开题报告-钢筋混凝土框架结构李氏办公楼设计

第 11 页 共 12 页科学技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目： l李氏办公楼 学 科 部： 理工学科部 专 业： 土木工程 班 级： 土木103班 学 号： 7011510189 姓 名： 李志东 指导教师： 黄海燕 填表日期： 2013 年 12 月 29 日一、 选题的依据及意义：随着人民的水平的提高，越来越注重房子的安全性能，美观个性，这时框架结构要成为各建筑结构主场的首选了。我的设计课程是李氏办公楼，我所选结构的结构选型为钢筋混凝土框架结构，其中主要包括建筑设计和结构设计。遵循由建筑到结构，再到基础的设计过程，我要在设计过程中运用大学期间学到的各项知识，并利用天正、PKPM等相关软件进行机算，并手算其中部分框架，并用计算机进行验算。这一次毕业设计是大学四年最后的实践性演练，对我们的综合素质和毕业后实际工作能力、适应社会能力的提高有着不可忽视的作用。它是大学阶段一个尤为重要的环节，是对我们大学期间所学知识的一次综合性和系统性的运用，要求我们做到知识的系统化、实际化，做到理论联系实际。通过毕业设计，要求我们了解并且掌握建筑设计的全过程，培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力，并锻炼我们调查研究，收集资料查阅资料及阅读中、外文文献的能力，使学生具有调查研究、收集资料的能力，一定的方案比较、论证的能力，一定的理论分析与设计运算能力，并注意进一步培养应用计算机的能力，工程制图及编写说明书的能力，使我们能受到类似与工程师的基本训练二、 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：在我国现在的多高层建筑中，钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。因为其具有足够的强度，良好的延性和较强的整体性，目前广泛用于地震设防地区。钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高的承载力和较好的受力性能以外，与其他结构相比还具有下列优点： （1）就地取材。钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，水泥和钢筋所占比例较小，砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供。 （2）节约钢材。钢筋混凝土结构的承载力较高，大多数情况下可用来代替钢结构，因而节约钢材。 （3）耐久、耐火。钢筋埋放在混凝土中，经混凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时，钢筋混凝土结构不会像木结构那样被燃烧，也不会像钢结构那样很快达到软化温度而破坏。 （4）可模性好。钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任意形状。 （5）现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好，刚度大。框架结构是由梁柱杆系构成，能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时，为协调变形和合理分配内力，框架结构不宜设计成单跨结构。竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力，因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。在多高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。多高层建筑中常用的结构体系有框架，剪力墙，框架-剪力墙，筒体以及他们的组合高层建筑随着层数和高度的增加水平作用对高层建筑结构安全的控制更加显著，包括地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系又密切相关。不同的结构体系适用于不同的层数、高度和功能。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系，这种结构体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。本建筑采用的是框架结构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化定性化；可以预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，本建筑采用的是现浇结构。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。因此，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。统一柱面可使宿舍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。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。三、 本课题研究内容本课题为李氏办公楼的设计，5层，建筑面积约3500m2，根据地质情况及各种荷载情况设计建筑物的基础，根据荷载和建筑布局设计建筑物主体各层结构，设计梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根据气象条件设计建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保温与隔热，使其达到“安全、经济、适用、美观”的要求。本设计要求独立完成以下工作：收集必要的设计原始资料，做好设计前的调查研究工作，参考同类型设计的文字及图纸资料。完成外文资料翻译，学习有关的国家法规及规范。,建筑设计-总平面布置图，建筑平、立、剖面图，部分大样详图。结构设计-结构荷载计算，计算模型选择，内力分析计算，截面配筋计算，计算机辅助设计以及绘制部分结构施工图、楼梯等结构详图并完成结构计算书。要求图纸用手绘制部分达到要求比例数量，其它部分图纸用计算机CAD绘制。该题目要求完成的工作量充足，能锻炼综合应用所学专业课程的能力。，最后按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果，做好毕业答辩准备工作。设计全过程将充分考虑安全、经济、适用三要素，建筑设计注意与周围环境的协调，功能区组合合理。考虑建筑自身特点，着力体现出现代化科技办公楼既严肃、稳重又美观大方的形象特点。结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。具体设计内容、施工工艺等将按照规范在施工说明及各式设计图中详细体现。本次所有图形以及稿件均采用电子稿形式。四、 本课题研究方案本设计分为建筑设计，结构设计。 建筑设计主要是进行方案设计，使建筑设计达到房屋设置合理，使用方便，交通安全。结构设计首先是根据建筑技术、使用条件、场地条件和抗震设计等要求，合理进行结构选型、结构布置和基础形式等，绘制结构布置图；然后进行结构计算，采用框架结构近似计算法，求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法；求水平荷载作用下的内力时，有D值法等。求水平地震作用的时候采用底部剪力法；然后进行结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计，再交指导老师审查，审查通过后，利用AutoCAD 、和手工完成绘图，利用Excel、word等完成设计说明书及其他内容的编写五、 研究目标、主要特色及工作进度：研究目标：钢筋混凝土框架结构的建筑设计和结构设计。主要特色：钢筋混凝土框架结构是现代建筑结构的主要方式。本工程根据设计任务书设计一办公楼, 使其达到“安全、经济、适用、美观”的要求。工作进度序号各阶段工作内容起讫日期备 注1熟悉图纸及设计任务11.2111.230.5周2熟悉相关规范,查阅收集资料11.2411.280.5周3建筑方案设计11.2912.51周4建筑详细设计12.612.192周5制作开题报告，专业外文资料翻译12.2012.291周6结构构件选用，计算模型建立12.291.112周7框架荷载计算2.193.42周8绘图,整理计算书3.54.54.5周9其它4.64.80.5周10完善图纸，按要求装订4.94.161周11制作答辩PPT4.174.241周六、参考文献：主要参考文献：结构工程师实务手册，李守臣、上官子昌主编。北京：机械工业出版社，2006.1建筑结构抗震设计，李国强等编著。北京：中国建筑工业出版社，2002混凝土结构，第二版，赵培明主编。武汉工业大学出版社，2003其它参考文献：专业教材：土力学与基础工程，第二版，赵明华主编。武汉工业大学出版社，2000.7房屋建筑学，第三版，同济大学等主编，中国建筑工业出版社，1997建筑类专业外语，第三册，王翰邦、刘文瑛主编，北京：中国建筑工业出版社，1997建筑工程制图，第三版，同济大学陈文斌、章金良主编，上海：同济大学出版社，1996结构力学，第四版，湖南大学结构力学教研室编，北京：高等教育出版社，1998土木工程专业英语，段兵廷主编，武汉：武汉工业大学出版社，2001高等学校建筑工程专业毕业设计指导，董军主编，北京：中国水利水电出版社，2003土木工程专业毕业设计指南，梁兴文、史庆轩主编，北京：科学出版社，2002专业规范：建筑结构荷载规范GB50009-2001,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002混凝土结构设计规范GB50010-2002,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002建筑抗震设计规范GB50011-2001 ,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002砌体结构设计规范GB50003-2001,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002建筑地基基础设计规范GB50007-2002,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002李白写的“举头望明月，低头思故乡”,看月亮，必须得抬头看，不然你看见的月只是水中月，而思故乡，必须得低头，看着脚下的土地，土地连结深情，传递的思念感应才会自然。可见，李白对抬头和低头，有看似经典的认识，只是李白的脖颈不听使唤，该低头时却抬头，该抬头时却低头，搞得李白一辈子光碰头，有时被摔的鼻青脸肿的，但这时的李白爱喝酒，喝了酒就疯疯癫癫的，于是，李白就借着痛感籍着癫意把一肚子的酒吐出来，成就了“君不见黄河之水天上来”的诗句。元 萨都剌 北人冢上诗：“低头下拜襟尽血，行路人情为惨切。”可见，古人从心里是不喜欢低头的，喜欢的是抬头。记得我以前在学校操场里喜欢低头，体育老师说我是一个没有自信的学生，还说我是一个没有阳光心态的人。记得体育老师说过这样的一句话：“瓜子之所以长的粒粒饱满，那是因为向日葵始终抬头向着太阳。”记得我第一次去应聘工作，应聘的工作人员看我低着头，直接就叫我回去了。那我就抬起头吧，进家门的时候，由于我抬起头，我的头一下子就被碰出了血来，搞得我在家里好几天就不想出门的。我走下坡的时候，依然是抬起头，这样显得自己有自信，冷不防，我一连向下栽了好几个跟斗，摔的我头破血流的。我的头招谁惹谁了？干嘛都跟我的头过不去呢？我究竟是该抬头做人还是该低头做人呢？有人说走下坡路就必须低头，言下之意就是人走背时运的时候要低着头，就像罪犯低着头接受审判一样。那当年毛泽东同志遭到王明等人的排挤时干嘛就不低头呢？那当年红军第五次反围剿失败后被迫长征干嘛就不低头举起手来呢？那赵一曼和江姐被敌人抓去明知只有无尽的酷刑干嘛就不低头屈服呢？那当年的灾荒岁月里全中国人民饿的吃粗糠啃树皮干嘛就不低头消沉下去呢？那有人第九次高考依然名落孙山干嘛就不低头认命了呢？有人写文章写了一百篇写了一千零一夜依然是没有读者依然是没有一个读者看好时干嘛就不低头呢？李嘉诚当初做生意是做一次亏一次时干嘛就不低头呢？你、我、他经过了这么多的困苦折磨干嘛还要坚强的活下去呢？我们的人类和整个社会经常就处在风雨飘摇里干嘛还要坚定不移向前进呢？人的一生，几乎有过半的时候是在走下坡路，低着头走下坡路确实是不摔跟斗，但低着头只能看见脚下的一方寸路，却看不见天上的太阳和高空的明月，特别是最容易忽视身边的风景。有人说走上坡路低着头最好，言下之意就是人走好运的时候要低调要谦虚谨慎。确实低着头走上坡路由于身体前倾走起路来更有劲而且更能看清脚下的路，但太阳会照在低头者的脸上吗？天上的神仙们真的就喜欢这些整天低着头的人吗？你看，孙悟空低着头只能做弼马温，但孙悟空抬起头来就成了齐天大圣；你看，刘邦把头低着，低了48年，只能是个混混，但刘邦把头一抬起来，三五年之后就开创了汉朝；你看，朱元璋低着头只能做乞丐，因为抬起头来是讨不到饭的，但朱元璋后来把头索性抬起来，结果就建立了明朝；当年美国有核武器，而中国没有，但毛泽东领导的中国人民就是不低头，中国人民就是要把头抬起来，抬起头的中国人民没有多久也有了属于自己的核武器关于低头和抬头，各有各的哲学。爱低头的人，看似是低调的人和谦虚谨慎的人，实则是只看着自己眼前的人，窃喜着眼前的平安和太阳慷慨的一点光辉。爱抬头的人，看似昂扬向上心里充满了自信，实则是脸上洋溢着阳光脑后却是布满了阴暗，即是摔了跟斗手里依然抓着一抹明媚。有人说该低头时就低头，该抬头时就抬头，那敢问，什么时候什么情况下才该低头或才该抬头呢？倘若天上真的掉下了冰炮，你抬头被砸着，你低头还是会被砸着，只不过抬头是冰炮砸在了脸上，低头是冰炮砸在了头顶而已。只有做缩头乌龟，冰炮才只能砸在护身的壳壳上。有人信仰低头，这也不错，低头自有低头的妙处。自然，你的人生就是低头人生，所谓中庸哲学，大概就是这个道理。有人信仰抬头，这也很好，抬头自有抬头的灿烂。自然，你的人生就是抬头人生，所谓“生当作人杰，死也为鬼雄”大概是这个意思。有人信仰一会儿低头一会儿抬头，这也是一个妙。一会儿低头一会儿抬头，脖颈得到了锻炼，因之肌肉和心理机能就更加的发达，展现给别人的是一会儿方型的一会儿圆型的，所谓圆滑，大概就是如此。没有谁对谁错，也不存在谁高尚和谁卑微的问题，各有各的哲学，这就是多样的人和人的多样性。其实，不是人世太复杂，而是你只顾着自己的低头或抬头而不懂别人为什么会低头和抬头？人的脑袋瓜不过三斤半，由于低头和抬头的缘故，造成有的人头成了“巨头”,而有的人头却成了“狗头”,还要来一点狗血喷头唉，看来抬头与低头之间的学问确实太高深了，像我这样的孺子是搞不明白的，只能是舔一舔皮毛而已写作时，只与写作为伴，就能听到内心的声音，飘忽的灵感也能捕捉，笔下就有了属于自己的文字和思想。就我为例，大学期间，常一个人钻在图书馆，早进晚出，