钢框架结构办公楼楼设计毕业设计.pdf
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1、毕业设计(论文)毕业设计(论文)题目:钢框架结构办公楼楼设计题目:钢框架结构办公楼楼设计毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书一、概述一、概述设计内容:太原华诚贸易公司兴建办公楼,要求采用钢框架结构。根据所给建筑功能划分要求,通过调查及搜集有关技术资料,完成建筑设计;正确选择结构方案,完成结构设计;根据场地要求,完成地基基础设计。并提交出任务书规定的设计文件。设计目的:通过毕业设计,初步掌握建筑设计、结构设计及地基基础设计的一般原则、步骤和方法,能综合运用已学过的知识,提高综合分析问题、解决问题的能力,以及相应的设计技巧,同时还将培养设计工作中实事求是、严格、准确的科学态度和工作作风。成
2、果要求:(1)计算书的撰写应完整清晰地说明设计方案、设计依据、设计步骤及过程;计算内容详尽,方法正确,计算分析无误;叙述准确,条理清晰,结构严谨。(2)图纸内容要符合国家有关制图标准,做到图幅规范,图面整洁,布图紧凑匀称,线条流畅,粗细分明,尺寸标注齐全,注字规范。(3)英文翻译部分翻译准确,文理通顺。二、设计原始资料二、设计原始资料(一)工程概况:建筑物建于太原市南郊,主要功能为办公、会议和小型展览,建筑面积60008000m2左右。 结构体系采用钢框架结构, 总层数为 810 层, 首层 4.2 米,标准层 3.3 米。屋面采用压型钢板保温屋面,外墙采用陶粒混凝土砌块或其他轻质墙体,内墙采
3、用轻质隔墙,屋面坡度 5%。采用筏形基础,基础埋深 3.65m,基底位于第层黄土状粉土,天然地基承载力偏低,不能满足承载力和变形要求,设计要求对地基进行处理,要求处理后的地基承载力特征值不小于 180kPa。(二)功能使用要求:内廊式建筑。大会议室一个,面积约 200m2;接待室一个,设在一层,面积约 60m2;小会议室两个,每个面积60m2;办公室共约6000m2,其中大办公室(60m2)2025 间,其余为小办公室(30m2) ;其它部分包括门厅、走廊、楼梯、卫生间、开水间、配电室等;每层还设有洗手间、楼梯间。(三)抗震设防烈度:8 度,抗震设计分组为第一组,类场地(四)耐火等级:级。(五
4、)场地工程地质条件:(1)地形、地貌拟建场地地形平缓,场地平整。(2)拟建场地岩土工程条件场地地层属第四系全新统晚更新统,依其岩性及物理力学性质分为 3 个工程地质层,其中第、层为新近堆积土,其余为第四系一般地层。第层:黄土状粉土,层厚 1.106.00m。褐黄色黄褐色,土质不均匀,稍湿,中密,摇振反应中等,无光泽,干强度、韧性低,有湿陷性。此层顶部局部夹有黄土状粉质粘土薄层,黄褐色,可塑状态。层低埋深 3.4010.60m。fak=110kPa。第层:黄土状粉质粘土,层厚 1.403.90m。黄褐色,可塑,土质均匀,无摇振反应,有光泽反应,干强度、韧性中等,可见钙质条纹,有湿陷性。层低埋深
5、7.3013.40m。fak =130kPa。第层:粉质粘土,层厚2.204.20m。黄褐色红褐色,可塑,无摇振反应,有光泽反应,干强度、韧性中等,可见钙质条纹。层低埋深 10.8012.20m。fak =140kPa。(3)水文地质条件场地地下水类型为潜水类型,潜水水位埋深大于 35.00m。由于地下水埋藏较深,对基础及工程无不良影响。(六)自然气候条件:主导风向:南;基本风压值、基本雪压值按荷载规范的规定取值。三、三、建筑设计的要求和内容建筑设计的要求和内容(一)平面设计(1) 根据设计要求,确定建筑物的平面分区及各房间的平面形状面积大小及位置。(2) 根据承重作用及柱网等确定轴线位置。(
6、二)剖面设计(1) 根据选定的结构体系,估算主要构件的尺寸,如梁、板、柱等。(2) 根据采光及通风及工艺构造要求,确定建筑物部分剖面高度。(三) 立面设计(1)根据平面和剖面设计,绘制建筑立面轮廓图。(2)根据体型组合,调整各部分比例尺度,使其完整均衡,比例恰当,主次分明,并使体型简洁,与环境协调。四、四、结构设计的要求和内容结构设计的要求和内容(一)结构平立面设计:包括结构总体尺寸、标高,柱网布置,主次梁布置,楼板布置等,楼盖要求采用压型钢板组合楼盖。(二)编制结构设计中各种作用的计算原理(如风荷载、地震作用等) ,结构分析的简化计算方法。掌握简化计算方法的假定条件、原理、计算步骤以及荷载效
7、应组合等内容。(三)荷载计算:根据初定的建筑结构方案,以及荷载规范、抗震规范进行荷载的统计计算,计算各楼层重量(包括楼面恒载、活荷载,隔墙重量等) 。(四)运用建研院编制的 PKPM 软件进行结构刚度、效应分析、杆件内力标准值的计算,基本掌握模型建立、荷载输入、参数确定、整体计算、结果分析等各重要环节。结合规范理解输入参数的含义,并将自己的理解编制入计算书中。(五) 进行结构设计:框架结构设计各荷载工况结构内力 (电算) ,荷载组合(手算);主梁设计(手算);柱设计(手算);节点设计(手算) ;次梁设计(手算) ;组合楼板设计(手算)。五、五、地基基础设计的要求和内容地基基础设计的要求和内容(
8、一)地基处理方案选定:由于天然地基承载力偏低,不能满足承载力和变形要求,需对地基进行加固处理,根据工程勘察资料、地质条件以及所设计的上部结构特点,进行地基基础方案(预应力混凝土管桩、灌注桩和夯实水泥土桩)比较、论证,选择合适的基础类型,方案安全可靠合理,并具有较好的经济性。(二)地基处理设计:(1)桩体设计参数桩体材料:确定材料强度等级(水泥、水泥土料配合比) 。桩径选择及桩身截面积计算。(2)桩地基处理设计计算单桩承载力特征值计算;桩体材料设计验算;复合地基承载力特征值及面积置换率的计算;复合地基特征值验算;复合地基变形验算;持力层及下卧层强度验算。(三)桩对环境的影响分析及防治措施六、设计
9、完成后提交的文件和图表六、设计完成后提交的文件和图表1. 1.计算说明书部分:计算说明书部分:包括:目录,英文摘要(200-300 词) ,前言,正文,参考文献,致谢等。其中正文包括:(一)建筑设计:设计依据、总平面设计、平面的设计、剖面的设计、立面的设计、构造的设计。(二)结构设计:(1)楼盖体系的设计计算(2)框架结构体系的设计计算(3)在竖向荷载作用下框架各杆件的内力(M、N、V)(4)在风荷载作用下框架各杆件的内力(M、N、V)(5)在地震荷载作用下框架各杆件的内力(M、N、V)(6)内力组合(7)各杆件的截面设计和节点计算(三)地基基础设计:按所给场地地质资料,选择基础类型、并进行设
10、计。(1)桩体设计参数(2)桩地基处理设计计算(3)桩对环境的影响分析及防治措施2.图纸部分:建筑部分1.建筑设计总说明2.首层平面图3.标准层平面图4.立面图5.剖面图结构部分1.结构设计总说明2.结构平面、立面、剖面图3.框架梁、柱详图,零件大样图;4.主要节点构造详图;5.楼板配筋图6.材料表地基基础部分1.基础设计总说明2.基础结构平面布置图3.地基处理及基础配筋图3.翻译一篇与本专业有关的外文资料(5000 字以上)七、毕业设计(论文)进程安排七、毕业设计(论文)进程安排序号设计各阶段名称日期(教学周)1计算书建筑设计部分第 1 周2建筑施工图绘制第 2 周3楼盖体系设计计算第 3
11、周4各种荷载作用下框架的计算第 4 周5内力组合及构件、节点设计第 57 周6结构施工图绘制第 89 周7地基处理方案选定第 10 周8地基处理设计计算第 1112 周9地基基础施工图绘制第 13 周10桩对环境的影响分析及防治措施第 14 周11毕业设计文件的整理装订,教师审核第 15 周12整理资料,准备答辩第 16 周八、主要参考资料八、主要参考资料1.房屋建筑制图统一标准 (GB50001-2010)2.建筑结构制图标准 (GB50105-2010)3.建筑结构可靠度设计统一标准 (GB50068-2001)4.建筑结构荷载规范 (GB50009-2012)5.建筑抗震设计规范 (GB
12、50011-2010)6.钢结构设计规范 (GB50017-2003)7.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 (CECS 102-2002)8.高层民用建筑钢结构技术规程 (JGJ99-98)9.冷弯薄壁型钢结构技术规范 (GB50018-2002)10.建筑地基基础设计规范 (GB50007-2011)11.建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002)12.湿陷性黄土地区建筑规范 (GB50025-2004)13.建筑地基基础工程施工质量验收规范 (GB502022002)14.多高层建筑钢结构设计李国强编著(中国建筑工业出版社)15.多层民用钢结构房屋设计郭兵等编著(中国建筑工业出版社)16
13、.钢结构设计手册上、下册(中国建筑工业出版社)17.地基及基础 (中国建筑工业出版社)目录第一章绪论.错错误误! !未定义书签。未定义书签。1.1 钢结构房屋概述.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 1.1.1 钢结构房屋的分类.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 1.1.2 钢结构房屋的优点.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 1.1.3 多层民用钢结构房屋的发展现.错错误误! !未定义书签。未定义书签。1.2 设计要求.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 1.2.1 重点研究的问题有以下几点: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。1.2.3 设计方案:.错错误误! !未
14、定义书签。未定义书签。第二章建筑设计.错错误误! !未定义书签。未定义书签。2.1 方案比选.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.1.1 纯框架体系.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.1.2 支撑框架体系.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.1.3 结构形式选择.错错误误! !未定义书签。未定义书签。2.2 建筑设计.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.2.1 平面设计.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.2.2 剖面设计.错错误误! !未定义书签。未定义书签。2.3 建筑设计说明.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.3.1 设计要求.错错误误
15、! !未定义书签。未定义书签。 2.3.2 工程概况.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.3.3 防水做法 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 2.3.4 墙体 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。2.4 建筑施工图 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。第三章结构布置及荷载统计.错错误误! !未定义书签。未定义书签。3.1 各层结构平面布置 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。3.2 截面初选 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。3.3 荷载统计 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 3.3.1 屋面恒载标准值: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 3.
16、3.2 活荷载标准值: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 3.3.3 屋面积灰荷载 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 3.3.4 风荷载标准值: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。第四章结构构件设计.错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.1初步假设 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.2 组合楼(屋面)板的构造要求: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.3 荷载计算: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.4压型钢板在施工阶段的验算: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.4.1 施工阶段荷载: .错错误误!
17、!未定义书签。未定义书签。 4.1.4.2 压型钢板的受弯承载力验算: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.5 压型钢板组合楼板在使用阶段的承载力验算:错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.5.1 计算假定: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.5.2 受弯承载力计算: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.5.3 压型钢板楼板负弯矩配筋设计: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.6 组合楼板的挠度、裂缝及自振频率验算: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.6.1 组合楼板的挠度验算: .错错误误! !未定义书签。未
18、定义书签。 4.1.6.2 组合楼板负弯矩部位混凝土裂缝宽度验算:错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.1.6.3 组合楼板自振频率 f 的验算: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。第五章框架结构分析.错错误误! !未定义书签。未定义书签。5.1 设计思路 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。5.2 建模过程 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 5.2.2 结构楼面布置信息 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 5.2.3 楼面荷载传导与计算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。5.3 SATWE 计算分析 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。5.4 结果分析
19、与截面调整 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 5.4.1 结果分析 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。5.5 电算结果 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。第六章荷载组合.错错误误! !未定义书签。未定义书签。6.1 荷载组合原理 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.1.1 荷载基本组合 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.1.2 考虑地震作用的荷载组合 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。6.2 荷载组合 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.2.1 正负号规定: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.2.2 各层柱编号 .错错误误!
20、 !未定义书签。未定义书签。6.2 荷载组合 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.2.1 正负号规定: .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.2.2 各层柱编号 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.2.3 荷载基本组合 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 6.2.4 考虑地震作用的荷载组合 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。第七章结构、构件验算.错错误误! !未定义书签。未定义书签。7.1 计算原理 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.1.1 不考虑地震作用的基本组合的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.1.2 考虑地震作用的验
21、算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。7.2 截面特性 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。7.3 柱的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.1 柱 Z1 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.2柱 Z2 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.3柱 Z3 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.4柱 Z4 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.5柱 Z5 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.6柱 Z6 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.7柱 Z
22、7 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.3.8柱 Z8 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。7.9 框架梁的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 7.9.1 L1 的验算 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。第八章框架节点设计.错错误误! !未定义书签。未定义书签。8.1 主梁与柱的刚性连接节点设计 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。 8.1.1 设计原理 .错错误误! !未定义书签。未定义书签。第九章地基处理.819.1 地基基础承载力校核.819.2 地基基础方案选定.819.3 地基基础方案选定.829.4 桩地基处理设计计算.829.4
23、.1 单桩承载力特征值计算.829.4.2 桩体材料设计验算.829.4.3 复合地基承载力特征值及面积置换率的计算.839.4.4 复合地基特征值验算.839.4.5 复合地基变形的验算.849.4.6 持力层及下卧层强度验算.84结束语.86参考文献.87文献翻译.88致谢.94中文摘要本文是对太原华诚贸易公司办公楼的钢结构设计,选用的结构形式是八层钢结构框架。多层房屋钢结构技术是一项集轻钢结构、建筑节能保温、建筑防火、建筑隔声、新型建材、设计施工于一体的集成化技术,广泛应用于住宅、办公楼、厂房等建设项目中。钢结构多层房屋中最常用的结构体系为框架结构,框架结构布置灵活,各部分刚度比较均匀,
24、构造简单易于施工。本文详细地介绍了本工程的建筑设计和结构设计的全过程,主要侧重于结构的计算和设计工作。并根据计算结果进行了构件和节点验算及施工图设计,其中综合考虑了构造措施。设计采用极限状态设计法,考虑地震作用进行抗震设计。通过采用结构设计软件 PKPM 与手算相结合,本设计完成了以下主要内容: 1、根据建筑功能要求,完成结构平、立面布置。 2、采用 PKPM 软件进行框架结构受力分析 3、提取电算结果,根据现行规范验算构件承载力并完成节点设计。4、根据现行规范手工完成组合次梁、基础设计。关键词:钢框架结构、荷载工况、构件验算、次梁设计1ABSTRACTThis thesis is conce
25、rned with the project that designs a steel structure of anoffice building of Huacheng trading company in Taiyuan.Multi-layer steel structure is the integrative technology which consists of lightweight steels tructure, energy saving, fire prevention, sound insulation, new buildingmaterials, design an
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