开题报告-明通汽车公司办公楼结构、施工设计.doc

开题报告CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 开题报告设计题目： 明通汽车公司办公楼结构、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 班级名称： 土木1043 学 号： 指导教师： 教师职称: 学 历： 本 科 2014年 3月 21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土木工程学 生 姓 名班 级土木1043设计（论文）题目明通汽车公司办公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 日一、选题依据1.设计目的及意义本设计为一个办公楼的结构及施工设计，其目的通过实践练习来更加深刻全面的了解本专业，将来更好的走向工作岗位。意义体现在以下几个方面：一、有利于专业基础知识的深层次，全面交叉的理解。四年所学科目众多。由此设计，重温书本，必有一番新感悟；二、有利于逻辑思维的锻炼。过往的学习，在众多科目共同学习的情况下，我们的思维时常会出现混乱状态，对于专业中很多相似的知识点易混淆，而毕业设计是一个直接有效地训练学生的创新思维，培养分析问题、解决问题能力的途径；三、 有利于专业态度的培养。 建筑关系到生命的安危，参与其中的设计者和建设者责任重大，不允许有丝毫大意，设计中严谨的态度和专业素质的培养是今后做出优质工程的必要条件之一。2.设计拟解决的工程实际问题 结构设计解决将建筑物的结构承重体系建立布置起来，完成基础、梁、板、柱的截面和配筋设计及施工图绘制，以满足房屋的承载力，安全，稳定，和使用。 施工设计解决招标工程工程量清单文件，解决工程量清单投标文件报价书，解决基础和主体分部分项工程施工方案、施工进度计划、施工平面布置图。3.设计拟应用的现场资料综述该建筑的平面位置可参考图1：图1 平面位置图（1）气象资料： 标准冻土深度：1.7 m基本风压值：0.65kN/基本雪压值：0.45kN/抗震设防烈度为：7度，设计基本地震加速度为0.10g （2）地形、地质条件1）地形条件：场地地势平坦，邻近城市干道，城市上、下水及电煤气管网在附近通过。2）工程地质资料：地质勘察报告场地工程地质条件概述建筑场地位于市区内，场地地势平坦，由钻探资料探明场区地层由上而下分为： 杂填土：含有大量砖石碎块和人工垃圾，厚约1.3米；粘土：棕黄色，稍湿，呈可塑状态，厚约3.8米； 淤泥质土：黑灰色，含有大量腐植质，呈流塑状态，厚约5.0米； 粉质粘土：呈可塑状态，厚约4.1米。粘土：呈硬塑状态，未穿透。各类土的主要物理力学性质指标见表。土的物理力学性质指标层次土层名称土层厚度(m)土的天然密度(t/m3)土的天然含水量(%)孔隙比e塑性指数IP液性指数IL土的内摩角(度)土的粘聚力C(kPa)压缩模量ES(MPa)承载力特征值fak(KPa)1杂填土1.31.682粉质粘土3.81.87240.72140.625129.01603淤泥质土5.01.75401.5191.2105.03.0954粉质粘土4.11.90280.72190.52726.512.52655粘土未穿透1.96260.7200.2284514.6290地下水情况本场区地下水属潜水，水位高程为-2.4米，略受季节的影响，但变化不大。根据该场区原有测试资料，地下水无腐蚀性。工程地质条件评价 本场地地层条件评价如下：杂填土：物质成分复杂，承载力较低，压缩性不均匀，不能作为基础持力层。粉质粘土：处于可塑状态，有一定的承载力，可支撑四、五层建筑物，当建筑物荷载较大时，作为基础持力层将增加基础造价。淤泥质土：含水量高，孔隙比大，属高压缩性土，不能作为基础持力层。粉质粘土：承载力较高，可作为桩基持力层。粘土：承载力较高，可作为桩基持力层。 建议当建筑物荷载不大时，可采用天然地基上浅基础方案，将基础埋置于粘土中，但在基础设计中，应考虑软弱下卧层的影响；如采用桩基，可将桩基置于粉细纱或中砂中。单桩承载力计算参数表(kPa)土的名称混凝土预制桩泥浆护壁钻孔桩干作业钻孔桩侧阻qsik端阻qpk侧阻qsik端阻qpk侧阻qsik端阻qpk粉质粘土584554淤泥质土251826粉质粘土762800701000681500粘土965000881300902300（4）附图1）场地钻孔平面布置图2）工程地质剖面图3)设计依据：该建筑物依据相关设计条件、当地的自然条件、地质勘察报告、国家有关规范、规定及标准图集等相关资料进行设计。4.设计拟应用的文献综述 建筑是人类最早的生产活动之一，是在一定的历史条件下，随着社会生产力发展而形成发展的。由于经济的发展、土地的减少，现代建筑趋向于多高层建筑，而砌体结构存在自重大、砌筑工作相当繁重、抗拉抗弯性能低、粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产等缺点，现代建筑多采用框架结构、框剪结构、框筒结构等结构体系。而框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。框架结构有钢筋混凝土框架和钢框架。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，应用很多。一般框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。文献1认为，在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置比较的灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。文献1中认为：良好的结构设计的重要前提，应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式，良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。 框架结构的优缺点框架结构体系是由横梁与柱子连接而成.梁柱连接处(称为节点)一般为刚性连接,有时为便于施工和其他构造要求,也可以将部分节点做成铰接或者半铰接.柱支座一般为固定支座,必要时也可以设计成铰支座.框架结构可以分为现浇整体式,装配式,现浇装配式. 文献2中提到:框架结构的布置灵活,容易满足建筑功能和生工艺的多种要求.同时,经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性能.但是,框架结构承受水平力(如风荷载和水平地震作用)的能力较小.当层数较多或水平力较大时,水平位移较大,在强烈地震作用下往往由于变形过大而引起非结构构件(如填充墙)的破坏.因此,为了满足承载力和侧向刚度的要求,柱子的截面往往较大,既耗费建筑材料,又减少使用面积.这就使框架结构的建筑高度受到一定的限制.目前,框架结构一般用于多层建筑和不考虑抗震设防,层数较少的的高层建筑(比如,层数为10层或高度为30米以下)。多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，文献6中将框架结构按照承重方式的不同分为以下三类： (1)横向框架承重方案,以框架横梁作为楼盖的主梁,楼面荷载主要由横向框架承担.由于横向框架数往往较少,主梁沿横向布置有利于增强房屋的横向刚度.同时,主梁沿横向布置还有利于建筑物的通风和采光.但由于主梁截面尺寸较大,当房屋需要大空间时,净空较小,且不利于布置纵向管道.(2)纵向框架承重方案 以框架纵梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由框架纵梁承担.由于横梁截面尺寸较小,有利于设备管线的穿行,可获得较高的室内净空.但房屋横向刚度较差,同时进深尺度受到预制板长度的限制。(3)纵横向框架混合承重方案 纵横向框架混合承重方案是沿纵横两个方向 上均布置有框架梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由纵,横向框架梁共同承担.它具有较好的整体工作性能。框架梁配筋的人工调整，其目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”问题。文献5中提到当裂缝宽度超限时，首先应考虑将大直径的钢筋改用小直径的钢筋验算，如裂缝宽度仍然超限，就应增大梁的配筋和混凝土的强度等级，或加大梁的截面尺寸，调整至满足规范的要求。为了保证“强剪弱弯”，可进行以下几项调整：一是适当增大梁端截面；二是适当增大梁端箍筋直径，加密箍筋间距；三是梁端负弯矩钢筋不放大，梁跨中受拉钢筋适当放大1112倍；四是按构造要求对跨度7m的框架梁增加弯起钢筋。 在地震力作用下，框架柱尤其是角柱和大开间、大进深的边柱，一般均处于双向偏心受压状态，而电算程序是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋。因此，文献6中认为框架柱配筋应进行如下调整：一是选择最不利的方向进行框架计算，也可对两个方向均进行计算后取较大值方向的配筋，并采用对称配筋；二是控制柱单边方向钢筋的最少根数。四是选择井字形或菱形的框架柱箍筋形式，以增强箍筋对混凝土的约束；五是由于多层框架电算一般不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题，当多层框架水平尺寸较大以及地基为软弱土层或地基土层不均匀时，可适当再稍放大框架柱的配筋。参考文献1 王光友.浅谈框架结构设计中的几点经验D.安徽：滁州市建筑勘察设计院，2003. 2 蓝宗建,朱万福.混凝土结构与砌体结构设计 东南大学出版社 2007年1月第二版 3 赵国藩.高等钢筋混凝土结构学M.北京：中国电力出版社，1999 7 4 陈仁朝.钢筋混凝土框架结构设计问题初探J.建筑技术与应用，2/2004.41-42 5 常卫东，陈义闯.钢筋混凝土框架柱纵向裂缝的分析和处理J. 山西建筑, 2006年 32卷 8期;118-119. 6 叶劲彤 叶靖.关于钢筋混凝土框架结构设计的几个问题探讨;建筑结构 2002,32(10)5.设计相关技术的国内外现状在国内外框架结构均应用非常广泛，采用框架结构形式，可形成内部大空问，能进行灵活的建筑平面布置，因此，框架结构体系在结构设计中应用甚广，特别是在高度不超过 60 m的高层建筑中，其优势更为明显、突出。并且框架结构的技术比较成熟，建筑的平面立面布置也越来越复杂，特别是西方发达国家，在高层框架结构设计中处于领先地位，在建筑设计中追求创新，越来越多的特殊造型被应用，结构中解决各种难题，使特殊造型得以实现，施工中不断有技术创新。 随着经济的高速发展，我国高层建筑发展迅速，设计思想在不断更新，并向发达国家学习。建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，这使我国高层框架结构设计和施工更高的提高，越来越多的复杂造型涌现出来。在我国大中城市中，各种高层框架结构随处可见，有些地方甚至与环保，新能源结合起来，形成太阳能供电等先进技术。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。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。二、设计方案及技术路线本次设计任务为明通汽车公司办公楼结构施工设计。本建筑总建筑面积：3700m2左右，建筑层数七层，1层层高为4.2m，2至7层层高为3.6m,室内外高差450mm。结构形式：钢筋混凝土框架结构，设计使用年限50年，设计的耐火等级为不低于二级、抗震烈度为7度。功能要求：主要考虑建筑使用功能，结构计算简单，建筑的节能，设计要满足适用、安全、经济、合理等要求。整个设计分为两个部分：结构设计和施工设计。1结构设计部分（1）结构布置柱网布置、梁格布置、柱、梁、板截面尺寸确定。（2）计算内容1)电算内容：a楼板配筋计算；b楼梯配筋计算；c一榀框架内力计算及梁、柱配筋计算；d基础内力及配筋计算；e计算机程序复核。2）结构施工图a结构平面布置图及楼板配筋图；b楼梯结构布置及配筋图；c框架梁、柱配筋图；d基础平面布置及配筋详图。3）结构部分设计要求a施工图中的线条、表示方法、尺寸及各种符号、文字标注均遵照 建筑结构制图标准中有关规定。b布图疏密均匀，比例准确，线形清晰流畅，图面整洁，字体工整规范。2施工设计部分编制完成一份招标工程量清单；施工投标书。（1）设计内容：编制招标工程工程量清单文件：总说明，分部分项工程量清单，措施项目清单，其他项目清单。编制工程量清单投标文件报价书：投标总价，工程项目总价表，分项工程费汇总表，建筑、装饰工程工程量清单报价表，单位工程费汇总表，分部分项工程量清单计价表，措施项目清单计价表，其他项目清单计价表，零星工作项目计价表，主要材料价格表。施工组织设计（侧重基础和主体分部分项工程施工方案、施工进度计划、施工平面布置图）。（2）设计依据本工程建筑与结构全套施工图纸；吉林省建筑工程消耗量定额(2014)；建设工程工程量清单计价规范，吉林省装饰装修工程消耗量定额基价表(2014)；现场条件如下：推土机运距50米以内。余土外运采用汽车，运距10公里。预制桩、预制窗台板在构件厂制作，汽车运输，运距5或10公里。其他预制构件（地沟盖板、过梁）现场制作。预制构件不考虑蒸汽养护。木门窗在加工厂制作，汽车运输，运距10公里，木门采用自然干燥。施工企业级别自定。混凝土现场搅拌，现场泵送、商品混凝土自定。（3）施工组织1）工程概况内容：工程概况、地点特征、施工条件、施工特点分析及本工程的主要实物量。2）施工方案测量放线：测量工作的总要求，工程轴线的控制；垂直度控制。 土方工程：土方开挖、运输及回填。基础工程：确定施工顺序，施工机械、机具的选择，施工方法、质量要求及相应质量控制措施。地下结构工程：钢筋、模板、混凝土、防水的施工顺序、施工机械机具、施工方法、质量要求及相应质量控制措施。主体工程：确定施工顺序，施工机械、机具的选择，主要构件模板、脚手架选型与设计，钢筋、模板、混凝土、钢结构的施工方法、质量要求及相应质量控制措施。砌筑工程：砖墙、砌块墙、组合墙的组砌方法及质量要求，质量控制措施。屋面工程：确定施工顺序，屋面各个构造层次的施工方法、质量要求、相应质量控制措施及材料运输方式等。装饰工程：确定施工顺序及流水施工安排，主要装饰工程施工工艺、施工方法、质量要求、相应质量控制措施。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。3）编制单位工程施工进度计划编制单位工程施工进度计划的初始方案；施工进度计划的初始方案的检查和调整（适当绘制劳动力动态曲线）绘制施工进度计划表4）单位工程施工平面布置图（）起重运输机械的布置：塔式起重机、混凝土泵和泵车、施工电梯等的布置。搅拌站、加工棚、仓库及材料构件堆场的布置：计算搅拌站、加工棚、仓库及材料构件堆的面积；合理确定搅拌站、加工棚、仓库及材料构件堆场的位置。运输道路的布置：选择路面的结构和宽度，合理布置施工道路。临时设施的布置：计算确定各种临时设施的面积；合理确定其位置。临时供水供电线路的布置：合理确定。绘制施工平面布置图三、可能存在的问题及解决措施1.结构设计中可能存在的问题： （1）楼板结构布置的合理性 （2）框架内力计算的正确性 （3）框架内力组合的方式及最不利内力选择 （4）框架内力调整过程 （5）基础设计过程中基础埋置深度的确定，持力层的确定，以及桩基础的计算2.解决措施：查阅相关资料及规范，解决实际问题，还可请教指导教师帮助解决。四、设计成果1、完成计算书一本（包括结构、施工设计两部分）2、图纸：结构施工图9张3、毕业设计开题综述一份4、内业实习报告一份5、完成3000字外文翻译材料一份6、毕业设计手册一本五、进度计划结构设计部分结构设计部分进度安排如下表：周别设计内容需要天数备注第一周收集资料，熟悉图纸1结构布置，确定截面尺寸，计算荷载1楼板计算2楼板配筋草图1第二周框架简图，框架刚度计算恒荷载作用下内力计算活荷载作用下内力计算4风荷载作用下计算1第三周地震作用下内力计算2梁柱截面设计、节点设计2梁柱施工图绘制1第四周梁柱施工图绘制2楼梯计算及施工图绘制3第五周基础计算3基础施工图绘制2第六周资料整理施工设计部分施工设计部分进度安排如下表：周别设计内容备注第一周工程量清单编制分部分项工程量清单；措施项目清单第二周工程量清单编制钢筋抽料计算第三周投标报价计算综合单价计算第四周投标报价计算总价计算；施工方案构思第五周施工方案编制方案设计第六