土木工程本科毕业设计开题报告.doc

人生最大的幸福，是发现自己爱的人正好也爱着自己。 毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 谷彧 学 号： 1801060509 所在学院： 土木工程学院 专 业： 土木工程专业 设计(论文)题目： 南京复兴大厦设计（方案一） 指导教师： 孙伟民 郭樟根 江雷 2010 年 4月17日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况根据所查阅的文献资料每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述一 工程概况和设计基本资料 工程概况本工程为实际应用课题位于南京市该工程为钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系房屋总高35.4米共11层抗震设防烈度为7度设计基本地震加速度值为0.10g设计地震分组为第一组工程的总平面图见附图二、高层建筑特点 高层建筑（住宅10层及十层以上或房屋高度超过28米）结构设计注重概念设计要做好概念设计应掌握以下诸多方面：结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防选择合理的结构类型；竖向荷载、风荷载及地震作用对不同结构体系的受力特点；风荷载、地震作用及竖向荷载的传递途径；结构破坏的机制和过程以加强结构的关键部位和薄弱环节；建筑结构的整体性承载力和刚度在平面内及沿高度均匀分布避免突变和应力集中；预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围；抗震房屋应设计成具有高延性的耗能结构并具有多道防线；地基变形对上部结构的影响地基基础与上部结构协同工作的可能性；各类结构材料的特性及其受温度变化的影响；非结构性部件对主体结构抗震产生的有利和不利影响要协调布置并保证与主体结构连接构造的可靠等二框-剪结构的特点框架-剪力墙是由框架结构和剪力墙结构组成的结构体系既能为建筑提供较大的平面空间又具有较大的抗侧力刚度框剪结构可应用于多种使用功能的高层房屋如办公楼、饭店、公寓、住宅、教学楼、实验楼等其组成形式一般有：（1） 框架与剪力墙分开布置各自形成抗测力结构；（2） 在框架结构的若干跨度内嵌入剪力墙（有边框剪力墙）；（3） 在单片抗侧力结构内连续布置框架和剪力墙；（4） 上述两种或几种形式的混合；（5） 板柱结构中设置部分剪力墙（板柱-剪力墙结构）框剪结构是由框架结构和剪力墙结构两种不同的抗侧力体系组成这两种结构的受力特点和变形性质是不同的在水平力作用下剪力墙是竖向悬臂弯曲结构其变形曲线成弯曲型（图a左图）楼层越高水平位移增长速度越快顶点水平位移值与高度是四次方关系：均布荷载时 倒三角形荷载时 式中H为总高度；EI为弯曲刚度在一般剪力墙结构中由于所有抗侧结构都是剪力墙在水平力作用下各道墙的侧向位移曲线相类似所以楼层剪力在各道剪力墙之间是按其等效抗弯刚度EIeq比例进行分配框架在水平力作用下其变形曲线为剪切型（图a右图）楼层越高水平位移增长慢在纯框架结构中各榀框架的变形曲线类似所以楼层剪力按框架柱的抗推刚度D值比例进行分配框剪结构既有框架又有剪力墙它们之间通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起在水平力作用下使它们水平位移协调一致不能各自自由变形在不考虑扭转影响的情况下在同一楼层的水平位移必须相同因此框剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反S形的弯剪型位移曲线（图c） （a） （b）（c）三剪力墙设置原则 （1）剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位；在伸缩缝、沉降缝、防震缝两侧不宜同时设置剪力墙（2）平面形状凹凸较大时宜在凹出的部分的端部附近不知剪力墙；（3）剪力墙布置时如因建筑使用需要纵向或横向一个方向无法设置剪力墙时该方向可采用壁式框架或支撑等抗侧力构件但是两方向在水平力作用下的位移值应接近壁式框架的抗震等级应按剪力墙的抗震等级考虑（4）剪力墙的布置宜分布均匀单片强的刚度宜接近长度较长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢剪力墙或多肢墙单肢墙或多肢墙的墙肢长度不宜大于8m每道剪力墙底部承担水平力产生的剪力不宜超过结构底部总剪力的40% (5)纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内房屋纵向长度较长时不宜集中在两端布置纵向剪力墙否则在平面中适当部位应设置施工后浇带以减少混凝土樱花过程中的收缩应力影响同时应加强屋面保温以减少温度变化产生的影响（6）楼电梯间、竖井等造成连续楼层开洞时宜在洞边设置剪力墙且尽量与靠近的抗侧力结构结合不宜孤立地布置在单片抗侧力结构或柱网以外的中间部分；（7）剪力墙间距不宜过大应满足楼盖平面刚度的需要否则应考虑楼盖平面变形的影响 四框-剪结构计算分析方法 1计算简图 由于结构平面布置的不同框架与剪力墙连系的方式可分为两种一是通过刚性楼板连系它保证各榀抗侧力结构具有相同的水平位移由于楼板平面外的刚度为零它对各平面结构无约束作用因此在框架-剪力墙结构协同工作时连系两者的连杆可看作是铰接杆这种体系叫铰接体系 框架与剪力墙连系的第二种方式是通过连系梁将框架和剪力墙连系这种体系叫作刚接体系在此计算简图中连杆一端与剪力墙刚接另一端与框架铰接 刚接体系和铰接体系的根本区别在于连梁对剪力墙墙肢有无约束作用 2在进行结构内力及位移计算前先作如下基本假定： （1）楼板在平面内刚度无限大平面外刚度为零 （2）结构在水平力作用下不计扭转即外力合力作用线通过结构抗侧移刚度中心如不重合可先计算平移运动再按纯扭转计算然后叠加 （3）框架和剪力墙沿高度方向无变化即它们的刚度特征值为常数 3.解题思路 框架-剪力墙结构在竖向荷载（恒载、活载）作用下计算主要与楼盖结构平面布置有关不考虑每榀框架、每片剪力墙之间的相互影响；而框架-剪力墙结构水平荷载作用下的计算计算较为复杂要考虑协同工作 假定房屋在风力或地震作用下不产生扭转根据刚性楼板的假定在同一楼层标高处的所框架和剪力墙的水平位移相等为了简化计算忽略剪力墙和框架轴向变形将计算区段内所有横向（或纵向）的框架、剪力墙和连梁按期刚度相叠加的方法合并成总框架、总剪力墙和连梁根据总剪力墙和总框架的刚度求得各自得水平荷载后再根据个片剪力墙的等效抗弯刚度进行内利分配和根据框架柱的水平刚度D进行柱水平剪力分配 五. 框-剪结构截面设计 框架-剪力墙结构截面设计包括剪力墙墙肢、框架梁柱、连梁截面设计其中剪力墙墙肢、框架梁柱的配筋计算分别与剪力墙结构、框架结构相同连梁可按钢筋混凝土受弯构件进行正截面、斜截面承载力计算连梁通常采用对称配筋切不设弯起钢筋由箍筋和混凝土承担全部剪力可按框架梁的受弯、受剪公式计算还应注意连梁也应进行强剪弱弯的内力调整 六.地基基础设计 对于高层建筑设计时宜根据上部结构、工程地质、施工等因素选用能满足地基稳定性和变形要求的基础结构方案本工程采用桩基础通过挖除较深的土构成地下室从而减少基础自重减少基础沉降调整地基反力提高地基承载力和基础的稳定性 七.参考文献1、苏J01-2005.施工说明S.2、省通用图集：苏J9502-苏J95083、阳台（苏J9504）、楼梯（苏J9505）4、苏J9503-J04-2005.屋面建筑构造、阳台、楼梯、卫生间、洗手池S.5、苏J9508.室外工程S. 苏J05-2005.楼梯S.6、苏J09-2005. 轻质隔墙、墙身、楼地面变形缝S.7、苏J11-2006.铝合金门、窗S.8、屋面建筑构造（苏J9503）9、高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 3-2002、J218-2002）10、高层民用建筑设计防火规范11、GB50009-2001.建筑结构荷载规范S.12、GB50010-2002.混凝土结构设计规范S.13、GB50011-2001.建筑抗震设计规范S.14、GB50007-2002.建筑地基基础设计规范S.15、JGJ94-94.建筑桩基技术规范S.16、陈保胜建筑结构构造资料集（上、下）中国建筑工业出版社17、03G101-1.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图S.18、董安亮 臧从磊. 框架-剪力墙结构裂缝产生原因及控制措施.莱钢科技 2006年 2期 19、陈应波 龚兆先. 高层框-剪结构剪力墙数量确定及布置初步设计专家系统. 武汉理工大学学报 1996年 01期 20、魏忠泽; 秦桂娟. 框剪结构体系中剪力墙的合理数量. 沈阳建筑工程学院学报 1996年 02期 21、童衍蕃. 框架-剪力墙结构中剪力墙布置的研究 建筑结构学报 1983年 02期 22、黄世敏 魏琏 程绍革. 地震区框架-剪力墙结构最优剪力墙数量的研究 工程抗震 2003年 01期 23、周军 杜宏彪; 蔡龙. 框架-剪力墙结构体系概念化设计问题 2009年 01期 24、范永敏. 浅析框架剪力墙结构设计技巧 工程建设与设计 2009年 05期 25、侯丽红. 框架-剪力墙结构概念设计 山西建筑 2009年 17期 26、林玉英. PKPM程序在框架-剪力墙结构设计中的思考 福建建筑 2009年 08期 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 本设计主要研究高层框架剪力墙的建筑设计水平荷载作用下的框架-剪力墙结构设计及基础设计并了解结构电算过程、运用软件进行结构设计本课题研究方法：一、建筑设计部分 1、建筑体型选择与平面布置 1) 设计原则 建筑是供人使用的有功能作用的空间同一功能要求和使用目的的建筑可以有多种空间形式建筑体型一般综合反映内部空间又在一定程度上反映建筑的性格、历史时期和民族地域特点高层建筑体型还常常是街道、广场或城市某一个区域的构成中心鉴于此高层建筑体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能、空间与形式的辨证统一关系还要处理好与环境的关系以便在满足功能要求的同时生根于特定的环境给人以良好的感觉 同样对于建筑造型与平面布置的选择必须考虑结构因素以有利于结构受力平面形状应简单、对称、规则以减少地震灾害的影响 2）建筑造型 根据设计原则本设计采用双对称方型结构体系这种结构体系符合简单、对称、规则的原则 3）平面布置 本设计在平面上力求平面对称对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合避免结构在水平力作用下扭转 2、立面设计 立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系考虑建筑物整体的几个方面的统一相邻立面的连接与协调然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排最后对入口、门廊等进一步进行处理 节奏韵律和虚实对比是使建筑立面高于表现力的重要设计手法在建筑立面上相同构件或门窗作有规律的重复和变化给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出 3、剖面设计 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度建筑层数、建筑空间的组合利用以及建筑剖面中的结构、构造关系建筑物的平面和剖面是紧密联系的 电梯布置在建筑物大厅进门处消防疏散用楼、电梯布置在建筑物两端消防疏散用楼、电梯间均出屋面 4、垂直交通设计 本工程主要垂直交通工具是电梯对电梯的选用及其在建筑物中的合理布置将使高层建筑的使用更加合理同时还能提高工作效率 本设计中电梯布置在建筑平面的门厅处除了设置两部电梯外还设置了一部防烟（楼）电梯于建筑物的两端这样的布置可使建筑物内任意点至楼、电梯出口的距离均不大于30m满足高层建筑的防火要求 5、防火设计 1）耐火等级 本工程属二类建筑（1018层普通住宅和高度不超过50m的公共建筑）其耐火等级不能低于二级 2）防火设计要点 （1）总平面布局中的消防问题 a.选址应在交通便捷处根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过要求既靠近干道便于高层建筑中人群的集散又便于消防时交通组织和疏散 b.应设环形车道高层建筑周围应设宽度不小于3.5m的环形车道可以部分利用交通道路以便消防车能靠近高层主体能在消防时有足够的流线(2）疏散设计 发生火灾时学员往往还在远离地面的高层将他们全部迅速地疏散到安全地带是防火的重要环节疏散设计的原则是路线简单明了便于人们在紧急时进行判断同时供以室内任何位置向两个方向疏散的可能性 a.疏散所需时间 从火灾现场退出的时间不应超过2分30秒为宜通道宽度：按通过人数每100人不少于1m计算 b.疏散楼、电梯的位置 疏散楼梯是发生火灾时电梯停用的情况下最主要的竖向交通途径其位置应首先符合安全疏散距离的规定也应符合人在火灾发生后可能的疏导方向 本设计中楼梯设置于建筑的两端可双向疏散 (3)疏散楼梯间的防火防烟设计 疏散楼梯若只防火不排烟遇烟气袭人容易使人窒息疏散楼梯的避难前室是疏散路线中从水平到竖向的交通枢纽可缓冲人们的混乱聚集疏散楼梯的排烟设施要布置于此其面积不应小于6如与消防电梯合用则不应小于10 二、结构设计部分 框架-剪力墙结构设计包括结构布置、确定截面尺寸刚度计算荷载计算侧移计算内力计算及组合构件及节点设计基础设计画施工图等 该工程位于南京市虽然抗震烈度不大但因为是高层建筑因此需设剪力墙根据剪力墙布置原则本工程共设置4片剪力墙并贯穿全高高层建筑水平力是起控制作用的荷载本工程主体结构高度小于40m质量和高度分布比较均匀以剪切变形为主故采用底部剪力法计算 竖向荷载下的内力计算 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及每片剪力墙框架结构在竖向荷载下的内力用分层法剪力墙为一竖向悬臂构件承受各层楼盖、连梁、纵向连系梁传来的荷载及各层剪力墙自重荷载；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅按两端固定梁计算 框架-剪力墙结构房屋的重力荷载包括楼面及屋面荷载框架梁柱自重墙体及门窗等重力荷载 水平荷载作用下的内力计算 水平力首先在总框架与总剪力墙之间分配然后将总框架分得的份额按各榀框架的剪切刚度进行再分配；将总剪力墙分得的份额按各片剪力墙的等效刚度进行再分配最后计算单榀框架和单片剪力墙的内力 对于框-剪结构应计算整个结构单元上的风荷载并将其折算为倒三角形分布荷载和均布荷载