【正文】 計算板的跨度 : Lo = 2100 mm，計算板的有效高度 : ho = has=12520=105 mm。 永久荷載分項系數(shù) : γG = ，可變荷載分項系數(shù) : γQ = ，準永久值系數(shù) : ψq = ，永久荷載標準值 : ｑ gk = ，可變荷載標準值 : ｑ qk = 。鋼筋種類 : HRB400， fy = 360 N/mm2， Es = 105 N/mm2 。 圖 壓型鋼板 本工程壓型鋼板樓板按 1 米板寬的單向板計算，其計算跨度 : Lx = 2100 mm， Ly =1000 mm， 板厚 : h = 125 mm。壓型鋼板跨度一般 2~3 米作用，跨度不易過大，否則施工時需要設置臨時支撐，增加費用。 北京工業(yè)本科鋼結構課程設計 驗算一層樓蓋梁與 B1 柱節(jié)點域承載力，節(jié)點處兩側梁截面均為 H350x250x10x16，柱截面為□ 300x30 左側梁的塑性受彎承載力： 61 89 56 90 23 5 10 21 0. 5p b P yM W f KN m? ? ? ? ? ? 右側梁的塑性受彎承載力： 62 89 56 90 23 5 10 21 0. 5p b P yM W f KN m? ? ? ? ? ? 節(jié)點域的體積： 31 .8 ( 2 5 0 1 3 ) ( 3 0 0 1 0 ) 1 0 1 2 3 7 1 4 0PV m m? ? ? ? ? ? ? 節(jié)點域鋼材的屈服抗剪強度： 0 .5 8 0 .5 8 3 4 5 2 0 0y v yf f M P a? ? ? ? 612() 0. 7 ( 21 0. 5 21 0. 5 ) 1012371404423 8 20 0. 1 26 6. 833pb pbpyvMMVM P a f M P a? ? ???? ? ? ? ? () ( 3 0 0 2 5 0 ) 6 . 1 1 1 09 0 9 0bc whh m m t m m? ?? ? ? ? 61 89 56 90 21 5 10 19 2. 6bxM W f KN m?? ? ? ? ? ? 62 89 56 90 21 5 10 19 2. 6bxM W f KN m?? ? ? ? ? ? 612 44() 1 9 2 . 6 2 1 0 1 8 03 1 1 . 4 ( ) 3 2 01 2 3 7 1 4 0 0 . 7 533b b vp R EM M fM P a M P aV ?? ??? ? ? ? ?滿足規(guī)范要求。 B1 柱子 最大組合柱軸向壓力為 kN? ， B2 柱子 最大組合柱軸向壓力為 kN? 則軸壓比為： 31 5 2 5 . 9 1 0 0 . 4 4 6 0 . 41 1 6 0 0 2 9 5cNAf ?? ? ?? B1 柱： 3 61 5 2 5 . 9 1 0( / ) 1 0 2 4 2 8 0 ( 3 4 5 ) 1 0 2 1 8 . 611600p c y c cW f N A k N m??? ? ? ? ? ? ? 8 9 5 6 9 0 2 3 5 2 1 0 .5p b y bW f k N m? ? ? ? B2 柱： 3 61 2 1 5 . 6 1 0( / ) 1 0 2 4 2 8 0 ( 3 4 5 ) 1 0 2 4 611600p c y c cW f N A k N m??? ? ? ? ? ? ? ( / ) 2 1 8 2 4 6 4 6 4 1 .1 2 1 0 2 4 6 2p c y c c p b y bW f N A k N m W f k N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???滿足強柱弱梁要求。 梁截面 350 250 10 16H ? ? ?，柱截面□ 300x30。 北京工業(yè)本科鋼結構課程設計 強柱弱梁設計 《建筑抗震設計規(guī)范》 GB500112021 第 條規(guī)定鋼框架節(jié)點處的抗震承載力驗算，應符合下列規(guī)定： 1 節(jié)點左右梁端和上下柱端的全塑性承載力，除下列情況之一外，應符合下式要求： 1）柱所在樓層的受剪承載力比相鄰上一層的受剪承載力高出 25%； 2）柱軸壓（柱軸向力設計值與柱全截面面積與鋼材抗拉強度設計值乘積的比值）比不超過 ，或 2 cN Af?? （ N2 為 2 倍地震作用下的組合軸力設計值）； 3）與支撐斜桿相連的節(jié)點。根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》 條，此框架梁翼緣外伸部分寬厚比不應大于 9，此梁翼緣寬厚比為 9，腹板寬厚比不應大于 65，此梁腹板寬厚比為 65，滿足規(guī)范要求。只需按照如下驗算梁單向受彎強度： 3 . 9 0 2 1 5 0 0 08 3 4 7 2 8 6 6 6 71 . 0 5 0 . 0 0 0 4 4 5 0 . 7 5x x R EMfW? ??? ? ? ? ? ?? 3 . 9 0 0 . 2 9 1 1 . 0( / ) 1 . 0 5 0 . 0 0 0 4 4 5 ( 2 1 5 0 0 / 0 . 7 5 )x x R EMWf?? ? ? ??? 261 . 7 5 ( 2 5 0 1 3 1 1 8 . 5 1 1 2 / 2 ) 1 0 1 2 2 3 1 2 5 0 0 00 . 0 0 0 0 5 6 1 0xwVSIt??? ? ? ? ?? ? ? ?? 261 . 7 5 ( 2 5 0 1 3 1 1 8 . 5 1 1 2 / 2 ) 1 0 0 . 0 0 7 3 1( / ) 0 . 0 0 0 0 5 6 1 0 ( 1 2 5 0 0 0 / 0 . 7 5 )x w v R EVSI t f? ??? ? ? ? ?? ? ? ??? 梁強度滿足規(guī)范要求，而且強度富裕較大，但是本工程結構側移剛剛滿足，可見梁的剛度較合理，因此梁的設計往往由剛度控制。 梁計算 本工程的結構形式為梁上密鋪壓型鋼板混凝土樓板，并與樓板有栓釘可靠連接，梁與壓型鋼板混凝凝土樓板共同作用，梁不會發(fā)生整體失穩(wěn)，只需驗算梁的強度。此柱子 X、 Y 向長細比分別為 、 滿足規(guī)范要求。 根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》 的規(guī)定，該框架屬于抗震等級為二級。按照《鋼結構設計規(guī)范》 校核強度。0. 85 3. 9 0. 00 4671 .4 3( 1 0. 8 ) ( / ) 1. 05 0. 00 18 56 ( 1 0. 8 ) ( 29 50 00 / 0. 8 )16271m x xx x R EExMNWf N??????? ? ? ? ? 0 . 8 5 0 . 2 20 . 7 0 . 0 0 0 1 8( / ) 1 . 0 5 0 . 0 0 1 8 5 6 ( 2 9 5 0 0 0 / 0 . 8 )tx yb y y R EMWf?? ?? ????? 0. 01 89 0. 00 46 0. 00 01 8 0. 02 36 8 1. 0? ? ? ? 由此，根據(jù)規(guī)范手算柱子 A1 等效應力為 小于 etabs 軟件所得 ，主要是軟件計算長度大、其沒有考慮截面塑性發(fā)展系數(shù)。222 . 0 6 1 0 0 . 0 1 1 6 162711 . 1 1 . 1 3 6 . 3 0Ex xEAN k N??? ? ? ?? ? ?? 2 2 839。(1 )tx ym x xx by yxxExMMN fNAWWN?? ????? ? ?? 長細比計算： 1 .3 4 3 3 3 6 .3 00 .1 1 1xxxli? ?? ? ? 1 .2 3 4 3 3 3 .3 50 .1 1 1yyyli? ?? ? ?（這個方向的計算長度自己算，此時節(jié)點處有左右兩側都有梁） 寬厚比： 3 0 0 2 1 0 2 8 2 010?? ??，其為焊接箱型截面由《鋼結構設計規(guī)范》表 ，為b 類截面。由于該組合含有地震作用，需要對構件承載力設計值除以《建筑抗震設計規(guī)范》表 中的承載力抗震調(diào)整系數(shù)，強度校核 ，整體穩(wěn)定校核 。計算分析有許多種荷載組合，柱子設計時需要分別對每一種荷載進行整體穩(wěn)定和強度計算，取應力比最大值作為北京工業(yè)本科鋼結構課程設計 控制組合。采用一 階彈性分析 A A B B2 四個柱子等效應力比分別為 、 、 、 ，采用二階彈性分析 A A B B2 四個柱子等效應力比分別為 、 、 、 ，由此可見，采用二階分析材料較能夠充分利用，一階分析偏于保守。分析原因是軟件算法的問題，在 etabs 軟件中樓板為壓型鋼板樓板單元，其是帶有膜屬性的面對象，并且單向傳力，其對樓蓋梁剛度的影響程序在計算柱子計算長度系數(shù)時并未考慮。 712712 2 10 4200 32 10 3000gciKi? ? ?? ? ????? ? ?1 2 1 21 2 1 21 . 6 + 4 + 1 . 6 4 ( 0 . 8 1 2 3 0 . 8 1 2 3 ) 7 . 5 0 . 8 1 2 3 0 . 8 1 2 3 1 . 4 0 9+ 0 . 8 1 2 3 0 . 8 1 2 3 7 . 5 0 . 8 1 2 3 0 . 8 1 2 3K K K KK K K K? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?+表 柱子計算長度比較 柱子編號 柱子軸線長度 (mm) 規(guī)范方法手算 Etabs 軟件計算結果 柱子有效 長度系數(shù) 計算長度 系數(shù) 計算 長度 柱子有效 長度系數(shù) 計算長度 系數(shù) 計算 長度 A1 3000 4029 4118 A2 3000 5169 5884 B1 3000 3642 3642 B2 3000 4227 4550 表 對采用規(guī)范附表手算所得柱子計算長度與 etabs 程序計算結果進行了對比分析，由表可見，規(guī)范手算所得柱子計算長度小于 etabs 程序，由此可見 etabs 程序所得結果偏于安全，但也相對保守。則柱子 B2計算長度系數(shù)計算如下：鋼梁截面慣性矩為 7X 73 10I ??，鋼柱子截面慣性矩為 7X 67 10YII? ? ?，下端與一層樓蓋梁和一層柱子相連，樓蓋梁上密鋪壓型鋼板樓板并與樓板有栓釘可靠連接，梁與壓型鋼板混凝凝土樓板共同作用，應考慮梁剛度增大效應，邊梁放大到 倍，中梁放大到 倍，柱子剛度不放大。 712712 2 10 4200 32 10 3000gciKi? ? ?? ? ????? 北京工業(yè)本科鋼結構課程設計 ? ?1 2 1 21 2 1 21 . 6 + 4 + 1 . 6 4 ( 0 . 8 1 2 3 1 0 ) 7 . 5 0 . 8 1 2 3 1 0 1 . 2 1 4+ 0 . 8 1 2 3 1 0 7 . 5 0 . 8 1 2 3 1 0K K K KK K K K? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?+ 柱子 B2 為中柱，中層柱，下端與一層樓蓋梁和一層柱子相連，上端與二層樓蓋梁和三層柱子相連。鋼梁：H250X250X10X13，柱子截面為□ 300X10。本例梁為中梁放大系數(shù) 。則柱子 A2 計算長度系數(shù)計算如下：鋼梁截面慣性矩為 7X 73 10I ??，鋼柱子截面慣性矩為 7X 67 10YII? ? ?，下端與一層樓蓋梁和一層柱子相連，樓蓋梁上密鋪壓型鋼板樓板并與樓板有栓釘可靠連接，梁與壓型鋼板混凝凝土樓板共同作用，應考慮梁剛度增大效應，邊梁放大到 倍，中梁放大到 倍，柱子剛度不放大。 北京工業(yè)本科鋼結構課程設計 712712 73 10 4200 2 67 10 3000gciKi??? ? ????? ? ?1 2 1 21 2 1 21 . 6 + 4 + 1 . 6 4 ( 0 . 4 0 6 6 1 0 ) 7 . 5 0 . 4 0 6 6 1 0 1 . 3 4 3+ 0 . 4 0 6 6 1 0 7 . 5 0 . 4 0 6 6 1 0K K K KK K K K? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?+ 柱子 A2 為邊柱，中層柱，下端與一層樓蓋梁和一層柱子相連，上端與二層樓蓋梁和三層柱子相連。鋼梁：H250X250X10X13，柱子截面為□ 300X10。 ? ?1 2 1 21 2 1 21 . 6 + 4 += +K K K KK K K K? ? + 我 們根據(jù)規(guī)范算法計算 3 軸線上，如圖 所示 A A A B B B3 六個柱子計算長度并與 etabs 程序計算結果進行對比分析。表中 K K2 分別為相交于柱上端、柱下端的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值。 5）框架無側移失穩(wěn)時，橫梁兩端的轉角大小相等、方向相反；框架側移失穩(wěn)時橫梁兩端的轉角大小相等、方向相同。 2）忽略梁和柱剪切變形的影響 3）框架柱失穩(wěn)時，相交于梁柱節(jié)點上的橫梁對柱提供的約束 彎矩，按照柱的線剛度比分配給與該節(jié)點相連的各柱。多高層鋼結構柱子上端與樓蓋處梁相連、下端與樓蓋處梁或者基礎相連，上下端點一般各具