本部本科毕业设计论文开题报告模板.docx

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本部本科毕业设计论文开题报告模板

本科毕业设计（论文）开题报告

题目：

某框架结构高校办公楼设计

课题类型：

设计实验研究□论文□

学生姓名：

黄守钰

学号：

3100105139

专业班级：

土木101

学院：

建筑工程学院

指导教师：

周华聪

开题时间：

2014.3.1

2014年3月1日

一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势

1.1本课题的研究意义

作为一个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，它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用，不但使我们各方面的知识系统化，而且使所学知识实践化。

通过毕业设计，要求我们了解并且掌握建筑设计的全过程，培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力，并锻炼我们调查研究，收集资料查阅资料及阅读中、外文文献的能力，使我们能受到类似与工程师的基本训练。

1.2本课题的研究现状及发展趋势

为提高自己的专业水平，体现毕业设计的重要作用，我所选的毕业课题是某学校框架结构办公楼大楼的设计。

对于办公楼，尤其是学校办公楼，大多数人会认为都是类似的、无个性、无创新的建筑。

但是，随着社会的进步、经济的不断发、人民生活水平的提高和家庭、社会对教育投资的加大，以及教育经济化意识的生成与加强，越来越多的人开始关注并重视学校硬件设施，尤其是校园规模、规划布局，建筑形象、结构设计。

所以，一个设计新颖，功能齐全，使用方便，形象完好的中学办公楼不仅能够给人们带来舒适的工作环境，还可以给人以新的认识，可以提高学校名气，代表学校形象，甚至可以成为一个学校的标志建筑。

二、研究方案及工作计划

2.1研究方案概述

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。

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。

因此，根据框架结构的自身特点，在进行建筑、结构设计时，国际上流行采用“三统一”的原则，即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。

统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割，不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约；统一层高可使楼房采光效果好，空气流通顺

畅，布局安排合理，水平运输畅通无阻，有利于使用功能的相互替代；统一荷载，打破了会议室和其他部门之间的明显界限。

在这个总原则的指导下，我们要考虑以下几个方面的问题：

2.1.1在体系的选择方面：

（1）由于在发生地震时，框架柱首当其冲，一旦出现塑性铰，将危及该柱距范围内的上层建筑，并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌，所以框架结构不宜采用单跨形式；且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担，结构应设计成双向框架体系；

（2）框架结构的柱与梁宜上下左右贯通，不宜采用复式框架；以及砖混框—剪结构。

（3）在填充墙的布置方面：

宜采用轻质材料，且应避免形成上、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。

2.1.2在建筑设计方面：

（1）要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计；

（2）然后对局部进行设计，如地下室墙身、楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置，消防要求等进行设计。

各部分都要按照规范要求进行设计。

（3）最后要明确框架结构的抗震级数，采用规则结构以利于房屋抗震，按照“三统一”的原则，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。

2.1.3在结构设计方面：

（1）首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。

（2）进行变形验算。

（3）进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。

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心区不先于梁柱破坏。

由上述可知，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文献检索、规范应用、图集观摩、综合应用所学各门专业知识，分析和解决问题的能力，还要具有独立思考、独立设计、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，结构计算的PKPM及等软件，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目的。

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。

2.2设计工作计划

时间

任务安排

寒假～第1周

外文翻译、调研、复习相关课程、毕业设计开题

第5～6周

建筑设计，绘制建筑施工图

第7周

建筑结构布置（楼盖布置、估算构件截面尺寸）和荷载计算

第8周

竖向荷载作用下横向框架内力计算

第9～10周

水平荷载作用下横向框架内力计算及侧移计算，计算结构力学程序核算

第11～12周

横向框架梁、柱内力组合（列表进行）和截面设计

第13周

主楼梯结构设计

第14周

基础结构设计

第12～14周

绘制横向框架、主楼梯、基础的结构施工图

第15～16周

用PKPM软件对整栋框架结构进行SATWE电算并绘制出标准层结构平面图

第8～16周

电子版毕业设计文件的输入、打印和装订

第17周

指导教师审核，评阅教师审核，毕业设计答辩

三、阅读的主要参考文献

[1]现行建筑设计规范大全[C].中国建筑工业出版社.2001年.

[2]建筑结构荷载规范（GB50009—2001）[S].中国建筑工业出版社.2001年.

[3]建筑抗震设计规范（GB50011—2001）[S].中国建筑工业出版社.2001年.

[4]房屋建筑学（第一版）[S].中国建筑工业出版社.2006年.

[5]建筑结构构造规定及图例[C].中国建筑工业出版社.2005年.

[6]土木工程专业毕业设计指导[M].中国建筑工业出版社.2002年.

[7]周文正.办公建筑[M].中国建筑工业出版社.2005年.

[8]张彦彬，王炳乾.浅析钢筋混凝土框架结构设计的有关问题[J].2010年.

[9]张腾元.试论框架结构设计中的力学问题.[J]科技致富向导.2011年29期.

[10]万华,于晶.谈钢筋混凝土框架结构的设计[J].中国新技术新产品.2009（01）.

[11]魏春明,赵强,陈建华.高层建筑结构边节点抗震性能研究[J].实验力学.

[12]T.Y.Lin,NedH.Burns.Design of prestressed  concrete structures[M].1999年.

外文原文（参考文献[12]部分引用）

8-2,SimpleBeamLayout

Thelayoutofasimpleprestressed-concretebeamiscontrolledbytwocriticalsections:

themaximummomentandtheendsections.Afterthesesectionsaredesigned,intermediateonescanoftenbedeterminedbyinspectionbutshouldbeseparatelyinvestigatedwhennecessary.Themaximummomentsectioniscontrolledbytwoloadingstages,theinitialstageattransferwithminimummomentMGactingonthebeamandtheworking-loadstagewithmaximumdesignmomentMT.Theendsectionsarecontrolledbyarearequiredforshareresistance,bearingplates,anchoragespacings,andjackingclearances.Allintermediatesectionsaredesignedbyoneormoreoftheaboverequirements,dependingontheirrespectivedistancesfromtheabovecontrollingsections.Acommonarrangementforposttensionedmembersistoemploysomeshape,suchasIorT,forthemaximummomentsectionandtorounditoutintoasimplerectangularshapeneartheends.Thisiscommonlyreferredtoastheendblockforposttensionedmembers.Forpretensionedmembers,producedonalonglineprocess,auniformI,double-T,orcoredsectionisemployedthroughout,inordertofacilitateproduction.ThedesignforindividualsectionshavingbeenexplainedinChapters5,6,and7,thegeneralcablelayoutofsimplebeamswillnowbediscussed.

Thelayoutofabeamcanbeadjustedbyvaryingboththeconcreteandthesteel.Thesectionofconcretecanbevariedastoitsheight,width,shape,andthecurvatureofitssoffitorextrados.Thesteelcanbevariedoccasionallyinitsareabutmostlyinitspositionrelativetothecentroidalaxisofconcrete.Byadjustingthesevariables,manycombinationsoflayoutarepossibletosuitdifferentloadingconditions.Thisisquitedifferentfromthedesignofreinforced-concretebeams,wheretheusuallayoutiseitherauniformrectangularsectionorauniformT-sectionandthepositionofsteelisalwaysasnearthebottomfibersasispossible.

Considerfirstthepretensionedbeams,Fig.8-7.Herestraightcablesarepreferred,sincetheycanbemoreeasilytensionedbetweentwoabutments.Letusstartwithastraightcableinastraightbeamofuniformsection,（a）.Thisissimpleasfarasformandworkmanshipareconcened,Butsuchasectioncannotoftenbeeconomicallydesigned,becauseoftheconflictingrequirementsofthemidspanandendsections.Atthemaximummomentsectiongenerallyoccurringatmidspan,itisbesttoplacethecableasnearthebottomaspossibleinordertoprovidethemaximumleverarmfortheinternalresistingmoment.WhentheMGatmidspanisappreciable,itispossibletoplacethec.g.s.muchbelowthekernwithoutproducingtensioninthetopfibersattransfer.Theendsection,however,presentsanentirelydifferentsetofrequirements.Sincethereisnoexternalmomentattheend,itisbesttoarrangethetendonssothatthec.g.s.willcoincidewiththec.g.c.attheendsection,soastoobtainauniformstressdistribution.Inanycase,itisnecessarytoplacethec.g.s.withinthekerniftensilestressesarenotpermittedattheends,andnottoofaroutsidethekerntoavoidtensionstressinexcessofallowablevalues.

Itisnotpossibletomeettheconflictingrequirementsofboththemidspanandtheendsectionsbyalayoutsuchas（a）.Forexample,ifthec.g.s.islocatedallalongthelowerkernpoint,whichisthelowestpointpermittedbytheendsection,asatisfactoryleverarmisnotyetattainedfortheinternalresistingmomentatmidspan.Ifthec.g.s.islocatedbelowthekern,abiggerleverarmisobtainedforresistingthemomentatmidspan,butstressdistributionwillbemoreunfavorableattheends.Besides,toomuchcambermayresultfromsuchalayout,sincetheentirelengthofthebeamissubjectedtonegativebendingduetoprestress.Inspiteoftheseobjections,thissimplearrangementisoftenused,especiallyforshortspans.

Fig8-7.Layoutsforpretensionedbeams.

Forauniformconcretesectionandastraightcable,itispossibletogetamoredesirablelayoutthan（a）bysimplevaryingthesoffitofthebeam,asinFig.8-7（b）and（c）;（b）hasabentsoffit,while（c）hasacurvedone.Forbothlayouts,thec.g.s.atmidspancanbedepressedaslowasdesired,whilethatattheendscanbekeptnearthec.g.c.Ifthesoffitcanbevariedatwill,itispossibletoobtainacurvaturethatwillbestfitthegivenloadingcondition;forexample,aparabolicsoffitwillsuitauniformloading.Whilethesetwolayoutsareefficientinresistingmomentandfavorableinstressdistribution,theypossessthreedisadvantages.First,theformworkismorecomplicatedthanin（a）.Second,thecurvedorbentsoffitisoftenimpracticalinastructure,forarchitecturalorfunctionalreasons.Third,theycannotbeeasilyproducedonalong-linepretensioningbed.

Whenitispossibletovarytheextradosofconcrete,alayoutlikeFig.8-7（d）or（e）canbeadvantageouslyemployed.Thesewillgiveafavorableheightatmidspan,whereitismostneeded,andyetyieldaconcentricornearlyconcentricprestressatendsection.Sincethedepthisreducedfortheendsections,theymustbecheckedforshareresistance.For（d）,itshouldalsobenotedthatthecriticalsectionmaynotbeatmidspanbutratheratsomepointawayfromitwherethedepthhasdecreasdappreciablywhiletheexternalmomentisstillnearthemaximum.Beam（d）,however,issimpleinformworkthan（e）,whichhasacurvedextrados.

MostpretensioningplantsintheUnitedStateshaveburiedanchorsalongthestressingbedssothatthetendonsforapretensionedbeamcanbebent,Fig.8-7（f）and（g）.Itmaybeeconomicaltodoso,ifthebeamhastobeofstraightanduniformsection,andiftheMGisheavyenoughtowarrantsuchadditionalexpenseofbending.Meansmustbeprovidedtoreducethefrictionallossofprestressproducedbythebendingofthetendons.Forexample,thetendonsmaybetensionedfirstfromtheendsandthenbentattheharpingpoints.

Itisevidentfromtheabovediscussionthatmanydifferentlayoutsarepossible.Onlysomebasicformsaredescribedhere,thevariationsandcombinationsbeinglefttothediscretionofthedesigner.Thecorrectlayoutforeachstructurewilldependuponthelocalconditionsandt