高层钢结构住宅设计.doc

2009届优秀毕业设计（论文）摘要 3高层钢结构住宅设计学 院：建筑与土木工程学院 专业班级：土木0505班姓 名：李瑞锋 指导教师：雷宏刚 高宇波 摘 要：本次毕业设计的题目是：高层钢结构住宅，分建筑设计和结构设计两部分内容。工程概况：地上十四层，层高2.8米。地下一层为停车场，层高为3.3米。场地面积4995平方米，建筑面积17176.23平方米，设计资料如下：抗震烈度为8度，设计分组为第二组，基本风压0.4KN/，地面粗糙度为C类。根据房屋使用功能及建筑设计的要求，结构体系为钢框架-支撑体系，充分发挥钢结构特性。框架梁为H型钢截面。框架柱采用带悬臂梁段的柱单元，与框架梁刚接。框架梁与框架柱的拼接均采用栓焊混接，翼缘为完全焊透的坡口对接焊缝焊接，腹板采用高强度螺栓连接。柱分单元运输。楼板采用压型钢板组合楼板，其上浇注70厚C20混凝土，柱脚采用埋入式柱脚，柱下为筏形基础。关键词：高层钢结构住宅；钢框架-支撑体系；压型钢板组合楼板筏形基础The Design of the Residential High-rise Stell StructureAbstract The graduation project is entitled: residential high-rise steel structure, at the architectural design and structural design of the contents of two parts. Project Overview: 14 on the ground floor, 2.8 meters height. Underground parking floors, floor 3.3 meters high. A site area of 4995 square meters, construction area of 17176.23 square meters, the design is as follows: seismic intensity of 8 degrees, the design division for the second group, the basic wind pressure 0.4KN / , ground roughness for the C category. According to the Housing function and use the requirements of architectural design, structural steel frame system - support system, give full play to the characteristics of steel. Framework for the H-shaped steel beam cross-section. Frame column with a cantilever beam-column unit above, and then the framework of rigidity. Frame beam and column frame splicing are then mixed bolt welding, flange for the full penetration butt weld groove of the welding, the use of high strength bolts connecting web. Column transport unit. Floor using pressure-type floor plate combination, its cast of 70 thick C20 concrete, using submerged plinth plinth, column-shaped for the raft foundation. Key words high-rise residential steel；steel frame - support system；pressure plate combination of floor Raft foundation一、建筑设计1总平面布置，须考虑居住的外部环境设计，考虑绿化、庭院、景观、交通、停车、户外交往空间等设计因素。此设计总体布局为两座高层住宅均布置在规划场地北部，南部为运动场所和花园，小区在南部设置1个入口，北部设置1个出口， 场地周边布置景观绿化，营造出美观、舒适的生活空间。2本住宅主要设置为3个套型，套型比为2：2：1，以中套为主，辅以大套和小套。各套独门独户，并设有卧室、厨房、卫生间及储藏空间等，住宅的平面及空间设计比较紧凑，以多种形式的空间组合方式来满足不同的生活要求，立面及造型处理规则传统，力求创造亲切、和谐的人居环境和住区形象。3住宅的平面及空间设计要紧凑合理，通过多种形式的空间组合方式，满足不同的生活要求。4立面及造型处理应符合居住区的特点，创造亲切、和谐的人居环境和住区形象。(1) 建筑造型设计住宅是居民生活、休息的场所。与人们的生活息息相关的不仅是住宅的使用功能，其美观问题也是住宅设计的一个重要方面，尤其是当人民的生活和文化素养达到一定的水平时，人们对住宅外观的要求也会日益提高。设计优秀的住宅，不仅可以为家庭生活提供舒适的物质环境，还可以营造亲切、温暖、宁静的家庭气氛，给人以精神、感官上的愉悦。(2) 剖面设计 本工程为单层工程，室内外高差0.15m，建筑总高40.0m。5设备设施的设计应考虑节能环保的要求，满足保温隔热、采光通风、防潮防火等生理要求。6设计目的：树立可持续发展观，转变一为味追求形式和造型的思想，树立和谐、健康、生态、文化的可持续发展柱区设计思想。7工程概况建筑名称：XX公司高层钢结构住宅建设地点：位置见场地图建设单位：XX公司.总建筑面积：17176.32平方米建筑层数：14层地下室：一层总户数：140总高度：40.0米建筑类别：二类建筑耐久年限：50年耐火极限：二级抗震设防烈度：8度主要结构类型：H型钢框架支撑体系8主要做法屋面做法：SBS改良性沥青防水卷材1：3水泥砂浆找平100-140厚膨胀珍珠岩压型钢板混凝土组合楼板V型轻钢龙骨吊顶楼面做法：大理石地板1：3干硬水泥砂浆找平轻型钢板混凝土组合楼板V型轻钢龙骨吊顶外墙：轻质大理石挂板1：1水泥砂浆1：2.5水泥砂浆找平1：3水泥砂浆粉煤灰砌块 1：3水泥砂浆9室内装修 二次装修应遵循下列事项：（1）装修不得损坏建筑主体，以免带来安全隐患。（2）地面装修严格控制其厚度和重量，原则上不得超过图纸预留设计厚度。10放水工程 屋面放水等级为二级，屋面防水采用沥青卷材。11预留孔洞本工程墙体采用轻质混凝土板材，施工前详细看施工图。住宅配电箱留槽尺寸300*150*100，底边距地180mm，消防栓留孔尺寸为：1000*1200*250，底边距地500mm。三、结构设计部分1判断结构是否适合用钢结构，钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂的结构。2结构选型与结构布置，在钢结构设计的整个过程中都应该强调概念设计，他在结构选型与布置阶段尤为重要。结构的布置要根据体型特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的路线传到基础。3预估截面，主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选用槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据何在与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/201/50之间选择，翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按1/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。此次设计的截面估计为：（1）钢结构框架柱宜选用工字型钢截面，且选用宽翼缘系列，以保证弱轴方向的抗弯能力。考虑到随着层数的增加，柱子受到的力会减小，故可以采用较小的截面，为此选出的截面：-15层为WH 4004002032；611层为WH 4004001625。1214层WH 4004001020（2）工字型梁宜取中翼缘或窄翼缘型，高而窄的梁在主轴平面内截面模量大，加上楼盖采用压型钢板组合楼板且与梁有栓钉焊牢，楼板可视为刚性铺板，这样梁没有整体稳定问题，截面只需满足强度、刚度的要求。故在设计中选用了工字钢，其受力性能较好。 框架梁与框架柱采用刚性连接，梁截面高度可以按照1/15跨度来确定，其挠度可以按照简支梁来验算，考虑楼板及梁柱的组合作用。由此确定梁的截面高度，选择适合的工字钢，查表确定梁截面为窄翼缘：跨度为7200mm、8100mm、5400mm的梁为HN400200813。4结构分析，目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析。简单结构通过手算进行分析，复杂结构才需要建模进行程序并做详细结构分析。由于本塔楼柱网布置不规则，因此采用了PKPM软件进行结构分析与辅助设计与计算。5构件设计，构件的设计首先是材料的选择，比较常用的是Q235和Q345.通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。经济考虑，也可以选择不同强度刚才的组合截面。当强度起控制作用时，可选择Q345；稳定控制时，可选择Q235.6节点设计，连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一，连接的不同对结构的影响很大。比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定。具体设计主要包括以下内容：1、焊接：对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守。2栓接：普通螺栓抗剪性差，可在次要结构部位使用。高强螺栓