土木建筑专业开题报告参考版本一

毕业设计开题报告（）
设计题目
天津东南钢结构有限公司员工公寓
一、课题的目的意义：
相对于其他结构形式的住宅，钢结构建筑有很多优点：布置便利、抗震性能好、工期短、综合造价低、工厂化加工减少了工地的湿作业、符合住宅产业化和可持续发展的要求、噪音小、粉尘污染少等等，这是其他结构形式的建筑无法比拟的。因此，只要条件足够，它理应在一定程度上受到大规模的推广。
为减小土方量，降低造价，可采取基础在钢柱下对齐位置局部开挖，满足钢柱埋深，基础其它部分可以浅埋，整体开挖深度也可浅挖，使土方量大幅度减小，埋入式柱脚在钢柱的埋人部分应设置栓钉，栓钉直径不得小于16mm，并应计算满足轴力、弯矩，钢柱翼缘的保护层厚度对于中间柱不得小于180mm，对于边柱和角柱的外侧不宜小250mm。
（2）、次梁与框架梁的连接
通常采用铰接，次梁与主粱的竖向加劲板用高强度螺栓连接，主梁加劲肋与主梁之间的连接焊缝采用双面直角角焊缝。
（3）、柱拼接、梁拼接
当柱、梁长度大于14—15m左右时，不便于运输和装配，需要在工地现场进行拼接。
柱接头应位于框架节点塑性区以外，一般宜在框架梁上方1．3m附近，柱接头的设计应满足极限承载力Ma≥1．2Mpe的原则(Ma：极限受弯承载力；Mpe：全塑性受弯承载力)，柱接头上、下各100ram范围内，I字形截面柱的工地接头，翼缘采用全熔透坡口焊接，腹板用高强度螺栓连接，也可采用焊接，在上柱腹板开K形坡口，要求焊透。
3、楼板布置：钢结构的楼板宜采用压型钢板现浇钢筋砼组合楼板或非组合楼板。对于不超过l2层的钢结构也可同钢筋砼结构一样采用钢筋砼现浇楼板。在无抗震设防要求时，可采用予制楼板。组合楼板在使用阶段压型钢板可作为混凝土楼板的受拉钢筋。压型钢板镀锌量不多，板厚不应小于0.75mm，在板底需刷防火涂料，目前防火涂料价格较高，因此采用组合楼板造价较高。非组合楼板在使用阶段，压型钢板不代替砼板的受拉钢筋，按普通钢筋混凝土楼板计算。其承载力在施工阶段，要考虑由压型钢板承担未结硬的湿混凝土板的重量和施工活荷载。压型钢板宜采用具有防锈功能的镀锌板，板底不需刷防火涂料，板厚不应小于0．5mm，压型钢板仅做为模板使用。组合楼板、非组合楼板及钢筋砼楼板均需在钢梁顶设置圆柱头栓钉，栓钉需穿透钢板焊于钢梁翼缘上，栓钉直径d根据板跨度大小，13<d<19mm，柱顶间距一般≥4d，柱钉高度高出压型钢板顶面30ram以上，顶面砼保护层厚度≥15mm。
外露式柱脚宜采用带靴梁的构造，弯矩由靴梁传递，柱脚由底板、靴梁、锚栓组成。
7、发展前景
随着我国改革开放和经济的不断发展，我国钢材的产量已经居于世界首位，刚才产量的增长能够为发展我国的刚结构建筑事业创造了良好的时机。钢结构建筑以其独有的一系列优良的性能近年来在我国呈现出了良好的发展势头，目前我国的钢结构建筑业正处于一个建国以来最好的发展时期。总的来说，钢结构的发展有以下几个趋势：一是钢材的强度提高，高强度的钢材在大跨结构、高层结构中的应用前景乐观。二是结构形式的革新。现行的新的结构形式如悬梭结构、网架结构以及预应力钢结构等，这些适用于轻型、大跨、高层结构的结构形式将会在节省钢材方面发挥重要作用。三是钢-混组合构件的应用，各取所长，优势互补。充分发挥各自的优点。
在设计时应该特别注意这些问题，节点部分的设计也是重中之重，不能马虎。
预期目标：
1、开题报告书
2、建筑、结构施工图15—20张
3、建筑、结构设计方案、计算说明书
四、所需要的仪器设备、材料：
主要仪器设备
电脑
PKPM
CAD
WORD
主要参考文献：
[1]魏明钟.钢结构.武汉：武汉理工大学出版社，2002
[2]任讯波，王向军.多层钢框架设计简述.陕西建筑，2006年9
4、墙体围护结构。钢结构住宅的墙体围护结构,应采用具有自承重和抗冲击能力,并能保温、隔热、隔音、防火、防渗漏等多种功能轻质的墙体材料。目前,墙体主要分为自承重式和非自承重式两种。自承重墙体主要包括用于外围护结构的加气混凝土块、太空板、轻钢龙骨加强板等,以及用于内墙的轻混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。外挂的非自承重式的墙体材料主要有彩色压型钢板、彩色压型钢夹芯板、玻璃纤维增强外墙板等。采用非自承重式的墙体材料,需设置墙梁用以悬挂外围护结构。门窗洞口上下要布置墒粱,多采用c或z型冷弯薄壁型钢,尺寸取决于跨度(刚架间距)和墙距(板跨)。
[3]李丹.压型钢板在设计中应用.包钢科技，2002年6期
[4]夏显德.压型钢板在屋面工程中的应用分析.硫磷设计与粉体工程，2002年4期
[5]梁远森，张印杰.压型钢板在建筑工程中的应用.郑州大学学报，2003年3期
[6]曾健.浅谈斜坡屋面的设计.建筑科技（建设部）.2006年13期
五、课题分阶段进度计划：
钢框架结构的研究方法已经比较成熟，国内外也有许许多多钢框架结构的应用实例。钢框架设计一般包括梁柱布置、楼板布置、屋面布置、荷载计算、结构计算、节点设计等。
1、布置原则：采用PKPM软件钢结构框架三维模型输入建模，根据不同类型的建筑的不同需要，适当的布置柱网尺寸。对于平面、竖向不规则的要求与钢筋混凝土结构相同，抗震设计要符合“强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材”的原则，对于框架，使节点的承载力高于构件的承载力，防止节点的破坏先干构件的破坏，是确保构件整体性的必要条件，但节点又不可过强，应允许地震时梁、柱节点域的板件能产生一定量的剪切屈服变形，以提高整个框架的延性，“强柱弱梁”的道理与钢筋砼结构一样，有利于提高框架的防倒塌能力；由于构件焊缝的延性，一般低于被连接构件的钢材延性，因此要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力，可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板件之中，从而提高构件以至整个结构的延性，螺栓连接的延性等抗震性能优于焊缝连接，重要的构件和节点宜采用高强度螺栓连接。
我选此课题的目的意义：培养自己从事本专业工作的各项能力和素养；
为即将到来的钢结构工作打好基础；
为自己喜欢的钢结构事业先垫一步；
也是为了提高人们的家居质量、国家的发展的需要。
二、近年来国内外研究现状：
目前，应用于多层钢结构住宅的体系可分为：冷弯薄壁型钢体系、纯钢框架体系、框架一支撑体系、钢框架一混凝土剪力墙体系、周围抗侧力体系等。
序号
起止日期
工作内容
阶段成果
1
3.1-3.28
查找资料，准备开题报告
开题报告书
2
3.15-3.28
英文翻译
翻译文
2、柱、梁布置：钢框架柱截面形式常用的有箱形截面、H型截面，箱形截面的受弯承载力比较强，截面性能没有强、弱轴之分，截面尺寸可以按照两个方面的刚度强度要求而定，经济、合理，缺点是需要拼装焊接，焊接工艺要求高，加工量大，轧制宽翼缘H型钢优点是加工、杆件连接容易，但有强、弱轴之分
I字形截面梁的经济跨度为6—12m，一般框架梁、次梁均选用I字形梁。次梁是钢结构中数量最多的构件，占结构用钢量的比例较大。布置次梁时应有利于荷载均匀分布。钢次粱一般宜与主梁铰接相连，连续的组合梁虽可减小梁的跨中弯矩和挠度，但与主梁受弯节点要求采用栓焊法或在钢梁上、下翼缘设置钢盖板法相连时，将增加较多的焊接工作量，实际工程中很少采用井字梁结构。次梁的间距一般为2．5— 3．5m。
梁接头应位于框架节点塑性区以外，即从梁端算起的1／10跨长并应大于1．6m，拼接接头由；翼缘承担弯矩，腹板承担剪力。梁的拼接主要用于梁与柱全焊接节点的柱外悬臂梁段与中间梁段的连接，连接形式有：翼缘为全溶透焊接，腹板为高强度螺栓连接；翼缘、腹板都用高强度螺栓连接；翼缘、腹板都用全溶透焊接。
（4）、框架梁的侧向隅撑
按抗震设计的框架梁，在梁可能出现塑性铰处(通常距柱轴线1／8—1／10梁跨处)，梁上下翼缘均应设置侧向隅撑。
（5）柱脚设计
多层钢框架柱脚通常采用埋入式柱脚或外露柱脚，均为刚接柱脚埋人式柱脚埋人砼基础内的深度要求不得小于钢柱截面高度的3倍，对于3—4层的大型商场，钢框架柱截面高度取500—600mln，柱脚埋深就需要1．5m一1．8m，而大型商场的占地面积很大，埋深大就会使地基处理的土方量增大很多，地基处理的造价也会增大很多。
屋面板通常采用夹芯板一保温、隔热芯板与面板一次成型的双层压型钢板，上层为小波的压型钢板，下层为小肋的平板，压型钢板与檩条用自攻螺钉连接，板与板的搭接处用抽芯铆钉连接，连接处应设置防水密封胶带。
6、节点设计
（1）梁柱节点：梁柱节点通常采用刚性连接，并通常采用栓焊混合连接；梁的上、下翼缘用坡口全熔透焊缝与柱翼缘连接，腹板用摩擦型高强度螺栓与柱翼缘上的剪力板连接，原则上梁端弯矩由梁翼缘负担，梁端剪力由梁腹板承担，在梁的对应位置设置柱的水平加劲肋。对抗震设防的结构，水平加劲肋应与粱翼缘等厚，水平加劲肋与柱采用坡口全熔透焊缝焊接，当柱两侧梁高度不等时，每个梁翼缘对应位置均应设置柱的水平加劲肋，加劲肋之间的距离不小于150mm，也可设置坡度小于l：3的加劲肋或将截面高度较小的梁腹板高度局部加大，腋部翼缘的坡度不得大于l：3，节点域应按《建筑抗震设计规范》公式(8．2．5—2)、(8．2．5— 5)、(8．2．5—6)验算其抗剪强度、稳定性。
5、屋面布置
目前钢框架结构顶层通常采用轻质屋面，因为屋面荷载很小，通常为使用方便，可将横向抽柱，顶层实际做法相当于门式刚架结构，在横向钢梁上设置檩条，檩条在支座处设置檩托，用2个螺栓将腹板与檩托连接，檩托可采用热扎角钢，檩条截面高度一般为1／35—1／50跨度，檩条通常采用冷弯薄壁“z”形式“C”型形型钢，一般按简支梁构造和计算(强度、稳定、变形)。檩条垂直于屋面坡面布置，为减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形和扭转，保证其整体稳定性，一般需在檩条间设置拉条，作为其侧向支承点，檩条跨度>4m时，设一道拉条，>6m时，设两道拉条，在檐口处还应设斜拉条和撑杆，拉条采用圆钢时，直径不宜小于lOmm。
然而由于建国初期到80年代初，我国钢产量少,钢材紧缺,建筑钢结构应用范围很小。国家对建筑钢材的应用加以限制,所以建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的比重极低，钢结构住宅也就更少了。