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1、雅居乐多高层钢结构住宅方案设计1 .工程概况工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅；建设地点：东莞市区某地；工程概况：场地大小为30mX30m,812层，建筑总高度不超过40m,室内外高差为0.3m,设计运用年限为50年；基本风压：=0.8kNm2,地面粗糙程度为C类；抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，II类场地土，设计地震分组为第一组。场地土层状况：表2-1场地土层状况层次层厚（m）层底标高（m）（地面标高0.00）土体类型土体参数I1.00-1.00杂填土II2.50-3.50淤泥质土IIl3.00-6.50粉质粘土含水率供=31%,塑限=18%,液限在=37%IV5.50-12
2、.00粉土孔隙比e=07VOO.中密的中砂2 .建筑与结构布置3.1.建筑布置3.1.1.首层建筑平面图如下图31所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四月店。由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。图3-1首层建筑平面图3.1.2.标准层平面图如下图3-2所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧房，两个卫生间，一个厨房，一个
3、阳台（左右侧阳台以一墙分开）。而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧房，一个书房，一个厨房,两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。此外，左右两户为于中间墙对称。=_41III1-4IIIi.f=4rj1.I1III1.W=1=-11因IIIJJ计算书配套CAD图纸在爱建筑网下载全套毕业设计尽在爱建筑网3.1.3.顶层平面图如下图3-2所示，顶层设计为空旷的天台，外围有1.2m的女儿墙，屋檐外挑50OmmoII-.3.1.4.剖面图i5力,1*31与W1,*|s4三19*1*j5*iM员d*1I3.EE0E110唱10阻|0眼IiiiiiiiiiIIIIIIIIIiiiiiiihIlliIll
4、IiiiiiiiiminIiiiiiiiiilinnIiiiiiiihIIIIIIIIiiiiiiiiIIIIIIIIIiiiiiiihIIIIIIIIIIIIIIMIIIIIIIIiiiiiihIIIIIIIIIiiiiiiimIIIIIIIIIJb=b=P=BaHajIitaBBiBligi画唱I画圈画喇置囱ggII图3-4剖面图2J三Ej0三Illllu三IIIiHiIIIlIIIiHiIIiIIlliiliililinIlliiliihlIlliIIlIIiIl三ilIliiiliiiiioamhuiIIIIllll国1.国园比IHIIIIHIIIIIIIIIIIIII11MI1.lf
5、fl1.mm0T三03三三三三lffilerIl三T11IInW三三三JBa国3. 2.结构布置如下图3-4所示，结构布置为纯框架结构，主梁与柱刚接，由于建筑设计中布置了很多轻质A1.C隔板，为满意结构须要，布置连续次梁。由于结构比较规则，且受力也比较对称，次梁与主梁连接采纳刚接方式。图3-4标准层结构布置图3.初步设计3.1. 建筑做法屋面做法：压型钢板混凝土组合楼板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，100140厚(2%找坡)膨胀珍宝岩保温层，八层作法防水层(三毡四油上铺小石子)。墙身做法：外墙采纳15Omm厚A1.C板，分户墙等要加支撑的墙选用混凝土空心小砌块，内隔墙采纳100
6、mm厚A1.C板，计算自重6.5ZN/加楼盖做法：楼盖采纳压型钢板混凝土组合楼板，压型钢板上的混凝土选取100mm。门窗做法：门为木门，自重0.2kNm2,窗为钢窗玻璃窗，自重0.4kNm204. 2.屋盖做法压型钢板采纳国产压型钢板YX70-200-600O下面查建筑结构荷载规范(GB50009_2001)进行荷载计算。由于屋面为上人的屋面，取标准值为2.0%Na。恒荷载标准值20厚水泥混凝土找平2X23=0.46ZN/100140厚(2%找坡)膨胀珍宝岩(0.()8+0,16)27=0.()84w2八层作法防水层OAkNZm2100mrn厚钢筋混凝土楼板0.125=25ZN20mm厚石灰砂
7、浆抹底2x17=0.34AN/tn压型钢板自重0.136Wn2小计3.92ZN/荷载设计值g+q=1.2X3.92+1.4X2.0=4.70+2.8=75kN/m24.3.楼盖做法依据建筑结构荷载规范(GB50009-2001),民用建筑楼面均布活荷载标准值亦取2.0kNm2O恒荷载标准值水磨石面层0.65kNm220厚水泥混凝土找平002x23=0A6kNm2100mrn厚钢筋混凝土楼板0.1x25=2.5ZN/苏压型钢板自重036kNm2小计4.09kNm2g+q=1.2X4.09+1.4X2.0=7.71kN/m2确定荷载设计值时考虑两种状况：活荷载效应限制和恒荷载效应限制，取大者。故，
8、在此取g+4=7.7WNm4.4.材料验算查压型钢板规格表，压型钢板强度/=205N/加，面积&=166&压型钢板自重0.136ZN三2,%=10064c,叱jr=27.37c,混凝土选用面层自重为1.lWN/,重心距底板高度为41.46利。平均板厚度为.U007X1zw+5(70mm+50mm)270)100Omm=12tntn计算简图：由于施工阶段板块还未拼接完成，故分为一块一块，可视其为结构为简支单向板，而在结构布置中，,max=2100“。7.71图4T计算简图施工阶段：恒载活载弯矩运用阶段恒载g=1.2xg*=1.2(0.12125+0.136)=3.79Vwqx=Aqk=1.41.
9、0=AkN/mM=Jg+1V1.x=(3.79+1.4)2.12=2.86ZNmOOg=1.2x4.09=4.9MNm2活载g=1.4x2.0=2.8(UN/m弯矩M=U2.86ZNm挠度计算5(g*+qj4384EsIef5(4.91+2.80)x2.143842.06105100.6410-89.42mmmi11=10.5机机m,11200200组合板验算（运用阶段）抗弯强度=100+70-41.4=128.6(加?)Aj1668205”,X=35.62(MW)623*N.m)斜截面抗剪承载力每个肋平均宽度(50+70)/2=60(mm)V=0.7f,b=0.71.10(560)l28.6
10、=29.7(kN)9.92(ZN)4.5.板的设计按弹性设计。计算简图由结构平面布置图知，楼板最长跨度为十四跨，而由于结构力学学问知，在中间跨部分，弯矩基本相等，而图中中间跨的跨度没有很大的改变，故化为五跨的简图来计算。中间跨取最大长度1.x=I900表4-1五跨计算表荷载图跨内最大弯矩支座弯矩MlM2M3MbMcMdMf90.0780.0330.046-0.105-0.079-0.08-0.105AQAAbqmi、IImETm0.1一0.085-0.053-0.04-0.04-0.0531将力VaVblBclVdlVelVfVbrBcrVdrVer0.394-0.61-0.47-0.5-0.
11、5260.3940.5260.50.4740.6060.447-0.550.013-0.5-0.013-0.450.0130.5-0.0130.553由表知，最大内力如下：g=1.2X4.09=4.91kN/而，g=1.4x2.0=2.SkNm2弯矩M=0.0782+0.2=0.0784.911.92+0.12.81.92=2.39ZNinMb=-0.1052-0.052=-0.1054.911.92-0.0532.81.92=2A0kNm剪力Mb=0.394g/+0.447=0.3944.911.9+0.4472.81.9=6.05ZN4.6.次梁的设计内隔墙采纳100mm厚A1.C板，计算
12、自重65ZN加3,即化为线性均布荷载为6.53.000O.lOO=1.95Ar7Vw,暂不考虑次梁自重。4.6.1.荷载设计值恒荷载设计值：板传来恒荷载4.09X1.2X2.1=10.3IzN/小A1.C板自重6.53.0000.100=1.95kNm小计T2.26kN/m活荷载设计值2.82.1=5.88ZNm4. 6.2.计算简图由于跨度改变比较大，不应采纳等跨度连续梁，但为便利手算，取最长跨度3.3m作为等跨连续梁进行手算。计算简图如下：12.26kNmIII口口IIZSZSS三图4-2恒载标准值分布图5.88kNm口口口口口口口口口口口ISSZSZS图4-3活载标准值分布图弯矩M=O.
13、078(g+q)2=0.078(12.26+5.88)3.32=15AkN-mM,7.105(g+g)2=-0.105(12.26+5.88)3.32=-20.7kN-m剪力Mh=0.394(g+q)/=0.394(12.26+5.88)3.3=23.6AN4.6.3.最不利荷载当考虑最不利荷载时，如下组合可得到最大正弯矩、最小负弯矩和最大剪力：4.6.3.1.最大正弯矩：12.26kNmIIIIIII三三三三5.88kNnIIIIIIISSSS图4-4最大正弯矩分布图M正,max=0.078gl2+OAQOql2=0.078X12.263.32+0.1(X)X5.88X3.32=16.82Z
14、Nm4.6.3.2.最大支座负弯矩和最大剪力：12.26kNn口口口口口口口口口口口口口ITTTl三SSS5.88kNm口口口口ITrn口口口IZSSSZS图4-4最大支座负弯矩和最大剪力分布图M负.ax=-Ol05g-0.119ql2=-0.105l2.26X3.32-0.1195.883.32=-21.64ANmVmax=-0.606gl-0.62Dql=-0.60612.263.3-0.620X5.88X3.3=一36.55ZN考虑到内力组合时梁的最不利内力组合多是：恒荷载+活荷载+风荷载，将计算弯矩乘上1.2的放大系数，可得Yxf1.2x21.641061.0215=120781.4W
15、可选用”M150l0069,WMA.=140CZM3=140000nmy120781Ammy理论重量为214kgm,化为线性荷载为：21.49.81000=0.21三,此时，恒荷载设计值为：12.26+0.21=1247AN/验算最大负弯矩:M负,max=-l5g2-0.U9g2=-0.10512.473.32-0.1195.883.32=-21.88ANm而4等=踪篝%22393W3满意要求。4.7.主梁的设计4.7.1.材料选用本结构选用6）轴框架进行截面初步设计,对于梁选用Q235钢材,柱子选用Q345钢材。4.7.2.力的传递由于次梁承受了板传来的荷载，主梁主要承受次梁的荷载，而次梁的
16、荷载主要为集中力。4.7.2.1,恒荷载标准值次梁传来的恒载12.26x3.3=40.56ZN次梁自重0.23x3.3=0.76&N小计40.56+0.76=41.327V4.7.2.2.活荷载标准值次梁传来的活载5.883.3=19.404.7.2.3.计算简图及计算1）满载时：GGGGGGGGGGIIIlIlIl图4-6恒载标准值分布图QQQQQQQQQQIlH4444图4-7活载标准值分布图最大正弯矩：“正=0.240(G+Q)/=0.240(41.32+19.40)2.1=30.60ZNm最小负弯矩：M负=-0.281(G+)/=-0.281(41.3219.40)2.1=一35.83
17、0Vin最大剪力：Vmax=-1.281(G+)=-1.281x(41.32+19.40)=一77.78攵N2)最大正弯矩计算简图：GGGGGGGGGGZSSSS图4-8恒载标准值分布图QQQQQQZxZAZX7图4-9活载标准值分布图最大正弯矩：Mez=0240G/+0.287。/=0.24041.322.1+0.28719.402.1=32.52女Nm3）最小负弯矩和最大剪力计算简图:GGGGGGGGGG图4-10恒载标准值分布图QQQQQQ图4T1活载标准值分布图最小负弯矩:M负,g=-281G0.319Q/=-0.28141.322.1-0.319X19.402.1=-37.38ANm
18、最大剪力：Vmax=-1.281G-1.319=-1.28141.32-1.319l9.40=78.5ZN4. 7.2.4.最不利组合及材料选型考虑到内力组合时梁的最不利内力组合多是：恒荷载+活荷载+风荷载，将计算弯矩乘/,也MmaX1.26l.851061.0x215=345209.3加上1.2的放大系数，可得可选用“N450X200X8X12,Wnv=15()0CW3=15(XXXX)Itun33452()9.3fwn3Ix=33700cm44.8. 柱的设计不考虑柱自重，当恒载与活载均满布时，各柱有最大轴力。由此估算，估算如下:满载时：图4T3恒载设计值分布图QUHmnntnnZSZSZ
19、SS图4T4活载设计值分布图支座剪力：12(G0+-(G+)+-(G+)/V=3221=2(G+)=2(49.58+27.16)=153.48AN两端支座反力：N=(G+Q)+V=(49.58+27.16)+153.48=230.22ZN中间支座反力：N=2V=2x153.48=306.96ZN与电算比较，如下图：s60%昌mr二.三x图4-15Sap2000电算结果由图知，最小的支座反力为154.78ZJV,最大的支座反力为310.11AN,与手算结果相差不大。选手算的中间支座反力估算全栋楼每根柱的受力尸=9x310.11=2762.64ZN钢框架中，框架柱的长细比限制在30-70之间，在这
20、个范围内，柱的轴心受压稳定系数。大致在0.7-0.8之间，同时，考虑到柱是处于弯压状态，在没有计算弯矩作用时，把柱所受轴力N乘以放大系数。(1.2-1.4)ZANA11.(0.5-0.M)/N0.5/2762.64103().531()=21694A5nm2性矩性矩。柱选用截面W#400x408x21x21,A=251.5c,Ix=711()0cm4Iy=23800c梁柱构件的线刚度计算后如图，其中在求梁截面惯时考虑到楼板的作用，取/=。4为钢梁的截面惯梁刚度：AB、BC梁:CD、DE梁:i=1.5E29000XlO85.0=8.7105EEF梁:r=1.5E290001085.2=8.371
21、05E柱刚度:底层柱:上部柱:l5ex71100x102=32.3210-5E.=1.5Ex71100XlO-3.0=35.55105E8.78.78.78.735.5510.3610.368.78.78.37I35.5510.3610.368.78.78.37I35.5510.3610.368.78.78.37I35.5510.3610.368.78.78.37i35.5510.3610.368.78.78.37I35.5510.3610.368.78.78.37I35.5510.3610.368.78.78.3732.32T7J7A4200B4200C5MOD5000E5200ImrF图4
22、77结构计算简图（图中数字为线刚度）4.框架设计5.1.恒荷载计算由于次梁传递了板和A1.C板的荷载，故屋面框架梁线荷载和楼面框架梁线荷载只有梁本身自重和其涂层自重，线荷载如下：屋面框架梁线荷载和楼面框架梁线荷载72.4X9.81OOO=0.71kNm10.242.7919=12J12kN1X0.02X2X2.79X17=1.90ZN14.62AN12.26X3.3=40.56AN0.23X3.3=0.76ZN7W250250钢梁自重屋面框架节点集中荷载标准值Im高女儿墙墙侧粉刷小计楼面框架节点集中荷载标准值次梁传来的恒载次梁自重小计40.56+0.76=4.32kN5.2.活荷载计算屋面框架
23、梁集中荷载标准值：S3.922.1-=22.97次梁传来的活载2楼面框架梁集中荷载标准值：4.09x2.1x3=23.96N次梁传来的活载25.3.内力计算多层多跨框架在竖向荷载作用下，侧向位移比较小，计算时可忽视侧移的影响，用力矩安排法计算。由于精确分析可知，每层梁的竖向荷载对其他各层杆件内力的影响不大，因此，将多层框架分解成一层一层的单层框架分别计算。在计算时，假定上下柱的远端为固定端，为了使误差减小，除底层外，其他层各柱的线刚度乘以折减系数0.9,另外，传递系数也由5修正为3。5.3.1,恒荷载作用下的内力计算41.3241.32IIo413241321IItUXitItilt14624
24、132J:。:413241.32,J141324132,Ul413241324132413214IU,6277774132413241321JJt41324132,Ul4132413241324132Trrr4132413241.321JJt413241324132413241324132413241.3241.3241324132IU,41.324132t1.Jt413241321.Jt4132-11M413241.3241.32JJt413241.324132413241324132U1.41324132413241.32413241.3241,324132J.E4132413241321
25、.4132413241324132413241321.413241.32413241,32413241324132413241.32IU,ABCDEF图5-1恒荷载计算简图（图中数据单位：集中力为kN；均布力为km）顶层框架41,32413241324132计算结果:表5-1顶层荷载弯矩安排节点D项目下柱右梁左梁下柱右梁左梁下柱刚度35.558.708.7035.558.708.7035.55柱刚度*0.932.008.708.7032.008.708.7032.00分配系数0.7860.2140.1760.6480.1760.2140.786弯矩（集中力）kN*m-45.9145.91-45
26、.9145.9136.109.82-9.82-36.104.91-4.910.000.000.0036.10-36.1050.820.00-50.8236.10-36.10弯矩（均布力）kN*m-1.481.48-1.481.481.160.32-0.32-1.160.16-0.160.000.000.001.16-1.161.640.00-1.641.16-1.16总弯矩37.26-37.2652.460.00-52.4637.26-37.26柱下弯矩12.420.00-12.4213.33图5-3顶层梁弯矩屋面框架41.3241.3241.3241.3241.32Ai*iiHiiiiiii
27、iiBCDE0.71F图5-4屋面框架恒荷载表5-2屋面框架恒荷载弯矩安排节点ABCDEF项目下柱右梁左梁下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱刚度35.5510.3610.3635.5510.3610.3635.5535.558.708.7035.5535.558.708.7035.5535.558.378.3735.55柱刚度*0.932.0010.3610.3632.0010.3610.3632.0032.008.708.7032.0032.008.708.7032.0032.008.378.3732.00分配系数0.7550.2450.1970.6070.19
28、70.1250.3850.3850.1050.1070.3930.3930.1070.1070.3950.3950.1030.2070.793弯矩（集中力）kN*m-21.6921.69-38.5738.57-45.9145.9145.9145.91-47.7547.7516.395.319.90-37.852.65-4.952.798.632.790.732.682.680.701.400.360.742.292.290.62-0.04-0.14-0.14-0.040.37-0.02-0.07-0.23-0.070.000.010.010.00-0.040.030.0116.41-16.41
29、27.078.41-35.4740.702.292.29-45.2945.87-0.14-0.14-45.5946.622.692.69-52.0037.85-37.85弯矩（均布力）kN*m-1.041.04-1.041.04-1.481.48-1.481.48-1.601.600.790.26-0.33-1.270.13-0.17-0.03-0.08-0.030.030.110.110.03-0.010.020.060.170.170.050.00-0.01-0.010.000.030.00-0.01-0.02-0.010.000.000.000.000.000.79-0.791.14-0
30、.09-1.051.090.170.17-1.431.48-0.01-0.01-1.471.510.110.11-1.741.27-1.27总弯矩17.20-17.2128.218.31-36.5241.792.462.46-46.7247.35-0.15-0.15-47.0548.132.802.80-53.7339.11-39.11柱弯矩5.732.770.820.82-0.05-0.050.930.93-13.04标准层框架41.32141.3241.3241.3241.32图5-6标准层框架恒荷载表5-3标准层框架恒荷载弯矩安排节点AC：EF项目上柱Tft右粱左粱上任下柱右梁左粱上柱下
31、我右粱左梁上任下柱右梁左梁上柱下柱右梁左粱上柱下柱刚度35.5535.5510.3610.3635.5535.5510.3610.3635.5535.558.708.7035.5535.558.708.7035.5535.558.378.3735.5535.55iffl*o.32.0032.0010.3610.3632.0032.0010.3610.3632.0032.008.708.7032.0032.OO8.708.7032.0032.008.378.3732.0032.00分繇教0.4300.4300.1390.1220.3780.3780.1220.1250.3850.3850.105
32、0.1070.3930.3930.1070.1070.3950.3950.1030.1160.4420.442弯矩（集中力）kN*m-21.6921.69-38.5738.57-45.9145.91-45.9145.91-47.7547.759.349.343.02-5.52-21.11-21.111.51-2.761.885.805.801.880.491.811.810.470.940.250.802.472.470.67-0.03-0.10-0.10-0.030.40-0.01-0.05-0.15-0.15-0.050.000.010.010.00-0.020.010.010.009.359.35-18.6925.035.655.65-36.3440.302.472.47-45.2445.88-0.10-0.10-45.6946.391.821.82-50.0342.22-21.11-21.11弯矩（均布力）kN*m-1.041.04-1.041.04-1.481.48-1.481.48-1.601.600.450.450.15-0.19-0.71-0.710.07-0.09-0.01-0.03-0.03-0.010.020.020.090.09
