泰州人民医院办公楼设计开题报告
2020-07-25 22:42:54
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述 一、 课题目的及意义 毕业设计作为大学结束时间的一个实践环节,有着其不可替代的地位所在,它的重要性和必要性将会很明显的体现在将来的实际工作当中,它是大学阶段一个尤为重要的环节,是对我们大学期间所学知识的一次综合性和系统性的运用,要求我们做到知识的系统化、实际化,做到理论联系实际。 在这次毕业设计中,我们要了解和掌握建筑设计的全过程,锻炼自身的独立分析和创新能力,并要做好调查研究,要养好搜集资料和查阅资料的习惯,锻炼自我外文翻泽能力,让自身向着一个合格工程师的方向去发展和努力。 此次毕业设计我的做的课题为泰州人民医院办公楼设计。我要在设计过程中运用大学期间学到的各项知识并利用PKPM-BIM、Archicad、PKPM等相关软件进行机算,并手算其中部分框架,并用计算机进行验算。通过这个过程我不仅能学到设计相关的知识,发现自身的不足,还能了解框架剪力墙结构的特点和设计方法等,使我对建筑结构有了更深一层的了解。这对我以后的工作学习有很大的帮助。 高层建筑是社会生产的发展和人们生活需要的产物,是商业化、工业化和城市化的结果。在高层建筑结构设计中,除了竖向荷载外,水平荷载也是设计的主要控制因素。特别是随着房屋高度的增加,水平荷载产生的内力越来越大,会直接影响结构设计的合理性、经济性。分析水平荷载与结构体系的关系,根据建筑高度、尺寸和其他条件,选择经济而有效的结构类型和结构体系,便成为结构设计的首要问题。 高层建筑的结构体系,主要有框架结构体系,剪力墙结构体系,框架#8212;剪力墙结构体系(简称框剪结构体系),筒体结构体系和巨型(超级)结构体系。这些体系的受力特点、抵抗水平荷载的能力、侧向刚度和抗震性能等各不相同。在这几个结构体系当中,属于中等刚性结构的框剪结构有着框架结构和剪力墙结构两者的优点,把两种结构结合起来,在同一结构单元中同时采用框架和剪力墙结构,共同承受竖向和水平荷载,起到了取长补短的作用,因而它广泛的运用于高层办公、住宅、旅馆等建筑中。 二、国内外发展状况 我国高层建筑不断迅速发展,建筑高度不断增加,建筑的类型和功能越来越复杂,结构的体系更加多样化,这些都显示了我国高层建筑结构设计和施工技术水平得到了很大的提高。我国高层的发展历史悠久,从古代时期的塔到现在的各个摩天大楼,高层在我国已经走过了两千多年的岁月。而进入90年代随着改革开放事业的不断发展,这类建筑更是迅速的发展。 在国外,不管发达国家还是发展中国家,都有着各自的发展状态,但是不管是何种发展状态,经济都在不断更新和发展当中,办公楼的使用和各项要求也在不断变化,其设计技术也在不断的升华中。 而现代办公楼作为城市公其化的空间,就要让人们能够感觉到其公共性,即所谓的可进入性形式。比如在光线感、透明度、亮度色彩、材料、形式等方而进行了表达,创造出某种空间秩序,使来访者更加清楚建筑物所创造的不同空间层次氛围,传达这种场所的开放精神。信息时代的来临,则更加突出了这种需求。并且在强调开放之余,还强调信息的高速流通,人们日常交流的便捷等。因而对现有办公楼的需求从功能、形式上都发生了相应的变化。 人们中物质的需求转向对信息的需求,交流的需求。因而现有办公楼,尤其是办公建筑,往往集办公、娱乐、餐饮、休闲、购物、居住等一体,这样不但节约城市用地,节省城市市政设施投资,缩短交通联系路程,而且让人们能够有更多的时间和机会交流和沟通。办公楼一经建成,其结构及布局就很难改变。因此,充分考虑设计的适应性、灵活性就成为现代办公楼的一个重要特征。近年来兴建的相当部分高层办公楼都采用了大空间灵活平而布局形式,具有较强的应变能力。由于办公的内容与方式不同,最合适的空间形式莫过于一个大空间, 以适应现代办公组织体系的不断调整,不断更新。 办公楼因其自身的特点和所处位置等无可厚非的成为了城市空间的一个重要部分,影响着城市的美观和使用等因素,这更体现了办公楼设计的重要性。
三、工程概况及基本设计资料 1.工程概况 本工程位于泰州市,总建筑面积约12757平米,其中:地上建筑面积9768平米,地下2989平米,占地面积976.8平米。该建筑为框架结构,地上十层,地下一层,总高度36.9米,首层高度4.5米,二#8212;十层层高3.6米。工程的平面图见附图。 2.气象资料 2.1基本风压:0.35kN/m2 2.2基本雪压:0.40kN/m2 3.工程地质资料 3.1本工程场地较平坦,根据地质钻探,该场地土质较均匀。 3.2地下水位较高,在天然地面以下1.6~2.4米处,无侵蚀性。 3.3场地无液化土层,属于Ⅱ类场地土。 详细地质勘查情况见本任务书附录资料。 4.结构和基础的安全等级 1.建筑结构的安全等级为二级。 2.拟建场地位于7度区,按”建筑抗震设防分类标准”,本工程为丙类建筑,按7度设防标准采用抗震构造。 3. 地基基础设计等级:丙级。 5.荷载取值 按《建筑结构荷载规范》GB5009-2012采用。 四、框剪结构简介 1.概念 框架剪力墙结构也称框剪结构,从字面上讲就是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,受力特点是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的受力形式,框架与剪力墙的相互作用力使整个框架剪力墙结构更加的稳固。 2.框剪结构受力特点 框剪结构是当代高层建筑设计普遍采用的结构形式,全称为”框架剪力墙结构”(frame-shear wall structure)该结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,足够数量的剪力墙使建筑本身拥有相当大的刚度。框剪结构的受力特点是框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力结构形式,所以它的框架不同于纯框架中的框架,剪力墙在框剪结构中也不同于纯剪力墙结构中的剪力墙,因为在下部楼层剪力墙的位移较小,它拉着框架按弯曲型曲线变形,剪力墙承受大部分水平力,上部楼层则相反,剪力墙位移越来越大,有外侧的趋势,而框架则有内收的趋势,框架拉剪力墙按剪切型曲线变形,框架除了负担荷载产生的水平力外,还额外负担了把剪力墙拉回来的附加水平力,剪力墙不但不承受荷载产生的水平力,还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力,所以上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小,框架中也出现相当大的剪力,框架剪力墙结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。 3.框剪结构设计及施工的特点 在建设用地日益紧张的今天,高层框剪结构的建筑设计被广泛采用,高层框剪结构一般都设计地下室,基础采用筏板基础全现浇砼结构,在高层建筑群体建筑设计中,一般利用地下室或架空层与各主楼连接,主楼基础与地下室连接,连接部分的基础之间设置后浇带,后浇带一般设计要求在主楼主体封顶后再进行浇筑,高层框剪结构建筑根据设计的高度和层数不同,每平方米含钢量在55kg~85kg之间,设计选用的钢材,主受力钢筋一般采用二级钢和三级钢,三级钢采用的较多,构造钢筋一般选用二级钢和一级钢,砼设计一般采用C50 、C40 、C35三个等级的砼,也有个别采用C55、C60等级的。 当前,框剪结构施工较流行的工艺为:采用现场搭设钢管脚手架作为承重和支撑体系,采用现场加工木模板作为砼构件的成型模具,钢筋采用直螺纹连接和竖向对焊;城市市区施工采用商品砼,郊区施工条件许可可自设大型搅拌站,砼现浇采用砼输送泵进行浇筑,振捣采用插入式振动器振捣,垂直运输采用塔吊和施工电梯。 4.框剪结构优点 (1)、框架结构建筑布置比较灵活,可以形成较大的空间,但抵抗水平荷载的能力较差,而剪力墙结构则相反。 (2)、框架一剪力墙结构使两者结合起来,取长补短。 (3)、在框架的某些柱间布置剪力墙,从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。在这种结构中,框架和剪力墙是协同工作的,框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平荷载。 框剪结构适用范围:这种结构一般宜用于10~20层的建筑。 三、参考文献 除相关教材外外,主要参考以下资料: 1、苏J01-2005.施工说明[S]. 2、省通用图集:苏J9502#8212;苏J9508 3、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#8212;2010) 10、高层民用建筑设计防火规范。 11、GB50009.建筑结构荷载规范[S]. 12、GB50010.混凝土结构设计规范[S]. 13、GB50011.建筑抗震设计规范[S]. 14、GB50007. 建筑地基基础设计规范[S]. 15、JGJ94. 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#8212;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#8212;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
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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
一、研究内容与要求
根据所提供的总平面图和设计要求,完成主要建筑设计、PKPM点算、结构内力计算、构件截面设计、基础设计计算、施工图绘制等工作。
具体要求如下:
1.建筑部分
根据所提供的总平面图及标准层柱网布置图,进行建筑设计,并完成相应的建筑施工图绘制。
2.结构部分
2.1进行结构(框架、剪力墙)布置。
2.2进行PKPM点算,验算结构布置是否合理可行。
2.3对下列结构、构件进行设计计算:
2.3.1一榀横向框架和一片剪力墙以及一根连梁:完成荷载计算(包括地震作用),内力分析,内力组合与截面设计。
2.3.2现浇楼面板:任选一层手算,其余各层软件计算。
2.3.3楼梯设计:任选一层楼梯手算,其余软件计算。
2.3.4基础设计:完成基础选型、平面布置,基础设计计算。
2.4绘制施工图(详细要求见后)。
2.5编写计算说明书。
详细说明建筑结构设计的依据,设计计算过程。要求设计计算书还应包括中英文摘要、目录、正文、参考文献、致谢等基本内容,并且满足毕业设计计算说明书规定要求,层次清楚,表达适当,重点突出。
3.外文翻译
结合设计题目翻译和设计题目相关、不少于1万印刷符号的外文资料。外文原文及译文均作为毕业设计必备附件,单独装订成册,作为毕业设计资料与其它成果一起上交。
二、设计的重点与难点,拟采用的途径(研究手段)
1.框架与剪力墙的合理布置
框剪结构是框架和剪力墙两种结构的有机结合,通常情况下,框架是框剪结构的主要竖向受力构件,而剪力墙是框一剪结构的主要抗侧向受力构件,框架和剪力墙两种不同的结构形式通过刚性楼盖体系而协同工作,起到了相互间取长补短的作用。框架的变形为剪切型,楼层越高水平位移增长越慢;剪力墙的变形为弯曲性,楼层越高水平位移增长越快,框剪结构的特性位于框架和剪力墙结构之间,属于弯剪型,要使框架与剪力墙能协同工作,框架与剪力墙的合理布置及剪力墙数量成了结构设计的重点也是难点。 框架具有较好的延性,应设计成双向抗侧力体系,沿两个主轴方向均匀布置剪力墙,使两方向在水平力作用下位移接近,减下扭转。剪力墙设计成周边有梁柱(或暗梁柱)的带边框剪力墙,纵横向剪力墙宜连在一起成L 形、T 形、口形等,以增大剪力墙的刚度和抗所扭能力。剪力墙宜贯通建筑物全高,且墙的厚度沿高度逐渐减薄,避免刚度突变。随着剪力墙的增多、结构刚度变大、周期缩短, 相应的地震作用就会越强,另外剪力墙过分增加, 不利于充分发挥框架的抗侧力作用,造成浪费和不合理;而剪力墙数量太少,结构位移限制不满足要求,为此,要根据有关计算需要确定剪力墙数量。
2.结构位移及位移比
结构的位移跟多种因素有关,而刚度则是其中最关键的因素,各楼层刚度变化将会引起结构层间位移角和位移比的变化,因此,在满足结构其他受力要求的条件下,还要考虑结构刚度突变的影响。结构刚度应均匀变化,保证结构层间位移角和位移比满足规范要求。
三、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#8212;3周(2.26-3.18) |
建筑设计及绘制建筑施工图 |
3周 |
第4周(3.19-3.25) |
结构体系布置及构件截面估算 |
1周 |
第5周#8212;6周上半周(3.26-4.4) |
计算简图及刚度、荷载计算 |
1.5周 |
第6周下半周#8212;第8周上半周(4.5-4.19) |
PKPM电算 |
2周 |
第8周下半周#8212;第11周上半周(4.20-5.10) |
内力计算及组合 |
3周 |
第11周下半周#8212;第13周(5.11-5.27) |
构件截面设计 |
3周 |
第14周(5.28-6.2) |
楼梯、现浇板设计构、基础设计 |
1.5周 |
第15周(6.3-6.10) |
绘施工图,整理计算书, |
1.0周 |
第16周(6.11-6.17) |
评阅、答辩,评定成绩 |
1.0周 |