摘 要

本计算书是关于“广顺集团股份有限公司钢结构商住楼”设计所做的书面成果。该钢结构商住楼是一钢框架结构，层数为六层。长67.37m，宽 21.703m，高 18.00m。

在建筑设计部分中，首先是针对老师所给的基本要求以及粗略平面图的大致来确定自己所要选定的框架结构，从而开始选择该工程的基本参数、具体材料、各项细部构造以及尺寸选择。

在结构设计部分中，我选取第⑨轴横向框架来计算手算任务的各项内容，随即明确计算的大致步骤，首先要确定其具体所受的荷载，选取完各项荷载之后就需要通过各种方式的组合求出这榀框架当中各部分内力的最值，利用这些值来验算钢梁和钢柱截面是否符合建筑构造施工要求，当验算合格后，就可以开始进行各个细节地方的设计，其中就有拼接节点设计，钢柱柱脚设计、楼梯以及平台设计、基础设计、楼面板及屋面板设计计算。

在整个结构设计的过程中，先两个月的时间是根据已经确定好的步骤去计算那一榀框架，手算部分算完之后，之后一个月就在使用PKPM进行电算分析，将分析出来的数据和手算得出的数据结果进行对比和分析，从而来验证手算是否存在问题以及此框架的设计是否合理。对这些问题的探究需要去寻找各种书籍及资料，这个过程使我对框架结构的受力特点有了更深的了解，同时也让我了解了钢结构节点的基本设计原则及要求。

关键词：钢结构商住楼，PKPM建模计算，节点设计，抗震设计

Abstract

This calculation is a written result of the design of the “Guangshun Group Co., Ltd. Steel Structure Commercial and Residential Building”. The steel structure commercial and residential building is a steel frame structure with six layers. It is 67.37m long, 21.703m wide and 18.00m high.

In the architectural design part, the first is to determine the basic structure of the teacher and the outline of the rough plan to determine the frame structure to be selected, and then start to select the basic parameters, specific materials, details and size selection of the project.

In the structural design section, I select the 7th axis transverse frame to calculate the contents of the hand calculation task, and then clearly define the general steps of the calculation. First, we must determine the specific load. After selecting the various loads, we need to pass each The combination of the modes determines the maximum value of the internal forces of each part of the frame, and uses these values to check whether the steel beam and the steel column section meet the construction requirements of the building structure. When the inspection is passed, the design of each detail can be started. There are splicing node design, steel column foot design, stair and platform design, basic design, floor panel and roof panel design calculation.

In the whole process of structural design, the first two months are based on the determined steps to calculate the frame. After the calculation of the hand calculation, the calculation of the calculation using PKPM will be carried out one month later. The data is compared and analyzed with hand-calculated data to verify whether there is a problem with the hand calculation and whether the design of the framework is reasonable. Exploring these issues requires finding a variety of books and materials. This process has given me a deeper understanding of the force characteristics of the frame structure, and also allowed me to understand the basic design principles and requirements of steel structure nodes.

Key word:steel structure commercial and residential building, PKPM modeling calculation, node design, seismic design

目录

绪论 8

第1章 工程概况 10

1.1 工程名称 10

1.2 建筑规模与要求 10

1.3 水文、地质、气象原始资料 10

1.3.1 工程地质条件 10

1.3.2 气象条件 10

第2章 结构选型 11

第3章 结构布置 11

3.1 框架计算简图 11

结构柱网布置图 11

单元计算简图 11

第4章 荷载计算 12

4.1 荷载计算 12

4.1.1恒荷载标准值统计 12

4.1.2 活荷载标准值统计 13

第5章 梁柱初选 14

5.1 屋面梁的初选 14

5.2 柱子的初选  14

5.3 组合楼盖的初选 15

5.4 确定计算简图  16

5.5 各单元线刚度 16

5.5.1 梁的线刚度计算  16

5.5.2 柱的线刚度计算 17

5.5.3 相对刚度 17

5.6各节点弯矩分配系数 18

第6章 荷载作用下框架的内力（荷载取为标准值） 20

6.1 一榀框架 20

6.2 恒荷载作用下框架的受力简图 23

6.3恒荷载作用下框架的内力计算 24

6.3.1 恒载作用下框架的弯矩计算 24

6.3.2 恒荷载作用下框架剪力计算： 26

6.3.3恒荷载作用下梁的剪力计算： 28

6.3.4 恒载作用下柱得剪力计算： 28

6.3.5恒荷载作用下框架柱轴力计算：（KN） 30

6.4 活荷载作用下的内力简图（荷载取为标准值） 33

6.5 内力计算 34

6.5.1活荷载作用下框架的弯矩计算 34

6.5.2活荷载作用下框架剪力计算： 36

6.5.3活荷载作用下梁的剪力计算： 37

6.5.4 活载作用下柱的剪力计算： 38

6.5.5活荷载作用下框架柱轴力计算： 40

第7章 风荷载计算 42

7.1风荷载标准值计算 42

7.1.1系数统计 42

7.1.2风荷载标准值 42

7.1.3各楼层上集中荷载 43

7.2风荷载侧移计算 43

7.2.1风荷载作用下框架的侧移计算 45

7.3风荷载作用下框架的内力计算 45

7.3.1反弯点高度 47

7.3.2 风荷载作用下框架柱剪力和弯矩计算 48

第8章 地震荷载计算 53

8.1重力荷载代表值 53

8.2框架的抗震等级 54

8.3场地和特征周期 54

8.4框架地震周期 54

8.6框架地震内力计算 57

第9章内力组合 63

第1章0 截面验算 71

10.1 柱截面验算 71

10.1.1 柱的截面几何特性 71

10.1.2求柱的计算长度 71

10.1.3强度验算 72

10.1.4 整体稳定验算 72

10.1.5局部稳定验算 73

10.1.6框架柱和轴心受压柱的构造要求 73

10.2梁截面验算 74

10.2.1梁的截面几何特性： 74

10.2.2梁的强度验算 74

10.2.3梁的整体稳定 75

10.2.4梁的板件局部稳定 75

10.2.5局部承压强度计算： 76

10.2.6刚度验算： 76

第11章节点计算 77

11.1梁柱连接设计 77

11.1.1计算腹板分担弯矩 78

11.1.2螺栓验算 78

11.1.3 焊缝验算： 79

11.1.4节点的验算 80

11.1.5 节点构造 81

11.2 主、次梁的连接设计 81

11.3 钢柱的拼接 83

11.4 柱脚设计 85

（1） 柱翼缘栓钉数量确定 85

（2） 受弯承载力： 86

（3） 受剪承载力： 86

（4）钢柱埋入段四周配筋计算 86

第12章 楼梯设计 88

12.1 踏步板计算 88

12.1.1 计算简图 88

12.1.2 踏步板强度计算 88

12.1.3 踏步板与斜梁焊缝连接验算 89

12.2 斜梁计算 89

12.2.1斜梁荷载计算 89

12.2.2斜梁截面正应力验算 90

12.2.3斜梁与平台梁连接处验算 90

12.3平台梁验算 92

12.3.1荷载计算 92

12.3.2弯曲正应力计算 92

第13章 板筋的计算 94

13.1屋面板筋的计算 94

13.1.1 屋面双向板弯矩计算 94

13.1.2 屋面双向板配筋 97

13.2 楼面板配筋 98

第14章基础设计 99

14.1场地资料 99

14.2 B柱独立基础设计 99

14.2.1荷载计算 99

14.2.2抗冲切计算 100

14.2.3配筋计算 102

14.3 DE柱独立基础设计 103

（1） 由柱传至基础顶面的荷载（按标准组合取） 103

（2） 基底尺寸的确定 103

（3） 利用倒梁法进行内力计算： 104

（4） 梁板部分计算： 105

（5） 基础顶面计算 105

二、 PKPM计算 107

1建立平面模型 107

1.1 三维模型和结构楼面布置 107

1.2荷载输入 108

1.3楼面荷载传导与计算 108

2.SATWE计算及分析 110

2.1 生成SATWE数据 110

2.1.1参数定义 110

2.1.2特殊构件的定义 115

2.1.3生成SATWE数据 115

2.2 结构内力计算 116

2.3 分析结果图形与文本显示 116

2.4 SATWE计算分析 117

2.4.1形成图像文件 117

2.4.2 比较弯矩以及位移 117

3.PK计算及分析 120

3.1形成PK文件 120

3.2 PK交互计算 120

3.3 计算结果与手算相比较 124

参考文献 125

致 谢 126

绪论

毕业设计（论文）相对于本科生涯来说是一次比较综合的检验，对于学生对基本课堂知识的掌握起了很好的推进作用，因为毕业设计中所需的专业知识几乎囊括了本科四年所学到的所有专业课，对于我们综合知识管理及结合运用这方面的能力有很明显的改善。整个过程还训练了我们面对很难解决的难题时应当集思广益，团结互助，迎难而上。