公園1#廊架計(jì)算書（鋼結(jié)構(gòu)+基礎(chǔ)）

PAGEPAGE11#廊架計(jì)算書目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1.工程概況 32.設(shè)計(jì)依據(jù) 32.1設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程及國際和地方標(biāo)準(zhǔn) 32.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 32.3主要結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件 53.鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算 53.1計(jì)算模型 53.2構(gòu)件截面 63.3荷載與邊界條件 73.4計(jì)算結(jié)果 84基礎(chǔ)計(jì)算 104.1設(shè)計(jì)資料： 104.2計(jì)算要求： 114.3計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果 115柱腳計(jì)算 135.1立柱基礎(chǔ)信息 135.2計(jì)算內(nèi)容 145.3計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果 141.工程概況新建“火焰山公園”。1#廊架屬于本項(xiàng)目里的一個(gè)景觀小品。2.設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)合同甲方提供的設(shè)計(jì)技術(shù)資料設(shè)計(jì)合同的補(bǔ)充協(xié)議、會(huì)議紀(jì)要甲方對(duì)方案（擴(kuò)初）設(shè)計(jì)的確認(rèn)書2.1設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程及國際和地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016版)《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7-2010《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2017(2019版)《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-20172.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限本工程設(shè)計(jì)基準(zhǔn)50年,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年2.2.2建筑安全等級(jí)和耐火等級(jí)建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γo=1.10。建筑耐火等級(jí)為一級(jí)。2.2.3結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)設(shè)計(jì)2.2.3.1設(shè)防烈度本工程抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，場地類別為I0類。2.2.3.2抗震設(shè)防類別根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008，本屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防丙類，抗震構(gòu)造措施按6度。2.2.3.3基本風(fēng)壓、基本雨壓基本風(fēng)壓:100年重現(xiàn)期Wo=0.4kN/m2，地面粗糙度為A類；本工程結(jié)構(gòu)承載力按100年重現(xiàn)期設(shè)計(jì)。基本雨壓:W雨=0.70kN/m2。2.2.3.4構(gòu)件受彎撓度控制表格SEQ表格\*ARABIC1構(gòu)件受彎撓度控制構(gòu)件1.0D+1.0L懸挑構(gòu)件L/200(懸挑長度)主梁L/400次梁L/2502.2.3.5鋼結(jié)構(gòu)材料表格SEQ表格\*ARABIC2鋼材材料列表(單位Mpa)材料號(hào)鋼材抗拉、抗壓和抗彎fy/f抗剪fv端面承壓(刨平頂緊)fce鋼號(hào)厚度或直徑(mm)1Q235B-235150-2.3主要結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件鋼結(jié)構(gòu)分析采用大型建筑結(jié)構(gòu)通用有限元分析與計(jì)算軟件midasGen（2022V2.1版本）計(jì)算。3.鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1計(jì)算模型圖表SEQ圖表\*ARABIC1結(jié)構(gòu)模型圖圖表SEQ圖表\*ARABIC2頂視圖圖表SEQ圖表\*ARABIC3左立面圖圖表SEQ圖表\*ARABIC4前立面圖3.2構(gòu)件截面表格SEQ表格\*ARABIC3截面名稱和截面號(hào)列表截面號(hào)截面名稱1立柱（?300x300x5）2主縱梁（?200x200x5）3三叉梁及次主梁梁（?150x150x3）4橫梁（?150x150x3）5頂棚梁（?200x50x3）6鏤空廊架梁（?200x150x2）7頂棚（4mm厚鋼板）圖表SEQ圖表\*ARABIC5結(jié)構(gòu)截面布置圖3.3荷載與邊界條件3.3.1恒荷載結(jié)構(gòu)自重由軟件自動(dòng)計(jì)算考慮，結(jié)構(gòu)自重，恒荷載布置如下圖所示（單位：kN,m）：圖表SEQ圖表\*ARABIC6恒荷載自重3.3.2活荷載風(fēng)荷載及雨荷載,防火按輕質(zhì)膨脹型考慮。3.3.3溫度荷載考慮結(jié)構(gòu)整體升溫30℃，整體降溫20℃。3.3.4荷載組合本工程采用的荷載組合如下表所示:表格SEQ表格\*ARABIC4荷載組合表名稱類型說明sLCB1相加1.20自重(ST)sLCB2相加1.00自重(ST)sLCB3相加1.20自重(ST)+1.40風(fēng)荷載(ST)+1.40雨荷載(ST)sLCB4相加1.20自重(ST)+-1.40風(fēng)荷載(ST)-1.40雨荷載(ST)sLCB5相加1.00自重(ST)+1.40風(fēng)荷載(ST)+1.40雨荷載(ST)sLCB6相加1.00自重(ST)+-1.40風(fēng)荷載(ST)-1.40雨荷載(ST)3.3.5邊界條件本工程采用的邊界條件如下表所示:圖表SEQ圖表\*ARABIC8邊界條件布置圖(一般支承)3.4計(jì)算結(jié)果3.4.1位移結(jié)果在1.0D+1.0L荷載作用下，結(jié)構(gòu)豎向位移如下圖所示。其最大相對(duì)位移為9.6mm，位移比1/600（<1/250），滿足要求3.4.2構(gòu)件內(nèi)力結(jié)果從表中可看出應(yīng)力滿足規(guī)范要求。從上圖看出最大反力為86.6KN，基礎(chǔ)為基巖故設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)做法滿足要求。為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性增加地梁聯(lián)系。4基礎(chǔ)計(jì)算4.1設(shè)計(jì)資料：4.1.1已知條件：類型：階梯形柱數(shù)：單柱階數(shù)：2基礎(chǔ)尺寸(單位mm):b1=1400,b11=700,a1=1400,a11=700,h1=400b2=600,b21=300,a2=600,a21=300,h2=400柱:方柱,A=300mm,B=300mm設(shè)計(jì)值：N=86.64kN,Mx=-42.36kN.m,Vx=-1.17kN,My=-26.80kN.m,Vy=1.56kN標(biāo)準(zhǔn)值：Nk=64.18kN,Mxk=-31.38kN.m,Vxk=-0.87kN,Myk=-19.85kN.m,Vyk=1.16kN混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C25,fc=11.90N/mm2鋼筋級(jí)別：HRB400,fy=360N/mm2縱筋最小配筋:0.15配筋調(diào)整系數(shù):1.0配筋計(jì)算方法:通用法基礎(chǔ)與覆土的平均容重：20.00kN/m3縱筋保護(hù)層：40mm墊層厚hd：100mm墊層出頭寬bd：100mm雙偏壓計(jì)算.誤差允許值(%):0.30基底反力選用值:最大值修正后的地基承載力特征值：300kPa基礎(chǔ)埋深：1.50m作用力位置標(biāo)高：0.000m剪力作用附加彎矩M'=V*h(力臂h=1.500m)：My'=-1.75kN.mMx'=-2.34kN.mMyk'=-1.30kN.mMxk'=-1.73kN.m4.2計(jì)算要求：(1)基礎(chǔ)抗彎計(jì)算(2)基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算(3)地基承載力驗(yàn)算單位說明：力：kN,力矩：kN.m,應(yīng)力：kPa4.3計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果4.3.1基底反力計(jì)算：4.3.1.1統(tǒng)計(jì)到基底的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Nk=64.18,Mkx=-33.11,Mky=-21.15設(shè)計(jì)值:N=86.64,Mx=-44.70,My=-28.554.3.1.2承載力驗(yàn)算時(shí),底板總反力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa):[相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合]基底全反力計(jì)算出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)，按應(yīng)力重分布計(jì)算：基底各點(diǎn)位置及反力(以左下角為原點(diǎn))：(x,y)反力(kPa)(1.400,0.674)0.00(1.400,1.400)85.96(0.000,1.400)195.96(0.000,0.000)30.25(0.385,0.000)0.00(1.400,0.000)0.00基底面積脫空比為:17.445%pk=(Nk+Gk)/A=62.74kPapkmax=195.96kPa,pkmin=0.00kPa4.3.1.3強(qiáng)度計(jì)算時(shí),底板凈反力設(shè)計(jì)值(kPa):[相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合]p=44.20kPapmax=229.79kPa,pmin=-36.00kPa各角點(diǎn)反力p1=-3.02kPa,p2=-36.00kPa,p3=74.58kPa,p4=229.79kPa4.3.2地基承載力驗(yàn)算:pk=62.74<fa=300.00kPa,滿足pkmax=195.96<1.2*fa=360.00kPa,滿足4.3.3基礎(chǔ)抗剪驗(yàn)算:根據(jù)《地基規(guī)范》第8.2.7-2條,需要進(jìn)行抗剪驗(yàn)算抗剪驗(yàn)算公式V<=0.7*βhs*ft*Ac[《地基規(guī)范》第8.2.9條](剪力V根據(jù)凈反力的最大值計(jì)算) 下 右 上 左第1階(h0=355mm,βhs=1.000)剪切荷載(kN)35.5666.60128.68128.68抗剪切力(kN)441.83441.83441.83441.83第2階(h0=755mm,βhs=1.000)剪切荷載(kN)68.10104.38176.94176.94抗剪切力(kN)655.19655.19655.19655.19抗剪滿足.4.3.4基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算:抗沖切驗(yàn)算公式Fl<=0.7*βhp*ft*Aq[《地基規(guī)范》第8.2.8條](沖切力Fl根據(jù)凈反力的最大值計(jì)算) 下 右 上 左第1階(h=400mm,h0=355mm,βhp=1.000)沖切荷載(kN)-0.034.5514.0114.01抗沖切力(kN)301.39301.39301.39301.39第2階(h=800mm,h0=755mm,βhp=1.000)沖切荷載(kN)0.000.000.000.00抗沖切力(kN)0.000.000.000.00抗沖切滿足.4.3.5基礎(chǔ)受彎計(jì)算:彎矩計(jì)算公式M＝F×d其中,F--對(duì)應(yīng)截面地基凈反力合力(根據(jù)凈反力的最大值計(jì)算);d--質(zhì)心到驗(yàn)算截面的距離。根據(jù)《地基規(guī)范》第8.2.1條，擴(kuò)展基礎(chǔ)受力鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.15%板底配筋:第1階(kN.m):M下=-3.26,M右=6.76,M上=20.83,M左=20.83,h0=355mm計(jì)算As(mm2/m):As下=600(構(gòu)造),As右=600(構(gòu)造),As上=600(構(gòu)造),As左=600(構(gòu)造)配筋率ρ:ρ下=0.150%,ρ右=0.150%,ρ上=0.150%,ρ左=0.150%第2階(kN.m):M下=-5.63,M右=11.66,M上=35.91,M左=35.91,h0=755mm計(jì)算As(mm2/m):As下=857(構(gòu)造),As右=857(構(gòu)造),As上=857(構(gòu)造),As左=857(構(gòu)造)配筋率ρ:ρ下=0.150%,ρ右=0.150%,ρ上=0.150%,ρ左=0.150%板頂配筋:第1階(kN.m):M下=-3.26,M右=6.76,M上=20.83,M左=20.83,h0=355mm計(jì)算As(mm2/m):As下=600(構(gòu)造),——,——,——配筋率ρ:ρ下=0.150%,——,——,——第2階(kN.m):M下=-5.63,M右=11.66,M上=35.91,M左=35.91,h0=755mm計(jì)算As(mm2/m):As下=857(構(gòu)造),——,——,——配筋率ρ:ρ下=0.150%,——,——,——基礎(chǔ)板底、板頂構(gòu)造配筋(最小配筋率0.15%).4.3.6底板配筋:X向?qū)嵟?板底:E14@150(906mm2/m)≥As=857mm2/mY向?qū)嵟?板底:E14@150(906mm2/m)≥As=857mm2/m通過以上計(jì)算分析得知滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。5柱腳計(jì)算5.1立柱基礎(chǔ)信息連接方式固接連接柱高h(yuǎn)c(mm)300.0柱寬bc(mm)300.0內(nèi)力設(shè)計(jì)值N(kN)86.60組合水平地震力ㄨVx(kN)-0.87Vy(kN)1.16My(kN.m)-19.85Mx(kN.m)-31.38底板信息錨栓直徑30錨栓鋼材牌號(hào)Q235錨栓數(shù)量nx2底板鋼材牌號(hào)Q235錨栓數(shù)量ny2底板下砼強(qiáng)度C25L(mm)550βl1.00B(mm)550設(shè)加勁肋√底板厚度tpb(mm)30.0加勁肋高h(yuǎn)R(mm)300.0螺栓中心距邊緣lt(mm)85加勁肋厚tR(mm)20.0螺栓中心距邊緣bt(mm)85加勁肋分擔(dān)ㄨ焊縫驗(yàn)算√焊縫信息腹板焊縫角焊縫hf1(mm)10.0翼緣焊縫角焊縫hf2(mm)10.0βf1.22hf3(mm)10.0銑平端ㄨ5.2計(jì)算內(nèi)容（1）底板下混凝土承載力驗(yàn)算（2）錨栓強(qiáng)度驗(yàn)算（3）底板厚度驗(yàn)算（4）水平抗剪承載力驗(yàn)算（5）加勁肋強(qiáng)度驗(yàn)算（6）焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算（7）構(gòu)造驗(yàn)算5.3計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果5.3.1計(jì)算參數(shù)偏心距鋼材與混凝土彈性模量之比單個(gè)錨栓的有效面積A0=561(mm2)X向受拉側(cè)錨栓的總有效面積Y向受拉側(cè)錨栓的總有效面積5.3.2底板下混凝土承載力驗(yàn)算X向由以下公式計(jì)算受壓區(qū)長度求解得xn=256.70底板下的混凝土最大受壓應(yīng)力受拉側(cè)錨栓的總拉力Y向由以下公式計(jì)算受壓區(qū)長度求解得yn=179.39006底板下的混凝土最大受壓應(yīng)力受拉側(cè)錨栓的總拉力驗(yàn)算3.46（MPa）＜βlfc=1.00×11.90=11.90（MPa），滿足5.3.3錨栓強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)錨栓所受最大拉力錨栓強(qiáng)度驗(yàn)算滿足5.3.4底板厚度驗(yàn)算受壓側(cè)底板厚度應(yīng)滿足其中：Mimax為根據(jù)柱腳底板下的混凝土基礎(chǔ)反力和底板的支承條件計(jì)算得到的最大彎矩；Mimax=系數(shù)×σca2；σc為計(jì)算區(qū)格內(nèi)底板下混凝土基礎(chǔ)的最大分布反力；f為底板鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。f=205（MPa）；兩鄰邊和三邊支撐時(shí)，如果b/a小于0.3，按懸臂長為b的懸臂板計(jì)算；板區(qū)格支撐條件ab系數(shù)σc(MPa)Mimax(N.mm)最小厚度(mm)4三邊支撐300.00125.000.0471.797537.514.857四邊支撐147.50290.000.1011.112426.78.438兩鄰邊支撐163.2580.400.0593.465443.512.629三邊支撐260.00105.000.0452.708118.415.41受拉側(cè)底板厚度應(yīng)滿足其中：lai為錨栓中心到支撐邊的距離；Da為支撐邊的計(jì)算長度；f為底板鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。f=205（MPa）；板區(qū)格支撐條件lai(mm)Da(mm)Nta(kN)最小厚度(mm)3兩鄰邊支撐20.070.018.0112.27底板厚度驗(yàn)算，依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊(cè)》8-80：底板厚度不應(yīng)小于max（受壓/拉側(cè)最小底板厚度、30.0mm、柱中板件較厚值）max(15.41,30.0,5.0)=30.00（mm）=tpb=30.0（mm），滿足5.3.5水平抗剪承載力驗(yàn)算錨栓所受總拉力Ta=Tay+Tax=9.08+31.45=40.53(kN)水平抗剪承載力Vfb=0.4(Ta+N)=0.4×(40.53+86.60)=50.85(kN)剪力設(shè)計(jì)值水平抗剪承載力驗(yàn)算50.85（kN）>1.45（kN），滿足5.3.6加勁肋強(qiáng)度驗(yàn)算加勁肋1（受拉側(cè)）加勁肋2（受拉側(cè)）加勁肋3(受壓側(cè))加勁肋4(受壓側(cè))強(qiáng)度驗(yàn)算:9.92（MPa）<fv=120.00（MPa），滿足5.3.7焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算(1)柱與底板連接焊縫計(jì)算腹板角焊縫計(jì)算長度柱腹板處的角焊縫的有效截面面積翼緣內(nèi)側(cè)角焊縫計(jì)算長度翼緣外側(cè)角焊縫計(jì)算長度翼緣處的角焊縫的有效截面面積柱截面周邊的角焊縫的總有效截面模量軸力產(chǎn)生的應(yīng)力滿足彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力滿足腹板的剪應(yīng)力滿足翼緣的剪應(yīng)力滿足焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算翼緣焊縫強(qiáng)度滿足腹板焊縫強(qiáng)度滿足(2)加勁肋與底板連接焊縫計(jì)算加勁肋3角焊縫計(jì)算長度焊縫強(qiáng)度加勁肋4角焊縫計(jì)算長度焊縫強(qiáng)度加勁肋與底板連接焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算滿足(3)加勁肋與柱連接焊縫計(jì)算取X,Y方向剪力最大位置角焊縫的計(jì)算長度X向加勁肋加勁肋3焊縫強(qiáng)度