钢结构毕业设计

钢结构毕业设计
篇一：计算书
毕业设计（论文）
题目：某五层钢框架公寓楼结构设计 Tittle:
学生姓名
专业名称指导教师
前言
本次毕业设计是大学教育培养目标实现的重要步骤，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教学成果的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本次设计使理论和实际很好的结合起来，提高了分析、解决工程实际问题的能力。

培养了学生严谨、求实、细致、认真和吃苦耐劳的工作作风。

为以后更好的学习和工作奠定了坚实的基础。

在毕业设计期间，我重新复习了《房屋建筑学》、《钢结构》、《结构力学》、《建筑结构抗震设计》等课本知识，并查阅了《抗震规范》、《钢结构规范》、《荷载规范》等相关规范。

在毕业设计过程中，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行了建筑、结构的具体设计。

现在毕业设计任务已圆满完成。

在此，对校领导、老师及在此期间关心我帮助我的所有同学们表示衷心的感谢。

本设计包括建筑设计和结构设计两大部分，叙述内容包
括设计原理、方法、规范、规章、设计技术要求和计算表格。

其中，建筑设计部分由平面设计、立面设计、功能分区、采光和防火安全的要求等部分组成；结构部分由荷载计算、内力分析、内力组合、节点和柱脚设计等部分组成。

毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。

巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。

在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM等建筑软件，这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求，巩固了所学知识。

目录
摘要................................................. ................................................... . (1)
Abstract .......................................... ................................................... .. (2)
第1章建筑设计................................................. ...................................................
(3)
1.1 工程概况................................................. ................................................... .. (3)
1.1.1 建筑概况 ................................................ ................................................... .. (3)
1.1.2 工程地质条件 ................................................ . (3)
1.1.3 气象条件 ................................................ ................................................... .. (4)
1.2 平面设计................................................. ................................................... .. (5)
1.3 立面设计.................................................
(5)
1.4 细部做法................................................. ................................................... .. (6)
1.4.1 楼面做法（楼面详图如图1.8.1） ........................................... (6)
1.4.2 屋面做法（屋面详图如图1.8.2） ........................................... . (6)
1.5 材料选择................................................. ................................................... .. (7)
1.5.1 梁柱材料 ................................................ ................................................... .. (7)
1.5.2 墙体材料 ................................................
(7)
1.5.3 楼梯材料 ................................................ ................................................... .. (7)
1.5.4 楼（屋）板材料................................................. (7)
第2章结构设计................................................. ................................................... . (8)
2.1 工程概况及设计参数................................................. (8)
2.2 结构布置及计算简图................................................. (8)
2.2.1 计算单元 ................................................ ...................................................
(8)
2.2.2 构件截面尺寸初选 ................................................ (8)
2.2.3 框架计算简图 ................................................ .. (10)
2.3 荷载计算及其内力分析................................................. (11)
2.3.1 荷载计算 ................................................ ................................................... . (11)
2.3.2 荷载作用分布图................................................. . (13)
2.3.3 荷载内力分析 ................................................ .. (17)
2.4 内力组合.................................................
(29)
2.4.1 框架梁内力组合................................................. . (29)
2.4.2 框架柱内力组合................................................. . (34)
2.5 结构、构件验算................................................. .. (34)
2.5.1 框架柱验算 ................................................ . (34)
2.5.2 框架横梁验算 ................................................ .. (43)
2.5.3 次梁验算 ................................................ ................................................... (46)
2.6 组合楼盖设
....................................................
49
2.6.1 楼板设计 ................................................ ................................................... (49)
2.6.2 屋面板设计................................................. ..................................................
53
2.7 框架连接设计................................................. ....................................................
57
2.7.1 主梁与柱的连接设计................................................. (57)
2.7.2 次梁与主梁的连接设计 ................................................ (68)
2.7.3 柱脚设
................................................... (71)
2.8 基础设计................................................. ................................................... (78)
2.8.1 A柱基础设计 ................................................ .. (78)
2.8.2 B柱基础设计 ................................................ .. (83)
总结................................................. ................................................... (87)
致谢................................................. ................................................... . (88)
参考文
................................................... (89)
毕业设计计算书
摘要：本文的毕业设计主要讲述了办公楼设计。

设计的内容包括建筑设计、结构设计两部分。

毕业设计是土木工程专业的必修课程，我的设计是公寓楼设计，设计采用钢框架结构，建筑主体层数为五层。

根据设计要求，设防烈度为6度，抗震等级为三级，设计中无须考虑抗震设计。

设计包括建筑部分、结构部分、楼梯、基础等。

根据任务书定出各层平面图及平面布置。

本方案主体结构为双向承重框架。

在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；恒载、活载、风作用下梁端、柱端弯矩、剪力的计算；框架内力组合；框架梁柱强度验算；楼梯配筋计算及基础配筋计算等。

楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯；由于柱网的限制，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。

整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的合理性。

通过对办公楼楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计，熟悉了设计的全过程，掌握了结构设计计算的基本方法，创造性地完成了毕业设计任务。

同时，对所学的专
业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。

关键词：办公楼设计，钢框架，结构设计，柱下独立基础
篇二：论文
毕业设计
建筑设计
1. 前言
如今，钢结构建筑在人们的生活中被广泛应用；钢结构的高层建筑、大型厂房、
大跨度桥梁、造型复杂的新式建筑物等如雨后春笋般的出现在世界各地，这足以表明钢结构的发展趋势和美好的未来。

钢结构建筑相比于混凝土结构在环保、节能、高效等方面具有明显优势，且具有材
料强度高、重量轻、材质均匀、塑性韧性好、结构可靠性高、制作安装机械化程度高、抗震性能良好、工期短、工业化程度高、外形多样美观等优点，并符合可持续发展的要求。

目前，国内大约每年有上千万平米的钢结构建筑竣工，国外也有大量钢结构制造商进入中国，市场竞争日趋激烈，为此通过该项设计，达到能够理论联系实际地将学到的专业理论做一次全面的应用目的。

毕业设计是这大学四年来对所学土木工程知识的一次系统的、全面的考察和总结，
是大学重要的总结性教育。

通过做毕业设计，使我对钢结构的学习和研究更为的深入，深化了我对土木工程专业知识的认知和理解。

在做毕设的过程中通过查阅各种文献资料、规范案例，不仅拓展了我的知识面，也培养了我独立思考、查阅资料的能力。

2. 设计概况
本工程为青岛市华原纺织厂职工宿舍楼，采用钢结构框架支撑体系，共5层，各层
层高均为3.5m，采用造型时尚的四坡屋顶，建筑结构总高度为19.7（加屋顶），每层建筑面积约为619.92㎡，总建筑面积3099.6㎡，维护结构采用ALC板（150mm）；本建筑设计采用横向8跨，9根柱；纵向2跨，3根柱的柱网布置；室内外高差为0.45m，建筑主要功能为集体居住。

总平面图见图2-1。

图2-1 总平面布置图
3. 设计条件
3.1 工程地质条件
（1）拟建场地地型平坦，自然地表标高36.0m。

（2）地基基础方案分析：宜采用天然地基，全风化角砾岩、强风化角砾岩或中风化角砾岩为地基持力层，建议
采用-1.0m～-3.0m柱下独立基础；其中全风化角砾岩，土层平均厚度2.1m，地基承载力特征值 f?220kPa，可ak 作为天然地基持力层。

（3）抗震设防烈度为6度，拟建场地土类型为中硬场地土，场地类别为Ⅱ类。

3.2 气象条件
（1）降水。

平均年降雨量777.4mm，年最大降雨量1225.2mm；雨量集中期：7月中旬至8月中旬，月最大降雨量140.4mm；基本雪压：0.6kN/㎡。

（2）主导风向：夏季为东南风，冬季为西北风；基本风压：0.6kN/㎡。

3.3 楼面基本荷载
荷载一组。

恒载：5.0kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。

荷载二组。

恒载：5.5kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。

3.4 其他技术条件
建筑等级：耐久等级、耐火等级均为Ⅱ级，采光等级为Ⅲ级。

4 设计方案
4.1.1柱网布置
本方案采用横向3排柱形式，共两跨且不对称；纵向9排柱，柱距分两
种，即3.6m和7.2m，纵向柱网对称布置。

该方案主要
采用大柱距且3 排两跨的柱网，充分节约钢材以及发挥钢结构宜于应用到大跨度的优点；并且结构形式简单，计算简图简单，受力分析简便，合理可行。

（柱网布置见图4-1-1）。

图4-1-1结构柱网布置图 4.1.2 建筑结构形式分析选定
多层钢结构房屋的体系有纯框架体系、框架支撑—-支撑体系、框架剪力墙体系、
交错桁架体系。

由于本工程位于6度抗震设防地区，结构只有六层，结构形式又比较规则，纵向长度较大，结构刚度要求不太高，可采用纯框架结构形式，框架双向布置。

采用钢结构框架有以下优点：
①钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减
少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率，户内有效使用面积提高约6％。

②节能效果好，墙体采用轻型节能标准化预制墙板代替粘土砖，保温性能好，节能50％。

③将钢结构体系房屋充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了房屋的安全可靠性。

尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，能够避免建筑物的倒塌性破坏。

④建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基
础造价。

⑤施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一，因而可降低综合造价，综合造价降低5%。

加快资金周转，大大提高投资效益。

⑥环保效果好。

钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，可回收或降解的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再生或降解，不会造成很多垃圾。

⑦建筑风格灵活、丰实。

大开间设计，空间可多方案分割，满足不同使用需求。

⑧符合住宅产业化和可持续发展的要求。

钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高住宅产业的水平；钢材可以回收，建造和拆除时对环境污染较少。

鉴于框架结构的各种优点，本方案选用钢框架结构。

4.2 建筑布置
考虑到该项目为人员密集的员工宿舍，消防及疏散通道非常重要；
4.2.1消防疏散
关于建筑设计防火，有《建筑设计防火规范》GB50016-20XX，其中：
5.3 民用建筑的安全疏散
5.3.2 公共建筑内的每个防火区，一个防火区内的每个楼层，其安全出口的数量应经计算确定，且不应少于2个；
5.3.5 对于超过5层的其他公共建筑的疏散楼梯应采用室内封闭楼梯间或室外疏散楼梯；
5.3.11 居住建筑单元任一层建筑面积大于650㎡，或任一住户的户门至安全出口室外距离大于15m时，该建筑单元每层安全出口不应少于2个，且采用封闭楼梯间；
5.3.13 直接通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的距离最大为40m；
5.3.14 安全出口、房间疏散门的净宽度不应小于0.9m，疏散走道和疏散楼梯的净宽度不应小于1.1m；不超过6层的单元式住宅，当疏散楼梯一边设置栏杆时，最小净宽不宜小于1m。

设计方案：根据以上要求，本方案选用纵向两侧对称布置两个双跑楼梯，使得离
安全出口最远的宿舍房间为10.8m，满足安全疏散要求；本方案采用内廊式建筑布局，内廊宽 2.1m；宿舍房间开间3.6m，进深5.1m，各宿舍建筑面积18.36㎡，设计使用人数为4人/间，宿舍房门宽度为900mm，卫生间为开放式入口，入口宽度为2.1m；房内设施设计有：两张双层床、两个立式储物柜、一张方桌；楼层东西方向两侧对称设置两个公共卫生间，内设蹲便和盥洗室，考虑到纺织厂女工人数居多，因
此该建筑主要用于女员工宿舍楼，所以卫生间没有设小便池；首层设有门卫室、配电室，且在南侧及东西两侧共设有4个安全出口，以便更好地满足消防安全的需要。

4.2.2 建筑采光
根据《建筑采光设计标准》GB/T50033-20XX,其中：
3.2 起居室，侧面采光，采光系数最低为Cmin?1。

5.0.1 在建筑方案设计时，对于Ⅲ类光气候区的普通玻璃单层铝窗采光，其采光洞口面积可根据规定的窗地面积比估算，对于采光等级为Ⅲ类的民用建筑侧面采光，窗地面积比Ac/Ad?0.2。

本方案宿舍面积S?3.6m?5.1m?18.36m2，Ac?0.2Ad?3.672m2，窗户可采用（宽×高）1.8m?2.1m?3.78m2?Ac，满足要求。

卫生间：蹲位间面积S?2.7m?7.2m?19.44m2，盥洗间面积S?2.4m?7.2m?17.28m2，总窗地面积比可以采用2.5m?1.5m?3.75m2窗，考虑两个空间的使用，将其分开设置，即蹲位间为：（宽×高）1.0m?1.5m，洗衣间为：
1.5m?1.5m。

楼梯间：面积S?3.6m?5.1m?18.36m2，Ac?0.2Ad?3.672m2，可用
1.8m?
2.1m?
3.78m2窗。

门卫室：面积S?3.6m?3.6m?12.96m2，
Ac?0.2Ad?2.592m2，可采用
1.8m?
2.1m窗，考虑到统一性和整体感观，将门卫室窗户设置与宿舍相同，且靠走道一侧采用1.5m?1.8m?2.7m2窗。

详见门窗表4-2-1。

表4-2-1门窗总表
4.3 楼梯
根据《建筑设计资料集》第【2】版，关于楼梯的基本要求：
（1）楼梯宽度：作为主要交通工具的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为0.55+m计算，并不应少于两股人流；当设计两人同时同行时，梯段宽度为1100mm～1400mm。

（2）梯段净高及净空：考虑人肩扛物品的实际需要，防止行进中碰头产生抑郁感，楼梯梯段净高应不小于2200mm，平台部分的净高不小于20XXmm。

（3）梯段踏步及坡度：楼梯梯段踏步数，为了适用安全，每个梯段踏步一般不超过18步，也不应小于3步；楼梯坡度的选择要从攀登效率，节省空间，便于人流疏散等方面考虑。

一般在人流量较大，安全标准较高或面积较充裕的场所，其坡度应较平缓（适宜坡度为30°左右）。

（4）楼梯踏步及平台尺寸：对于住宅，踏步适宜尺寸，
高156～175（mm），宽250～300（mm）；楼梯平台尺寸，共用楼梯，六层及以下，深度大于梯段净空；栏杆高度不宜小于900mm，栏杆垂直杆件间净空不应大于110mm。

综上所述关于楼梯设计的要求和规定，本方案的设计参数如下：
楼层层高均为3.5m。

楼梯宽度为1625mm，可供2～3人同时通行；平台宽度为1800mm，大于梯段宽。

梯段净高为3204mm，远远大于要求的2200mm。

梯段踏步尺寸为：高175mm，宽280mm，坡度为32°满足要求。

扶手高度为1050mm，大于要求的900mm。

本设计全部满足当前建筑设计规范要求，合理适用，详见楼梯详图。

4.4 屋面及雨水排放
根据《建筑给排水设计规范》GB50015-20XX：
4.9.1屋面雨水排水系统应迅速，及时地将屋面雨水排至室外雨水管渠或地面。

4.9.7雨水汇水面积应按地面，屋面水平投影面积计算；高出屋面的毗邻侧墙，应附加其最大受雨面积正投影的一半作为有效汇水面积计算。

4.9.10长天沟外排水宜按满管压力流设计。

4.9.13当屋面雨水管道按满管压力流排水设计时，同一系统的雨水斗宜在
篇三：大四
第一章设计资料
1.1工程概况
1.1.1工程名称
南京沃得有限公司成品车间厂房设计
1.1.2工程地点
江苏,南京
1.1.3已确定的设计初步方案
本工程为两跨单层轻型门式刚架钢结构厂房，每跨跨度18m，刚架间距9m，平面轴线尺寸为36m×72m，跨内各设置起重量为5t的A5级电动单梁吊车1台。

建筑总平面示意图、初步确定的柱网布置、厂房剖面示意图见附图。

1.1.4工程地质资料
（1）本工程废弃建筑已拆除，场地无液化土层，Ⅱ类场地。

场地绝对标高
为9.2 m ~9.8 m
（2）根据野外地质钻探、原位测试结合室内土工试验，本场地土层分布情
况如下：
①层素填土：黄灰色，黄褐色，可塑或软流塑状态，结
构松散，含植物根茎，
具湿陷性；
②-1粉质粘土：黄褐色，黄灰色，可塑状态为主，局部硬塑状态，可见铁锰
质氧化物，中等压缩性，该层土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等，无摇震反应。

ES1-2=7.86Mpa，fak=170kpa，e0=0.693；
②-2层粉质粘土夹粉土：黄灰-青灰色，可塑状态，土切面稍有光滑，干强
度中—低，韧性中-低，粉土与粉质粘土呈混杂形式，土质不均。

ES=5.69Mpa，fak=120kpa，e0=0.925；
②-3层粉土夹粉质粘土：青灰色，很湿，稍密状态，见云母片，局部减少量
朽木、贝壳，粉质粘土呈软塑状态，无光泽反应，干强度低，韧性低中等。

ES=7.12Mpa，fak=130kpa，e0=0.940；
③粉质粘土：深灰色，可塑状态为主，中等压缩性，土切面稍有光滑，干强
度中等，韧性中等，ES=7.09Mpa，fak=180kpa，e0=0.739；
④粘土夹硕石：灰色，粉质粘土呈软可塑状态，硕石含量约5%~20%，为硅
质硕，硕径2cm~5cm，硕石呈棱角状，磨圆度不好。

（3）拟建场区内地下水类型为空隙潜水，局部为微承压水，空隙潜水赋存
于①层、②-2层土中，微承压水主要赋存于②-3层土中，①层、②-2层为弱透
水层，孔内稳定水位埋深在0.44m~1.78m，建议设计基准内年最高水位埋深按拟建建筑室外地坪下0.5m考虑；
（4）根据拟建建筑的结构、荷载特点、地基土分布情况建议本工程采用天
然地基，挖除①层填土，以②-1层粉质粘土层作为持力层。

1.1.5设计荷载
按《建筑结构荷载规范》GB50009-20XX采用
1.1.6抗震
设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组
1.1.7施工技术条件
本工程由建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好
1.1.8材料供应
三材及一般材料能按计划及时供应
1.1.9水、电供应
由建筑单位保证
1.2设计内容和要求
1.2.1建筑部分
根据已有的总平面图，设计该工业厂房的单体方案，并深化至初步设计阶段，局部达到施工图要求。

在已定的建筑初步方案上进行建筑设计，并完成下列建筑施工图绘制。

1.2.2结构部分
要求编制结构设计计算书，绘制结构施工图，并进行简要的技术经济分析。

且应符合如下要求：
1.2.2.1进行结构布置，选择构件截面尺寸及材料标号；
1.2.2.2对下列结构、构件进行设计计算；
1.2.2.2.1一榀门式刚架的荷载计算，内力分析（荷载、活载、风载、吊车荷载）及组合，构件截面设计；墙梁、檩条、吊车梁设计；
1.2.2.2.2上机计算（PKPM）并与手算结果校核；
1.2.2.2.3基础设计（采用柱下独立基础）；
1.2.2.3绘制施工图。

1.3参考文献
[1] 苏J9501—9509. 江苏省建筑配件通用图集［S］.
[2] GB50017—20XX. 钢结构设计规范［S］.北京：中国计划出版社，20XX.
[3] GB50010—20XX. 混凝土结构设计规范［S］. 北京：中国建筑工业出
版社，20XX.
[4] GB50007—20XX.建筑地基基础设计规范［S］. 北京：中国建筑工业
出版社，20XX.
[5] GB50009—20XX.建筑结构荷载规范［S］. 北京：中国建筑工业出版
社，20XX.
[6] 包头钢铁设计研究总院，中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会.钢结
构设计与计算（第2版）［M］.北京：机械工业出版社，20XX.
[7] 《钢结构设计手册》xx委员会.钢结构设计手册（上册）第三版［M］.
北京：中国建筑工业出版社，20XX.
[8] 陈绍蕃.钢结构（下册）房屋建筑钢结构设计［M］. 北京：中国建筑
工业出版社，20XX.
[9] 唐锦春，郭鼎康.简明建筑结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出
版社，20XX.
[10] 侯兆欣，蔡昭昀，李秀川.轻型钢结构建筑节点构造[M].北京：机械
工业出版社，20XX.
第二章建筑设计以及结构的选型与布置
2.1建筑设计
2.1.1建筑布局
本工程建筑设计采用门式刚架结构方案，厂房平面尺寸为36m×72m,柱距为9.0m,室内外高差0.3m,采用双跨单层轻型门式钢架钢结构，屋面坡度1/15。

厂房设有两台起重量为5t的A5级电动单梁吊车1台。

2.1.2主体厂房设计
根据使用功能，生产区为36m×72m，能满足产品生产的需要。

地面为混凝土水泥地面，造价经济，施工方便。

2.1.3屋面、墙面设计
屋面和墙面均采用压型钢板板，目前被广泛使用。

本工程屋面采用非上人屋面。

屋面排水为两边内置天沟排水，坡度为1%。

2.1.4门窗设计
在厂房的南西北各设各有两个钢推拉门，供运输车辆和人员的出入。

窗户共有四种型号，大小不等，具体规格可见建筑设计总说明中的门窗表，设置可见厂房的平面图。

2.2.1 柱网布置
首先柱网布置应满足生产工艺要求，其次，为使结构设
计经济合理，厂房结构构件逐不统一，提高设计标准化、生产工厂化及施工机械化的水平，柱网布置还必须满足《厂房建筑统一化基本规则》的规定。

2.2.2 定位轴线。