毕业设计(论文)以恒多层钢框架结构教学楼设计.doc
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1、学 号12044127哈尔滨学院学士学位论文以恒多层钢框架结构教学楼设计院(系)名称:工学院专业名称:土木工程建筑工程学生姓名:指 导 教 师: 哈尔滨学院2016年6月学 号12044127目 录摘 要IVABSTRACTV前 言1第1章 绪论21.1选题背景21.2国内外研究现状21.3设计方法31.4设计任务3第2章 建筑设计42.1工程概况42.1.1工程简介42.1.2自然条件42.2建筑设计52.2.1建筑概述52.2.2建筑平面设计说明52.2.3建筑立面设计说明62.2.4交通联系部分设计72.2.5构造说明7第3章 结构设计及荷载统计103.1结构方案设计103.2构件截面尺
2、寸103.3荷载汇集113.4压型钢板组合楼板123.4.1压型钢板规格及参数123.4.2荷载内力计算133.4.3压型钢板验算133.4.4组合板验算13第4章 竖向荷载作用下框架结构内力计算164.1框架计算简图164.2框架恒荷载计算174.3恒荷载作用下的内力计算184.3.1框架梁在恒荷载作用下的内力计算184.3.2框架柱在恒荷载作用下的内力计算194.3.3框架在恒荷载作用下的受荷总图214.4框架活荷载计算214.5活荷载作用下框架内力计算224.5.1框架梁在座和在作用下的内力计算224.5.2框架梁在座和在作用下的内力计算224.5.3框架在活荷载作用下的内力计算234.
3、6横向框架在恒荷载作用下的内力计算234.6.1柱线刚度234.6.2弯矩分配系数244.6.3计算固端弯矩264.6.4迭代法284.6.5绘制内里图304.7风荷载计算354.7.1风荷载标准值计算354.7.2风荷载作用下的位移计算364.7.3风荷载作用下的内力计算384.8内力组合444.8.1框架梁的内力组合444.8.2框架柱的内力组合47第5章 截面验算及节点设计505.1截面验算505.1.1框架梁验算505.1.2框架柱验算515.2节点设计555.2.1梁拼接555.2.2梁柱拼接585.2.3主次梁拼接605.2.4柱脚节点设计625.3节点域设计645.3.1节点域稳
4、定性验算645.3.2节点域抗剪强度验算65第6章 楼梯雨篷楼梯与计算666.1雨篷设计666.1.1雨篷板计算666.1.2雨篷梁计算676.2楼梯配筋计算696.2.1设计部分696.2.2楼梯梯段设计706.2.3平台板设计716.2.4平台梁设计72结 论74参考文献75致 谢76摘 要本设计是一个五层的钢结构教学楼,名字叫做以恒教学楼,是一个框架结构,且为无支撑框架体系,即仅由钢梁和钢柱来承担荷载的结构。首先根据它的使用功能对房间的进深、开间以及层高进行了设计。确定占地面积为平方米,总建筑面积为平方米。这所高中建于佳木斯市,本学校的设计等级设为二级工程,并且此学校为50年的合理使用年
5、限。佳木斯的抗震设防烈度为6度。本设计一开始根据自己的想象和所学的知识设想出一个楼的整体模型,再根据规范和图集最终确定建筑最终方案。建筑方案确定后就开始进行结构计算。结构计算一开始是确定计算简图,就是从本建筑中选出最能代表这个建筑的一榀框架。根据这榀框架的跨度来判断出应该选用的钢梁型号以及要对柱截面的型号做出相应的选取,以及对压型钢板的选取,要符合各项要求和稳定计算。之后进行内力计算,用迭代法分别计算出恒荷载和活荷载作用下的弯矩图,求出剪力图和轴力图。用D值法对风荷载进行计算,将三种内力形式进行组合,选出最不利截面进行截面验算。利用pkpm选出节点形式,将主要节点进行验算。最后进行楼梯、雨篷的
6、配筋计算,算出其上的粱、板、柱的配筋。关键词:钢结构;框架;内力计算;截面验算;配筋ABSTRACT This design is a five story steel structure teaching building, the name is called the constant teaching building, it is a frame structure, and for the non support frame system, that is only by the steel beam and steel column to bear the load of the
7、structure. According to the use function of the depth, width and height of the room is designed. To determine the area of square meters, with a total construction area of square meters, was built in a high school in Jiamusi. The design level of the school is set to two projects, and the reasonable s
8、ervice life of the school is set to 50 years. Harbin seismic fortification intensity of 6degrees.This design according to their imagination and the knowledge idea of the overall model of a building, according to the specification and Atlas the final determination of the construction plan. After the
9、construction scheme is determined, the structure calculation is carried out. First is to determine the structure calculation calculation diagram, is to choose a frame is the most representative of the building from the building. According to the span of the frames to determine the beam model should
10、be used and types of column section to make the corresponding selection, and the pressure plate type selection, to meet the requirements and stability calculation. After calculating the internal force, the bending moment diagram under the action of constant load and live load is calculated by iterat
11、ion method. The wind load is calculated by D value method, and the three kinds of internal forces are combined to select the most unfavorable section to calculate the cross section. Using PKPM to select the node form, the main node is checked. Finally, the calculation of reinforcement reinforcement
12、of staircase awning, calculated on the beam plate column.Key words: steel structure; frame; internal force calculation; section calculation; reinforcement前 言钢结构建筑一点一点展现它的优势,一点一点的吸引着人们的眼球,它是现在最有发展的一个建筑形式。虽然现在在北方地区还不是有很多钢结构建筑,但在南方发展较好的城市都在开发钢结构建筑形式。建筑对于人们来说是一个很重要的东西,从远古时的小木屋到现在的钢筋混凝土建筑再到钢结构建筑,这一步步的变化随
13、着时间的流逝以及人们思想的进化,建筑也越来越先进,让人们住着也越来越舒服,人们的要求也越来越多。由于钢结构建筑强度大、自重轻、刚度大,所以可以用于大跨度的建筑,本次设计的教学楼里面的柱子比钢筋混凝土的柱子要少而且截面要小,更加增大了建筑的使用面积,可以将建筑空间得到更好的利用。钢结构具有非常多的良好性能,钢材的实际重量比设计重量轻很多,有着较好的韧性、塑性,较均匀的材质,较高的可靠性,因为钢材的工作性能与计算理论相差不是特别的大,所以钢结构可靠性比较高。对于教学楼来说可靠性高是很重要的一个优点。会很容易的躲过钢结构的建筑破坏而造成的伤害,因为在破坏之前会有非常明显的征兆。并且,钢结构有着非常好
14、的抗震能力。对于教学楼来说安全是很重要的,这样可以在破坏之前提前做好准备和防护措施。钢结构的柱子底部的反力很小,因为它的自重很轻,所以对于地基的处理会很省事,不会有太多繁琐麻烦的事情。相比于一般的钢筋混凝土建筑,由于它们很沉而且内部结构也稍微有些复杂,所以对于基础来说是个很费时费力的事情,而且不仅费时费力还费钱。在不是很理想的土质情况下,建筑的总造价会比好一点的土质要高的很多,总造价的多数的费用都会浪费在基础上,而钢结构建筑就不会被这个问题而烦恼。钢结构建筑低碳、节能、绿色环保,并且如果钢结构建筑想要拆除的话,几乎不会产生建筑垃圾,因为钢材是可以回收再利用的。学校就是倡导要低碳、节能、绿色环保
15、的,这样的钢结构教学楼更能做一个好的表率。因为现在钢筋混凝土结构的建筑还是占大多数的,钢结构的建筑有一些少,但并不是钢结构不够好,只是还没有更好的被开发出来。只要做好防护、维修以及除锈就会是一个非常完美的建筑形式了。第1章 绪论1.1 选题背景钢结构建筑是一个越来越有发展的结构形式,它在各个阶段都做出了很好的表现。施工的时候不会像钢筋混凝土结构会有季节影响的问题,而且在施工时也不会浪费太多的时间,效率还是蛮高的。在使用阶段不仅可以很容易灵活的去改造它的布局的,而且是很方便的,还给人们带来很多舒适感。建筑材料还可以重复的使用,使它充分发挥它的作用,可以拉动其他的新型建材行业的发展。钢结构建筑是非
16、常符合现在国家施行的发展战略的,低碳、绿色、环保、节能是使钢结构建筑成为国家重点支持产业的最重要的因素。在查找了很多教学楼的形式,结合各个教学楼的形式之后做出了现在这个教学楼方案。它不仅空间利用率高,而且还很美观。毕业设计可以将我们这四年学过的知识串在一起复习一遍,把自己忘记的或是没学过的知识全都掌握住,这是毕业设计最重要的目的。毕业设计的全部完成,是将所学的理论知识全部统一起来的过程。主要的目的是可以让我们更好的独立分析问题,并去解决它,还让我们综合运用所学知识和技能,把实际的工程现场可能会发生的事情也都考虑进来,自己必须动脑子将问题解决,为自己以后工作更好的发展做了很充分的准备。1.2 国
17、内外研究现状中国的钢结构建筑不是很发达,但在“十一五”期间,国内的钢产量一下达到4.5亿吨之多,一下成为了世界上钢产量很雄厚的国家。我们国家钢结构产量比发达国家钢结构产量占粗钢总产量要少很多,所以我们国家还有很大的发挥空间,钢结构建筑的优势越来越多的展现在人们眼前,在2008年国内十大产业振兴规划中的钢铁振兴规划中也很明白的说,我国会在建筑行业中会慢慢的提高钢结构建筑的比例。慢慢我们的国家对于钢结构的发展也像国际平均水平靠拢,钢结构建筑也慢慢变得多了起来。随着技术的发展,钢结构建筑会越来越多,是一个非常有发展的建筑。全世界的各个国家都想象着可以过上低碳的生活,可以将世界变得更加绿色,所以为了这
18、个目标,都将视线注意到怎样才能过上低碳又绿色的生活上,建筑行业在短短几年发展的很迅速,但迅速虽然是好事,但也有不好的事情随之而来,就是建筑行业不够低碳,不够绿色,各个国家都在用自己的想法来进行低碳计划。中国和世界各个国家的想法不谋而合,同样觉得绿色生活才是人类更好的生活方式。所以也出台了很多可以使能源减少使用,并且很少的排放对空气以及人类不好的气体的措施,并且实施的都很顺利。在未来我国的污染废气排放量也将会因为钢结构建筑的兴起而慢慢降低。钢结构建筑是很低碳的建筑,同样也是很环保的建筑,正好符合现在国家的要求。所以这给钢结构带来了很大动力,也有很大、很好的发展。1.3设计方法建筑部分是先设计出各
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