大连大学土木工程15届毕业设计开题报告

1、大 连 大 学本科毕业设计开题报告论 文 题 目： 大连君之写字楼建筑结构设计 学 院： 建筑工程 专 业 、班 级： 土木工程11-1 学 生 姓 名： 王冠杰 指导教师（职称）： 关萍（教授） 2015年 3 月 12 日 填毕业设计开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业设计工作的重要环节，又是完成高质量毕业设计的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1.设计题目及设计领域；2.应用现状和发展前景。二、设计内容1.设计的主要内容；2.提交的设计成果。三、设计工作安排1.拟采用的主要设计方法或设计方案；2.设计工作进度计划。四、文献查阅及文献综述1.参考文献；2.

2、文献综述。学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时进行调研或实习完成文献综述。文献综述作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本设计项目的工作基础和内容。五、其他要求1.开题报告应在毕业设计工作开始后的前两周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续设计工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换设计题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册。一、选题依据1设计题目 大连君之写字楼建筑结

3、构设计2 设计领域 土木工程建筑结构设计3 应用现状和发展前景 本设计主体为钢筋混凝土框架结构四层的写字楼。“写字楼”是指供各种政府机构的行政管理人员或者是企事业的职员，办理行政事务或者是从事业务活动的楼。简单地说，写字楼就是专业商业办公用楼的别称，尤其是不能用于住人的。目前在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。其主要原材料水泥产量已于2010年达到18.82亿吨，占世界总产量70%左右。混凝土结构的发展极为迅速，在改革开放20年的时间里我国发展极为迅猛。从新材料、新技术的研究、开发和推广应用，到工程结构的建造，取得了惊人的巨

4、大成就，创造了一个个新的纪录。有的已达到国际先进水平，或已进入国际先进行列。有的甚至暂居领先地位。混凝土结构的应用范围日益扩大，无论从地上或地下、乃至海洋，工程构筑物很多用混凝土建造，因为它的耐久性和耐火性都较优越。随着19世纪中叶钢材及混凝土在土木工程中的开始使用，以及20世纪20年代后期预应力混凝土的制造成功，建造摩天大楼、大跨度建筑和跨海峡1000m以上的大桥成为可能。随着建筑业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多，钢筋混凝土框架结构是其主要形式，虽说它的钢筋及水泥用量都比较大，造价也比混合结构高，但它具有梁柱承重，墙体只起分隔和围护的作用，房间布置比较灵活，门窗开置的大小、形状都较为自由

5、的特点。人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。框架结构是由梁和 柱 组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和连系梁沿纵向布置，具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚

6、度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。办公楼均是在特定的历史、社会、经济和文化背景下形成和发展起来的，其建筑布局、空间形态、环境气氛都在不断的变化。今天办公楼作为生产和处理各种商务活动的信息场所，而正在成为社会生产的基础。为了适应这种社会的发展需求，也要求办公楼在形态和功能上要多样化。特别是近几年信息化技术的快速发展，更加速了这种变化的趋势。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。统一柱面可使办公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

7、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，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。二、设计内容1.设计的主要内容 建筑设计部分：在分析、学习、领悟老师给的设计方案特点的基础上，完成建筑施工图设计，绘制建筑物的平面图（1：100，包括首层、标准层和顶层等需要表达的平面）、剖面图（1：100，不少于2个，要有一个楼梯剖面）、立面图（1：100/1：150，23个，能够表达立面特征即可）。 结构设计部分：确定结构布置方案以及布置简图，计算荷载与地震等作用，进行内力分析与组合，计算一榀框架内力，进行内力组合及配

8、筋计算并对结构构件进行截面设计；其次，根据场地自然条件等设计条件，完成基础选型、基础平面布置和相应设计计算，部分计算采用结构分析软件(PKPM)进行等。2.提交的设计成果 除毕业设计开题报告外，还需提交以下部分设计成果：文字部分主要包括：（1） 建筑设计构造作法（2） 结构计算书（3） PKPM计算机设计内容； 图纸部分主要包括：（1）建筑设计：（均采用1#或2#图纸、计算机绘图，平面构图均衡、图样布局合理、整洁干净）平面图：1：100，包括首层、标准层和顶层等需要表达的平面；剖面图：1：100，不少于2个（要有一个楼梯剖面）；立面图：1：100/1：150，23个（能够表达立面特征即可）。（

9、2）结构设计： 基础平面布置图1：100、基础详图1：20；标准层楼板结构平面布置图：1：100；屋面板结构平面布置图：1：100；一榀框架配筋图：1：20；局部构造配筋图：1：10；（任选）楼梯配筋图：1：20 和1：30；在利用结构计算软件PKPM进行框架计算的基础上，绘出标准层梁、柱配筋图1：100，熟悉并掌握结构图平面表示法。 其他内容：（1）两千字以上的专业外语资料翻译（2）中文摘要、英文摘要、目录等三、设计工作安排1.拟采用的主要设计方法或设计方案（1）框架结构在荷载作用下内力计算方法水平荷载作用下框架内力计算可使用反弯点法：竖向荷载为主时，框架分析得到的弯矩图里，框架柱脚弯矩和柱

10、顶的弯矩方向是相反的，一正一负经过零，零点位置叫反弯点，反弯点都位于柱中点附近。利用这个（反弯点都位于柱中点附近）特性，设每层柱子中点弯矩为零，把多层框架截成每层每层的计算简图来计算。竖向荷载作用下框架内力计算可使用分层法：忽略框架在竖向荷载作用下的侧移和由侧移引起的弯矩；忽略每层横梁上的荷载对其它各层梁的影响以及除相邻层上、下柱影响外，其它各层柱的影响；假定相邻层上、下柱的远端为固定端。分层计算所的梁的内力较接近原框架梁的内力，而柱的内力为为每个开口框架柱的内力在对应位置叠加才为原框架柱的内力框架结构在风荷载作用下的内力计算方法：框架在风荷载作用下的内力计算采用D值法。计算时首先将框架各楼层

11、的层间总剪力Vj，按各柱的侧移刚度值（D值）在该层总侧移刚度所占比例分配到各柱，即可求得第j层第i柱的层间剪力Vij；根据求得的各柱层间剪力Vij和修正后的反弯点位置Y，即可确定柱端弯矩Mc上和Mc下；由节点平衡条件，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩进而由梁的平衡条件求出梁端剪力；最后，第j层第i柱的轴力即为其上各层节点左右梁端剪力代数和。框架结构在地震荷载作用下的内力计算方法：采用底部剪力法和D值法（2）基础设计方法通过对基础上的轴力及地基承载力确定基础截面尺寸及其配筋情况，本设计在经处理后的地基上做柱下独立基础。首先设计界面尺寸b与l，

12、其次当基础埋深超过0.5m时，需先对地基承载力进行深度修正，然后进行抗冲切检验，最后进行配筋计算。（3）板的设计方法单向板、双向板的设计方法，均应首先进行板的长宽设计，其次进行荷载计算，然后计算出板的计算跨度与弯矩计算值，以及求出正截面受弯承载力，最后进行配筋。（4）板式楼梯设计方法根据建筑物的性质、楼梯的平面位置及楼梯间的尺寸确定楼梯的形式及适宜的坡度；根据楼梯间开间尺寸确定梯段宽度B和梯井宽度；确定踏步级数咒，调整踏步高矗和踏步宽b，用层高H除以踏步高h，得踏步级数nH/h，当以为小数时，取整数，并调整踏步高h，(hH/n)，用公式b+h=450(mm)，或b+2h=600620(mm)，

13、确定踏步宽b；进行楼梯净空高度的验算，使之符合净空高度要求（5）抗震设计方法“强柱弱梁，强剪弱弯”是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念。就是柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，柱子破坏将危及整个结构的安全-可能会整体倒塌，后果严重！所以我们要保证柱子更“相对”安全，故要“强柱弱梁”；“弯曲破坏”是延性破坏，是有预兆的-如开裂或下挠等，而“剪切破坏”是一种脆性的破坏，没有预兆的，舜时发生，没有防范，所以我们要避免发生剪切破坏。这就是我们设计时要结构达到“强柱弱梁，强剪弱弯”这个目标。（6）PKPM软件设计方法：本设计计算结果主要以手算为主，PKPM软件为辅助以验算手算结果

14、。2.设计工作进度计划 第1-2周：撰写开题报告，进行建筑平、立、剖面设计、绘制建筑平、立、剖面图、撰写建筑设计说明书 第3-7周：进行结构计算，主要包括：（1）结构平面布置（2）构件截面尺寸确定（3）一榀框架的荷载计算（4）一榀框架的内力计算（5）一榀框架的内力组合（6）一榀框架的配筋计算（7）板的设计（8）基础设计（9）楼梯设计（10）PKPM软件设计 第8-10周：绘制结构施工图 第11周：编写目录、中英文摘要，完成结构设计计算书排版工作、完成专业外语资料翻译 第12周：上交毕业设计全部成果，并进行修改 第13周：毕业设计答辩四、需要阅读的参考文献1中华人民共和国国家标准.建筑制图标准G

15、B/T50104-2010 M. 中国计划出版社2中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范（2006年版）GB500162006 M. 中国计划出版社3同济大学等. 房屋建筑学M. 建筑工业出版社. 2005.94 中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准M. GB/T50105-2010 M. 中国建筑工业出版社.20105国振喜等.实用混凝土结构构造手册（第三版）M. 中国建筑工业出版社. 2005.86阎兴华.土木工程专业本科毕业设计指导与算例M.中国电力出版社.20087周果行. 房屋结构毕业设计指南M.中国建筑工业出版社. 2004年9月第一版8徐秀丽.混凝土框架结构设计M. 中国建

16、筑工业出版社，20089梁兴文等.混凝土结构设计原理M(第2 版).中国建筑工业出版社，201110刘立新，叶燕华.混凝土结构原理M.武汉理工大学出版社，201011中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范GB50009-2012. 北京：中国建筑工业出版社. 201212中华人民共和国国家标准，混凝土结构设计规范GB50010-2010. 北京：中国建筑工业出版社.2011 13中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范GB50007-2011. 北京：中国建筑工业出版社. 201114中华人民共和国国家标准，建筑结构抗震规范GB50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社.20101

17、5中华人民共和国国家标准，高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ3-2010. 北京：中国建筑工业出版社.201016国家建筑标准设计图集11G101-1. 中国建筑标准设计研究所出版.17国家建筑标准设计图集11G101-2. 中国建筑标准设计研究所出版.18国家建筑标准设计图集11G101-3. 中国建筑标准设计研究所出版.附：文献综述1、 前言随着时代的发展，国内外的各类建筑都有了日新月异的变化，满足建筑物的功能要求，为人们的生产和生活活动创造良好的环境是建筑设计的首要任务。建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一，近年来，我国建筑业发展十分迅速，框架结构以坚固耐用而著称，被广泛应用，其结构外

18、表可以设计的多元化，既美观又实用，建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好，所以被广泛应用。早期的高层建筑功能上几乎只是单件的办公楼，在办公以外，不过附带一些辅助办公从业人员生活的所谓办公辅助商业设施。然而，现在高层办公建筑与其他功能复合化的情况很多，可与商业设施、住宅、文化设施、宾馆、车站等公共设施复合。综合大楼是指一个建筑物中同时拥有多种功能的办公楼。在这种设计中，重要的是要设定整的概念，决定如何将不同的用途综合在一起。多高层框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间，适合多层工业厂房以及民用建筑中的多高层办公楼、旅馆、医院和商店。从安全、适用、经济综合比较，钢筋混凝土结构不论是目前还是今后它将

19、仍是高层建筑的主要结构材料。框架结构体系是以由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。2、 规范中相关规定混凝土结构设计应包括下列内容：1. 结构方案设计，包括结构选型、构件布置及传力途径；2. 作用及作用效应分析；3. 结构的极限状态设计；4. 结构及构件的构造、连接措施；5. 耐久性及施工的要求；6. 满足特殊要求结构的专门性能设计。混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准工程结构可靠性设计同意标准GB50153的规定。混凝土构件中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级，可根据其重要程度适当调整。对于结构中重要构件和关键传力

20、部位，宜适当提高其安全等级。办公建筑应根据使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。办公建筑由办公室用房、公共用房、服务用房和设备用房等组成。办公建筑应根据使用要求、用地条件、结构选型等情况按建筑模数选择开间和进深，合理确定建筑平面，提高使用面积系数，并宜留有发展余地。五层及五层以上办公建筑应设电梯。电梯数量应满足使用要求，按办公建筑面积每5000平方米至少设置1台。超高层办公建筑的乘客电梯应分层分区停靠。办公建筑的体形设计不宜有过多的凹凸与错落。外围护结构热工设计应符合现行国家标准公共建筑节能设计标准GB 50189中有关节能的要求。高差不足两级踏步时，不应设置台阶，应设坡道，其坡度不宜

21、大于1:8。办公建筑的窗应符合下列要求：1.底层及半地下室外窗宜采取安全防范措施；2.高层及超高层办公建筑采用玻璃幕墙时应设有清洁设施，并必须有可开启部分，或设有通风换气装置；3.外窗不宜过大，可开启面积不应小于窗面积的30，并应有良好的气密性、水密性和保温隔热性能，满足节能要求。全空调的办公建筑外窗开启面积应满足火灾排烟和自然通风要求。办公建筑的门应符合下列要求：1.门洞口宽度不应小于1.OOm，高度不应小于2.10m；2.机要办公室、财务办公室、重要档案库、贵重仪表间和计算机中心的门应采取防盗措施，室内宜设防盗报警装置。会议室应符合下列要求：1.根据需要可分设中、小会议室和大会议室；2.中

22、、小会议室可分散布置；小会议室使用面积宜为30m2，中会议室使用面积宜为60m2； 中小会议室每人使用面积：有会议桌的不应小于1.80m2，无会议桌的不应小于0.80m2；3.大会议室应根据使用人数和桌椅设置情况确定使用面积，平面长宽比不宜大于2:1，宜有扩声、放映、多媒体、投影、灯光控制等设施，并应有隔声、吸声和外窗遮光措施；大会议室所在层数、面积和安全出口的设置等应符合国家现行有关防火规范的要求；4.会议室应根据需要设置相应的贮藏及服务空间。3、 平面布置办公建筑（尤其是高层和超高层建筑）的标准层建筑平面的确定是非常重要的，它不仅应满足使用功能需求，还要有很好的经济性。因此，除选择好开间和

23、进深外，还应提高平面的使用面积系数（K值）。“国家计委文件”中规定：“办公用房建筑总使用面积系数，多层建筑不应低于60%，高层建筑不应低于57%。”另外为提高建筑的舒适度，五层及五层以上办公建筑应设电梯。所以综合考虑地基环境、使用功能、材料设备、建筑经济及艺术等问题，着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑物与周围环境、外部条件的协调配合，内部和外部的艺术效果，细部的构造方案等，创作出既符合科学性又具有艺术性的生活和生产环境。建筑设计要以使用功能、自然条件、设计标准、规范、规程、建筑模数等为依据，制定出满足建筑要求的设计方案。设计之初先要收集如下资料，并作详细研究：(1)工程名

24、称；(2)建设地点；(3)工程概况；(4)基本风压；(5)地面粗糙类型；(6)雨雪条件；(7)抗震设防；(8)工程地质条件；(9)设计使用年限和环境类别；(10)材料选用情况。本设计选取使用框架结构，因为框架结构主要优点有：空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状等。对于构件截面的尺寸确定，现浇板的厚度一般为10mm的倍数，其厚度选择

25、应根据使用环境、受力情形、跨度等综合条件确定。对于多层框架，无论从受力的角度和柱的净高而言，都以底层最为不利。按bc=H/15及柱截面宽度不小于300mm，初选截面的高度和宽度。构件设计及构造措施中需注意：1、从抗震设计及非抗震设计的内力组合设计值中，选取最不利的内力设计值进行截面配筋计算2、构件的抗震承载力计算方法(1)正截面承载力。试验研究表明，在低周反复荷载作用下，构件的正截面承载力与一次加载时的正截面承载力没有太多差别。因此，对框架梁、柱、剪力墙及连梁等构件，其正截面承载力仍可用非抗震设计的相应公式计算，但应考虑相应的承载力抗震调整系数。(2)斜截面受剪承载力。试验研究表明，在低周反复

26、荷载作用下，构件上出现两个不同方向的交叉斜裂缝，直接承受剪力的混凝土受压区因有斜裂缝通过，其受剪承载力比一次加载时的受剪承载力要低，因此抗震设计时，框架梁、柱、剪力墙及连梁等构件的斜截面受剪承载力取比非抗震设计时低，且应考虑相应的承载力抗震调整系数。3、抗震设计时，构件除应具有足够的承载力和适当的刚度外，还应具有良好的延性，为此截面设计应遵循以下原则：(1)强柱弱梁。指设计框架时应保证框架柱的受弯承载力大于梁的受弯承载力，避免柱中出现塑性铰而形成柱较型破坏机构。因为梁铰机构的抗震性能优于柱铰机构。(2)强剪弱弯。指框架梁、柱、剪力墙及连梁等构件的斜截面受剪承载力宜大于构件弯曲屈服时实际达到的剪

27、力，防止构件发生脆性剪切破坏。(3)强节点、强锚固。强节点是指梁柱节点的承载力应高于相邻构件的承载力，强锚固是指构件在达到极限承载力之前不应发生锚固失效。这是为了防止节点破坏或锚固失效发生在塑性铰充分发挥作用之前，以确保框架结构的延性要求。4、抗震设计时，为保证结构构件具有良好的抗震性能，应选用合适的结构材料。4、 基础设置在柱下扩展基础先暂定采用单独基础，如果计算出扩展基础宽度较宽（大于4米）或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。并且，若遇柱荷载较大、各柱荷载过大、地基承载力低或地基土质变化较大等情况，采用独立柱基无法满足设计要

28、求时，则可考虑采用柱下条形基础、筏型基础或箱型基础等。在基础平面布置允许的情况下，条形基础梁的梁端宜伸出边柱只玩0.25L(L为边跨柱距)；基础的底板宽度应由计算确定。肋梁高度应由计算确定，宜为柱距的1/41/8。翼板厚度也应由计算确定，一般不小于200mm；当翼板厚度大于250mm时，宜用变厚度翼板，板顶坡面i1:3。内力计算方法：倒梁法和剪力平衡法（静定分析方法），都是按照线性分布的基地净反力计算的方法，适合这种假定计算基地反力的前提是要求基础具有足够的相对刚度。5、 PKPM的使用PKPM是土木建筑设计程序，是由中国建筑科学研究院研发的大型土木建筑CAD系统，主要包括建筑设计、给排水设计、建筑设备设计和建筑结构设计等功能模块。使用PKPM设计软件的目的是在于校核手算设计，主要完成以下任务：（1）结构选型；（2）结构内力分析；（3）结构构件配筋设计；（4）结构设计复核；（5）绘制施工图及编制文档。该软件主要功能有： （1）建立建筑模型功能，能够用它绘制结构平面图，并在相应的位置布置荷载，最后生成整个建筑模型； （2）具有显示和校核荷载的功能； （3）结构