开题报告-长春市锦程综合楼结构、施工设计.doc

CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 开题报告设计题目：长春市锦程综合楼结构、施工设计 学生姓名： 学院名称： 土木工程学院 专业名称： 土木工程专业 班级名称： 土 木 0941 学 号： 指导教师： 教师职称: 工 程 师 学 历： 研 究 生 2013 年 03 月 20 日长春工程学院毕业设计（论文）开题报告审核表指导教师姓名所在单位长春工程学院指导教师职称所学专业结构工程专业学 生 姓 名班 级土木0941设计（论文）题目长春市锦程综合楼结构、施工设计指导教师审查意见指导教师签字： 年 月 日教研室审查意见 教研室主任签字：年 月 日学院审查意见院长签字：年 月 日开题报告一、选题依据1.设计目的及意义随着社会经济的发展，我国大柱网多功能建筑的需求不断增多，钢结构由于其抗震性能好、建筑自重轻、房屋利用率高、工业化程度高、施工周期短、绿色环保、科技含量高适用范围广等特点，成为当今应用最为广泛的结构之一。大力发展和积极推广能抗震抗灾的适用建筑，对于我国国民抵御自然灾害、保障生命安全具有重要的现实意义。钢结构有较好的延性，抗震性能好，尤其在高烈度震区，使用钢结构更为有利。本次毕业设计题目为长春市锦程综合楼结构、施工设计。毕业设计是我们对大学期间所学的知识的一个系统的总结和综合应用，我们在熟悉任务书的基础上，通过参照各类钢结构建筑，查阅、搜集相关的设计资料，使得所学的知识系统化，提高我们对知识的综合应用能力。毕业设计是培养我们解决结构、施工设计能力，以及掌握结构施工图绘制的方法，并且学习有关的设计软件，为今后工作打下良好基础。毕业设计是我们在毕业前最后的学习和综合训练的实践性学习环节，是深化、拓宽、综合学习的重要过程，是学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验。所以我们都应该认真完成自己的毕业设计，使自己成为社会所需要的人才。2.设计拟解决的工程实际问题本次的设计内容为长春市锦程综合楼的结构、施工设计。对于高层钢框架建筑设计，在已给设计条件的基础上，进行结构布置、一榀框架内力计算及梁、柱截面设计、基础设计、节点设计。最终解决结构平面布置图及楼板配筋图、框架梁、柱设计图、基础平面布置图及柱脚节点详图、节点详图绘制。对于高层钢框架施工设计，在结构设计的基础上，根据本工程建筑施工图及结构施工图进行工程量清单计算，进行工程投标报价、以及进行施工方案设计，绘制施工现场平面布置图，解决施工现场交通道路问题，编制施工进度计划，最后按设计项目与承包意向编制一份完整的投标书。3.设计拟应用的现场资料综述(一）建筑地点及拟建基地平面图 本建筑位于长春市开题报告(二）工程地质条件场地工程地质条件概述1、地形、地貌及测量基准点拟建场地地势北低南高。场地地貌单元属长春波状台地。勘探点高程采用城市统一高程系统，测量基准点设在拟建场地西北侧，硅谷大街一下水井盖上，BM=212.02m(X=8949.098，Y=-806.728），测得各勘探点地面高程为208.34-212.64m，相对高差4.30m。2、地层、岩性依据钻探描述、原位测试及土工试验等成果，按岩土工程特性，拟建场地地层自上至下可分10层，分别描述如下：层杂填土：杂色，褐黑色，稍湿，松散，由黏性土及生活建筑垃圾等组成。局部为耕植土，层厚0.30-6.50m。层底高程202.93-212.10m。场区内普遍存在此层。层粉质黏土：黄色、灰黄色，可塑状态，中压缩性，稍有光泽，无摇振反应，干强度、韧性中等。层厚0.60-6.80m。层底高程197.94-209.33m。场区内普遍分布。层黏土：褐黄色，含少量黑色铁质结核，硬塑状态，中压缩性，有光泽，无摇振反应，干强度、韧性高。层厚0.0-4.40m。层底高程200.84-209.33m。场区内局部地段缺失此层。层粉质黏土：褐黄色、灰黄色，可塑状态，中压缩性，稍有光泽，无摇振反应，干强度、韧性中等。层厚0.70-5.10m。层底高程198.49-204.67m。场区内普遍分布。层黏土：褐黄色，含少量铁锰结核，硬塑状态，中偏低压缩性，有光泽，无摇振开题报告 反应，干强度、韧性高。层厚1.00-4.60m。层底高程195.97-201.60m。场区内普遍分布。 层粉质黏土：褐黄色，可塑偏硬状态，中压缩性，稍有光泽，无摇振反应，干强度、韧性中等。层厚060-2.80m。层底高程195.27-209.26m。场区内普遍分布。 层黏土：褐黄色，含少量铁锰结核，硬塑-坚硬状态，中偏低压缩性，有光泽，无摇振反应，干强度、韧性高。层厚1.00-6.0m。层底高程193.03-197.20m。场区内普遍分布。 层粗砂：黄色，灰黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英和长石，分选性一般，厚1.20-5.60m。层底高程189.85-192.78m。场区内普遍分布。 层泥岩，全风化：紫红色，原岩结构基本破坏，呈硬塑-坚硬土状。层厚0.80-2.00m。层底高程188.84-191.31m。场区内普遍分布。 层泥岩，强风化：紫红色，泥质结构，层状构造，岩芯呈土柱状，最大揭露厚度5.00m。3、地下水:场地地下水类型为孔隙潜水，主要埋藏在（4）层粉质黏土和（8）层粗砂中.。 (三)、岩土工程分析 1、抗震设防烈度：依据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）及吉林省动参数区划工作图，建筑工程场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计特征周期为0.35s，设计地震分组为第一组。 2、场地类别：依据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）及剪切波速试验成果，等效开题报告剪切波速212m/s-219m/s，场地土的类型为中软土，场地覆盖层厚度3d=50m，场地类别为II类。3、建筑抗震地段划分：依据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）条文第4.1.1条，综合考虑场地地形、地貌和土层岩性，拟建场地属建筑抗震一般地段。4、液化土判别：依据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）第4.3.2条，拟建场地内无液化土层，设计时可不考虑地基土地震液化问题。5、不良地质作用：本次勘察，未发现影响场地和地基稳定性的活动断层、滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用和地质灾害。勘察结果表明，拟建场地地貌类型单一，无液化土层。无不良地质作用和地质灾害，场地和地基稳定，适宜进行本工程的建设。6.地下水和地基土的腐蚀性：场地周围无污染源，同时依据附近场地经验，判定地下水和地基土对基础混凝土构件及钢筋混凝土构件中的钢筋具微腐蚀性。.7.地基土冻胀性评价：依据建筑地基基础设计规范（GB50007-2011），长春地区标准冻结深度为1.70m，为季节性冻土。8.地基基础(1)天然地基 a.地基土承载力特征值：依据室内土工试验及原位测试成果并结合地区经验，综合确定场地各岩土层地基土承载力特征值见下表：层号土层名称地基土承载力特征值依土工试验依静力触探依标贯试验建议值粉质黏土200190188190黏土250250255250粉质黏土180190198180黏土270260265260粉质黏土225230240225黏土280305280280粗砂360400360全风化泥岩300300300强风化泥岩500500开题报告b.地基土的均匀性：勘探查明，拟建场地地层结构比较简单，地层分布连续，厚度较稳定，其层底面坡度10%。可视为均匀地基。c.地基持力层：根据建筑物的特征和本次勘察成果，除层杂填土不可做地基持力层外，其余各层在满足设计要求且埋藏深度不大时，均可作为地基基础持力层。各层土的承载力特征值见上表。(2)桩基础：桩基的适宜性：根据现场钻探及原位测试成果分析，第层粗砂静压桩(预制桩)很难穿透，适宜作桩端持力层。桩基类型：根据场地岩、土层的工程特性及周边条件和地区经验，多高层住宅宜采用静压预应力混凝土管桩。多层建筑建议选用型静压管桩，以第层黏土作为桩端持力层，桩端进入持力层不小于1.0m为宜。(三)地基基础方案建议1. 天然地基：多层建筑可考虑采用天然地基，以层粉质黏土作为天然地基基础持力层。采用天然地基时，应考虑基础位于同一持力层，并同时考虑上部荷载不同时引起的不均匀沉降。2. 桩基础：建议采用静压预应力混凝土管桩。多层建筑建议选用型静压管桩，以第层黏土作为桩端持力层。基桩施工前，应在场地不同地段进行“试(压)桩”，且“试(压)桩”不少于3根，并以达到设计要求的终压值为准。以最终确定桩长和单桩承载力。单桩竖向承载力特征值应通过单桩静载荷试验确定。3. 基坑边坡支护和工程降水：基坑开挖及基础施工时，应考虑基坑边坡的稳定性。根据地区经验，黏性土边坡坡率建议采用1:0.75至1:1.0。若无自然放坡条件时，须采用必要的支护措施。建议采用土钉墙或简易支护。4. 施工时若遇地下水，采用明排即可。 (四)地基基础施工建议 1.基坑(槽)开挖时，若逢雨季，不排除存在上层滞水的可能，可以明排方式排除地下水。 2.基坑(槽)挖至设计深度后，请及时通知勘察、设计、监理等单位人员参加验槽。 3.基坑(槽)开挖后请及时铺设垫层，防止基槽暴晒及雨水浸泡和人工扰动。 4.基础桩在施工前应在场地不同地段进行“试(压)桩”，以确定适宜的桩长及沉桩控制标开题报告准。 试(压)桩时，请及时通知勘察、设计、监理等单位人员参加，满足要求后方可进行施工。 5.施工中，应考虑桩的“挤土效应”，合理安排沉桩顺序，并进行桩上浮监测，如发现桩顶上浮，应采取复压措施。桩基施工后，应依据有关规范要求，进行单桩承载力及桩身完整性检测。4.设计拟应用的文献综述1包世华.结构力学(下册).武汉：武汉理工大学出版社，2008. P46,多结点的力矩分配渐进运算：用力矩分配法计算多结点的连续梁和无侧移刚架，应用本方法可逐步渐进求出杆端弯矩，通常分配两次传递一次，即可求出梁端或柱端弯矩。2窦立军.建筑结构抗震.北京：机械工业出版社，2012.P44，底部剪力法：底部剪力法属于一种近似方法，是针对某些建筑结构的振动特点提出的简化方法。以下两类建筑可采用底部剪力法进行抗震计算：1）、高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。2）、近似于单质体系的结构。3陈志华.钢结构原理与设计.天津：天津大学出版社，2011.P72，对接焊缝的构造与计算；P76，螺栓连接；P144，梁的整体稳定；P200,压弯构件（框架柱）的设计。5.设计相关技术的国内外现状 近年来，我国的住宅建设快速发展，规模不断扩大，但与快速发展的住宅建设相比，住宅的工程质量和功能质量总体水平不高，住宅质量通病依然普遍存在，住宅的寿命性能和周期难以保证。究其原因，主要是住宅建造仍以手工为主，住宅建筑工业化生产水平低，住宅的生产方式为粗放型，住宅产品的标准化、通用化和系列化程度低，缺乏技术集成和整合。这些问题不解决，住宅的质量和性能也就难以有较大的提高。 我国的国情是人多地少，资源缺乏，低层低密度的小住宅不可能成为我国住宅产业发展的主流，相比之下高层住宅有着更为广阔的市场前景。为推动钢结构住宅产业发展，降低住宅建设对资源的浪费，国家先后出台了多项政策扶持钢结构住宅体系发展。与此同时，我国钢结构住宅科研工作也在深入开展。自 2001年以来，建设部先后分3批下达钢结构科研项目46项，围绕发展钢结构住宅的关键技术问题展开攻关。如天津市承担的现代中高层钢结开题报告构住宅体系研究和钢-混凝土组合结构住宅建筑体系研究两项课题，在结构体系优选、抗震技术研究、节点连接试验、楼盖技术研究、外维护结构选用等方面取得了一系列成果，并围绕这两种体系建设了20万平方米的钢结构住宅试点工程。山东莱钢集团也一直致力于“H”型钢钢结构建筑体系课题研究。还有清华大学、湖南大学、同济大学、马钢、宝钢以及上海、济南、北京等地的设计院所也积极参与钢结构住宅的研究实践。在取得一系列科研成果的基础上，我国与钢结构住宅相关的技术标准的制定工作得到了政府部门的高度重视。据统计，我国现行和正在积极制定中的用于建筑钢结构的各类技术标准共有90本，这些技术标准发布后，将为钢结构住宅在我国的普及敞开大门。近年来，各地已建成一大批钢结构住宅。从结构体系方面划分，大致有钢框架混凝土核心筒(剪力墙)体系、钢混凝土组合结构体系、框架体系、框架支撑体系和轻钢龙骨(冷弯薄壁型钢)体系。如北京金宸公寓 (12层)、亦庄开发区青年公寓(6层)、上海陆海城(23层25层)、中福城(18层)、天津丽苑小区(12层)、马钢光明新村(18层)、济南东方丽景(26层)、库尔勒钢结构住宅(9层)，以及众多低层独户式和联排式住宅等。但不管是低层低密度的小住宅还是多高层住宅，采用钢结构的比例都还很少。据统计，我国目前住宅年竣工面积为12亿平方米14亿平方米，其中钢结构住宅的所占比例不足1%，而发达国家一般都在40%以上，两者相去甚远，但同时表明我国钢结构住宅的发展前景广阔。 国外住宅工业化产品的类型有木结构、混凝土结构、钢结构等多种类型。大量的传统木结构住宅在抗震、防火、耐久性方面都存在缺陷，混凝土结构住宅工业化程度不高。钢结构具有装配简单，抗震性能好，对大自然破坏程度小等优点。近年来钢构件形式的多样化，相关技术的进步为钢结构工业化住宅发展奠定了原料供应的基础和技术基础。 从世界范围看，日本国土处于太平洋地区地震带中，特别重视居住者的生命和财产安全，追求住宅良好的抗震性。到20世纪90年代末，日本预制装配住宅中木结构占18%，混凝土结构占11%，钢结构占71%。钢结构工业化住宅生产厂家规模比较大的有七八家。美国是最早采用钢框架结构建造住宅的国家和地区之一，鉴于经济性、安全性能（抗震、防火）以及耐久性能的综合考虑，越来越多的房屋开发商转而经营钢结构住宅，钢结构住宅的价值得到普遍认可。1965年钢结构在美国仅占建筑市场15，1990年上升到53，而 1993年上升到68，到2000年已经上升到75。 另外，澳大利亚，法国，意大利，芬兰等国都有本国成熟的钢结构住宅体系，钢结构住宅占相当大的市场份额。当前，发达国家已从工业化的专用体系走向大规模的通用体系，即开题报告发展以标准化、系列化、通用化建筑构配件、建筑部品为中心，以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的住宅产业现代化模式，其依托就是钢结构。从总体上说，发达国家低层独立式住宅已成为居住建筑的主流，产业化程度高的也多为低层住宅，但也有很多较成熟的多高层钢结构住宅的实例。其中，美国湖滨大道公寓（ Lake Shore Drive Apartment）是建筑巨匠路德维希密斯凡德罗(Ludwig Mies van der Rohe )的作品，于1951年在芝加哥落成。钢结构的梁柱直接暴露在外墙上，使之具有强烈的现代感。日本芦屋浜高层钢结构住宅，由新日本制铁、竹中公务店、松下电工、松下兴产、高沙热学工业联合提出，并获得芦屋浜高层住宅规划方案投标第一名。该方案将结构构件与各住户的建筑构成分离开，主体结构是由箱形钢柱、“H”型钢柱、钢梁和钢支撑组成的纯钢框架。二、设计方案及技术路线1.结构设计部分 在建筑设计的基础上，收集相关结构设计资料，根据建筑施工平面图进行结构平面布置、楼板配筋设计，根据结构布置图，选择一榀框架进行内力计算，内力计算包括横向水平作用（风荷载、地震荷载）、竖向水平作用（恒荷载、活荷载），将内力计算结果进行内力作用效应组合，并根据组合结果进行，框架梁、柱截面设计、基础设计以及节点设计，并根据结构设计结果绘制满足施工要求的结构平面布置图、楼板配筋图、框架梁、柱设计图、基础平面布置图及柱脚节点详图、结构连接节点详图。2. 施工设计部分按设计项目与承包意向编制一份完整的投标书，内容包括两部分：工程投标报价部分（商务标）和施工组织设计部分（技术标）。 工程投标报价部分（商务标）：根据本工程建筑与结构全套施工图纸、吉林省建设工程相应定额（建筑、装饰消耗量定额与基价表，材料预算、工程费用、施工机械台班费用定额） (2000)，编制工程投标报价总说明主要包括：对招标对招标文件条款的确认，中标优惠条件，本公司承包条件、优势等 、编制开标一览表：主要包括报价、质量水平、工期、分包情况、编制土建工程取费表。 施工组织设计部分（技术标）：根据施工现场条件及经批准的施工组织设计进行编制。编制施工方案（测量放线、土方工程、基础工程、主体工程、砌筑工程、屋面工程、装饰工程、施工技术组织措施：保证质量措施，保证安全措施，冬雨季施工措施）、施工进度计划、施工平面布置图、质量保证措施、安全保证措施、文明施工措施、降低成本措施、工期保证措施。三、可能存在的问题及解决措施 1、在结构设计方面和施工部分的知识基础不如混凝土结构扎实，由于钢结构课程设计开题报告比较少并且较简单，对于钢结构设计要求及规范不能透彻理解掌握。 解决措施：去图书馆借阅相关设计例题、查阅最新设计规范，多问多看； 2、工程量清单的编制及措施费项目的计算 解决措施：询问教师 3、施工进度计划的编制,由于接触的钢结构设计较少，对于钢结构的施工方式不是很请清楚，从而可能产生关于施工进度安排的一些问题。 解决措施：询问教师四、设计成果1. 结构设计成果结构计算书一本，图纸包括：结构设计总说明、标准层结构平面布置图、标准层组合楼板配筋图、基础平面布置及配筋详图、节点详图。 2.施工设计成果投标报价书和施工组织设计书（包括施工进度计划表和施工现场平面布置图）。五、进度计划两部分设计时间分别为：结构设计6周，施工设计6周，成果整理1周，答辩1周，共14周。其中结构、施工设计进度如下： 结构设计进度周 别设计内容需要天数备注第一周收集资料1进行结构布置2楼板配筋计算及施工图绘制4第二周一榀框架内力计算（恒、活荷载作用下的内力计算）5一榀框架内力计算（风荷载作用下的内力计算）2第三周一榀框架内力计算（水平地震力作用下内力计算）3内力组合及梁柱截面设计4第四周梁、柱截面设计节点设计7第五周梁、柱截面施工图绘制7第六周基础设计及施工图绘制7开题报告施工设计进度周 别设计内容备注第七周工程量清单量计算一榀钢框架构件、一层楼板钢筋抽料计算，据一榀、一层推算钢和钢筋总量第八周工程量清单报价分部分项工程量清单及综合单价报价；措施项项目清单及报价第九周投标报价计算编制施工进度计划 1/2周：全部投标报价完： 1/2周：编制施工进度计划第十周编制施工进度计划编制施工方案 1/2周：编制施工进度计划（一周）1/2周：编制施工方案第十一周编制施工方案设计施工平面图1/2周：编制施工方案 1/2周：设计施工平面图第十二周设计施工平面图整理、装订准备答辩 1/2周：设计施工平面图 1/2周：整理、装订准备答辩六、参考资料（一）结构设计部分1中华人民共和国国家标准. 建筑结构荷载规范（GB 500092012）. 北京：中国建筑工业出版社，20122中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB500112010）.北京：中国建筑工业出版社,20103钢结构设计手册编辑委员会.钢结构设计手册.北京：中国建筑工业出版社,2010.4国家建筑标准设计图集. 建筑物抗震构造详图（03G3291）. 中国建筑标准