土木毕业设计的开题报告
土木专业是非常传统的工科专业,下面就是小编为您收集整理的土木毕业设计的开题报告的相关文章,希望可以帮到您,如果你觉得不错的话可以分享给更多小伙伴哦!
题目:南昌教育局机关办公楼
院(系):建筑工程
专业:土木工程
班级:**
姓名:***
学号:***
导师:熊**
一、毕业设计综述
(一)毕业设计题目及背景
本工程项目位于南昌市,属多功能综合办公结合建筑。建筑面积约4880㎡(±5%);建筑层数为4层,结构类型为现浇混凝土框架结构。
建筑结构安全等级为二级;建筑结构设计使用年限为50年,地震基本烈度为7度;地震设防分类为丙类,抗震设防烈度为7度,框架抗震等级为二级;防火按二类二级设计,地基基础设计等级:丙级;建筑场地类别:二类;基础类型:采用柱下独立基础。
(二)毕业设计研究意义
本次设计的课题来源于工程实际,对我来说有很大的现实意义:
(1)通过该项目设计,可以对我大学四年以来所学的专业知识进行综合应用,不但使我各方面的知识系统化,而且使所学知识实践化。
(2)使我了解并且掌握建筑设计的全过程,培养我独立分析解决实际问题的技能及创新技能,并锻炼我调查研究、收集资料、查阅资料及阅读中外文文献的技能。
(3)在设计中还涉及到很多计算机软件,如 Office中的Word、Excel,绘图软件AutoCAD和天正,结构计算的PKPM及等软件,通过对这些软件的应用,更能提高我对计算机的应用技能。
所有的这些,都为我今后从事土木工程设计与施工奠定基础。
(三)设计要求:
1、学习要求
通过本设计使同学们综合应用所学习的有关建筑设计理论及工程技术知识,进一步熟悉和掌握建筑设计的依据、原则、方法与步骤,对高层办公楼类建筑的组成、要求及设计特点作深入研究,提高同学们对大中型民用建筑设计的技能。建筑设计的重点是根据使用功能要求,解决总体布局、平面组合、立面造型、内部空间环境处理等技术问题,进一步培养同学们独立分析问题和解决问题的技能。
根据本专业的方向和教学大纲的要求,确定本毕业设计的建筑设计部分仅作到初步设计深度,并能发展成为施工图,以配合结构设计。
根据建筑使用功能要求,学生在建筑专业教师指导下完成建筑平、立、剖面图,部分建筑大样图等。
2、建筑要求
根据实用、经济、美观的原则,独立进行建筑设计,并完成主要的建筑设计施工图。造型设计应庄重、新颖、大方。根据造型需求,可适当增加阳台、雨棚及出屋面楼梯之类,但不得超出总建筑面积的5%。外装修中高档,内装修以中档为主,重点空间可高档。防火按二类二级设计。
二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
(一)研究的主要内容
1.建筑设计部分
建筑设计就是根据设计任务书要求并结合相应的建筑设计规范以及实际情况确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数,完成建筑平面、剖面及立面设计;由功能分区的相关原则确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分。
2.结构设计部分
结构设计就是根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件(柱网、框架梁、次梁、缝的设置,铺板方向等),进行结构计算,确定构件配筋,整理计算书并绘制结构施工图。
(二)研究的方案、方法
1.建筑设计:通过毕业实习、参观实体建筑、查阅相关规范图集确定建筑方案。
2.结构计算:
结构计算采用框架结构近似计算法,求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时用D值法进行计算。
结构部分计算的大概步骤:
(1)确定梁柱截面尺寸(通过轴压比验算、结构的层间位移验算 )
(2)水平荷载作用下横向框架的内力计算
(3)竖向荷载作用下框架的内力计算
(4) 框架梁柱配筋
(5) 板的配筋计算
(6) 楼梯配筋
(7) 基础的设计及配筋计算
三、本课题研究的重点及难点,前期已开展工作
研究重点:选择结构体系、布置结构构件(柱网、框架梁、次梁、缝的设置,铺板方向等)、建筑功能分区、框架结构设计计算—地震荷载作用下结构的层间位移验算、水平及竖向荷载作用下内力验算、内力组合、截面设计(截面尺寸、配筋计算)及施工图绘制。
难点:框架结构设计计算—地震荷载作用下结构的层间位移验算、水平荷载作用下的内力计算、竖向荷载作用下内力验算、内力组合、截面设计(截面尺寸、配筋计算)。
前期已开展工作:认真熟悉设计任务书,参观本设计实体建筑,参加了毕业实习,查阅并收集相关规范资料,仔细参考、阅读设计实例,还查找并翻译了相关外文资料。
四、完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)
毕业实习、熟悉任务书、确定建筑方案绘制方案草图第1~3.5周
结构方案设计及结构布置第4周
结构计算第5~12周
施工组织设计 整理建筑说明书及结构计算书 第13~17周
整理图纸、答辩第18 周
参考文献
[6]建筑地基处理技术(JGJ79—2002) 北京:中国建筑工业出版社 2002
[7]建筑地基基础设计规范(GB50007—2002)北京:中国建筑工业出版社2002
[8] 李比瑜主编,《房屋建筑学》武汉理工大学出版社2005
[9]钢筋混凝土及砌体结构教材(上、下册)
[11] 彭一刚主编,《建筑空间组合论》,中国建筑工业出版社1998
[12]混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(03G101-1)
[14]G. Winter. Design of Concrete Structures1979
[15]M. Wakabayash. Design of Earthquake-Resistant Building1986
[16R. park and T. paula. Reinforced Concrete Structrues, New York: John Wiley and SonsInc1975
1、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等)
毕业设计是一个总结性的教学环节,是学生全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题的过程。通过本教学环节,要加深学生对所学基本理论知识的理解,培养学生综合分析和处理问题的技能以及设计创新精神,使学生得到有关单位工程建设从方案制定到施工组织的全过程系统性的训练。
通过毕业设计这一重要的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的学科态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的学科研究技能,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题技能有着重要意义。
在完成本次毕业设计过程中,我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的`发展的历史、现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
1.1研究现状:
土木工程是建造各类工程设施的学科,技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可以分为:建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生,深知土木工程设计范围之广,以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目,以及结合任务书所给定的各项条件,选择了框架结构比较合理并且切合实际。
框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为“延性框架”,在地震作用下,这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀,减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离,减小结构重心和刚度中心之间的距离,以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震作用下结构整体位移和层间位移都较大,容易产生震害。此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑,抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外,还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等,以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构,有水平位移,房屋的总水平位移越大,人的感觉越不舒服,而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂,因而对这两种水平位移进行限,这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中,柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计,在设计之前作为设计者必须深入实际,调查研究,了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼,必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
1.3研究方法:
框架是典型的杆件体系,近似计算的方法很多,工程中最实用的是力矩分配法及D值法,前者多用于竖向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定:
[1]忽略粱,柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度),以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小,因此在做竖向荷载下计算时,假定结构无侧移。
1.4应用领域:
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分:建筑设计,结构设计和施工组织设计。
2.1建筑设计
2.1.1设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
(一)总平面图:1:500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
1.底层平面图:标注三道尺寸,注标高。
2.标准层平面图:标注三道尺寸,注标高。
3.顶层平面图:标注两道尺寸,注标高。
要求剖到楼梯,标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高),标明室内外地坪标高,屋顶标高。
(五)节点详图:(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明:
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
2.1.3进度安排
第1周:讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤,了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周:深入方案,细化初步设计,为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周:结构设计完成之后,完成施工图设计。
2.2结构设计
2.2.1设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件配筋,绘制结构施工图。
2.2.2设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架,并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型,用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
7.整理计算书,绘制结构施工图
2.3施工组织设计
土木工程专业开题报告(毕业设计)
毕业设计是应届生毕业前的知识、综合素质训练的总结性的实践环节,是大学4年所学知识的综合性应用,同时也是对应届生素质和实践能力的一种培养。下面小编整理了土木工程专业开题报告(毕业设计),希望帮助到大家!
题 目:xx省XXXXXXXXX办公楼设计
1.本课题的目的及意义,国内外研究现状分析
1.1本课题的目的及意义:
毕业设计是应届生毕业前的知识、综合素质训练的总结性的实践环节,是大学4年所学知识的综合性应用,同时也是对应届生素质和实践能力的一种培养。
我的毕业设计题目是xx省xxxxxxx办公楼设计,通过本课题的研究,了解框架结构的适用范围,掌握框架结构办公楼的主体构造形态、设计程序并且熟悉国家标准规范对于各种参数的规定,熟练掌握办公楼的设计程序、方法以及单体建筑的建筑设计、结构设计的设计深度和建筑施工技术、施工组织管理,对建筑设计和结构设计有了更深一步的理解。
同时,在毕业设计的过程中,我们得以把自己在大学四年里所学到的知识综合应用,并巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识,提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力以及锻炼自己的识图能力,从而提高自己的专业技术素质,提高熟练操作专业软件进行建筑设计的能力,以及掌握建筑施工图、结构施工图绘制的方法,为今后工作打下良好的基础。因此我们每一个毕业生都应该认真的努力完成自己的毕业设计,使自己成为社会需要的人才。
1.2国内外研究现状 :
随着经济的发展、人们生活水平的提高、建筑要求的提升钢筋混凝土框架结构在建筑行业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化无论是工业建筑还是民用建筑在结构设计中遇到的各种难题也日益增多建筑结构设计是建设工程设计的重要环节是保障建筑结构安全、实现建筑使用功能的灵魂。
钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍,由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点;与钢结构相比又具有造价低材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此,在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。
近年来,世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快,应很多。钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式,具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的有点,目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度的增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,增加到一定程度时将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。
一般框架结构是由梁柱杆系构成,能够承受水平和竖向荷载作用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够结构的传力系统、传力方式,良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。
对于本课题的办公楼均是在特定的历史、社会、经济和文化背景下形成和发展起来的,其建筑布局、空间形态、环境气氛都在不断的变化。今天办公楼作为生产和处理各种商务活动的信息场所,而正在成为社会生产的基础。为了适应这种社会的发展需求,也要求办公楼在形态和功能上要多样化。特别是近几年信息化技术的快速发展,更加速了这种变化的趋势。 在进行建筑、结构设计时,国际上流行采用“三统一”的原则,即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割,不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约;统一层高可使楼房采光效果好,空气流通顺畅,布局安排合理,水平运输畅通无阻,有利于使用功能的相互替代;统一荷载,打破了会议室和其他部门之间的明显界。
围绕着绿色生态和节能的主题,建筑形态会更加多样化,功能构成会更加丰富,更加强调人性化和令人身心愉悦的空间环境创造。办公楼设计时应充分考虑适应性、灵活性、高效性和人性化的设计理念,以充分展示建筑功能与建筑形象的亲和力与开放性,做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展,创造亲切宜人的建筑形象和舒适自然的办公环境。随着社会的发展,生态主义、智能化、人性化、个性化、现代化、功能复合化办公建筑的设计理念将是今后现代办公楼的一大发展趋势。
随着城市的发展与产业结构的升级,办公楼经济所占的比重快速增加,办公楼在城市中的地位与作用也越来越大,人们对办公楼设计使用提出了更高的要求。
具体来说办公楼发展趋势为:综合化、生态化、节能化、专业化、智能化、灵活性。下面具体谈谈其中几方面
综合化:如今,由于入住企业客户的实际生产和生活需求,使得仅仅具有单一功能的商用物业,很难满足国际化企业的商务需求,因此,高档办公楼的品质不仅仅反映在产品上,更加反映在其配套设施和管理服务上。
节能化:节能化也经历了从自然节能到系统节能、科技节能的发展过程,在一两年前,节能往往和自然生态联系在一起,充分利用自然采光通风,节省水电成为节能的关键词汇。随着写字楼规模不断扩大和科学技术水平的发展,节能已经和高端的节能材料、节能设计息息相关。不少写字楼项目都在节能方面做不断做出新的探索。
专业化:随着社会分工明确化、细分化速度的日益加快,办公楼客户的行业特性也更为突出。因此,某些行业对办公楼的特殊需求,为其度身订造了办公空间。办公楼的出现就来源于各行业办公等行业的特殊需求,其定义的要素包括,高大而开敞的空间,上下双层的复式结构,空间的流动性、自由性、开放性、艺术性,通常是业主自行决定所有风格和格局。
智能化:办公楼的智能化就是通过一系列领先技术的通讯自动化系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、保安自动化管理系统等的设备安装,使每栋楼都变成一个蕴涵有巨大能量的信息化坐标,而入驻企业可以随心所欲应用相关信息转换.这不仅指大厦的水、电、空调、电梯、消防、安保的精密监测与控制,而且通过语音与数据的高速通讯接入,使企业的办公效率得到全面提升,并在一栋楼里就可以完成全球化沟通。
2.本课题的任务、重点内容、实现途径
2.1课题任务:
对xx省xxxxxxxx办公楼进行建筑、结构设计两阶段的设计,能在教师指导下,独立完成所分担的设计的全部内容,包括通过参观,调研等实习手段,掌握设计的`各种方案及实用要求、收集图纸资料及技术文献,分析计算、选择方案、绘制施工图、编写设计说明书。提交一份结构计算书和一套完整的建筑、结构施工图。
2.2重点内容:
2.2.1建筑设计:建筑部分完成建筑平面功能划分,建筑材料选用及建筑尺寸确定,防水、防潮、节能与保温等具体构造及做法,建筑构造等内容,包括平面设计;剖面设计;建筑体型及立面设计;楼梯细部、外墙剖面的节点设计;绘制建筑施工图,包括各层平面图、屋顶平面图、立面图、剖面图、详图若干、门窗明细表和设计说明。
2.2.2结构设计:本结构为钢筋混凝土框架结构(建筑面积3000至5000平方米,3至5层,层高3600mm至4200mm;地震分组为第三组;设计基本地震加速度值为0.15g;场地五;屋面活载为2.0kN/m2;场地类别三)。设计计算包括确定梁、柱截面尺寸及框架计算简图;荷载计算;荷载作用下的内力分析;荷载组合与内力组合;框架梁、柱截面配筋计算;柱下独立基础设计;绘制结构施工图。最后绘制设计图和编写说明书、计算书。
1、确定结构方案及形式,进行结构布置,并做结构布置施工图。
2、进行现浇板的设计计算,并完成现浇板配筋图。
3、计算标准框架(荷载统计计算、承载能力计算,正常使用极限状态验算)。要求首先取一品横向框架,手算出内力,完成截面配筋,并采用PKPM对手算结果加以验证。
手算时采用分层法和D值法计算,验算时采用PKPM系列软件或广厦结构设计软件。手算要求有清晰的计算书,验算的内容要求打印计算书和相关的图形。
4、计算框架柱下单独基础(地基承载力验算、基础承载能力计算等),
基础采用柱下独立基础或者是桩基础。
5、计算一部现浇楼梯(荷载效应计算,承载能力计算),并做楼梯的施工图。
2.3实现途径:
2.3.1认真阅读设计任务书,了解工程概况,根据房屋建筑功能、需要及用途,拟定设计方案。
2.3.2严格按照相关规范说明、充分应用有关结构设计的依据和资料、参考国内外优秀代表作品。
2.3.3 结合规范及教师指导,进行结构手工计算。
2.3.4在指导老师帮助下,利用CAD、天正、PKPM等软件工具进行设计、计算、出图。
3.完成本课题所需工作条件(如工具书、计算机、实验、调研等)及解决办法
3.1所需的工作条件:
1.各种通用图集和设计规范,以及国家、地方的各种标准图集和设计手册,以及本专业的各类专业课程教材;
2.利用AutoCAD和天正绘图软件、天正、PKPM等软件工具;
3.收集适合课题的建筑、结构施工图作为参考,并在大学城完成与本课题相适应的建筑调研。
4.在设计老师的指导下纠正自己的错误,在于同学的交流中减少自己的问题。
3.2解决方案:
1.充分利用图书馆和网络资源,查阅相关的资料及规范;
2.利用设计指导老师提供或自己购买的相关软件;
3.多听取指导老师和同学的意见和建议。
3.3主要工具书、规范:
(1)建筑设计资料集(第四版),中国建筑工业出版社
(2) 同济大学、重庆大学等合编《房屋建筑学》(第四版) 中国建筑工业出版社,2007
(3)东南大学等合编.混凝土结构(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
(4)《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2010
(5)《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010
题 目:xx市某集团办公楼设计
一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义等)
根据xx市某集团的发展需要,经上级主管部门批准,拟在我市兴建一座综合办公楼,以满足办公、接待、陈列、阅览等需要,同时也有利于改善和丰富该集团的环境和设施。
通过本设计,初步掌握建筑设计的依据、原则、方法和步骤,通过综合运用所学理论及工程技术知识,进一步提高中、小型民用建筑设计的能力,因此,建筑设计的重点是根据使用功能要求,解决总体布置,平面组合,立面造型,内部空间环境处理、建筑构造及有关技术经济指标的分析运用等问题。
在整个毕业设计的过程中,我们要通过运用各种通用图集和设计规范以及国家、地方标准,完成多层建筑的结构选型,结构布置,结构设计及建筑图、结构图、施工图的绘制。这不仅要求我们有较强文献检索、规范应用、图集观摩、综合应用所学各门专业知识,分析和解决问题的能力,还要具有独立思考、独立设计、创新的精神。此外,在设计中涉及到很多计算机软件,如Office中的Word、Excel,绘图软件AutoCAD和天正,结构计算的PKPM等软件,通过对软件的应用,更能提高我们对计算机的应用能力,真正达到学以致用,理论与实践相结合的目的。这对每个土木工程专业的毕业生来说是一个挑战,也是一个机会,我们用它来检查和提高我们对基础理论和专业知识的理解、掌握程度及综合应用的实践能力。这也是本科毕业设计研究的目的和意义所在。
二、设计或研究内容、预期目标及拟解决的关键问题(此部分为重点阐述内容)
对于框架结构,在结构特点方面:它是由钢筋混凝土梁,柱,节点及基础为主要框架,加上楼板,填充墙,屋盖组成的结构形式,楼板和横梁连在一起,横梁通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传给基础,力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构。框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不相同的,因房屋的使用要求不同而不同,也可能在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁,缺柱的框架。墙是填充墙,仅起围护和分隔作用,所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工,建筑物的内外墙处理十分灵活,应用范围很广,因此能为建筑提供灵活的使用空间。
在结构受力性能方面:框架结构构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,所以框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反映较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。因此,根据框架结构的自身特点,在进行建筑,结构设计时国际上流行采用“三统一”的原则,即“统一柱面,统一层高,统一荷载”的模式设计。统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割,不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约;统一层高可使楼房采光效果较好,空气流通顺畅,人员来往便利,布局安排合理,水平运输畅通无阻,有利于使用功能的互相替代;统一荷载,打破了会议室和其他部门之间的明显界限。在这个总原则的指导下,我们考虑以下几个方面的问题:
首先,在体系的选择方面:
1、由于在发生地震时,框架柱首当其冲,一旦出现塑性铰,将危及该柱距范围内的上层建筑,并可能引起相临柱距范围内的上层建筑连续倒塌,所以框架结构不宜采用单跨形式;且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担,结构应设计成双向框架体系;
2、框架结构的柱与梁宜上下左右贯通,不宜采用复式框架;以及砖混框—剪结构。
3、在填充墙的布置方面:宜采用轻质材料,且应避免形式上下刚度变化过大;避免形成短柱;减少因抗侧力刚度偏心所造成的扭转。
其次,在建筑设计方面:
1、要先对建筑外观,建筑面积,建筑高度,层高和室内净高进行设计;
2、然后对局部进行设计,如地下室墙身,楼地面,顶棚,屋面,楼面,坡面及楼梯位置,消防要求等进行设计。各部分都要按规范要求进行设计。
3、最后要明确框架结构的抗震等级,采用规则结构以利于房屋抗震,按照“三统一”的原则,确定柱网尺寸,确定材料及截面尺寸,以及基础的选定。
再次,在结构设计方面:
1、首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。
2、进行变形验算。
3、进行横向水平与纵向水平
最后,我们还要进行“三水准,两阶段”设计方法进行抗震设计:
1、做好“强柱弱梁”的设计
由于框架柱受轴向压力作用,其延性通常比梁的延性小,一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰,就会产生较大的层间位移,甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的“柱铰结构”,从而危及结构承重垂直荷载的能力。
2、做好“强剪弱弯”的设计
为了防止梁端,柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏,在设计中要求做到“强剪弱弯”亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。
3、做好“强节点弱构件”的设计,还要对节点进行抗震结构设计,要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。
三、研究方案(包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等)
对于课题的研究将分为毕业实习,建筑设计,结构设计,毕业设计整理四个方面。毕业实习阶段收集好必要的设计原始资料,做好设计前的调查研究工作,参考同类型设计的文字及图纸资料。学习有关的国家法规及规范。建筑设计分为初步设计及施工图设计两个阶段,在此阶段将拟订建筑方案,确定建筑使用的材料及做法,确定建筑总体形状及各种尺寸,绘出平、立、剖、总平面图、详图、写出施工说明并列出门窗表。结构设计部分包括计算确定荷载,同时进行荷载分析、内力计算,进行最终结构图的绘制,结构计算采用部分手算部分电算。毕业设计整理阶段完成对给定的英文文献的翻译工作,按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果,做好毕业答辩准备工作。
四、工程技术条件及参考文献
工程技术条件
(1)温度:
最热月平均温度:19.3˚C,最冷月平均温度:4.7˚C。
夏季最高温度:40.6˚C,冬季最低温度:-l1.3˚C。
(2)相对湿度:最热月平均湿度75%。
(3)主导风向:夏季为东南风,冬季为西北风
(4)风雪荷载:基本风压为0.4kN/m²,基本雪压为0.15kN/m²。
(5)年降雨量:1450mm
(6)场地条件:已经满足“三通一平”施工条件。
(7)地质条件:场地平整时已经挖除了全部填土层及强风化岩层,并使整个场地的中风化泥岩裸露,中风化泥岩层厚度≥10m,以下为微风化泥岩,无软弱夹层。故建议以中风化泥岩为持力层,天然单轴抗压强度标准值6.0Mpa。若采用浅基础则地基承载力特征值可取fak = 1.2 Mpa。
(8)地下水位:地表面以下-7.0m,无侵蚀性。
(9)抗震设防烈度:7度,分组及加速度见建筑抗震设计规范。
参考文献:
(1)建筑结构荷载规范(GB50009-2006);
(2)混凝土结构设计规范(GB50010-2010);
(3)建筑抗震设计规范(GB50011-2010);
(4)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);
(5)建筑结构制图标准(GB/T50105-2001);
(6)混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(11G101-1)
(7)框架轻质填充墙构造图集,西南G701(一)(二)(三)。
五、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等)
(一般分为建筑、结构两个大方面,可细分为四到五步分开执行,时间具体到天。)
8.30——9.24 完成实习材料和开题报告的书写
9.17——9.24 完成建筑设计初步方案
9.24——10.2 完成建筑设计的平、立、剖的设计图和上机绘图
10.2——10.15 完成建筑结构计算,做结构图和施工总平面图
10.15——10.19 整理设计材料,完成设计论文的撰写
10.20——10.23 提交设计材料及评阅修改
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