开题报告-柳州市某综合楼楼结构和预算书编制设计.doc

广西科技大学毕业设计（论文）开题报告课题名称：柳州市某综合楼楼结构和预算书编制设计 第榀框架、屋面板、1#楼梯设计 院 别 土木建筑工程学院 专 业 土木工程 班 级 土木092班 学 号 姓 名 指导教师 2013 年 2 月 25日一、所研究课题的目的及意义毕业设计是在专业有关课程已修完的基础上进行的综合实践教学环节。它以实际工程为课题采用真题假做，学生在教师指导下，通过毕业设计的实践，学习贯彻“经济、适用、安全、美观”的方针，运用所学理论知识解决工程实际问题，提高分析问题和解决问题的能力，经受实际工程设计的锻炼。通过实际工程的结构设计和施工组织设计，初步掌握其设计原则、方法和步骤，并获得设计技能的基本训练。结构设计要满足建筑设计的要求，即要注意先进性，又要从广西的实际情况出发，贯彻因地制宜的方针。要求在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可靠、经济合理、技术先进、施工方便以及工程所在地区当前可能条件等因素，混合结构的承重墙体往往随建筑高度的增加而加厚，不仅耗费大量材料，也减少了使用面积，多层和笑高层常采用框架结构，最经济的是10层。本建筑地上4层，建筑平面布置灵活、设置较大房间，所以选用框架结构体系。框架结构体系的特点：框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构。框架结构的特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载，墙仅起维护作用。其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，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。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的文献检索、规范应用、图集观摩、综合应用所学各门专业知识来分析和解决问题的能力，还要求具有独立思考、独立设计、开拓创新的精神。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，结构辅助计算的PKPM及等，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效果。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，我们要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。二、设计原始资料建筑设计图纸：从建施1至建施11。（共11张）1规模：本工程为某市某综合办公楼，建筑设计工作已完成。总建筑面积3675m2。总楼层为地上4，建筑总高度17.4m。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。2.抗震设防烈度：七度。设计基本地震加速度为0.01g，设计地震分组为第一组。3.建筑结构类别；丙类4.防火要求：建筑物属二级防火标准。5.建筑结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙为190mm厚页岩多孔砖。6.气象、水文、地质资料：(1) 主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。地面粗糙度类别和基本风压值W0=0.4 KN/m2；(2)建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。(3)自然地面-10m以下可见地下水。(4) 地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数I1=0.9，场地覆盖层为1.2m，场地土壤属类场地土(5)抗震设防：此建筑物为一般建筑物，建设位置位于近震区，抗震设防烈度为7度，地震加速度为0.1g。(6)建筑设计图纸附后要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计设计条件：地基承载力：230（kPa）；计算楼板：屋面112轴；计算框架：5轴；计算楼梯：1-1剖面，一三层；三、设计思路、内容、步骤和强制性规范的满足情况1、结构设计方面的设计原则和程序：本工程结构设计是在建筑设计已经完成的前提下进行，结构设计应在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可行、经济合理、技术先进、施工方便，以及工程所在地区等因素，结构形式为框架结构。根据建筑物的平面形状、长度尺寸、层数及地基条件等因素，确定建筑物是否需要设置变形缝以及变形缝所在位置，根据选定结构体系和结构形式进行承重结构或构件的布置。结构布置要荷载传递直接，受力明确，并按规范初步确定构件的截面尺寸，构件类型和尺寸规格应尽可能少。在结构布置的过程中，还需考虑整个建筑物的平面和竖向需采用的构造措施，以保证整个建筑物或某些薄弱部位的刚度及整体性。在结构布置的基础上，深入考虑在竖向荷载和水平荷载的作用下，结构体系之间协同工作的程度，合理的确定结构或构件的处理，使结构构件极其连接的节点满足强度、变形的要求，最终把结构布置和构件设计准确的反映到施工图中。2、结构设计过程与内容：（1）开题报告：对已选定的承重结构体系和结构形式进行定性的分析比较,并说明所采用的结构体系，结构形式的理由。（要求在计算书及开题报告中体现）。（2）根据建筑要求完成所有楼层结构布置，可用已有结构设计软件进行结构布置。所有的同学必须自己利用寒假时间熟悉相应的结构计算与绘图软件（PKPM、AutoCAD绘图软件）。结构布置施工图中,应标出梁、板、柱、框架的编号，并绘出各楼层的结构标高及配筋，及各种过梁的型号及所用过梁选用的标准图集。（3）手算完成老师指定的某一结构层现浇板设计（包括荷载计算、内力分析及配筋计算）。（4）手算完成指定的某一榀框架的设计（包括地震荷载的计算，导出作用在框架上的恒、活载，进行内力分析，对指定楼层梁柱进行内力组合和配筋计算），并手绘框架配筋图。（5）完成一现浇楼梯结构设计（包括结构布置、荷载计算、内力计算、配筋计算及绘施工图）。（6）基础设计由地质报告，结合结构特点选取合理基础形式，进行基础平面布置并计算，绘基础大样图。（7）撰写设计计算书框架竖向荷载内力计算采用分层法计算，可不考虑活荷载的最不利布置，近似按满跨布置，但应对弯矩值进行调整。水平荷载内力计算采用D值法计算。地震荷载计算采用振型分解反应谱法或底部剪力法计算。风荷载按最大近似取为均布荷载计算，不进行扭转效应计算。（8）施工图要求：应反映设计计算及构造要求，内容齐全，施工方便，图面整洁，字体工整，图纸表示符合建筑制图标准的规定。（9）图纸规格：制图规范允许的所有图号均可采用，但应尽量减少图纸的规格种类及图纸张数，图面布局合理。除一张图要求手工绘制外，其余施工图纸一律采用计算机出图。4、工程概预算内容（1）熟悉图纸，了解一般的施工技术与施工组织；（2）划分各分部分项工程，分别计算各分部分项工程量、技术措施工程量、税前项目工程等；（3）套广西2005消耗量定额及柳州市建材信息价格，取合理管理费率及利润率，计算分部分项工程量清单、技术措施清单、税前项目清单等的综合单价； （4）对其他措施项目、规费项目、税金项目进行取费，计算总造价；（5）填写封面、编制说明，打印相关报表，并整理装订成册。5、强制性规范的满足情况、 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、 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。、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。、梁的截面尺寸梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比不宜大于4；净跨与截面高度之比不宜小于4。、柱的截面尺寸柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：截面的宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱直径不宜小于350mm；剪跨比宜大于2；截面长边与短边的边长比不宜大于3。、加密区的长度梁端、柱箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应符合规范的要求。总之，本结构设计必须准守中华人民共和国国家标准规范，在进行设计期间一定要对规范熟悉。四、设计中可能遇到的技术难题及拟采用的解决方法1多层建筑结构布置，在满足建筑功能、工艺和生产使用要求的同时，力求平面和竖向形状简单、整洁，柱网对称、刚度适当、荷载分布均匀,结构传力简捷，构件受力明确。2进行多层建筑结构布置时，应重视选择建筑参数,以利于最大限度的采用国家标准构件。3柱与定位轴线的关系： 横向-柱的定位轴线与横向定位轴线应重合。 纵向-一般情况下边柱外缘与纵向定位轴线相重合。个别情况下，也可以边柱中心线与纵向定位轴线相重合.中柱中心线应与纵向定位轴线相重合。 变截面的边、中柱皆以框架最上层柱中心线为纵向定位轴线。 边柱截面变化时，上、下层柱取边柱外缘齐平。4框架柱和梁的中心线应重合，尽量避免梁位于柱的一侧.否则,要考虑偏心对节点核心区和柱子的不利影响.如果有偏心，偏心距也不能大于柱截面在该边长的1/4。5柱的净高与柱截面(长边)的比值应大于4，以免出现短柱。6做施工组织方案是要考虑多方面的因素，力求经济。7板的计算问题板的计算方法有弹性理论设计方法和塑性绞线法设计方法。当板厚远小于板短边边长的1/30，且板的挠度远小于板的厚度时，双向板可按弹性薄板理论计算，计算时，只需根据实际支承情况和短跨与长跨的比值，直接从表中查出弯矩系数，即可算得有关弯矩。表中列出了在均布荷载作用下六种支承情况板的弯矩系数和挠度系数。多跨连续双向板的计算多采用以单区格板计算为基础的使用计算方法。双向板按塑性理论计算的方法很多，塑性铰线法是最常用的方法之一。塑性铰线与塑性铰的概念是相仿的。塑性铰出现在杆系结构中，而板式结构则形成塑性铰线。两者都是因受拉钢筋屈服所致。.通过比较，选择弹性理论设计方法比较好。8基础的设计问题基础的设计根据地质报告结合结构特点选取合理的基础形式，按照地基承载力的大小，选定基础的形式：地基地质好的情况就采用浅埋的独立基础，地基较差的情况可采用桩基，如果地基土有软弱土层还要考虑用箱基、筏基。综合考虑既能满足承载力要求又不能造成过大的浪费的原则，进行基础设计。此办公楼所处地质较好，地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数I1=0.9，场地覆盖层为1.2m，场地土壤属类场地土，可作为持力层。地基承载力特征值为230kPa。在满足承载力要求的前提下，从经济方面考虑，本工程采用柱下独立基础。9砌体的设计问题砌体材料采用空心砖，轻质耐用。框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时，框架结构如采用砌体填充墙，其布置应符合下列要求： 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。砌体填充墙及隔墙应具有自身稳定性，并应符合下列要求： 砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架梁或楼板密切结合； 砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm左右设置2根直径6mm的拉筋，拉筋伸入墙内的长度，6、7度时不应小于墙长的1/5且不应小于700mm，8、9度时宜沿墙全长贯通； 墙长大于5m时，墙顶与梁（板）宜有钢筋拉结；墙长大于层高的2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高处（或门洞上皮）宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。10楼梯的设计楼梯的设计内容有结构布置、荷载计算、内力计算、配筋计算及绘制施工图。根据建筑要求和施工条件，确定楼梯的结构型式和布置；根据结构类型，按荷载规范确定楼梯的活载，进行楼梯各部分的内力计算和截面设计；绘制施工图，特别应注意处理好连接部位的配筋构造。 总之，在设计中一定要遵守规范的要求，遇到不清楚的地方要及时的问老师或者去图书馆查阅资料。五、毕业设计时间及进度总体安排毕业设计环节共16中：结构设计为9周，工程造价为5周，整理计算书及教师评阅1周，答辩及成绩上报1周。所有的设计计算书及施工图纸必须于5月25日前上交。1结构设计总时间为9周，在5月1日前完成结构设计，大体时间分配如下，供同学们参照并严格控制进度： 2、结构设计总时间为9周： （1）结构布置及截面尺寸的确定 1.0周（2）模型输入及计算 1.5周（3）手算一榀框架的内力并配筋 3.0周（4）现浇板的设计 0.5周（5）基础计算及施工图绘制 1.0周（6）楼梯的设计及施工图 0.5周（7）计算机绘图及计算书撰写 1.5周 合计 9.0周3、预算总时间为5周：（1）熟悉施工图纸，了解工程概况，了解基本的施工技术及施工组织，准备资料 0.5周（2）计算分部分项、技术措施、税前项目工程量等的清单工程量及定额工程量：建筑工程各分部分分项工程量 1.5周 钢筋工程量 1.0周技术措施：模板、脚手架等工程量 0.5周 装饰工程量 0.5周（3）取柳州市建材信息价格及合理管理费率及利润率，计算综合单价，并计算其他措施及相关规费、税费，计算总造价，编制封面及总说明，形成预算书文件，打印成册。 1.0周合计 5.0周六、主要参考文献1、教材类结构力学、多高层建筑结构设计、钢筋砼结构、砌体结构、地基基础设计、建筑施工、建筑施工组织与管理、招投标与概预