摘 要

关键词：钢框架结构、内力组合、截面验算、荷载计算、抗震验算 4

第一章 工程概况 4

第二章 荷载统计、截面初选及确定计算简图 5

2.1 屋面梁初选 7

2.2 楼面梁初选 27

2.3 柱截面初选 48

第三章、内力计算 54

3.1 确定各节点弯矩分配系数 54

3.2 恒、活荷载作用标准值 57

3.3 恒载标准值作用下的内力计算 64

3.4 活载标准值作用下的内力计算 74

3.5 风荷载标准值作用下的内力计算 83

3.6 地震荷载标准值作用下的内力计算 92

第四章、内力组合 100

4.1 组合说明 104

4.2 内力组合 105

第五章、梁柱截面验算 123

5.1 柱截面验算 123

5.2 梁截面验算 129

第六章、节点设计 131

6.1 梁柱连接节点 131

6.2 主次梁连接设计 135

6.3钢柱的拼接 137

6.4柱脚设计 141

第七章 楼板设计 146

7.1板筋计算 146

7.2板内力计算 149

7.3配筋计算 158

第八章 楼梯计算 161

8.1 踏步板计算 161

8.2斜梁计算 162

8.3平台梁计算 164

8.4刚度计算 165

第九章 基础设计 166

9.1 地基基础设计规范 166

9.2 工程地质条件 166

9.3 A、F柱独立基础设计 166

9.4 D柱独立基础设计 167

结语 167

武汉市龙阳村钢结构还建楼设计

摘要

本工程为武汉市龙阳村钢结构还建楼工程，采用钢框架结构，在30m×50m的范围内，进行建筑面积约4000m²的6层钢结构还建住宅楼建筑方案设计，建设地区抗震烈度为6度，场地类型场地类别为 II 类场地。基本风压0.35kN/m²，基本雪压 0.5kN/m²。楼﹑屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。

本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。设计中的结构构造措施均符合钢结构规范及建筑设计规范。

本设计主要进行了结构方案中横向框架第 2轴抗震设计。在确定框架布局之后，统计梁柱所受荷载值（恒载及活荷载），先用弯矩二次分配法计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，然后按底部剪力法计算水平风荷载和地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。找出最不利的一组或几组内力组合。用内力组合的结果对建筑梁柱选择进行设计和验算，选取适合建筑和实际使用的适宜截面，并对梁柱的连接节点进行设计。选取最安全的内力组合结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计，包括平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算，并选用独立基础对建筑基础进行设计。

在结构计算设计的过程中，严格遵循相关的专业规范的要求进行设计，参考相关资料和有关最新的国家标准规范进行计算。总之， 适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。

关键词：钢框架结构、内力组合、截面验算、荷载计算、抗震验算

第一章 工程概况

1.1 设计题目：武汉市龙阳村钢结构还建楼设计

1.2 设计资料：

（1）建筑部分：

层数：六层；

层高：首层3.4m，其余各层均为3m；

各层功能：各层均以居住为主。

（2）结构部分：

结构形式：钢框架结构；

楼盖板：全现浇；

基础：独立基础；

墙体材料：内外墙均为 200mm 加气混凝土砌块；

抗震设防烈度：6 度；

（3）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，且场地内均有分布，厚度为3.05.3m，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、截面初选及确定计算简图

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

上人屋面 2.0kN/m²

楼面（住宅楼） 2.0kN/m²

厨房 2.0kN/m²

餐厅 2.5kN/m²

卫生间 2.5kN/m²

楼梯 2.0kN/m²

阳台 2.5kN/m²

2.1.1.2风荷载标准值

基本风压：按武汉地区 50 年一遇风荷载取其标准值为：0.35kN/m²

2.1.1.3雪荷载标准值

查《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012 ） 附录 D.5 得武汉基本雪压，由公式可求出雪荷载标准值，其中μ_r 为积雪分布系数，

故得雪荷载标准值为 0.5kN/m²。

雪荷载不与活荷载同时组合，取其中的最不利组合，由于本工程雪荷载为 0， 荷载组合时直接取活荷载进行组合，而不考虑与雪荷载的组合。

2.1.1.4地震荷载

本工程考虑地震荷载作用

2.1.2恒载计算

2.1.2.1屋面荷载

结构层：120厚C25钢筋混凝土板 0.12×25=3.0kN/m²

找平层：20厚1:3水泥砂浆 0.02×20=0.4kN/m²

保护层：30厚细石混凝土 0.03×22=0.66kN/m²

防水层：三毡四油 0.40kN/m²

保温层：150厚水泥蛭石 0.15×5=0.75kN/m²

V 型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/m²

合计：5.46kN/m²

2.1.2.2墙自重

2.1.2.2.1外墙自重

5厚抗裂砂浆 0.005×20=0.1kN/ m ²

20厚无机轻集料保温砂浆B型 0.02×5=0.1kN/ m ²

240加气混凝土砌块 0.24×6.5=1.56kN/ m ²

25厚无机轻集料保温砂浆B型 0.025×5=0.125kN/ m ²

5厚抗裂砂浆 0.005×20=0.1kN/ m ²

腻子及面层 0.002×17=0.034kN/ m ²

合计： 2.019 kN/ m ²

①-②、A轴的GKL1上外墙重：

标准层：

外墙： 2.019kN/ m ²×（3.6m×3m-1.8m×1.8m）/3.6m=4.240kN/m

铝合金门窗： 0.35kN/m²×1.8m×1.8m/3.6m=0.315kN/m

合计4.555kN/m

底层：

外墙： 2.019kN/ m ²×（3.6m×3m-1.8m×1.8m）/3.6m=4.240kN/m

铝合金门窗： 0.35kN/m²×1.8m×1.8m/3.6m=0.315kN/m

合计4.555kN/m

②-④、A轴的GKL4上外墙重：

标准层：

外墙： 2.019kN/ m ²×（4.7m×3m-2.4m×1.8m）/4.7m=4.201kN/m

铝合金门窗： 0.35kN/m²×2.4m×1.8m/4.7m=0.322kN/m

合计4.523kN/m

底层：

外墙： 2.019kN/ m ²×（4.7m×3m-2.4m×1.8m）/4.7m=4.201kN/m

铝合金门窗： 0.35kN/m²×2.4m×1.8m/4.7m=0.322kN/m

合计4.523kN/m

②-③、F轴的GKL2上外墙重：

标准层：

外墙： 2.019kN/ m ²×（3.2m×3m-1.5m×1.8m）/3.2m=4.353kN/m

铝合金门窗： 0.35kN/m²×1.5m×1.8m/3.2m=0.295kN/m

合计4.648kN/m

底层：

外墙： 2.019kN/ m ²×（3.2m×3m-1.5m×1.8m）/3.2m=4.353kN/m

铝合金门窗： 0.35kN/m²×1.5m×1.8m/3.2m=0.295kN/m

合计4.648kN/m

2.1.2.2.2女儿墙荷载同外墙

合计：2.019kN/m²

2.1.2.2.3内墙自重

9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆 0.009×20=0.18kN/m²

6厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆 0.006×10=0.06kN/m²

200厚加气混凝土砌块 0.2×6.5=1.3kN/m²

9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆 0.009×20=0.18kN/m²

6厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆 0.006×10=0.06kN/m²