1、精選優質文檔-傾情為你奉上精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業專心-專注-專業精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業畢業設計（論文）開題報告（含文獻綜述、外文翻譯）題 目 通力公司辦公樓鋼結構設計（A） 姓 名 陳嘉超 學 號 專業班級 1004 所在學院 工程學院 指導教師（職稱） 鄭悅（高工） 二一四年 三月十六日畢業設計（論文）開 題 報 告（包括選題的意義、可行性分析、研究的內容、研究方法、擬解決的關鍵問題、預期結果、研究進度計劃等）通力公司辦公樓鋼結構設計（A）1. 選題的背景和意義鋼結構因期輕質高強、抗震性能好、工業化程度高、綠色環保等特點，廣泛應用于建筑領域。與鋼筋混凝

2、土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發展的獨特優勢1。相對于傳統的混凝土和砌體結構，鋼結構以其自身的優越性引起業內關注，已經在工程中得到合理的、迅速的應用，所以鋼結構建筑的發展前景美好。這次畢業設計是我第一次接觸到完整的鋼結構建筑設計，可以讓我對鋼結構設計有了更深刻的理解。1.1.選題的工程背景鋼結構工程采用以鋼材為主，由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成；各構件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結構。具有高強、高韌、抗震、輕質、等獨特的優點，在建筑業中得到了廣泛的應用，尤其是在超高層及大跨度建筑方面更顯示出強大的生命力。 建筑鋼結構在建筑建造中具有很多優越性，主要表現為建

3、筑鋼結構質量輕、強度高、延伸好、可焊接、塑性強，施工快捷不收季節影響；建筑鋼結構的使用可以增加建筑的使用面積，抗震性能好；經過防腐處理，建筑鋼結構壽命可達百年，耐久性高；建筑鋼結構易于修復，還可回收利用，綠色環保2。但是由于我國鋼結構領域起步較晚，對建筑鋼結構整體認識不足，設計理念也相對落后，不能滿足建筑鋼結構的特殊要求，所以做鋼結構的設計是十分必要的。1.2.國內外相關背景多層房屋鋼結構是很有發展前途的房屋建筑體系，結構的重量輕、抗震性能好、建造速度快、空間布置靈活、管線安裝方便、裝修快捷、有利于配套開發，材料可回收重復使用，有利于自然環境保護。美國、日本、韓國等發達國家的許多新建多層房屋建

4、筑都采用這種建筑結構體系。近幾年，北京、天津、沈陽等城市陸續興建了26層的辦公樓、工業廠房、集貿市場等輕型房屋鋼結構建筑，建筑面積達上百萬平米3。框架結構分無支撐純框架、強支撐框架和弱支撐框架三類4，框架結構建筑的空間分隔靈活，自重輕，有利于抗震，節省材料；可以較靈活地配合建筑平面布置，利于安排需要較大空間的建筑結構；采用結構的房屋墻體不承重，僅起到圍護和分隔作用。目前已被廣泛地應用于國內外各類多層的工業與民用建筑中。北京、上海、山東等省市已開始進行鋼結構住宅試點。在美國，低層建筑如兩層樓以下的非居住型建筑市場已有70以上是建筑金屬制品；而在我國早期多層鋼結構只見于個別工業廠房的一部分，在民用

5、建筑中仍然為空白。1.3.選題的意義此次設計是一個總結性的教學環節，是全面系統地融匯所學理論知識和專業技能并運用于解決實際問題的過程。在這個過程中，我們需要在已掌握的專業知識的基礎上，廣泛地搜集查閱資料，篩選出有用的信息，從而針對自己的設計任務提出切實可行的方案。并認真對照規范和設計要點，選擇正確的設計方法。這些復雜的設計任務將極大地提升我們的學習能力和動手能力，鍛煉了我們文獻查閱、翻譯外文的能力，而且提供了一個良好的綜合各門知識的機會，是對大學知識的一次完美整合、消化和補充。我的設計內容是一棟鋼結構辦公樓的設計，我們將經歷結構選型、結構的具體布置、計算荷載和匯總，并對每一個構件進行內力計算和

6、截面設計。讓我們對鋼結構設計進行全方面的了解。2可行性分析 我國目前已具備長期發展輕型鋼結構建筑的基本條件，積極推廣輕型鋼結構建筑符合國家可持續發展戰略的需要，市場前景廣闊，具有相當的技術基礎。同時多層鋼框架結構雖然已經非常流行，在國內已擁有了許多工程實例，可以讓我們來借鑒。在大學的學習中，我完成了鋼結構的原理和設計兩門課程，同時也掌握了CAD的運用。由于本次設計要求PKPM的運用，需要自學PKPM-STS模塊，并向周圍已經學過同學請教。我相信在老師的指導下，我是可以完成這次的設計內容。3設計內容 本工程是通力公司辦公樓，辦公大樓為廠區配套的辦公用房。建筑物長81m，寬18m，層數三層。一層為

7、質管實驗用房和職工食堂，二層為各類辦公用房，三層為職工培訓用房和多功能大廳。抗震設防列度為6度，設計地震基本加速度值為0.05g5。屬二級多層建筑，耐久年限為50-100年。屋面防水等級為級，防火等級為二級6。3.1.設計工作路線 本次設計工作路線圖如下： 開題報告和文獻閱讀采用PKPM程序對結構進行整體電算次梁的截面驗算以及主次梁的連接計算1號樓梯的梁板設計等手工計算框架梁的截面驗算以及框架梁柱的連接計算標準層樓板的配筋計算1號樓梯詳圖鋼柱布置圖標準層節點詳圖結構設計總說明標準層結構布置圖柱腳錨栓布置圖論文撰寫圖3.1 設計工作路線圖3.2.設計的主要內容 （1）了解建筑設計條件（平面圖、立

8、面圖、剖面圖）。 （2）柱腳錨栓設計錨栓分鉆孔錨栓和灌注錨栓。根據埋入端形狀的不同，錨栓有L型 ，J型，帶釘頭(螺栓的六角頭或栓釘的釘頭)以及帶錨板的四種。鋼柱柱腳為上部鋼結構與基礎底座連接的重要樞紐，影響著整個上層結構的剛度和強度。鋼結構設計規范 (GB500172003)第8.4.14條規定柱腳錨栓不得參與抵抗水平力，水平力應由底板和混凝土之間的摩擦力或設置抗剪鍵承擔。在排列方面規范沒有規定，錨栓的埋設僅提出了埋深要求，對防止下部基礎混凝土的破壞，提出驗算基礎的壓力不要超過混凝土的抗壓強度7。鋼柱截面設計 鋼框架柱截面形式常用的有箱形截面、H 型截面，箱形截面的受彎承載力較強，截面性能沒有

9、強、弱軸之分，截面尺寸可以按照兩個方面的剛度強度要求而定，經濟、合理，缺點是需要拼裝焊接，焊接工藝要求高，加工量大，軋制寬翼緣H型鋼優點是加工、桿件連接容易，但有強、弱軸之分，大型商場兩個方向受力性能比較接近，因此較多采用箱形柱8。 （4）連接節點設計 在框架結構中，節點所起的作用，一個是將梁和柱組合起來，形成框架；另一個作用就是作為一種媒介，通過它實現力和彎矩從一個桿件傳遞到另一個桿件。 在進行鋼框架節點抗震驗算時，強柱弱梁是基本要求。對于梁與柱的連接，要傳遞的一組廣義力包括軸力、剪力、彎矩和扭矩。節點剛性有強弱之分，但無好壞之分。剛性結點剛度大，抗彎承載能力強，但其節點域應力集中也很明顯，

10、容易出現脆性破壞；半剛性節點就是允許節點域出現一定的變形，從而緩解應力集中，當然代價是抗彎承載力下降。因此，選擇何種類型的節點，應從實際出發，綜合考慮9。（5）樓板設計樓板構造的選型應綜合考慮并滿足受力、隔聲、和管線布置等要求，宜利用樓板與吊頂之間的空間敷設水平管線，以利管線的維修、管理和更新。豎向設計應考慮室內凈高要求，合理確定層高。組合樓板應按有關標準采用抗剪連接件與鋼梁連接。樓蓋結構可根據承載力、剛度、抗震設防和建筑功能等要求，選用壓型鋼板組合樓板和預制混凝土板、混凝土疊合板組合樓板、現澆混凝土組合樓板等10。（6）PKPM軟件三維建模 1）平面軸線（網格線）輸入。程序要求梁和墻構件必須

11、位于軸線或網格線上，凡是有梁和墻的位置必須有軸線。 2）定義構件的截面尺寸，布置各層平面的構件，并輸入荷載。 3）一個標準層布置完成后，一定要將已有樓層的內容全部或部分復制，進行新的標準層布置，這樣可以保證在各層組裝時，上下樓層的坐標系對位，從而實現上下樓層的對位。 4）設計參數選擇，設計參數包括總信息、材料信息、地震信息及風荷載信息。 5）樓層組裝，依次完成各標準層的平面布置，然后組裝成全樓結構模型。 6）導入三維分析模塊SATWE進行整體結構分析。 7）進行分析驗算11。3.3.擬解決的關鍵問題 （1）PKPM軟件建模：工程為純框架結構，主體結構為鋼梁鋼柱，樓板樓梯為鋼筋混凝土。 （2）荷

12、載及荷載組合：屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應取兩者中較大值。當需要考慮地震作用時，風荷載不與地震作用同時考慮。截面尺寸的設計：截面尺寸的選擇必須達到有關規范的構造要求以及使用要求，如梁、柱翼緣的寬厚比、腹板的高厚比都必須滿足有關規定。節點的設計與構造：節點受力明確，減少應力集中，避免材料三向受啦；節點連接設計應采用強連接弱構件的原則，不致因連接較弱而使結構破壞；簡化節點構造，以便于加工及安裝時容易就位和調整。設計方法 以規范為依據，查閱文獻資料，根據所學知識，在指導老師的幫助下完成設計。4.1.涉及的相關課程 在這次設計中運用到所學課程有結構力學、材料力學、土木工程材料、鋼結構基本原理、

13、鋼結構設計等課程，同時也需要CAD和PKPM等軟件的輔助。4.2.設計的主要方法（1）確定結構方案 綜合考慮安全、經濟等要求進行結構布置。（4）對相應節點等進行設計。（5）用CAD、PKPM等軟件輔助設計。其中所需要用到的規范：（1）建筑結構荷載規范GB50009-2012 （2）鋼結構設計規范GB50017-2003 （3）混凝土結構設計規范GB50010-2010 （4）建筑抗震設計規范GB500112010 （5）鋼結構設計手冊 （6）PKPM軟件鋼結構設計入門4.3.設計的主要工具（1）繪圖軟件：Auto CAD。（2）文字處理工具：Word 200。（3）數據處理：EXCEL。（4）結構設計軟件：PKPM-SATWE。5預期設計成果 （1）開題報告和文獻閱讀:外文翻譯、文獻綜述、開題報告。（2）圖紙：結構設計總說明、柱腳錨栓布置圖、鋼柱布置圖、標準層結構布置圖、標準層節點詳圖、1號樓梯詳圖。（3）計算書：包括PKPM程序電算結果，標準層某框架梁的截面驗算以及框架梁柱的連接計算、標準層某次梁的截面驗算以及主次梁的連接計算、標準層樓板的配筋計算、1號樓梯的梁板設計等手工計算過程。（4）論文：包括緒論、正文、結論、參考文獻等。6設計工作進度計劃第一階段：第七學期第12周（2013.11.252013.12.1）