法進行框架側(cè)移驗算。風或者地震對框架結(jié)構(gòu)的水平作用，一般都可簡化為作用于框架節(jié)點上的水平力。（1）求各個柱的剪力時，假定各柱上下端都不發(fā)生角位移，即認為梁的線剛度和柱的線剛度之比為無限大；（2）在確定柱的反彎點位置時，假定除底層柱以外，其余各層柱的上、下端節(jié)點轉(zhuǎn)角均相同，即除底層柱外，其余各層框架柱的反彎點位于層高的中點；對于底層柱，則

26、假定其反彎點位于距支座2/3層高處。（3）梁端彎矩可由節(jié)點彎矩平衡條件求出不平衡彎矩，再按節(jié)點左右梁的線剛度進行分配。 在進行梁的線剛度計算時，壓型鋼板組合樓蓋中梁的慣性矩對兩側(cè)有樓板的梁取1.5Ib,對僅一側(cè)有樓板的梁宜取1.2Ib，Ib為鋼梁慣性矩。內(nèi)力組合框架柱的彎矩、軸力和剪力沿柱高式線性變化的，因此可取各層柱的上、下端截面作為控制截面。對于框架梁，在水平力合豎向荷載共同作用下，剪力沿梁軸線呈線性變化，彎矩則呈拋物線形變化（指豎向分布荷載），因此，除取梁的兩端為控制截面以外，本工程為純框架鋼結(jié)構(gòu)架，梁為等截面梁，為了簡便，不再用求極值的方法確定最大正彎矩控制截面，而直接以梁的兩端截面作

27、為控制截面。綜合考慮“不利和可能”的組合原則，選擇以下內(nèi)力組合方式，即：1.2*恒載+1.4*活載+1.4*0.6*風載1.2*恒載+1.4*0.7*活載1.35*(恒載+0.5活載)+1.3*地震作用從而可以得到最不利位置的彎矩和剪力值，接下來就是根據(jù)最不利位置內(nèi)力組合結(jié)果得出內(nèi)力進行構(gòu)件的強度和穩(wěn)定的驗算。穩(wěn)定是鋼結(jié)構(gòu)設計中重點要解決的問題，因為鋼材強度比較高，造成它的一般構(gòu)件截面都比較小，很容易失去穩(wěn)定。2.5節(jié)點形式 純框架體系大都采用雙向剛性，這樣可以加大結(jié)構(gòu)自身的側(cè)移剛度，較少抗側(cè)構(gòu)件內(nèi)力，加強耗能機制，提高建筑物的延性。2.5.1梁柱節(jié)點梁柱節(jié)點通常采用剛性連接，并通常采用栓焊混

28、合連接；梁的上、下翼緣用坡口全熔透焊縫與柱翼緣連接，腹板用摩擦型高強度螺栓與柱翼緣上的剪力板連接，原則上梁端彎矩由梁翼緣負擔，梁端剪力由梁腹板承擔，在梁的對應位置設置柱的水平加勁肋。當柱兩側(cè)梁高度不等時，每個梁翼緣對應位置均應設置柱的水平加勁肋，加勁肋之間的距離不小于150mm，也可設置坡度小于l：3的加勁肋或?qū)⒔孛娓叨容^小的梁腹板高度局部加大，腋部翼緣的坡度不得大于l：3，節(jié)點域應按建筑抗震設計規(guī)范公式(8252)、(825 5)、(8256)驗算其抗剪強度、穩(wěn)定性。次梁與框架梁的連接通常采用鉸接，次梁與主粱的豎向加勁板用高強度螺栓連接和角焊縫連接，主梁加勁肋與主梁之間的連接焊縫采用角焊縫。

29、柱拼接、梁拼接當柱、梁長度大于1415m左右時，不便于運輸和裝配，需要在工地現(xiàn)場進行拼接。柱接頭應位于框架節(jié)點塑性區(qū)以外，一般宜在框架梁上方13m附近，柱接頭的設計應滿足極限承載力Ma12Mpe的原則(Ma：極限受彎承載力；Mpe：全塑性受彎承載力)，柱接頭上、下各100ram范圍內(nèi)，I字形截面柱的工地接頭，翼緣采用全熔透坡口焊接，腹板用高強度螺栓連接，也可采用焊接，在上柱腹板開K形坡口，要求焊透。本工程的框架柱采用通長熱軋中翼緣截面柱，不需要經(jīng)行柱的拼接驗算。梁接頭應位于框架節(jié)點塑性區(qū)以外，即從梁端算起的110跨長并應大于16m，拼接接頭由；翼緣承擔彎矩，腹板承擔剪力。梁的拼接主要用于梁與柱

30、全焊接節(jié)點的柱外懸臂梁段與中間梁段的連接，連接形式有：翼緣為全溶透焊接，腹板為高強度螺栓連接；翼緣、腹板都用高強度螺栓連接；翼緣、腹板都用全溶透焊接。本工程中主梁的跨度最大為6400mm，為通長熱軋窄翼緣截面梁，無須拼接。框架梁的側(cè)向隅撐按抗震設計的框架梁，在梁可能出現(xiàn)塑性鉸處(通常距柱軸線18110梁跨處)，梁上下翼緣均應設置側(cè)向隅撐。2.6壓型鋼板組合樓板組合樓板組合樓板由壓型鋼板、混凝土板通過抗剪連接措施共同作用形成。組合樓板的優(yōu)點：(1)壓型鋼板可作為澆灌混凝土的模板，節(jié)省了大量木模板及支撐；（2）壓型鋼板非常輕便，堆放、運輸及安裝都非常方便；（3）使用階段，壓型鋼板可代替受拉鋼筋，減

31、少鋼筋的制作與安裝工作。（4）剛度較大，省去許多受拉區(qū)混凝土，節(jié)省混凝土用量，減輕結(jié)構(gòu)自重；（5）有利于各種管線的布置、裝修方便；（6）與木模板相比，施工時減小了火災發(fā)生的可能性；同時，壓型鋼板也可以起到支撐鋼梁側(cè)向穩(wěn)定的作用。早在三十年代，人們就認識到壓型鋼板與混凝土樓板組合結(jié)構(gòu)具有省時、節(jié)力、經(jīng)濟效益好的優(yōu)點，到50年代，第一代壓型鋼板在市場上出現(xiàn)。六十年代前后，歐美、日本等國多層和高層建筑的大量興起，開始使用壓型鋼板作為樓板的永久性模板和施工平臺，隨后人們很自然的想到在壓型鋼板表面做些凹凸不平的齒槽，使它和混凝土粘結(jié)成一個整體共同受力，此時壓型鋼板可以代替或節(jié)省樓板的受力鋼筋，其優(yōu)越性很

32、大。組合板的試驗和理論有了新進展，特別是在高層建筑中，廣泛地采用了壓型鋼板組合樓板。日本、美國、歐洲一些國家相應的制定了相關(guān)規(guī)程。我國對組合樓板的研究和應用是在20世紀80年代以后，與國外相比起步較晚，主要是由于當時我國鋼材產(chǎn)量較低，薄卷材尤為緊缺，成型的壓型鋼板和連接件等配套技術(shù)未得到開發(fā)。近年來由于新技術(shù)的引進，組合樓板技術(shù)在我國已較為成熟。壓型鋼板組合板中采用的壓型鋼板凈厚度不小于0.75mm，最好控制在1.0mm以上。為便于澆筑混凝土，要求壓型鋼板平均槽寬不小于50mm，當在槽內(nèi)設置圓柱頭焊釘時，壓型鋼板總高度（包括壓痕在內(nèi)）不應超過80mm。組合樓板中壓型鋼板外表面應有保護層以防御施

33、工和使用過程中大氣的侵蝕。 配筋要求以下情況組合板內(nèi)應配置鋼筋：1） 連續(xù)板或懸臂板的負彎矩區(qū)應配置縱向受力鋼筋；2） 在較大集中荷載區(qū)段和開洞周圍應配置附加鋼筋；3） 當防火等級較高時，可配置附加縱向受力鋼筋；4）板上焊縫長度不小于50mm。5）組合板應設置分布鋼筋網(wǎng)，分布鋼筋兩個方向的配勁率不宜少于0.002。圖2-1組合板構(gòu)造混凝土板裂縫寬度連續(xù)組合板負彎矩的開裂寬度，室內(nèi)正常環(huán)境下不應超過0.3 mm，室內(nèi)高溫度環(huán)境或露天時不應超過0.2mm。連續(xù)組合板按簡支板設計時，支座區(qū)的負鋼筋斷面不應小于混凝土截面的0.2；抗裂鋼筋的長度從支承邊緣起，每邊長度不應小于跨度的1/4，且每米不應小于

34、5根。組合板厚度組合板總厚度h不應小于90mm，壓型鋼板翼緣以上混凝土厚度hc不應小于50mm。支撐于混凝土或砌體上時，支撐長度分別為100mm和75mm；支撐于鋼梁上連續(xù)板或搭接板，最小支撐長度為75mm。2.7 支撐形式支撐的類型 支撐的類型的選擇與結(jié)構(gòu)是否抗震有關(guān)，也與建筑的層高、柱距，以及建筑使用要求有關(guān)，因此，常需根據(jù)不同的設計要求選擇適宜的支撐類型。 支撐桁架的類型有中心支撐、偏心支撐和嵌入式墻板及其它消能支撐。不超過12層的多層鋼結(jié)構(gòu)宜采用中心支撐。 高層建筑宜采用偏心支撐，底層可采用中心支撐，但其承載力應比它的上一層承載力大50%。當用一般的偏心支撐仍不能滿足結(jié)構(gòu)的抗側(cè)要求時，

35、可采用嵌入式墻板及其它消能支撐。中心支撐宜采用十字交叉斜桿，單斜桿，人字形斜桿或K形斜桿體系。K形斜桿體系在地震荷載作用下，斜桿的屈曲或屈服引起的較大的側(cè)向變形，可能引發(fā)柱提前喪失承載能力而倒塌，因此抗震設防的結(jié)構(gòu)不得采用K形斜桿體系。所以形式的支撐體系都可以跨層跨柱設置。當采用只能受拉的單斜桿體系時，應同時設置不同傾斜方向的兩組單斜桿，且每層中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不得大于10%。支撐斜桿宜采用雙軸對稱截面。當采用單軸對稱截面時，應采取防止繞對稱屈曲的構(gòu)造措施。支撐體系的破壞機制支撐體系是雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。地震災害和經(jīng)驗表明，雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，其破壞程度和倒塌或

36、倒塌率低于單一抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件遭到破壞后，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度減小甚多，使第二道防線要承擔的地震作用也可相應減小，繼續(xù)受到余震作用時，建筑物有可能免遭嚴重破壞或倒塌。當進行災后建筑物修復時，因框架結(jié)構(gòu)體系仍完整，僅對支撐桁架復原，難度大為減小，從而可減少災害損失，保證結(jié)構(gòu)安全。支撐體系的第一道防線是支撐框架，第二道防線是框架。支撐框架中豎向支撐是第一道防線的主要受力構(gòu)件，產(chǎn)生屈曲或破壞后，由于支撐斜桿一般不能承擔豎向荷載，所以不影響結(jié)構(gòu)承擔豎向荷載的能力，不危及結(jié)構(gòu)的基本安全要求。支撐體系的變形特征水平荷載作用下單榀豎向懸臂桁架的變形曲線是由兩部分組成的。一部分是弦桿拉伸和壓縮變形形成的彎曲變形。另一部分是腹桿拉伸和壓縮變形形成的剪切變形。由于后者的數(shù)值較小，故桁架的變形以彎曲變形為主。對于支撐框架，由于承擔較大的層間水平剪力，其剪力變形的成分將增大，但仍屬于以彎曲變形為主的結(jié)構(gòu)。在水平荷載的作用下，支撐框架與框架共同作用時，由于框架剪切變形的成分更大些，故框架支撐體系的變形曲線常屬于彎剪型的。