办公楼设计结构计算书开题报告.doc办公楼设计结构计算书开题报告.doc

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毕业设计(论文)开题报告题目专业名称土木工程班级学号学生姓名指导教师填表日期2008年3月3日1一、研究目的及意义对于一个土木工程专业的本科生来讲,毕业设计应以结构设计为主,结合建筑的表达形式,将建筑与结构完美地融为一体。在结构选型上,应以当前的主流结构为首选。这样,才能更好地将四年所学真正地在毕业设计中得以体现。正是基于此目的,我选择了办公楼设计。现从建筑和结构两个方向,分述一下办公楼设计的意义1建筑设计对于每个人来讲,家庭和事业是人生中不可或缺的两部分,这两部分在我们的房屋建筑学中是有所体现的,前者以住宅楼为代表,这是一个家的概念。后者以办公室为场所,这是事业发展的空间。然而,维系一个家庭的主要经济来源,就是在办公室里创造出来的。由此可见,研究办公楼的意义不言而喻。建筑首先要满足使用功能的要求,办公楼也不例外。我们知道,不同的办公楼根据使用功能的不同,在建筑上有不同的侧重点,对于学校的办公楼,是为了满足日常的教学需要,为了完成教学任务,方便整个教学体系的构建,而特意营造的一种空间组合。这种空间组合以方便教学研究为最终目的。对于企业单位而言,办公楼可能是为了研发一项产品,为了管理一个公司的各项事务,这就涉及到办公楼在水平向和竖直向的空间布设。在水平向,相关或相近的办公场所位于同一水平面,这样便于相互间的沟通与交流。在房间的几何尺寸功能上,在满足建筑面积许可的条件下,尽可能充分挖掘使用空间。首先,对于单体空间而言,应满足它的使用功能。比如,对于一个会议室的设计。首先,应考虑此会议室预容纳多少人,这些人将用多少会议用的设施(如会议桌,椅等)。这些设施在此空间内将如何布局,根据人体舒适度的要求,确定每个人的自由活动空间是多少;当这些人在此空间内以最大流量活动时,所需的最大空间是多少;再根据此空间所处的位置,结合整体建筑构造的要求,结合结构布置的要求,从而确定此空间的大小和几何形状。再根据各个单体空间之间的相互联系。从而合理有序地布置同一平面内,各个办公室的位置。这样,首先满足同一层的小空间范围内的使用要求,使每一层都能独立完成某一预定任务。当逐层布设好后,再考虑各层之间在使用功能上的相互联系,从而合理安排楼层。使各个使用空间成为一个整体,为完成某项任务共同服务。在根据使用功能的特点,满足使用要求以后,再从美学的角度,考虑一下建筑的整体造型。最终实现,使办公者在此环境下工作,能感觉轻松,舒适,便利,美观。这便是办公楼设计者在建筑设计上所要达到的最终目的。对于企业办公楼如此,对于事业单位的办公楼亦是如此。只是根据使用功能的不同,在空间组合上会有所差异。“纸上得来终觉浅,遥知此事要躬行”,具体详见我的办公楼设计。2结构设计办公楼的建筑特点决定了它的结构形式。办公楼造型规整,布置灵活,体型简洁,高度适中,根据这些特点,采用钢筋混凝土框架结构为宜。现将框架结构的特点简述如下对于框架结构,在结构建筑特点方面它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框,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,横梁和柱通过节2点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础,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或纯(全)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完全相同的,有时因房屋布局和空间使用要求等原因,也可能在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙,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,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。正是因为框架结构体系具有以上这些受力特点,恰好符合办公楼的受力特性。所以,我决定这次毕业设计在建筑形式上以办公楼为表达方式,在结构选型上,以框架结构为主要承重体系。二、国内外研究现状及发展趋势因为办公楼的结构设计是以框架结构体系为依托的,所以在这部分我们将就框架结构体系进行重点分析。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好,空气流通顺畅,读者来往便利,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限。在这个总原则的指导下,我们要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,并可能引起相邻柱距范围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,且应避免形成上、下层刚度变化过大;避免形成短柱;减少因抗侧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。各部分都要按照规范要求进行设计。3、最后要明确框架结构的抗震级数,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。3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地震的作用计算。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”,从而危及结构承受垂直荷载的能力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。由上述可知,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及等软件,通过对这些软件的应用,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,也是一次机会,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。这也是本毕业设计研究的目的和意义所在。三、设计内容和设计方案1根据建筑物的朝向位置体系等因素的要求,完成建筑总平面图设计,设计方案的确定;2底层平面图标准层平面图正立面图剖面图主要节点构造详图等建筑设计;3标准层的结构平面布置;4风荷载的计算与效应组合;5恒荷载的计算与效应组合;6活荷载的计算与效应组合;7标准层现浇楼板的内力分析(弹性方法和塑性方法)与配筋设计;8取一榀框架对其结构进行内力分析(竖向荷载作用下力矩分配法,水平向荷载作用下D值法),将手算结果结合结构力学求解器的机算结果进行比较分析;9估算梁柱截面尺寸并进行配筋计算;
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