土木毕业设计任务书范本.docx
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土木毕业设计任务书范本
桂林理工大学
本科学生毕业设计(论文)
任务书
系(院):
土木工程系
课题名称:
桂林市市政办公楼设计
专业(方向):
土木工程(工民建)
班级:
土木应用05-2
学生姓名:
辛荣超学号:
3050210623
指导教师:
罗小平职称:
讲师
下发日期:
2009.3
桂林理工大学教务处制
课题名称
桂林市xx办公楼设计
主要内容(包括设计参数)与要求
遵循建筑→结构→基础的设计过程,要求完成某办公楼的建筑、结构设计。
(一)建筑设计:
建筑设计图纸要求达到初步设计要求:
1.层数:
不超过六层,局部可自由调整;开间、进深、层高参照设计指导书;2.该工程为框架结构综合楼,丙类建筑,要求建筑设计平面布局合理,立面造型美观,重视防火设计;3.建筑防火等级二级,安全等级二级,设计使用年限50年,环境类别,屋面防水等级二级;4.由门厅、楼梯及走道组成;建筑面积不超过5000m2;采光系数要求:
办公室窗地比≥1:
5。
(二)结构设计
设计原则和程序:
本工程结构设计是在完成建筑设计的前提下进行,结构形式
为框架结构。
结构设计应密切结合建筑设计,经济合理。
结构布置要求荷载传递直接,受力明确,并按强度要求初步确定构件的截面尺寸,构件类型和尺寸规格应尽可能少。
在结构布置的过程中,还需考虑整个建筑物的平面和竖向需采用的构造措施,以保证整个建筑物或某些薄弱部位的刚度及整体性,合理确定结构或构件节点处理,使结构构件及连接节点满足强度、刚度和抗裂度的要求,并符合现行设计规范、满足国家强制性条文,最终把结构布置和构件设计准确地反映到施工图中。
该工程采用全现浇结构体系。
(1)设计内容:
①、计算书及图纸内容
1.开题报告;2.方案论证;3.设计摘要;4.完成一层现浇楼板局部板的设计(包括荷载计算、内力分析及配筋计算,绘出施工图);5.根据建筑要求完成其它楼层结构布置,可应用PKPM程序进行结构布置,用平法表示标出梁,板,柱,框架的编号,板厚及配筋;6.人工计算完成框架受力分析与截面设计、框架受力分析与截面设计(包括导荷载,内力分析,水平荷载与竖向荷载的组合、截面配筋并绘制施工图);7.应用设计软件PKPM完成分析、设计,对比分析电算、手算主要结果;8.结合设计翻译一篇专业外文资料及写一篇读书报告;9.根据设计前的毕业实习情况撰写实习报告,并附实习单位的鉴定意见。
②、设计计算书要求:
设计要按新规范执行;按学院有关毕业论文(设计)规范化及板式要求进行撰写,计算书采用计算机16开纸打印。
说明书应包括对结构体系和结构形式的分析比较,结构计算过程和结果分析。
力求简明扼要、概念清楚、书写工整,计算步骤明晰、计算准确并附有必要的计算简图。
③、归档要求:
所有设计成果用档案袋装上,并贴上学院封面、题目、目录、设计者及指导教师。
除建筑、结构施工图外,其余设计成果均采用A4纸打印。
工作进程及需完成工作量
1.计算书
包括对结构体系和结构形式的分析比较,结构计算过程和结果分析。
力求简明扼要、概念清楚、书写工整,计算步骤明晰、计算准确并附有必要的计算简图。
设计要按新规范执行;按学院有关毕业论文(设计)规范化及板式要求进行撰写,采用16K纸打印
2.建筑图纸要求:
1)总平面及说明1:
500总平面包括建筑物的位置、朝向、绿化、道路等说明包括建筑物的经济性指标、门窗表等
2)各层平面1:
100标出各房间名称,画出卫生间
3)屋顶平面1:
1004)正立面1:
1005)背立面1:
100
6)剖面2个1:
100其中一个选择楼梯或电梯井剖切
7)详图若干1:
20~40楼梯、屋顶泛水、外墙等
3.结构图纸要求:
1)结构设计说明2)楼、屋面结构布置图3)梁、柱平法施工图4)基础平面布置图及基础详图5)一品框架配筋详图6)楼梯、雨篷等详图
4.工作进程:
毕业实习3周(1至3周)
建筑设计3周(4至6周)
结构设计8周(7至15周)
答辩1周(16周)
应遵守的法纪法规
1、建筑结构荷载规范(GB50009—2001);
2、建筑地基基础设计规范(GB50007—2002);
3、混凝土结构设计规范(GB50010—2002);
4、砌体结构设计规范(GB50003—2001);
5、建筑抗震设计规范(GB50011—2001);
6、民用建筑设计防火规范(GB50045—95);
毕业设计(论文)完成日期:
年月日
指导教师:
(签字)
教研室主任:
(签字)
系(院)主任:
(签字)
工作计划
毕业设计是总结我们学生在校期间的学习成果,是学生综合运用所学的基础知识、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程。
通过毕业设计的实践,学习、掌握和提高综合应用所学知识进行分析问题和解决工程实际问题的能力。
根据毕业设计任务书的要求,在指导老师的指导下,结合自身的实际情况,我在开始设计时做了一系列的准备。
毕业设计的课题是桂林市市政综合办公楼的建筑和结构设计。
要求通过实践工程的结构设计,初步掌握其设计原则、方法和步骤,并获得设计技能的基本训练。
结构布置要求荷载传递直接、受力明确,还需考虑整个建筑物的平面和竖向刚度及整体性,尽量减少扭转效应,在结构布置的基础上深入考虑在竖向荷载和水平荷载作用下,结构体系之间协同工作的程度,合理的确定结构或构件的计算简图。
通过必要的计算和结构处理,使结构构件及其连结的节点满足强度、刚度、裂度的要求,最终把结构布置和构件设计准确地反映到施工图上。
以下表格为具体的工作计划和步骤
设计步骤
所用时间(周)
时间段(周)
计算内容
提交建筑方案
3
1-3
实践了解工程的结构设计
学习平法施工图
了解其设计原则、方法和步骤
绘制建筑图
1
4
确定柱网布置和层高
绘制建筑平面图
绘制建筑立面图
绘制建筑剖面图
整理修改建筑图
1
5
基本假定与计算简图
1
6
梁板柱截面尺寸确定
计算简图
水平地震作用下的内力和侧移计算计算
1
7
重力荷载计算
水平地震作用计算
风荷载作用下的内力和侧移计算
1
8
位移计算与验算
及构件内力计算
竖向荷载作用下的内力计算
1
9
计算单元与计算简图
内力计算
作用效应组合
2
11
框架梁弯矩和剪力
框架柱弯矩、轴力和剪力计算
构件截面设计
1
12
截面设计
梁柱配筋计算
基础设计
1
13
制图与计算
2
13~15
制图
PKPM计算
计算书整理
0.5
15~15.5
准备答辩
0.5
15.5~16
读书笔记
承载力极限状态计算规定
新规范把建筑结构的安全等级分为三个级别,但由于增加了由永久荷载效应控制的荷载组合,提高了其中的永久荷载系数,因此取消了旧规范中屋架、托架、恒载为主的轴心受压柱、小偏心受压柱安全等级应提高一级,预制构件施工阶段安全等级可降低一级的规定;
承载力极限状态设计表达式仍为:
γ0S≤R;
确定结构重要性系数γ0时,规定了设计使用年限为100年及以上的结构构件与安全等级一级相当,设计使用年限为50年的结构构件与安全等级二级相当,设计使用年限为5年及以下的结构构件与安全等级三级相当。
荷载效应组合设计值S按基本组合或偶然组合进行;
按照新的《建筑结构荷载规范》GB50009的规定,对于基本组合,应取下列最不利值:
1)由可变荷载效应控制的组合:
S=γGSGk+γQ1SQ1+∑ni=2γQiψciSQik
对于一般排架、框架结构可简化为:
S=γGSGk+γQ1SQ1
S=γGSGk+0.9∑ni=1γQiSQik
2)由永久荷载效应控制的组合:
S=γGSGk+∑ni=1γQiψciSQik
γG应取1.35,参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载;偶然组合与旧规范相同。
正常使用极限状态验算规定
新规范规定对于正常使用极限状态,结构构件应分别按荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用影响采用下列极限状态设计表达式为:
S≤C;
标准组合即旧规范中的短期效应组合,准永久组合即旧规范中的长期效应组合;
受弯构件的最大挠度计算应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响,与旧规范相同;
结构构件正截面裂缝控制等级仍分为三级,其中二级裂缝控制的构件,旧规范在荷载效应标准组合下拉应力不超过αctγftk的规定改为不超过ftk,而一级和三级裂缝控制的构件与旧规范相同;
新规范中裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值改由环境类别和结构类型确定,与旧规范按构件类型、钢筋品种和室内外环境分类的规定不同。
耐久性的规定
新规范关于耐久性设计的内容有两种形式:
1)特别增加了耐久性规定这一节,直接规定环境的分级方法以及各类环境对结构混凝土耐久性的基本要求等;
2)对于分散在各章节中的影响混凝土耐久性的有关条款作必要的修改,如加大混凝土保护层的厚度,在“构件”和“构造”章节中表达与耐久性有关的构造措施等;
影响耐久性的最重要因素是环境,新规范把环境分为五类,与模式规范MC-90基本相同,环境是耐久性设计的主要依据;
影响耐久性的另一个重要因素是混凝土本身的质量,而混凝土的质量与混凝土强度等级、水灰比、水泥用量密切有关,此外混凝土中的氯离子含量和碱的含量也对耐久性有重大影响,新规范为保证结构混凝土的耐久性,对使用年限50年和100年的混凝土结构的混凝土质量提出了规定;
应该指出,新规范只是采用宏观控制的办法,还不能定量地确定结构的耐久性。
混凝土结构的环境类别
新规范取消了旧规范中的C7.5级和C10级低强度混凝土,增加了C65、C70、C75和C80级高强度混凝土,标志了我国混凝土技术的进步和施工、设计水平的提高;
新规范对结构混凝土的强度等级提出了最低要求,是下限值,不是最佳值;
随着混凝土强度等级的提高,强度价格比迅速提高,采用较高强度的混凝土,对柱、墙、基础等受压为主的构件以及预应力构件有显著的经济效益;受弯构件选用C20-C30,受压构件选用C30-C40,预应力构件选用C30-C50,高层建筑底层柱选用C50或以上,不仅承载力得到了提高,抗剪及裂缝控制性能也随之提高。
混凝土的设计参数
混凝土的强度等级只是混凝土力学性能的一个基本标志,作为其代表值的立方体抗压强度标准值fcu,k也不具备直接作为设计参数的条件,只能作为确定设计参数的依据;混凝土的设计参数主要有:
轴心抗压强度fc、轴心抗拉强度ft、弹性模量Ec、剪变模量Gc、泊松比ν、线膨胀系数αc以及疲劳强度修正系数γρ;新规范删除了旧规范中的弯曲抗压强度fcm,改用轴心抗压强度fc乘以反映高强混凝土特性的降低系数α1来表示,理由如下:
1)与国际接轨;
2)协调正截面承载力的计算;
3)简化计算;
新规范调整了轴心抗压强度标准值、轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值之间的关系式;为提高安全度,混凝土材料分项系数由1.35提高为1.40;弹性模量、剪变模量、泊松比、线膨胀系数以及疲劳强度修正系数等与旧规范一致,仅补充了C65-C80高强混凝土相应的参数。
正截面承载力计算
混凝土弯曲抗压强度不是通过直接量测得到的强度,只是一个概念上的强度。
混凝土正截面承载力设计时,在弯矩M和轴力N的共同作用下,由纯弯曲、大偏心受压、小偏心受压到轴心受压是一个连续渐变的过程,旧规范对受弯状态为主计算取弯曲抗压强度,而对受压状态为主的计算取轴心抗压强度,从概念上和计算上不能协调,而取一个参数就容易多了。
简化计算
取消弯曲抗压强度以后,有关混凝土抗压方面的设计参数只有一个轴心抗压强度,从概念上到计算上都得到了简化。
反映不同受压状态特征的抗压强度(如弯曲抗压强度、局部抗压强度等)可以通过计算公式的调整加以反映,完全可以用简单的形式确切地反映应有的规律。
新旧规范对比
轴心抗压强度
fck=0.88×0.76fcu,k(旧规范)
fck=0.88α1α2fcu,k(新规范)
系数0.88是考虑实际结构中的混凝土与试块混凝土强度之间的差异等因素而确定的修正系数;
α1为轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值,α2为混凝土脆性系
ft=0.88×0.26(fcu,k)2/3(旧规范)
ft=0.88×0.395α2(fcu,k)0.55(1-1.645δ)0.45(新规范)
系数0.88是考虑实际结构中的混凝土与试块混凝土强度之间的差异等因素而确定的修正系数;α2为混凝土脆性系数
板结构
混凝土矩形板的长向、短向跨度比值大于3时,按单向板设计,简支或连续的单向板可用解析法或弯矩分配法计算;
混凝土矩形板的长向、短向跨度比值小于3大于2时,也可按单向板设计,但沿长向跨度应配一定的构造钢筋;
混凝土矩形板的长向、短向跨度比值不大于2时,按双向板设计,形状规则、支撑条件和荷载形式简单的双向板可以利用计算图表查到,一般的板则需用有限元法程序进行分析。
塑性分析方法
在混凝土结构分析中经常采用的塑性分析方法有考虑塑性内力重分布的弯矩调幅法、塑性极限分析方法中的塑性铰线法和条带法等;钢筋混凝土连续梁和连续单向板宜采用考虑塑性内力重分布的弯矩调幅法,框架、框架剪力墙结构以及双向板等也可对支座或节点的弯矩进行调幅,并确定跨中弯矩,对于直接承受动力荷载的结构、要求不出现裂缝或对裂缝控制较严的结构、处于严重侵蚀性环境中的结构以及配置延性较差的钢筋的结构不得采用塑性内力重分布的方法;承受均布荷载的周边支承的双向矩形板可采用塑性铰线法或条带法进行承载能力极限状态设计。
采用塑性分析方法设计时,同时应满足正常使用极限状态的要求。
单筋矩形截面
在单筋矩形截面计算公式中,新规范只是用α1fc代替了旧规范中的fcm,其他保持不变:
α1fcbx=fyAs
M≤α1fcbx(h0-0.5x)
适用条件:
x≤ξbh0
As≥ρminA
也可采用下列形式的公式计算:
α1fcξbh0=fyAs
M≤α1fcbh02ξ(1-0.5ξ)
=αsα1fcbh02
双筋矩形截面
同单筋矩形截面一样,在双筋矩形截面计算公式中,新规范也是用α1fc代替了旧规范中的fcm,其他保持不变:
α1fcbx=fyAs-fy’As’
M≤α1fcbx(h0-0.5x)+fy’As’(h0-as’)
适用条件:
x≤ξbh0
x≥2as’
也可采用下列形式的公式计算:
α1fcξbh0=fyAs-fy’As’
M≤α1fcbh02ξ(1-0.5ξ)+fy’As’(h0-as’)
=αsα1fcbh02+fy’As’(h0-as’)
T形截面
同单筋矩形截面、双筋矩形截面一样,在T形截面计算公式中,新规范也是用α1fc代替了旧规范中的fcm,其他保持不变;T形截面仍需先确定受压翼缘的宽度,再分为第一类和第二类两种情况分别按不同的计算公式进行设计,具体公式详见规范,不一一列出。
受弯构件斜截面承载力计算
新规范对斜截面承载力计算的修改和补充如下:
1)与国外规范和国内其他行业的规范相比,旧规范中斜截面抗剪承载力计算公式的可靠度水平较低,为提高抗剪承载力的可靠指标,新规范适当降低了计算公式中的一些系数和参数;
2)为使公式能适用于高强混凝土,在截面尺寸控制条件中加入了混凝土强度影响系数βc;并且把旧规范斜截面承载力计算公式中的混凝土轴心抗压强度fc改用混凝土轴心抗拉强度ft表达;
3)新规范取最小配箍率ρsv,min=0.24ft/fyv,比旧规范的0.02fc/fyv略有提高;
4)增加了无腹筋板类受弯构件的斜截面计算公式;
5)增加了圆形截面构件的斜截面计算方法(略);
6)增加了矩形截面柱双向受剪的框架柱的斜截面计算方法(略)。
有腹筋梁斜截面承载力计算公式
有腹筋梁的斜截面承载力计算公式:
1)矩形、T形和工形截面的一般梁
Vcs≤0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s+0.8fyAsbsinα
Vcs≤0.07fcbh0+1.5fyvAsvh0/s+0.8fyAsbsinα(旧规范)
2)集中荷载作用下的独立梁
Vcs≤(1.75/(λ+1))ftbh0+1.0fyvAsvh0/s+0.8fyAsbsinα
Vcs≤(0.2/(λ+1.5))fcbh0+1.0fyvAsvh0/s+0.8fyAsbsinα(旧规范)
矩形、T形和工形截面的受弯构件,其受剪截面应符合下列条件:
当hw/b≤4时V≤0.25βcfcbh0
V≤0.25fcbh0(旧规范)
当hw/b≥6时V≤0.2βcfcbh0
V≤0.2fcbh0(旧规范)
无腹筋板类受弯构件的斜截面计算
无腹筋板类受弯构件的斜截面计算公式如下:
V≤0.7βhftbh0
其中βh为截面影响系数,取βh=(800/h0)1/4
当h0<800mm时,取800mm;
当h0>2000mm时,取2000mm;
实际上当板厚小于800mm时可不考虑受剪承载力的提高,当板厚大于2000mm时,抗剪承载力还将下降,但目前实验数据不够,新规范未作规定,可在板的中部布置构造钢筋网,能较好地改善其抗剪性能。
轴心受压构件构件承载力计算
由于新规范在受弯构件和偏心受压构件的承载力计算公式中,把fcm(=1.1fc)降低为(0.94~1.0)fc,因此偏心受压构件的安全储备有所提高,为了与偏心受压构件的承载力保持相近的可靠度,新规范在轴心受压构件的承载力计算公式中增加了一个0.9的系数:
N≤0.9φ(fcA+fy’As’)
因为增加了0.9的系数,新规范取消了关于“屋架、托梁的受压腹杆的安全等级应提高一级”的规定。
对于配置螺旋式或焊接环式间接钢筋的轴心受压构件,其承载力计算公式也增加了系数0.9,并且在间接钢筋承载力一项中还增加了一个折减系数α(0.85~1.0),考虑由于采用高强混凝土,间接钢筋对受压承载力增大的影响有所减弱:
N≤0.9(fcAcor+fy’As’+2αfyAss0)
偏心受压构件承载力计算
新规范规定偏心受压构件不论偏心大小都必须考虑附加偏心距,并规定附加偏心距ea为20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值,而旧规范则在大偏心时不考虑附加偏心距,仅在小偏心情况下才考虑,并取ea=0.12(0.3h0-e0)。
新规范对于二阶效应的问题,即竖向荷载在有侧移框架中引起的附加弯矩问题,除了继续给出与旧规范相同的考虑附加偏心距的η-l0法之外,增加了考虑二阶效应的弹性分析方法。
不对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式基本保持不变,仅用α1fc代替fcm。
对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式中,对小偏心近似公式的系数作了调整。
考虑附加偏心距的η-l0法
新规范关于偏心距放大系数η的计算公式基本上与旧规范相同:
η=1+(l0/h)2ζ1ζ2/(1400ei/h0)
其中:
ζ1=0.5fcA/N,ζ2=1.15-0.01l0/h,ei=e0+ea
新规范规定当l0/h≤5(l0/i≤17.5)时可取η=1,旧规范则为l0/h≤8时可取η=1。
对于计算长度l0的规定,基本与旧规范相同。
如:
现浇楼盖框架结构底层柱取l0=1.0H,其余各层柱l0=1.25H。
但新规范对水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值75%以上时,可按下面两式计算框架柱计算长度,并取较小者:
l0=〔1+0.15(ψu+ψl)〕H
l0=(2+0.2ψmin)H
其中:
ψu、ψl为柱的上端和下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值;ψmin为ψu、ψl的较小值;H为柱的高度。
不对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式
矩形截面大偏心(2as’≤x≤ξbh0)受压承载力计算公式如下:
N≤α1fcbx+fy’As’-fyAs
Ne≤α1fcbx(h0-0.5x)+fy’As’(h0-as’)
e=ηei+h/2-as
当x<2as’时,按下式计算:
Ne’≤fyAs(h0-as’)
e’=ηei-h/2+as
矩形截面小偏心(x>ξbh0)受压承载力计算公式如下:
N≤α1fcbx+fy’As’-σsAs
Ne≤α1fcbx(h0-0.5x)+fy’As’(h0-as’)
σs=fy(x/h0-β1)/(ξb-β1)
当N>α1fcbh时,应按下式验算:
Ne’≤α1fcbh(h0’-h/2)+fy’As(h0’-as)
e’=h/2-as’-(e0-ea)
对称配筋矩形截面偏心受压承载力计算公式
矩形截面大偏心(2as’≤x≤ξbh0)受压承载力计算公式如下:
x=N/α1fcb
As=As’=N(e-h0+0.5x)/[fy’(h0-as’)]
e=ηei+h/2-as
当x<2as’时,按下式计算:
As=As’=Ne’/[fy’(h0-as’)]
e’=ηei-h/2+as
矩形截面小偏心(x>ξbh0)受压承载力计算公式如下:
ξ=(N-ξbα1fcbh0)/(D+α1fcbh0)+ξb
其中:
D=(Ne-0.43α1fcbh02)/[(β1-ξb)(h0-as’)]
As=As’=[Ne-α1fcbx(h0-0.5x)]/[fy’(h0-as’)]
上述公式中计算所得的As和As’均应满足最小配筋率的要求,即:
As或As’应大于等于0.002A。
受压构件斜截面计算
新规范关于受压构件斜截面计算的公式形式与与受弯构件集中荷载的计算公式一样,仅增加了轴力项0.07N:
V≤(1.75/(λ+1))ftbh0+1.0fyvAsvh0/s+0.07N
当V≤(1.75/(λ+1))ftbh0+0.07N时,可按构造要求配置箍筋。
新规范把公式的应用范围从矩形截面扩大到矩形、T形和工字形截面,并对λ作了必要的修改。
增加了圆形截面框架柱的斜截面计算方法,即规定采用等效惯性矩原则来确定等效矩形截面的宽度和高度。
按上述原则,当采用等效矩形截面时,截面宽度b=1.76r,截面有效高度h=1.6r。
增加了双向受剪的框架柱的计算方法。
(略)
受拉构件承载力计算
轴心受拉承载力计算公式保持不变:
N≤fyAs
小偏心受拉承载力计算公式也保持不变:
Ne≤fyAs’(h0-as’)
Ne’≤fyAs(h0’-as)
大偏心受拉承载力计算公式中,将fcm改为α1fc即可:
N≤fyAs-fy’As’-α1fcbx
Ne≤α1fcbx(h0-x/2)+fy’As’(h0-as’)
受拉构件的斜截面计算与受压构件类似:
V≤(1.75/(λ+1))ftbh0+1.0fyvAsvh0/s-0.2N
当上式右边小于fyvAsvh0/s时,取fyvAsvh0/s=V,且要求fyvAsvh0/s不小于0.36ftbh0
开题报告
一、毕业设计(论文)选题的依据(包括课题来源、依托的项目名称、研究或应用意义、国内外研究或应用现状,附主要参考文献)
根据桂林市城市高新区发展需要,经上级主管部门批准,拟在我市高新区兴建一座综合办公楼,以满足办公、接待、陈列、阅