连云港宝月湖科创社区6#楼结构设计开题报告

 2023-12-14 02:14:25

1. 研究目的与意义

毕业设计作为大学通往毕业的最后一个关卡,是对我们大学所学知识的最后检验,是我们投入工作之前的实战训练。以下简述本次课题的选题背景和选题意义:

选题背景:本课题是连云港宝月湖科创社区6#楼结构设计,课题来源于工程实际,建筑总长为50m,一层层高为5.5m,二至四楼楼高均为3.9m,不上人屋面,室内外高差0.3m。横向三跨,纵向六跨。本建筑设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,地基基础安全等级为丙级。工程所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第三组,场地类别为Ⅱ类,设计特征周期 。基本风压:0.55kN/m2,地面粗糙度类别为B类,基本雪压:0.4kN/m2

选题意义:通过该结构设计可以使学生巩固在大学里所学过的专业知识和专业基础知识,系统的将大学四年所学的知识联系在一起,做到理论联系实际,掌握建筑工程设计的程序和方法。随着混凝土框架结构设计理论趋于成熟与规范化以及结构设计软件的迅猛发展,结构设计周期明显降低。我们要了解并熟悉框架结构设计的全流程以及设计方法,比如我们要学会:读取建筑图纸,从建筑图里获取结构设计需要的信息;根据实际条件合理结构布置,进行结构选型;根据所学知识,合理建立计算模型;依照规范,进行内力组合,选取不利截面进行配筋设计;掌握PKPM结构设计软件,进行电算校核;以及绘制结构施工图纸。

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2. 课题关键问题和重难点

结构方案设计:

完成结构选型(包括楼板、屋面板、楼梯、门窗及过梁等标准构件),确定结构布置方案,选取有代表性的计算单元,确定计算简图,导算荷载,进行内力分析与组合,并对结构构件进行截面设计;根据地质资料,完成基础选型、基础平面布置和相应设计计算;所有计算采用结构分析软件(PKPM)进行;按自然科学类论文撰写格式要求编写结构计算设计说明书。现浇框架结构中,设计时从构件的结构重要性和受力特征分析。

最后我们要综合上面的这些设计原则,选择最优方案,结构设计没有唯一的答案,具有很高的灵活性,我们要学会多方面权衡,从而达到经济效益的最大化。在截面尺寸的估算中,梁截面尺寸要根据跨高比估算,柱要根据轴压比估算,板 厚根据跨高比估算。变形缝设置则是通过查找规范,看结构是否要设置伸缩缝、沉降缝、防震缝。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

根据查阅的规范可知,框架结构的优缺点如下:首先框架结构的空间利用比较灵活,因为墙体不承重,可以比较灵活地配合空间的功能布置。另外还有自重较轻,材料用量较少等优势。在结构构件的方面,框架结构的梁和柱基本都是固定化或标准化的。可以选择车间生产然后进行整体装配的做法,可以有效地缩短工期;如果采用现浇的混凝土浇筑时,结构的整体性和刚度较好,通过合理的设计也可以达到不错的抗震效果。框架结构的缺点也是比较明显的,由于框架的侧向刚度较小,在强烈的水平荷载(强风荷载,强烈的地震作用)作用下,整体的框架结构产生的水平位移大,容易造成非结构性破坏。

混凝土框架结构有以下特点:空间分隔灵活,自重轻,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期。采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。现状及发展趋势为混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼,也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度。

本次设计的结构设计特点和材料特点大致便是如此。在设计的时候,我们需要用到CAD、PKPM和Revit。结构分析是结构设计中极为重要的一个环节,主要计算结构在各种作用下的效应,使结构满足安全、适用和耐久的需求。在这一步我们需要简化模型和结构计算,可以先画出计算简图,进行框架内力计算计算,竖向荷载利用力矩分配法,水平荷载使用D值法进行计算,计算量相对较大,而为了提高工作效率,用近似方法计算(手算)框架结构在水平荷载和竖向荷载作用下的结构内力并与PKPM 结构设计软件的计算结果进行比较,内力组合采用Excel对荷载标准值进行组合。框架结构的布置灵活,容易满足建筑功能和生工艺的多种要求。同时,经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。但是,框架结构承受水平力(如风荷载和水平地震作用)的能力较小。当层数较多或水平力较大时,会产生较大水平位移,在强烈地震作用下往往由于变形过大而引起非结构构件的破坏。

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4. 研究方案

对本课题的研究计划分为设计准备、结构设计两个方面。

设计准备阶段:收集必要的设计原始资料,参考同类型设计的文字和图纸资料,完成对给定的英文文献翻译和开题报告。学习有关的国家法规和规范。根据原始资料可知:建筑总长为50.0m,一层局部最大宽度为36m,一层层高为5.5m,二至四楼楼高均为3.9m,不上人屋面。横向三跨,纵向六跨。本建筑设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,地基基础安全等级为丙级。工程所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第三组,场地类别为Ⅱ类,设计特征周期 。基本风压:0.55kN/m2,地面粗糙度类别为B类,基本雪压:0.4kN/m2

板:板厚主要由次梁间距决定,通过板的受力情况、荷载大小确定。查阅《混凝土结构设计规范》可知,对于民用建筑,单向板厚度不小于60mm,双向板厚度不小于80mm,且要求单向板跨厚比不大于30,双向板跨厚比不大于40。

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5. 工作计划

毕业设计工作进程表

起止日期

工作内容

备 注(指导教师检查)

第1周

了解毕业设计有关要求,完成英文翻译的修改。熟悉任务书,完成开题报告。熟悉建筑图,考虑结构方案。

检查英文翻译、开题报告

第2周

进行结构布置,荷载计算;电算建模。

检查结构方案,指导建模

第3周

完成电算建模,进行结构整体计算。

检查计算模型及电算结果

第4周

手算复核竖向荷载和水平荷载(地震作用)作用下的一榀框架的内力。

检查手算结果

第5周

手算复核竖向荷载和水平荷载(地震作用)作用下的一榀框架的内力。

检查手算结果

第6周

一榀框架的内力组合,结构构件的设计。

检查计算结果

第7周

基础结构计算及设计。

指导并检查设计计算结果

第8周

绘制施工图(结构平面图、梁和板配筋图以及框架柱整体平面配筋图)

指导并检查绘图进展情况

第9周

绘制施工图(基础施工图,结构施工总说明)

指导并检查绘图进展情况并检查绘图成果

第10周

整理计算书,完成论文初稿

检查论文初稿质量

第11周

论文规范性检查、图纸质量检查并修改 ;准备毕业设计答辩

检查毕业设计成果质量

第12周

答辩

答辩

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