摘 要

钢结构体系具有抗震性能好、自重轻、强度高、施工周期较短、工业化程度高、可回收循环利用及对环境污染小等优点。所以钢结构能大量的应用于高层超高层建筑、大型工业厂房、大跨度空间结构、轻型钢结构以及住宅建筑之上。本次毕业设计是关于高校行政办公楼的设计，建筑结构主体为5层，上部主体结构采用钢框架，楼盖采用压型钢板现浇钢筋混凝土楼板，基础为柱下独立基础。设计内容主要包含建筑施工图绘制、主体结构计算、结构施工图绘制、构件设计、基础设计、楼梯设计等。

首先，确定结构布置方案和初选截面。然后计算结构上的荷载，包含恒载、活荷载、风荷载以及地震作用，接着分别计算每种荷载作用下框架结构产生的内力，其中，活荷载和风荷载用结构力学求解器计算、恒载用分层法计算、地震作用采用D值法计算。接着用这四种内力根据4种不同的组合方式进行内力组合。接着，对初选的构件进行验算和进一步设计，主要内容包含：梁柱截面验算、节点设计和柱脚设计、楼板设计、楼梯设计以及基础设计。

关键词：行政办公楼；钢结构；建筑设计；结构设计

Abstract

Steel system have lots of advantages,such as a good seismic performance, light weight, high strength, short construction period, the high degree of industrialization, recyclable recycling, environmental pollution and so on.Therefore, the steel structure can be applied to a large number of high-rise buildings, large industrial plants, large-span space structures, light steel and residen- tial buildings.The graduation project is about the design of college administration office. The main building structure has 5 floors.Upper body structure with steel frame, floor using steel sheeting situ reinforced concrete slab, the foundation is the independent foundation under colu- mn.Design content mainly includes construction drawing, the main structural calculation, struc- tural construction drawings, foundation design, staircase design and so on.

First, determine the structure and layout plan sectional primaries.Then calculating the load, including dead load, live load, wind load and earthquake on the structure.Then calculating the internal forces by each frame loads generating.Among them, the live load effects and wind load effects by the structural mechanics solver, calculating dead load effects with the stratification, and earthquake effects calculated using the D value method.Then using the four internal forces to combine internal forces according to four different combinations .The members of the primaries were further checking and design, mainly contains:beam and column checking, node design, column foot design, floor design, staircase design and foundation design.

Keywords: administration building; steel; architectural design; structural design

目录

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2国内外钢结构建筑发展现状分析 1

1.3设计的基本内容 2

1.4设计的主要任务 2

第2章 设计资料 4

2.1工程概况 4

2.2设计内容 4

第3章 结构布置方案及截面初选 6

3.1结构体系选取 6

3.2结构布置 6

3.3初选截面 6

第4章 荷载计算 8

4.1荷载计算参数 8

4.1.1恒载标准值 8

4.1.2可变荷载标准值 9

4.1.3风荷载标准值 9

4.1.4地震参数 9

4.2竖向荷载 9

4.2.1竖向荷载计算 9

4.3风荷载 13

4.3.1风荷载标准值计算 13

4.3.2横向框架侧移刚度计算 14

4.3.3风荷载作用下的位移验算 16

4.4水平地震作用 16

4.4.1重力荷载代表值计算 16

4.4.2横向自振周期计算 18

4.4.3水平地震作用及楼层地震剪力计算 18

4.4.4水平地震作用下的位移验算 21

第5章 内力计算 22

5.1恒载作用下的框架内力计算 22

5.1.1梁柱的线刚度 22

5.1.2弯矩分配系数计算 23

5.1.3杆件固端弯矩 25

5.1.4内力计算 25

5.2活载作用下的框架内力计算 31

5.3风荷载作用下的框架内力计算 33

5.4水平地震作用下横向框架内力计算 35

5.4.1各层柱反弯点高度及D值计算 35

5.4.2水平地震作用下的框架内力计算 36

第6章 框架内力组合 40

6.1荷载组合 40

6.1.1.无地震作用效应的组合 40

6.1.2.考虑地震作用效应的组合 40

6.2最不利内力组合的种类 41

6.3内力组合 42

6.3.1框架梁内力组合 42

6.3.2框架柱的内力组合 42

第7章 构件截面验算 50

7.1最不利内力选择 50

7.1.1框架梁最不利内力 50

7.1.2框架柱最不利内力 50

7.2框架梁截面验算 51

7.3框架柱截面验算 55

7.4节点域验算 63

7.4.1强柱弱梁验算 63

7.4.2抗震承载力验算 64

第8章 节点设计 66

8.1梁柱连接节点设计 66

8.2柱脚设计 74

第9章 楼板设计 79

9.1基本资料 79

9.2计算结果 79

9.3跨中挠度验算 80

9.4裂缝宽度验算 81

第10章 楼梯设计 82

10.1荷载和受力计算 82

10.2平台板及楼梯板计算 83

10.3 平台梁计算 84

第11章 基础设计 85

11.1 工程地质勘查报告 85

11.1.1地层分布 85

11.1.2地下水情况 85

11.1.3工程地质条件评价 85

11.2 边柱基础设计 87

11.3 中柱基础设计 91

第12章 结束语 94

参考文献 95

致谢 96

第1章 绪论

1.1目的及意义

作为大学本科教学中的一个重要的项目，毕业设计的目的在于:重点培养学生运用已经学到的专业知识和相关的技能来解决一般实际工程中的技术问题的能力，进一步训练和提高学生的理论分析、设计计算、识图绘图、使用相关规范和外文阅读翻译等能力。通过毕业设计环节，让学生对一般的建筑结构设计有了比较全面的了解，可以使学生熟悉与建筑结构设计相关的标准规范、图集手册和工具书等，为学生今后独立工作奠定了良好的基础。通过这一综合性的环节，使学生进一步理解、巩固所学到的理论知识以及专业技能，培养学生综合运用能力和团队协作精神，提高学生的分析问题和解决工程实际问题的能力，培养学生踏实、细致、严谨、实事求是和吃苦耐劳的工作态度，为学生今后的工作打下良好的基础。

本课题是对5层的钢结构行政办公楼进行设计，设计过程主要依据与钢结构建筑结构设计相关的标准规范和工具书等。通过此钢结构办公楼设计，对本科学习内容进行综合运用，提高结构分析和结构设计能力。

1.2国内外钢结构建筑发展现状分析