土木開題報(bào)告1

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)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(jì) 專業(yè)(方向)： 土木工程（工民建） 班 級(jí)：土木11-7班 學(xué)號(hào)：3110510119 學(xué) 生： 岑 劍 指導(dǎo)教師： 李 華 職稱： 高級(jí)工程師 開題日期： 2015年3月10日 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jiǎn)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(jì)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(dá)到很

2、高的強(qiáng)度。它能代替實(shí)體的柱和梁，現(xiàn)代高大建筑都有很堅(jiān)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(gè)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(diǎn)，是工程師常采用的結(jié)構(gòu)形式。 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們?cè)谥笇?dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立的完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，解決與之有關(guān)的所有問題，對(duì)我來說既是一次檢驗(yàn)四年學(xué)習(xí)成果的機(jī)會(huì)也是一次全新的挑戰(zhàn)。對(duì)土木工程的學(xué)生來說有著重要意義：（1） 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)讓我系統(tǒng)地融匯所學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)技能并解決實(shí)際問題的過程。加深我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)基本理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)我綜合分析和處理問題的能力以及設(shè)計(jì)創(chuàng)新精神；（2） 畢業(yè)設(shè)計(jì)能讓我得到從工程方案制定到設(shè)計(jì)出圖的全過

3、程系統(tǒng)性的訓(xùn)練并熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法。促使我養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)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(jì)中，需要完成整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)，包括建筑外觀和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。還需要更好的了解國內(nèi)外建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及趨勢(shì)，更多的關(guān)注土木工程的發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及我們?cè)谝院蟮耐聊竟こ虒I(yè)發(fā)展的方向。（4） 此次設(shè)計(jì)需要運(yùn)用許多計(jì)算機(jī)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(jì)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(jì)、分析能力。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中需要我用綜合技能去解決實(shí)際問題，鍛煉能力同

4、時(shí)也能發(fā)現(xiàn)自己的不足并加以改正。因此畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)我初步的科學(xué)研究能力，提高其綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)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(duì)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(jì)、施工等專業(yè)技術(shù)。土木工程是伴隨著人類社會(huì)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(gè)歷史時(shí)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)、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(huì)歷史發(fā)展的見證之一。 土木工程相對(duì)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(jìn)步和時(shí)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(dòng)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?cè)谛Ｖ皇菍W(xué)習(xí)了土木工程這一個(gè)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(jì)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(jì)題目，及結(jié)合任務(wù)書所給的各項(xiàng)條件，我選擇了框架結(jié)構(gòu)比較合理并且切合實(shí)際。1.4發(fā)展趨勢(shì) 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?？蚣芙Y(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(diǎn)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(gè)方向都承受很大的水平力，這時(shí)，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(hù)和分隔作用，框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)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(jì)，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(jì)或研究主要內(nèi)容和重點(diǎn)，預(yù)期達(dá)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(diǎn)闡述內(nèi)容）2.1建筑設(shè)計(jì)1.建筑設(shè)計(jì)部分（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求以及相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)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(xiàn)，綜合考慮總體規(guī)劃、基地環(huán)境、功能要求，先對(duì)建筑外觀、建筑面積、建筑高度、層高和室內(nèi)凈高進(jìn)行設(shè)計(jì)。選定總開間、進(jìn)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(duì)局部進(jìn)行設(shè)計(jì)，如樓地面、頂棚、屋面、樓面、坡面及樓梯位置，消防要求等進(jìn)行設(shè)計(jì)。確定建筑外圍的臺(tái)階、坡道和散水的設(shè)計(jì)。確定樓梯布置位置，根據(jù)層高設(shè)計(jì)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(jì)消防設(shè)施的位置。在設(shè)計(jì)門窗布置時(shí)，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(jí)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(jì)，運(yùn)用AutoCAD，天正軟件繪制建筑施工圖。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)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(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，確定構(gòu)件配筋，整理計(jì)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(jì)包括手算和電算兩方面，手算包括：取一榀框架對(duì)其進(jìn)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(jì)算與效應(yīng)組合；恒荷載的計(jì)算與效應(yīng)組合；活荷載的計(jì)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(jì)；估

10、算梁、柱截面尺寸并進(jìn)行配筋計(jì)算；澆樓梯、雨篷的內(nèi)力分析與設(shè)計(jì)；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(jī)算結(jié)果進(jìn)行比較分析，對(duì)比手算和電算的主要差別。（3）做好“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)。通過調(diào)整梁、柱之間受彎承載力的相對(duì)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(qiáng)剪弱彎”設(shè)計(jì)。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(duì)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(qiáng)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(qiáng)核心區(qū)，強(qiáng)錨固”設(shè)計(jì)。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的實(shí)際受剪承載力大于左右兩端截面各方向的實(shí)際受彎承載力之和對(duì)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(jì)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(shí)施方案所需的條件（技術(shù)條件、試驗(yàn)條件等）3.1本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn) 研究重點(diǎn)：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(yàn)算、內(nèi)力組合、截面設(shè)計(jì)（截面尺寸、配筋計(jì)算）及施工

12、圖繪制。 難點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算、豎向荷載作用下內(nèi)力驗(yàn)算、內(nèi)力組合、截面設(shè)計(jì)（截面尺寸、配筋計(jì)算）。 前期已開展工作：認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，參觀本設(shè)計(jì)實(shí)體建筑，參加了畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱并收集相關(guān)規(guī)范資料，仔細(xì)參考、閱讀設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)算的方法很多，主要包括：力矩分配法、分層法、迭代法、反彎點(diǎn)法、D值法等。工程中最實(shí)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(diǎn)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(jì)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(jì)算時(shí)，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?。?/101/15）層高，本次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮抗震設(shè)計(jì)，所以柱截面高度與寬度均不宜小于300mm。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)短柱，對(duì)于樓梯間不可避免的出現(xiàn)短柱，除驗(yàn)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(jí)為三級(jí)，則軸壓比限值為0.85。N為柱軸向壓力設(shè)計(jì)值，可由下式確定：（2）框架梁 框架梁的截面尺寸一般會(huì)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(yàn)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(jì)算跨度。對(duì)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(shí)一般以50mm為模數(shù)，大于800mm時(shí)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(shí)應(yīng)以10mm為模數(shù)。板厚可按下式進(jìn)行估算：板：h=(1/301/40)L；L代表次梁間距。3.4荷載計(jì)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(jì)算?；撅L(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(duì)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(dòng)增大系數(shù) 查表時(shí)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(jì)算地震作用時(shí)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(jì)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(jì)算：3.5 內(nèi)力計(jì)算（1）豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算對(duì)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(jì)算，假定結(jié)構(gòu)無側(cè)移，其主要有以下幾個(gè)計(jì)算要點(diǎn)： 計(jì)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(jì)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(shí)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(jì)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(jì)算原則計(jì)算單層梁、柱彎矩；最后將分層計(jì)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(jì)算對(duì)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(jì)算，其假定為；同層柱的側(cè)移相同；梁柱軸向變形忽略不計(jì)。首先算出相鄰梁柱的線剛度，根據(jù)規(guī)范表中的情況計(jì)算梁柱線剛度比K，一般層柱的線剛度比為，其對(duì)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(jìn)行計(jì)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(jì)算公式為：3.6 結(jié)構(gòu)計(jì)算步驟 （1）初估梁、柱截面尺寸和板的厚度；（2）恒活荷載計(jì)算；（3）水平荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算（D值法）；（4）豎向荷載作用下框架的內(nèi)力計(jì)算（分層力矩分配法）；（5) 框架梁、柱配筋；（6) 板的配筋計(jì)算； （7) 樓梯配筋； （8) 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算；通過PKPM軟件進(jìn)行計(jì)算，它的主要技術(shù)條件：（1）計(jì)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(jì)算結(jié)果。 四、主要參考文獻(xiàn)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(jì)規(guī)范（GB500072002）3、 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002）4、 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500032001）5、 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112001）6、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（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(jì)指南多寫一點(diǎn)參考資料五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃。（必須