摘 要

本工程为广东省中山市武汉理工大学中山研究院钢结构办公楼，结构类型为钢框架结构，主体梁柱框架选用热轧H型钢作为受力构件，屋面板和楼面板选用现浇钢筋混凝土板。设计基准期50年，雪荷载为0，基本风压：。抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.1g，所在场地设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。

设计包括建筑设计和结构设计两个部分。为满足防火要求和建筑使用要求设置四部电梯，两部双跑楼梯，屋面为不上人屋面，计算书选取了边框两跨框架进行了设计，计算书内容包括：荷载统计、梁柱截面初选、内力计算、内力组合、梁柱截面验算、节点设计、楼板设计、楼梯设计以及基础设计。设计过程中严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。

关键词：钢框架结构、截面设计、内力计算、抗震设计、节点设计

Abstract

This project is a steel structure office building of Zhongshan Research Institute, Wuhan University of technology, Zhongshan City, Guangdong Province. The structural type is steel frame structure. The main beam column frame uses hot-rolled H-shaped steel as the stress component, and the roof slab and floor slab use cast-in-place reinforced concrete slab. The design reference period is 50 years, the snow load is 0, and the basic wind pressure is . The seismic fortification intensity is 7 degrees, the design basic acceleration is 0.1g, the design earthquake group of the site is the first group, and the site category is class II.

This design includes two parts: Architectural Design and structural design. In order to meet the requirements of fire protection and building use, four elevators and two double running stairs are set up, and the roof is not accessible. The frame and two span frame are selected for design in the calculation sheet, which includes load statistics, primary selection of beam column section, internal force calculation, internal force combination, beam column section checking calculation, node design, floor design, stair design and foundation design. In the design process, strictly follow the requirements of relevant professional specifications, refer to relevant materials and the latest national standards and specifications, and comprehensively and scientifically consider all aspects of the design. In a word, applicability, safety, economy and convenience are the principles of this design.

Key words：Steel frame structure、Section design、Internal force calculation、Seismic design、Node design.

目录

第一章 工程概况 1

1.1 设计题目 1

1.2 设计资料 1

第二章 荷载统计、截面初选及计算简图确定 2

2.1 荷载统计 2

2.1.1 活荷载标准值统计 2

2.1.2 恒载计算 2

2.2 梁截面初选 5

2.2.1 屋面梁初选 6

2.2.2 楼面梁初选 11

2.3 框架柱截面初选 18

2.3.1 边框中柱 18

2.3.2 边框边柱 19

2.4 确定框架柱计算简图 22

2.4.1 梁柱线刚度计算 22

2.4.2 相对线刚度计算 23

第三章 内力计算 25

3.1 计算各节点弯矩分配系数 25

3.2 恒载、活载标准值统计 29

3.3 恒载标准值作用下内力计算 34

3.3.1 弯矩计算 34

3.3.2 剪力计算 38

3.3.3 轴力计算 42

3.4 活载标准值作用下内力计算 45

3.4.1 弯矩计算 45

3.3.2 剪力计算 49

3.3.3 轴力计算 52

3.5 风荷载标准值作用下的内力计算 55

3.5.1 集中荷载标准值计算 55

3.5.2 抗侧移刚度D计算 59

3.5.3 风荷载作用下的位移计算 59

3.5.4 风荷载作用下框架内力计算 60

3.6 地震作用下的内力计算 67

3.6.1 确定各层地震作用 67

3.6.2 确定地震影响系数和层间侧移 68

3.6.3 地震作用下框架内力计算 71

第四章 内力组合 78

4.1 组合说明 81

4.2 内力组合 82

第五章 梁柱截面验算 95

5.1 柱截面验算 95

5.1.1 底层边柱截面验算 95

5.1.2 底层中柱截面验算 97

5.1.3 标准层边柱截面验算 99

5.1.4 底层中柱截面验算 102

5.2 梁截面验算 104

5.2.1 一至五层梁截面验算 104

5.2.2 顶层梁截面验算 106

第六章 节点设计 108

6.1 框架梁柱节点设计 108

6.1.1 边柱与梁节点设计 108

6.1.2 中柱与梁节点设计 110

6.2 主次梁节点设计 111

6.3 钢柱的拼接 112

6.3.1 边柱拼接 112

6.3.2 中柱拼接 115

6.4 柱脚设计 117

6.4.1 边柱柱脚设计 117

6.4.2 中柱柱脚设计 123

第七章 楼板设计 129

7.1 屋面板设计 130

7.2 楼面板设计 130

第八章 楼梯计算 132

8.1 踏步板计算 132

8.2 斜梁计算 133

8.3 平台梁计算 136

8.4 刚度验算 137

第九章、基础设计 138

9.1 地基基础设计等级 138

9.2 工程地质条件 138

9.3 E、C柱独立基础设计 138

9.4 D柱独立基础设计 140

参考文献 143

结语 144

致谢 145

第一章 工程概况

1.1 设计题目

武汉理工大学中山研究院办公楼

1.2 设计资料

（1）设计要求

在30X40m的场地范围内，进行建筑面积约5000m²的6层钢结构办公楼建筑方案设计，在此基础上完成建筑施工图的绘制。进行钢框架结构布置，选择一榀典型钢框架进行内力计算和组合，并验算梁柱截面和典型节点。进行钢楼梯和基础设计。

（2）建筑部分

主体结构为六层钢结构办公楼，底层层高3.9m，二至六层层高3.6m。

（3）结构部分

结构形式：钢框架结构；

楼盖板：全现浇；

基础：柱下独立基础；

墙体材料：内墙和外墙均选用为240mm加气混凝土砌块；

抗震设防烈度：7度；

地质条件：Ⅰ层为填土层，成分复杂，强度变化大，土质极不均匀，场地内均有分布，厚度0.3m，不宜作场地拟建建筑物天然地基持力层。Ⅱ层为粉质粘土，呈土黄色、饱和、硬塑状，含大量的铁、锰结核及灰绿色的高岭土团块。场地内均有分布，厚度3．0～5．3m，承载力标准值，不考虑地下水，是场地内良好的天然浅基持力层。

第二章 荷载统计、截面初选及计算简图确定

2.1 荷载统计

2.1.1 活荷载标准值统计

2.1.1.1 屋面和楼面活荷载标准值统计

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012查得