鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)-某三層鋼結(jié)構(gòu)百貨大樓設(shè)計(jì)（全套建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、計(jì)算書）,鋼結(jié)構(gòu)廠房,畢業(yè)設(shè)計(jì),三層,鋼結(jié)構(gòu),百貨大樓,設(shè)計(jì),全套,建筑,結(jié)構(gòu)圖,計(jì)算
1、 建筑設(shè)計(jì)
1.1設(shè)計(jì)依據(jù)
（1）《土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書－某三層商場設(shè)計(jì)（方案一）》
（2）《辦公樓建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》
（3）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》
（4）《民用建筑設(shè)計(jì)通則》
（5）《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》
（6）《實(shí)用建筑設(shè)計(jì)手冊》
（7）《房屋建筑學(xué)》
（8）《建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)資料集》
1.2工程概況 ：
1.2.1工程名稱 哈爾濱市阿城區(qū)某三層百貨大樓
1.2.2工程位置哈爾濱市阿城區(qū)
1.2.3工程總面積 2820m2，主體3層，高15m，一層層高5.1m，二至三層層高4.5m。
1.2.4結(jié)構(gòu)形式 鋼框架。
1.2.5用地概況 整個(gè)場地四周為城市道路，地形平坦。
1.3 建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1.3.1設(shè)計(jì)特點(diǎn)
（1）平面設(shè)計(jì)
主要房間是各類建筑的主要部分，是供人們購物的必要空間，由于建筑物的類別不同，使用功能不同，對(duì)主要房間的設(shè)計(jì)也不同。但主要房間設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素仍然是一致的，即要求有適宜的尺寸，足夠的使用面積，適用的形狀，良好的采光和通風(fēng)條件，方便的內(nèi)外交通聯(lián)系，合理的結(jié)構(gòu)布置和便于施工等。因此，本建筑的柱網(wǎng)橫向尺寸6.6m，縱向尺寸6.6m
（2）立面設(shè)計(jì)
立面設(shè)計(jì)力求達(dá)到主體造型與城市環(huán)境相協(xié)調(diào)，充分體現(xiàn)商場建筑的風(fēng)格特點(diǎn)，主要采用灰白色外墻涂料，以體現(xiàn)商場的莊重感。為了滿足采光和美觀要求，設(shè)置了大面積的玻璃窗。
2.1 構(gòu)造做法
2.1.1屋面做法
①40厚C15細(xì)石混凝土保護(hù)層
② SBC120防水卷材
③20厚水泥砂漿找平層
④100厚擠塑苯板雙層保溫
⑤1:8水泥膨脹珍珠巖找坡3%最薄處40厚
⑥ 20厚1:2.5水泥砂漿找平層
⑦現(xiàn)澆鋼筋混凝土板
⑧1厚壓型鋼板
2.1.2樓面做法
①20厚磨光花崗巖面層
②40厚1：2.5水泥砂漿找平層
③100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板
④1厚壓型鋼板
2.1.3外墻面做法
①白色涂料
②標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格布
③抹面膠漿4厚
④加強(qiáng)網(wǎng)格布
⑤抹面膠漿6厚
⑥100厚聚苯板用錨栓錨固在陶粒砌塊墻上
⑦粘結(jié)膠漿
2.1.4內(nèi)墻面做法——水泥砂漿抹面
①白色內(nèi)墻涂料
②20厚水泥砂漿
③200厚陶粒砌塊
④粘結(jié)膠漿
2.1.5散水做法
①100mm厚1：2：3細(xì)實(shí)混凝土撒1：1水泥沙子壓實(shí)抹光
②150mm厚3：7灰土
③素土夯實(shí)向外坡度5％
2.2 門窗
門選用標(biāo)準(zhǔn)圖集中的門，窗選用鋁合金窗。
2.3 工程采用的標(biāo)準(zhǔn)圖
（1）《DBJT14-2建筑做法說明》
（2）《L96J401樓梯配件》
（3）《L03J602鋁合金門窗》
（4）《L92J601木門》
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1工程概況
本工程為哈爾濱市阿城區(qū)某三層小型商場，鋼框架結(jié)構(gòu)，一層層高5.55m，二至三層層高4.5m，（底層高度由基礎(chǔ)梁頂面算至一層樓板頂面，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高暫時(shí)按照室外地坪算—0.45m，場區(qū)地質(zhì)條件等確定）。
2.2 框架計(jì)算簡圖及梁柱線剛度
2.2.1 確定框架計(jì)算簡圖
框架計(jì)算簡圖如下圖所示
2.2.2 框架梁柱線剛度的計(jì)算
對(duì)于中框架梁取
左邊跨梁：
2.3荷載計(jì)算
2.3.1恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算
（1）屋面
1厚壓型鋼板 0.19kN/m2
115厚C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.15×25=2.75kN/m2
20厚水泥砂漿找平層 0.02×20=0.4kN/m2
1:8水泥膨脹珍珠巖找坡3%最薄處40厚 =1.225kN/m2
100厚苯板保溫 0.1×0.5=0.05kN/m2
20厚水泥砂漿找平層 0.02×20=0.4kN/m2
SBC120卷材防水 0.01 kN/m2
40厚C15防水細(xì)石混凝土 0.04×25=1.00kN/m2
吊頂及吊掛荷載 0.3kN/m2
合計(jì) 6.325kN/m2
（2）樓面
20厚磨光花崗巖面層 0.02×28=0.56kN/m2
40厚1：2.5水泥砂漿找平層 0.04×20=0.8kN/m2
100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.1×25=2.5kN/m2
1厚壓型鋼板 0.19 kN/m2
吊頂及吊掛荷載 0.3kN/m2
合計(jì) 4.35kN/m2
（3）外墻自重
300厚陶粒混凝土砌塊 0.3×5=1.5kN/m2
100厚苯板 0.1×18=1.8kN/m2
20厚水泥砂漿 0.02×20×2=0.8kN/m2
防水涂料 0.05kN/m2
合計(jì) 2.55kN/m2
女兒墻自重 1.82×0.9=1.64kN/m
（4）內(nèi)墻自重
200厚加氣混凝土砌塊 0.2×5=1kN/m
20厚水泥砂漿找平層 0.02×20×2=0.8kN/m
白色內(nèi)墻涂料 0.02kN/m
合計(jì) 1.82kN/m
2.3.2 活載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算
（1） 屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
根據(jù)《荷載規(guī)范》查得：
不上人屋面：
樓面：
樓梯：
（2）風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓w=0.55kN/m2
（3）雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值
Sk=1.0×0.35 =0.3kN/m2；準(zhǔn)永久分區(qū)：Ⅱ。雪荷載不與活荷載同時(shí)組合，取其中的最不利組合，由于本工程雪荷載較小，荷載組合時(shí)直接取活荷載進(jìn)行組合，而不考慮與雪荷載的組合
2.3.3豎向荷載計(jì)算
豎向荷載下框架受荷總圖
2.3 豎向荷載下框架受荷總圖
（1）A～B 軸間框架梁
屋面板傳荷載：
板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載，荷載的傳遞示意圖如圖3.3
恒載：6.325×2.25×（1-2×0.342+0.343）×2=22.29kN/m
活載：0.5×2.25×（1-2×0.342+0.343）×2=1.87kN/m
樓面板傳荷載
恒載：4.35×2.25×（1-2×0.342+0.343）×2=16.98kN/m
活載：3.5×2.25×（1-2×0.342+0.343）×2=8.47kN/m
梁自重：1.04 kN/ m
A～B軸間框架梁均布荷載為：
屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載= kN/ m+30.70 kN/ m=31.74kN/m
活載=板傳荷載=6.88kN/m
樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+內(nèi)橫墻自重=1.04+13.32=13.97kN/m
活載=板傳荷載=7.47 kN/m
（2）B～C軸間框架梁
屋面板傳荷載
恒載 ：6.325×1.2×5/8=4.7kN/m
活載 ：0.5×1.2×5/8=0.4kN/m
樓面板傳荷載
恒載 ：4.35×1.2×5/8=3.49kN/m
活載 ：3.5×1.2×5/8=1.98kN/m
梁自重 ：0.68 kN/m
B～C軸間框架梁均布荷載
屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=0.68+4.6=5.28kN/m
活載=活載=板傳荷載=1.50 kN/m
樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=0.28+2.49=3.17kN/m
活載=板傳荷載=1.88kN/m
（3）A軸縱向集中荷載的計(jì)算
①頂層柱
頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載+1/4次梁自重
=1.64×4.5+0.99×（4.5-0.25）+6.13×2.25×4.5×1/2=37.32kN
頂層柱活載=板傳活載
=05×2.25×4.5×1/2+2.0×1.95×5/8×3.9+2.0×1.95×5/8×1.95=2.5kN
②標(biāo)準(zhǔn)層柱
標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載
=5.4×(4.5-0.25)+0.99×(4.5-0.25)+3.57×2.25×4.5×1/2=45.23kN
標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=板傳活載
=3.5×2.25×4.5×1/2=11.13kN
基礎(chǔ)頂面恒載=底層外縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重（取HN400×200×8×13）
=11.52×（4.5-0.30）+66.0×9.8/1000×（4.5-0.3）
=51.1kN
（5）B軸縱向集中荷載的計(jì)算
①頂層柱
頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載
=0.99×(4.5-0.25)+6.325×【2.25×4.5×1/2+1/2×（4.5+4.5-2.4）×1.2】
=73.23kN
頂層柱活載=板傳活載
=3.5×【2.25×4.5×1/2+1/2×（4.5+4.5-2.4）×1.2】=23.65kN
②標(biāo)準(zhǔn)層柱
標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載
=7.85×(4.5-0.25)+0.99×(4.5-0.25)+3.57×2.25×4.5×1
/2+3.32×（4.5+4.5-2.4）×1/2×1.2=69.7kN
標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=板傳活載
=2.0×(4.5-0.25) +2.5×（4.5+4.5-2.4）×1/2×1.2=29.93kN
基礎(chǔ)頂面恒載=底層內(nèi)縱墻自重+基礎(chǔ)梁自重
=10.46×（4.5-0.3）+66.0×9.8/1000×（4.5-0.3）
=46.65kN
2.3.4 風(fēng)荷載計(jì)算
作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值
其中基本風(fēng)壓W。=0.55kN/m2。風(fēng)載體型系數(shù)=1.3。風(fēng)壓高度變化系數(shù)由表查得。本工程所在地為城市，所以地面粗糙度為C類。取風(fēng)震系數(shù)為1.0
表2.1 風(fēng)荷載計(jì)算表
離地面高度Z
（kN）
15.6
1.15
1.0
1.3
0.45
3.6
3.6
4.5
10.93
12
1.06
1.0
1.3
0.45
3.6
3.6
4.5
10.07
8.4
1
1.0
1.3
0.45
3.6
3.6
4.5
9.50
4.8
1
1.0
1.3
0.45
4.6
3.6
4.5
11.09
2.4 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算
2.4.1 側(cè)移剛度D：見表2.2，表2.3：
表2.2 橫向2-3層D值計(jì)算
構(gòu)件名稱
（kN/m）
A軸柱
1.12
0.359
12737
B軸柱
4.63
0.698
24763
C軸柱
4.78
0.705
25012
D軸柱
1.27
0.388
13765
kN/m
表2.3 橫向底層D值的計(jì)算
構(gòu)件名稱
（kN/m）
A軸柱
2.63
0.676
9139
B軸柱
6.83
0.830
11221
C軸柱
7.06
0.834
11275
D軸柱
1.88
0.613
8287
kN/m
2.4.2 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算
水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算：
頂點(diǎn)側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和
表2.4 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算
層次
（m）
6
8.48
8.48
76277
0.0001
1/36000
5
10.15
18.63
76277
0.0002
1/18000
4
9.26
27.89
76277
0.0004
1/9000
3
9.12
37.01
76277
0.0005
1/7200
2
9.12
46.13
76277
0.0006
1/6000
1
10.64
56.77
39922
0.0014
1/2571
=0.0032m
側(cè)移驗(yàn)算：層間側(cè)移最大值1/2571＜1/550 （滿足）
2.5 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)
2.5.1恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算（分層法）
（1）二層計(jì)算簡圖
本工程為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可先取半跨計(jì)算
圖2.4 二層計(jì)算簡圖
kNm
kNm
kNm
圖2.5 二層力矩分配過程（kNm）
圖2.6 二層彎矩圖（kNm）
（2） 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡圖
圖3.7 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡圖
kNm
kNm
kNm
圖3.8 標(biāo)準(zhǔn)層力矩分配過程（kNm）
圖3.9 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖（kNm）
（3）底層計(jì)算簡圖
圖2.10 底層計(jì)算簡圖
kNm
kNm
kNm
圖2.11 底層力矩分配過程（kNm）
圖2.12 底層彎矩圖（kNm）
將各層分層法得到的彎圖疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡，為提高精度，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正，修正過程如下所示：
圖2.13彎矩再分配過程
梁在實(shí)際分布恒載作用下，按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩
圖2.14 頂層邊跨梁
圖2.15頂層邊跨梁
圖2.16標(biāo)準(zhǔn)層和底層邊跨梁
圖2.17標(biāo)準(zhǔn)層和底層中跨梁
2.18 恒荷載作用下的彎矩圖（kNm）
對(duì)梁端進(jìn)行彎矩調(diào)幅，梁端彎矩乘以0.9。
圖2.19 恒荷載作用下的剪力圖（kN）
圖2.20 恒荷載作用下的軸力圖（kN）
2.5.2 活載作用下的內(nèi)力計(jì)算（滿布活載，分層法計(jì)算）
（1）二層計(jì)算簡圖
圖3.21 二層計(jì)算簡圖
kNm
kNm
kNm
圖2.22 二層力矩分配過程（kNm）
圖2.23 二層彎矩圖（kNm）
（2）標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡圖
圖2.24 標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算簡圖
kNm
kNm
kNm
圖2.25 標(biāo)準(zhǔn)層力矩分配過程（kNm）
圖2.26 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩圖（kNm）
（3）底層計(jì)算簡圖
圖2.27 底層計(jì)算簡圖
kNm
kNm
kNm
圖2.28 底層力矩分配過程（kNm）
圖2.29 底層彎矩圖（kNm）
將各層分層法得到的彎圖疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡，為提高精度，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正，修正過程如下所示：
圖2.30彎矩再分配過程
圖2.31 活荷載作用下的彎矩圖（kNm）
圖2.32 活荷載作用下的剪力圖（kN）
圖2.33 活荷載作用下的軸力圖（kN）
2.6 水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力計(jì)算
框架在風(fēng)荷載（從左向右）下的內(nèi)力用D值法進(jìn)行計(jì)算。其步驟為：
（1）求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值；
（2）求各柱的反彎點(diǎn)高度；
（3）求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩；
（4）求各柱的軸力和梁剪力。
第I層第m柱所分配的剪力為
框架柱反彎點(diǎn)位置： 計(jì)算結(jié)果如下表所示：
表2.5 A(D)軸框架柱反彎點(diǎn)位置
層號(hào)
3
3.6
0.28
0.45
0
0
0
0.45
1.62
2
3.6
0.28
0.500
0
0
0
0.500
1.80
1
4.8
0.72
0.69
0
0
0
0.69
3.31
表2.6 B(C)軸框架柱反彎點(diǎn)位置
層號(hào)
3
3.6
1.36
0.47
0
0
0
0.47
1.69
2
3.6
1.36
0.50
0
0
0
0.50
1.80
1
4.8
0.95
0.65
0
0
0
0.65
3.12
框架各柱的桿端彎矩，梁端彎矩按下算式計(jì)算。計(jì)算過程見表3.9-表3.12。
中柱：
邊柱：
表2.7 風(fēng)荷載作用下A(D)軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算
層數(shù)
3
29.84
0.23
6.86
1.62
13.58
11.11
20.13
2
39.34
0.23
9.05
1.80
16.29
16.29
27.4
1
50.43
0.23
11.60
3.31
17.28
38.40
33.57
表2.8 風(fēng)荷載作用下B(C)軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算
層數(shù)
3
29.84
0.27
8.06
1.69
15.39
13.62
17.82
5.63
2
39.34
0.27
10.62
1.80
19.12
19.12
24.88
7.86
1
50.43
0.27
13.62
3.12
22.88
42.49
31.92
10.08
圖2.34 風(fēng)荷載作用下的彎矩圖（kNm）
圖2.35 風(fēng)荷載作用下的梁端剪力（kN）
圖2.36 風(fēng)荷載作用下柱端軸力（kN）
2.7 梁柱內(nèi)力組合
各種荷載情況下的框架內(nèi)力求得后，根據(jù)最不利又是可能的原則進(jìn)行內(nèi)力組合。考慮結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的有利影響，在內(nèi)力組合之前對(duì)豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)幅。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值取自支座邊緣處，為此，進(jìn)行組合之前，應(yīng)先計(jì)算各控制截面處的內(nèi)力值。
梁支座邊緣處的內(nèi)力值[1]：
式中 ——支座邊緣截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；
——支座邊緣截面的剪力標(biāo)準(zhǔn)值；
——梁柱中線交點(diǎn)處的彎矩；
——與相應(yīng)的梁柱中線交點(diǎn)處的剪力標(biāo)準(zhǔn)值；
——梁單位長度的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；
——梁端支座寬度（既柱截面高度）。
內(nèi)力組合一共進(jìn)行3種組合：
（1）為1.35×恒載+1.4×活載；
（2） 為1.20×恒載+1.4×風(fēng)載；
（3） 為1.20×恒載+1.4×0.85×（風(fēng)載+活載）
結(jié)果如圖3.1～3.15所示。
圖3.1 1.35×恒載+1.4×滿跨活荷載彎矩圖（單位：kN·m）
圖3.2 1.35×恒載+1.4×隔跨活荷載彎矩圖（單位：kN·m）
圖3.3 1.20×恒載+1.4×風(fēng)載彎矩圖（單位：kN·m）
圖3.4 1.20×恒載+1.4×0.85×（風(fēng)載+滿跨活荷載）彎矩圖（單位：kN·m）
圖3.5 1.20×恒載+1.4×0.85×（風(fēng)載+隔跨活荷載）彎矩圖（單位：kN·m）
圖3.6 1.35×恒載+1.4×滿跨活荷載剪力圖（單位：kN）
圖3.7 1.35×恒載+1.4×隔跨活荷載剪力圖（單位：kN）
圖3.8 1.2×恒載+1.4×風(fēng)荷載剪力圖（單位：kN）
圖3.9 1.2×恒載+1.4×0.85×（風(fēng)荷載+滿跨活荷載）剪力圖（單位：kN）
圖3.10 1.2×恒載+1.4×0.85×（風(fēng)荷載+隔跨活荷載）剪力圖（單位：kN）
圖3.11 柱 1.35×恒載+1.4×滿跨活荷載彎矩圖 （單位：kN·m）
柱 1.35×恒載+1.4×滿跨活荷載軸力圖 （單位：kN）
圖3.12 柱 1.35×恒載+1.4×隔跨活荷載彎矩圖 （單位：kN·m）
柱 1.35×恒載+1.4×隔跨活荷載軸力圖 （單位：kN）
圖3.13 柱 1.2×恒載+1.4×風(fēng)荷載彎矩圖 （單位：kN·m）
柱 1.2×恒載+1.4×風(fēng)荷載軸力圖 （單位：kN）
圖3.14 柱1.2×恒載+1.4×0.85（風(fēng)荷載+滿跨活荷載）彎矩圖 （單位：kN·m）
柱1.2×恒載+1.4×0.85（風(fēng)荷載+滿跨活荷載）軸力圖（單位：kN）
圖3.15 柱1.2×恒載+1.4×0.85（風(fēng)荷載+隔跨活荷載）彎矩圖 （單位：kN·m）
柱1.2×恒載+1.4×0.85（風(fēng)荷載+隔跨活荷載）軸力圖（單位：kN）
2.8 結(jié)構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)算
2.8.1 框架柱的驗(yàn)算
框架柱的驗(yàn)算包括強(qiáng)度，整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定驗(yàn)算，計(jì)算時(shí)不考慮抗震設(shè)防要求，按 GB50017計(jì)算。
（1）A軸框架柱的驗(yàn)算
①標(biāo)準(zhǔn)層及頂層：柱截面為：H4003001012, 其截面特性為：A=92.18cm2,=10800cm4,=3650cm4,=10.8cm,=6.29cm,=867cm3,=292 cm3.
底層：柱截面為：H4003001012, 其截面特性為：A=120.4cm2,=2050cm4,=6760cm4,=13.1cm,=7.49cm,=1370cm3,=450 cm3.主梁的截面為：H4003001012,其慣性距為：=13700cm4。
②控制內(nèi)力
頂層：=86.52 kNm, =165.98kN, =-17.93kN
和=91.02 kNm, =164.53kN, =-71.40kN；
二層：=58.30 kNm, =591.89kN, =-1.15kN
底層：=-70.28kNm, =858.45kN, =-24.99kN。
③強(qiáng)度驗(yàn)算
截面無削弱
驗(yàn)算頂層時(shí)，對(duì)第一組內(nèi)力為：
= =112.93N/mm2
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