【正文】 本設(shè)計題目為濱島醫(yī)療中心門診樓建筑方案及鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括以下內(nèi)容：一、資料收集主要確定建筑功能、場地條件、地理位置、周邊環(huán)境及相關(guān)資料的收集。三、結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：結(jié)構(gòu)布置、荷載統(tǒng)計、橫向框架計算、組合樓板、次梁截面設(shè)計、豎向荷載作用下內(nèi)力計算、水平荷載作用下內(nèi)力計算、內(nèi)力組合、截面驗算、節(jié)點設(shè)計、樓梯設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計。氣象條件：,地震條件：工程所處地區(qū)抗震等級二級，烈度7度，場地類別B類。 框架計算簡圖 取具有代表性的14軸框架進(jìn)行計算,假定框架柱嵌于基礎(chǔ)頂面,框架梁與柱剛接,. 截面初選 本工程采用壓型鋼板混凝土組合樓板,可視為剛性鋪板,能阻止梁上翼緣的側(cè)向失穩(wěn)因此不用考慮梁的整體穩(wěn)定只需滿足梁的強度、剛度以及局部穩(wěn)定要求，故本工程采用熱軋H型鋼梁，計算框架梁時，往往偏于安全的不考慮梁的組合效應(yīng)，按鋼梁計算，初估截面尺寸可按荷載條件取跨度的1/20~1/12，梁翼緣寬度取梁高的1/6~1/2，本工程中縱橫向框架梁均取HN400*200*8*13,次梁取HN300*150**9。 本工程樓面、屋面均采用鋼混凝土組合樓板，考慮組合效用，選取YXB 75200600型鋼板肋沿橫向布置。計算時取單元寬度200mm為對象進(jìn)行計算，故首先需計算出單位寬度的壓型板，計算結(jié)果見表41和表42，43。 荷載計算(1) 恒荷載 kN/m2(2) 施工階段的活荷載 kN/m2(3) 組合樓板上作用的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值== kN/m，== kN/m(4) 組合樓板上作用的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值== kN/m，== kN/m 內(nèi)力計算施工階段壓型鋼板所受到的最大彎矩為： 施工階段強度驗算 kN/m310105/()= kN/m故組合樓板不滿足承載力的要求。綜上可知，施工階段應(yīng)增設(shè)支撐以滿足強度、剛度要求。 使用階段驗算=50~100時，正彎矩和撓度按單向板計算，且都按簡支板計算，負(fù)彎矩按固端板計算。m故組合樓板滿足承載力的要求。為防止壓型鋼板與混凝土之間產(chǎn)生相對滑移，通常設(shè)置栓釘，故無需驗算。計算區(qū)域無負(fù)彎矩，無需驗算。對于一般的民用建筑，如果采用熱軋或者焊接的H型鋼，初始梁高可以根據(jù)荷載條件取跨度的1/20～1/12，而梁的翼緣寬度可以根據(jù)荷載條件取梁高的1/6～1/2。 無托板組合梁 (42)取鋼梁的上翼緣寬度，即=150mm和的值取決于，和的值，其中：=5800/6=680=480mm（偏于安全，未考慮壓型鋼板板肋中混凝土）=1575 mm 組合截面次梁的計算簡圖由于次梁為中間梁，且上部混凝土翼板為連續(xù)板，故：=480mm根據(jù)式(41)得：=150+480+480=1110mm 截面特性計算鋼梁截面面積： =4678 mm2 鋼梁截面慣性矩： =107 mm4 鋼梁截面抵抗矩： =105 mm3半截面面積矩： =105 mm3鋼梁截面y方向回轉(zhuǎn)半徑：= mm彈性模量： =105 N/mm2 鋼材彈性模量與混凝土的彈性模量比值：=，又混凝土板換算寬度： (42)根據(jù)式(42)得混凝土板換算寬度為1110/= mm組合梁換算截面面積：=80+4678=17606 mm2換算截面的中和軸距離：==108 mm4 （混凝土徐變）時換算截面截面特性=，=1110/（2）= mm組合梁換算截面的面積：=80+4678=11142 mm2換算截面中和軸距離：=換算截面慣性矩：=108 mm4 施工階段驗算 鋼梁自重： kN/m現(xiàn)澆混凝土板自重： kN/m2 施工活荷載： kN/m2 鋼梁上作用的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值分別為：=+= kN/m，== kN/m鋼梁上作用的施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值分別為：==，==（按簡支梁計算）恒荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值分別為：=1/8= kNm=1/2= kN鋼梁上作用的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值分別為：=+= kN4 鋼梁整體穩(wěn)定驗算在施工階段，當(dāng)組合樓板混凝土強度尚未到達(dá)設(shè)計值，且壓型鋼板不能完全提供側(cè)向支撐時，需對組合截面次梁的鋼梁進(jìn)行整體穩(wěn)定計算。=310 N/mm2整體穩(wěn)定滿足要求。 使用階段計算1 荷載計算建筑面層及吊頂荷載： kN/m2樓面活載： kN/m2組合梁上使用階段荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值：=+（++）= kN/m== kN/m組合梁上使用階段后增加的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值分別為：== kN/m，== kN/m梁從屬面積，故無需折減。m 活荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值分別為： 使用階段組合梁上作用的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值分別為：+= kN鋼梁的局部穩(wěn)定翼緣：，滿足要求。4 組合梁的承載能力次梁截面類型確定中和軸位置：NN由于，故塑性中和軸位于鋼梁內(nèi)，截面屬于第二類截面。5 抗剪承載力使用階段次梁按塑形理論計算時，剪力均由鋼梁開承擔(dān)滿足要求6 使用階段撓度驗算組和次梁為簡支梁，施工時鋼梁下不設(shè)臨時支撐，且不考慮組合梁滑移交叉點對撓度影響，即荷載計算施工階段作用于鋼梁的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 使用階段作用于鋼梁上后增加的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：使用階段作組合梁中鋼梁由材料自重值所產(chǎn)生的撓度：組合梁在使用階段后增加荷載產(chǎn)生的撓度：使用階段作用于鋼梁上后增加的荷載準(zhǔn)永久組合值：組合梁撓度： 撓度驗算滿足要求。2 梁上最大彎矩點和鄰近零彎矩點之間混凝土板與鋼梁間縱向剪力== kN=3 單個圓柱頭栓釘抗剪連接件的抗彎承載力由于組合次梁為簡支梁，梁上無負(fù)彎矩區(qū)段，故單個圓柱頭栓釘連接件抗剪承載力的折減系數(shù)，壓型鋼板的板肋與組合次梁軸線方向垂直，取，可求出單個圓柱頭栓釘連接件的抗剪承載力折減系數(shù)：= kN= kN= kN= kN，取46個。 截面初選及線剛度計算 截面初選主要截面特征見表41表41 主要構(gòu)件特征表構(gòu)件尺寸 /mm截面面積/cm2單位重量/kg載計算值：P=平臺板的計算跨度：m 彎矩設(shè)計值：計算系數(shù)：得：計算面積： 計算結(jié)果 梯板1號鋼筋計算結(jié)果（跨中）計算面積：=：B10150實配面積：3號鋼筋計算結(jié)果（支座）計算面積：=：B10300實配面積：4號鋼筋（分布鋼筋）計算結(jié)果：采用方案：A8300 實配面積： 平臺板6號鋼筋計算結(jié)果：計算面積：= mm2/m 采用方案：B10200實配面積： mm2/m 筋配率： 6號鋼筋（分布鋼筋）計算結(jié)果：采用方案：6250 實配面積： mm2/m 平臺梁基本參數(shù)平臺梁采用熱軋H型鋼，HN3001509，截面特性 荷載計算恒荷載平臺梁自重 = kN/m平臺板傳來 梯段板傳來 小計 kN/m活荷載 (+)= kN/m總荷載設(shè)計值： P=+= kN/m 內(nèi)力計算鋼梁按簡支梁計算，鋼梁上作用的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值分別為：kN/m 鋼梁上應(yīng)力計算鋼梁翼緣彎曲應(yīng)力： N/mm2 =310 N/mm2鋼梁腹板剪應(yīng)力： N/mm2 =180 N/mm2，即鋼梁應(yīng)力滿足要求。 鋼梁撓度驗算=mm 滿足要求。表62 墻、樓板、屋面板重力荷載代表值層次構(gòu)件A/m21外墻內(nèi)墻24外墻內(nèi)墻56外墻內(nèi)墻其他15層樓板6層屋面板表63 各層重力荷載代表值層次123456注：，式中為第i層恒荷載產(chǎn)生的重力荷載，為樓面均布活荷載產(chǎn)生的重力荷載。柱的線剛度為，其中Ic為柱截面慣性矩，h為柱計算高度。各層框架柱側(cè)移剛度計算見下表64,為梁柱線性剛度比表64各層框架住側(cè)移剛度計算層次中柱邊柱261N/mmN/mm，故該框架為規(guī)則框架。結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值對于50m一下的多層鋼框架結(jié)構(gòu)，因此地震影響系數(shù)曲線下降段衰減指數(shù)阻尼調(diào)整系數(shù)水平地震影響系數(shù)—水平地震影響系數(shù)由結(jié)構(gòu)抗震等級決定水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，即底部剪力由于T1=，頂部附加地震作用系數(shù)則頂層水平地震作用： (67)其余各層水平地震作用： (68)各層水平地震剪力： (69)表66各層水平地震作用及剪力計算層次Hi/m654321按抗震驗算時，結(jié)構(gòu)各層最小水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合下式要求： (610)式(610)中為剪力系數(shù)，查表得=，結(jié)構(gòu)最小水平地震剪力驗算見表67表67 結(jié)構(gòu)樓層最小地震剪力驗算樓層6續(xù)表6754321驗算結(jié)果證明，樓層最小水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值滿足要求。表68水平地震作用下橫向框架的位移驗算層次623503736001/1579523503736001/1115423503736001/898323503736001/781223503736001/719134728942001/1187由表68可知最大彈性層間位移角發(fā)生在第二層，其值為=1/719，滿足抗震規(guī)范要求。表69柱端彎矩及剪力層次/m邊柱y62350373378523503733784235037337832350373378