多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析 发表时间：2018-05-28T11:29:11.480Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：赵阳 [导读] 摘要：随着建筑的使用功能被扩展，很多城市建筑都有多种功能设置需求，为了满足建筑的功能设计，设计人员在会通过将常规建筑结构改造为符合建筑结构，进一步对复合式的建筑进行设计。 黑龙江省纺织工业设计院 摘要：随着建筑的使用功能被扩展，很多城市建筑都有多种功能设置需求，为了满足建筑的功能设计，设计人员在会通过将常规建筑结构改造为符合建筑结构，进一步对复合式的建筑进行设计。而在搭建这种具有复合型结构的建筑时，设计人员需要结合应用多种设计方法，将钢框架设计法与多层钢结构模块设计法结合应用。使结构设计工作更具合理性，本文以实际的建筑设计案例为参考，对其该类建筑的结构设计方法进行研究。 关键词：多层钢结构模块；钢框架；复合建筑结构；设计方法 随着城市的现代化程度增强，很多复合式建筑出现在城市之中，虽然复合式建筑可以满足多种建筑应用需求，但是其结构设计工作却比一般的建筑的结构设计更为艰难，设计者需要对建筑的各个部分进行协调，避免建筑的不同部位出现冲突的情况。在设计复合式建筑的结构时，设计者常常会选择构建出钢框架与多层钢结构模块的复杂结构形式，本文对其设计状况进行分析。 1 案例情况分析 由于复合式结构建筑的设计工作难度系数高，本文将结构设计方法带入到实际的建筑结构设计工作之中，进行具体化分析，本文先对工程概况进行研究。 案例之中建筑属于办公楼，其位于城市新区之中，周围具有极为丰富的旅游资源，周边环境极好，与航海道相连，建筑的总体面积为2536.3m2，建筑总体层数为3层，局部位置为4层，建筑的整体高度为16.4m，建筑标准层的高度为3.9m，首层高度为5.4m，该建筑并没有地下空间，从其层数特点来看，可以被划分到多层建筑范围之中，选用的结构模式为复合式钢框架结构系统为钢结构模块。 2 设计概况 2.1 设计结构系统 在为该建筑提供结构设计时，需要做好模块单元的处理工作，在其他结构设计工作开始之前，先加工好结构单元，再将已经完成加工的结构单元运送到建筑现场，通过吊装的方法来安装模块单元，负责安装结构单元的工作人员需要事先了解吊装规范，按照规范完成安装模块单元，吊装的宽度大约为3m，高度不能超过4m。 建筑的结构设计工作需要以建筑的使用功能为参照，确保结构设计是符合建筑的功能设定的。由于该建筑为办公楼，因此其内部空间设计极为丰富，在首层位置有展示区、餐厅以及咖啡厅的设置需求，因此需要在首层预先留出比较大的空间，设计人员要将模块设置到相应的位置上。在该建筑的二层位置，需要搭建天桥，使建筑之中的人可以通过天桥达到西侧工厂之中，如果只使用单一化的控制方法，设计人员是难以完成多种建筑结构设计工作的，因此本文将框架设计法与模块设计法两种设计方法加以结合，在内部结构较为复杂的首层、二层以及三层应用框架设计法，而在对其他建筑空间结构进行设计时，应用单元模块设计法。 2.2 确定模块类型 在这种模块设计系统之中，可选用的设计方法有很多中，包括中柱单元、普通单元、支撑单元等。四种单元设计情况如图1所示。 图1 模块类型 2.3 设计结构构件 在对钢框架结构进行设计的时候，可以将H型钢梁与矩形钢管柱进行结合使用，在对梁柱的节点进行设计的使用，可以选用隔板贯通型的新型节点，借助隔板来打断梁柱没在连接梁柱的时候，采用焊栓混合连接的方法进行连接。这种结构连接方法具有受力性能比较好，安装工作也比一般的设工作更为便捷。 2.4 设计结构节点 节点设计也是初期结构设计环节之中的一个重点设计任务，在对连接方式进行选择的时候，可以选择螺栓拉杆、插销、特制铆钉电能几种连接方法，在开展连接节点这项工作的时候，不仅需要确保节点的刚度符合要求，同时还要对节点的强度进行测量，这种节点设计的优势在于，其传力系统较为可靠，在进行施工建设的时候也能降低施工难度。 3 模块设计情况分析 3.1 对节点进行简化 模块连接节点的简化要做到传力与实际的节点构造一致，具体简化方式为：考虑到上下模块之间各构件对模块柱的约束，模型中模块
钢框架结构与混凝土结构优缺点比较 钢结构具有结构自重轻、抗震性能好、工业化生产程度高、施工速度快、建筑造型美观、有利环境环保、空间大等优点。建设部称之为可重复利用型和环保型绿色建筑。在沙、石资源日益紧张的今天，钢结构的优势越发明显。 一、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的优点： 1、钢框架结构是采用钢砼柱+钢梁结构。由于钢结构强度明显高于混凝土强度，大大减小了框架柱和梁的截面，使混凝土和钢筋用量大大减少，最主要的是大大减少了结构的主体重量，根据粗略计算主体重量(柱和梁)能降低约30%，这样就大大减轻了对地基的压力，基础施工开挖取土量减少，对土地资源破坏小且可大幅降低基础造价（在超高层建筑中，基础造价可达整个建筑造价的三分之一）。 2、钢砼柱提高了框架柱的承载能力，减薄了柱的钢板厚度，同时又提高了柱的刚度和相应的结构侧向刚度，并且有利于提高柱的防火能力。 3、钢结构强度明显高于混凝土，更容易获得大空间，提高室内空间的使用率，以前的建筑空间稍大的室内就有断面很大的混凝土柱子，影响美观和使用。钢结构比钢砼结构主构件截面面积更小（本工程初步框算下来柱截面小1/6，梁高小150~200），使得业主在同等情况下可以获取更大的使用面积；一般可将使用面积扩大5%-10%。 4、钢结构施工速度快，综合考虑制造周期、安装周期、材料费、
管理费等因素，造价在工期长的项目上具有经济优势。 5、由于钢结构件是工厂规模化生产，加工精度高，有利于现场施工精度控制，它的误差控制是以“毫米”来控制的；而混凝土施工精度是以“厘米”来控制的。 6、钢结构可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪音小、粉尘少，且建筑外形容易满足多样化要求，利于外墙装修。 7、使用钢结构可大量减少混凝土的使用和砖瓦的使用，有利于环境保护也是当前建筑的发展趋势。 8、建筑使用寿命到期后，钢结构拆除产生的固体垃圾少，废钢资源回收价格高。从目前来看，钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一，所以被称为绿色建筑，也是当年国家重点扶持和发展的对象。 9、使用钢框架结构方便楼面采用钢筋桁架楼承板与混凝土的组合楼板，楼板采用钢筋桁架自承式楼板，选择合适型号的自承式楼板，跨度在3m内浇注楼板无需进行支撑，这样就大大减少了浇注楼板使用的脚手架、模板用量和人工费用，大量减少了施工的措施费用，从而降低了工程成本，加快了施工速度，根据工程统计能节约脚手架和模板大约40%-50%。 二、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的缺点：从现有钢结构的建筑来看，缺点主要还是钢结构的防腐和防火两方面， 1、钢结构在发生大火时耐火性能较差，需要涂刷防火涂料或者用混凝土包裹。
1、基础布置图这个算基础预埋板和筋板重量。 2、平台布置图这个是主要的重量所在，比较好看懂，也比较好核算。 3、轴面结构布置图这个主要计算柱子和斜撑横拉等。 4、轴面檩条布置图这个主要算檩条长度，包括窗檩等；拉条一般也在这种图里，通常为圆钢算长度乘以理论重量就行。 5、屋面结构布置、檩条布置等主要计算门架梁等的重量 6、外封图这个主要计算外封面积。采购时按面积采购。 7、节点图这个算是最难算的了如果是想要精确差不多相当于拆了一次钢结构的图。主要算连接板、筋板等的重量。 8、这些重量出来后记得要乘以损耗系数基本就是预算了。 算了几年了一点经验，希望能帮到你，注意有些型材在图中可能重复出现了，要扣除，材料表没有有时只是设计人员忘了，需要你去核实是否需计算在内。 钢结构图纸符号代表含义及识图常识 GJ钢架 GL钢架梁或GJL钢架梁GZ钢架柱或GJZ钢架柱XG系杆 SC水平支撑YC隅撑 ZC柱间支撑LT檩条TL托梁QL 墙梁 GLT刚性檩条WLT屋脊檩条GXG刚性系杆YXB压型金属板SQZ山墙柱XT斜拉条MZ门边柱ML门上梁T拉条CG撑杆HJ桁架FHB复合板 YG：压杆或是圆管（从材料表中分别）XG：系杆LG：拉管QLG：墙拉管QCG：墙撑管GZL直拉条GXL 斜拉条 GJ30-1跨度为30m的门式刚架，编号为1号 1。算量最基本的就是看图纸，土建的人都烦钢构图纸的太乱，其实我也有这种看法，因为平法并没有用在其上面，图样还保留了一前土建制图的原则，所以做为老人看比较习惯（101图集出之前的人），后来像我这样人看钢结构图纸真的看不习惯，不过没有办法，还是要习惯的，我们知道麻烦，但任何事情都有规律的，钢结构的详图结点相当的多，但这些变化真的在算的时候影响相当的
第四篇结构设计 1.工程概况 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿项目，位于＿＿＿＿省＿＿＿＿＿市＿＿＿＿＿区＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，本工程±0.000标高相当于测量图绝对标高＿＿＿＿＿＿＿＿＿m。 原教学楼现浇混凝土框架结构，建筑占地面积约＿＿＿＿，于＿＿＿＿年左右建成并投入使用，现应使用要求，拟在原有基础上加建一层（局部加三层）框架结构，功能为学生教室、教师办公室等，加建后建筑总高度为＿＿＿＿＿＿＿米。根据原结构施工图、检测评估报告、加固补强设计报告，经过加固补强后的基础、主要受力构件承载力基本满足上部结构（含加建）正常使用要求，新旧混凝土受力结构间采用植筋连结。 2.设计依据、技术要求 2.1 本工程依据的国家、省、市规、规程 《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008） 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001） 《建筑结构设计术语和符号标准》（GB/T 50083-97） 《建筑结构荷载规》（GB50009-2012） 《混凝土结构设计规》（GB50010-2010） 《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008） 《建筑抗震设计规》（GB50011-2010） 《建筑地基基础设计规》（GB50007-2011） 《建筑地基处理技术规》（JGJ79-2012） 《砌体结构设计规》（GB 5003-2011） 《建筑设计防火规》（GB50016-2006） 《混凝土结构耐久性设计规》（GB/T 50476-2008） 《墙体材料应用统一技术规》（GB50574-2010） 省标准《建筑地基基础设计规》（DBJ 15-31-2003） 省标准《建筑地基基础检测规》（DBJ 15-60-2008） 2.2 自然条件和设计技术要求 1、建筑结构的安全等级为二级，重要性系数γ0=1.0； 2、加建设计使用年限为30年； 3、重现期50年的的基本风压值ω0= 0.5kN/m2； 4、建筑设防类别为乙类，抗震设防烈度为7度（0.10g），抗震措施按8度设防考虑； 5、混凝土环境类别为一类，裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值为0.3mm； 6、受弯构件的挠度限值符合现行《混凝土结构设计规》GB50010-2010第3.4.3条要求。 7、防水砼等级为P6级，具体要求详本说明6.1.2条。 2.3 设计依据的其它相关技术文件 1、项目可研报告或发改、规划、建设、民防等部门的批复文件； 2、原教学楼建筑结构检测评估报告； 3、原教学楼建筑结构加固补强报告； 4、原教学楼建筑结构施工图。 3.场地工程地质和水文地质 3.1 地基稳定性评价及基础设计建议 采用原有基础，根据原教学楼建筑结构检测评估报告测定，基础设计承载力基本满足上部结构（含加建）正常使用要求。 4.设计荷载及作用 4.1 楼、屋面荷载 4.1.1 楼、屋面附加恒荷载和活荷载标准值 楼、屋面荷载按照《建筑结构荷载规》GB50009-2012取值，各部分的荷载取值详表4.1.1所示（楼板自重由程序自动计算）： 表4.1.1 楼、屋面附加恒荷载和活荷载标准值 4.1.2外墙和隔墙荷载标准值（恒荷载） 本工程外墙采用粘土空心砖，自重按14kN/m3，隔墙采用加气砼砌块,自重按6kN/m3，荷载取值如下： 表4.1.2 砌体材料自重标准值
例题3 钢框架结构分析及优化设计 1
例题钢框架结构分析及优化设计 2例题.钢框架结构分析及优化设计 概要 本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。midas Gen 提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范的强度要求 条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对 钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功 能。本文主要讲述强度优化设计功能。 此例题的步骤如下: 1.简介 2.建立模型并运行分析 3.设置设计条件 4.钢构件截面验算及设计 5.钢结构优化设计
例题钢框架结构分析及优化设计1.简介 本例题介绍midas Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 轴网尺寸：见图2 柱:HW200x204x12/12 主梁：HM244x175x7/11 次梁：HN200x100x5.5/8 支撑：HN125x60x6/8 钢材：Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g） 场地：II类 设计地震分组：1组 地面粗糙度；A 基本风压：0.35KN/m2； 荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2； 6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m； 分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 3
例题钢框架结构分析及优化设计 4图1分析模型图2结构平面图
钢结构设计的八大要点 钢结构设计要点 钢结构设计简单步骤和设计思路 （一)判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有 较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住 宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 （二）结构选型与结构布置 此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构 选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规 定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来 确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有 效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是 判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。（无论结构软件 如何强大，扎实的结构概念和力学分析，及可靠的手算能力，才是过 硬的素质。）钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设 计方法，比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大 悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪
压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨 量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节 点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选 择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用 钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为 了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src 柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。 对抗震不利。（把受力单元尽可能的向结构外围布置，是充分利用材 料性能的关键，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很重要。） 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的 说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响 范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承 受1/4的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足 不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截 面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑 在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 （三）预估截面 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的 断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。根据荷载与支座情况， 其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧 向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按 规范中局部稳定的构造规定预估。
1、已知构件的内折角位于受拉区，截面高度H=500mm，纵向受拉钢筋为4φ18。设箍筋为HPB235，纵向钢筋为HRB335。(见题图) 当构件的内折角α=120．0°，4φ18的纵向钢筋全部伸入混凝土受压区时，计算增设箍筋的面积最接近下列( )项数值。 A、509 mm2 B、441 mm2 C、293 mm2 D、644 mm2 2、条件：某现浇柱截面尺寸定为250mm×250mm。由两端支承情况决定其计算高度l0=2．8m；柱内配有4根直径 22mmHRB400级钢筋(A′s＝1520mm2)作为纵筋；构件混凝土强度等级为C30。柱的轴向力设计值N＝950kN。 要求：验算截面是否安全。 3、条件：已知一矩形截面钢筋混凝土简支梁，截面尺寸为200mm×600mm，计算简图和截面剪力图如图5．2．20所示。混凝土采用C35级(f c=11．9N／mm2，f t=1．27N／mm2)，箍筋为HPB235级(f yv=210N／mm2)。安全等级二级，环境类别二a类。 要求：配置箍筋
4、 A、8.01 B、46.32 C、48.43 D、48.72 5、某承受均布荷载的简支梁跨度l0=5m，截面尺寸b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C20，箍筋为HPB235级．纵筋为HRB335级钢筋，单排纵向受力钢筋，梁净跨为5m，a s=40mm。 设梁内箍筋为φ6@200双肢箍，支座边缘计算截面配弯起钢筋2φ16，弯起45°，弯起点至支座边缘的距离为480mm，该梁能承受的均布荷载设计值q最接近( )项数值。 A、51．98kN／m B、69．2kN／m C、43．25kN／m D、56．93kN／m
摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑抗震规范》（GB 50011-2010）、《混凝土结构规范》（GB 50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑
Abstract The calculations for the BinDao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. Design process based on structural loads standard (GB50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the Seismic Design of Buildings (GB50011-2010), design of steel structures (GB50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. The main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.Type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. Meanwhile, The calculations in the framework of the book lists the dead load, live load, seismic loads, wind loads bending moment, shear, axial force, and force combination table. Keywords Structural Design; Steel Frame;single footing medical building;
0.8，Qmin≤设备最小流量。 3.3.3膜式流量计规格的选择 3.3.3.1商业用膜式表 流量计在设计选型时应考虑其在实际运行使用中的常用流量点情况，保证流量计运行稳定，计量准确。 目前使用较多的商业用膜式表主要有G100、G40、G25三种规格。在选用流量计时应仔细核对工作流量情况，选择合适的规格，如果最大、最小流量相差较大，可考虑使用两台不同规格的膜式表对不同流量段的天然气设备分别计量。 3.3.3.2民用膜式表 对于居民用户来讲，打部分用气设备为一台双眼灶加一台热水器，目前使用较多的民用膜式表主要是G2.5和G4两种规格。 按照一般的居民用户用气情况考虑，厨房内最小流量出现在小火保温的时候，此时计量误差大多是偏负的；经常使用的是一个火眼或两个火眼，G2.5表的流量点均在0.1Qmax以上，示值误差相对稳定；G4表的流量点分布在0.1Qmax前后。如果灶具和热水器同时使用，G2.5的流量点罗在0.8Qmax左右；G4的流量点罗在0.5Qmax左右。因此可见普通居民用户选用G2.5膜式表是比较合理的。 在民用表的设计选型时，应根据用户的具体设备情况，如果是普通居民住宅，选择G2.5表比较合适，如果是高档住宅区，需考虑灶具和其他用气设备的运行情况，进行合理选择。 4.结论 通过分析知道各类城市天然气流量计的选型存在一个共同的问题：小流量段使用不当。流量计在选型阶段往往考虑的是设备最大流量不超出流量计的上限流量，而对于用气设备各个流量段的使用概率及其误差区域未加考虑，这样导致流量计使用中均未超出其流量上限，但是小流量段或常用流量段误差偏大。 流量计选型应仔细了解用气设备各流量点与流量计的匹配程度，选择合适的流量计、合适的规格，保证使用流量点均落在误差稳定区域。涡轮、旋涡、腰轮使用在锅炉用户时最大流量点选在0.6Qmax～0.8Qmax；普通居民用户(双眼灶加热水器)使用的膜式表选用G2.5膜式表比较合适；对于燃气设备较多、且耗气量差异很大的商业公福用户，应仔细核算使用流量与流量计量程，当一台流量计无法兼顾大小流量时，可采用分路计量供气。 钢砼结构体系作为一种新兴的结构体系，兼有钢结构和混凝土结构的优点。在建设部、国家冶金工业局颁布的《建筑用钢技术政策》中，特别将钢砼结构列为要大力推广的建筑新技术。二十世纪九十年代以后，随着我国钢材量的不断提高，钢一混凝土组合结构在建筑行业也得到了迅速发展，随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题也日益增多，因而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点。 一、钢砼结构设计 1.钢砼结构的特点分析 钢砼结构体系通常指的是钢框架砼核心筒或剪力墙体系，抗侧移刚度很大的混凝土核心筒或剪力墙主要抵抗风荷载和地震作用，而钢框架主要承受竖向荷载。 1.1降低用钢量 钢砼结构体系兼有钢结构和混凝土结构的优点。与全钢结构相比，可以降低用钢量40%－55%，而施工速度与之相当，能够减少现场焊接工作量、降低防火处理费用；与混凝土结构相比，可减轻结构自重，增加建筑使用面积，缩短施工工期。因此是一种符合我国国情的较好的多层建筑结构形式。 1.2抗压承载力高，扩大了建筑使用空间 由于钢砼柱的承载力高，柱子载面小，还可采用大柱网、大空间的框架结构体系。所以在多层建筑中采用钢砼柱比采用钢筋混凝土结构增加使用面积3%-6%. 1.3柱子截面减小对抗震有利 和全钢结构相比，钢砼结构柱的自重小，地震作用引起的地震反应也将减小。据有关资料分析，多层建筑中采用钢砼结构体系比采用全钢结构，柱自重可以减少1/3～1/2，地震作用可以减少一半，相当于设防烈度下降一度。 2.多层钢砼框架结构设计体系的问题 2.1目前多层建筑、商住楼开发较多。随着实心粘土砖的禁用，多层砖混结构体系的逐渐退出，纯框架体系更成为了大多数设计院首选的结构体系，但纯框架体系毕竟是柔性体系，抗震设计中只有一道梁柱框架抗震防线，强震下较易破坏甚至倒塌，可靠度较低；随着层灵敏的增加，执受力和变形工需要较大的柱，以致较难满足用户对柱、梁断面尽量的要求。框架梁、柱配筋量增大，结构造价逐渐增加。 2.2建议五层以上的多层建筑优先采用框架—剪力墙结构体系。在分散、均匀、对称和周边的布置原则下利用楼、电梯间、分户墙或允许落地的墙位合理布置长短适中，数量适当的纵、横剪力墙，在保证楼板与剪力墙间传递水平力的可靠性下，可收到良好的抗震、使用及经济效果，主要如下： （1）增加了一道抗震防线，使剪力墙成为第一道防线，框架成为第二道防线，较好地实现抗震设计多道设防的设计概念。 （2）设置刚度较框架大许多的剪力墙，提高了结构的承载力，减少了层间变形，在常遇地震下的结构件及非结构构件均不易开裂、破坏；在强震下，剪力墙不易剪切破坏，大大提高了结构的防倒塌能力及可靠度。 （3）剪力墙厚一般同填充墙厚，不会外露，剪力墙承受了大部分地震剪力及较大部分的地震倾覆力矩。这样框架基本上以承受竖向荷载为主，柱、梁断面均较小，配筋也较少。对于建筑有较好的使用效果。 （4）一般墙量合理不太多的情况下，框剪结构的混泥土工程量略小于纯框架结构，框剪结构墙、柱基本都是构造配筋，框架梁基本由竖向荷载控制配筋，钢筋工程量小于纯框架结构，故多层建筑采用框 浅议钢砼框架与钢筋混凝土框架结构设计 王红丽 浙江金瑞建筑设计有限公司310001 摘要：钢砼结构体系作为一种新兴的结构体系，兼有钢结构和混凝土结构的优点。钢一混凝土组合结构在建筑行业也得到了迅速发展，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中，作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点。 关键词：钢砼结构钢一混凝土组合结构设计
钢框架结构毕业设计 【篇一：钢框架结构计算书-毕业设计】 摘要 摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷 载规范》（gb 50009-2012）、《建筑抗震规范》（gb 50011-2010）、《混凝土结构规范》（gb 50010-2010）、《钢结构设计 规范》（gb 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平 面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础 设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基 础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、 地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑 燕山大学本科生毕业设计（论文） abstract the calculations for the bindao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. design process based on structural loads standard (gb50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the seismic design of buildings (gb50011-2010), design of steel structures (gb50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. the main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. meanwhile, the calculations in the framework of the book lists the dead load, live load,
结构初步设计说明 一、工程概况 本住宅小区位于××市第一机床厂院内，总用地面积约为2.53公顷。本工程由拟建场地南侧的三栋塔式住宅(1~3号楼)和北侧的多层住宅(6~10号楼，各楼相对独立)合围而成，两排楼中间为集中绿地，覆土3m，以下为地下汽车库（4号楼），地下汽车库西面为锅炉房（5号楼），总建筑面积约为12.4万m2。 2.2、3号楼与1号楼完全相同；7、8、9、10号楼与6号楼完全相同。 二、建筑结构的设计使用年限和安全等级 三、自然条件 1. 风雪荷载 2. 抗震设防的有关参数 3．场地标准冻深： 1.20m 4. 场地的工程地质及水文地质条件 初步设计依据的岩土工程勘察报告为××市地质勘察基础工程公司2004年5月编制的《××市第一机床厂住宅岩土工程初勘报告》(工程编号2004-初勘021)，其主要内容如下： 4.1 位置及环境及地形地貌 拟建场地位于××市第一机床厂院内，场地地形基本平坦，自然地面标高在44.67m-45.49m之间。地貌单元属永定河及温榆河流洪积扇中下部。 4.2 地物及洞穴 因现有厂房未拆除，1号、2号楼及地下车库部分钻孔(ZK15、ZK19～ZK21、ZK24、ZK25、ZK36)未施工，待条件具备后须补勘。场地原有建筑物未拆除，使部分钻孔移位，但不影响钻探的精度和地基方案的选择分析。
4.4场区水文地质条件及基础设计水位的确定 4.4.1水文地质特征 拟建场区在本次勘察深度范围内分布有两层地下水，各层地下水类型及钻探期间实测水 工程场区1955年水位标高达到43.0m左右，埋深2.0m左右,近3-5年地下水最高水位标高42.50m左右； 4.4.3地下水腐蚀性测试及评价 场区地下水对混凝土及钢材无腐蚀性； 4.4.4基础设计水位的确定 如地下室设有主要机电设备，一旦进水将使建筑物正常使用受到影响或损失，建筑防水设计应按历年最高水位考虑； 验算地下室外墙承重能力及地下车库抗浮验算时设计水位的取值，可根据历年最高水位标高，按有关规范或标准的规定确定。 4.5场地地震效应 4.5.1场地地震烈度 拟建场区的抗震设防烈度为7度，设计地震分组第一组； 4.5.2场地土类型和建筑场地类别 场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅱ类； 4.5.3地基土液化可能性判别 拟建场地属非液化场地。 4.6地基基础方案设计及防治措施建议 拟建1~4号楼楼基底标高基本相同，约为39.50m左右，相应持力层为粘土层③，地基承
钢筋混凝土框架结构设计 摘要：在现代建筑中的钢筋混凝土框架结构拥有优良的延性。施工效率快、抗震性能好以及整体性好的优点，是完全可以满足高层建筑工程建设的各项需求，在进行施工的过程之中，其应用的力度也在逐渐的加大。因为其不仅仅要承担水平荷载，还得要承担竖向荷载，对于保证整个结构的可靠性及安全稳定性十分的关键。要想真正发挥自己的作用，还得结合工程实际来进行设计，将每一个点把握住，优化其设计内容，最终就可以为后续的施工建设提供极大的便利，为高层建筑结构的质量奠定下坚实的基础。 关键词：钢筋混凝土；框架结构；设计要点。 引言：着经济的发展、科技进步、建筑要求的提升，钢筋混凝土结构在建筑行业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题日益增多，钢筋混凝土结构以其界面高度小自重轻，刚度大，承载能力强、延性好等优点，被广泛应用于各国工程中，特别是桥梁结构、高层建筑及大跨度结构等领域，已取得了良好的经济效益和社会效益。该框架结构具有布局灵活、重量轻等特性。可形成较大的使用空间，满足多功能使用要求。因此，框架结构在结构设计中得到了广泛的应用。为了提高结构的抗震性能，框架结构的设计应遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强锚固节点”的原则。 1钢筋混凝土框架结构的组成 1.1框架结构是高层钢筋混凝土结构施工中不可忽视的内容，对于施工单 位的普遍重视和价值。根据工程建设的基本情况，框架结构可分为以下两种不同类型。 1.1.1基本框架结构 基本框架结构是指基础，梁，柱和楼板。这些结构是高层建筑的基础，在项目的日常运营中起着重要作用。建筑的基本结构类型是框架，它可以灵活多样的设计形式，形成一个相对较大的应用空间，而且处理方便，为人们的生活和工作创造一个更好的环境。此外，该结构整体性能优越，具有良好的抗震性能和塑性能力，有利于保证结构的稳定性和可靠性。该结构抗震性能强，空间大，室内空间设计灵活，能有效满足高层建筑施工需要。为其更好的使用创造良好的条件，并能降低成本。但柱截面厚度较大，在设计中应给予足够的重视，以更好地指导施工。 1.1.2框架剪力墙结构 在框架结构中合理布置剪力墙，达到提高设计效果的目的。采用钢筋混凝土墙板代替框架-剪力墙结构的梁柱，可以有效地承受各种荷载引起的内力，同时可以有效地控制水平力，提高结构的综合性能。结构的刚度和空间完整性不好，梁柱角度不会暴露，为室内装饰创造方便，在小高层建筑施工中得到了更广泛的应用。同时，在结构中，框架与剪力墙可以协调配合，共同提高结构的稳定性和可靠性。此外，还可以设计筒体结构，提高结构的刚度和强度，以满足高层建筑的施工需要。
XX （二期）小区住宅结构初步设计说明 1 工程概况 本住宅小区位于xx 市第一机床厂院内，总用地面积为2.53公顷。本工程由拟建场地南侧的三栋格式住宅(1~3号楼)和北侧的多层住宅(6~10号楼)合围而成。两排楼中间为集中绿地，覆土3m 一下为地下车库(4号楼)地下车库西面为锅炉房（5号楼）。总面积约为12.4万㎡，各项工程的概况如下表： 说明：1 地下车库为人防地下车库，人防抗力等级为六级。 2 2、3号楼与1号楼完全相同；7、8、9、10号楼与6号楼完全相同。 2 建筑结构的设计使用年限和安全等级 子项名称 地下层数 地上层数 房屋高度 结构体系 楼盖结构 基础型式 1号楼 2 15 42.000 钢筋混凝土剪力墙结构 钢筋混凝土现浇楼盖 筏型基础 4号楼 1 0 钢筋混凝土结构 住下独立加防水板 5号楼 0 1 5.000 框梁结构 独立基础 6号楼 0 5 14.000 砌体结构 转下条形基础 结构的安全等级 二级 设计使用年限 50年 抗震设防类型 丙类 地基基础设计等级 乙类 地下室防水等级 二级 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10
3 自然条件 3.1 风雪荷载 3.2抗震设防的有关参数 抗震设防烈度设计基本地震加速度 值 设计地震分组建筑场地类别 8度0.2g 第一组III类场地 3.3场地标准冻深：0.8m3.4场地的工程地质及水文地质条件 初步设计依据的岩土工程勘察报告为xx市地质勘察基础工程公司2004年5月编制的《xx 市第一机床厂住宅岩土工程勘察报告》（工程编号2004初勘021），其主要内容如下：3.4.1 位置及环境和地形地貌 拟建场地位于xx市第一机床厂院内，场地地形基本平坦，自然地面标高在44.670m-45.490m之间。地貌单元属永定河及温榆河流洪积扇中下部。3.4.2 地物及洞穴 因现有厂房未拆除，1号、2号及地下车库不分钻孔（7k15、zk19~zk21、zk24、zk25、zk36）未施工，待条件具备后须补勘。场地原有的建筑物未拆除，使部分钻孔位移，但不影响钻孔的精度和地基方案的选择分析。3.4.3 岩土物理学指标 成因年代土层标号岩性土层高度 压缩碳量Es（MPa） 地基承 载力特征 值（kpo）Po+100 Po+200 Po+300 人工堆积 层 ①夯填土0.4~1.50 第四纪沉 积层 ②粘土 2.50~3.40 5.95 6.87 7.88 160 第四纪沉 积层 ③粉质粘土 1.20~1.50 7.70 8.15 9.41 180 第四纪沉 积层 ④粘土 3.20~4.60 12.31 13.10 13.34 190 第四纪沉 积层 ⑥圆砾400 3.4.4 场区水文地质条件及基础设计水位的确定 1) 水文地质特征 拟建场区在本次勘察深度范围内分布有1层地下水，地下水类型及钻探期间实测水位详见下表： 序号地下水类型埋深（m）实测实践标高（m）含水层岩性 1 潜水2.40~3.90 02.02 4.20~42.46 主要储存于 ②层粘土中 基本风压地面粗糙 度 基本雪压 Wo=0.45kn /㎡C类 So=0.4kn/ ㎡
钢框架-中心支撑结构体系设计浅析 摘要：通过具体工程实例对钢框架-中心支撑结构体系进行分析，并进一步探讨钢框架-中心支撑结构体系的结构布置、结构分析、特殊构件与节点设计，以供设计参考。 关键词：钢框架-中心支撑；弹性时程分析；支撑与梁柱节点 1工程概况 某管理中心办公楼，地下1层，地上17层，建筑高度69.3m，标准层层高3.9m，总建筑面积44440m2。地下一层为车库及设备用房，地上部分主要功能为办公及会议，标准层结构平面布置见图1。 图1标准层结构平面布置图 工程抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，II类场地。按百年一遇风荷载取值，基本风压0.45kN/m2，地面粗糙度B类。 2结构体系与布置 主体结构采用钢框架-中心支撑体系，方(或矩形)钢管混凝土柱、H型钢梁及H型钢支撑。地下一层钢框架外包混凝土形成钢骨混凝土结构，支撑下部的地下室部分改为钢筋混凝土剪力墙，基础采用独立基础加防水板。 建筑标准层平面长82m，宽28.2m，长宽比约为2.9，长宽比相对较大。中部为公用区域，左右两边各有一个采光天井，天井外侧仅有3.2m宽楼板相连。根据建筑平面，最终确定的标准层结构平面布置见图1。利用中部公用区域布置六榀、组合成两个槽型的支撑框架(位置见图1中的ZC-1、ZC-2)。考虑到建筑平面两侧楼板透空，仅在端部有部分楼板相连，使得部分框架不能连成整体，以致结构两侧刚度大大降低，扭转效应显著，在③、轴布置两榀混合支撑框架(位置见图1中的ZC-3)，以提高结构两端的刚度。各榀支撑框架立面见图2。结合建筑门洞口位置，ZC-1、ZC-2分别采用人字形支撑和V字形支撑。ZC-3上部为迭层混合空腹桁架；为满足建筑使用功能，支撑在五层向两侧框架进行转换，且转换后采用越层单斜杆支撑。为实现建筑主入口处门厅大空间要求，⑦、⑧轴框架局部抽柱并采用转换桁架进行托柱转换，⑦、⑧轴框架立面简图见图3。中部公用区域在、轴和、轴之间因设备管线布置及建筑净高要求，除个别楼层外无法设置钢梁(见图1、3)，为更好地协调各部分框架协同受力，增加结构整体性，楼板厚度设计为140mm，并采用双层双向配筋，同时在建筑端部透空楼板外的相连部分板中设斜向抗剪钢筋以增强其受力性能。
结构设计总说明主要内容 工程概况 1工程地点、工程分区、主要功能;2各单体(或分区建筑的长、宽、高,地上与地下层数,各层层高,主要结构跨度,特殊结构及造型,工业厂房的吊车吨位等。 设计依据 1主体结构设计使用年限;2自然条件:基本风压、基本雪压、气温(必要时提供、抗震设防烈度等;3工程地质勘察报告;4场地地震安全性评价报告(必要时提供; 5风洞试验报告(必要时提供;6建设单位提出的与结构有关的符合有关标准、法规的书面要求;7初步设计的审杳、批复文件;8对于超限高层建筑.应有超限高层建筑工程抗震设防专项审查意见;9采用桩基础时,应有试桩报告或深层半板载荷试验报告或基岩载荷板试验报告(若试桩或试验尚未完成,应注明桩基础图不得用于实际施工。10本争业设计所执行的主要法规和所采用的主要标准(包括标准的名称、编号、年号和版本号。 图纸说明 1图纸中标高、尺寸的单位;2设计±0.000标高所对应的绝对标高值;3当图纸按工程分区编号时,应有图纸编号说明;4常用构件代码及构件编号说明;5各类钢筋代码说明,型钢代码及截面尺寸标记说明;6混凝土结构采用平面整体表示方法时,应注明所采用的标准图名称及编号或提供标准图。 建筑分类等级 应说明下列建筑分类等级及所依据的规范或批文:1建筑结构安全等级;2 地基基础设计等级;3建筑抗震设防类别;4钢筋混凝土结构抗震等级;5地下室防水等级;6人防地下室的设计类别、防常规武器抗力级别和防核武器抗力级别;
7建筑防火分类等级和耐火等级;8混凝土构件的环境类别。 主要荷载(作用取值 1楼(屋面面层荷载、吊挂(含吊顶荷载;2墙体荷载、特殊设备荷载;3楼(屋面活荷载;4风荷载(包括地面粗糙度、体型系数、风振系数等;5雪荷载(包括积雪分布系数等;6地震作用(包括设计基本地震加速度、设计地震分组、场地类别、场地特征周期、结构阻尼比、地震影响系数等;7温度作用从地下室水浮力的有关设计参数。6设计计算程序。1结构整体计算及其他计算所采用的程序名称,版本号、编制单位;2结构分析所采用的计算模型、高层建筑整体计算的嵌固部位等。 主要结构材料 1混凝土强度等级、防水混凝土的抗渗等级、轻骨料混凝土的密度等级;注明混凝土耐久性的基本要求;2砌体的种类及其强度等级、干容重,砌筑砂浆的种类及等级,砌体结构施工质量控制等级;3钢筋种类、钢绞线或高强钢丝种类及对应的产品标准,其他特殊要求(如强屈比等;4成品拉索、预腕力结构的锚具.成品支座(如各类橡胶支座、钢支座、隔震支座等、阻尼器等特殊产品的参考型号、主要参数及所对应的产品标准;5钢结构所用的材料见本条第10款。 基础及地下室工程 1工程地质及水文地质概况,各主要土层的压缩模量及承载力特征值等;对不良地基的处理措施及技术要求,抗液化措施及要求,地摹土的冰凉深度等;2注明基础形式和基础持力层;采用桩基时应简述桩型、桩径、桩长、桩端持力层及桩进入持力层的深度要求,设计所采用的单桩承载力特征值(必要时尚应包括竖向抗拔承载力和水平承载力等;3地下室抗浮(防水设计水位及抗浮措施,施工期间的降水要求及终止降水的条件等;4基坑、承台坑回填要求;5基础大体积混凝土的施工要求;6当有人防地下室时,应图示人防部分与非人防部分的分界范围。 钢筋混凝土工程