精品钢框架结构办公楼楼设计毕业论文设计.docx
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精品钢框架结构办公楼楼设计毕业论文设计
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毕业设计（论文）
题目：
钢框架结构办公楼楼设计
学生姓名：
王
系别：
土木工程
专业班级：
土木1103班
导师姓名：
提交日期：
2015.06
毕业设计（论文）任务书
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
（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6000～8000m2左右。
结构体系采用钢框架结构，总层数为8~10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①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）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。
（三）抗震设防烈度：
8度，抗震设计分组为第一组，Ⅱ类场地
（四）耐火等级：
Ⅱ级。
（五）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①、②层为新近堆积土，其余为第四系一般地层。
第①层：
黄土状粉土，层厚1.10～6.00m。
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3.40～10.60m。
fak=110kPa。
第②层：
黄土状粉质粘土，层厚1.40～3.90m。
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7.30～13.40m。
fak=130kPa。
第③层：
粉质粘土，层厚2.20～4.20m。
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10.80～12.20m。
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、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。
（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、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、地基基础设计的要求和内容
（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、设计完成后提交的文件和图表
1.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
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5~7周
6结构施工图绘制第8~9周
7地基处理方案选定第10周
8地基处理设计计算第11~12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
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》（GB50011-2010）
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》（CECS102-2002）
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》（GB50202－2002）
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.《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）
第一章绪论4
1.1钢结构房屋概述4
1.1.1钢结构房屋的分类4
1.1.2钢结构房屋的优点4
1.1.3多层民用钢结构房屋的发展现5
1.2设计要求5
1.2.1重点研究的问题有以下几点：
5
1.2.3设计方案：
6
第二章建筑设计6
2.1方案比选6
2.1.1纯框架体系6
2.1.2支撑框架体系7
2.1.3结构形式选择7
2.2建筑设计7
2.2.1平面设计7
2.2.2剖面设计8
2.3建筑设计说明10
2.3.1设计要求10
2.3.2工程概况11
2.3.3防水做法11
2.3.4墙体11
2.4建筑施工图12
第三章结构布置及荷载统计13
3.1各层结构平面布置13
3.2截面初选14
3.3荷载统计16
3.3.1屋面恒载标准值：
17
3.3.2活荷载标准值：
18
3.3.3屋面积灰荷载18
3.3.4风荷载标准值：
18
第四章结构构件设计18
4.1.1初步假设18
4.1.2组合楼（屋面）板的构造要求：
19
4.1.3荷载计算：
20
4.1.4压型钢板在施工阶段的验算：
20
4.1.4.1施工阶段荷载：
20
4.1.4.2压型钢板的受弯承载力验算：
20
4.1.5压型钢板组合楼板在使用阶段的承载力验算：
21
4.1.5.1计算假定：
21
4.1.5.2受弯承载力计算：
21
4.1.5.3压型钢板楼板负弯矩配筋设计：
22
4.1.6组合楼板的挠度、裂缝及自振频率验算：
23
4.1.6.1组合楼板的挠度验算：
23
4.1.6.2组合楼板负弯矩部位混凝土裂缝宽度验算：
24
4.1.6.3组合楼板自振频率f的验算：
25
第五章框架结构分析25
5.1设计思路26
5.2建模过程27
5.2.2结构楼面布置信息28
5.2.3楼面荷载传导与计算29
5.3SATWE计算分析30
5.4结果分析与截面调整32
5.4.1结果分析32
5.5电算结果33
第六章荷载组合40
6.1荷载组合原理41
6.1.1荷载基本组合41
6.1.2考虑地震作用的荷载组合43
6.2荷载组合44
6.2.1正负号规定：
44
6.2.2各层
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