阳泉地测有限公司图书馆设计开题报告

全文总字数：5036字

1. 研究目的与意义（文献综述）

毕业设计是土木工程专业全程教学过程中的一个重要实践环节。目的是培养学生综合运用四年所学的知识，分析、解决工程实际问题，使学生的综合素质和能力得到较为全面的锻炼和提高，通过毕业设计实践活动，学会运用所学的专业知识、技能开展工程项目设计工作，学会解决工程设计中所碰到的问题，全面认识了解工程项目设计的程序，完成专业理论与实践的衒接，为同学们今后从事专业工作打下基础。毕业后能尽快地适应专业工作。

在完成本次毕业设计过程中,我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。

土木工程现状：

2. 研究的基本内容与方案

1）基本内容：设计阳泉地测有限公司图书馆，主体为现浇钢筋混凝土框架结构，建筑轮廓尺寸12×80㎡，建筑物共5层，底层层高4.5m，其余层高4.50m，室内外高差0.450m。采用钢结构或混凝土结构形式。该图书馆拥有采编室、门厅、报告厅、书库等。楼内设有2个楼梯，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。

2）目标：根据实际任务书的要求，进行建筑和结构的设计，最终拿出符合任务要求、满足规范和国家标准的图纸和计算书。通过完成阳泉地测有限公司图书馆的毕业设计，可以培养自身对所学过的专业知识和技能的综合应用能力，进行一次较为全面、系统的专业总结训练，以提高分析和解决实际工程问题的能力，熟悉工程设计的内容和程序，掌握民用建筑、结构设计的原则和方法，掌握建筑、结构初步设计的深度要求及图纸的绘制表达方法，使自身的综合素质和能力得到较为全面的锻炼和提高，通过毕业设计实践活动，学会运用所学的专业知识、技能开展工程项目设计工作，学会解决工程设计中所碰到的问题，全面认识了解工程项目设计的程序，完成专业理论与实践的衒接，为自身今后从事相关专业工作打下基础。

3）拟采用的技术方案及措施：

Ⅰ、建筑方案的确定:

（1）满足建筑功能要求：对有限公司图书馆进行设计,必须使其能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用,且在偶发事件中,仍能保持必须的整体稳定性,即建筑结构需具有的安全性;在正常时具有良好的工作性能：办公室布置合理,采光通风良好，即建筑结构需具有的适用性;在正常维护下具有足够的耐久性。

（2）符合所在地规划发展的要求并有良好的视觉效果：应使有限公司图书馆形成协调的室外空间组合、良好的室外环境。建筑设计要努力创造具有我国时代精神的建筑空间与建筑形象。

（3）采用合理的技术措施：正确选用建筑材料,根据建筑空间组合的特点,选择合理的结构、施工方案,使房屋坚固耐久,建造方便。例如近年来，我国设计建造的一些覆盖面积较大的体育馆，由于屋顶采用钢网架空间结构和整体提升的施工方法，既节省了建筑物的用钢量，也缩短了工期。

（4）具有良好的经济效果：要因地制宜、就地取材,尽量做到节省劳动力,节约建筑材料和资金。在房屋的设计和建造中,采用电算和手算两种方法进行结构分析计算。其中电算通过PKPM等软件进行整体结构建模计算；手算则是选取有代表性的一榀框架分别运用弯矩分配法、分层法、D值法、底部剪力法计算：其中竖向荷载采用弯矩分配法，水平荷载下用D值法，水平地震作用用底部剪力法。最后将电算和手算的结果进行对比并分析误差产生的原因，从而得到更精确的结果。

（5）提供在投资计划所允许的经济范畴之内运作的可能性：在设计各个阶段之所以要反复进行项目投资的估算、概算以及预算，就是要保证项目能够在给定的项目投资范围内得以实现或者根据具体情况及时予以调整，合理利用资金。房屋设计的使用要求和技术措施，要和相应的造价、建筑标准统一起来。

Ⅱ、结构方案的确定：

常见的建筑结构体系有混合结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙体系、筒体结构、网架结构等等。

（1）混合结构体系：

混合结构体系一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢木结构，而墙和柱采用砌体结构建造的房屋，大多用在住宅、办公楼、教学楼建筑中，一般在6层以下。混合结构不易建造大空间的房屋，优点是房屋的横向刚度大，整体性好，但平面使用性较差。混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构，而墙、柱和基础采用砌体结构建造的房屋。也可认为是指同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构。

（2）框架结构体系：

框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系。优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理方便；缺点是侧向刚度较小，当层数较多时会产生过大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙、装饰）破坏进而影响使用。在非抗震区一般不超过15屋。

其中框架结构又包括：装配式框架、装配整体式及现浇式。

而现浇式的优点为整体性好，抗震性好，抗震抗冲击性能好，防水性好，对不规则平面的适应性强，容易开洞。

（3）筒体结构：

优点是抗侧、抗扭刚度及承载力大，建筑材料可得到充分利用；缺点是工程量大，用钢量多。

（4）剪力墙结构：

优点是整体性好，承载力及侧向刚度大；缺点是剪力墙结构平面布置不灵活，空间局限结构自重大。

综上所述，我觉得采用现浇式框架结构体系是最合理与经济的。现浇式框架结构整体性好，抗震性好，抗震抗冲击性能好，且传力明确、结构布置灵活，是现代建筑设计的常用结构体系。

Ⅲ、结构设计：

结构设计应根据相关规范，先运用PKPM计算软件进行整体结构的电算，再进行整体结构的手算。

（1）

电算步骤：

①PKPM建模步骤：

②运用CAD软件绘图及其他计算工具根据PKPM建模计算配筋结果绘制基础平面布置及基础配筋详图；结构平面布置图；板的配筋图；楼梯及休息平台的配筋图。

（2）手算步骤：（见流程图）

①运用分层法对竖向荷载进行计算：

将框架分为若干个只带一层横梁的框架进行分析，认为每层横梁上的荷载只在该层的梁以及与其相连的柱上传递，每层分别计算，最后将内力叠加。

步骤：（1）将多层多跨框架分为若干个只带一层横梁的框架进行分析；（2）各层柱的线刚度乘以折减系数0.9（底层柱除外），楼层柱弯矩传递系数为1/3，底层柱为1/2；（3）分层计算各节点处的弯矩分配系数，用弯矩分配法从上至下计算各个计算单元的杆端弯矩（4）将弯矩叠加最后得出弯矩图。

②运用D值法对水平荷载进行计算：

步骤：（1）计算各层各柱的修正后的侧移刚度系数（2）将楼层总剪力按侧移刚度系数进行分配，得同层各柱的分配剪力（3）求出各柱的反弯点高度比（4）据反弯点高度计算柱端弯矩（5）根据杆端弯矩，绘出弯矩图。

③运用底部剪力法对地震作用进行计算：

步骤：（1）计算底部附加地震作用（2）计算各质点水平地震作用（3）计算层间剪力。

荷载方面主要考虑恒载、楼面和屋面活荷载、雪荷载风荷载。其中恒载的标准值可按照设计尺寸与材料自重进行计算；风荷载的计算公式为：其中为基本风压值；为高度z处的风振系数；为风荷载体型系数；为风压高度变化系数。

根据以上计算确定构件截面尺寸以及配筋是否符合要求，验算梁的正截面承载力和斜截面承载力、柱的轴压比、柱正截面承载力和斜截面承载力。

最后将电算和手算的结果进行对比并分析误差产生的原因，从而得到更精确的结果。

3. 研究计划与安排

第1周（2.24-3.1）：完成实习报告，并着手准备英文翻译。

第2－4周（3.2-3.22）：完成开题报告及英文翻译并上传系统。

第5－6周（3.23-4.5）：与老师交流、查找资料确定结构选型及布置。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]龙驭球，包世华 结构力学（上册）（第3版）[m].北京：高等教育出版社，2012.

[2]吕西林.高层建筑结构（第3版）[m].武汉：武汉理工大学出版社，2011.

[3]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理（第4版）[m].北京：高等教育出版社，2012.