开题报告-柳州市某单位综合办公楼结构、施工设计.doc

土木建筑工程学院2013届毕业设计 广西科技大学土木建筑工程学院土木工程专业2013届毕业设计开题报告课题名称：柳州市某单位综合办公楼结构、施工设计 轴框架设计、3层轴现浇板设计、4层轴楼梯设计院 别: 土木建筑工程学院 专 业： 土木工程（建筑方向） 班 级： 土木092班 学 号： 姓 名： 指导教师： 二一三年三月一、本选题研究的目的及意义作为土木工程专业的学生，深知土木工程设计范围之广，以及和社会生活联系之密切，钢筋混凝土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。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。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；毕业设计就是让我们熟悉掌握这一主流结构体系的设计及运用。毕业设计是在专业有关课程已修完的基础上进行的综合实践教学环节，本毕业设计的内容是对整栋建筑物的结构设计和施工设计，所以对专业知识的要求非常高；它以实际工程为课题，在教师指导下，通过毕业设计的实践，对基础课程如建筑制图、结构力学、CAD等，专业课程如专业基础课、混凝土结构设计原理、地基与基础工程等课程涉及的知识进行进一步系统巩固、加深和拓展，学习贯彻“经济、适用、安全、美观”的方针，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，经受实际工程设计的锻炼；通过实际工程的结构设计和施工组织设计，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；培养我们独立自主的能力，以及认真的学习态度，加强我们的团队合作、敬业的精神。二、本工程概述1建筑设计图纸：从建施101至建施1010（共10张）2规模：本工程为柳州市某单位综合办公楼工程，建筑设计工作已完成。总高度为 24.6m，主体高度21.6m总建筑面积6326.69m2，总楼层为地上5层，各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图3防火要求：建筑物属二级防火标准4结构形式：钢筋混凝土框架结构，填充墙厚度240mm5气象、水文、地质资料：主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风,基本风压值为0.55KN/ m2建筑物地处南方，不必考虑雪荷载和积灰荷载作用自然地面-5m以下可见地下水地质资料：地质持力层为黄粘土，孔隙比为e=0.85，液性指数IL=0.90，场地覆盖层1.0m，场地土壤属类场地土，地基承载力215 KPa抗震设防：该地区抗震设防烈度为7度，该建筑物为丙类建筑物，设计地震分组为2组。建筑设计图纸附后，要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计、施工设计。三、设计思路、内容、步骤和强制性规范的满足情况1.结构设计方面的设计原则和程序本工程结构设计是在建筑设计已完成的前提下进行，结构形式为框架结构。结构设计应在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可行、经济合理、技术先进、施工方便，以及工程所在地区等因素。根据建筑物的平面形状、长度尺寸、层数及地基条件等因素，确定建筑物是否需要设置变形缝以及变形缝所在位置，根据选定结构体系和结构形式进行承重结构或构件的布置。结构布置要荷载传递直接，受力明确，并按规范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。在结构布置的基础上，深入考虑在竖向荷载和水平荷载的作用下，结构体系之间协同工作的程度，合理的确定结构或构件的处理，使结构构件极其连接的节点满足强度、变形的要求，最终把结构布置和构件设计准确的反映到施工图中。2.结构设计过程与内容 结构布置与荷载计算：应用PKPM软件建立结构计算模型，计算并输入荷载 结构计算分析：应用PKPM软件进行结构计算 构件截面设计及构造要求：应用PKPM软件进行结构计算、出施工图，对照规范校核构造要求 基础设计：应用PKPM软件进行设计、出施工图 楼梯设计：应用设计软件进行楼梯设计，用AutoCAD 绘制施工图 手工计算部分：对指导教师指定的平面框架进行设计，计算其荷载、内力，进行弯矩调幅、内力组合，对指定的一榀框架（或框架部分构件）进行截面设计；对任务书指定的楼板层进行现浇板的荷载、内力计算，并计算其配筋量并选配钢筋；对任务书指定的一层楼梯进行设计；对任务书指定的一榀框架进行柱下基础设计；将手工设计结果与软件设计结果进行比较分析，找出误差原因。 整理结构设计成果：编制结构设计说明；整理设计计算书；整理、打印施工图，图纸规格为1号或2号图纸。3.结构部分计算的大概步骤初估梁柱截面尺寸 荷载计算水平地震作用的侧移验算 风荷载作用下的侧移验算水平地震作用下横向框架的内力计算 竖向荷载作用下框架的内力计算框架梁柱配筋 板的配筋计算楼梯配筋 基础的设计及配筋计算4.施工组织设计的内容根据自己完成设计工程项目的建筑、结构施工图，编制单位工程施工组织设计的以下内容： 工程概况及施工条件分析：在编制单位工程施工组织设计时，必须对概况及施工条件进行分析，它是选择施工方案，编制施工进度计划、设计施工现场平面布置图的前提。学生可根据结构设计掌握的资料，结合现场勘察情况概要说明分析，并说明施工准备工作情况及办理开工手续具备条件和资金的情况。 施工方案和施工方法的选择：根据掌握的工程资料分析后，列出几种可能的施工方案，进行比较选择最优方案，确定总的施工程序、施工顺序、施工流向，划分施工段，主要分部分项工程施工方法的选择，主要施工机械的选择，特殊项目施工方法和施工技术措施，质量和安全技术措施，文明施工现场管理措施等。 编制单位工程施工进度计划：施工进度计划可用横道图或网络图表示。确定工程项目的分部分项及计算工程量，查劳动定额确定各段各分项劳动量及建筑机械台班数，进行合理劳动力组合确定各分部分项工程的工作日，确定施工顺序及其搭接和交叉作业，以便编排施工进度，要求严格按施工进度计划的形式绘制，完成横道图时须绘出劳动力动态曲线，表明必要的技术经济指标；完成网络计划图时关键线路必须标明用粗黑箭线表示并计算标出总工期。 编制资源需要量计划：包括劳动力、主要建筑材料、构配件、施工机械、施工准备工作计划，主要材料计划要求通过工料分析汇总得出，资源需要量计划均以列表形式编制。 设计单位工程施工平面布置图：根据施工方案、进度计划情况合理安排布置施工现场平面图，要求布置合理、用地紧奏，采用图例符合要求，内容包括垂直运输施工机械布置、各种材料、构件、半成品的堆场及仓库，临时设施、交通道路、水电管网、搅拌机及其它设施合理布置的位置、面积、尺寸，施工用水用电要求通过计算选择。 确保工程质量和安全施工措施、降低成本及文明施工措施等 技术经济指标、结束语包括建筑面积、总造价、单方造价、总工日、单方用工、劳动力不均衡系数等指标，其中工期参考国家工期定额广西 类地区工期，劳动力不均衡系数在12之间，结束语说明向对该工程施工组织设计给予帮助及指导的专家致谢。5.强制性规范的满足情况 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。 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。 做好“强节点弱构件”的设计，还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。 梁的截面尺寸梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比不宜大于4；净跨与截面高度之比不宜小于4。 柱的截面尺寸柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：截面的宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱直径不宜小于350mm；剪跨比宜大于2；截面长边与短边的边长比不宜大于3。 加密区的长度梁端、柱箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应符合规范的要求。总之，本结构设计必须准守中华人民共和国国家标准规范，在进行设计期间一定要对规范熟悉。综上述可知，在整个毕业设计的过程中，我们要通过运用各种通用图集和设计规范以及国家、地方标准，完成多层建筑的结构选型，结构布置，结构设计及建筑图、结构图、施工图的绘制。这不仅要求我们有较强的文献检索、规范应用、图集观摩、综合应用所学各门专业知识来分析和解决问题的能力，还要求具有独立思考、独立设计、开拓创新的精神。此外，在设计中涉及到很多计算机软件，如 Office中的Word、Excel，绘图软件AutoCAD和天正，结构辅助计算的PKPM及等，通过对这些软件的应用，更能提高我们对计算机的应用能力，真正达到学以致用，理论与实践相结合的效果。这对每个土木工程专业的毕业生来说，是一个挑战，也是一次机会，我们要用它来检查和提高我们对基础理论和专业知识的理解、掌握程度及综合应用的实践能力。这也是本毕业设计研究的目的和意义所在。四、设计中可能遇到的技术难题及拟采用的解决方法1多层建筑结构布置，在满足建筑功能、工艺和生产使用要求的同时，力求平面和竖向形状简单、整洁，柱网对称、刚度适当、荷载分布均匀,结构传力简捷，构件受力明确。2进行多层建筑结构布置时，应重视选择建筑参数,以利于最大限度的采用国家标准构件。3柱与定位轴线的关系： 横向-柱的定位轴线与横向定位轴线应重合。 纵向-一般情况下边柱外缘与纵向定位轴线相重合,个别情况下，也可以边柱中心线与纵向定位轴线相重合,中柱中心线应与纵向定位轴线相重合。 变截面的边、中柱皆以框架最上层柱中心线为纵向定位轴线。 边柱截面变化时，上、下层柱取边柱外缘齐平。4框架柱和梁的中心线应重合，尽量避免梁位于柱的一侧.否则,要考虑偏心对节点核心区和柱子的不利影响.如果有偏心，偏心距也不能大于柱截面在该边长的1/4。5柱的净高与柱截面(长边)的比值应大于4，以免出现短柱。6做施工组织方案是要考虑多方面的因素，力求经济。7板的计算问题板的计算方法有弹性理论设计方法和塑性绞线法设计方法。当板厚远小于板短边边长的1/30，且板的挠度远小于板的厚度时，双向板可按弹性薄板理论计算，计算时，只需根据实际支承情况和短跨与长跨的比值，直接从表中查出弯矩系数，即可算得有关弯矩，表中列出了在均布荷载作用下六种支承情况板的弯矩系数和挠度系数；多跨连续双向板的计算多采用以单区格板计算为基础的使用计算方法，双向板按塑性理论计算的方法很多，塑性铰线法是最常用的方法之一，塑性铰线与塑性铰的概念是相仿的，塑性铰出现在杆系结构中，而板式结构则形成塑性铰线，两者都是因受拉钢筋屈服所致，通过比较，选择弹性理论设计方法比较好。8基础的设计问题基础的设计根据地质报告结合结构特点选取合理的基础形式，按照地基承载力的大小，选定基础的形式：地基地质好的情况就采用浅埋的独立基础，地基较差的情况可采用桩基，如果地基土有软弱土层还要考虑用箱基、筏基。综合考虑既能满足承载力要求又不能造成过大的浪费的原则，进行基础设计。此综合楼所处地质较好，地质持力层为粘土，场地覆盖层为1m，地基承载力特征值为215kPa。在满足承载力要求的前提下，从经济方面考虑，本工程采用柱下独立基础。9砌体的设计问题砌体材料采用空心砖，轻质耐用。框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时，框架结构如采用砌体填充墙，其布置应符合下列要求： 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。砌体填充墙及隔墙应具有自身稳定性，并应符合下列要求： 砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架梁或楼板密切结合； 砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm左右设置2根直径6mm的拉筋，拉筋伸入墙内的长度，6、7度时不应小于墙长的1/5且不应小于700mm，8、9度时宜沿墙全长贯通； 墙长大于5m时，墙顶与梁（板）宜有钢筋拉结；墙长大于层高的2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高处（或门洞上皮）宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。10楼梯的设计楼梯的设计内容有结构布置、荷载计算、内力计算、配筋计算及绘制施工图。根据建筑要求和施工条件，确定楼梯的结构型式和布置；根据结构类型，按荷载规范确定楼梯的活载，进行楼梯各部分的内力计算和截面设计；绘制施工图，特别应注意处理好连接部位的配筋构造。总之，在设计中一定要遵守规范的要求，遇到不清楚的地方要及时的问老师或者去图书馆查阅资料。五、设计进度计划毕业设计共14周，其中：结构设计为11周（含开题报告、翻译1周），施工组织设计为3周。1开题报告;开题报告主要讲述根据目前所了解的专业知识对已选定的承重结构体系和结构形式进行定性的分析比较，并说明所采用的结构体系、结构形式的理由，以及如何利用专业知识作毕业设计，应对毕业设计的过程作一个大致的计划。必须在2013年3月3日前完成。2结构设计总时间为11周，大体分配如下，请同学们严格控制进度：开题报告、收集资料及翻译 时间：1.0周收集资料及各结构层结构平面布置并绘制施工图 时间：1.0周某层现浇板的计算并绘制施工图 时间：0.5周现浇楼梯的设计及施工图的绘制 时间：0.5周荷载计算并完成一榀框架的内力分析和配筋计算 时间：4.0周模型输入复核框架配筋，计算机出图、调图 时间：3.0周基础设计及施工图的绘制 时间：1.0周3施工设计总时间为3.0周，大体分配如下，供同学们参照并严格控制进度：熟悉施工图，划分施工项，计算各分项工程工程量 时间：1.0周施工方案，施工进度，施工平面图设计 时间：1.0周施工进度计划表及施工平面图绘制，整理设计成果 时间：1.0周4.计