鋼結(jié)構(gòu)畢業(yè)設計開題報告

1、鋼結(jié)構(gòu)畢業(yè)設計開題報告第一部分 建筑部分設計第一章第一章.鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點o 強度高，質(zhì)量輕o 構(gòu)件截面小、有效空間大o 材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越o 制造簡單，施工周期短o 節(jié)能、環(huán)保第二章.辦公建筑設計概述辦公建筑設計概述 o 辦公建筑是現(xiàn)代社會生活中必不可少的組成部分，是現(xiàn)代城市建設中的具有代表性的建筑類型之一。創(chuàng)造人與人之間交流的空間形式和環(huán)境是未來建筑的重要任務，辦公建筑的首要任務就是廣泛的收集信息，因此集辦公、商業(yè)為一體的多功能綜合性的辦公樓是辦公建筑的發(fā)展趨勢。辦公建筑于其他建筑一樣存在著建筑所共有的普遍共性，但由于其使用功能的特殊性，在設計的過程中還應

2、遵守它的使用性、安全性和衛(wèi)生要求。 第三章華鑫綜合辦公樓設計概況第三章華鑫綜合辦公樓設計概況 o 設計宗旨達到綜合性建筑的一體感優(yōu)質(zhì)的辦公環(huán)境o 設計內(nèi)容 包括設計前準備、初步設計階段、施工圖設計階段三部分o 建筑圖設計有建筑設計說明、平面設計、立面設計、剖面設計、樓梯設計、墻體設計第二部分結(jié)構(gòu)部分設計第一章工程概況第一章工程概況o工程名稱：華鑫綜合辦公樓o工程地點：北京o建筑用地面積：5000 m2o建筑面積：10372.32m2o建筑總高：38.8mo層數(shù)共9層，層高：一二層商場層高為4.5m，三九層辦公用房層高為3.6mo建筑物重要性類別：2o建筑耐火等級：地上部分為二級，地下室為一級o

3、結(jié)構(gòu)形式：鋼框架o抗震設防烈度：8度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第一組。o基本雪壓：0.40o基本風壓：0.45 2/mKN2/mKNo工程地質(zhì)情況：擬建場地內(nèi)地形平坦，地面絕對標高在48.20m。無陷坑及古墓，地基無滑坡等穩(wěn)定問題。地下水概況：經(jīng)豐水期鉆探，最高地下水位為30.54m，無侵蝕性；冰凍深度：無凍土；各層土層見下圖：場地類別：類，地基承載力特征值 =180 o地基基礎設計等級：乙級 akf2/mkN第二章結(jié)構(gòu)選型第二章結(jié)構(gòu)選型 o經(jīng)濟技術分析經(jīng)濟技術分析與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作比較，鋼結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：強度高，質(zhì)量輕構(gòu)件截面小、有效空間大材料均勻，塑性、韌性好，抗

4、震性能優(yōu)越制造簡單，施工周期短節(jié)能、環(huán)保o鋼框架結(jié)構(gòu)承重體系特點鋼框架結(jié)構(gòu)承重體系特點建筑平面布置靈活，可為建筑提供較大的室內(nèi)空間。需要時，可用隔斷分隔成小房間。各部分剛度比較均勻，抗震性能好?？箓?cè)剛度小，側(cè)向位移大；梁柱節(jié)點腹板較薄，節(jié)點域?qū)a(chǎn)生較大的剪切變形，也使框架側(cè)移增大。 第三章結(jié)構(gòu)布置第三章結(jié)構(gòu)布置 o平面布置平面布置簡單、規(guī)則、對稱的原則，柱距尺寸為8.4m8.4m o豎向布置豎向布置規(guī)則，剛度均勻，無突變；柱采用箱型截面 框架梁縱向梁次梁框架柱504007654321840084008400840084008400840084008400840033600o樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)鋼結(jié)

5、構(gòu)的常用樓面做法有：壓型鋼板組合樓板、預制樓板、疊合樓板和普通現(xiàn)澆樓板。組合樓板中的壓型鋼板不僅用作永久性模板，而且代替混凝土板的下部受拉鋼筋與混凝土一起共同工作，承受包括自重在內(nèi)的樓面荷載。目前最常用的做法為壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓蓋。故，本設計中采用組合樓蓋進行設計計算。o基礎形式基礎形式采用梁板式筏形基礎。第四章材料的選用第四章材料的選用 o主體鋼結(jié)構(gòu)用鋼材主體鋼結(jié)構(gòu)用鋼材框架梁、柱：選用Q235B鋼壓型鋼板：選用Q235B鋼，C25混凝土，鋼筋為HPB235級o焊條焊條選用E4315型（底氫型）焊條。主梁翼緣與柱連接焊縫質(zhì)量為一級，其余全熔透焊縫為二級。o高強度螺栓高強度螺栓采用1

6、0.9級扭剪型高強螺栓連接，按摩擦型設計，接觸面噴砂處理。o筏形基礎筏形基礎選用C40混凝土，鋼筋為HRB335級。 第五章初估構(gòu)件截面尺寸第五章初估構(gòu)件截面尺寸 o取樓面荷載設計值11 進行截面估算初估構(gòu)件截面尺寸包括柱尺寸、框架梁尺寸、縱向梁尺寸和次梁尺寸 2/mKN第六章屋面與樓面板設計第六章屋面與樓面板設計 o屋面與樓面板荷載計算屋面與樓面板荷載計算樓面做法 無防水要求的樓面：樓16D，厚度50 ，面載1.2有防水要求的樓面：樓1F，厚度53 ，面載1.2頂棚做法棚16A，厚度10 ，面載0.2壓型鋼板選用YXB66-166-500(B)型壓型鋼板板厚 ，壓型鋼板重為 。mm2mkN2

7、mkNmm2mkNmmmmt2 . 1284.18mKg樓面均布恒荷載標準值樓面均布活荷載標準值樓面板荷載計算 o壓型鋼板組合樓蓋設計分施工階段和使用階段兩個階段進行施工階段驗算在施工荷載荷載作用下，壓型鋼板的強度與變形使用階段計算組合板在全部荷載作用下的強度與變形第七章水平地震力作用下的框架側(cè)移驗算第七章水平地震力作用下的框架側(cè)移驗算 o重力荷載代表值計算重力荷載代表值計算本結(jié)構(gòu)地下一層，地上九層；因本建筑為商場和辦公為一體的綜合辦公樓，故有兩層的裙房。在以下的計算中將對主體結(jié)構(gòu)與裙房進行分別計算。頂層重力荷載代表值頂層重力荷載代表值 (女兒墻自重+屋面恒載+縱、橫梁自重+半層柱自重+半層墻

8、、門窗自重)標準值 （屋面活載）標準值其他層重力荷載代表值其他層重力荷載代表值 （樓面荷載+縱、橫梁自重+上下各半層柱自重+上下各半層墻、門窗自重）標準值 （樓面活載）標準值 KnKnEnQGG5 . 0KnGKnQKiKiEiQGG5 . 0KiGKiQo梁、柱線剛度計算梁、柱線剛度計算鋼框架結(jié)構(gòu)中，考慮現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與鋼梁的共同作用，在計算梁線剛度時，對邊框架梁取 ；對中框架梁取柱線剛度為o橫向框架柱抗側(cè)剛度橫向框架柱抗側(cè)剛度D D值值D即是使兩端固定的柱上、下端產(chǎn)生相對水平位移時需要在柱頂施加的水平力。o橫向框架結(jié)構(gòu)自振周期橫向框架結(jié)構(gòu)自振周期按頂點位移法計算框架基本自振周期 02

9、. 1lEIKbb05 . 1lEIKbbhEIKccnTuT7 . 11o橫向框架水平地震作用計算橫向框架水平地震作用計算此建筑是高度不超過60m且平面和豎向較規(guī)則的以剪切變形為主的建筑，故地震作用計算采用底部剪力法。在多遇地震作用下，對不超過12層的建筑的阻尼比為0.035。經(jīng)過計算主體結(jié)構(gòu)部分 有頂點附加水平地震作用 裙房部分 無頂點附加水平地震作用sTsTsTgg49. 035. 04 . 14 . 118. 135. 0115. 0nnFsTsTsTgg49. 035. 04 . 14 . 137. 035. 010nnF78.41147.42209.22269.00331.3739

10、5.04455.82516.60561.58Fn=574.831136.411653.002108.822503.872835.233104.233313.453460.873539.28543.36967.24967.241510.60o橫向框架變形驗算橫向框架變形驗算框架水平位移可分為兩部分：由框架梁彎曲變形產(chǎn)生的位移和由柱子軸向變形產(chǎn)生的位移，框架頂端位移為，式中可由D值法求得。第一階段抗震設計，其層間側(cè)移標準值不得超過結(jié)構(gòu)層高的 3001i=0.00281i=0.00359i=0.00426i=0.00434i=0.00475i=0.00507i=0.00743i=0.0617i=0.

11、00193i=0.00390i=0.00609o抗震驗算抗震驗算 滿足 其中 kNGVnijji032. 0第八章框架在水平地震作用下的內(nèi)力計算第八章框架在水平地震作用下的內(nèi)力計算 o框架柱剪力及反彎點高度比框架柱剪力及反彎點高度比柱反彎點高度比即在各層等高、等跨相等、各梁和柱線剛度都不改變多層框架在水平荷載作用下求得的反彎點高度比。根據(jù)該框架總層數(shù)及該層所在層數(shù)、梁柱線剛度比值，且荷載近似倒三角形，查的反彎點高度比 。o框架柱剪力及彎矩計算（框架柱剪力及彎矩計算（D D值法）值法）在水平荷載作用下，框架內(nèi)力及位移可采用D值法進行簡化計算。反彎點高度：柱頂截面處彎矩為柱底截面處彎矩為nyyyh

12、hVMiyhVMio框架梁端彎矩、剪力及柱軸力框架梁端彎矩、剪力及柱軸力 水平地震作用下主體結(jié)構(gòu)部分邊框架彎矩圖 水平地震作用下主體結(jié)構(gòu)部分邊框架梁端剪力 及軸力計算簡圖 水平地震作用下主體結(jié)構(gòu)部分中框架彎矩圖 水平地震作用下主體結(jié)構(gòu)部分中框架梁端剪力 及軸力計算簡圖 水平地震作用下裙房部分邊框架彎矩圖 水平地震作用下裙房部分邊框架梁端剪力 及軸力計算簡圖 水平地震作用下裙房部分中框架彎矩圖 水平地震作用下裙房部分框架梁端剪力 及軸力計算簡圖 第九章豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計算第九章豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計算 o荷載計算荷載計算 o框架內(nèi)力計算框架內(nèi)力計算 o分配系數(shù)計算分配系數(shù)計算

13、考慮對稱框架在對稱荷載作用下，取半框架進行計算o傳遞系數(shù)傳遞系數(shù)遠端固定，傳遞系數(shù)為 ，遠端滑動鉸接，傳遞系數(shù)為-1 8.458.458.458.4511.3711.3711.3714.0214.027.227.227.227.227.227.227.227.223.343.347.227.227.227.227.227.227.227.228.458.458.458.4511.3711.3711.3714.0214.02A B7.223.3414.446.6814.0214.0214.0214.02A B21o彎矩圖彎矩圖恒載作用下主體結(jié)構(gòu)部分的框架彎矩圖 活載作用下主體結(jié)構(gòu)部分的框架彎矩圖

14、 恒載作用下裙房部分的框架彎矩圖 活載作用下裙房部分的框架彎矩圖 o梁端剪力及柱軸力計算梁端剪力及柱軸力計算梁端剪力式中：柱軸力 式中： mqVVVPVVqq梁上荷載引起的剪力，lMMVVmm右左梁端彎矩引起的剪力，PVN梁端剪力V梁上集中力P第十章內(nèi)力組合第十章內(nèi)力組合 o有地震作用效應組合有地震作用效應組合對高度小于60m的建筑，不計風載和豎向地震對于本設計，取梁端和跨中三分點作為梁承載力設計的控制截面。因此，梁的最不利組合內(nèi)力是：梁端截面：梁跨中截面： EhKEhGEGSSS地震荷載活載恒載3 . 15 . 02 . 1SmaxmaxVMmaxM+有震時梁內(nèi)力計算簡圖 o無地震作用效應組

15、合無地震作用效應組合可變荷載效應控制永久荷載效應控制o柱內(nèi)力組合柱內(nèi)力組合框架柱取每層柱頂和柱底兩個控制界面。 WKWWQKQQGKGSSSSQKGKSSS4 . 12 . 1QKGKSSS7 . 04 . 135. 1第十一章構(gòu)件設計第十一章構(gòu)件設計 鋼結(jié)構(gòu)承載力抗震調(diào)整系數(shù)o主梁主梁取內(nèi)力組合中的最不利內(nèi)力組合驗算控制截面梁的抗彎強度梁的抗彎強度應滿足梁的抗剪強度梁的抗剪強度應滿足框架梁端部抗剪 fWMnxxxvwfItVSvwnfAVo梁板件寬厚比驗算7度以上抗震設防的高層建筑，其抗側(cè)力框架的梁中可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)段，板件寬厚比需加以驗算。工字型梁翼緣懸伸部分工字型梁腹板部分 101tb

16、AfNthbw110800梁的整體穩(wěn)定使用階段：施工階段：在梁上加臨時支撐罕遇地震階段：在罕遇地震作用下，在橫梁的下翼緣可能出現(xiàn)塑性鉸的截面處應設置側(cè)向支撐。7度以上抗震設防的高層建筑，梁受壓翼緣在支撐連接點間的長度與其寬度之比，應符合現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB50017-2003）關于塑性設計時的長細比要求。取驗算長度 為塑性鉸出現(xiàn)處 到相鄰支撐 距離撓度驗算截面最小高度 131bl1L10L3L351bLy15minLhho框架柱框架柱 每層取最不利組合計算計算長度由 , 查表得柱長度系數(shù) ，則柱的計算長度為強度驗算框架柱平面內(nèi)、平面外穩(wěn)定驗算平面內(nèi)穩(wěn)定 平面外穩(wěn)定 1K2K0hhf

17、WMANnxxxnfNNWMANExxxmxx8 . 01fWMANxbtxy柱板件寬厚比驗算柱長細比驗算要求柱長細比不宜大于o強柱弱梁驗算強柱弱梁驗算強柱弱梁應滿足o節(jié)點域的抗剪強度、屈服承載力和穩(wěn)定性驗算節(jié)點域的抗剪強度、屈服承載力和穩(wěn)定性驗算節(jié)點域穩(wěn)定性驗算箱形截面柱的節(jié)點域的穩(wěn)定性應滿足 yf235120ybpbcycpcfWANfWwcbthh90節(jié)點域抗剪強度驗算由柱翼緣與水平加勁肋包圍的節(jié)點域，在周邊彎矩和剪力的作用下，抗剪強度按下式計算：屈服承載力驗算抗震設防的結(jié)構(gòu)還應滿足屈服承載力抗剪強度不合格時，將柱腹板在節(jié)點域范圍內(nèi)更換為厚度滿足要求的板件，加厚板件應伸出柱橫向加緊肋之外

18、各150mm，并采用對接焊縫與柱腹板相連。 vpbbfVMM3421vppbpbfVMM3421第十二章節(jié)點連接設計第十二章節(jié)點連接設計 o梁柱連接梁柱連接框架梁與柱剛性連接時，柱為帶懸臂段的柱單元，縱向框架與柱連接時為鉸接?？蚣芰号c柱剛性連接時，在梁翼緣的對應位置設置柱的水平加勁肋，其厚度與翼緣等厚。梁拼接采用M24高強螺栓，摩擦面采用噴砂處理 ，螺栓強度等級10.9， 。梁翼緣板為坡口全熔透焊。 45. 0kNP225o柱工地拼接柱工地拼接柱翼緣板為坡口全熔透焊。 o主次梁的連接主次梁的連接主次梁連接為鉸接連接。腹板采用M20高強螺栓，摩擦面采用噴砂處理 ，螺栓強度等級10.9， 。 45. 0kNP155o角隅撐角隅撐為保證主梁下翼緣的整體穩(wěn)定，框架橫梁下翼緣在距柱軸線（1/8-1/10）梁跨處，應設置角隅撐隅撐長細比 yf235130o鋼柱腳設計鋼柱腳設計受地震作用組合控制，采用埋入式。柱基礎埋入深度，此時滿足的要求。設筏基底板厚為 ，梁高為 ，寬 ，柱腳埋深 （柱截面高），滿足鋼柱腳的混凝土保護層厚度（180250）mm的要求。 m1m6 . 1m6 . 02.03dmh 埋入式柱腳示意圖 埋入式柱腳計