1. 研究目的与意义
本课题是 A15扬州某企业职工之家东楼钢结构设计（一），课题来源于工程实际，具有较强的工程背景和工程应用前景。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面体型。因此，多高层框架结构体系在实际工程中得到了广泛应用。
钢结构建筑在国内的发展前景：钢结构建筑在中国建筑所占比例虽然低于其他国家，这也说明中国在钢结构建筑这一领域还具有很大的上升空间。随着各方面条件的完善，我国钢结构建筑正面临着新契机。
（1）逐步提升的钢材产量，加快工厂化建设，为钢结构建筑的发展提供了保障。中国的钢产量居世界首位，在十一五期间，国内钢产量达到4.5亿吨。2008年，我国钢结构年产量占粗钢总产量约4%,而发达国家钢构行业产量占粗钢总产量比例已达10%以上。因此，我国钢结构上升的空间还很大。
2. 课题关键问题和重难点
对于PKPM建模过程中的难点
（1）结构概念设计、结构体系选择及结构布置
（2）根据建筑图选择合理的结构体系。
3. 国内外研究现状（文献综述）
伴随着钢结构形式的广泛应用，世界各国对于钢结构节点的理论探究也越来越深入，本着科学理论服务于生产力发展的原则，为了丰富新的节点形式，创造新的生产工艺，提高对钢结构节点连接的认识尤为重要。理论界有一共识：在钢框架设计中一般假定梁柱连接是完全刚性或完全铰接。然而无论是在钢框架的施工，还是试验中，各国的学者们都越来越发现实际的钢框架连接方式往往介于两者之间，既不是完全刚性连接，又不是完全铰接连接，呈半刚性连接方式。即实际的梁柱节点既可以传递一定的弯矩，又会在梁柱之间产生一个相对转角。所以，在钢结构设计中,把构件之间的连接假定为完全刚性连接或完全铰接是不科学的，也是不符合实际的。多高层钢框架的梁柱连接节点采用刚性连接,其受力性能好，但构造复杂，施工难度大；采用铰接时构造简单，但刚度和耗能性能差，对结构抗风、抗震不利；而采用半刚性连接，则兼有刚接和铰接的长处，可以降低梁跨中弯矩，提高结构的侧向刚度。因此很有必要对半刚性连接的特性作深入的研究，从而在将来的钢框架设计中按照实际的半刚性连接来考虑。梁柱连接是钢结构的一个基本组成部分，对于整个结构的受力与安全具有重大影响。一旦连接发生破坏，结构构件再强也不能发挥作用。传统的设计和分析，都将框架的梁柱节点处理成理想的刚接或铰接。一般认为，只要连接转动约束达到理想刚接的90%以上，即可认为是刚接；而在外力作用下，梁柱轴线夹角的改变量达到理想铰接的80%以上，即可认为是铰接。然而，实际工程中的连接一般很难达到这两种理想状态，大部分连接的受力性能介于这两者之间，称为半刚性连接。
国外钢结构节点连接研究概况：国外钢结构节点理论研究起步较早，并且进行多种类型的实验对研究理论分析论证。AISC(AmericanInstitudeofSteelConstruction)的连接分类，美国钢结构协会（AISC）在其推出的容许应力设计规范(ASD1989)及荷载抗力系数设计规范(LRFD1999)中所给出的连接分类均考虑了连接处承载力、刚度和延性的影响。在结构设计方面我国与发达国家仍有一定差距，特别是节点连接处的设计。在钢框架的传统分析理论中，总是将框架的粱柱连接假设成理想铰接或完全刚接。这种理想化的假设大大地简化了钢框架的分析和设计过程，但是基于该假定的结构设计可能是不安全或偏于保守的。不过随着国家经济实力的增强和社会发展的需要,近十余年来,我国在钢结构节点领域的研究工作也取得一定的理论及实践成果，并制定了《端板式半刚性连接钢结构技术规程》（CECS260：2009）。1986年,四川省建筑科学研究院、成都市建筑设计院和四川省建十二公司参照国外资料，结合我国国情研究出一种在当时全新的结构体系多功能框架建筑体系。这种体系将纵向框架由铰接改为半刚性连接,柱端钢靴改为角钢连接,并对结构静力、动力性能进行了系统的试验研究,使结构刚度、柱顶位移有了显著改善,连接方式简单可靠。这是关于我国开展半刚性连接钢框架研究最早的文献报道。
近年来,各个大学通过此方面的试验研究工作。研究半刚性连接组合框架在静载作用下的力学性能,进行了竖向和水平荷载作用下半刚性连接组合框架试验。组合框架由H型钢柱和压型钢板混凝土组合梁组成,钢节点由焊接到钢梁端部的平端板通过螺栓与钢柱翼缘连接。试验表明：平端板连接组合节点为半刚性连接、部分强度节点，具有较高的强度和刚度,其极限转角可满足不小于30mrad的延性设计要求；半刚性连接和楼板的组合效应对钢框架的强度、刚度和延性有较大影响,设计时应加以考虑。2003年武汉理工大学做了两榀一跨两层钢框架带双腹板角钢的顶底角钢连接钢框架低周反复加载试验。试验获得的半刚性连接组合梁框架的侧移和组合框架的弯矩分布在整个加载过程中表现出明显的非线性，这与用传统的刚接和铰接线性假定所得的结构反应不同,说明这两种假定方法对半刚性连接组合梁框架的分析不适用。对T型钢半刚性连接节点的非线性性和抗震性能能进行了分析，结果表明：T型钢翼缘厚度及柱翼缘厚度对节点性能的影响很大，且柱腹板的抗剪能力对此有较大影响；柱腹板水平加劲肋、柱腹板厚度及柱截面高度对节点性能有一定影响；增大梁截面高度，能够显著提高节点的承载力和初始刚度；T型钢腹板厚度、螺栓的直径及排列间距对节点的性能影响较小。T型钢连接梁柱节点属于半刚性连接节点，建议设计中应考虑其不利影响
4. 研究方案
1、结构计算书
(1)结构布置和初选构件截面尺寸
① 根据建筑平面图进行结构的平面布置和竖向布置。
5. 工作计划
周次 | 工作内容 | 完成时间 | 备注 |
1 | 完成英文翻译；熟悉任务书、建筑图，了解毕业设计有关要求，考虑结构方案；填写开题报告。 | 2022.2-2022.3 | |
2 | 完成开题报告；进行结构布置，荷载计算；电算建模。 | 2022.3-2022.4 | |
3 | 完成电算建模，进行结构整体计算。 | 2022.3-2022.4 | |
4 | 手算复核竖向荷载和水平荷载(地震作用)作用下的一榀框架的内力。 | 2022.3-2022.4 | |
5 | 手算复核竖向荷载和水平荷载(地震作用)作用下的一榀框架的内力。 | 2022.3-2022.4 | |
6 | 一榀框架的内力组合，结构构件的设计。 | 2022.4-2022.5 | |
7 | 楼梯结构计算及设计；基础结构计算及设计。 | 2022.4-2022.5 | |
8 | 绘制施工图(建筑和结构的平面图、立面图、构件详图、节点图等) | 2022.4-2022.5 | |
9 | 绘制施工图(基础图、楼梯图及施工总说明) | 2022.4-2022.5 | |
10 | 整理计算书，完成论文初稿 | 2022.5-2022.6 | |
11 | 论文规范性检查、图纸质量检查并修改 | 2022.5-2022.6 | |
12 | 论文规范性检查、图纸质量检查并修改 ；提交成果并准备答辩 | 检查毕业设计成果质量 | |
13 | 答辩 | 进行答辩 |
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