1.1课题研究的目的与意义
建筑是人类最早的生产活动之一，是在一定的历史条件下，随着社会生产力发展而形成发展的。由于经济的发展、土地的减少，现代建筑趋向于多高层建筑，而砌体结构存在自重大、砌筑工作相当繁重、抗拉抗弯性能低、粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产等缺点，现代建筑多采用框架结构、框剪结构、框筒结构等结构体系。而框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。框架结构有钢筋混凝土框架和钢框架，而随着我国建筑业的快速发展，建筑设计理念的不断更新，钢框架结构建筑体系作为一种新型的产业体系集合了房地产业、建筑业、冶金业正在华夏大地迅速崛起。钢框架结构由于其抗震性能好、建筑自重轻、房屋利用率高、工业化程度高、施工周期短、绿色环保、科技含量高适用范围广等特点，成为当今应用最为广泛的结构之一。大力发展和积极推广能抗震抗灾的适用建筑，对于我国国民抵御自然灾害、保障生命安全具有重要的现实意义。
多层钢框架结构虽然已经非常流行，但是结构的合理与否依旧影响着用户的满意度及开发商的经济效益。不断地优化，在两者之间取得一个平衡是我们结构设计工作者的追求目标。此次设计的任务是对吉林省某四层钢框架办公楼结构及制造工艺设计，设计过程中会涉及到结构力学、材料力学、钢结构设计原理、多层建筑钢结构设计、钢结构焊接制造及安装、钢结构涂装等大学所学的专业知识，通过本次设计有利于使所学的知识系统化，提高我们对知识的综合应用能力，使我能够在指导老师的指导下，比较独立地完成办公楼的设计，可以熟悉相关的设计规范、手册、标准图集，掌握AutoCAD、Office、PKPM等办公软件技术，为将来走向工作岗位打下坚实的基础。毕业设计是我们在毕业前最后的学习和综合训练的实践性学习环节，是深化、拓宽、综合学习的重要过程，是学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验。所以我们都应该认真完成自己的毕业设计，使自己成为社会所需要的人才。
1.2文献综述（相关课题国内外研究的现状）
1.2.1 国内钢结构发展现状
我国建筑工程领域中已经出现了产品结构新的调整，钢结构以其自身的优越性，正在工程中得到越来越广泛的、合理的应用[6]。目前钢框架在我国的应用还不多。随着我国钢材产量的迅速增加，品种增多，钢结构设计和施工技术的不断提高，钢框架的运用将有良好的的前景[11]。多层框架一般层数不超过10层，否则宜按高层建筑考虑。多层框架钢结构应根据生产工艺的特点，采取相应的措施，以满足GBJ16-87《建筑设计防火规范》[5]。
近几年，钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。深圳高 325米的地王大厦、上海浦东高421米的金茂大厦、北京的京广中心等大型建筑都采用了钢结构，北京、上海、山东等省市已开始进行钢结构住宅试点，其中，北京金宸公寓已被列为建设部住宅钢结构体系示范工程。高层钢结构建筑屡见不鲜。人们预料21世纪是金属结构的世纪，钢结构将成为新建筑时代的脊梁。人类自 17世纪70年代开始使用生铁，19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，钢结构发展的历史要比钢筋混凝土结构发展的历史悠久，它的生命力也是越来越强。在美国，低层建筑如两层楼以下的非居住型建筑市场已有70％以上是建筑金属制品；而在我国早期多层钢结构只见于个别工业厂房的一部分，在民用建筑中仍然为空白。
我国二十世纪初建造的松花江钢桁桥、黄河大桥、上海国际饭店等就采用了钢结构；新中国成立后，我国钢结构建筑发展速度进一步加快。如2008年奥运场馆国家大剧院、鸟巢、水立方等；随着2010年上海世博会的到来，钢结构场馆的建设更是达到了一个空前的高度。全国上百个大小机场都将设计采用钢结构，以加快建设速度和增大空间。我国多层民用钢结构房屋才仅仅出现十几年，仍处在初期阶段，但是各地陆续建造了数百万平方米的多层钢结构民用房屋，取得了显著地成绩。如中国工商银行总行营业办公楼、北京市亦庄青年公寓、北京金宸公寓、上海现代集团在新疆库尔勒建造的8层钢结构住宅、天津市丽苑小区11层钢结构住宅、杭州天成6层钢结构综合楼、山东莱钢钢结构住宅小区、山东建筑工程学院土木馆、长沙远大集成住宅楼、河北唐山的几幢3~5层钢结构住宅、福建师大学生公寓、武汉国际会展中心、四川攀枝花市迎宾苑小区钢结构住宅等等。
目前，国内高层钢结构钢材几乎都从国外进口，工程总承包由国外承担，制造和安装则由国内廉价劳动力承包，这种局面应从速扭转，因为这与我国产钢大国的地位很不相称。大跨度钢结构钢材不象高层钢结构那样突出，但设计方案（包括建筑和结构）经常国外中标，这种局面与中央强调建立我们自己的科技创新体系的号召相距甚远，应该引起我国建筑界的关注，是水平低还是其它原因，值得我们深思。
1.2.2 国外钢结构发展现状
发达的欧美国家，钢结构早在30年代就迅速发展，他们工效比我们高，他们的工人收入在钢结构行业是我国工人收入的40倍。美国金属建筑的主要市场分布：工业（生产用厂房、仓库及辅助设施等）、商业（商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等）、社区（私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆 、教堂等）、综合等方面，分别占到46%、31%、14%和9%的份额。在美国，低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会（AISC 和MBMA）联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等，其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%。
从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看，建筑业即将成为钢材应用的主要市场。而目前我国与之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口，特别是大于50mm 的厚钢板，国产产品的Z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大，而且可以满足各种性能要求。如日本已经能够生产的100mm的厚钢板，具有以下类型：
①、有高强度低预热型（以前预热75℃，现在预热50℃）的厚钢板590N/mm2级（HT590级）；②、抗地震的厚钢板，主要有低屈服比高强度钢材（HT590～HT780级）和低屈服点钢板，这种钢材日本重点生产，用于次要结构上，当地震时这种材料先屈服，保证主要 结构减少地震损失；
③、防火厚钢板。有400N/mm2及490N/mm2，当其在600℃ 时屈服强度还能达到常温下的2/3；
④、装饰用的奥氏体不锈钢板及铁素体不锈钢板（沿海用，优于前者 ）。
