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时间:2018-07-31
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1、钢框架-支撑结构设计实例4.10.1工程设计概况本建筑为某公司办公楼,位于沈阳市区,共七层。总建筑面积约5900,总高度30.6m,室内外高差0.600m;底层层高4.5m,顶层层高4.5m,其余层均为4.2m。设两部楼梯和两部电梯。墙体采用聚氨酯PU夹芯墙板。屋面为不上人屋面。结构形式为钢框架—支撑体系。设计基准期50年,雪荷载0.50,基本风压:0.55。抗震设防烈度为7度,设计基本加速度为0.1,结构抗震等级四级。结构设计基准期50年。地质条件:拟建场地地形平坦,地下稳定水位距地坪-9.0m以下,冰冻深度-1.20m,地质条件见表4-24,Ⅱ类场地。建筑地层一览表表4-24序号岩土分
2、类土层深度(m)厚度范围(m)地基土承载力(kPa)桩端阻力(kPa)桩周摩擦力(kPa)1杂填土0.0~0.50.5———2粉土0.5~1.51.0120—103中砂1.5~2.51.0230—254砾砂2.5~6.54.03402400305圆砾6.5~12.56.0520350060注:表中给定土层深度由自然地坪算起。4.10.2方案设计1.建筑方案概述1)设计依据《民用建筑设计通则》GB50352-2005《办公建筑设计规范》JGJ67-2006《建筑设计防火规范》GB50016-20062)设计说明(1)屋面(不上人屋面)防水层:SBS改性沥青卷材(带保护层);40mm厚1:3水
3、泥沙浆找平层;70mm厚挤塑板保温层;1:6水泥炉渣找坡(最薄处30mm,坡度2%);压型钢板混凝土组合板(结构层折算厚度100mm);轻钢龙骨吊顶。(2)楼面:20mm厚大理石面层;20mm厚1:3干硬性水泥沙浆找平层;压型钢板混凝土组合(结构层折算厚度100mm);轻钢龙骨吊顶。(3)门窗本工程采用实木门和塑钢玻璃窗。(4)墙体外墙为双层聚氨酯PU夹芯墙板300mm(内塞岩棉);内墙为双层聚氨酯PU夹芯墙板180mm厚聚氨酯PU夹芯墙板;2.结构方案概述1)设计依据本设计主要依据以下现行国家规范及规程设计:《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006版)《钢结构设计规范》
4、(GBJ50017-2003)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)62《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《钢-混凝土组合结构设计规程》(DLT5085-99)2)结构形式及布置采用钢框架-支撑结构。纵向设置十字交叉支撑两道,支撑杆件用H型钢截面。框架梁、柱均采用焊接工字形截面。楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构;楼梯为钢楼梯;基础采用柱下独立基础,结构布置如下:图4-69结构布置及计算单元底层计算高度为4.5m+1.5m=6.0m,其中1.5m为初估室内地坪至柱脚底板的距离。3)材料选用所有构件及零件均采用Q235B;组合楼板混凝土强度等级C20,基础混凝土强度
5、等级C25,钢筋为HRB335级及HPB235。4.主要参数及结构计算方法1)抗震设计该建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度,Ⅱ类场地,设计基本地震加速度为0.1g,房屋抗震等级为四级。2)自然条件基本风压0.55,地面粗糙度类别为C类(按房屋比较密集的城市市区计);基本雪压0.50.3)计算方法采用底部剪力法计算水平地震作用;采用修正反弯点法(D值法)计算水平地震作用下的框架内力和风荷载作用下的框架内力;采用弯矩二次分配法,计算竖向荷载作用下框架内力。4.10.3结构布置及截面初选1.计算简图及构件截面初选1)计算单元
6、 本设计的结构计算单元如图4-69所示,结构的竖向布置如图4-70所示(基础顶面距室外地坪按0.9m考虑)。62图4-70结构竖向布置图2)结构构件截面初选(1)柱截面初估钢框架-支撑结构按每平米5~8计算竖向荷载,此处取7,柱的长细比=(60~120)。轴压力设计值(3.3+3.3)×6×7×1.3×7=2522.52kN,1.3为荷载分项系数平均值。取长细比=80(按较小刚度y轴考虑),计算长度系数
7、=1(设有侧向支撑),按b类截面查得稳定系数=0.688,则所需要面积:A≥考虑弯矩及倾覆压力作用的影响取:(1.3~1.5)A=(1.3~1.5)×17885.14=23250.7~26827.7mm2所需截面回转半径:iy=6000/80=75mm。(2)钢梁截面初估纵向框架梁高/(15~20)=6000/15~6000/20=400mm~300mm;横向框架梁高/(15~20)=6600/15~6600/20=44
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