琼海市林业局采种基地办公综合楼钢结构设计文献综述

 2023-08-25 18:31:43
  1. 选题背景和意义:

2019年,中国钢材产量达到12.05亿吨,同比增长9.8%,钢材产量的增长为我国构建筑的发展提供了良好的时机。钢结构建筑具有重量轻,力学性能优良,抗震性能优越,施工速度快,符合可持续发展等优点。因此,本毕业设计采用了钢结构的设计方案。

本毕业设计内容为海南省琼海林业局兴建的采种基地办公综合楼钢结构设计,项目位于海南省琼海市,拟采用钢框架结构。该建筑占地面积1000平方米,建筑面积4500平方米,房屋底层高4.5米,二层以上层高3.2米。

毕业设计是对学生所学课程进行综合训练的实践性环节,是紧密联系工程实践培养学生独立工作能力的重要步骤,也是完成理论到实践的一个重要过渡。这次毕业设计选择钢结构设计,既是对我的一次重大挑战,也是一次机遇。在钢结构的设计过程中,会遇到比相对熟悉的混凝土结构更多的问题和困难,但为解决这些问题所得到的是更为重要的能力。相信自己能不断提升职业水平,为了走更远的路而奋斗。

  1. 课题关键问题及难点:
  2. 主要节点的设计和计算

节点设计是钢结构设计最重要的环节之一。在平时的学习中,为了简化分析,常常把梁柱节点简化为刚性连接或者铰接,但实际情况比较复杂。钢结构的节点连接主要有焊接和螺栓连接两种方式,无论哪种方式的连接,在各种力的作用下都会出现应力集中的现象。在抗震设计中,节点要保证结构出现塑性变形,在梁内而不是柱内形成塑性铰,使节点不至于破坏,即所谓的“强柱弱梁,强节点弱杆件”

  1. 钢楼梯设计和计算

与传统混凝土楼梯对比,钢楼梯有重量轻,强度高,安装快速,抗震性能好等优点,然而设计不好容易造成振动,影响人在行走过程中的舒适度。因此既要保证抗震性能又要保证舒适度成为了钢楼梯设计的难点。

  1. 上部结构电算和复核

结构分析是结构设计的重要一步,主要是要计算结构在各种作用下的效应,使结构满足安全、适用和耐久的需求。为了确保手算结构分析的准确性,需要对上部结构进行电算和复核。

  1. 文献综述(或调研报告):

国外钢结构住宅的起步比较早,发展规模较大,在美国、加拿大、日本和欧洲许多国家都已经建设了大量的钢结构住宅。在美国,大约70%的民居住宅采用钢结构住宅,特别是别墅建筑基本采用轻钢框架体系[1]。国外发达国家和地区的钢结构建筑的用钢量在钢材总消耗量中的比例明显高于我国,美国、日本等国家钢结构用钢量占钢材产量的 30%以上[2]

20 世纪 80 年代,我国钢结构住宅处于研究探索阶段,主要从国外引入相关技术,参照国外标准建造少量低层钢结构住宅。但当时我国钢材紧缺,“限制用钢”政策阻碍了钢结构住宅在我国的发展。随着我国钢产量的不断提高,特别是1999年我国对建筑行业实行“鼓励用钢”的政策后,政府开始重视和推广钢结构建筑。2016 年,国务院发布《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》:推广应用钢结构建筑,结合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程,实施开展钢结构建筑推广应用试点,大幅提高钢结构应用比例[3]。2017 年,国家发改委与工信部联合印发《新型墙材推广应用行动方案》,表明围护体系的发展已经得到国家的重视[4]

国内已有许多办公楼采用钢结构设计。2003年,山东省建设厅办公楼采用大柱网钢框架结构体系,建筑地下部分一层、地上五层、局部六层,为了增大结构的抗侧刚度,采用了H型钢骨混凝土柱与 H 型钢梁构成的钢混框架方案,楼面采用普通现浇混凝土楼面[5]。2005年,石家庄金环钢结构办公楼地上5层采用无支撑纯钢框架结构,地下1层采用钢骨混凝土结构,工程梁 、柱节点采用栓焊混合连接[6]。2017年,新疆石河子市一栋高层科研办公楼,建筑包括2层地下室,18层地上办公区,采用钢框架-支撑体系,建筑内墙采用加气混凝土砌块,外围护采用玻璃幕[7]

钢框架结构在《钢结构设计标准》中可依[8]。该结构采用独立基础,其设计可依《建筑地基基础设计规范》[9]

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