苏ICP备112451047180号-6
多层钢框架结构办公楼设计
【摘要】本案为某办公楼钢结构及施工图设计。实体工程为钢框架办公楼，该建筑地上为三层，突出屋面层一层，地下零层，总建筑面积为4707.05平方米。此办公楼为钢框架结构，具有强度高、塑性韧性好、重量轻、制作简单、施工工期短等优点，但同时钢结构也具有耐热不耐火、耐腐性差等缺点，所以设计此办公楼的时候采取了充分的预防措施。水平地震作用采用底部剪力法来计算；侧移刚度和结构的自振周期用D值法计算；竖向荷载下的结构内力用分层法计算；考虑有地震和无地震两种方式组合有关的内力效应。整个设计符合现行结构设计规范要求，保证结构有足够的抗震性能，从而实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防目标。
【关键词】钢框架结构 抗震设计 内力组合
【Abstract】 The design of this project is analyse of the multi-layered steel construction of office building and designed of the detail drawing . The structural style is the multi-layered steel portal frame construction . It was used to get the period of the structure by the method of top displacement ; the effect of horizontal earthquake of function by the method of D value ; the structure internal force under the vertical load by the method of divide layers ; and the combination of the structure internal force with the earthquake and without the earthquake . Otherwise , there are the sectional checking computations of girder and pillar under the most unfavorable internal force and the important node designed .
【Keyword】multi-layered steel portal frame construction ; the design of earthquake ; the combination of the internal force
目 录
【摘要】本案为某办公楼钢结构及施工图设计。实体工程为钢框架办公楼，该建筑地上为三层，突出屋面层一层，地下零层，总建筑面积为4707.05平方米。此办公楼为钢框架结构，具有强度高、塑性韧性好、重量轻、制作简单、施工工期短等优点，但同时钢结构也具有耐热不耐火、耐腐性差等缺点，所以设计此办公楼的时候采取了充分的预防措施。水平地震作用采用底部剪力法来计算；侧移刚度和结构的自振周期用D值法计算；竖向荷载下的结构内力用分层法计算；考虑有地震和无地震两种方式组合有关的内力效应。整个设计符合现行结构设计规范要求，保证结构有足够的抗震性能，从而实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防目标。
【关键词】钢框架结构 抗震设计 内力组合
【Abstract】 The design of this project is analyse of the multi-layered steel construction of office building and designed of the detail drawing . The structural style is the multi-layered steel portal frame construction . It was used to get the period of the structure by the method of top displacement ; the effect of horizontal earthquake of function by the method of D value ; the structure internal force under the vertical load by the method of divide layers ; and the combination of the structure internal force with the earthquake and without the earthquake . Otherwise , there are the sectional checking computations of girder and pillar under the most unfavorable internal force and the important node designed .
【Keyword】multi-layered steel portal frame construction ; the design of earthquake ; the combination of the internal force
目 录
【摘要】 1
【关键词】 1
前言 2
1．设计概况 3
1.1设计概况 3
2．结构设计方案 4
2.1结构布置及计算简图 4
2.2材料选用 5
2.3梁柱布置 5
2.4构件截面尺寸初估 5
2.4.1 板截面尺寸估算 5
2.4.2 梁截面尺寸估算 5
2.4.3 柱截面尺寸估算 6
2.4.3 各构件统计 7
2.5各部做法及荷载 8
2.5.1 屋面 8
2.5.2 楼面 8
2.5.3 卫生间 8
2.5.4墙 8
2.5.5外窗 9
2.5.6室内、外门 9
2.5.7楼梯 9
2.6本章小结 9
3．重力荷载代表值计算 10
3.1 屋面恒荷载活荷载统计 10
3.2 楼面恒荷载活荷载统计 10
3.3卫生间恒荷载活荷载统计 10
3.4 各层重力荷载代表值计算 10
3.5 重力荷载代表值汇总 12
3.6本章小结 12
4．水平地震作用下的内力计算 13
4.1 总框架纵向侧移刚度计算 13
4.1.1梁线刚度计算 13
4.1.2柱线刚度计算 14
4.1.3侧移刚度计算 16
4.2结构自振周期及地震力计算 19
4.2.1结构横向自振周期计算 19
4.2.2水平地震作用下横向地震力计算 20
4.2.3水平地震作用下横向位移验算 21
4.3水平地震作用下纵向框架结构的内力计算 22
4.3.1柱弯矩值及剪力值计算 22
4.3.2梁弯矩值及剪力值计算 23
4.3.3柱轴力计算 24
4.3.4 ⑦榀框架手电算内力图 25
4.3.5电算与手算误差分析 31
4.4本章小结 31
5．左风荷载作用下的内力计算 32
5.1 左风荷载作用计算 32
5.2 左风荷载作用下电算内力图 33
5.3 小结 36
6．竖向荷载作用下框架结构的内力计算 37
6.1 ⑦榀框架竖向荷载统计 37
6.1.1 墙线荷载计算 37
6.1.2 三层荷载 37
6.1.3 一、二层荷载 38
6.1.4 恒活荷载布置图 40
6.2活荷载作用下⑦榀框架内力计算 42
6.2.1各构件相对线刚度计算 42
6.2.2梁端弯矩计算 42
6.2.3分配系数计算以及端部弯矩计算 43
6.2.4分层法时梁端内力图 49
6.2.5剪力统计 53
6.2.6轴力统计 54
6.2.7 ⑦榀框架手电算内力图 55
6.2.8手电算误差分析 61
6.3恒荷载作用下⑦榀内力结果 62
6.3.1 ⑦榀框架手电算内力图 62
6.4本章小结 65
7．内力组合 66
7.1 ⑦轴框架内力组合内容 66
7.2 控制截面 66
7.3梁柱内力调整 66
7.3.1.梁支座边缘处的内力值 66
7.3.2.柱内力 66
7.4 荷载组合种类 66
7.4.1.非抗震设计时的基本组合 66
7.4.2.地震作用效应和其他荷载效应的基本组合 67
7.4.3 梁挠度验算时的标准组合 67
7.5 用于承载力计算的框架柱内力组合 67
7.6 用于承载力计算的框架梁内力组合 77
7.7本章小结 85
8．截面验算 86
8.1 强度说明 86
8.2柱的验算（非抗震） 86
8.2.1 刚重比 86
8.2.2 柱截面参数 86
8.2.3不利柱组合 86
8.2.4柱不利组合① 86
8.2.5柱不利组合② 89
8.2.6柱不利组合③ 90
8.2.7柱的抗震验算 90
8.3梁的验算 91
8.3.1梁截面参数 91
8.3.2不利梁组合 91
8.3.3不利梁强度验算 91
8.3.3不利梁刚度验算 91
8.3.4不利梁整体稳定验算 92
8.3.5不利梁局部稳定性验算 92
8.3.6抗震验算 92
8.3.7电算结果 93
8.4 ⑦轴框架总电算应力比 94
8.5本章小结 94
9．框架连接设计 95
9.1连接设计说明 95
9.2梁柱的连接设计 95
9.2.1悬臂梁段与框架梁的连接验算 95
9.2.2螺栓布置 95
9.2.3柱边验算 95
9.2.4连接板厚度 96
9.2.5梁柱节点抗震验算 96
9.2.6梁柱节点承载力验算 99
9.3柱柱拼接节点 101
9.4变截面柱接头 101
9.5主、次梁连接设计 101
9.5.1 二、三层第一跨主、次梁节点设计（7轴） 101
9.5.2 其它跨主、次梁节点设计 102
9.6柱脚设计 102
9.6.1 设计资料 102
9.6.2栓钉设计 103
9.6.3底板设计 103
9.6.4强度验算 105
9.7埋入部分的顶部 105
9.8本章小结 106
10．楼梯设计 107
10.1参数说明 107
10.2梯梁设计 107
10.2.1恒载计算 107
10.2.2可变荷载计算 108
10.2.3内力计算 108
10.2.4截面验算 108
10.2.5与平台梁连接设计 109
10.2.6底层梯梁连接设计 109
10.3踏步设计 109
10.3.1荷载及内力计算 110
10.3.2截面验算 110
10.4平台板设计 111
10.4.1荷载及内力计算 111
10.4.2配筋计算 111
10.5平台梁设计 111
10.5.1荷载及内力计算 111
10.5.2截面验算 112
10.6梯柱设计 113
10.7 本章小结 113
11 混凝土楼板设计 114
11.1参数说明 114
11.2 屋面板设计（弹性法） 114
11.2.1屋面板结构布置图 114
11.2.2荷载统计 115
11.2.3 计算跨度及折减方式 115
11.2.4跨中及支座弯矩计算 115
11.2.5配筋计算 119
11.3 楼板设计（塑性法） 121
11.3.1楼板结构布置图 121
11.3.2荷载计算 122
11.3.3 计算跨度及折减方式 122
11.3.4跨中及支座弯矩计算 123
11.3.5配筋计算 126
11.4 构造要求 128
11.5楼板与框架钢梁的连接 129
11.6 本章小结 129
12．地基基础设计 130
12.1参数说明 130
12.2地基变形验算 130
12.3基础尺寸估算 130
12.4计算基础梁内力 131
12.5基础底板计算 132
12.6肋梁计算 133
12.6.1正截面强度计算 133
12.6.2斜截面强度计算 133
12.7抗震验算 134
12.8构造要求 134
12.9 本章小结 134
13.总结 135
参考文献 136
致谢 137
【Abstract】 138
【Keyword】 138
参考文献
[1] 《钢结构设计规范(GB50017-2003)》 中华人民共和国建设部
[2] 《建筑结构荷载规范(GB50009-2012)》 中国建筑工业出版社
[3] 《建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)》 中国建筑工业出版社
[4] 《混凝土结构设计规范(GB50010-2010)》 中国建筑工业出版社
[5] 《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》 中国建筑工业出版社
[6] 《冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)》中华人民共和国建设部
[7] 《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图(01(04)SG519)》 中华人民共和国建设部
[8] 《高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ 99-98）》中国建筑工业出版社
[9] 夏志斌 姚谏编著《钢结构—原理与设计》 中国建筑工业出版社
[10] 柳炳康 主编 《荷载与结构设计方法》 武汉理工大学出版社
[11] 梁兴文 史庆轩 主编 《混凝土结构设计原理》 高等教育出版社
[12] 梁兴文 史庆轩主编 《混凝土结构设计》 高等教育出版社
[13] 周景星 李广信 虞石民 王洪瑾合编 《基础工程》 清华大学出版社
[14] 马瑞强 何林生 主编 《钢结构构造与识图》 人民交通出版社
[15] 李国强 主编 《多高层建筑钢结构设计》 中国建筑工业出版社
[16] 郭昌生 主编 《钢结构设计》 浙江大学出版社
[17] 邱鹤年 编著 《钢结构设计禁忌及实例》中国建筑工业出版社
[18] 梁峰 张叙 主编 《框架结构施工图设计实例》中国建筑工业出版社
[19] 童根树 主编 《钢结构设计方法》 中国建筑工业出版社
http://www.bysj580.com/
http://www.bysj580.com/