中学教学楼框架结构优质毕业设计开题报告.docx
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1、毕业设计任务书题 目: 深圳市福田区某中学第六教学楼框架结构设计 题目起源:导师实际科研项目 导师自拟题目 其它 题目属性:工程设计型 理论研究型 软件开发型 其它 研究方向: 框架结构 毕业设计基础内容和要求: 一、 设计目标:毕业设计是学生完成教学计划要求全部课程学习后,必需进行最终一个关键实践性教学步骤,是学生从学习转向工作岗位必需过渡阶段。经过这个阶段工程设计、施工或专题研究,培养学生含有综合应用基础理论和专业知识,独立分析、处理通常建筑工程技术问题能力,使学生受到工程师基础训练,达成培养目标要求。同时经过使用和熟悉结构辅助设计软件,了解软件编制原理,掌握计算软件所采取计算方法及现行规
2、范在计算机辅助设计中表现。培养学生正确使用计算机辅助设计良好习惯。二、 设计原始资料1、 气象条件:室外气温:基础气温最低为8,最高为35;冻土深度:;基础雪压:;基础风压:0.75kN/m2。2、 地质资料:18m以上为粉质黏土,fak=180kPa,地下水位深15m。3、 抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,设计基础地震加速度值为0.10g,场地土类型为III类。4、 地面粗糙度类别D类。5、 建筑场地:60m40m。6、 提供建筑材料:(1) 钢筋:HRB400级,HRB500级,HRBF400级,HRBF500级,HPB300级。(2) 混凝土:C20- C45。(3) 砌体(填
3、充墙):加气砌块、空心砌块,强度等级MU7.5(加气砌块、空心砌块容重小于),采取M7.5混合砂浆砌筑。三、 建筑物组成及功效要求深圳市福田区某中学第六教学楼,拟建6层,总建筑面积50006000平方米左右,室内外高差0.6m。要求采取钢筋混凝土框架结构。其中一般教室40个左右,每个70平方米左右;多功效大教室3-5个,每个200平方米左右;设电梯两部。无地下室。建筑物防火等级为二级。毕业设计关键研究问题: 1 掌握教学楼建筑基础要求。2 使用和熟悉结构辅助设计软件。3 掌握框架结构整体部署、受力特点、构件验算等。4 掌握结构抗震分析基础原理和方法。毕业设计应完成工作:一 建筑设计内容及要求1
4、、 平面设计(1) 依据设计要求,研究拟建建筑物位置及朝向,确定建筑物平面分区及各房间平面形状面积大小及位置。(2) 按使用功效要求及经济合理性选择结构体系。(3) 依据防火要求,分析确定门厅、走廊、楼梯、电梯等位置和数量。(4) 依据建筑物功效要求进行辅助房间如厕所、储藏室等面积、位置及平面设计。(5) 按采光通风要求,设计房屋门窗大小和位置。(6) 依据墙围护、承重作用及柱网等确定墙厚度、柱尺寸及轴线位置。2、 剖面设计(1) 依据建筑物功效确定各层层高。(2) 依据选定结构体系,估算关键构件尺寸,如梁、板、柱等。(3) 依据采光及通风及工艺结构要求,确定建筑物部分剖面高度。(4) 确定楼
5、梯及建筑物部分剖面尺寸。3、 立面设计(1) 依据平面和剖面设计,绘制建筑立面轮廓图。(2) 依据体型组合,调整各部分百分比尺度,使其完整均衡,百分比合适,主次分明,并使体型简练,和环境协调。(3) 利用多种手法,进行立面处理,使建筑含有一定美感,并对门廊、雨篷等部分进行关键处理。(4) 选择适宜装修材料,并进行色彩配置,使建筑物含有鲜明表现力。4、 结构方案考虑及平面、剖面草图绘制(1) 主体结构方案:确定结构承重体系,楼屋盖结构形式,并从抗震角度分析层高、总长、抗震墙间距和结构结构要求,使之满足抗震设防要求(2) 依据伸缩缝、沉降缝、抗震缝设置标准及基础方案设计墙柱连接部位尺寸。(3) 绘
6、制平立剖面方案草图,进行方案讨论并确定方案。5、 绘制施工图(1) 首层平面图1:100(2) 标准层平面图1:100(3) 建筑详图(4) 正立面图1:100(5) 剖面图1:100(6) 编制建筑设计说明书二 结构设计内容及要求1、 结构选型: 依据在建筑设计阶段已考虑结构承重体系、柱网部署,确定关键构件尺寸,如梁、板、柱等。2、 编制结构设计中多种作用计算原理(如风荷载、地震作用等),不一样体系结构分析简化计算方法。掌握简化计算方法假定条件、原理、计算步骤和荷载效应组合等内容。3、 荷载计算:依据初定建筑结构方案,和荷载规范、抗震规范进行荷载统计计算,计算各楼层重量(包含楼面恒载、活荷载
7、,隔墙重量等)。4、 利用PKPM软件进行结构刚度、效应分析、杆件内力标准值计算,基础掌握模型建立、荷载输入、参数确定、整体计算、结果分析等各关键步骤。结合规范了解输入参数含义,并将自己了解编制入计算书中。5、 对构件内力标准值进行组合。6、 一榀框架手算,梁、柱、墙构件配筋计算。7、 指定楼层楼板配筋计算。8、 楼梯配筋计算。9、 绘制结构施工图:结构平面部署图2张;现浇楼板配筋图2张;一榀框架立面配筋图1张;梁配筋图1张(平法表示);柱配筋图1张;关键节点详图1张。10、编制结构设计说明书。三 毕业设计结果(提要)1、设计说明书部分:(1) 设计任务书;(2) 中英文摘要;(3) 建筑设计
8、说明书;(4) 结构设计方案说明书;(5)结构设计计算书;(5) 附件:开题汇报(含文件综述);外文参考资料翻译(含原文);(6) 结束语。2、设计图纸。参考资料推荐: 1. 建筑抗震设计规范(GB50011-)2. 混凝土结构设计规范(GB50010-)3. 建筑结构荷载规范(GB50009-)4. 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-)5. 建筑设计防火规范(GB50016-)6. 建筑结构制图标准(GB T 50105-)7. 建筑制图标准(GB T 50104-)8. 建筑地基基础设计规范(GB50007-)9. 砌体结构设计规范(GB50003-)10. 建筑工程抗震设防分类标准(
9、GB50223-)11. 混凝土建筑结构设计中国建筑工业出版社,吕晓寅等编12. PKPM结构系列软件应用于设计实例机械工业出版社,其它要说明问题: 要求有一定计算机操作能力。XXXXXX土建学院级本科生毕业设计开题汇报姓名:XXX 班级:土木1004班 学号:XXXXXXXX毕设课题:深圳市福田区某中学第六教学楼框架结构设计指导老师:XX导师一文件综述1.1 框架结构介绍框架结构是指由梁和柱以刚接或铰接相连接而成,组成承重体系结构,即由梁和柱组成框架共同抵御使用过程中出现水平荷载和竖向荷载。框架能够是等跨或不等跨,也能够是层高相同或不完全相同,有时因房屋布局和空间使用要求等原因,也可能在某层
10、抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱框架。结构房屋墙体不承重,仅起到围护和分隔作用,通常见预制加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。框架结构构件截面较小,所以框架结构承载力和刚度全部较低,它受力特点类似于竖向悬臂剪力墙,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向全部承受很大水平力,所以框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理结构设计能够含有很好延展性能。1.2 框架结构中国外研究现实状况在中国,框架结构已被广泛应用于各类多层工业和民用建筑中。伴随社会发展,多层框架结构建筑越来越多。所以,应用越多,则要求越高。现在中国外这方面教授
11、也对框架结构进行了结构强化,施工简化等和使用当中碰到部分问题进行了研究。经过参考文件阅读和资料搜集,对现在框架结构应用和研究现实状况进行了总结。1.2.1 框架结构关键优点框架结构空间分隔灵活,自重轻,节省材料;含有能够较灵活地配合建筑平面部署优点,利于安排需要较大空间建筑结构;框架结构梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采取装配整体式结构,以缩短施工工期;采取现浇混凝土框架时,结构整体性、刚度很好,设计处理好也能达成很好抗震效果,而且能够把梁或柱浇注成多种需要截面形状。1.2.2 平面部署和选型研究框架结构设计首先对于建筑平面部署和结构选型是很关键,平面部署宜使结构平面形状简单、规则,刚度和承
12、载力分布均匀。不应采取严重不规则平面部署,另外结构平面部署应降低扭转影响。对于选型,在规范中构件选择需要依据建筑和建筑当地环境综合考虑和基础荷载计算来进行匹配,而且每个构件之间选择全部是相互联络相关,比如梁、板、柱选型。1.2.3 钢混框架结构抗坍毁研究(1) 现在,偶然荷载作用下钢筋混凝土框架结构坍毁过研究已经取得了很多令人瞩目标研究结果,这对于认识结构破坏和坍毁行为、预 防和减轻地震灾难起了很关键作用。但因为问题复杂性,对于一些关键问题研究还有待于深入深入研究。 (2) 框架结构破坏是一个损伤发生、积累和演化过程,这一点大家已经达成共识,但迄今为止,尚没有一个损伤模型能说明这一过程。 (3
13、) 针对框架结构破坏,提出了很多破坏准则。但这些准则只能解释部分或局部现象,存在很多问题需要深入研究。比如合理抗震破坏准则匮乏。现有准则未能反应荷载幅值和作用路径改变对结构累积损伤影响,替换荷载路径法中被移除构件确定方法单一 。设计时通常将底层柱逐一移除以确定重分布荷载传输路径,缺乏科学识别方法和依据;地震坍毁准则和评价指标较少。鉴于结构地震坍毁 反应复杂性,仅靠位移角来评价结构能否实现“ 大震不倒 ”存在不足。1.2.4 抗震设计研究规范中明确要求,当抗震等级大于等于6级地域必需进行抗震设防设计,本设计抗震设防烈度为7度,故必需进行抗震设计。抗震方法很多,比如:1.在选择建筑场地时,应该尽可
14、能避免部分地质条件差危险地段,当建筑场地无法避免时则应该对场地地基采取一定加强方法,加强地基承载力。2.对于选择规则建筑形态对抗震会有一定效果,当建筑形态不规则时则需要根据规范要求来设计。3.明确了解建筑微弱部位并进行有效加固。4.对建筑结构增添抗震缝等设计也有利于防震效果提升。1.2.5 框架结构“强柱弱梁”屈服机制研究从地震震害情况来看,大多数钢筋混凝土框架结构破坏始于柱端出现塑性铰,而整个楼屋盖系统几乎没有损坏。该破坏现象启发我们考虑多个问题:一是是否规范中要求不能满足“ 强柱弱粱”;二是在柱端首先出现塑性铰钢筋混凝土框架结构抗震性能怎样;三是现浇板存在对整体屈服机制影响。鉴于此,中国外
15、教授学者对现浇板框架“ 强柱弱粱 ”实现问题研究进行分析讨论。其中影响强柱弱梁原因有四个:梁端计算配筋和实际配筋差距,梁端负弯矩值,轴压比影响,现浇板影响。经过数值模拟和理论推导总结出对于不能完全实现“ 强柱弱梁”结构,应用总体失效准则 (顶点位移、层间位移、结构层侧移分布和能量耗散系数)和局部失效准则(塑性铰分布、塑性铰转动程度和结构延性需求),对产生梁柱混合铰屈服机制结构抗震性能进行综合评价。 1.2.6 框架结构填充墙裂缝控制研究1.2.6.1 控制砌块质量:在生产过程中要严格控制砂石材料,控制砂石碱含量、含泥量,优化砂石颗粒级配,规范化生产,确保砌块质量。并应建立严格砌块生产管理制度,
16、做好砌块养护,不到龄期不许可上墙。1.2.6.2 建筑物体型努力争取简单:建筑物体型复杂常常是减弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降关键原因,平面形状复杂建筑物,如“ 工” 字形,在纵横交叉处,基础密集,地基中应力重合,沉降量增加。同时,这类建筑物整体性差,刚度不对称,轻易遭受地基不均匀沉降危害而产生开裂。1.2.6.3 施工过程控制方法:立即做好混凝土试块检测,事先做好砂石质量确保方法,严格按要求做好基坑保护工作基础施工开挖不得破坏基底原状土,加强基础施工房心土回填及肥槽回填质量控制,避免泡槽,市政管线开挖施工要确保和建筑物基础保护距离。基坑开挖应避开雨季施工,如无法避免,应做好基坑降排水防护方
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