土木工程毕业设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告题目：九江市修水县住宅楼设计专 业 名 称：土木工程班 级 学 号：*学 生 姓 名：*指 导 教 师：*填 表 日 期 2012 年 05 月 20 日一、选题的依据及意义 对于修水县而言，除了区位、交通、资源、生态、环境等优势之外，更值得一提的便是“机遇优势”，历经20年风雨，修水县在最近几年已经进入了加速发展的新时期。在2009年的修水县正式推出了“十大战役”的部署，这将在未来使修水县的建筑产业结构更加合理，各种产业链更趋完善，整个修水县的城市载体功能和辐射功能得到进一步提升，宜居城的建设也将得到完美体现。在十大战役的同时，同样有两件事值得关注。一个是支持整个修水县发展的基础设施、道路交通等配套设施建设，其构成了修水县发展的最重要的基础支撑。另一个则是整个修水县城市功能的提升，这其中，就包括我们的住宅楼的建设。九部委新政规定，年月日起，凡新审批、新开工的商品住房建设，套型建筑面积平方米以下住房（含经济适用住房）面积所占比重，必须达到开发建设总面积的以上1。这样的规定不仅给房地产市场的各方面都带来影响，同时也让很多开发商在房型设计上要更加费心思。由于多层住宅在得房率方面较高层住宅有明显优势，因此平米做成合适的房型要相对容易实现。因此不管是从多层住宅的稀缺性还是从其市场价码来说，多层住宅都具有很大的潜力。充分发挥多层住宅独具的优势，使其较之其他建筑形态更能体现出生活的舒适，才能将城市的居住意义提升到崭新的境界。建筑物的目的是给人类的活动提供一个遮风挡雨的地方。从穴居时代到现在，人类的第一需要最基本的就是有一个可以遮风避雨之所。在一个比较一般的感觉中，建筑物的艺术包含人类试图控制环境和直接自然力以满足需要所取得的所有成就。除建筑物外，这种艺术还包括大坝，运河，隧道，沟渠和桥2。二十一世纪，在这个世纪中国将是一个经济、科技都在高速的发展的世纪，在这个世纪初，建筑材料也得到了长足的发展。同时中国土地价格日日攀高与人们的观念与生活的方式也将不断更新与变化,对住宅总体质量的要求也将不断提高，多层已然成为现代开发商与消费者选择的主流。这是多层的特点所决定的，多层可以缩短公用设施和市政管网的开发周期，从而减少市政投资，加快城市建设。在这样的历史条件下，我们对于多层的学习与深入的了解，从而对多层乃至高层都有一个较为系统的认知，培养我们综合应用所学基础课、专业基础课及专业课知识的相应技能，解决土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力，对我们以后走向工作岗位是一个极宝贵的经验。二、 国内外研究概况及发展趋势2.1.前言随着社会的发展，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。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。下面介绍下框架结构的基本信息及一些常见的问题3。2.2.文献综述钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。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形成空间结构体系。高层建筑采用框架结构体系时，框架梁应纵横向布置，形成双向抗侧力构件，使之具有较强的空间整体性，以承受任意方向的侧向力。框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，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4。其缺点就是整体侧向刚度较小，在强烈地震作用下侧向变形较大，容易使填充墙产生裂缝，并引起建筑装修、玻璃幕墙等非结构构件的破坏。不仅地震中危及人身安全和财产损失，而且震后的修复工作和费用也很大5。同时当建筑层数较多或荷载较大时，要求框架柱截面尺寸较大，既减少了建筑使用面积，又会给室内办公用品或家具的布置带来不便，因此这种结构一般用于非地震区或层数较少的低烈度高层建筑。另外框架结构的承载力较低，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构件，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。 2.3.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。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)。2.4.框架结构的布置多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，框架结构按照承重方式的不同分为以下三类6： (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。2.5.双向板的截面设计构造及配筋 对于周边与梁整浇的双向板，由于在两个方向受到支撑构件的变形约束，整块板内存在穹顶作用，使板内的弯矩大大减小。文献7中提到为了利用这一有利的因素，规范允许对四边与梁整结板，起弯矩的设计值根据一定的条件进行折减。双向板的厚度不宜小于80mm。由于挠度不另作验算，双向板的板厚与短跨跨长的比值应满足：简支板，连续板。双向板按照弹性理论方法设计时，所求得的跨中正弯矩钢筋数量是指板的中央处的数量，靠近板的两边，其数量可以逐渐减小。考虑到施工方面，将板的两个边方向上各分为3个板带。两个方向的边缘板带宽度军为均为短边长度的1/4，其余则为中间板带。在中间板带上，按跨中最大正弯矩求得的单位板宽内的钢筋数量均匀布置；而在边缘板带上，按中间板带单位板宽内的钢筋数量一半均匀布置。2.6.框架计算简图问题无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋，独立基础埋置较深，在005m左右设有基础拉梁时，应将基础拉梁按层l输入。以某学生宿舍楼为例，该项目为3层钢筋混凝土框架结构，丙类建筑，建筑场地为II类；层高33m，基础埋深40m 基础高度08m，室内外高差045m。根据抗震规范第6.1.2条，在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。设计者按3层框架房屋计算，首层层高取335m，即假定框架房屋嵌固在005m 处的基础拉梁顶面；基础拉梁的断面和配筋按构造设计；基础按中心受压计算。显然，选取这样的计算简图是不妥当的。因为，第一，按构造设计的拉梁无法平衡柱脚弯矩：第二，混凝土结构设计规范(GB500102002)第7.3.11条规定，框架结构底柱的高度应取基础顶面至首层楼盖顶面的高度。工程设计经验表明，这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算，即将基础拉梁层按层l输入，拉梁上如作用有荷载，应将荷载一并输入。这样， 计算剪力的首层层高为Hl=48-005=315m，层2层高为335m，层3、4层高为33m。根据抗震规范第6.2.3条，框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数125。当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，在电算程序总信息输入中，可填写地下室层数为l，并复算一次，按两次计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。2.7.钢筋混凝土现今发展状况及发展趋势 目前国内外多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架结构。近年来，由于人们对大空间、大跨度的要求，国内外正在推广使用预应力混凝土结构。预应力构件的使用，大大减少混凝土的用量。另外，由于地域的不同，或是特殊功能的要求，新的防冻、防火等具有特殊性能的混凝土正在不断的被研制开发出来，相信未来混凝土的用途会越来越广泛。2.8.结束语以上是我在看到的很多有关文章中都有提到的框架结构的基本信息以及在设计过程中的基本问题，在我以后的设计工作当中也可能会碰到这类问题，或许还会碰到更多的问题，对可能碰到的问题，应该提前采取措施予以解决，并对所有计算结果认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。三、设计内容及实验方案：本住宅楼在设计时要注意满足其使用功能要求和建筑结构要求。此次设计可分为两部分：建筑设计和结构设计。另外这栋住宅楼是处于地震地区，所以要格外考虑抗震要求。3.1.建筑设计：3.1.1. 平面设计说明建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。各种类型的民用建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。3.1.2. 剖面设计说明建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才能具体确定下来。3.1.3.立面设计说明立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。3.2.结构设计：3.2.1. 确定结构方案与结构布置，包括结构选型、柱网布置、楼屋盖选型、基础选型。初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级 （钢筋的型号和混凝土的强度等级）。多层建筑的建筑开间、进深、层高尺寸和选用的构件类型应减少规格,墙体一律采用普通砖砌筑；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;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;此次设计应优先选用全现浇整体式框架结构，框架结构一般采用横向承重框架。柱与定位轴线的关系应为:1）横向-柱的定位轴线与横向定位轴线应重合;2）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;3）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;4）边柱截面变化时,上、下层柱取边柱外缘齐平.5）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。3.2.2. 重力荷载计算，包括屋面及楼面永久荷载标准值、屋面及楼面可变荷载准值、梁、柱、墙、门、窗的重力荷载代表值。3.2.3. 框架侧移刚度计算，计算自振周期，水平地震荷载作用下弹性位移验算。 由于场地的地震烈度为8度，设计住宅楼抗震等级为3级，所以要格外考虑结构抗震。3.2.4. 水平荷载作用下的框架内力计算，竖向荷载作用下框架的内力计算，内力组合。3.2.5. 框架梁、柱的截面设计。3.2.6. 板（楼板和屋面板）的配筋设计。对于楼板，按弹性理论，根据l02/l01是否大于2，分为单向板和双向板，并按各自方法进行计算。3.2.7. 楼梯的设计。 此工程中采用梁板式双跑楼梯，由于是6层的多层结构，不考虑设计电梯。3.2.8. 基础设计。四、研究的方法与技术路线：1.根据建筑设计和结构承重及抗震方面的要求、场地地质条件、材料供应及施工技术条件等,合理进行结构及其构件(楼面板、屋面板、过梁等)的选型和结构布置,应尽可能使计算简便,统一构件的编号,确定构件的定位尺寸,正确标注构件的结构标高。2.结构计算时,按照板、次梁、框架、基础的顺序依次计算。选择适当的混凝土强度和钢筋等级，做到既安全又经济。3.进行XKJ及其柱下基础计算时,应有正确的计算简图, 手算时可根据具体情况采用不同得计算方法。进行内力组合,确定截面的配筋,并且满足构造要求。4.完成结构部分后,计算工程量,进行施工组织安排。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