【土木工程毕业设计】钢结构厂房宿舍楼建筑结构CAD图纸计算书

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建筑施工图

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计算书

目  录

1.钢结构住宅简介与工程概况 1

1.1 钢结构住宅简介 1

1.2 工程概况 1

1.3 钢结构住宅设计方法 2

2.建筑设计 2

2.1 首层建筑平面图 3

2.2 二~十层建筑平面图 3

2.3 建筑正立面图 4

2.4 建筑A-A剖面图 5

3.结构体系初选 5

3.1 结构体系初步选择 5

3.2 结构平面布置图 6

4.楼盖与屋盖设计 6

4.1 屋面楼面荷载计算 7

4.2 施工阶段验算 7

4.3 使用阶段验算 8

4.4 剪切-粘结验算 8

4.5 挠度验算 8

4.6 自振频率验算 9

5.框架初步设计9

5.1 梁截面初选 9

5.2 柱截面初选 9

5.3 支撑截面初选 10

5.4 构件平面布置图 10

6.结构体系确定 10

6.1不同种类支撑体系的比较 10

6.2 框架体系与框架—支撑体系的结构性能比较 12

6.3 构件立面布置图 13

7.竖向内力计算 13

7.1 结构计算简图与各构件线刚度计算 13

7.2 恒荷载作用下的内力计算 13

7.3 活荷载作用下的内力计算 22

8.抗震内力计算 24

8.1 重力荷载计算 24

8.2 刚度计算 25

8.3 自振周期计算 27

8.4 地震作用计算 28

8.5 变形验算 28

8.6 地震作用下的内力计算 29

9.风荷载内力计算 32

9.1 风荷载作用计算 32

9.2 变形验算 33

9.3 风荷载作用下的内力计算 33

10.内力组合 35

10.1 梁内力组合 35

10.2 柱内力组合 36

10.3 各控制截面最大内力组合值 38

11.手算与电算结果分析比较 39

11.1 竖向荷载分析比较 39

11.2 水平地震力计算分析比较 41

11.3 电算主要计算指标 42

12.截面验算 44

12.1 框架柱的计算长度 44

12.2 框架柱截面验算 45

12.3 框架梁截面验算 47

12.4 支撑截面验算 48

12.5 组合次梁设计 48

12.6 钢框架梁柱节点全塑性承载力验算 49

12.7 节点域抗剪强度验算 49

12.8 抗震构造措施验算 49

13.节点设计 50

13.1 柱脚节点设计 50

13.2 柱与柱的拼接连接设计 51

13.3 梁柱节点设计 51

13.4 次梁与主梁连接节点设计 52

13.5 支撑节点设计 53

14.楼梯设计与基础设计 54

14.1 楼梯设计 54

14.2 基础设计 55

15.防锈防火设计 55

15.1 防锈处理 55

15.2 防火处理 55

16.结语 57

参考文献: 58

1.钢结构住宅简介与工程概况

1.1 钢结构住宅简介

钢结构住宅是以钢结构为骨架,同时配以多种其它材料的墙体和楼板拼装而成的一种住宅体系,是住宅建筑的一个重要分支。钢结构住宅是以工厂化生产的H型钢梁、钢柱(包括H型钢柱、钢管柱、箱形柱、钢骨混凝土柱或圆、方或矩形钢管混凝土柱)为承重骨架,同时配以新型轻质的保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构,并与功能配套的水暖电卫设备和部品优化集成的节能和环保型住宅。

与传统的砖混和混凝土结构住宅相比,钢结构住宅是一种更符合“绿色生态建筑”[1]特征的结构形式。它具有强度高、质量轻,构建界面小、有效空间大,材料均匀,塑性、韧性好,抗震性能优越,制造简单、施工周期短,节能、环保等优点。[2]因此,钢结构住宅是我国住宅产业化的发展方向,大力发展钢结构住宅符合我国人口日益增长与经济实力不断提升的国情。同时钢结构住宅的发展依然存在耐火能力弱与容易腐蚀等问题。

1.2 工程概况

工程名称:鑫悦花园

建设地点:珠海市区某地;

场地概况:场地大小为30m×30m,8~12层,建筑总高度不超过40m,室内外高差为0.3m,设计使用年限为50年;

结构形式:多高层钢结构

基本风压:w0=0.8kN/m2,地面粗糙程度为C类;

抗震要求:抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地土,设计地震分组为第一组;

场地土层情况:

表1-1

层次 层厚(m) 层底标高(m)(标高±0.00) 土体类型 土体参数
1.00 -1.00 杂填土  
2.50 -3.50 淤泥质土  
3.00 -6.50 粉质粘土 含水率,塑限,液限
5.50 -12.00 粉土 孔隙比
中密的中砂  

屋面做法:压型钢板混凝土组合楼板,20厚水泥混凝土找平,100mm厚钢筋混凝土楼板,20mm厚石灰砂浆抹底,八层作法防水层(三毡四油上铺小石子);

楼面做法:压型钢板混凝土组合楼板,水磨石面层,20厚水泥混凝土找平,

100mm厚钢筋混凝土楼板,20mm厚石灰砂浆抹底;

墙身做法:外墙采用150mm厚ALC板,内隔墙采用100mm厚ALC板,自重6.5KN/m3;要加支撑的墙选用混凝土空心小砌块,自重11.8KN/m3;

女儿墙做法:V-125型压钢板外加100厚彩色钢板岩棉夹芯板,自重0.545 kN/m2;

门窗做法:门为木门,自重0.2 kN/m2,窗为钢窗玻璃窗,自重0.4 kN/m2。

1.3 钢结构住宅设计方法

50年代中期至60年代末,有限元法出现并迅猛发展,由于当时理论尚处于初级阶段,计算机的硬件及软件也无法满足需求,有限元法和有限元程序无法在工程上普及。到60年代末70年代初出现了大型通用有限元程序,它们以功能强、用户使用方便、计算结果可靠和效率高而逐渐形成新的技术商品,成为结构工程强有力的分析工具。

有限元法是建立在固体流动变分原理基础之上的,用有限元进行分析时,首先将被分析物体离散成为许多小单元,其次给定边界条件、载荷和材料特性,再者求解线性或非线性方程组,得到位移、应力、应变、内力等结果,最后在计算机上,使用图形技术显示计算结果。

由于采用有限元法可以模拟任何形式的结构,且对结构的简化近似可以做到最少,因此有限元计算精度很高,能反映结构的真实受力状态,能够分析复杂结构在复杂受力状态下的效应。[3]本结构可以利用PKPM系列软件对结构进行有限元分析,配合手算及结构设计知识完成主体结构的设计。

2.建筑设计

以下根据《住宅建筑模数协调标准》(GB/T 50100—2001)[4]、《住宅建筑规范》(GB50368—2005)[5]以及《住宅设计规范》(GB 50096—1999)[6]进行建筑设计。本结构建筑设计满足建筑使用要求,空间布局协调,同时风格以简洁为主,以适合当地的经济状况,属于休闲经济型住宅。

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