畢業(yè)設(shè)計說明某交錯桁架結(jié)構(gòu)體系綜合教學(xué)樓畢業(yè)設(shè)計

第一章工程概況1.1建筑設(shè)計概況與主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.1.1氣象條件（1）溫度：最熱月平均30.3℃，最冷月平均3.7℃；（2）室外計算溫度：夏季極端最高40.1℃，冬季極端最低-9.5℃；（3）相對濕度：最熱月平均73%；（4）主導(dǎo)風(fēng)向：全年為西北風(fēng)，夏季為東南風(fēng)，基本風(fēng)壓0.35KN/m2；（5）雨雪條件：年降雨量1450mm，日最大降雨水強(qiáng)度192mm/日；暴雨降水強(qiáng)度3.31mm/s，100mm2；基本雪壓0.35KN/m2。1.1.2工程地質(zhì)條件擬建場地各地層由上往下依次為：（1）人工填土，厚度1.3～2.1m，不宜作為持力層；（2）新沖擊粘土，厚度0.4～1.2m，不宜作為持力層；（3）沖擊粉質(zhì)粘土，厚度4.5～5.6m，是較好持力層，承載力標(biāo)準(zhǔn)值270KPa；（4）殘積粉質(zhì)粘土，厚度〈1m,是良好的持力層和下臥層，承載力標(biāo)準(zhǔn)值300KN；（5）強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖（未鉆透），是理想的持力層，承載力標(biāo)準(zhǔn)值350KPa；（6）地下水位：地表以下2米內(nèi)無侵蝕性，穩(wěn)定地下水位埋深為2.3～2.8m之間；（7）抗震設(shè)防烈度按6度考慮，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，場地土屬于中硬土，二類場地，建筑物類為二類。1.1.3建筑主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)根據(jù)要求及地形狀況，本建筑設(shè)計為鋼結(jié)構(gòu)（交錯桁架結(jié)構(gòu)體系）綜合教學(xué)樓，建筑面積為5321.6平方米，占地面積為1264.32平方米；建筑總長度為63.8米，每棟寬為16.200米；層數(shù)為5層（層高3.9m）。1.2建筑內(nèi)容1.2.1平面功能分析本建筑中間設(shè)內(nèi)廊式，軸線寬2.4m，滿足學(xué)生的通行及疏散要求.教學(xué)樓底層設(shè)有一個主入口（寬9m，詳見首層平面施工圖）通往門廳，主入口臺階伸入建筑3.76m(包括平臺寬)，寬11.72m.教學(xué)樓每層均有兩個樓梯：樓梯間各寬4.5m,3.9m,各有單獨入口，而且均直通屋面；樓梯平臺寬主樓梯2.26m，附樓梯1.85m。1.2.2教室布置為滿足教室的不同功能要求，采用功能分區(qū)布置，教師辦公室主要集中在二樓，功能教室和普通教室分設(shè)東西兩個方向，每層均設(shè)教師休息室和飲水處，均有學(xué)生衛(wèi)生間和教師衛(wèi)生間，教學(xué)用房均滿足通風(fēng)采光的要求。1.3安全設(shè)施疏散要求方面：最遠(yuǎn)端房間門距樓梯距離為16m；兩個樓梯梯段至少可并列通過三個人，合乎要求。防火要求方面：所有鋼構(gòu)件均刷防火涂料。第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計說明2.1設(shè)計資料（1）結(jié)構(gòu)形式：該工程采用鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架體系，屬于丙類建筑，結(jié)構(gòu)作用系數(shù)為1.0。（2）本工程結(jié)構(gòu)安全等級為二級，場地土屬于干硬土，場地類別為二類，地震設(shè)防烈度為按6度設(shè)計，（3）建筑物耐火年限為50年。（4）本設(shè)計遵循下列規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50105-2001《建筑地震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量及驗收規(guī)范》GB50205-2001《冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-20012.2材料選用鋼梁、鋼柱及板件采用Q345鋼，支撐、錨栓，等采用Q345鋼，鋼材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合GB700-88《碳素結(jié)構(gòu)鋼》技術(shù)條件。焊條采用《碳鋼焊條》（GB/T5117-95）中的E43-XX系列焊條。緊固件：螺栓連接的規(guī)格和技術(shù)條件符合設(shè)計要求和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)普通螺栓：采用〈碳素結(jié)構(gòu)鋼〉（GB700-88）中的Q345鋼制成，符合《六角頭螺栓-C級》（GB5780-86）桿件表面紅丹防銹漆兩遍，鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中應(yīng)定期進(jìn)行油漆維護(hù)。2.3結(jié)構(gòu)選型主體結(jié)構(gòu)選型：本設(shè)計主體采用鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架體系，部分為鋼框架。詳見結(jié)構(gòu)施工圖。其他結(jié)構(gòu)選型：屋面結(jié)構(gòu)：采用120mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板承重，屋面板按上人屋面的使用荷載選用。樓層結(jié)構(gòu)：所有樓面均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板承重。樓梯結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯天溝：現(xiàn)澆內(nèi)天溝基礎(chǔ)：采用獨立基礎(chǔ)2.4加工制作鋼架制作安裝及驗收應(yīng)符合〈〈鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范〉〉（GB50205-2001）凡圖中沒有注明的連接采用角焊縫，且一律焊滿。構(gòu)件主材的拼接焊縫應(yīng)符合二級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其余按三級焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2.5未盡事宜嚴(yán)格按照國家相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計施工第三章荷載計算3.1計算桁架的選取根據(jù)結(jié)構(gòu)布置圖，選取⑤軸的一榀桁架交錯鋼桁架來進(jìn)行計算，則如圖3.1所示：圖3.1⑤軸交錯桁架GHJ-1計算簡圖3.2荷載計算單元的確定樓板按單向板傳遞荷載，荷載計算單元如上圖活載計算：由于交錯鋼桁架結(jié)構(gòu)體系，整體剛度較大，在考慮最不利內(nèi)力活載的分層布置時，可以對其忽略，只考慮活載全部滿跨時的結(jié)構(gòu)布置，同時在考慮最不利內(nèi)力組合是活載的折減系數(shù)也不進(jìn)行折減，這樣得到的結(jié)構(gòu)與原本基本相近，并且可能會增大結(jié)構(gòu)的可靠度，增加安全蓄備。屋面板傳荷載：根據(jù)長寬比大于3的要求，板傳至桁架上的荷載以單向板來計算。在理論上交錯桁架結(jié)構(gòu)作為靜定結(jié)構(gòu)，鉸接剛架來處理。3.3設(shè)計條件屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算恒載：結(jié)構(gòu)層：大型屋面板25KN/m3×0.12m=3KN/m2抹灰層：12厚石灰砂漿0.24KN/m240厚C30UEA補(bǔ)償收縮混凝土防水層，表面壓光混凝土內(nèi)配Φ4鋼筋雙向中距15010厚黃沙隔離層20厚1：2.5水泥砂漿找平層20厚（最薄處）1：8水泥珍珠巖找2%坡2.34KN/m2屋面恒載總計：∑=5.58KN/m2女兒墻墻體自重：（做法：墻高1100mm，100mm的混凝土壓頂）5KN/m2×1.1m+25KN/m3×0.1m×0.2m)=2.15KN/m2活載：屋面雪荷載：Sk=0.35KN/m2×4.5m=1.58KN/m2上人屋面活荷載：1.5KN/m2×4.5m=6.75KN/m2由于活荷載與雪荷載不同時考慮，則取兩者較大值，所以取屋面活荷載為6.75KN/m2。3.3.2各層樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算（走廊樓面）恒載：結(jié)構(gòu)層：120mm現(xiàn)澆混凝土樓板25KN/m3×0.12m=3KN/m2吊頂：總高度63mm輕鋼龍骨埃特平板0.14KN/m220厚花崗石板板鋪實拍平，水泥漿擦縫走廊花剛石樓面30厚1：4干硬性水泥砂漿，面上撒素水泥素水泥漿結(jié)合層一道1.16KN/m2走廊樓面恒載總計：∑=4.3KN/m23.3.3各層樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算（教師辦公室）恒載：結(jié)構(gòu)層：120mm現(xiàn)澆混凝土樓板25KN/m3×0.12m=3KN/m2吊頂：總高度66mm輕鋼龍骨低面石膏板0.14KN/m28-10厚地磚鋪平拍平，水泥漿擦縫陶瓷地磚樓面25厚1：4干硬性水泥砂漿面上撒素水泥素水泥漿結(jié)合層一遍0.7KN/m2教師辦公室樓面恒載總計：∑=3.84KN/m23.3.4各層樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算（普通教室）恒載：結(jié)構(gòu)層：120mm現(xiàn)澆混凝土樓板25KN/m3×0.12m=3KN/m2抹灰層：12厚石灰漿0.24KN/m2水泥漿擦縫大理石樓面20厚大理石板鋪實拍平，水泥漿擦縫30厚1：4干硬性水泥砂漿，面上撒素水泥素水泥漿結(jié)合層一遍1.16KN/m2普通教室樓面恒載總計：∑=4.4KN/m23.3.5外縱墻自重標(biāo)準(zhǔn)層：縱墻1.5KN/m2×3.9m=5.85KN/m合計：5.85KN/m底層：縱墻1.5KN/m2×4.65m=6.98KN/m合計：6.98KN/m3.3.6內(nèi)隔墻自重1.2KN/m2×3.9m=4.68KN/m合計：4.68KN/m3.3.7活載：教室活荷載：2.0KN/m2×4.5m=9.0KN/m走廊活荷載：2.5KN/m2×4.5m=11.25KN/m3.3.8風(fēng)荷載根據(jù)氣象資料，主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)或東南風(fēng)，基本風(fēng)壓0.35KN/m2。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001》，本建筑所處地段為長沙市市區(qū)，故地面粗糙為C類，本建筑體形為U型平面。地震荷載由于長沙市屬于6度抗震設(shè)防區(qū)，建筑結(jié)構(gòu)為5層，可以不考慮地震荷載組合，考慮抗震構(gòu)造設(shè)計。3.4導(dǎo)荷載計算3.4.1桁架受荷總圖如圖3.2。圖3.2桁架受荷總圖3.4.2屋面板傳荷載恒荷載是均勻分布在屋面和各層樓面上，所以各層均布荷載導(dǎo)成各節(jié)點集中荷載如下：恒載QWA=5.58KN/m2×4.5m×1.15m+2.15KN/m×4.5m=38.55KNQW1=5.58KN/m2×4.5m×2.3m=57.75KNQW2=5.58KN/m2×4.5m×2.3m=57.75KNQW3=5.58KN/m2×4.5m×（1.15m+1.2m）=59KN活載qWA=1.5KN/m×4.5m×1.15m=7.76KNqW1=1.5KN/m×4.5m×2.3m=15.53KNqW2=1.5KN/m×4.5m×2.3m=15.53KNqW3=1.5KN/m×4.5m×2.35m=15.86KN3.4.3五層樓面板傳荷載恒載QbA1=4.4KN/m2×4.5m×1.15m+5.85KN/m×4.5m=49.10KNQb1=4.4KN/m2×4.5m×2.3m=45.54KNQb2=4.4KN/m2×4.5m×2.3m=45.54KNQb3=4.4KN/m2×4.5m×1.15m+4.3KN/m2×4.5m×1.2m=46KN活載qbA1=2.0KN/m2×4.5m×1.15m=10.35KNqb1=2.0KN/m2×4.5m×2.3m=20.7KNqb2=2.0KN/m2×4.5m×2.3m=20.7KNqb3=2.0KN/m2×4.5m×1.15m+2.5KN/m2×4.5m×1.2m=24KN3.4.4四層層樓面荷載傳傳遞恒載QbA2=4..4KN/mm2×4.5mm×1.155m+5.885KN//m×4.55m+4.668KN//m×1.115m=554.47KKNQ，b1=4.4KNN/m2×4.5mm×2.3mm+4.688KN/mm×2.3mm=56.33KNQ，b2=4.4KNN/m2×4.5mm×2.3mm+4.688KN/mm×2.3mm=56.33KNQ，b3=4.4KNN/m2×4.5mm×1.155m+4.33KN/mm2×4.5mm×1.2mm+4.688KN/mm×（1.15mm+1.2mm）=57KNN活載qqbA2=2.0KN//m2×4.5mm×1.155m=10..35KNq，b1=2.0KNN/m2×4.5mm×2.3mm=20.77KNq，b2=2.0KNN/m2×4.5mm×2.3mm=20.77KNq，b2=2.0KNN/m2×4.5mm×1.2mm+2.5KKN/m2×4.5mm×1.2mm=24KKN3.4.5三層層樓面荷載傳傳遞恒載QbA3=4..4KN/mm2×4.5mm×1.155m+5.885KN//m×4.55m=49..10KNQ，，b1=4.44KN/mm2×4.5mm×2.3mm=45.554KNQ，，b2=4.44KN/m2×4.5mm×2.3mm=45.554KNQ，，b3=4.44KN/mm2×4.5mm×1.155m+4.33KN/mm2×4.5mm×1.2mm=46KNN活載qbA3=2.0KN//m2×4.5mm×1.155m=10..35KNq，，b1=2.00KN/m2×4.5mm×2.3mm=20.77KNq，，b2=2.00KN/m2×4.5mm×2.3mm=20.77KNq，，b2=2.00KN/m2×4.5mm×1.155m+2.55KN/m22×4.5mm×1.2mm=24KKN3.4.6二層層樓面荷載傳傳遞恒載QbA4=3..84KN//m2×4.5mm×1.155m+5.885KN//m×4.55m+4.66KN/m××1.15mm=51.558KNQ，，，b1=3..84KNN/m2×4.5mm×2.3mm+4.688KN/mm2×2.3mm=50.551KNQ，，，b2=3..84KNN/m2×4.5mm×2.3mm+4.688KN/mm2×2.3mm=50.551KNQ，，，b3=3..84KNN/m2×4.5mm×1.155m+4.33KN/m22×4.5mm×1.2mm+4.688KNN/m×2..35m=554.09KKN活載qbA4=2.0KN//m2×4.5mm×1.155m=10..35KNq，，，b1=2..0KN/mm2×4.5mm×2.3mm=20.77KNq，，，b2=2..0KN/mm2×4.5mm×2.3mm=20.77KNq，，，b2=2..0KN/mm2×4.5mm×1.155m+2.55KN/m22×4.5mm×1.2mm=24KKN3.4.7風(fēng)荷荷載（假定風(fēng)風(fēng)是從左往右右吹）作用在屋面和樓面面桁架節(jié)點處處的集中風(fēng)荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值：：Ｗk=βzцsцzＷo(hù)（ｈi+ｈj）Ｂ/22已知基本風(fēng)壓Woo=0.355kN/m2цz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)數(shù)，因建設(shè)地地點位于密集集建筑群的城城市市區(qū)，所所以地面粗糙糙度為C類βz=1цs——根據(jù)建筑物的體形形查得цs=1.3Ｂ——取迎風(fēng)面寬度度9m根據(jù)建筑物體型］］查得：цs=0.55+0.8==1.3集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值值離地高度ZЦzβzцsWoｈiｈjＷk20.25m0.8411.30.353.92.410.8416.35m0.7511.30.353.93.911.9812.45m0.7411.30.353.93.911.828.55m0.7411.30.353.93.911.824.65m0.7411.30.354.653.912.95注：表中W0單位位為KN/mm2，ｈi、ｈj的單位為m，Ｗk的單位為KN第四章內(nèi)力計算算4.1計算假定定參考《交錯桁架結(jié)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計計要點》（1）為了將交錯桁架架分解進(jìn)行計計算，假定空空腹節(jié)間的上上下弦桿在中中間的剪力相相等；（2）進(jìn)行交錯桁架側(cè)側(cè)向力計算時時，假定層間間剪力在本層層的桁架中按按剛度比例進(jìn)進(jìn)行分配。（3）桿件均相交與一一點，假定桁桁架豎桿和斜斜桿兩端鉸接接，上弦桿和和下弦桿都是是連續(xù)梁，僅僅在與柱連接接處為鉸接。因因為空腹桁架架在走廊處不不允許設(shè)置斜斜桿，因此桁桁架弦桿不能能設(shè)為軸力桿桿模型，否則則，桁架就不不穩(wěn)定。為了便于手算，通通常習(xí)慣將均均布荷載轉(zhuǎn)換換為作用在每每一節(jié)點的集集中荷載。后后面會看到，在在施加側(cè)向荷荷載時，手算算中包含有弦弦桿的剪力。弦弦桿承受彎矩矩和剪力，而而豎桿和斜桿桿則不承受彎彎矩和剪力，因因為它們是二二力桿。所以以在豎向荷載載作用下弦桿桿會受剪力和和彎矩的作用用，但由于剪剪力很小，故故在豎向荷載載作用下假定定桁架除了最最中間弦桿之之外，其他均均只受軸力作作用，中間弦弦桿取軸力的的最大值。側(cè)向荷載：先取桁桁架整體，求求出支座反力力，然后由支支座兩邊向中中間按節(jié)點法法依次算出各各桿件內(nèi)力。4.2計算簡圖圖和桿件編號號圖（僅內(nèi)力力計算用）如圖4.1圖4.1豎向荷荷載作用下桁桁架GHJ-1的分析（單單位力p=1）4.3桿件內(nèi)力力計算4.3.1豎向向荷載作用下下三層、五層層桁架內(nèi)力計計算參考《Hibbeeler（1998）》、《Hsieh（1998）》、其他他靜力學(xué)教科科書來求解桁桁架。單位節(jié)點集中荷載載作用下，三三層、五層桁桁架桿件內(nèi)力力計算，按計計算假定進(jìn)行行計算。由于于樓面荷載不不同，故分為為單位荷載作作用在上下弦弦、上弦和下下弦，計算時時用節(jié)點法，截截面法，先求求出單位節(jié)點點荷載作用下下的桿件內(nèi)力力系數(shù)，然后后乘以實際的的節(jié)點荷載。上圖表示在上部和和下部節(jié)點處處作用上敘單單位力的集中中荷載。其支支承反力為：：R1=0.5+22+1.022+0.555+1.1++1.1+11.12=77.39下面的圖4.2表表示豎向荷載載每一個節(jié)點點的計算過程程。這里，計計算不考慮弦弦桿的剪力因因為假定它們們?yōu)榱?。圖4.2豎向和和載（單位力力p=1）4.3.2側(cè)向向荷載側(cè)向荷載載分配到每一一榀桁架是基基于桁架的相相對剛度和它它在平面圖上上的位置由橫橫隔板實現(xiàn)的的，一旦由側(cè)側(cè)向荷載算出出桿件的力就就將它與重力力荷載合并起起來的到整體體的設(shè)計荷載載。由單位力PP=1的設(shè)計剪力力產(chǎn)生的桿件件內(nèi)力。如圖圖4.3圖4.3側(cè)向荷荷載作用下桁桁架GHJ-1（三層）的的分析（單位位力p=1）側(cè)向荷載R=（1×2×3900）/162000=0.448在空腹桁架節(jié)間隔隔板中弦桿跨跨中的彎矩和和軸力兩者都都為0，因為幾何何圖形是反對對稱的，設(shè)桁桁架的一半為為自由體，假假定空腹桁架架隔板上、下下弦桿的剪力力相同，可計計算其剪力為為：V==1/2×（1×3.9）/8.1==0.24在節(jié)點U4弦桿端端彎矩等于剪剪力乘上隔板板長的一半：：M==0.24××2.4/22=0.299該彎矩也可以應(yīng)用于于空腹桁架隔隔板的相鄰弦弦桿，假定弦弦桿的另一端端彎矩為0，則可算出出桿件內(nèi)的剪剪力為：V==（0.29++0）/3.9==0.07還可進(jìn)一步假定其其余隔板中的的弦桿彎矩全全為0，這樣在這這些板中的弦弦桿的剪力也也為0，就可以取取節(jié)點用力的的平衡原理可可以計算桿件件內(nèi)力如圖4.4：圖4.4側(cè)向荷荷載（單為力力p=1）單位豎向荷載作用用下三層、五五層的桁架桿桿件內(nèi)力如圖圖4.5圖4.5豎向荷荷載作用下桁桁架GHJ-1的桿件受力力圖（單位力力p=1）單位側(cè)向荷載作用用下三層、五五層的桁架桿桿件內(nèi)力如圖圖4.6圖4.6側(cè)向荷荷載作用下桁桁架GHJ-1的桿件受力力圖（單位力力p=1）4.3.3三層層標(biāo)準(zhǔn)層荷載載設(shè)計值恒載+活載：QA1==1.2×QQbA2+1..4×qbAA2=1.22×54.447KN+11.4×100.35KNN=79.99KNQ，1=1.2×Q，bb1+1.44×q，b1=1.22×56.33KN+1..4×20..7KN=990.54KKNQ，2=1.2×Q，bb2+1.44×q，b2=1.22×56.33KN+1..4×20..7KN=990.54KKNQ，3=1.2×Q，bb3+1.44×q，b3=1.22×57KNN+1.4××23.855KN=1001.79KKN風(fēng)載：Vii=（10.844KN+111.98KN+111.82KKN）×1.4==48.5KNP=Vi/2=448.5KNN/2=244.25KNN4.3.4五層層荷載設(shè)計值值恒載+活載載：QA=1.2×QQWA+1.44×qWA=1.22×38.555KN+11.4×7..76KN==57.122KNQ1=1.2×QW11+1.4××qW1=1.22×57.775KN+11.4×155.53KNN=91.004KNQ2=1.2×QW22+1.4××qW2=1.22×57.775KN+11.4×155.53KNN=91.004KNQ3=1.2×QW33+1.4××qW3=1.22×59KNN+1.4××15.866KN=933KN風(fēng)載：Vi=100.84KKN×1.44=15.118KNP=Vi/2=115.18KKN/2=77.59KNN根據(jù)單位荷載作用用下的桿件內(nèi)內(nèi)力乘以實際際荷載并進(jìn)行行組合得出三三層、五層的的桿件實際內(nèi)內(nèi)力，組合形形式1：1.2恒載+1.4活載+1.4風(fēng)載。見表2桁架桿件計算內(nèi)力力名稱桿件編號p=1三層的荷載作用((Q，1)五層的荷載作用((Q1)豎向荷載側(cè)向荷載豎向荷載側(cè)向荷載組合豎向荷載側(cè)向荷載組合上弦AB-3.74-0.65-338.62-15.76-354.38-340.49-4.93-345.42BC-6.24-0.37-564.97-8.97-573.94-568.09-2.81-570.9CD-7.50-679.050-679.05-682.80-682.8DE-7.50-679.050-679.05-682.80-682.8下弦Ab01024.2524.2507.597.59Bc3.740.65338.6215.76354.38340.494.93345.42Cd6.240.37564.978.97573.94568.092.81570.9De7.50679.050679.05682.80682.8斜腹桿Ab7.36-0.56666.37-13.58652.79670.05-4.25665.8Bc4.92-0.56445.46-13.58431.88447.92-4.25443.67Cd2.48-0.72224.54-17.46207.08225.78-5.46220.32豎腹桿Aa-6.840.48-619.2911.64-607.65-622.713.64-619.07Bb-5.240.48-474.4311.64-462.79-477.053.64-473.41Cc-3.140.55-284.313.34-270.96-285.874.17-281.7Dd-1.020.31-92.357.52-84.83-92.862.35-90.51注：三、五層在荷荷載作用下桁桁架桿件內(nèi)力力的單位為KKN4.3.5三層層標(biāo)準(zhǔn)層荷載載設(shè)計值恒載+活載：QA1==1.0×QQbA2+1..4×qbAA2=1.00×54.447KN+11.4×100.35KNN=68.996KNQ，1=1.0×Q，bb1+1.44×q，b1=1.00×56.33KN+1..4×20..7KN=885.28KKNQ，2=1.0×Q，bb2+1.44×q，b2=1.00×56.33KN+1..4×20..7KN=885.28KKNQ，3=1.0×Q，bb3+1.44×q，b3=1.00×57KNN+1.4××23.855KN=900.39KNN4.3.6五層層荷載設(shè)計值值恒載+活載載：QA=1.0×QQWA+1.44×qWA=1.00×38.555KN+11.4×7..76KN==49.4KKNQ1=1.0×QW11+1.4××qW1=1.00×57.775KN+11.4×155.53KNN=79.449KNQ2=1.0×QW22+1.4××qW2=1.00×57.775KN+11.4×155.53KNN=79.449KNQ3=1.0×QW33+1.4××qW3=1.00×59KNN+1.4××15.866KN=811.20KNN根據(jù)單位荷載作用用下的桿件內(nèi)內(nèi)力乘以實際際荷載并進(jìn)行行組合得出三三層、五層的的桿件實際內(nèi)內(nèi)力，組合形形式2：1.0恒載+1.4活載。見表3桁架桿件計算內(nèi)力力名稱桿件編號p=1三層的荷載作用((Q，1)五層的荷載作用((Q1)豎向荷載側(cè)向荷載豎向荷載側(cè)向荷載組合豎向荷載側(cè)向荷載組合上弦AB-3.740-318.950-318.95-297.290-297.29BC-6.240-532.150-532.15-496.020-496.02CD-7.50-639.600-639.60-596.180-596.18DE-7.50-639.600-639.60-596.180-596.18下弦Ab000.0000.000.0000.00Bc3.740318.950318.95297.290297.29Cd6.240532.150532.15496.020496.02De7.50639.600639.60596.180596.18斜腹桿Ab7.360627.660627.66585.050585.05Bc4.920419.580419.58391.090391.09Cd2.480211.490211.49197.140197.14豎腹桿Aa-6.840-583.320-583.32-543.710-543.71Bb-5.240-446.870-446.87-416.530-416.53Cc-3.140-267.780-267.78-249.600-249.60Dd-1.020-86.990-86.99-81.080-81.08注：三、五層在荷荷載作用下桁桁架桿件內(nèi)力力的單位為KKN4.3.7三層層標(biāo)準(zhǔn)層荷載載設(shè)計值恒載+活載：QA1==1.35××QbA2+1..3×qbAA2=1.335×54..47KN++1.3×110.35KKN=87KKNQ，1=1.35×Q，b1+1.33×q，b1=1.335×56..3KN+11.3×200.7KN==103KNNQ，2=1.35×Q，b1+1.33×q，b1=1.335×56..3KN+11.3×200.7KN==103KNNQ，3=1.35×Q，b3+1.33×q，b3=1.335×57KKN+1.33×23.885KN=1108KN4.3.8五層層荷載設(shè)計值值恒載+活載：QA=1..35×QWA+1.33×qWA=1.335×38..55KN++1.3×77.76KNN=62.113KNQ1=1.35×QWW1+1.33×qW1=1.335×57..75KN++1.3×115.53KKN=98..1KNQ2=1.35×QWW2+1.33×qW2=1.335×57..75KN++1.3×115.53KKN=98..1KNQ3=1.35×QWW3+1.33×qW3=1.335×59KKN+1.33×15.886KN=1100.277KN根據(jù)單位荷載作用用下的桿件內(nèi)內(nèi)力乘以實際際荷載并進(jìn)行行組合得出三三層、五層的的桿件實際內(nèi)內(nèi)力，組合形形式3：1.35恒載+1.3活載。見表4桁架桿件計算內(nèi)力力名稱桿件編號p=1三層的荷載作用((Q，1)五層的荷載作用((Q1)豎向荷載側(cè)向荷載豎向荷載側(cè)向荷載組合豎向荷載側(cè)向荷載組合上弦AB-3.740-385.220-385.22-366.890-366.89BC-6.240-642.720-642.72-612.140-612.14CD-7.50-772.500-772.50-735.750-735.75DE-7.50-772.500-772.50-735.750-735.75下弦Ab000.0000.000.0000.00Bc3.740385.220385.22366.890366.89Cd6.240642.720642.72612.140612.14De7.50772.500772.50735.750735.75斜腹桿Ab7.360758.080758.08722.020722.02Bc4.920506.760506.76482.650482.65Cd2.480255.440255.44243.290243.29豎腹桿Aa-6.840-704.520-704.52-671.000-671.00Bb-5.240-539.720-539.72-514.040-514.04Cc-3.140-323.420-323.42-308.030-308.03Dd-1.020-105.060-105.06-100.060-100.06注：三、五層在荷荷載作用下桁桁架桿件內(nèi)力力的單位為KKN4.3.9三層層標(biāo)準(zhǔn)層荷載載設(shè)計值恒載+活載：QA1==1.2×QQbA2+1..4×qbAA2=1.22×54.447KN+11.4×100.35KNN=79.99KNQ，1=1.2×Q，bb1+1.44×q，b1=1.22×56.33KN+1..4×20..7KN=990.54KKNQ，2=1.2×Q，bb2+1.44×q，b2=1.22×56.33KN+1..4×20..7KN=990.54KKNQ，3=1.2×Q，bb3+1.44×q，b3=1.22×57KNN+1.4××23.855KN=1001.79KKN風(fēng)載：Vii=（10.844KN+111.98KN+111.82KKN）×1.4==48.5KNP=Vi/2=448.5KNN/2=244.25KNN4.3.10五五層荷載設(shè)計計值恒載+活載載：QA=1.2×QQWA+1.44×qWA=1.22×38.555KN+11.4×7..76KN==57.122KNQ1=1.2×QW11+1.4××qW1=1.22×57.775KN+11.4×155.53KNN=91.004KNQ2=1.2×QW22+1.4××qW2=1.22×57.775KN+11.4×155.53KNN=91.004KNQ3=1.2×QW33+1.4××qW3=1.22×59KNN+1.4××15.866KN=933KN風(fēng)載：Vi=100.84KKN×1.44=15.118KNP=Vi/2=115.18KKN/2=77.59KNN根據(jù)單位荷載作用用下的桿件內(nèi)內(nèi)力乘以實際際荷載并進(jìn)行行組合得出三三層、五層的的桿件實際內(nèi)內(nèi)力，組合形形式4：1.2恒載+1.4活載-1.4風(fēng)載。見表5桁架桿件計算內(nèi)力力名稱桿件編號p=1三層的荷載作用((Q，1)五層的荷載作用((Q1)豎向荷載側(cè)向荷載豎向荷載側(cè)向荷載組合豎向荷載側(cè)向荷載組合上弦AB-3.74-0.65-338.62-15.76-322.86-340.49-4.93-335.6BC-6.24-0.37-564.97-8.97-556-568.09-2.81-565.3CD-7.50-679.050-679.05-682.80-682.8DE-7.50-679.050-679.05-682.80-682.8下弦Ab01024.25-24.2507.59-7.59Bc3.740.65338.6215.76322.86340.494.93335.56Cd6.240.37564.978.97556568.092.81565.28De7.50679.050679.05682.80682.8斜腹桿Ab7.36-0.56666.37-13.58679.95670.05-4.25674.3Bc4.92-0.56445.46-13.58459.04447.92-4.25452.17Cd2.48-0.72224.54-17.46242225.78-5.46231.24豎腹桿Aa-6.840.48-619.2911.64-630.93-622.713.64-626.4Bb-5.240.48-474.4311.64-486.07-477.053.64-480.7Cc-3.140.55-284.313.34-297.64-285.874.17-290Dd-1.020.31-92.357.52-99.87-92.862.35-95.21注：三、五層在荷荷載作用下桁桁架桿件內(nèi)力力的單位為KKN根據(jù)四種組合下的的桿件內(nèi)力對對比分析，選選取四種組合合中桿件內(nèi)力力最大的作為為截面構(gòu)件的的選型4.4構(gòu)件截面面選型4.4.1柱截截面選型①試選柱截面假定柱是軸心受壓壓構(gòu)件，則有有Ｎ=ＫcＢ(1.2∑ＱG++1.4∑Ｑk+1.4∑Ｗiｈi/Ｌ)=1.2×[1..2×(38.555+57.775+57..75+599+54.447+56..3+56..3+57++49.1++45.544+45.554+46++54.477+56.33+56.33+57+449.1+445.54++45.544+46)++1.4×(7.76++15.533+15.553+15..86+100.35×4+20..7×8+23..85×4)+1..4×(10.844×20.255+16.335×11.988+11.882×12.455+11.88×8.55++12.955×4.65))/16.22]=22164kkN交錯桁架體系的長長細(xì)比一般取取λ=40～60，對寬翼緣H型鋼，因b/h>00.8,所以不論對x軸或者y軸都屬于b類截面，當(dāng)當(dāng)假設(shè)取λ=50時，查《鋼結(jié)結(jié)構(gòu)》教材附附表4.2可得=0.8856,試選345鋼，f=2995N/mmm2。所選截面面幾何量為：：Ａ=N/f=21664×103/0.8556×295×102=85.77cm2ix=ｌox/λλ=390//50=7..8cmiy=ｌoy/λλ=390//50=7..8cm查《鋼結(jié)構(gòu)》教材材附表7.2,根據(jù)Ａ，ix，iy可以初步步選定柱的截截面為HW2500×250×9×14,Ａ=92.188cm2,ix=110.8cmm,iy==6.29ccm。②柱截面驗算：因為截面無空眼削削弱，可不驗驗算強(qiáng)度。又又因為熱軋型型鋼亦可不驗驗算局部穩(wěn)定定，只需進(jìn)行行整體穩(wěn)定和和剛度驗算。λx=ｌox/ix=3990/10..8=36<［λ］=150λy=ｌoy/iy=390/6.299=62<［λ］=150因?qū)軸和y軸值值均屬b類，故由長長細(xì)比的較大大值λy=62，查表得=00.797。N/Ａ=21644×103/0.7997×92118=2944N/mm22<f=2295N/mmm2∴所選截面符合要求求4.4.2桁架架選型側(cè)向荷載所得內(nèi)力力與豎向荷載載桿件內(nèi)力進(jìn)進(jìn)行組合得到到桿件的最不不利設(shè)計荷載載，那么所選選擇桿件尺寸寸大小就可以以保證足夠的的強(qiáng)度，作為為桁架桿件選選型的依據(jù)，根根據(jù)表2的桿件內(nèi)力力選型。在選型中由于每一一榀桁架的穩(wěn)穩(wěn)定性比較的的強(qiáng)，所以弦弦桿可不考慮慮其穩(wěn)定性，在在計算中就不不考慮其穩(wěn)定定系數(shù)。a、第三層桁架選型上弦桿由于整個上弦桿不不改變截面，按按最大內(nèi)力NDE=-6779.05kkN計算，假定定選用Q345A中翼緣H型鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=NDE/ff=679..05×103/295==2301mmm2查《鋼結(jié)構(gòu)》教材材附表7.2,根據(jù)Ａ可以初步選選定弦桿截面面為HM1500×100×6×9,Ａ=28.5ccm2>23.001cm2。下弦桿由于整個下弦桿不不改變截面，按按最大內(nèi)力Nde=6799.05kNN計算，假定定選用Q345A中翼緣H型鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=NDE/ff=679..05×103/295==2301mmm2查《鋼結(jié)構(gòu)》教材材附表7.2,根據(jù)Ａ可以初步選選定弦桿截面面為HM1500×100×6×9,Ａ=28.5ccm2>23.001cm2。豎腹桿Bb，NNBb=--462.779kN,Q345,,H型鋼，f=2995N/mmm2。由于λ=40～60，設(shè)λ=60，x=0.8883,y=0.8007,則min=0..807。Ａ=N/minff=462..79×103/0.8007×295=11944mmm2采用HN175××90×5×8,Ａ=23.221cm2>19.444cm2。豎腹桿Cc，NCc=-2270.966kN,QQ345,HH型鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=N/minff=270..96×103/0.8007×295=11138mmm2采用HN125××60×6×8,Ａ=17.001cm2>11.338cm2。斜腹桿Ab，NAb=6552.79kkN,選用雙角鋼鋼。Q345鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=N/minff=652..79×103/0.8007×295=22742mmm2采用2L90×990×8-10,,Ａ=27.888cm2>27.442cm2。斜腹桿Bc，NBc=4331.88kkN,選用雙角鋼鋼。Q345鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=N/minff=431..88×103/0.8007×295=11814mmm2采用2L90×990×6-10,,Ａ=21.228cm2>18.114cm2。b、第五層桁架選型①上弦桿由于整個上弦桿不不改變截面，按按最大內(nèi)力NDE=-6882.8kNN計算，假定定選用Q345A中翼緣H型鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=NDE/ff=682..8×103/295==2315mmm2查《鋼結(jié)構(gòu)》教材材附表7.2,根據(jù)Ａ可以初步選選定弦桿截面面為HM1500×100×6×9,Ａ=28.5ccm2>23.115cm2。②下弦桿由于整個下弦桿不不改變截面，按按最大內(nèi)力Nde=6822.8kN計算，假定定選用Q345A中翼緣H型鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=NDE/ff=682..8×103/295==2315mmm2查《鋼結(jié)構(gòu)》教材材附表7.2,根據(jù)Ａ可以初步選選定弦桿截面面為HM1500×100×6×9,Ａ=28.5ccm2>23.115cm2。③豎腹桿Bb，NNBb=--473.441kN,Q345,,H型鋼，f=2995N/mmm2。由于λ=40～60，設(shè)λ=60，x=0.8883,y=0.8007,則min=0..807。Ａ=N/minff=473..41×103/0.8007×295=11989mmm2采用HN175××90×5×8,Ａ=23.221cm2>19.889cm2。豎腹桿Cc，NCc=-2281.7kkN,Q3345,H型鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=N/minff=281..7×103/0.8007×295=11183mmm2采用HN125××60×6×8,Ａ=17.001cm2>11.883cm2。斜腹桿Ab，NAb=6665.8kNN,選用雙角鋼鋼。Q345鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=N/minff=665..8×103/0.8007×295=22797mmm2采用2L90×990×10-100,Ａ=34.334cm2>27.997cm2。斜腹桿Bc，NBc=4443.67kkN,選用雙角鋼鋼。Q345鋼，f=2995N/mmm2。Ａ=N/minff=443..67×103/0.8007×295=11864mmm2采用2L90×990×6-10,,Ａ=21.228cm2>18.664cm2。第五章栓釘計算算鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架體體系中的樓板板是交錯桁架架結(jié)構(gòu)傳力的的重要部分。交交錯桁架中錯錯層桁架間需需要靠樓板進(jìn)進(jìn)行剪力傳遞遞，這要求桁桁架與樓板之之間有可靠的的抗剪連接，因因而交錯桁架架體系中桁架架與樓板的連連接構(gòu)造非常常重要的桁架與板用栓釘連連接，栓釘是是焊接在桁架架的上下弦上上，并分成兩兩排布置，其其凈距大于75mm。采用M200的栓釘，混混凝土C300。一個圓柱頭栓釘連連接件的抗剪剪承載力設(shè)計計值：Vi=Vw×GAAi/∑GAi（簡化認(rèn)為為在作用區(qū)間間每榀桁架GAi相同），則則可以認(rèn)為Vi=1//m×Vw,則可以認(rèn)為Vi為選取榀桁桁架在受風(fēng)荷荷區(qū)間的側(cè)向向力累積值。剪力：Vi=(110.84++11.988+11.882+11..82+122.95)//2=30KKN彎矩（軸力差）：：V=3455.42-77.59=3337.833kNN=Vi+V=330+3377.83=3367.833KNn=N/=3677.83/668.95==6（個）栓釘還必須要滿足足構(gòu)造要求，栓栓釘?shù)臉?gòu)造間間距為350～550mmm,所以有：n=2×16.22×103/350==94（個）栓釘釘。第六章有限元軟軟件建模成果果由有限元軟件建模模得到成果如如下：為了保證結(jié)構(gòu)的整整體安全和更更精確的計算算結(jié)果，根據(jù)據(jù)手算的截面面選型，用有有限元軟件建建立整體模型型，進(jìn)行計算算。以下是我們?nèi)∮嬎闼愕蘑葺S一榀桁架架在電算結(jié)果果下的一些內(nèi)內(nèi)力圖、變形形圖圖6-13d效效果圖圖6-2在荷載載組合下的變變形圖圖6-3⑤榀桁桁架荷載組合合下軸力圖圖6-4⑤榀桁桁架荷載組合合下剪力圖圖6-5⑤榀桁桁架荷載組合合下彎矩圖圖6-6⑤榀桁桁架荷載組合合下變形圖圖6-7⑤榀桁桁架選型布置置圖第七章構(gòu)件效核核7.1柱截面的的承載力驗算算由以上SAP20000建模成成果對所選桿桿件進(jìn)行校核核如下：柱截面選型 Q3345的HW2500×250×9×14，SAP2000建建模得到：NN=-13668.1122kN,MX=-0.5662KN.m，My=9.9334KN.mm,Vy=0.4663KN,Vx=-1.187KKN,looy=39000mm,llox=39000mm(1)截面的幾何特特性：A==92.188cm2Ixx=108000cm4,Iy=3650cmm4;Wx=867cm3,Wy=292cm3ixx=10.8cmm,iy=6.29cmm(2)驗算強(qiáng)度N/An+Mxx/rxWnx=1368..112×103/（92.188×102）+562×103/（1.05×867×103）=1499N/mm22<f=2995N/mmm2(3)驗算彎矩作用用平面內(nèi)穩(wěn)定定λx=ｌox/ix=3990/10..8=36.1<［λ］=150查附表4.2(bb類截面)，x=0.9144β=1.0(4)驗算彎矩平面面外的穩(wěn)定λy=ｌoy/iy=390/6.299=62<［λ］=150查附表4.2（bb類截面），yy=0.7997由以上計算可知，此此壓彎構(gòu)件是是由彎矩作用用平面外的穩(wěn)穩(wěn)定控制設(shè)計計的。(5)局部穩(wěn)定定驗算∴所選柱截面滿足要要求7.2桁架（1）由于弦桿與板連連接良好，且且在前面已進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度驗算算，弦桿所選選的截面符合要求。（2）豎腹桿U2L22截面驗算采用HN175××90×5×8,由SAP2000建建模得到，NN=-3477.365kkN,M=-00.476kkNm，該構(gòu)件屬屬于壓彎構(gòu)件件。①截面的幾何特性：：A==23.211cm2;Ixx=1220cmm4,Iy=97.6cmm4;,Wx=140cm3ixx=7.26cmm,iy=2.05cmm.②驗算強(qiáng)度N/An+Mx//rxWnx=347.3365×103/23.221×102+0.4766×106/1.055×140×103=1553N/mmm2<f=2995N/mmm2③驗算彎矩作用平面面內(nèi)穩(wěn)定λx=ｌox/ix=3990/7.226=54<［λ］=150查附表4.2(bb類截面)，x=0.8388β=1.0④驗算彎矩平面外的的穩(wěn)定λy=ｌoy/iy=390/3.055=127.887<［λ］=150查附表4.2（bb類截面），yy=0.3977∴截面不滿足要求，則則增大截面為為HN2500×125×6×9，再進(jìn)行截面面驗算。則有截面的幾何特特性：A==37.877cm2;Ixx=4080cmm4,Iy=294cm4;,Wx=326cm3ixx=10.4cmm,iy=2.79cmm.則λx=ｌox/ix=3990/10..4=37.5<［λ］=150λy=ｌoy/iy=390/2.799=140<［λ］=150查附表4.2（bb類截面），yy=0.3445由以上計算可知，此此壓彎構(gòu)件是是由彎矩作用用平面外的穩(wěn)穩(wěn)定控制設(shè)計計的。⑤局部穩(wěn)定驗算∴所更選豎腹桿U22L2截面HN2500×125×6×9符合要求。（3）斜腹桿U1L2截截面驗算由SAP2000建建模得到，NN=475..286kNN,M=-11.697kkNm，該構(gòu)件屬屬于拉彎構(gòu)件件。①截面的幾何特性：：2L90×90×8-10A==27.888cm2;Zx=24.3mm,ZZy=540mm,ixx=2.76cmm,iy=4.09cmm,②驗算強(qiáng)度：N/An+Mxx/rxWnx=475.2286×103/27.888×102+1.6977×106/1.055×43.3×103=2088N/mm22<f=2995N/mmm2③驗算長細(xì)比：λx=ｌox/ix=4553/2.76=164<［λ］=350λy=ｌoy/iy=453/4.009=111<［λ］=350∴斜腹桿U1L2截截面選型符合合要求。（4）斜腹桿U1L2截截面驗算由SAP2000建建模得到，NN=-5111.057kkN,M=-11.794kkNm，該構(gòu)件屬屬于拉彎構(gòu)件件。①截面的幾何特性：：2L90×990×8-110A==27.888cm2;Zx=18.4mm,ZZy=40.6mmm,ixx=2.76cmm,iy=4.09cmm,②驗算強(qiáng)度：N/An+Mxx/rxWnx=511.0057×103/27.888×102+1.7944×106/1.055×23.444×103=2566N/mm22<f=2995N/mmm2③驗算長細(xì)比：λx=ｌox/ix=4553/2.76=164<［λ］=350λy=ｌoy/iy=453/4.009=111<［λ］=350∴斜腹桿U2L3截截面選型符合合要求。第八章基礎(chǔ)計算算⒈選擇設(shè)計參數(shù)基礎(chǔ)采用獨立基礎(chǔ)礎(chǔ)，混凝土等等級為C25，鋼筋用HRB3335（ft=1.277N/mm，fy=300NN/mm2）,ac=2500mm，bc=2500mm，L=2.44m，b=1.66m。⒉確定基礎(chǔ)荷載由由SAP2000建建模得到，基基礎(chǔ)所承受的的結(jié)構(gòu)上部設(shè)設(shè)計值為M==85.255kN.mN==1602..5kNV==-151..11kN由此可見，框架柱柱截面一般都都有彎矩、軸軸力和剪力共共同作用。因因此，柱下獨獨立基礎(chǔ)一般般為偏心受壓壓。⒊確定基礎(chǔ)尺寸（1）假定基礎(chǔ)基底尺尺寸為L×b=2.4mm×1.6m,基礎(chǔ)埋深d=6000+