三江工程大学钢结构教学楼1号楼设计毕业论文
2021-08-26 12:08
摘 要
本毕业设计题目是三江工程大学钢结构教学楼，根据设计任务书以及有关资料，结构采用现钢框架结构形式，层数为5层，总建筑面积约6525㎡。
该设计从3月1号～6月7号，历时16周，共包括建筑、结构、施工三大部分。本册说明书仅是结构部分的设计计算说明书，结构部分是耗时最长、最重要的一部分，主要设计内容有：
1.结构的选型，截面尺寸的确定，重力荷载的计算。
2.结构抗震计算，利用顶部位移法计算结构自振周期、底部剪力法计算水平地震作用。
3.用弯矩二次分配法计算框架在竖向荷载作用下的内力以及楼板和次梁内力计算。
4.内力组合，确定梁柱的控制截面内力。
5.楼梯的结构设计。
6.基础结构设计。
7.用PK-PM电算程序对框架进行计算。
8.对电算结果进行校核、分析等。
除了计算外，还绘制了图纸包括框架、基础、楼梯、楼板，其中有一张手工绘制，其余为PK-PM和CAD绘制。
关键词：框架结构，地震作用，内力组合，截面设计
ABSTRACT
This graduation design topic is to steel structure teaching building of Sanjiang Engineering University, according to design task-book and related data, this structure adopts to cast-in-situ concrete frame structure, the number of layer is five, total building area is about 6525㎡.
The design begins March 1th, ends June 8th, lasts fourteen weeks, it includes building, structure, construction three parts, this direction is only design calculation of structure part, structure part is the most time-consuming and important part.
There is mainly design content:
1.The select of structural pattern, the certain of section’s size, the calculation of gravity load.
2.Seismic calculation of structure, it uses displacement method of top calculating the self-flap cycle of structure and shear method of bottom calculating level earthquake action.
3.It uses twice allocation method of bending moment calculating the internal force of frame, the frame is under the effect of vertical direction load, and the calculating of plank and the internal force of tributary beam.
4.The combination of internal force ensures the internal force of controlled section of beam and pillar.
1.Structural design of stair.
2.Structural design of foundation.
3.PK-PM process of computer calculates frame.
4.It corrects and analyses its results and so on.
In addition to calculation, it also draws blueprints, the blueprints include frame, foundation, stair, plank, among of them has a man-made blueprint, the rest is PK-PM and CAD-blueprint.
Key Words: Frame structure, Earthquake action, Internal force combination, Design of section.
目 录
第1章 绪论
1.1 毕业设计的目的和意义 1
1.2 国内外钢结构研究现状 1
1.3 设计需要解决的问题 2
1.3.1 建筑设计部分 2
1.3.2 结构设计部分 2
第2章 工程概况 5
2.1 结构体系选择 5
2.1.1 框架结构体系 5
2.1.2 剪力墙结构体系 5
2.1.3 框架－剪力墙结构体系 5
2.2 建筑规模与要求 6
2.3 水文、地质、气象原始资料 6
2.3.1 工程地质条件 6
2.3.2 气象条件 7
第3章 结构布置及计算简图 8
3.1 结构布置 8
3.1.1 抗震结构 8
3.1.2 结构平面布置原则 8
3.1.3 结构竖向布置原则 9
3.1.4 抗震等级 9
3.1.5 结构整体布置 10
3.2 柱网布置 13
3.3 结构形式选择 13
3.4 楼板形式选择 13
3.5 截面预估 13
3.5.1 梁截面选择 13
3.5.2 柱截面选择 14
3.5.3 板截面选择 14
第4章 框架设计 16
4.1 框架计算 16
4.1.1恒荷载统计 16
4.1.2 活荷载统计 18
4.1.3荷载计算 18
4.1.4 水平地震作用下内力计算 19
4.1.5竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 31
4.1.6风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 42
4.1.7内力组合 45
第5章 构件验算 51
5.1 框架梁计算 51
5.1.1梁抗弯刚度验算 51
5.1.2 梁的抗剪强度验算 51
5.1.3框架梁端部截面抗剪验算 52
5.2框架柱验算 53
5.2.1 强度验算 53
5.2.2框架柱平面内、平面外稳定性验算 54
第6章 节点设计 56
6.1 主梁与柱栓焊连接设计 56
6.2柱脚设计 58
6.2.1 确定底板尺寸 59
6.2.2确定底板厚度 59
6.2.3靴梁强度验算 60
6.2.4 焊缝长度计算 60
6.2.5外包式柱脚的受力特点 61
6.2.6构造要求 61
6.2.7 初步设计 61
6.2.8受弯承载力验算 62
6.2.9受剪承载力验算 62
6.2.10柱脚栓钉的数量 63
第7章 楼梯设计 65
7.1 楼梯板设计 65
7.1.1 荷载计算 65
7.1.2截面计算 66
7.2平台板计算 66
7.2.1 荷载计算 66
7.3平台梁计算 67
第8章 次要构件设 69
8.1 压型钢板的选用 69
8.1.1屋面压型钢板的选型与计算 69
8.1.2 使用阶段验算 70
8.1.3楼面部分压型钢板的选型与计算 72
8.2主次梁节点设计 76
第9章 楼板设计 79
9.1 楼盖结构形式选择 79
9.2 设计资料 79
9.3荷载计算 79
9.4楼盖划分与计算 80
9.4.1 楼盖划分 80
9.4.2边区格A 81
9.4.3边区格B 82
9.4.4 边区格C 84
9.4.5 边区格D 85
第10章 基础设计 88
10.1 边柱基础设计 88
10.1.1 基础选型 88
10.1.2 基础底面尺寸计算 88
10.1.3计算边柱基底反力 90
10.1.4 计算中柱基底反力 91
10.1.5抗冲切验算 92
10.1.6配筋计算 95
10.2中柱基础设计 96
10.2.1 基础选型 96
10.2.2 基础底面尺寸计算 97
10.2.3 计算基底反力 97
10.3抗冲切验算 98
10.3.1 配筋计算需要考虑以下几种组合 98
10.3.2配筋计算 99
- PKPM计算 102
11.1 结构建模 102
11.2 SATWE计算分析 107
11.3基础设计 111
11.4 楼板设计 113
11.5钢结构施工图 115
第12章 结束语 116
参考文献 117
致谢 119
第1章 绪论
1.1毕业设计的目的和意义
毕业设计是对学生四年来所学基础和专业知识进行的一次总考核，是一个重要的实践环节。学生通过毕业设计，进一步巩固和掌握所学基础和专业知识，受到建筑师和结构工程师的基本训练，从而具备能独立完成一般房屋建筑和结构设计全过程的能力。主要目的是培养综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。
通过毕业设计这一重要的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理，包括建筑外观和结构两个方面。了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
除此之外，在设计过程中进一步了解了像Word、Excel等基本软件的操作，为今后工作中的使用打下了坚实的基础；在绘图的过程中熟练掌握了Autocad、PKPM等专业性软件，体会到了科技在工作和生活中的巨大作用。在做设计的过程中，由于经常早起，也促使自己更珍惜大学所剩不多的时间，之后将会是人生中一笔宝贵的财富，永远影响着自己之后的工作学习生活。在设计中我也发现了自身还有很多不足，自己也希望借此契机，给自己一个新的开始。
