钢结构计算书酒店设计.docx

专业：
级别：
姓名：

2014年 月 日

某酒店建筑与结构设计

专业
班级
姓名
指导教师

2014年 4月 26 日

目 录

摘 要 2
ABSTRACT 2
第一章 结构选型与布置 4
1.1 设计资料 4
1.2 方案选择 4
1.3 基本参数 4
1.4 设计依据 12
第二章结构布置及截面初选 13
2.1 结构构件参数估算 13
2.2 结构平面布置图 16
第三章 轴框架荷载计算 15
第四章 楼（屋）盖设计 21
第五章 框架内力分析 40
第六章 剪力墙计算 130
第七章 大跨度钢屋架计算 164
第八章 基础设计 240
参考文献 246
附 录 245

摘 要
本课题为某酒店结构设计，8层，建筑面积约6390m2，长68.24m，宽27.24m，高18.8m。采用钢框架剪力墙结构。建筑设计使用年限为50年。抗震设防烈度为7度，剪力墙抗震等级为三级，钢框架抗震等级为四级。建筑耐火等级为二级。
设计中首先根据设计出的建筑方案及所选用的建筑材料及做法，确定结构计算简图，进行荷载和内力计算，绘制了相应的内力图；其次，进行结构内力组合，确定结构控制截面的弯矩、剪力和轴力设计值。最后，根据已经计算出的结构控制截面的内力值，对梁、板、柱、基础等进行配筋计算，并绘制了相应的结构施工图。同时，本文采用PKPM软件进行电算，以保证计算结果的可靠性，并达到同手算结果对比、分析的目的。
通过本次毕业设计，我的专业水平得到很大提高，不仅学会综合应用所掌握的专业知识，更积累了不少经验，为将来的工作打下了坚实的基础。

关键词：钢框架剪力墙结构；内力；配筋；控制截面

ABSTRACT
The topic is the design of xx teach building, three layers, the area of construction is about 6390m2, the length of the building is 68.24m, the width is 27.24m and the height is 3.6m. This building is reinforced concrete frame structure. Architectural design life of 50 years. Seismic intensity of 7 degrees, seismic rating of three, fire resistance rating of two buildings, the building fire risk is the risk of a Class A light level.
First of all, according to architectural drawing of design, building material and method, determine schematic calculation, thus completing the load and internal forces calculation, drawing a map corresponding to the internal forces; Secondly, proceed the structure internal force combination, determine the structure control sectional bending moment, shearing force and ax force design value. Finally, according to already calculate structure control sectional internal force value, the beam, slab and columns, the foundation being reinforced, and the mapping of the corresponding structure construction plan. At the same time, we used the software PKPM to ensure the reliability of results, and achieve the purpose of analysis, contrast the result which was calculated by hand.
By this graduation, a comprehensive application expertise have learned to make my professional level has been greatly improved for future work to lay a solid foundation.

Keywords：frame construction; internal force; reinforcement; control section

第一章 结构方案概述
1.1 设计资料
本课题为某酒店结构设计，8层，建筑面积约（ ）m2，长（ ）m，宽（ ）m。采用钢框架剪力墙结构，地上一层二层层高4.8m，标准层层高3.6m。室内设计标高±0.000m，室内外高差为0.6m，总标高31.8m。
结构采用钢框架剪力墙结构。建筑设计使用年限为50年。抗震设防烈度为7度，剪力墙抗震等级为三级，钢框架抗震等级四级。建筑耐火等级为二级，本建筑火灾危险性为A类轻级危险。
墙身内外墙均采用200厚加气混凝土砌块，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm。
楼面除卫生间外均采用水泥砂浆面层赶光，卫生间采用地面砖。
屋面具体构造作法为卷材防水层及保护层+20mm厚1:3水泥砂浆找平层+焦扎找坡最薄处30mm+组合楼板混凝土部分，hc=90mm +1.2mm厚压型钢板 +V形轻钢龙骨吊顶+管道。场地类别为II类，基础埋深1.1m。
1.2 方案选择
钢框架剪力墙是由梁、柱、墙构件通过节点连接形成的骨架结构，在框架结构中布置一定数量的剪力墙，这种结构以剪力墙作为抗侧力结构，既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度。
地震区采用钢框架-剪力墙体系，楼屋盖赛用压型钢板组合楼盖。，大大减轻结构的自重及减少结构层的高度，有利于现场安装方便。从而降低工程总造价。
1.3 基本参数.（PKPM软件）
.....结构材料信息: 有填充墙的钢结构
混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.00
钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00
水平力的夹角(Degree) ARF = 0.00
地下室层数: MBASE= 0
竖向荷载计算信息: 按模拟施工3加荷计算
风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载
地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力
“规定水平力”计算方法: 楼层剪力差方法(规范方法)
结构类别: 钢框架结构
裙房层数: MANNEX= 0
转换层所在层号： MCHANGE= 0
嵌固端所在层号： MQIANGU= 1
墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 1.00
弹性板细分最大控制长度(m) DMAX_S= 1.00
弹性板与梁变形是否协调 是
墙元网格: 侧向出口结点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定 是
地下室是否强制采用刚性楼板假定: 否
墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点 是
计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘 否
采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法
结构所在地区 全国

风荷载信息 ..........................................
修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.65
风荷载作用下舒适度验算风压(kN/m2): WOC= 0.65
地面粗糙程度: B 类
结构X向基本周期（秒）: Tx = 0.60
结构Y向基本周期（秒）: Ty = 0.52
是否考虑顺风向风振: 是
风荷载作用下结构的阻尼比(%): WDAMP= 2.00
风荷载作用下舒适度验算阻尼比(%): WDAMPC= 2.00
是否计算横风向风振: 否
是否计算扭转风振: 否
承载力设计时风荷载效应放大系数: WENL= 1.00
体形变化分段数: MPART= 1
各段最高层号: NSTI= 2
各段体形系数(X): USIX= 1.30
各段体形系数(Y): USIY= 1.30

地震信息 ............................................
振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC
计算振型数: NMODE= 6
地震烈度: NAF = 7.00
场地类别: KD =II
设计地震分组: 一组
特征周期 TG = 0.35
地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.08
用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的
地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.50
框架的抗震等级: NF = 2
剪力墙的抗震等级: NW = 3
钢框架的抗震等级: NS = 3
抗震构造措施的抗震等级: NGZDJ =不改变
重力荷载代表值的活载组合值系数: RMC = 0.50
周期折减系数: TC = 1.00
结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00
中震(或大震)设计: MID =不考虑
是否考虑偶然偏心: 是
是否考虑双向地震扭转效应: 是
是否考虑最不利方向水平地震作用: 否
按主振型确定地震内力符号: 否
斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0

活荷载信息 ..........................................
考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到2层
柱、墙活荷载是否折减 不折算
传到基础的活荷载是否折减 折算
考虑结构使用年限的活荷载调整系数 1.00
------------柱，墙，基础活荷载折减系数-------------
计算截面以上的层数---------------折减系数
1 1.00
2---3 0.85
4---5 0.70
6---8 0.65
9---20 0.60
> 20 0.55

调整信息 ........................................
梁刚度放大系数是否按2010规范取值： 是
托墙梁刚度增大系数： BK_TQL = 1.00
梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85
梁活荷载内力增大系数： BM = 1.00
连梁刚度折减系数： BLZ = 0.60
梁扭矩折减系数： TB = 0.40
全楼地震力放大系数： RSF = 1.00
0.2Vo 调整分段数： VSEG = 1
第 1段起始和终止层号： KQ1 = 1, KQ2 = 2
0.2Vo 调整上限： KQ_L = 2.00
框支柱调整上限： KZZ_L = 5.00
顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0
顶塔楼内力放大： RTL = 1.00
框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:是
柱实配钢筋超配系数 CPCOEF91 = 1.15
墙实配钢筋超配系数 CPCOEF91_W = 1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1
弱轴方向的动位移比例因子 XI1 = 0.00
强轴方向的动位移比例因子 XI2 = 0.00
是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0
薄弱层判断方式： 按高规和抗规从严判断
强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0
薄弱层地震内力放大系数 WEAKCOEF = 1.25
强制指定的加强层个数 NSTREN = 0

配筋信息 ........................................
梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 270
柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 270
墙水平分布筋强度 (N/mm2): FYH = 210
墙竖向分布筋强度 (N/mm2): FYW = 300
边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210
梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00
柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00
墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 150.00
墙竖向分布筋配筋率 (%): RWV = 0.30
结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0
结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率(%): RWV1 = 0.60
梁抗剪配筋采用交叉斜筋时
箍筋与对角斜筋的配筋强度比: RGX = 1.00

设计信息 ........................................
结构重要性系数: RWO = 1.00
钢柱计算长度计算原则(X向/Y向): 有侧移/有侧移
梁端在梁柱重叠部分简化: 不作为刚域
柱端在梁柱重叠部分简化: 不作为刚域
是否考虑 P-Delt 效应： 否
柱配筋计算原则: 按单偏压计算
按高规或高钢规进行构件设计: 否
钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85
梁保护层厚度 (mm): BCB = 20.00
柱保护层厚度 (mm): ACA = 20.00
剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4: 是
框架梁端配筋考虑受压钢筋: 是
结构中的框架部分轴压比限值按纯框架结构的规定采用:否
当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件: 是
是否按混凝土规范B.0.4考虑柱二阶效应: 否
支撑按柱设计临界角度: 20.00

荷载组合信息 ........................................
恒载分项系数: CDEAD= 1.20
活载分项系数: CLIVE= 1.40
风荷载分项系数: CWIND= 1.40
水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30
竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50
温度荷载分项系数: CTEMP = 1.40
吊车荷载分项系数: CCRAN = 1.40
特殊风荷载分项系数: CSPW = 1.40
活荷载的组合值系数: CD_L = 0.70
风荷载的组合值系数: CD_W = 0.60
重力荷载代表值效应的活荷组合值系数: CEA_L = 0.50
重力荷载代表值效应的吊车荷载组合值系数:CEA_C = 0.50
吊车荷载组合值系数: CD_C = 0.70
温度作用的组合值系数:
仅考虑恒载、活载参与组合: CD_TDL = 0.60
考虑风荷载参与组合: CD_TW = 0.00
考虑地震作用参与组合: CD_TE = 0.00
砼构件温度效应折减系数: CC_T = 0.30

1.4设计依据
1．《建筑设计资料集-1、4(第二版)》 中国建筑工业出版社 1994
2．《民用建筑设计通则》GB 50352-2005
3．《办公建筑设计规范》JGJ 67-89
4．《建筑设计防火规范》GB 50016-2006
5．《无障碍设计规范》GB 50763-2012
6．《房屋建筑制图统一标准》GB/T 50001-2010
7．《建筑制图标准》GB/T 50104-2010
8．《土木工程专业毕业设计指导书》（建筑工程分册） 合肥工业大学出版社 2007
9．屋面、饰面、门窗、室外工程、浴厕等标准图集
10．《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012
11．《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
12．《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010
13．《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011
14．《钢结构设计规范）》 GB50011-2003
15．《高层建筑混凝土结构技术规范》 JGJ3-2010
16．《组合楼板设计与施工规范》 CECS273-2010
17.《高层民用建筑工钢结构技术规程》 JGJ99-88

第二章 结构布置及构件截面初选
本设计结构布置图如图1~2,3，取一品框架位计算单元
1．梁截面初选，
=(1/15~1/20)，详细梁高见结构施工图

2．柱截面初选
由楼面荷载按9KN/m2初步估算荷载，柱长细比取100
柱的轴压力设计值N=（2.4/2+6.6/2)*8.4*8*1.3*9=3538KN,其中1.3为荷载分项系数平均值，按b类截面查表稳定系数为0.555
估算公式：Ac≥N/0.555f=205.6cm2
考虑弯矩及倾覆压力的影响取1.4A=1.4*205.6=287cm2

3． 墙按高层建筑设计规范取h=200mm
, 4.压型钢板采用YX75-230-690（2），板厚t=1.2mm.有效截面惯性矩Ief=1450000mm4/m.正弯矩有效截面底抗拒Wt=34500mm3/m,负弯矩截面底抗拒Wsc=35600mm3/m,一个波距截面面积Ap=416.76mm2,形心到其板底的距离hyo=40.1mm,自重0.148KN/m2

经计算，构件截面尺寸见下图。

第三章 轴框架荷载计算
3.1 恒载计算

1、屋面恒载
卷材防水保护层 0.4 KN/m2
20厚1:3水泥砂浆找平 20 X0.2 =0.4 KN/m2
找坡层:170厚水泥石灰焦渣砂浆 2% 找坡 10X(0.03+0.23)/2=1.3KN/m2
组合楼板混凝土部分hc=100mm,H折=134mm 25×14=3.35 KN/m2
1.2厚压型钢板 [YX-75-230-690(2)] 0.148KN/㎡
V形轻钢龙骨吊顶 0.12KN/㎡
管道 0.25KN/㎡

合计 6.0 KN/m2

5、梁上墙线荷载简化计算
1）标准层主梁上墙
墙200厚叶彦空心砖双面抹灰 0.20×10=2.0 KN/m2
5厚水泥石灰膏砂浆找平 0.005×20=0.1 KN/m2
8厚水泥石灰膏砂浆打底 0.008×20=0.1 KN/m2
3厚外加剂专用砂浆抹基面 0.003×20=0.1 KN/m2
合计 2.4 KN/m2

卫生间一侧贴砖加0.5KN/m2， 两侧贴砖加1.0KN/m2，

合计 2.70kN/m

3.2活载取值
活荷载取值见下图

第四章 楼（屋）盖设计

钢与混凝土组合梁设计

----- 设计信息 -----

钢梁钢材：Q345
混凝土强度等级：C25
钢筋级别：Ⅰ级 (HPB235)
楼板为压型钢板混凝土组合楼板
压型钢板板肋平行于组合梁
连接件类型：栓钉连接件
连接件型号：M16
连接件材料：Q235
连接件列数：2
连接件长度(mm)：130
连接类型：完全抗剪连接
连接件横向间距(mm)：100

组合梁跨度(m)： 2.500
钢梁截面：焊接组合H形截面:
H*B1*B2*Tw*T1*T2=350*200*200*6.5*9.0*9.0
混凝土翼板有效宽度(mm)：2600
混凝土翼板厚度(mm, 不含压型钢板凸肋高度)：100
压型钢板凸肋高度(mm)：100
压型钢板凸肋上宽(mm)：500
压型钢板凸肋下宽(mm)：250
梁类型：简支梁
容许挠度限值[υ]: l/400 = 6.250 (mm)
考虑施工阶段的验算: 考虑
验算施工阶段钢梁的稳定: 不验算
施工阶段恒载产生的挠度叠加到使用阶段挠度计算: 叠加
(注：使用阶段的挠度计算时，会自动扣除施工阶段的恒载)

----- 设计依据 -----

1、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）

2、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）

----- 截面特性计算 -----

1、钢梁截面特性计算
A =5.7580e-003; Xc =1.0000e-001; Yc =1.7500e-001;
Ix =1.2450e-004; Iy =1.2008e-005;
ix =1.4704e-001; iy =4.5666e-002;
W1x=7.1142e-004; W2x=7.1142e-004;
W1y=1.2008e-004; W2y=1.2008e-004;

2、短期效应(标准组合)对应换算截面特性
钢材与混凝土弹性模量比值αE： 7.391
换算截面积 Aeq：4.0935e-002 (m2)
换算截面惯性矩 Ieq：6.7645e-004 (m4)

3、长期效应(准永久组合)对应换算截面特性
换算截面积 Aeq：2.3346e-002 (m2)
换算截面惯性矩 Ieq：5.9734e-004 (m4)

----- 施工阶段作用与验算 -----

1、梁自重作用计算(含钢梁与梁托自重)
梁自重等效均布线荷标准值(KN/m)：1.390

2、施工阶段钢梁上恒载作用
荷载编号 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2
1 1 12.00 0.00 0.00 0.00

3、施工阶段钢梁上施工荷载作用
荷载编号 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2
1 1 1.00 0.00 0.00 0.00

4、施工阶段梁上各断面内力计算结果

△　组合1：1.2恒+1.4施工
断面号 ： 1 2 3 4 5 6 7
弯矩(kN.m)： -0.000 4.170 7.581 10.235 12.130 13.267 13.646
剪力(kN) ： 21.834 18.195 14.556 10.917 7.278 3.639 0.000

断面号 ： 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN.m)： 13.267 12.130 10.235 7.581 4.170 -0.000
剪力(kN) ： -3.639 -7.278 -10.917 -14.556 -18.195 -21.834

5、施工阶段钢梁强度验算

施工阶段钢梁下部受拉作用最大弯矩(KN.m): 13.646 (组合：1; 断面：7)
下部受拉钢梁强度计算最大应力(N/mm2): 19.182 < f=310.000

施工阶段钢梁上作用最大剪力(KN): 21.834 (组合：1; 断面：1)
施工阶段钢梁上最大剪应力(N/mm2): 10.697 < fv=180.000