【土木工程】长春工业大学办公楼结构、施工设计-开题报告

开题报告设计题目长春工业大学办公楼结构、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专业班级名称土木0944学号指导教师教师职称讲师学历硕士2013年03月21日开题报告一、选题依据1设计目的及意义依据教学大纲及综合能力培养和训练的要求、结合自身情况和将来就业岗位而拟订。同时为了检验所学课程和深化教学环节，为今后从事建筑工程结构设计、施工与管理以及从事研究工作奠定基础，依此确定了该设计。目前由于钢筋混凝土造价低、来源广泛，应用是必然发展趋势。现浇框架结构整体性好，抗震性能强，钢筋用量省，构件尺寸不受标准构件所限制，对房屋各种使用功能的适应性大。通过毕业设计，综合运用已学的专业知识，对房屋建筑工程中常见的典型的房屋进行一次结构、施工部分的设计。能够综合运用多学科的理论知识与技能，培养了解决工程实际问题的能力；培养我们正确的设计思想和科学研究方法；培养勇于实践、探索与创新精神。作为一名将要毕业的大学生，我面临着从学生到一名土建工作者的转变，这次设计正是将所学的知识进行运用的机会。这次毕业设计的意义在于能够使我们掌握更多的经验知识，做到温故知新，掌握多层房屋结构的受力特点和内力分析计算方法，熟悉有关的构造要求，熟悉相应的结构设计软件的性能及其操作使用方法；提高工程制图技能，掌握图纸表现方法；也能培养和树立正确的设计思想、严谨的科学态度和工作作风；达到初步了解与掌握一个建筑师和一个结构工程师的实际工作内容和设计工作的方法与步骤等。2设计拟解决的工程实际问题本工程为长春工业大学办公楼结构、施工设计，地处吉林省长春市市内，交通便利。建筑面积934776M，建筑层数为8层、一层层高36M其它层层高33M,室内外高差600MM。结构形式为钢筋混凝土框架结构，设计使用年限为50年，防火设计的耐火等级为二级，抗震烈度为7度。结构部分包括结构方案的选择及说明，对所选结构构件经行计算，对地基土类别进行判断，对特殊地基采取的加固措施；基础类型的选择和基础设计计算等。施工部分编制招标工程量清单，熟悉工程特征和工程内容，工程量计算规开题报告则，全面而准确地计算工程量，为正确地计算工程造价奠定“量”的基础；依据现行市场价格指数或现行定额基价，计算投标工程分部分项综合单价、措施项目、其他项目的投标费用、计算工程总价，熟悉工程造价“量”、“价”计算方法，正确地计算工程造价，依据施工图纸、国家现行施工质量验收规范、类似工程的施工经验，编制设计工程的施工方案。通过多方案比选，制定针对本工程特点的施工方案。3设计拟应用的现场资料综述1）建设地点长春市（2）建筑规模该建筑物为办公综合楼，建筑规模如下建筑面积934776M；建筑层数主体8层；（3）设计基本要求进一步掌握建筑结构设计内容、方法和步骤，充分考虑影响设计的各种因素；明确结构与建筑的关系，结构与施工的关系；了解和运用有关设计规范和规程；认真选择结构形式及进行合理的结构布置，掌握中高层结构的计算方法和撰写毕业设计论文及绘制施工图。采用混凝土框架结构，要求合理处理结构特点和使用功能之间的关系。（4）设计基本条件此题目来源于工程实际，建筑设计部分已经完成，建筑施工图直接给定，要求学生完成此建筑的结构设计和施工设计。气象资料标准冻土深度17M，其它查看相关资料。地形条件基地地势平坦，邻近城市干道，城市上、下水及电煤气管网在附近通过。抗震条件场地类别类，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度01G，设计地震分组第一组。地质勘察报告见附录1开题报告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8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8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5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,框开题报告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8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5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。开题报告由于框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用个性化的要求。随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构住宅、公共建筑将会得到较大发展。设计多层框架结构，设计人应首先判断结构方案的可行性，对可能碰到的问题，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。综上所述,对于我来说,在做毕业设计某高校教学楼时,要根据规范以及实际的环境,选取构件参数和设计参数此外,还要多了解一些结构细部构造等设计通过查看规范,杂志等文献资料,对建筑结构的设计有一个具体的认识,争取将毕业设计做好。参考文献1GB50010混凝土结构设计规范北京中国建筑工业出版社，20102GB/T50105建筑结构制图标准北京中国建筑工业出版社，20103GB50009建筑结构荷载规范北京中国建筑工业出版社，20124GB5001L建筑抗震设计规范北京中国建筑工业出版社，20105JGJ3高层建筑混凝土结构技术规程北京中国建筑工业出版社，20106GB50007建筑地基基础设计规范北京中国建筑工业出版社，20117JGJ94建筑桩基技术规范北京中国建筑工业出版社，20088孙维东等混凝土结构设计北京机械工业出版社，20129梁兴文，史庆轩土木工程专业毕业设计指导科学出版社，2009开题报告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60M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。开题报告二、设计方案及技术路线我的设计题目是长春工业大学办公楼的结构、施工设计，整个设计分二部分结构设计和施工设计。1）结构设计部分在建筑设计的基础上，根据现行结构设计规范、图集进行结构布置，完成框架梁、柱设计，八层楼板设计，基础和楼梯的设计计算；同时采用电算完成该框架的校核，最终完成八层结构平面布置及配筋图、楼梯结构布置及配筋图，一榀框架梁、柱配筋图、平法表示某层梁配筋图、平法表示柱配筋图、基础平面布置及配筋图。通过结构设计，将结构、力学、抗震知识融会贯通，了解现行规范、图集及相应的表示方法。2）施工设计部分在施工图纸和其他设计依据的条件下，主要制作一份投标书，包括商务标和技术标两部分。通过土建施工图预算，得出土建工程的预算造价，通过施工组织设计，从技术上保证施工可行。三、可能存在的问题及解决措施在结构设计中，我们会用到PKPM结构设计软件，虽然以前有学过，但是在应用中还会遇到问题，在网上观看软件学习视频，有不会解决的问题问老师，学习好PKPM的应用；上下柱线刚度比值小于相应的轴压比，如何处理通过增大薄弱层混凝土强度等级或增大柱截面面积来实现。四、设计成果在建筑设计基础上完成结构的施工图设计、招标工程量清单报价；施工组织设计的编制。完成计算书一本（100页左右，包括结构和施工设计二分）。绘制施工图68张。五、进度计划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收集资料，熟悉图纸1结构布置，确定截面尺寸，计算荷载1一层楼板计算2第一周一层楼板配筋图绘制1开题报告框架简图，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第二周风荷载作用下计算1地震作用下内力计算2梁柱截面设计、节点设计2第三周梁柱施工图绘制1梁柱施工平法图绘制2第四周楼梯计算及施工图绘制3基础计算3第五周基础施工图绘制2第六周手绘图、资料整理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、工程量计算分部分项工程量清单；措施项目清单第二周工程量清单、工程量计算钢筋抽料计算第三周投标报价计算综合单价计算、总价计算第四周施工方案编制施工方案构思（一稿）第五周施工方案编制方案设计（二稿）第六周施工进度计划；施工平面图计划编制，平面图设计毕业设计内容设计12周，答辩1周，总计13毕业设计时间。开题报告六、参考资料1GB50010混凝土结构设计规范北京中国建筑工业出版社，20102GB/T50105建筑结构制图标准北京中国建筑工业出版社，20103GB50009建筑结构荷载规范北京中国建筑工业出版社，20124GB5001L建筑抗震设计规范北京中国建筑工业出版社，20105JGJ3高层建筑混凝土结构技术规程北京中国建筑工业出版社，20106GB50007建筑地基基础设计规范北京中国建筑工业出版社，20117JGJ94建筑桩基技术规范北京中国建筑工业出版社，20088孙维东等混凝土结构设计北京机械工业出版社，20129梁兴文，史庆轩土木工程专业毕业设计指导科学出版社，200910包世华结构力学下册武汉武汉工业大学出版社，200911张誉混凝土结构基本原理北京中国建筑工业出版社，201012丰定国，王社良抗震结构设计武汉武汉工业大学出版社，201013赵明华土力学与基础工程武汉武汉工业大学出版社，201014赵志缙高层建筑施工手册上海同济大学出版社，200715上海市筑业联合会等建筑工程质量控制与验收北京建筑工业出版社,200816北京建工集团建筑分项工程施工工艺与标准北京建筑工业出版社,200617中华人民共和国国家标准建设工程工程量清单计价规范北京中国计划出版社,200818吉林省建设厅吉林省建筑工程定额长春吉林人民出版社,2006、200919吉林省建设厅吉林省装饰装修工程定额长春吉林人民出版社,2006、200920吉林省建设厅吉林省建设工程材料预算价格长春吉林人民出版社,2006、200923吉林省建设厅吉林省建设工程费用定额长春吉林人民出版社,2006、2009开题报告附录11）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别为（1）杂填土含有大量砖石碎块和人工垃圾，厚约13米；（2）粘土棕黄色，稍湿，呈可塑状态，厚约38米；（3）淤泥质土黑灰色，含有大量腐植质，呈流塑状态，厚约50米；（4）粉质粘土呈可塑状态，厚约41米。（5）粘土