开题报告综合办公楼建筑、结构设计.doc

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1、本科学生毕业设计（论文）开题报告（含论文综述） 系 ( 院 )： 土木与建筑 工程学院 所属教研室： 课题名称： 桂林市商贸公司综合办公楼 建筑设计、 结构设计 专业(方向)： 土木 工程 （工民建） 班 级： 学 生： 指导教师： 开题日期： 一、毕业设计（论文）选题的依据（包括课题名称、研究或应用意义、国内外研究或应用现状，附主要参考文献）（一）课题名称：桂林理工大学科技综合办公楼建筑、结构设计毕业设计是总结我们学生在校期间的学习成果，是学生综合运用所学的基础知识、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程。通过毕业设计的实践，学习、掌握和提高综合应用所学知识进行分析问题和解

2、决工程实际问题的能力。根据毕业设计任务书的要求，在老师的指导下，结合自身的实际情况，我在开始设计时做了一系列的准备。我做的是框架结构设计，设计的题目为框架结构的“桂林市商贸工资综合办公楼”的建筑及结构设计。 （二）研究或应用意义、国内外研究或应用现状：毕业设计是在专业有关已修完的基础上进行的综合实践教学环节。我们在导师的指导下，通过毕业设计的实践，学习贯彻“适用、安全、经济、美观”的建筑方针，运用所学理论知识解决工程实际问题，提高分析问题和解决问题的能力，通过实践工程的结构设计，初步掌握其设计原则、方法和步骤，并获得设计技能的基本训练。此次我选的设计小组是框架结构体系设计一组。课题以七层框架结

3、构的“综合办公楼”为主题进行建筑和结构设计。 随着近代经济的发展，科学技术的进步，高层建筑越来越被广泛采用。高层建筑的结构体系，主要有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架一剪力墙结构体系(简称框剪结构体系)，筒体结构体系，框架一筒体结构体系和巨型结构体系等。这些体系的受力特点、抵抗水平荷载的能力、侧向刚度和抗震性能等都各有不同。框架结构侧向刚度差，抵抗水平荷载的能力较低，底部层间位移大，容易引起非结构性破坏和次生灾害，对抗震不利，但它具有空间大，平面布置灵活，立面处理丰富等优点。而剪力墙结构则相反，抗侧力强度和刚度均很大，但平面布置不灵活，不适应大空间的要求。这就是框架结构广泛使用的原因。我对框

4、架结构的建筑很感兴趣，一直以来想找个机会来进一步的研究框架结构。通过毕业设计，我能对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用，通过自己对在熟悉任务书的基础上比较同类建筑，查阅、搜集有关设计资料使我的所学的知识得以综合的应用，提高综合知识的应用能力，对所学过的知识得以系统的深化。并培养我独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤，及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法，为今后工作打下良好的基础。二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键（此部分为重点阐述内容）。应遵守先建筑、后结构、再基础的设计过程，更应严格遵守规范、手册的规定，每一步设计都要有依据。（一）设计内容1、建

5、筑设计：我所选的结构的结构选型为框架结构，建筑面积约为5400，初步选择层数： 7层；层高3900；开间：5700、7200；进深6300、6300。设计时先对建筑平面布置、建筑高度、建筑面积、建筑外观、层高和室内净高进行设计；然后对局部进行设计，如楼地面、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。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，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。本工程为多层办公建筑，注重防火要求，在设计时以高层民用建筑设计防火规范和办公建筑设计规范来设计交通组织。水平交通采用中间走道设计，并同时满足最小净宽要求（

6、防火疏散要求一般公用建筑不应小于1.4m，且办公建筑设计规范要求不应小于1.8m）。垂直交通由楼梯及电梯组成，电梯的数量应根据建筑总建筑面积来确定，办公建筑设计规范规定五层及五层以上办公建筑应设电梯，且按办公建筑面积每5000m2至少设置1台。高层民用建筑设计防火规范规定当每层建筑面积不大于1500m2时，应设1台消防电梯。2、结构设计： 结构方案设计时，首先应该选择合理的结构体系。结构体系是指结构抵抗外部作用的结构构件组成方式。结构设计中，采用先进的结构理论与精确的计算方法固然十分重要，但在方案阶段正确进行建筑结构体系的选型也是至关重要的。如果建筑结构体系选型不当，那么任凭再先进的结构理论和

7、精确的计算方法，也较难做出安全可靠、经济合理的建筑结构设计。本设计采用框架结构体系，满足建筑的安全性、适用性、耐久性的建筑设计基本要求。结构设计中，应密切结合建筑设计，经济合理，结构布置要求荷载传递直接，受力明确，并按强度要求初步确定构件的截面尺寸，构件类型和尺寸规格应尽可能少。在结构布置的过程中，还需考虑整个建筑物的平面和竖向需采用的构造措施，以保证整个建筑物或某些薄弱部位的刚度及整体性，合理确定结构或构件节点处理，使结构构件及连接节点满足强度、刚度和抗裂度的要求，并符合现行设计规范、满足国家强制性条文，最终把结构布置和构件设计准确地反映到施工图中。地震作用计算方法按建筑结构抗震设计规范进行

8、，对高度不超过40m以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载(活荷载)按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。该工程采用全现浇结构体系，混凝土强度等级为C30。（二）预期目标通过此次毕业设计的实践，我们要培养、提高自己应用所学知识和相应技能解决具体的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力，锻炼调查研究，收集资料查阅资料及阅读中、外文文献的能力，使我们系统地掌握建筑、结构设计的全过程，为将来顺利走上工作岗位，更好更快地开展工作打

9、好基础。在6月份之前顺利的完成以上设计内容和要求，并尽量使自己的设计作品达到优秀。（三）拟解决的关键问题 掌握框架及连梁（为了练习连梁的计算，我们把纵向框架连当做连梁计算）的刚度计算，熟悉水平地震作用计算，巩固水平、竖向荷载作用下框架的内力分析，进行荷载效应组合，着手结构构件截面配筋，应用PKPM结构计算软件上机电算，并进行电算与手算的比较。1、构件的初估。2、侧移计算及控制。3、框架的刚度计算。4、竖向荷载作用下框架的内力计算。5、截面设计及配筋设计。6、荷载组合: 由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下：1）1.2恒+1.4活。2）1.2重力荷载代表值十1.3水平地震作用。7、控制截面及不

10、利内力: 框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变的层及体系反弯点所在的层。1）框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，一Mmax，Vmax：跨中截面，Mmax。2）框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面应组合:Mmax 及相应N、V，Nmax 及相应M、V，Nmin及相应M、V。8、通过结构、构造的方法对温度应力进行有效的控制。（四）、设计（论文）的预期成果与特色或创新之处1. 建筑造型采用一字的造型。建筑设计布局合理，造型美观，能较好利用周围环境及已有的建筑物；平面空间较大，分隔灵活，具有良好的使用性；立面注意对比与呼应、节奏与韵律，体现建筑物质功能与精神功能的

11、双重特性；重视防火设计，考虑了防火分区及放烟分区。另外，房间都采用南北朝向，在有利于通风的同时可以避免东西晒。交通做到明确清楚，人流导向直接有序。在建筑物立面造型上面，充分考虑运用节奏感和虚实对比的手法，讲究比例的协调。涂料色彩上面选择朴素而有内涵色系。整个办公建筑大方、简洁。2. 结构上采用框架结构，柱网布置整齐有规律。整个结构较空旷且建筑平面布置灵活，同时便于门窗的灵活布置，里面也可以处理的富于变化，可以满足不同用途的建筑的需求。3. 现代建筑物大都考虑到与周围的建筑相协调和统一。我在建筑的周围运用了大面积的绿化，不仅美化环境，职工在安静的环境办公的同时也可以有地方休息。4. 此设计在结构

12、设计中我主要采用了手算，有详细的计算步骤和设计理念，突出概念设计的重要性。同时又用PKPM软件出结构图，这样可以进一步比较电算和手算的区别。三、研究方案（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等）（一）建筑研究方案1、 根据任务书的要求和其他前期准备的资料，全面深入地分析建筑物的要求和特点，对建筑方案做一个初步的设想，即所谓的“立意”和“构思”。“立意”是对建筑方案的最初设想，“构思”是对立意的深入，是实现立意的过程。2、分析房间组成的功能关系，并进行功能分区。3、建筑方案的形成过程按以下几步：1）分析基地的条件、所处环境以及建筑物外部空间的使用要求，从而初步确定建筑物在基地中的位置、总体

13、布局、层数、大致体型、主要出入口的位置和基地内道路、绿化等的基本要求，并考虑改、扩建的可能性。2）单体建筑方案：建筑方案是由平、立、剖面图从不同角度综合表达出来的。首先根据建筑类型、层数选择合理的结构形式，在了解房间的合理高度的前提下从平面入手，合理的进行各使用房间的平面组合。再通过几个关键性部位的剖面图的分析，确定建筑的大致体型，并在此基础上进行立面的设计，形成建筑的初步方案。然后对建筑的平、立、剖面进一步反复推敲、调整、发展，以使方案逐步合理化、具体化。3）根据建筑单体方案，确定建筑物在总平面图中的具体位置，并详细设计基地内的道路、绿化、出入口及室外活动场地的具体布置，以形成总平面布置图。

14、4）绘制正式方案图，输出最后的建筑方案设计。4、初步设计阶段的正式图纸包括以下内容：1）总平面图：表明建筑在基地内的位置、方向，道路、绿化、设施管线在基地内的布置。常用比例为1：5001：2000.2）建筑的各层平面及主要的剖、立面：标出建筑的主要尺寸、房间使用功能及部分设置。3）说明书：介绍方案概况及主要技术经济指标。（二）结构研究方案1、结构方案设计优选原则：1.1从建筑设计的角度考虑有以下原则：1) 满足建筑使用功能的要求。2）满足建筑造型艺术的要求。3）适应未来发展和与灵活改造的需要。1.2 从结构设计的角度考虑有以下原则：1）符合现行有关规范。 2）正确的结构概念设计。3）先进的结构

15、理论概念。 4）合理的传力途径。 5）合理的应力分布。6）合理的破坏机制。7）抗震的可靠性与安全性（保证抗震设防目标大震不倒，中震可修，小震不坏）。1.3从建筑施工的角度考虑有以下原则：1）有利于建筑工业化。 2）有利于施工操作。 3）有利于控制质量。4）有利于缩短工期。 5）有利于降低造价。1.4从建筑设备的角度考虑有以下原则：1）便于设备的安装和检修。 2）便于管道、线路的布设与穿越。3）保证设备的正常运行。1.5从建筑材料的角度考虑有以下原则：1）应用轻质高强材料，有利于减小构件截面、减轻结构自重。2）应用新型建筑材料，有利于利用工业废料、节约能源。3）应用组合结构体系，有利于充分发挥各

16、自材料之长处。1.6 从综合技术经济指标的角度考虑有以下原则：1）单位面积的自重较小。 2）单位面积的材料用量较少。3）单位面积的造价较低。 4）单位面积的用工量适中。5）施工工期恰当。 6）节能技术经济指标合适。1.7其他原则包括：1）满足人防要求。 2）满足消防要求。2、结构计算过程： 手算过程的有关方法：1、构件初估：柱截面尺寸的确定公式a；主梁截面高度hb=(1/81/14)l,l为跨长，次梁为hb=(1/121/18)l；梁截面宽度bb=（1/31/2）hb。2、框架的刚度计算：框架剪切刚度：；壁式框架总剪切刚度：；总框架剪切刚度：；主体结构刚度特征值为：。3、水平地震作用效果分析：

17、水平力按各榀框架剪切刚度进行分配，最后计算单榀框架的内力。总重力荷载代表值为：GE=Gi；对质量和刚度沿高度均匀的框架结构，结构自震周期由顶点侧移确定，按下式计算：=1.7T；地震影响系数：；结构等效总重荷载代表值为： Geq=0.85GE；结构总水平地震作用标准值为：FEK =Geq；各楼层质点的水平地震作用：；层间位移：；顶点位移：；总悬臂剪力：；总连梁线约束弯矩：（为了练习连梁的计算，把纵向框架梁当做连梁计算）；第j层第i柱所分配剪力：；框架梁剪力：梁AB：；框架柱轴力：。4、竖向荷载作用下框架内力计算：竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖

18、向荷载下的内力用分层法；连梁（为了练习连梁的计算，把纵向框架梁当做连梁计算）考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定梁计算。框架结构在内力与位移计算中，所有构件均采用弹性刚度。 5、荷载效应组合：1）荷载组合。由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下：1.2恒+1.4活1.2重力荷载代表值+1.3水平地震作用2）控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，-Mmax，Vmax；跨中截面，Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面应组合：Mmax 及相应N、V，Nmax及相应M、V，Nmi

19、n及相应M、V。6、截面设计与配筋计算：框架梁（正、斜）截面设计：正截面：；minbh0。斜截面：；0.25cfcbh0 Vb或。7、楼梯设计：板式楼梯是由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板是一块带踏步的斜板，斜板支承于上、下平台梁上，最下部的梯段板可支承在地梁或基础上，但是中间缓台平台板为保证墙体安全，不宜支承于两侧墙体上。板式楼梯其优点是梯段板下表面平整，支模简单；其缺点是梯段板跨度较大时，斜板厚度较大，结构材料用量较多。梯段斜面板和平台梁、板为一个整体结构，实质上梯段斜板和平台板是一个多跨连续板，为简化计算，通常将梯段斜板和平台板分开计算，但在计算及构造上要考虑它们相互间的整体作用。 梯

20、段斜板（包括折线形板）支承于平台梁上，进行内力分析时，通常将板带简化为斜向简支板，斜板内力同样可化为水平向简支板进行计算，其计算跨度按斜向跨度的水平投影长度取值。梯段斜板承受梯段板（包括踏步及斜板）自重、抹灰荷载及活荷载。斜板上的活荷载q沿水平向是均布的；恒荷载g沿水平方向近似认为是均布的。梯段板在g+q荷载作用下，按水平向简支板进行内力计算。梯段斜板按矩形截面计算，截面计算高度应取垂直于斜板的最小高度。斜板受力钢筋数量按跨中截面弯矩值确定。板式楼梯平台梁两端一般支承于楼梯间两侧承重墙体上，承受平台梁自重、抹灰及梯段板平台板传来的均布荷载。平台内力按简支梁进行计算，配筋计算按倒L形截面计算，截

21、面翼缘仅考虑平台板，不考虑梯段斜板参加工作。8、梁板设计：板按规定区分单、双向板分别计算，均按弹性理论方法计算。双向板在求各区格板跨内正弯矩时，按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算。取为连续梁，分别按弹性理论和塑性理论计算（本来是纵向框架梁，为熟悉连梁计算方法，此处视作连续梁）。弹性理论分析方法认为：结构的某一个截面达到承载力极限状态，则整个结构达到承载力极限状态。结构塑性铰的出现，使混凝土结构承载力极限状态的概念得到扩展。对于混凝土静定结构出现一个塑性铰后，结构变为几何可变体系，即达到承载力极限状态。塑性理论分析方法认为：混凝土超静定结构出现一个塑性铰，超静定结构只减少一个多余约束，即减少一次

22、超静定，但结构还能继续承受荷载，只有结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承载力极限状态。所以，塑性理论分析方法把极限状态的概念的某一个截面的承载力极限状态扩展到整个结构的承载力极限状态，这就可充分挖掘和利用结构实际潜在的承载能力，因而可以使结构设计更加经济、合理。9、基础设计：当建筑物上部结构采用框架结构承重时，基础常采用方形或矩形的独立式基础，是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础。 10、制图：图纸的内容包括：建筑部分：建筑设计说明；各层平面图；屋顶平面图；剖面图；正立面图；背立面图；侧立面图；楼梯、屋顶泛水详图若干大样。结构部分：结构设计说明；墙柱平面布置图

23、、基础梁、筏板配筋图；各层梁、板、柱平法施工图及剪力墙配筋图；楼梯配筋图。 五、毕业设计（论文）工作进度计划。（必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节）1、设计准备 2周（3月1日-3月4日）第2周：完成毕业实习的部分毕业实习报告内容，毕业设计前期准备工作，构思建筑方案。 2、建筑设计 3-5周（3月5日-3月28日）第 3 周：完成地底层、二六层、七层屋顶平面图。第4周：完成正立面、背立面、左侧立面、右侧立面图，两张剖面图。第5周：对第三、四周完成的图纸进行各层检查，并且核对上、下层间的衔接关系是否正确，完善所有建筑图纸设计方案。3、毕业设计的外文翻译及读书笔记一周（2010年3月29日4月5日）。4、结构设计 6-14周（4月6日-5月31日）第 6 周：完成结构方案及布置、构件初估、基本假定与计算简图。第 7 周：荷载、板的计算。第 8 周：侧移计算及控制。第 9 周：内力计算及组合、构件设计。第10周：框架的刚度计算。第11周：水平地震作用效应分析。第12周：竖向荷载作用下框架的内力计算。第13周：荷载效应组合。第14周：截面设计与配筋设计、手算与电算结果对比分析。5、准备答辩及答辩 15周（6月1日-6月7日）第15周：完成所有毕业设计资料的整理，答辩前准备。 六、指导教师审核意见 指导教师签字： 年 月 日七、开题答辩结论和审核意见教研室主任签字： 年 月 日