南京市某医院住院部病房楼设计（方案1）开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.课题的目的和意义。

本课题为实际工程应用课题，工程名称为南京市某医院住院部病房楼设计，要求设计成主体为7层的钢框架结构。随着我国经济水平快速发展，我国已经成为第一产钢大国。近几年，钢结构建筑也给得到了广泛应用，如北京的京广中心、鸟巢、央视新大楼、水立方等，但尚不如国外普及。未来几年，钢结构建筑凭借其环保、节能、高效、工厂化生产等优点，必将成为未来建筑的主流。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1．课题研究内容

工程名称为南京市某医院住院部病房楼设计，平面尺寸为57.05m18.5m，地上7层，总建筑面积约7500m2，建筑总高度为23.35m，采用多层钢框架结构，建筑结构安全等级为二级，建筑设计合理年限为50年，地基基础设计等级为丙级，建筑抗震设防类别为重点设防类（乙类）。

本设计为南京市某医院住院部病房楼设计（方案1），要求设计成主体为7层的钢框架结构，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。要求根据土木工程现行《设计规范》进行结构方案选取，完成建筑、结构的初步设计、施工图设计并绘制相应的施工图。

2．课题需解决的关键问题

结构布置、构件截面选取、荷载计算、框架内力计算及内力组合、构件设计、连接设计、楼面板设计、PKPM 建模设计、施工图绘制等；

3．拟采取的研究方法及手段

3.1 结构布置：

按照承重方案的不同划分为三种:横向承重、纵向承重、纵横向双向承重。本工程采用纵横双向承重，框架的主梁按框架方向布置于框架柱间并与柱刚接，在主梁间按楼板受载要求设置次梁。

3.2构件截面选取：

钢柱的截面形式应根据它是作为承受侧力的主框架柱还是仅承受重力荷载的次框架柱而确定的。框架梁或仅承受重力荷载的梁，其受力状态为单向受弯。通常采用双轴对称的轧制或焊接H 型钢截面，对跨度较大或受荷较大，而高度又受到限制的部位，可采用抗弯和抗扭性能较好的箱形截面（双腹板梁）。

3.3荷载计算：

竖向荷载：包括结构自重、楼面屋面活荷载、雪荷载等，按《建筑构件荷载规范》(GB50009-2001)有关条文取值；风荷载：W_k=β_zμ_sμ_zW₀ ；地震作用：底部剪力法。

3.4竖向内力计算: 分层法

基本假定：1 结构没有水平位移；2 某楼层的竖向荷载只对本层框架梁及与其相连的楼层柱产生内力。修正：除底层柱外，其它柱的线刚度乘以0.9，弯矩传递系数为1/3。

3.5水平内力计算：D值法

D值法有两个方面的改进：1、修正了框架柱的抗剪刚度：在水平荷载作用下，框架不仅有侧移，且各节点都有转角。2、调整了框架柱的反弯点高度：不再是定值，而是与柱的上下端的刚度有关，反弯点偏向刚度小的一端。

3.6荷载组合：

承载力极限状态的荷载效应组合分为：1、无地震作用时的荷载效应组合。2、有地震作用时的荷载效应组合(仅计算水平地震作用)。

3.7 构件设计：

梁的承载力计算: 梁的抗弯强度验算：抗剪承载力计算：

梁的整体稳定性验算：采用压型钢板-混凝土组合楼板，通过纵向抗剪连接件与钢梁上翼缘焊牢，能阻止梁的受压翼缘的侧向位移，可不验算整体稳定性。

梁的局部稳定性验算：翼缘悬伸宽厚比：

腹板宽厚比：

梁的刚度验算：扰度验算： ,主梁 取l/400,次梁取l/250。

柱的承载力计算：

柱弯矩作用平面内的稳定性计算：

柱弯矩作用平面外的稳定性计算：

柱的局部稳定性验算：应力梯度

当0≤ ≤1.6,时，

当1.6＜ ≤2.0,时，

柱刚度验算：计算长度l₀=μl。μ查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表D-2有侧移框架柱的计算长度系数μ。

长细比： ,

3.8连接设计：

梁柱节点可分为：刚性连接、半刚性连接、铰接连接。对于纯框架，宜采用刚性连接。

刚性连接：具有足够的刚度，能使所连接的构件间的夹角在达到承载能力之前，实际不变的接头。梁柱刚性连接构造形式有：1、全焊节点：梁的上下翼缘用坡口焊全熔透焊缝，腹板用角焊缝与柱翼缘相连接。2、栓焊混合节点：仅在梁的上下翼缘用全熔透焊缝，腹板用高强螺栓与柱翼缘上的剪力板相连。3 全栓接节点：梁翼缘与腹板借助T 形连接件用高强螺栓与柱翼缘相连。

柱柱连接节点：1.接头形式：钢柱的工地接头，一般宜设于主梁顶面以上1.01.3m 处，以方便安装；抗震设防时，应位于框架节点塑性区以外，并按等强度设计。2.柱接头承载力验算：非抗震设防结构和抗震设防结构

梁梁连接节点：1 连接类型：梁梁连接包括主梁之间的拼接节点和主梁与次梁间的连接节点。主梁的拼接点应位于框架节点塑性区域以外，尽量靠近梁的反弯点，工程中常用全栓连接和焊栓连接。次梁与次梁的连接一般采用简支连接。2.梁接头承载力验算：非抗震设防结构和抗震设防结构

钢柱脚的设计：柱脚的作用是将柱下端的轴力、弯矩和剪力传给基础。抗震设计的柱脚，柱的下部在强震时为塑性区段，在形成塑性铰之前，不允许柱脚先屈服。

柱脚分为：埋入式、外包式、外露式

3.9楼面板设计

采用压型钢板-混凝土板组合楼盖，该类型组合楼盖是利用成型的压型钢板铺设在钢梁上，通过纵向抗剪连接件与钢梁上翼缘焊牢，然后在压型钢板上现浇混凝土（或轻质混凝土）构成。该组合楼板不仅具有优良的结构性能和合理的施工工序，而且综合经济效益显著。

3.10 PKPM建模设计及施工图绘制

运用PKPM进行建模及截面试算，发现截面不合适可作调整，并且分析结构的特性，如抗震性能等。绘制结构施工图：画各层结构平面布置图、框架布置详图、基础详图、部分节点大样图、结构设计总说明。

3．研究成果

毕业设计集理论与实践一体，是大学四年里最重要的实践环节。在设计之前作为设计者必须深入实际，调查研究。通过一个完整的毕业设计，对于相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法有较系统地认识了解，为工作做一个良好的铺垫。

4. 毕业设计（论文）进程安排

毕业设计时间从3.2-3.8，其中毕业实习1周放入毕业设计过程中，建筑设计3周，结构设计11周，答辩1周，共计16周。