【正文】 縫連接，連接焊縫為全熔透坡口焊。、腹板采用高強(qiáng)度螺栓連接，以便柱子對(duì)中就位，翼緣采用焊接連接。為了便于安裝就位，在翼緣兩側(cè)設(shè)置安裝耳板，每個(gè)耳板上開三個(gè)螺栓孔，耳板厚度根據(jù)陣風(fēng)及施工荷載確定，并不小于10mm。連接耳板的螺栓直徑設(shè)位M20。 H形鋼翼緣全熔透坡口焊作法 柱的拼接當(dāng)柱的拼接為全熔透焊縫時(shí)無需作拼接處的強(qiáng)度演算，只討論拼接處采用高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算。假設(shè)采用24個(gè)M20 柱腹板的拼接采用高強(qiáng)度螺栓連接，則所需高強(qiáng)度螺栓數(shù)目應(yīng)根據(jù)螺栓布置規(guī)定滿足下式要求（計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖）： 螺栓的計(jì)算簡(jiǎn)圖 柱腳設(shè)計(jì)柱腳采用埋入式剛性柱腳，柱腳的埋入深度為1米。柱腳的內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：N=,M= kN,V= kN 由彎矩產(chǎn)生柱單側(cè)翼緣上的軸力為：初步選接的栓釘，其橫截面面積栓釘?shù)膹?qiáng)度為： 柱一側(cè)翼緣連接所需要的螺栓數(shù)量為：又有構(gòu)造要求，翼緣需要的栓釘不宜小于8，則選用8的栓釘，栓釘?shù)拈L(zhǎng)度為4d=416=64mm，邊距為50mm，列距為150mm。柱腳傳于混凝土的壓應(yīng)力為：柱腳尺寸確定：，取B=L，則得：可取柱腳尺寸為：B=L=500mm 柱腳的構(gòu)造圖據(jù)規(guī)范規(guī)定,鋼柱四周應(yīng)設(shè)置主筋和箍筋。鋼柱腳底部的彎矩設(shè)計(jì)值M=M+Vd=+=m取受拉側(cè)與受壓縱筋合力間的距離則所需垂直縱向主筋的面積：查表可選擇鋼筋，配筋面積為=1884并按構(gòu)造要求，住筋設(shè)彎鉤。主筋的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于35d=3520=700箍筋選用12，間距為100；在埋入部分的頂部，配置，間距為50的加強(qiáng)箍筋，埋入式柱腳在鋼柱埋入部分的頂部，還應(yīng)設(shè)置水平加勁肋。9 涂裝和防火設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的一大特點(diǎn)為腐蝕性差，故防腐工作是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一大重點(diǎn)。因此，除高強(qiáng)度螺栓節(jié)點(diǎn)摩擦面、柱內(nèi)的封閉區(qū)、地腳螺栓和地板、工地焊接部位及兩側(cè)100，且要滿足超聲波探傷要求的范圍不需要涂漆外，出廠前應(yīng)除銹后涂防銹底漆兩道，焊接區(qū)除銹后涂專用坡口焊保護(hù)漆兩道。其它構(gòu)件出廠前應(yīng)除銹后涂防銹底漆兩道，焊接區(qū)除銹后涂專用坡口焊保護(hù)漆兩道。整個(gè)構(gòu)件涂防銹底漆兩道，保證最終達(dá)到二道、一中、一面配套防銹漆。確定該工程的除銹等級(jí)為Sa2,可在鋼結(jié)構(gòu)表面僅涂?jī)杀愠P底漆，擬采用油性紅丹漆，干膜總厚度為80m。下列鋼結(jié)構(gòu)部位禁止涂漆： 柱腳螺栓和底板。 高強(qiáng)度螺栓摩擦型接觸面。 與混凝土緊貼或埋入的部位。 焊接封閉的空心截面內(nèi)壁。 工地焊接部位及兩側(cè)100㎜，且要滿足超聲波探測(cè)要求的范圍。另外，高強(qiáng)度螺栓未涂漆部分，工地焊接區(qū)，經(jīng)碰撞脫落的工廠油漆部分，在構(gòu)件安裝后，均需補(bǔ)涂油漆。 防火設(shè)計(jì) 建筑構(gòu)件的耐火極限該工程的耐火極限等級(jí)為二級(jí)，根據(jù)規(guī)范要求查得各構(gòu)件的耐火極限為：樓梯間墻、，，..對(duì)于高層建筑的柱，應(yīng)選用厚涂型防火涂料。 各構(gòu)件防火保護(hù)層厚度的計(jì)算和保證 柱防火保護(hù)層厚度的計(jì)算 計(jì)算荷載等級(jí)的確定計(jì)算荷載等級(jí)C=柱的臨界屈曲荷載：R=Af=10205=10N=4126kN柱的作用效應(yīng)為S=，則S/R==柱的欠載系數(shù)為=，則荷載等級(jí)C==由荷載等級(jí)C=，查得臨界溫度T=570℃。柱在規(guī)定的耐火極限時(shí)間內(nèi)所需的保護(hù)層厚度a導(dǎo)熱系數(shù)=，構(gòu)件的截面系數(shù)：柱的保護(hù)層厚度a a=()=()==注：對(duì)于后涂型保護(hù)層給結(jié)構(gòu)增加的重量，在前面的荷載計(jì)算中已預(yù)先考慮，不必重新驗(yàn)算。由于采用壓型鋼板混凝土組合樓蓋，混凝土層厚90，樓板總高160，混凝土板的體積較大，溫度升高比較慢，鋼板的溫度基本等同于混凝土板的溫度。故壓型鋼板下表面可以有所保證。又因?yàn)榈蹴敳捎梅阑鸬模?h以上，因此樓蓋的防火能得到保證，不必另加防火保護(hù)層。 10 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)本工程的基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土平板式筏形基礎(chǔ)。混凝土標(biāo)號(hào)為C30混凝土，基礎(chǔ)的筏板厚為。筏板邊緣伸處邊柱和角柱外側(cè)包線以外，伸出到離軸線。高層建筑筏型基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足地基承載力變形和穩(wěn)定性要求。在抗震設(shè)防區(qū)，不宜小于建筑高度的，所以基礎(chǔ)埋深取基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用剛性條帶法計(jì)算。 基礎(chǔ)受力計(jì)算，荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值 , ,::底層柱傳給基礎(chǔ)的力組合后結(jié)果見下表： 柱截面柱A下截面柱C下截面柱J下截面柱N下截面標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力NMVNMVNMVNMV標(biāo)準(zhǔn)組合準(zhǔn)永久組合基本組合399基礎(chǔ)底面抵抗矩由于基底反力的最大值與最小值相差不大，所以可用基底平均凈反力進(jìn)行計(jì)算單位長(zhǎng)度基底平均凈反力： 剛性板條法計(jì)算板帶內(nèi)力 受力簡(jiǎn)圖(kN) 彎矩圖（） 剪力圖（kN） 中柱的集中力設(shè)計(jì)值 臨界截面的周長(zhǎng) 沖切臨界截面對(duì)其重心的極慣性矩為不平衡彎矩通過沖切臨界截面上的偏心剪力傳遞的分配彎矩系數(shù)為 由中柱的對(duì)稱性，知不平衡彎矩受沖切承載力截面高度影響系數(shù) βhp=則沖切截面上的剪應(yīng)力為 故內(nèi)柱抗沖切力能夠滿足要求。由于邊柱的外臨界面到柱軸線的距離為 故邊柱的沖切錐體全位于所截剛條板內(nèi)，且邊柱所受的軸力彎矩均小于中柱，因此邊柱的抗沖切承載力自然滿足。平板式筏基內(nèi)筒下的板厚應(yīng)滿足受沖切承載力的要求，其受沖切承載力按下式計(jì)算： 配筋計(jì)算上部配筋以邊柱與中柱的跨中截面的彎矩為控制內(nèi)力即保護(hù)層厚度為100mm,則有效高度. 基礎(chǔ)混凝土選用，鋼筋選用HPB235。 需鋼筋面積選用，. 下面驗(yàn)算適用條件：（1）相對(duì)受壓區(qū)高度=〈=，該配筋為適筋，滿足條件。（2）實(shí)際配筋率,滿足條件。下部配筋以中柱所在截面的彎矩為控制內(nèi)力 ，即所需鋼筋面積 選用的鋼筋 .下面驗(yàn)算適用條件：（1）相對(duì)受壓區(qū)高度 ,該配筋為適筋，滿足條件。（2）實(shí)際配筋率,滿足條件。 抗剪計(jì)算厚板的計(jì)算公式得 基礎(chǔ)抗剪的高度影響系數(shù) 則基礎(chǔ)斜截面的受剪承載力 由剪力圖知 基礎(chǔ)所受最大的剪力 。11 對(duì)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的思考本次設(shè)計(jì)中是老師提供了建筑方案，然后對(duì)該建筑方案進(jìn)行修改，修改后確定建筑方在確定結(jié)構(gòu)方案時(shí)選用的結(jié)構(gòu)體系為純框架，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置可知該結(jié)構(gòu)屬不規(guī)則體系，但限于畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算條件有限且時(shí)間較短，本設(shè)計(jì)只利用平面結(jié)構(gòu)體系分析方法，選取了一榀受力較為不利的平面框架進(jìn)行分析，作近似計(jì)算。采用這種分析方法，在選取參數(shù)等方面都都相對(duì)來說比較保守?？赡茉斐煞治霾牧系睦速M(fèi)。 風(fēng)載在高層建筑的重要作用在多層建筑特別是多層建筑，風(fēng)荷載的效應(yīng)并不是太明顯，但對(duì)于高層風(fēng)荷載一般都比地震力大得多，特別是對(duì)于高層的鋼結(jié)構(gòu)建筑，風(fēng)荷載的作用更顯得尤為突出。從本設(shè)計(jì)所得出的數(shù)據(jù)來看，風(fēng)荷載產(chǎn)生的效應(yīng)遠(yuǎn)大于其他水平荷載的作用。在理論上風(fēng)荷載是倒三角形的，在本設(shè)計(jì)中將風(fēng)荷載簡(jiǎn)化為集中在各層樓板上的集中荷載，集中荷載的大小為樓板處的風(fēng)壓乘以該樓板處的上下左右的有效面積，這種簡(jiǎn)化方法偏于保守。與同組同學(xué)采用階梯形的風(fēng)載簡(jiǎn)化模型來比較來看階梯形的計(jì)算模型更為保守。對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算模型的研究還在探討之中，利用比較保守的計(jì)算方法更能夠保證建筑的安全性。另外，高層鋼結(jié)構(gòu)由于其自重小、強(qiáng)度高，因此鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能好。高層鋼結(jié)構(gòu)必須要驗(yàn)算風(fēng)振加速度，這突顯出風(fēng)載在高層鋼結(jié)構(gòu)中重要作用。由計(jì)算風(fēng)載加速度的公式可知結(jié)構(gòu)的剛度和建筑物自重都是重要的影響因素。本設(shè)計(jì)中由于采用的構(gòu)件隔墻、樓梯、門窗大都選用鋼材，使建筑物自重較小，而樓板的厚度較厚才使本結(jié)構(gòu)的風(fēng)振加速度滿足條件。樓板的厚度再小一些，或許不能滿足這個(gè)條件。為滿足該條件，增加自重并不是首選方法，否則就不能突顯鋼結(jié)構(gòu)自重輕的優(yōu)點(diǎn)。增大結(jié)構(gòu)的剛度應(yīng)該更為合理，對(duì)與高層鋼結(jié)構(gòu)來講選用純框架體系并不太合適，利用剛度較大結(jié)構(gòu)體系如框支結(jié)構(gòu)應(yīng)該更為合理。 本建筑的抗震驗(yàn)算度數(shù)只為6度，按規(guī)范不需計(jì)算其地震作用，在設(shè)計(jì)過程中為驗(yàn)證這一點(diǎn)，還是計(jì)算了地震荷載并作出其內(nèi)力圖和位移圖。從所得的數(shù)據(jù)可知地震的作用比風(fēng)載的作用小得多，故在內(nèi)力組合和驗(yàn)算效應(yīng)時(shí)沒考慮地震的作用。水平地震的計(jì)算如下列內(nèi)容所示：樓板面積：A=（＋－）2＋＋＋－2023=陽臺(tái)板面積：A=（＋＋2＋）2=重力荷載代表值均布值的計(jì)算：屋面自重: ㎡雪荷載： ㎡重力荷載代表值： ＋=㎡樓面恒載： ㎡樓面活載： ㎡ 重力荷載代表值： ＋=㎡陽臺(tái)板自重： ㎡活荷載： ㎡陽臺(tái)重力荷載代表值： ＋=㎡陽臺(tái)欄板重： =㎡墻體自重： 廚房及衛(wèi)生間隔墻： ㎡ 其他墻體： ㎡女兒墻自重： ㎡框梁自重： 次梁自重： 框架柱自重： ㎡ 塑鋼門窗自重： ㎡ 木門自重： ㎡ 屋面板自重：=女兒墻自重： 2＋＋2（＋＋）＋2＋]=墻體自重：[＋（）＋（）＋＋＋（）＋（－）＋＋（－）＋（）＋（）＋（）＋＋＋+（）+（）＋（－+++）2＋+2+＋（）2+（）+2+（）＋+＋（）+（）+（+）]2+[＋2（++2）2＋2＋（）]2+[3+＋++（－）]=848 kN門窗自重：（+11+1++＋＋）2+（++＋）4+（ +）3+16+27=鋼梁自重：[（+++2++++4+3+4++2+）＋（++++2+2++++2++）] 2+=鋼柱自重：45（＋）= 陽臺(tái)自重：＋[（++）2+（2＋）4+2+2]=G=++848++++= 樓板自:+=墻體自重：{[3+++++3.++++3++2++++++3++33+++（+3+3+3+）2+3+32+3++3++]2+3+333+}+[2++3+32++3+3+232++32+]2=門窗自重：（2+2+2+4+2+4+4+3+2+2+2+2+27）=鋼梁自重： 鋼柱子重： 453=陽臺(tái)自重： 標(biāo)準(zhǔn)層重力荷載代表值：G=G=G=…=G=++++= 底層重力荷載代表值的計(jì)算：樓板自重： 墻體自重： [(+2)+2++2++2+7+42++++ 2]+2+3+2+ 2+2+4+2++32+)+(3 +2++2)+3+++2++)2 =鋼梁自重： 鋼柱自重： 45=門自重：（2+2+4+4+2++3+）=底層重力荷載代表值為：G=++++=建筑物總重力荷載代表值： +9+=根據(jù)本工程的抗震烈度為六度和其場(chǎng)地特征查得多遇地震的水平地震的影響系數(shù)最大值為=。荷載規(guī)范中結(jié)構(gòu)的自振周期經(jīng)驗(yàn)公式取T=11=，特征周期為T=，對(duì)于不超過12層的鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比取=，==則地震影響系數(shù)為：==（）=頂部附加地震作