土木開題報告1

1、本科畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告（含論文綜述） 學(xué) 院： 土木與建筑工程學(xué)院 所屬教研室： 工民建 課題名稱： 七星建工框架結(jié)構(gòu)綜合辦公樓 建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計 專業(yè)(方向)： 土木工程（工民建） 班 級：土木11-7班 學(xué)號：3110510119 學(xué) 生： 岑 劍 指導(dǎo)教師： 李 華 職稱： 高級工程師 開題日期： 2015年3月10日 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）選題的目的和意義。 課題名稱； 有關(guān)的研究方向的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況分析； 前人在本選題研究領(lǐng)域中的工作成果簡述1.1課題名稱七星建工框架結(jié)構(gòu)綜合辦公樓建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計1.2選題意義 我選擇的是?？蚣芙Y(jié)構(gòu)，是應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)，它省材料而又能達到很

2、高的強度。它能代替實體的柱和梁，現(xiàn)代高大建筑都有很堅固的框架，墻壁不用承擔(dān)任何壓力而用輕質(zhì)建材，使整個建筑重量減輕，具有抗震性好，容易空間劃分，易裝修，結(jié)構(gòu)承受力小等優(yōu)點，是工程師常采用的結(jié)構(gòu)形式。 畢業(yè)設(shè)計要求我們在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立的完成一項工程設(shè)計，解決與之有關(guān)的所有問題，對我來說既是一次檢驗四年學(xué)習(xí)成果的機會也是一次全新的挑戰(zhàn)。對土木工程的學(xué)生來說有著重要意義：（1） 畢業(yè)設(shè)計是一個讓我系統(tǒng)地融匯所學(xué)理論知識和專業(yè)技能并解決實際問題的過程。加深我對大學(xué)四年所學(xué)基本理論知識的理解，培養(yǎng)我綜合分析和處理問題的能力以及設(shè)計創(chuàng)新精神；（2） 畢業(yè)設(shè)計能讓我得到從工程方案制定到設(shè)計出圖的全過

3、程系統(tǒng)性的訓(xùn)練并熟悉相關(guān)設(shè)計規(guī)范、手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實踐中常用的方法。促使我養(yǎng)成理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)及嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。（3） 本次畢業(yè)設(shè)計中，需要完成整個建筑的設(shè)計，包括建筑外觀和結(jié)構(gòu)兩個方面。還需要更好的了解國內(nèi)外建筑設(shè)計的發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及趨勢，更多的關(guān)注土木工程的發(fā)展動態(tài)，以及我們在以后的土木工程專業(yè)發(fā)展的方向。（4） 此次設(shè)計需要運用許多計算機軟件，如建筑施工圖所用繪圖軟件、插件autoCAD、天正建筑，用于修改結(jié)構(gòu)施工圖的天正結(jié)構(gòu)、探索者還有用于結(jié)構(gòu)計算的PKPM等，通過練習(xí)這些專業(yè)軟件，大大提高我的設(shè)計、分析能力。 在畢業(yè)設(shè)計過程中需要我用綜合技能去解決實際問題，鍛煉能力同

4、時也能發(fā)現(xiàn)自己的不足并加以改正。因此畢業(yè)設(shè)計對于培養(yǎng)我初步的科學(xué)研究能力，提高其綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題能力有著重要意義。1.3研究歷史 土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指工程建設(shè)的對象，即建造的各種工程設(shè)施，也指建造用的材料、設(shè)備和設(shè)計、施工等專業(yè)技術(shù)。土木工程是伴隨著人類社會的發(fā)展而發(fā)展起來的。土木工程所建造的設(shè)施反映出各個歷史時期社會經(jīng)濟、文化、科學(xué)、技術(shù)發(fā)展的面貌，因而土木工程也就成為社會歷史發(fā)展的見證之一。 土木工程相對于其他工程學(xué)科而言誕生得更早，發(fā)展及演變歷史更古老。隨著技術(shù)的進步和時代的發(fā)展，土木工程不斷注入新鮮血液，其中新的工程材料和力學(xué)理論的發(fā)展起

5、著最為重要的推動作用，現(xiàn)代土木工程早已不是傳統(tǒng)意義上單磚瓦灰砂石，而是由新理論、新材料、新技術(shù)、新方法武裝起來的大型綜合性學(xué)科。1.3研究現(xiàn)狀 土木工程包含：建筑工程、橋梁工程、公路和城市道路工程、鐵路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、給水和排水工程、環(huán)境工程。作為土木工程專業(yè)的學(xué)生，我們在校只是學(xué)習(xí)了土木工程這一個小的分支并且著重學(xué)習(xí)了工民建部分。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面就結(jié)構(gòu)布置部分有以下幾種結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-支撐結(jié)構(gòu)等等。就此次的設(shè)計題目，及結(jié)合任務(wù)書所給的各項條件，我選擇了框架結(jié)構(gòu)比較合理并且切合實際。1.4發(fā)展趨勢 框架結(jié)構(gòu)是指由梁和

6、柱以剛接或者鉸接相連接而成，構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗使用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。框架結(jié)構(gòu)由梁柱構(gòu)成，構(gòu)件截面較小，因此框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，這時，現(xiàn)澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，起圍護和分隔作用，框架結(jié)構(gòu)的特點是能為建筑提供靈活的使用空間，可提供較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型。國外多用鋼為框架材料，而國內(nèi)主要為鋼筋混凝土框架，框架結(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計，使之具有良好的延性，成為“延性框架”,在地震作

7、用下，這種延性框架具有良好的抗震性能。二、設(shè)計或研究主要內(nèi)容和重點，預(yù)期達到的目標(biāo)及擬解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵，有何創(chuàng)新之處。（此部分為重點闡述內(nèi)容）2.1建筑設(shè)計1.建筑設(shè)計部分（1）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求以及相應(yīng)的建筑設(shè)計規(guī)范來還有建筑物的朝向，位置，體系等因素的要求，收集資料，查閱文獻，綜合考慮總體規(guī)劃、基地環(huán)境、功能要求，先對建筑外觀、建筑面積、建筑高度、層高和室內(nèi)凈高進行設(shè)計。選定總開間、進深尺寸，將平面劃分成各需求房間，各房間的面積應(yīng)符合其使用功能。依據(jù)建筑物的寬度來確定中間走廊的寬度，走廊寬度應(yīng)滿足安全疏散的要求。確定建筑物的層數(shù)（擬定為7層），層高的選擇上主要注意首層的層高，且是室

8、內(nèi)凈高不能影響舒適度要求。擬定首層層高3.6m，2至6層為3.1m，7層為4.4m。（2）對局部進行設(shè)計，如樓地面、頂棚、屋面、樓面、坡面及樓梯位置，消防要求等進行設(shè)計。確定建筑外圍的臺階、坡道和散水的設(shè)計。確定樓梯布置位置，根據(jù)層高設(shè)計樓梯，踏步高度和寬度應(yīng)符合舒適度要求。確定內(nèi)外墻面裝飾所用材料、樓面和頂棚的裝飾樣式。明確屋面防水、保溫所需材料和做法。根據(jù)防火要求，設(shè)計消防設(shè)施的位置。在設(shè)計門窗布置時，應(yīng)注意立面外觀效果，可適當(dāng)采用構(gòu)造措施，使建筑外觀更有特色。（3）最后要明確框架結(jié)構(gòu)的抗震級數(shù)，采用規(guī)則結(jié)構(gòu)以利于房屋抗震，按照“三統(tǒng)一”的原則，確定柱網(wǎng)尺寸，確定材料及截面尺寸，以及基礎(chǔ)的

9、選定。完成建筑方案的設(shè)計，運用AutoCAD，天正軟件繪制建筑施工圖。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計就是根據(jù)建筑設(shè)計方案及設(shè)計原始資料，選擇結(jié)構(gòu)體系，布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件（柱網(wǎng)、框架梁、次梁、縫的設(shè)置，鋪板方向等），進行結(jié)構(gòu)計算，確定構(gòu)件配筋，整理計算書并繪制結(jié)構(gòu)施工圖。布置結(jié)構(gòu)過程中要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)布局要合理，保證建筑的整體性和剛度，以及建筑內(nèi)部舒適性。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計包括手算和電算兩方面，手算包括：取一榀框架對其進行內(nèi)力分析（豎向荷載作用下力矩分配法，水平向荷載作用下D值法）；風(fēng)荷載的計算與效應(yīng)組合；恒荷載的計算與效應(yīng)組合；活荷載的計算與效應(yīng)組合；標(biāo)準(zhǔn)層的內(nèi)力分析（彈性方法和塑性方法）與配筋設(shè)計；估

10、算梁、柱截面尺寸并進行配筋計算；澆樓梯、雨篷的內(nèi)力分析與設(shè)計；電算包括：一榀框架的內(nèi)力分析；梁、板、柱各層的配筋圖。將手算結(jié)果結(jié)合PKPM的機算結(jié)果進行比較分析，對比手算和電算的主要差別。（3）做好“強柱弱梁”設(shè)計。通過調(diào)整梁、柱之間受彎承載力的相對大小，使塑性鉸出現(xiàn)在兩端，即梁端屈服，避免柱端出鉸。（4）做好“強剪弱彎”設(shè)計。通過調(diào)整梁、柱截面受剪承載力與受彎承載力之間的相對大小，使框架梁、柱發(fā)生延性彎曲破壞、避免脆性剪切破壞。強剪弱彎是保證構(gòu)件延性，防止脆性破壞的重要原則。（5）做好“強核心區(qū)，強錨固”設(shè)計。節(jié)點核心區(qū)的實際受剪承載力大于左右兩端截面各方向的實際受彎承載力之和對應(yīng)的核心區(qū)剪

11、力。在梁端塑性鉸充分發(fā)展前應(yīng)避免核心區(qū)破壞。伸入核心區(qū)的梁、柱縱筋，應(yīng)有足夠的錨固長度，避免因粘結(jié)破壞而增大層間位移。（6）要求繪制以下結(jié)構(gòu)施工圖：a、結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 b、樓、屋面結(jié)構(gòu)布置圖 c、梁平法施工圖 d、柱平法施工圖e、一品框架配筋詳圖 f、基礎(chǔ)平面布置圖及基礎(chǔ)詳圖 g、樓梯、雨篷等詳圖三、研究方案： 技術(shù)方案（有關(guān)方法、技術(shù)路線、技術(shù)措施）； 實施方案所需的條件（技術(shù)條件、試驗條件等）3.1本課題研究的重點及難點 研究重點：選擇結(jié)構(gòu)體系、布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件（柱網(wǎng)、框架梁、次梁、縫的設(shè)置，鋪板方向等）、建筑功能分區(qū)、水平及豎向荷載作用下內(nèi)力驗算、內(nèi)力組合、截面設(shè)計（截面尺寸、配筋計算）及施工

12、圖繪制。 難點：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、水平荷載作用下的內(nèi)力計算、豎向荷載作用下內(nèi)力驗算、內(nèi)力組合、截面設(shè)計（截面尺寸、配筋計算）。 前期已開展工作：認(rèn)真熟悉設(shè)計任務(wù)書，參觀本設(shè)計實體建筑，參加了畢業(yè)實習(xí)，查閱并收集相關(guān)規(guī)范資料，仔細參考、閱讀設(shè)計實例，還查找并翻譯了相關(guān)外文資料。3.2研究方法 框架是典型的桿件體系，近似計算的方法很多，主要包括：力矩分配法、分層法、迭代法、反彎點法、D值法等。工程中最實用的是力矩分配法及D值法，前者多用于豎向作用下求解，后者用于水平作用下求解。 這些方法的使用都作了以下幾點的假定：忽略粱，柱軸向變形及剪切變形。桿件為等截面（等剛度），以桿件軸線作為框架計算軸線。在

13、豎向荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移很小，因此在做豎向荷載下計算時，假定結(jié)構(gòu)無側(cè)移。3.3 構(gòu)件初估（1）框架柱框架柱截面高度與寬度一般可取（1/101/15）層高，本次結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮抗震設(shè)計，所以柱截面高度與寬度均不宜小于300mm。在設(shè)計中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)短柱，對于樓梯間不可避免的出現(xiàn)短柱，除驗算柱的受剪承載力外，還需要采用一些必要措施提高柱的延性和抗剪能力?？梢酝ㄟ^軸壓比可以初步估算框架柱的截面尺寸，公式如下：注：為框架柱的軸壓比限值，此建筑設(shè)防烈度為7度，所以抗震等級為三級，則軸壓比限值為0.85。N為柱軸向壓力設(shè)計值，可由下式確定：（2）框架梁 框架梁的截面尺寸一般會根據(jù)梁的跨度、抗震設(shè)防烈度、豎向荷

14、載大小等因素來確定。一般不做剛度驗算的最小截面高度可按下式估算：次梁：h=（1/121/18）L；主梁：h=(1/81/14)L式中的L分別代表主梁間距和柱與柱或柱與墻之間的間距，也稱之為梁的計算跨度。對于截面尺寸的選擇，現(xiàn)澆鋼混結(jié)構(gòu)中主梁的截面寬度不應(yīng)小于200mm，次梁的截面高度不應(yīng)小于150mm。梁的截面高度在小于800mm時一般以50mm為模數(shù)，大于800mm時以100mm為模數(shù)。（3）板板的厚度應(yīng)改滿足承載力、裂縫控制和剛度的要求，而在選擇板厚時應(yīng)以10mm為模數(shù)。板厚可按下式進行估算：板：h=(1/301/40)L；L代表次梁間距。3.4荷載計算（1）風(fēng)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50

15、009規(guī)定垂直作用于建筑物表面單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式計算。基本風(fēng)壓值與風(fēng)速大小有關(guān)，可查規(guī)范得，但不得小于0.3 。根據(jù)任務(wù)書可知本建筑的地面粗糙度為C類，可根據(jù)規(guī)范里的表格查出相應(yīng)的風(fēng)壓高度變化系數(shù) 。Z高度處的風(fēng)振系數(shù) 對于高度大于30m且高寬比大于1.5的建筑，用風(fēng)振系數(shù)加大風(fēng)載，否則該系數(shù)取為1，公式為公式中的可近似用Z/H代替，脈動增大系數(shù) 查表時需要 ，T為基本周期，一般為（0.080.1）N，N為建筑物層數(shù)。各樓層總風(fēng)力。（2）地震荷載本次建筑結(jié)構(gòu)為6層框架結(jié)構(gòu)，以剪切變形為主，高度不超過40m且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，所以在結(jié)構(gòu)計算地震作用時可采用底部剪力法。結(jié)構(gòu)底

16、部總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，而為結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值，即指100%的恒荷載、50%80%的樓面荷載、50%的雪荷載和50%的屋面積灰荷載之和，不計入屋面活荷載。求解的公式是根據(jù)規(guī)范給出的地震影響系數(shù)曲線結(jié)合結(jié)構(gòu)自振周期T與特征周期的大小關(guān)系來確定的，一般為。根據(jù)結(jié)構(gòu)自振周期T與1.4的關(guān)系來確定是否要考慮頂部附加水平地震作用，其公式為。樓層處的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 按下式計算：3.5 內(nèi)力計算（1）豎向荷載下的內(nèi)力計算對于豎向荷載下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力可采用分層力矩分配法近似計算，假定結(jié)構(gòu)無側(cè)移，其主要有以下幾個計算要點： 計算各層梁上豎向荷載值和梁的固端彎矩；將框架分層，各層梁跨度

17、及柱高與原結(jié)構(gòu)相同，將柱端假定為固端；計算梁、柱線剛度，但由于中間層的柱端受力情況的假設(shè)與實際情況不符，所以除底層外，上層各柱的線剛度均要乘以0.9的修正系數(shù)；計算和確定梁、柱彎矩分配系數(shù)和傳遞系數(shù)，底層柱的傳遞系數(shù)為1/2，其余層柱的傳遞系數(shù)為1/3；然后按照力矩分配法的計算原則計算單層梁、柱彎矩；最后將分層計算得到的且屬于同一柱的柱端彎矩疊加得到最終彎矩。（2）水平荷載下的內(nèi)力計算對于水平荷載下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力可采用D值法近似計算，其假定為；同層柱的側(cè)移相同；梁柱軸向變形忽略不計。首先算出相鄰梁柱的線剛度，根據(jù)規(guī)范表中的情況計算梁柱線剛度比K，一般層柱的線剛度比為，其對應(yīng)的剛度修正系數(shù)為，其

18、余情況可依據(jù)表里的公式進行計算。柱的抗側(cè)移剛度，最后可以根據(jù)平面框架內(nèi)各柱側(cè)移相等的假定，得各柱剪力按剛度分配的計算公式為：3.6 結(jié)構(gòu)計算步驟 （1）初估梁、柱截面尺寸和板的厚度；（2）恒活荷載計算；（3）水平荷載作用下框架的內(nèi)力計算（D值法）；（4）豎向荷載作用下框架的內(nèi)力計算（分層力矩分配法）；（5) 框架梁、柱配筋；（6) 板的配筋計算； （7) 樓梯配筋； （8) 基礎(chǔ)的設(shè)計及配筋計算；通過PKPM軟件進行計算，它的主要技術(shù)條件：（1）計算參數(shù)的確定；（2）荷載的組合；（3）荷載效應(yīng)組合 校核手算的計算結(jié)果。 四、主要參考文獻目錄參考資料：1、 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001）2、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB500072002）3、 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500102002）4、 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500032001）5、 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB500112001）6、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計（教材）7、 房屋建筑學(xué)（教材）8、 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南多寫一點參考資料五、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度計劃。（必須