钢框架支撑结构住宅的抗震设计与抗震性能评估(附件)【字数：42167】
2、中英文各一份（不少于300字）；2、中英文各一份（不少于300字）；3、结构体系设计计算书一份；4、建筑图、结构体系主要施工图一套（设计说明、基础、梁板、柱、屋盖、特征节点施工图等），图纸量不少于12张。5、外文资料翻译一份（不少于5000英文单词）。三、完成日期及进度2016年02月22日至2016年05月29日，共14周。进度安排1．调研，收集并消化资料，开题报告。 1.5周2．建筑方案设计及建筑施工图绘制 2 周3．结构设计与计算 4 周 4．结构施工图绘制 2.5周5．检查、修改 2.5周6．总结、校对 1.0周7．答辩 0.5周四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1、《建筑结构可靠度设计统一标准》 （GB50068—2001）2、《建筑结构荷载规范》 （GB50009—2012）3、《建筑抗震设计规范》 （GB50011—2010）4、《钢结构设计规范》 （GB50017—2003）5、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 （GB50018—2002）6、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 (CECS102:2002)7、《轻型钢结构设计指南》 中国建筑工业出版社 20018、《轻型钢结构设计手册》 中国建筑工业出版社 20019、《钢结构设计》 郑廷银等 重庆大学出版社201310、《钢结构基本原理》 董军等 重庆大学出版社201111、《钢结构—钢结构基础》 陈绍蕃 中国建筑工业出版社 200312、《建筑地基基础设计规范》 （GB 50007—2011）13、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 （GB 50202—2013）14、《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
》 (JGJ 82-91)15、《钢结构焊接规范》 (GB 50661-2011)16、《高层民用建筑钢结构技术规程》 （JGJ99-98） 系（教研室）主任 /（签字） 2016 年01月13日 学院（系）领导 / （签字） 2016 年01月13日本次毕业设计是一栋6层钢结构住宅楼设计。本住宅楼建筑面积为5620m2,采用常见的矩形形状，结构体系为钢框架-中心支撑结构。本文主要从建筑设计、结构设计及抗震性能评估进行了论述。在建筑设计部分，结合建筑物的使用功能和相关设计规范，主要进行了建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图和部分详图的设计。在结构设计部分，通过查阅相关规范和资料，结合本工程的场地条件和建筑布局来进行结构设计。根据一般情况下结构设计的步骤，分别从体型选择、结构布置、荷载计算、地震作用计算、风载作用计算、竖向荷载作用下内力分析以及构件验算、连接节点设计、楼板、楼梯、基础方案的选择等多方面进行了结构设计。根据设计的结构，在SAP2000软件里建立结构模型，对所设计的结构进行Pushover分析，通过得出基底剪力-顶点位移关系曲线、性能点位置、弹塑性层间位移角、塑性铰的形成和分布过程等，来判断结构是否满足设计要求的抗震设防目标。最后根据设计数据，利用AutoCAD软件和天正建筑软件绘制建筑施工图和结构施工图。 关键词钢框架-支撑结构；建筑设计；结构设计；抗震设计；性能评估
目 录
第一章 绪论 3
1.1工程背景 3
1.2工程概况 3
1.2.1设计资料 3
1.2.2结构特点 3
第二章 建筑设计 6
2.1设计思路 6
2.2平面布局及功能分区 6
2.3建筑立面设计 8
2.4建筑剖面图 10
第三章 结构设计 11
3.1 设计资料 11
3.2 结构方案布置 11
3.3 框架计算 15
3.3.1 计算简图及梁柱线刚度 15
3.3.2 重力荷载计算 17
3.3.3 框架横向综合抗侧刚度计算 24
3.3.4水平地震作用下位移和内力的计算 28
3.3.5风荷载作用下横向框架结构的位移和内力计算 40
3.3.6竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 49
3.3.6.1 第15轴无支撑框架计算 49
3.3.6.2 第7轴框架支撑计算 66
3.3.7横向框架内力组合 71
第四章 构件设计 86
4.1 构件验算 86
4.1.1.基本效应组合下的构件验算 87
4.1.2.地震作用组合下的构件验算 98
4.2 节点设计 103
4.2.1梁柱节点 103
4.2.2 主次梁节点设计 105
4.2.3柱脚节点设计 106
4.2.4 支撑连接设计 106
4.3 构件设计 115
4.3.1 楼板设计 115
4.3.2楼梯设计 121
4.3.3基础设计 124
第五章 抗震性能评估 139
5.1 抗震评估 139
5.2 Pushover基本理论 139
5.2.1结构抗震能力的评估 141
5.2.2 Pushover 分析方法的一般过程 141
5.3本工程分析 142
结 语 155
致 谢 156
参 考 文 献 157
第一章 绪论
1.1工程背景
钢结构住宅是建筑材料、结构、技术和人们对居住环境舒适度要求的综合体, 其相关技术在发达国家已经基本成熟。在我国钢结构建筑还是一个新兴产业，其主要应用于工业厂房、大型公共建筑，其在住宅中的应用仍处于起步阶段。近些年，由于钢结构的抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、节约土地等一些优点，逐渐引起国内建筑行业领域和国家政策的关注与扶持。
进入21世纪以来，随着经济的快速发展与人口的不断增长，在人们生活水平不断提高的同时，人们对住宅楼的需求也越来越大，要求也越来越高，多层、小高层，甚至是高层已经成为现代开发商与消费者选择的主流。本设计的目的在于解决普通老百姓的住房问题，为人们创造更好的居住条件，同时也能促进城市建设的步伐。
1.2工程概况
1.2.1设计资料
(1) 概况：某市拟兴建六层钢框架支撑结构的多层钢结构住宅，建筑面积6000m2。根据结构使用功能要求，该钢结构住宅设有整体刚度较大的地下室。钢结构住宅的耐火等级均为二级，属于丙类建筑。
(2) 本工程位于8度抗震设防区，设计地震基本加速度为0.2g；建筑场地为II类场地土，设计地震分组为第一组。
(3) 钢框架梁柱节点均采用栓焊式的刚性连接，框架梁、柱、支撑均采用Q345钢材。
(4) 基本雪雪：0.25kN/m2，基本风压：0.4kN/m2，地面粗糙度为B类。
1.2.2结构特点
随着层数和建筑高的增加，多层钢结构除承受较大的竖向荷载外，还会承受较大的风荷载、地震作用等水平荷载，为了有效抵抗水平作用，选择经济而有效的结构体系已经成为多层钢结构建筑设计中的关键问题。
本工程采用钢框架中心支撑结构形式。钢框架支撑结构在多高层钢结构建筑中是一种极为广泛的结构形式，其是在框架结构基础上，通过在部分框架柱之间布置支撑来提高承载力及侧向刚度，来减少建筑物的侧移。支撑由框架梁、柱和支撑斜杆组成，支撑与框架共同作用形成具有双重抗侧力能力的结构体系。钢框架支撑结构体系中框架部分布置原则基本上与钢框架结构体系相同。
在多层及中高层建筑中，由于侧向作用力增大，使得梁柱等构件尺寸也相对较大，从而失去其经济合理性，这时宜在框架体系中部分框架柱之间设置支撑，形成框架—支撑体系。这种结构在水平荷载作用下，通过刚性楼板或弹性楼板的变形协调与刚接框架共同工作，形成双重抗侧力结构体系。支撑是第一道防线，框架是第二道防线，这种体系具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度。对于支撑的设置，根据不同的设计要求，可选择中心支撑、偏心支撑或消能支撑结构。
钢框架支撑结构虽然有以上优点，但是相对于其他结构，钢框架支撑结构体系仍存在以下缺点：
（1）支撑体系的施工难度较大、支撑的布置将对洞口的开口位置产生影响，门、窗洞口及墙体的布置和尺寸将受到限制，不利于结构平面布置。
（2）钢支撑处与墙板不易配套，对施工造成影响。
》 (JGJ 82-91)15、《钢结构焊接规范》 (GB 50661-2011)16、《高层民用建筑钢结构技术规程》 （JGJ99-98） 系（教研室）主任 /（签字） 2016 年01月13日 学院（系）领导 / （签字） 2016 年01月13日本次毕业设计是一栋6层钢结构住宅楼设计。本住宅楼建筑面积为5620m2,采用常见的矩形形状，结构体系为钢框架-中心支撑结构。本文主要从建筑设计、结构设计及抗震性能评估进行了论述。在建筑设计部分，结合建筑物的使用功能和相关设计规范，主要进行了建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图和部分详图的设计。在结构设计部分，通过查阅相关规范和资料，结合本工程的场地条件和建筑布局来进行结构设计。根据一般情况下结构设计的步骤，分别从体型选择、结构布置、荷载计算、地震作用计算、风载作用计算、竖向荷载作用下内力分析以及构件验算、连接节点设计、楼板、楼梯、基础方案的选择等多方面进行了结构设计。根据设计的结构，在SAP2000软件里建立结构模型，对所设计的结构进行Pushover分析，通过得出基底剪力-顶点位移关系曲线、性能点位置、弹塑性层间位移角、塑性铰的形成和分布过程等，来判断结构是否满足设计要求的抗震设防目标。最后根据设计数据，利用AutoCAD软件和天正建筑软件绘制建筑施工图和结构施工图。 关键词钢框架-支撑结构；建筑设计；结构设计；抗震设计；性能评估
目 录
第一章 绪论 3
1.1工程背景 3
1.2工程概况 3
1.2.1设计资料 3
1.2.2结构特点 3
第二章 建筑设计 6
2.1设计思路 6
2.2平面布局及功能分区 6
2.3建筑立面设计 8
2.4建筑剖面图 10
第三章 结构设计 11
3.1 设计资料 11
3.2 结构方案布置 11
3.3 框架计算 15
3.3.1 计算简图及梁柱线刚度 15
3.3.2 重力荷载计算 17
3.3.3 框架横向综合抗侧刚度计算 24
3.3.4水平地震作用下位移和内力的计算 28
3.3.5风荷载作用下横向框架结构的位移和内力计算 40
3.3.6竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 49
3.3.6.1 第15轴无支撑框架计算 49
3.3.6.2 第7轴框架支撑计算 66
3.3.7横向框架内力组合 71
第四章 构件设计 86
4.1 构件验算 86
4.1.1.基本效应组合下的构件验算 87
4.1.2.地震作用组合下的构件验算 98
4.2 节点设计 103
4.2.1梁柱节点 103
4.2.2 主次梁节点设计 105
4.2.3柱脚节点设计 106
4.2.4 支撑连接设计 106
4.3 构件设计 115
4.3.1 楼板设计 115
4.3.2楼梯设计 121
4.3.3基础设计 124
第五章 抗震性能评估 139
5.1 抗震评估 139
5.2 Pushover基本理论 139
5.2.1结构抗震能力的评估 141
5.2.2 Pushover 分析方法的一般过程 141
5.3本工程分析 142
结 语 155
致 谢 156
参 考 文 献 157
第一章 绪论
1.1工程背景
钢结构住宅是建筑材料、结构、技术和人们对居住环境舒适度要求的综合体, 其相关技术在发达国家已经基本成熟。在我国钢结构建筑还是一个新兴产业，其主要应用于工业厂房、大型公共建筑，其在住宅中的应用仍处于起步阶段。近些年，由于钢结构的抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、节约土地等一些优点，逐渐引起国内建筑行业领域和国家政策的关注与扶持。
进入21世纪以来，随着经济的快速发展与人口的不断增长，在人们生活水平不断提高的同时，人们对住宅楼的需求也越来越大，要求也越来越高，多层、小高层，甚至是高层已经成为现代开发商与消费者选择的主流。本设计的目的在于解决普通老百姓的住房问题，为人们创造更好的居住条件，同时也能促进城市建设的步伐。
1.2工程概况
1.2.1设计资料
(1) 概况：某市拟兴建六层钢框架支撑结构的多层钢结构住宅，建筑面积6000m2。根据结构使用功能要求，该钢结构住宅设有整体刚度较大的地下室。钢结构住宅的耐火等级均为二级，属于丙类建筑。
(2) 本工程位于8度抗震设防区，设计地震基本加速度为0.2g；建筑场地为II类场地土，设计地震分组为第一组。
(3) 钢框架梁柱节点均采用栓焊式的刚性连接，框架梁、柱、支撑均采用Q345钢材。
(4) 基本雪雪：0.25kN/m2，基本风压：0.4kN/m2，地面粗糙度为B类。
1.2.2结构特点
随着层数和建筑高的增加，多层钢结构除承受较大的竖向荷载外，还会承受较大的风荷载、地震作用等水平荷载，为了有效抵抗水平作用，选择经济而有效的结构体系已经成为多层钢结构建筑设计中的关键问题。
本工程采用钢框架中心支撑结构形式。钢框架支撑结构在多高层钢结构建筑中是一种极为广泛的结构形式，其是在框架结构基础上，通过在部分框架柱之间布置支撑来提高承载力及侧向刚度，来减少建筑物的侧移。支撑由框架梁、柱和支撑斜杆组成，支撑与框架共同作用形成具有双重抗侧力能力的结构体系。钢框架支撑结构体系中框架部分布置原则基本上与钢框架结构体系相同。
在多层及中高层建筑中，由于侧向作用力增大，使得梁柱等构件尺寸也相对较大，从而失去其经济合理性，这时宜在框架体系中部分框架柱之间设置支撑，形成框架—支撑体系。这种结构在水平荷载作用下，通过刚性楼板或弹性楼板的变形协调与刚接框架共同工作，形成双重抗侧力结构体系。支撑是第一道防线，框架是第二道防线，这种体系具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度。对于支撑的设置，根据不同的设计要求，可选择中心支撑、偏心支撑或消能支撑结构。
钢框架支撑结构虽然有以上优点，但是相对于其他结构，钢框架支撑结构体系仍存在以下缺点：
（1）支撑体系的施工难度较大、支撑的布置将对洞口的开口位置产生影响，门、窗洞口及墙体的布置和尺寸将受到限制，不利于结构平面布置。
（2）钢支撑处与墙板不易配套，对施工造成影响。
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