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徐州某多层住宅楼设计(方案一)开题报告

 2020-04-15 16:51:07  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

一、课题名称:

徐州市某多层住宅楼设计

本毕业设计题目来自于拟建项目工程,地点在江苏省徐州市。该楼为6层钢筋混凝土框架结构,总高18.05(底层层高3.05m,其他层高3.00m),建筑场地长96.5m,宽10.5m,建筑面积4378.5m2。在正常情况下,本工程的合理设计使用年限为50年。

二、项目研究背景:

所要编写的方案是住宅楼的框架结构的建筑设计,从课程设计资料中可以初步了解该工程基本的结构形式,安全等级,气象资料和工程地质资料,在设计过程中主要其计算荷载作用下的结构内力,找出最不利的内力组合,从而选取最安全的结果计算配筋并绘图。

三、本设计课题的意义:

(1)建筑设计部分:

主要是根据建筑功能的要求,进行建筑物的平面、立面和剖面设计,并绘制相应的建筑施工图。

对于框架结构,在结构建筑特点方面:它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框,加上楼板、填充墙、屋盖所组成的结构形式,楼板和横梁连在一起,横梁和柱通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础,力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯框架结构。框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不完全相同的,有时因房屋布局和空间使用要求等原因,也可能要在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙,仅起围护和分隔作用,所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工,建筑物的内外墙处理

十分灵活,应用范围很广,因此能为建筑提供灵活的使用空间。

(2)结构设计部分:

根据确定的建筑设计图纸,进行结构方案的选择,结构平面的布置,选择结构材料及其强度级别,确定结构构件截面尺寸,进行结构构件内力分析及截面承载能力计算,在此基础上,分别完成基础平面布置图、结构平面布置图、框架配筋图、楼梯配筋图等主要结构设计施工图,并编制毕业设计说明书。

建筑设计包括建筑总平面及建筑平面简图、立面图、剖面图和节点祥图。用AUTOCAD进行出图。建筑设计要满足建筑使用功能和外观要求。

结构设计包括结构布置,构件截面尺寸的选择及其材料标号的选择,基础形式的选择等。

在结构受力性能方面:框架结构构件截面较小,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,所以框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。

作为一个即将土木工程专业毕业的本科生,毕业设计是大学阶段尤为重要的一个环节。通过毕业设计,复习和巩固以前所学知识,把主要课程联系成一个完整的体系,了解整个建筑物建筑、结构设计的全过程,有系统地综合运用所学的基础理论和专业知识,来解决工程实际问题,达到加强技能性培养的目的;熟悉有关设计计算方法,培养进行调查研究、查阅文献、收集资料以及使用本专业各种规范和手册的能力;锻炼设计、计算、绘图、概算、运用技术资料撰写论文的能力,培养独立思考、独立进行工程设计的能力,为毕业后的工作打下坚实的基础。

四、文献研究概况

多层钢筋混凝土框架结构设计可以分为四个阶段:一是方案设计,二是结构分

析,三是构件设计,四是绘施工图。结构分析和构件设计是结构设计中的计算阶段,在

现代,已由电子计算机承担这一工作。但是,结构的计算并不能代替结构的设计。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。

钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。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形成空间结构体系。采用框架结构

体系时,框架梁应纵横向布置,形成双向抗侧力构件,使之具有较强的空间整体性,以

承受任意方向的侧向力。

本项设计采用钢筋混凝土框架结构体系设计,主要计算过程可以分为

四步进行:整体参数计算,整体合理性计算,构件优化计算和抗震性能验

算。每步计算中又包含多次试算,在上一步计算取得合理结果以后,方可

进行下一步计算,以便使结构计算过程科学化,提高设计工作效率。对本

课题的研究将分为建筑设计、结构设计、毕业设计整理三个方面。

(1)建筑设计分为初步设计及施工图设计两个阶段

在此阶段将拟定建筑方案,确定建筑使用的材料及做法,确定建筑的总体形状及各种尺寸。建筑设计包括建筑总平面及建筑平面简图、立面图、剖面图和节点祥图。建筑设计要满足建筑使用功能和外观要求。

(2)结构设计阶段

此阶段包括计算确定荷载,同时进行荷载分析、内力计算,进行最终结构图的绘制,结构计算分手算和部分电算。

框架结构设计包括结构布置,构件截面尺寸的选择急其材料标号的选择,基础形式的选择等。

通过结构内力计算来确定各种杆件截面尺寸和配筋设计。框架柱按实际情况分别采用轴心受压和偏心受压来计算。梁考虑正截面抗弯计算和抗剪计算。基础考虑地质条件和上部结构、荷载条件。

本工程框架结构的竖向荷载计算采用荷载迭代法近似计算。水平荷载包括:风荷载和水平地震作用,计算采用改进反弯点法即D值法来近似计算。

荷载最不利组合考虑一般荷载组合和地震作用下的荷载组合 。

对于框架结构一般最不利组合(不考虑地震作用):

(1) 恒 任一活荷载

(2) 恒 0.9*(使用活荷载 风荷载)

控制截面:框架梁的控制截面是支座面和跨中截面,支座截面一般由受弯和受剪承载力控制,跨中由受弯承载力控制。梁支座截面的最不利位置在柱边。对于框架柱控制截面在上下端由弯矩和轴力控制。

根据本工程的地质和上部结构和荷载综合考虑采用条形基础。基础、内力计算采用倒梁法,控制截面和构造按规范要求设计。

最后,我们还要进行”三水准、两阶段”设计方法进行抗震设计:

1、 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

2、 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。

3、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。

其他结构和构造按其规范要求设计。

(3)毕业设计整理阶段

按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果,做好毕业答辩准备工作。

设计全过程将充分考虑安全、经济、适用三要素,建筑设计注意与周围环境的协调,功能区组合合理。结构设计要求结构布置合理,构件设计经济合理。

五.毕业设计(论文)进程安排

起讫日期

设计(论文)各阶段工作内容

备 注

第1-3周(2.25-3.17)

建筑方案及建筑施工图

3.0周

第3周结束时上交全部建筑施工图,建筑指导教师作初步批改。

第4周(3.18-3.24)

结构选型与布置及布置图的绘制

1.0周

第5周(3.25-3.31)

计算简图及荷载计算

1.0周

第6-7周(4.1-4.14)

框架内力计算及内力组合

上机计算

2.0周

第8周(4.15-4.21)

框架梁、柱截面设计,上机计算

1.0周

第9周上半周(4.22-4.24)

现浇楼面板设计、上机计算

0.5周

第9周上半周(4.25-4.28)

楼梯结构设计计算、上机计算

0.5周

第10周(4.29-5.5)

(期中检查)

基础设计、上机计算

1.0周

第11-13周(5.6-5.26)

绘施工图、整理前述工作的计算书

3.0周

第13周结束时上交全部建筑、结构设计成果,指导教师批改。

第14-15周(5.27-6.9)

施工组织设计

2.0周

第15周结束时上交施工设计成果,指导教师批改。

第16周(6.10-6.17)

评阅、答辩,评定成绩

1.0周

  

六、参考资料

[1] 建筑设计资料集编委会编.建筑设计资料集(8)第二版[M].北京:中国建筑工业出版社,1996.

[2] 建筑设计资料集编委会编.建筑设计资料集(9)第二版[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[3] 建筑结构构造资料集编委会编. 建筑结构构造资料集(上、下)第二版[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[4] GB50009-2012.建筑结构荷载规范[S].

[5] GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].

[6] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].

[7] GB50003-2011.砌体结构设计规范[S].

[8] GB50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].

[9] JGJ94#8212;2008.建筑桩基技术规范[S].

[10] 11G101-2.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].

[11] 建筑结构构造资料集(上、下)[Z].北京:中国建筑工业出版社.

[12] 徐秀丽主编.混凝土框架结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社.2008.8.

[13]梁兴文,史庆轩主编.土木工程专业毕业设计指导[M].北京:科学出版社,2005.

[14]董军、张伟郁、顾建平编著.土木工程专业毕业设计指南-房屋建筑分册[M].北京:中国水利水电出版社,2002年3月

[15] 周果行编著,房屋结构毕业设计指南[M].中国建筑工业出版社,2004.

[16]李宏男、崔熙光、邹超英等编著.多层及高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[17]张维斌主编.多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[18] 杨秀娟,张永胜.基于抗震性能的框架结构柱网尺寸优化选择[J]. 山西建筑,2010年9月.

[19] 蒋正跃,付云松. 钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨[J].山西建筑,2010年9月.

[20] 吴涛.钢筋混凝土框架结构的延性抗震设计[J]. 有色冶金设计与研究, 2010年8月.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、研究对象

本毕业设计题目来自于拟建项目工程,地点在江苏省徐州市。该楼为6层钢筋混凝土框架结构,总高18.05(底层层高3.05m,其他层高3.00m),建筑场地长96.5m,宽10.5m,建筑面积4378.5m2。在正常情况下,本工程的合理设计使用年限为50年。

二、拟解决的问题

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