截面。框架的横向和纵向梁柱按刚性连接设计,现场采用摩擦性高强螺栓和焊接连接,次梁为工字型截面单跨简支梁。外墙正立面为240厚瓷砖饰面的混凝土砌块,主要隔断内墙为200厚混凝土砌块,次要内墙为轻钢龙骨石膏板轻质隔墙。楼盖采用钢-混凝土叠合板组合楼盖,设计主次梁时充分考虑楼盖与钢梁的组合作用。
2.计算参数及计算软件
f本工程设计主要依据国家有关设计规程、规范,如《建筑结构荷载规范》GBJ987、《建筑抗震设计规范》GBJ1189、《钢结构设计规范》GBJ1788、《混凝土结构设计规范》GBJ1089、《建筑地基基础设计规范》GBJ789等。所有梁柱均采用Q345钢,基础和负弯距受拉钢筋为Ⅱ级,楼板及分布筋Ⅰ级,楼板混凝土标号为C40。
结构上作用活荷载包括楼面活荷、风荷和地震作用,横荷载包括楼板和墙体自重,均按《建筑结构荷载规范》GBJ987取用,梁柱自重按实际重量取用;基本风压按北京地区035kNm2取用;设计地震烈度为8度,Ⅱ类场地。
计算软件采用通用有限元软件ANSYS它是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型软件包。主要利用ANSYS软件提供的结构静力分析模块,采用三维beam4梁单元和shell93壳单元按空间模型进行计算载荷引起的位移和应力,并按照《钢结构设计规范》验算构件的强度、刚度、整体稳定和局部稳定性。同时采用通用结构分析软件SAP93进行结构复验计算分析。
3.计算工况既及说明
计算时考虑以下主要的3种工况:12恒荷+14活荷、12恒荷+14×085(活荷+风荷)以及地震作用。在计算地震作用时,12层以下采用底部剪力法,13至18层采用振型叠加法,考虑前5个自振周期。
四、计算结果及分析
1.层数对结构体系及平面布置的影响
3至6层建筑物的设计是由竖向荷载控制着结构布置和构件截面尺寸的选择,由于其侧移很容易满足,为了节省钢材,可以抽去靠近走廊的一排柱子,每榀刚架布置3根柱子。
f随着层数的增加,尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响,但水平荷载却起着决定性的因素,控制着构件截面的选择。此时,为了满足侧移要求,要么保持3排柱子布置不变,增大柱子截面尺寸;要么改3排柱子为4排。两种方案分析比较发现改为4排柱子更为经济。
当房屋层数达到15层时,其顶点位移和层间位移已经非常大,欲满足设计要求,仅仅靠增大柱截面已经不经济了,这时沿横向和纵向在边跨和中跨适当的布置一些支撑反而更节省钢材。
2.主要构件的截面尺寸
根据计算分析结果,对梁和柱截面规格尺寸进行r