钢结构毕业设计开题报告

1、钢结构 指导老师：XXX 第一部分 建筑部分设计第一章第一章.钢结构房屋的优点钢结构房屋的优点o 强度高，质量轻o 构件截面小、有效空间大o 材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越o 制造简单，施工周期短o 节能、环保第二章.办公建筑设计概述办公建筑设计概述 o 办公建筑是现代社会生活中必不可少的组成部分，是现代城市建设中的具有代表性的建筑类型之一。创造人与人之间交流的空间形式和环境是未来建筑的重要任务，办公建筑的首要任务就是广泛的收集信息，因此集办公、商业为一体的多功能综合性的办公楼是办公建筑的发展趋势。办公建筑于其他建筑一样存在着建筑所共有的普遍共性，但由于其使用功能的特殊性，在设计的过程中

2、还应遵守它的使用性、安全性和卫生要求。 第三章华鑫综合办公楼设计概况第三章华鑫综合办公楼设计概况 o 设计宗旨达到综合性建筑的一体感优质的办公环境o 设计内容 包括设计前准备、初步设计阶段、施工图设计阶段三部分o 建筑图设计有建筑设计说明、平面设计、立面设计、剖面设计、楼梯设计、墙体设计第二部分结构部分设计第一章工程概况第一章工程概况o工程名称：华鑫综合办公楼o工程地点：北京o建筑用地面积：5000 m2o建筑面积：10372.32m2o建筑总高：38.8mo层数共9层，层高：一二层商场层高为4.5m，三九层办公用房层高为3.6mo建筑物重要性类别：2o建筑耐火等级：地上部分为二级，地下室为一

3、级o结构形式：钢框架o抗震设防烈度：8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组。o基本雪压：0.40o基本风压：0.45 2/mKN2/mKNo工程地质情况：拟建场地内地形平坦，地面绝对标高在48.20m。无陷坑及古墓，地基无滑坡等稳定问题。地下水概况：经丰水期钻探，最高地下水位为30.54m，无侵蚀性；冰冻深度：无冻土；各层土层见下图：场地类别：类，地基承载力特征值 =180 o地基基础设计等级：乙级 akf2/mkN第二章结构选型第二章结构选型 o经济技术分析经济技术分析与钢筋混凝土结构作比较，钢结构具有以下优点：强度高，质量轻构件截面小、有效空间大材料均匀，塑性、韧性好

4、，抗震性能优越制造简单，施工周期短节能、环保o钢框架结构承重体系特点钢框架结构承重体系特点建筑平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间。需要时，可用隔断分隔成小房间。各部分刚度比较均匀，抗震性能好。抗侧刚度小，侧向位移大；梁柱节点腹板较薄，节点域将产生较大的剪切变形，也使框架侧移增大。 第三章结构布置第三章结构布置 o平面布置平面布置简单、规则、对称的原则，柱距尺寸为8.4m8.4m o竖向布置竖向布置规则，刚度均匀，无突变；柱采用箱型截面 框架梁纵向梁次梁框架柱504007654321840084008400840084008400840084008400840033600o楼盖结构楼盖结构

5、钢结构的常用楼面做法有：压型钢板组合楼板、预制楼板、叠合楼板和普通现浇楼板。组合楼板中的压型钢板不仅用作永久性模板，而且代替混凝土板的下部受拉钢筋与混凝土一起共同工作，承受包括自重在内的楼面荷载。目前最常用的做法为压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼盖。故，本设计中采用组合楼盖进行设计计算。o基础形式基础形式采用梁板式筏形基础。第四章材料的选用第四章材料的选用 o主体钢结构用钢材主体钢结构用钢材框架梁、柱：选用Q235B钢压型钢板：选用Q235B钢，C25混凝土，钢筋为HPB235级o焊条焊条选用E4315型（底氢型）焊条。主梁翼缘与柱连接焊缝质量为一级，其余全熔透焊缝为二级。o高强度螺栓高强度螺栓采

6、用10.9级扭剪型高强螺栓连接，按摩擦型设计，接触面喷砂处理。o筏形基础筏形基础选用C40混凝土，钢筋为HRB335级。 第五章初估构件截面尺寸第五章初估构件截面尺寸 o取楼面荷载设计值11 进行截面估算初估构件截面尺寸包括柱尺寸、框架梁尺寸、纵向梁尺寸和次梁尺寸 2/mKN第六章屋面与楼面板设计第六章屋面与楼面板设计 o屋面与楼面板荷载计算屋面与楼面板荷载计算楼面做法 无防水要求的楼面：楼16D，厚度50 ，面载1.2有防水要求的楼面：楼1F，厚度53 ，面载1.2顶棚做法棚16A，厚度10 ，面载0.2压型钢板选用YXB66-166-500(B)型压型钢板板厚 ，压型钢板重为 。mm2mk

7、N2mkNmm2mkNmmmmt2 . 1284.18mKg楼面均布恒荷载标准值楼面均布活荷载标准值楼面板荷载计算 o压型钢板组合楼盖设计分施工阶段和使用阶段两个阶段进行施工阶段验算在施工荷载荷载作用下，压型钢板的强度与变形使用阶段计算组合板在全部荷载作用下的强度与变形第七章水平地震力作用下的框架侧移验算第七章水平地震力作用下的框架侧移验算 o重力荷载代表值计算重力荷载代表值计算本结构地下一层，地上九层；因本建筑为商场和办公为一体的综合办公楼，故有两层的裙房。在以下的计算中将对主体结构与裙房进行分别计算。顶层重力荷载代表值顶层重力荷载代表值 (女儿墙自重+屋面恒载+纵、横梁自重+半层柱自重+半

8、层墙、门窗自重)标准值 （屋面活载）标准值其他层重力荷载代表值其他层重力荷载代表值 （楼面荷载+纵、横梁自重+上下各半层柱自重+上下各半层墙、门窗自重）标准值 （楼面活载）标准值 KnKnEnQGG5 . 0KnGKnQKiKiEiQGG5 . 0KiGKiQo梁、柱线刚度计算梁、柱线刚度计算钢框架结构中，考虑现浇钢筋混凝土楼板与钢梁的共同作用，在计算梁线刚度时，对边框架梁取 ；对中框架梁取柱线刚度为o横向框架柱抗侧刚度横向框架柱抗侧刚度D D值值D即是使两端固定的柱上、下端产生相对水平位移时需要在柱顶施加的水平力。o横向框架结构自振周期横向框架结构自振周期按顶点位移法计算框架基本自振周期 0

9、2 . 1lEIKbb05 . 1lEIKbbhEIKccnTuT7 . 11o横向框架水平地震作用计算横向框架水平地震作用计算此建筑是高度不超过60m且平面和竖向较规则的以剪切变形为主的建筑，故地震作用计算采用底部剪力法。在多遇地震作用下，对不超过12层的建筑的阻尼比为0.035。经过计算主体结构部分 有顶点附加水平地震作用 裙房部分 无顶点附加水平地震作用sTsTsTgg49. 035. 04 . 14 . 118. 135. 0115. 0nnFsTsTsTgg49. 035. 04 . 14 . 137. 035. 010nnF78.41147.42209.22269.00331.37

10、395.04455.82516.60561.58Fn=574.831136.411653.002108.822503.872835.233104.233313.453460.873539.28543.36967.24967.241510.60o横向框架变形验算横向框架变形验算框架水平位移可分为两部分：由框架梁弯曲变形产生的位移和由柱子轴向变形产生的位移，框架顶端位移为，式中可由D值法求得。第一阶段抗震设计，其层间侧移标准值不得超过结构层高的 3001i=0.00281i=0.00359i=0.00426i=0.00434i=0.00475i=0.00507i=0.00743i=0.0617i=

11、0.00193i=0.00390i=0.00609o抗震验算抗震验算 满足 其中 kNGVnijji032. 0第八章框架在水平地震作用下的内力计算第八章框架在水平地震作用下的内力计算 o框架柱剪力及反弯点高度比框架柱剪力及反弯点高度比柱反弯点高度比即在各层等高、等跨相等、各梁和柱线刚度都不改变多层框架在水平荷载作用下求得的反弯点高度比。根据该框架总层数及该层所在层数、梁柱线刚度比值，且荷载近似倒三角形，查的反弯点高度比 。o框架柱剪力及弯矩计算（框架柱剪力及弯矩计算（D D值法）值法）在水平荷载作用下，框架内力及位移可采用D值法进行简化计算。反弯点高度：柱顶截面处弯矩为柱底截面处弯矩为nyy

12、yhhVMiyhVMio框架梁端弯矩、剪力及柱轴力框架梁端弯矩、剪力及柱轴力 水平地震作用下主体结构部分边框架弯矩图 水平地震作用下主体结构部分边框架梁端剪力 及轴力计算简图 水平地震作用下主体结构部分中框架弯矩图 水平地震作用下主体结构部分中框架梁端剪力 及轴力计算简图 水平地震作用下裙房部分边框架弯矩图 水平地震作用下裙房部分边框架梁端剪力 及轴力计算简图 水平地震作用下裙房部分中框架弯矩图 水平地震作用下裙房部分框架梁端剪力 及轴力计算简图 第九章竖向荷载作用下横向框架的内力计算第九章竖向荷载作用下横向框架的内力计算 o荷载计算荷载计算 o框架内力计算框架内力计算 o分配系数计算分配系数

13、计算考虑对称框架在对称荷载作用下，取半框架进行计算o传递系数传递系数远端固定，传递系数为 ，远端滑动铰接，传递系数为-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弯矩图弯矩图恒载作用下主体结构部分的框架弯矩图 活载作用下主体结构部分的框架弯

14、矩图 恒载作用下裙房部分的框架弯矩图 活载作用下裙房部分的框架弯矩图 o梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力式中：柱轴力 式中： mqVVVPVVqq梁上荷载引起的剪力，lMMVVmm右左梁端弯矩引起的剪力，PVN梁端剪力V梁上集中力P第十章内力组合第十章内力组合 o有地震作用效应组合有地震作用效应组合对高度小于60m的建筑，不计风载和竖向地震对于本设计，取梁端和跨中三分点作为梁承载力设计的控制截面。因此，梁的最不利组合内力是：梁端截面：梁跨中截面： EhKEhGEGSSS地震荷载活载恒载3 . 15 . 02 . 1SmaxmaxVMmaxM+有震时梁内力计算简图 o无地震作用效

15、应组合无地震作用效应组合可变荷载效应控制永久荷载效应控制o柱内力组合柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制界面。 WKWWQKQQGKGSSSSQKGKSSS4 . 12 . 1QKGKSSS7 . 04 . 135. 1第十一章构件设计第十一章构件设计 钢结构承载力抗震调整系数o主梁主梁取内力组合中的最不利内力组合验算控制截面梁的抗弯强度梁的抗弯强度应满足梁的抗剪强度梁的抗剪强度应满足框架梁端部抗剪 fWMnxxxvwfItVSvwnfAVo梁板件宽厚比验算7度以上抗震设防的高层建筑，其抗侧力框架的梁中可能出现塑性铰的区段，板件宽厚比需加以验算。工字型梁翼缘悬伸部分工字型梁腹板部分 101

16、tbAfNthbw110800梁的整体稳定使用阶段：施工阶段：在梁上加临时支撑罕遇地震阶段：在罕遇地震作用下，在横梁的下翼缘可能出现塑性铰的截面处应设置侧向支撑。7度以上抗震设防的高层建筑，梁受压翼缘在支撑连接点间的长度与其宽度之比，应符合现行国家标准钢结构设计规范（GB50017-2003）关于塑性设计时的长细比要求。取验算长度 为塑性铰出现处 到相邻支撑 距离挠度验算截面最小高度 131bl1L10L3L351bLy15minLhho框架柱框架柱 每层取最不利组合计算计算长度由 , 查表得柱长度系数 ，则柱的计算长度为强度验算框架柱平面内、平面外稳定验算平面内稳定 平面外稳定 1K2K0h

17、hfWMANnxxxnfNNWMANExxxmxx8 . 01fWMANxbtxy柱板件宽厚比验算柱长细比验算要求柱长细比不宜大于o强柱弱梁验算强柱弱梁验算强柱弱梁应满足o节点域的抗剪强度、屈服承载力和稳定性验算节点域的抗剪强度、屈服承载力和稳定性验算节点域稳定性验算箱形截面柱的节点域的稳定性应满足 yf235120ybpbcycpcfWANfWwcbthh90节点域抗剪强度验算由柱翼缘与水平加劲肋包围的节点域，在周边弯矩和剪力的作用下，抗剪强度按下式计算：屈服承载力验算抗震设防的结构还应满足屈服承载力抗剪强度不合格时，将柱腹板在节点域范围内更换为厚度满足要求的板件，加厚板件应伸出柱横向加紧肋

18、之外各150mm，并采用对接焊缝与柱腹板相连。 vpbbfVMM3421vppbpbfVMM3421第十二章节点连接设计第十二章节点连接设计 o梁柱连接梁柱连接框架梁与柱刚性连接时，柱为带悬臂段的柱单元，纵向框架与柱连接时为铰接。框架梁与柱刚性连接时，在梁翼缘的对应位置设置柱的水平加劲肋，其厚度与翼缘等厚。梁拼接采用M24高强螺栓，摩擦面采用喷砂处理 ，螺栓强度等级10.9， 。梁翼缘板为坡口全熔透焊。 45. 0kNP225o柱工地拼接柱工地拼接柱翼缘板为坡口全熔透焊。 o主次梁的连接主次梁的连接主次梁连接为铰接连接。腹板采用M20高强螺栓，摩擦面采用喷砂处理 ，螺栓强度等级10.9， 。 45. 0kNP155o角隅撑角隅撑为保证主梁下翼缘的整体稳定，框架横梁下翼缘在距柱轴线（1/8-1/10）梁跨处，应设置角隅撑隅撑长细比 yf235130o钢柱脚设计钢柱脚设计受地震作用组合控制，采用埋入式。柱基础埋入深度，此时满足的要求。设筏基底板厚为 ，梁高为 ，宽 ，柱脚埋深 （柱截面高），满足钢柱脚的混凝土保护层厚度（180250）mm的要求。 m1m6 . 1m6 . 02.03dmh 埋入式柱脚示意图 埋入式柱脚计