三層鋼框架超市設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 N(KN)下端M(KNm)N(KN)V(KN)中柱上端M(KNm)525218N(KN)下端M(KNm)1111N(KN)2222V(KN)層次桿件截面內力荷載類別內力組合恒(1)活（2）左震（3）右震（4）（1）+（2）(1)+(2)((1)+(2))+(3)(4)1邊柱上端M(KNm)993434N(KN)425196下端M(KNm)99132132N(KN)4503535V(KN)中柱上端M(KNm)5050N(KN)下端M(KNm)108108N(KN)2222V(KN) 梁跨中最不利內力組合層次桿件截面內力最不利組合（1）+（2）(1)+(2)((1)+(2))+(3)(4)1邊跨左M(KNm)V(KN)中M(KNm)V(KN)右M(KNm)V(KN)中跨左M(KNm)V(KN)中M(KNm)V(KN)右M(KNm)V(KN) 柱端最不利內力組合層次桿件截面內力最不利組合（1）+（2）(1)+(2)((1)+(2))+(3)(4)1邊柱上端M(KNm)N(KN)下端M(KNm)N(KN)V(KN)中柱上端M(KNm)N(KN)下端M(KNm)N(KN)V(KN)框架柱的驗算包括強度、整體穩定、局部穩定和剛度驗算，（1） 截面特性：柱Z1的截面為HW4004082121，其截面特性為A=，Ix=71100cm4 Iy=23800cm4 ix= iy= Wx=3560cm3 Wy=1170cm3 梁L1的截面為HN450200914，其慣性矩為Ix=33700cm4。（2）控制內力為：M1= N1=M2= N2=（3）強度驗算：截面無削弱，由于壓彎構件受壓翼緣的自由外伸寬度b與其厚度t之比為，故截面塑性發展系數 對第一組內力：對第二組內力滿足要求（4）彎矩作用平面內穩定計算：由于橫梁中軸力很小，在計算柱的計算長度系數時忽略其影響。柱腳在橫向為剛接，不考慮梁的組合效應，按純鋼梁計。（——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。當柱與基礎剛接時，取。） 查表 μx=可以按b類截面查表得 對于在分析內力未考慮二階效應的無支撐有側移純框架取對第一組內力:滿足要求對第二組內力: 滿足要求。(5)彎矩作用平面外穩定計算：縱向框架梁為HN450200914，Ix=33700cm4，與柱腳剛接，柱腳在縱向也取剛接。 查表得μy= ，可以按b類截面查表得φy=對于均勻彎曲的受彎構件，時，其整體穩定系數可按照下式計算框架為有側移框架，截面形狀系數。對第一組內力對第二組內力滿足要求(6)局部穩定驗算:軋制H型鋼的板件寬厚比較小，都能滿足局部穩定要求，不需計算。(7)剛度是通過限制柱的長細比來滿足要求的 滿足要求（1）截面特性：柱Z2的截面為HN4004001321，其截面特性為， 梁L1的截面為HN450200914，其慣性矩為Ix=33700cm4。（2）控制內力為： （3）強度驗算：截面無削弱，由于壓彎構件受壓翼緣的自由外伸寬度b與其厚度t之比為，故截面塑性發展系數 對第一組內力：對第二組內力滿足要求（4）彎矩作用平面內穩定計算：由于橫梁中軸力很小，在計算柱的計算長度系數時忽略其影響。柱腳在橫向為剛接，不考慮梁的組合效應，按純鋼梁計。（——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。當柱與基礎剛接時，取。） 則，可以按b類截面查表得 對于在分析內力未考慮二階效應的無支撐有側移純框架取對第一組內力： 對第二組內力： 滿足要求。(5)彎矩作用平面外穩定計算：縱向框架梁為HN450200914，其慣性矩為Ix=33700cm4，與柱腳剛接，柱腳在縱向也取剛接。 查表得則，可以按b類截面查表得對于均勻彎曲的受彎構件，時，其整體穩定系數可按照下式計算框架為有側移框架，截面形狀系數。對第一組內力對第二組內力滿足要求(6)局部穩定驗算: 軋制H型鋼的板件寬厚比較小，都能滿足局部穩定要求，不需計算。(7)剛度是通過限制柱的長細比來滿足要求的滿足要求框架梁要驗算強度、剛度、整體穩定和局部穩定。采用壓型鋼板組合樓板時，框架梁與樓板做可靠的連接，能夠阻止梁的側向失穩。在支座負彎矩處，一般可在受壓下翼緣設側向支撐，故不必進行整體穩定的驗算。本工程采用熱軋型鋼，由于軋制條件，其板件寬厚比較小，局部穩定能夠保證，所以不必驗算。另外，主梁一般不考慮組合效應，按鋼梁計算。由內力組合結果，取底層梁組合結果進行驗算。（1）截面特性：L1的截面為HN5002001016，其截面特性為A=， （2）控制內力為： （3）強度驗算：截面無削弱，按受彎構件驗算正應力。另外，在次梁與主梁連接處主梁的腹板設置加勁肋，不必驗算局部壓應力。由于受彎構件受壓翼緣的自由外伸寬度b與其厚度t之比為，故截面塑性發展系數 。滿足要求滿足要求對第二組內力：滿足要求滿足要求 （1）截面特性：L的截面為，其截面特性為A=， （2） 控制內力為： （3）強度驗算：截面無削弱，按受彎構件驗算正應力。另外，在次梁與主梁連接處主梁的腹板設置加勁肋，不必驗算局部壓應力。由于受彎構件受壓翼緣的自由外伸寬度b與其厚度t之比為，故截面塑性發展系數 。 滿足要求滿足要求對第二組內力：滿足要求 框架連接設計包括主梁與柱，次梁與主梁的連接及柱腳設計。連接設計必須滿足傳力和剛度的要求，同時還必須與計算簡圖一致。另外，還要盡量簡化構造，方便施工。本設計中，主梁與柱為剛接方案，栓焊連接方式能滿足抗震變形能力的要求，且加工安裝方便，因此采用這種方式。次梁與主梁為鉸接連接，次梁通過主梁腹板加勁肋與主梁相連，次梁與主梁上表面平齊放置。框架的柱腳為雙向剛接，采用靴梁式連接。：主梁與柱采用栓焊連接設計，主梁翼緣與柱的翼緣采用完全焊透的坡口焊連接，為一級焊縫，焊條采用E50型。采用精確計算法，腹板要承擔全部剪力和按照慣性矩比例分配的彎矩。由于翼緣采用對接焊縫連接為等強度連接，翼緣焊縫不必計算。為滿足焊縫要求在梁腹板上開有焊縫通過孔，在計算腹板承擔的彎矩時腹板的慣性距為扣除焊縫通過孔后的截面。梁下翼緣焊縫通過孔與上翼緣取梁HN450200914與中柱Z1 HW4004082121的連接： 梁與中柱的連接控制內力為： ，連接為摩擦型連接，螺栓直徑取M30，螺栓預拉應力，摩擦面要求做噴砂處理，摩擦面抗滑移系數，腹板連接板（剪切板）為單面。一個高強度螺栓的承載力為：梁腹板慣性矩（扣除焊縫通過孔高上下各35mm）翼緣慣性矩為：則腹板分擔的彎矩為：單個螺栓承擔的剪力為： 螺栓全承受的扭矩為：在T扭矩作用下受力最大的螺栓承受的剪力為：滿足要求剪切板按受剪計算，厚度應滿足抗剪要求。取，連接板與柱翼緣的連接采用雙面角焊縫，在焊縫通過孔處繞角焊，總長∑lw=2300=600mm，焊條為E50系列，手工焊。剪切板與柱翼緣連接焊縫按受彎計算，取hf=10mm, he=滿足要求 次梁HN400150813與主梁HN450200914的連接設計 次梁與框架主梁連接次梁與框架主梁的連接采用鉸接。，承壓型連接，螺栓孔徑為21mm 計算連接螺栓時，偏于安全的認為螺栓群承受剪力V和偏心扭矩。一個螺栓的抗剪承載能力為滿足要求加勁肋厚度取6 mm，鋼材為Q345，與主梁連接為雙面角焊縫，計算時偏與安全地只計算與腹板連接的豎向焊縫，焊角尺寸為6 mm，焊條為E50系列，手工焊。焊縫受力為 滿足要求中柱HW4004082121，柱腳鋼材為Q345鋼，焊條E50系列，采用靴梁式柱腳。內力為M=， V=， N=，混凝土采用C30，考慮了局部受壓的有利作用后用抗壓強度設計值fcc=，為了提高柱腳強度，在外側焊兩根36a的短槽鋼，柱腳計算簡圖如下： 中柱柱腳計算簡圖（1）確定底板尺寸 B=400+2100+225=650mm L=432mm，取L=650mm 中柱確定底板尺寸（2）確定底板錨栓直徑取柱腳4根直徑為φ24的錨栓，材料為Q345，Ae=353mm2。（3）確定板底厚度在底板的三邊支承部分所受基礎反力較大，邊界條件較為不利，因此這部分板所受彎矩最大，取q=，由b1=125mm，a1=400mm，b1/a1=，查表β=，故取f=310N/mm2，則板底厚，取t=14mm 。 （4）靴梁強度驗算靴梁為兩個槽鋼40a和板底組成，中和軸位置 靴梁所受力為： V =qBl=650125= 滿足要求 （5）焊縫計算計算腹板與靴梁的連接焊縫，柱與靴梁受力最大一側的焊縫的壓力為：豎向焊縫的總長度為：∑lw=4(32020)=1200mm連接焊縫所需焊角尺寸為：取hf=8mm。剪力由槽鋼與板底水平連接焊縫承受，按構造要求取焊角尺寸為10，由于該焊縫很長，應力很小，不必計算。（6）柱底剪力柱底剪力由底板與混凝土之間的摩擦力承受，因V==，滿足要求。不必設抗剪鍵。邊柱HW4004001321，柱腳鋼材為Q345鋼，焊條E50系列，采用靴梁式柱腳。內力為M=，V=，N=，混凝土采用C30，考慮了局部受壓的有利作用后用抗壓強度設計值，為了提高柱腳強度，在外側焊兩根36a的短槽鋼，柱腳計算簡圖如下： 邊柱柱腳確定底板尺寸（1）確定底板尺寸 取（2）確定底板錨栓直徑取柱腳4根直徑為φ24的錨栓，材料為Q345，Ae=353mm2。（3）確定板底厚度在底板的三邊支承部分所受基礎反力較大，邊界條件較為不利，因此這部分板所受彎矩最大，取q=，由b1=125mm ，a1=400mm，b1/a1=。 查表β=，故取f=310N/mm2，則板底厚，取t=14mm。 （4）靴梁強度驗算靴梁為兩個槽鋼32a和板底組成，中和軸位置 靴梁所受力為：V=qBl=650125=滿足要求（5）焊縫計算計算腹板與靴梁的連接焊縫，柱與靴梁受力最大一側的焊縫的壓力為：豎向焊縫的總長度為：∑lw=4(32020)=1200mm連接焊縫所需焊角尺寸為：取hf=8mm 剪力由槽鋼與板底水平連接焊縫承受，按構造要求取焊角尺寸為10，由于該焊縫很長，應力很小，不必計算。（6）柱底剪力柱底剪力由底板與混凝土之間的摩擦力承受，因V==,滿足要求。不必設抗剪鍵。使用階段按鋼筋混凝土板計算板按塑性內力重分布方法設計。按剛度條件板厚為l/40=2500/40=。故取板厚。取次梁截面