钢框架结构办公楼楼设计毕业设计(编辑修改稿)

钢框架结构办公楼楼设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

etail, and this thesis mainly focuses on the calculation and design work of the structure. Then,according to the calculated results, the ponents and connections are checked, and the construction drawings are drawn, which takes the construction into account. The project adopted limited state design method, and contained seis mic design. By using the results of structural design software PKPM and hand counts, this design includes the following elements: 1. According to the function requirements, plete the structure arrangement, including the plane and vertical plane. 2. Make stress analysis for frame construction by using the PKPM software. 3. Withdraw the results from PKPM, make the checking putations and plete the design for connections according to the criterion currently. 4. Complete bination secondary girder and the foundation design KEY WORDS： steel frame structure, load case, structural member check, secondary beam design 3 第一章 绪论 钢结构房屋概述 钢结构房屋的分类 钢结构房屋是从承重骨架的材料角度定义的，即指结构体系中主要受力构件是由钢材做成的房屋建筑。 除钢结构房屋之外，还有木结构房屋、砌体结构房屋、混凝土结构房屋以及组合结构房屋等多种。 按照 使用性质的不同，钢结构房屋可分生产性建筑和非生产性建筑两大类。 前者包括工业建筑和农业建筑，后者主要是指民用建筑。 民用建筑根据房屋使用功能又可分为居住建筑和公共建筑两类。 根据房屋层数和高度的不同，大致可分为单层建筑、多层建筑、高层建筑及超高层建筑，但它们之间并没有严格的界限和统一划分标准，不同的规范从不同的角度作了规定。 钢结构房屋的优点 钢结构房屋的结构体系主要是由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢通过连接制作组装而成，和其他材料的房屋结构相比，有以下几方面优点。 （ 1）强度 高，自重轻 . （ 2）构件截面小，有效空间大 . （ 3）材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越 . （ 4）制造简单，施工周期短 . （ 5）节能、环保 . 多层民用钢结构房屋的发展现状 我国钢结构主要集中应用于工业厂房、大跨度或高层民用建筑中，钢结构建筑在全部建筑中的应用比例非常低，还不到 1%，而美国、瑞典、日本等国的钢结构房屋面积已达到总建筑面积的 40%以上。 我国建筑用钢在钢材中总产量中的比例也很低。 而且我国绝大多数建筑用钢是用于钢筋混凝土结构和砌体结构中的钢筋，钢结构用钢还不到建筑用钢的 2%。 因此 ，我国钢结构还是一个很年轻的行业，特别是多层民用钢结构建筑，应用前景十分广阔，有待大力发展和支持。 发展多层民用钢结构房屋需要解决的问题 （ 1）多层钢结构技术及配套体系有待于进一步开发、研究和完善 （ 2）需要解决防腐、防火问题 （ 3）进一步降低工程造价 （ 4）专业技术人才匮乏，观念有待更新 设计要求 本次设计是太原 华诚 贸易公司兴建 8 层钢结构办公楼，办公楼采用钢框架结构，设计深度应能满足构件加工和现场施工要求。 重点研究的问题有以下几点： （ 1) 根据功能要求，确定合理的建 筑方案 （ 2）学习相关规程，掌握多层钢框架钢结构的结构组成及设计方法 （ 3）通过使用和熟悉结构辅助设计软件，了解软件编制原理，掌握计算软件所 4 采用的计算方法及现行规范在计算机辅助设计中的体现 （ 4）构件、节点和基础设计 （ 5）钢结构施工图画法 需要完成的工作有： （ 1）设计计算书（电算和手算）； （ 2）结构平面、立面和剖面图； （ 3）主要节点构造详图； （ 4）框架梁柱详图，零件大样图； （ 5）次梁图，零件大样图； （ 6）节点详图； （ 7）基础布置图； 设计方案： 运用建研院编制的 PKPM 软件中 STS 框架中第 1 项三维模型与荷载输入完成建模和荷载输入，并完成结构楼面布置信息及楼面荷载传导与计算后，可接着采用 SATWE 等程序计算，进行结构刚度、效应分析、杆件内力标准值的计算。 为了更好的掌握钢结构设计中的概念，手算部分包括：荷载组合 (考虑地震作用 )，框架构件的验算，节点设计；次梁设计；组合楼板设计；基础设计等。 5 第二章 建筑设计 方案比选 随着层数和高度的增加，除承受较大的竖向荷载外，抗侧力要求成为多层框架的主要承载特点。 纯框架体系 多层 框架在纵、横两个方向均为多层钢结框架，其承载能力及空间刚度均由钢结框架提供，适用于柱距较大而又无法设置支撑的建筑物，其特点为节点构造较复杂，结构用钢量较大，但使用空间较大。 支撑框架体系 支撑框架体系即多层框架在一个方向（多为纵向）为柱 支撑体系，另一个方向（多为横向）为纯框架体系的混合体体系；其特点为一个方向无支撑便于生产或人流、物流等建筑功能的安排，又适当考虑了简化设计、施工及用钢量等要求，特别适用于平面纵向较长，横向较短的建筑物。 结构形式选择 本工程结构只有 8 层， 高度只有 （ 不 包括女儿墙），结构形式比较简单，结构刚度要求不高，纯框架形式很容易满足，经济性能优于框架支撑体系，故采用纯框架结构形式。 建筑设计 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。 平面主体结构采用矩形形状， 宽 长 72m。 内廊式结构；开间采用 ；为满足采光要求，进深不超过 6m，上进深为 ，下进深 6m。 房间形状均为矩形，便于东西的摆放和使用。 （ 2）根据防火要求，分析确定门厅、走廊、楼梯等位置和数量。 一层有大小门厅两个，大门厅面积为 ㎡，小门厅面积 ㎡ ，符合要求。 走廊宽 ，位于尽端的房间门 距 封闭楼梯间的最大距离为 ，满足防火要求。 每层设有两个楼梯，分别为双跑平行楼梯和平行双分楼梯。 （ 3）根据承重作用及柱网等确定轴线位置。 柱网尺寸首先应最大限度地满足建筑使用功能的要求，然后根据造价最省的原则，充分考虑加工，安装条件等因素综合确定。 由于钢结构承载能力高而质量轻，与钢筋混凝土结构相比，钢结构应采用较大柱网尺寸，在节约造价的同时提高房屋的利用率。 综 合考虑上述条件，柱网尺寸取纵向 ，横向取++6m。 （ 4）建筑平面示意图如图 21~22所示： 6 图 21 首层平面图 图 22 标准层平面图 剖面设计 层 数 8层：首层： 米；标准层 米，女儿墙高 米。 剖面图见图 23~24。 7 图 24 建筑立面 图 8 图 25 建筑 剖面图 建筑设计说明 设计要求 太原 华诚 贸易公司兴建办公楼，要求采用钢框架结构，主要功能：办公、会议和小型展览， 建筑面积 6000～ 8000 ㎡左右，层高 8 层：首层： 米；标准层 米，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，内墙采用轻质隔墙，屋面坡度 5%。 建筑物防火等级为二级。 功能要求：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） 20～ 25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。 工程概 况 本工程为：太原 华诚 贸易公司办公楼，总建筑面积： ㎡。 建筑控制高度 ，层 数 8层：首层： 米；标准层 米。 主体结构改为钢框架结 9 相当于绝对标高。 工程耐久年限为二级，抗震设防烈度为 8 度，耐火等级二级。 防水做法 （ 1）屋面防水 屋面采用三毡四油改性沥青防水层 ，局部小面积屋面采用阻燃和防紫外线聚氨酯防水涂料，涂膜厚度 2mm，由专业 防 水施工队，按规程施工。 穿板面 管道或泛水以下外墙穿管，安装后严格用细石混凝土封严。 （ 2）楼面防水 卫生间 加设聚氨酯防水涂层，涂膜厚度 3mm，分两次涂刷，管根嵌防水 胶，地沟内侧作防水涂层。 除注明外，此类房间标高均比相对应的楼面 低 20mm， 凡有水湿的房间 ， 楼地面找坡 ， 颇向地漏或排水口 ， 以不积水为原则， 凡有管道穿过此类房间 ， 均须预埋套管 ， 高 出 地面 30mm； 地面预留风洞 ，洞 边做混凝土坎边，高 100mm 或同踢脚高。 墙体 （ 1）墙身防潮 做法：采用 30mm 厚 1： 2 水泥砂浆加 5%防水剂；室内地坪无高差只做水平防潮。 （ 2）墙身砌筑 外墙： 以下采用 240mm 厚实心黄河泥砂 砖， M5 混合砂浆砌筑； 以上采用 240mm 厚加气混凝土砌块， M5 混合砂浆砌筑。 内墙：楼梯间墙体采用 200mm 厚加气混 凝 土砌块；卫生间 高度以下采用240mm 厚实心黄河 泥 砂砖 ； 其余墙体除注明外均采用 C 型轻钢龙 骨 隔墙。 3）填充隔墙均砌至 梁 或板底，与结构框架 柱 及构造柱采用 通 长混 凝 土配筋带或拉结筋进行连接 ， 板带设于门 、 窗洞口的上部及下部施工楼面时 ， 应预留竖 向配筋，具体配筋施工楼面时，应预留竖向配筋。 散水 混凝土水泥散水，宽度 1000mm。 建 筑施工图 根据建筑设计绘制施工图 （ 1） 建筑设计说明书 （ 2） 首层平面图 1： 100 （ 3） 标准 层平面图 1： 100 （ 4） 屋顶平面图 1： 100 （ 5） 正立面图 1： 100 （ 6） 剖面图，侧立面图 1： 100 10 第三章 结 构布置及荷载统计 各层结 构 平面 布 置 本工程平面为狭长形 ，而且水平和竖向均为规则布置 ，没有大的刚度突变， 可采用横向承重方案 ，主梁沿横向布置 ，结合建筑使用功能要求进行主梁布置： A 和 B 轴间设置一道次梁，间距为 2． 7m； C 轴和 D 轴间设一道 次 梁，间距均 3m。 各层结构平面 图 见图 31~3 图 31 结 构 平 面 图局部 11 根据结构平面图绘制结构计算简 图 见图 32： 图 32 结 构 计 算 简 图 截 面 初选 框架梁柱承受的荷载都比较大 ，故在材料选用时应优先考虑强度较高的钢 材，本工程主梁和柱子采用 Q235B 钢材。 材料性能应满足《低合金高强度结 构钢 》（ GB/T1591） 的 要求。 焊接材料应予之相 适 应 ， 手工焊采用 E50 系列焊 条 ，满 足 《低合金钢焊条 》（ GB/T5118） 的 要 求 ， 自动焊和半自动焊的焊丝应 满足《熔化焊用钢丝 》（ GB/T14957）的要 求。 主梁 工字形梁的截面高而窄 ， 在主轴平面内截面模量较大 ， 楼板可以视为刚性 铺板 ， 没有整体稳定问题 ， 截面只需满足强度 ， 刚度和局部稳定的要求。 故 本 工程的主次梁截面均采用工字形截面 ， 并优先选用窄翼缘 H 型 钢 （ HN 系列 ）， 其经济性较好。 本工程跨度为 7200mm。 本工程取相同 梁高 ， 高度 按 7200mm 跨主梁 确 定 ，高 跨 比可 放 宽 到 1/15~1/20 ，即为 360~480mm， 取梁高为 400mm。 查 《热轧 H 型钢和部分 T 型钢 》（ GB/T11263）， 对 6600mm 跨长的主梁选用 H400 200 12 16。 框架柱 12 多层框架柱的通常采用 H 型钢截面，不过一般应选。