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1. 研究目的与意义(文献综述)
毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后一个重要的实践环节,是对四年来在大学的学习中所学内容的一次综合利用和检测。其主要目的与意义有以下几点:1.培养锻炼学生对专业理论知识的综合运用能力。在毕业设计的过程中运用所学习的理论知识,同时也加深对专业知识的认识与理解。2.在具体的建筑设计施工设计等流程中,熟悉结构、混凝土、地基、抗震、消防等方面相关的规范、手册、制图标准,通过查阅资料了解常用方法3.通过实际的设计过程熟悉了解掌握专业软件例如cad、pkpm等软件的使用方法4. 培养学生严谨认真、独立思考的科学精神和吃苦耐劳、实事求是的工作态度。5.通过完整的工程设计,来了解实际工程中的全部流程,对为来工作加强进一步认知,为将来在工作岗位打下基础。
本次毕业设计的题目是天津白鸽电动车有限公司综合楼设计,设计的主要内容为:综合楼建筑面积5500m2, 要求设会议室一间,容纳40人;建筑要求设置总经理室、副总经理室各3间及员工办公室若干间,每间容纳3人办公。建筑共5层,底层高 4.5m,其余每层为3.3m,建筑高度约18m,属于多层建筑。结构形式选择钢筋混凝土框架结构。
对于钢筋混凝土结构,自1849年钢筋混凝土被发明以及1872年第一座钢筋混凝土建筑在纽约建成以来,在无数的工程实际设计制作中,前人已经总结了许多的设计经验与方法。如今,钢筋混凝土结构也已经是我国应用最多的一种结构形式。通过本次毕业设计,能够更加清晰地学习了解认识到钢筋混凝土这一常用结构形式的设计方法步骤以及设计要点。例如在一些跨度较大,或者承受较大荷载的区域,由于混凝土本身抗拉能力较弱,易发生脆性破坏,因此对该区域的混凝土配筋的选择应该仔细推敲验算。通过对最基础的钢筋混凝土的设计练习,为将来的工作打下一定基础。
2. 研究的基本内容与方案
⑴设计的基本内容:
综合楼5500m2,要求设会议室一间,容纳40人;建筑要求设置总经理室、副总经理室各3间及员工办公室若干间,每间容纳3人办公。建筑共5层,底层高 4.5m,其余每层为3.3m。结构形式:混凝土结构。
完成文献翻译任务
⑵设计目标:
独立完成天津白鸽电动车有限公司综合楼设计的建筑方案和建筑施工图设计、进行结构计算并完成整套施工图设计,施工图深度应达到规范要求结合设计内容翻译2万印刷字符(或译出5000汉字)以上的有关技术资料或专业文献。
⑶拟采用的技术方案及措施:
①进行建筑设计,在建筑老师的指导下进行建筑设计平面布置
第一步、先理清任务书对建筑功能配置的要求。主要考虑安全与适用性的要求,办公室大小根据人员安排应当合理规划,功能区以及楼梯间布置考虑到火灾等突发事件确保安全问题。
第二步、查阅与任务书规模相接近的建筑实例,作为参考依据。
第三步、通读该类型建筑的设计规范。主要有《GB 50352-2005民用建筑设计通则》和《办公建筑设计规范JGJ 67-2006》等相关规范标准。
第四步、使用CAD绘图软件进行建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图、建筑构造详图。
②进行结构方案选型
结构形式有:框架结构、剪力墙结构、筒体结构。考虑到剪力墙结构对于空间平面的布置具有一定的局限性;筒体结构更适用于高层建筑,本设计建筑共5层,属于多层建筑。相比之下,框架结构能够更灵活地实现空间布置,且满足本设计承载需求,考虑采用框架结构。
然后结合建筑布置根据《混凝土结构设计规范(GB50010-2010)》等相关标准进行结构设计。
③使用PKPM软件进行建模,对结构进行验算。
电算具体步骤及流程图:
首先进行结构建模,输入梁间荷载后进行楼层组装,接着是对各楼层板厚进行修改和更正以及荷载传递方式,然后是输入楼层恒载和活载,最后是进行计算,显示各柱子梁和楼板配筋图。如果配筋超限,则需重新设定截面尺寸,返回计算,直
④对结构进行手算验算,挑选具有代表性的一榀框架,确定计算简图后,对其进行各项验算。
手算步骤:
⑴荷载计算:
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:ωk=βzμsμzω0其中ω0为基本风压值;βz为高度z处的风振系数;μs为风荷载体型系数;μz为风压高度变化系数。
⑵内力计算:
在竖向荷载作用下内力计算的主要方法有:分层法、迭代法、系数法。现拟用分层法进行计算,根据分层法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。
水平荷载作用下内力的近似计算方法有:反弯点法与D值法。反弯点法的主要步骤为先确定各柱反弯点位置,分层取脱离体计算反弯点处剪力,接着先求柱端弯矩,再由节点平衡求梁端弯矩,当为中间结点时,按梁的相对线刚度分配节点处的柱端不平衡弯矩。D值法是改进的反弯点法。
⑶内力组合:
首先确定控制截面,在控制截面处取最不利内力组合计算,一般考虑由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合。
然后进行侧移计算,风荷载条件下使用D值法,地震荷载作用下采用底部剪力法。
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。
⑤进行基础的设计。
根据基础所受荷载确定基础的埋置深度,之后确定基础的尺寸并进行配筋。计算基础内力,验算受冲切承载力、受剪承载力。
⑥手算与电算结果进行比对,分析误差及原因。
验算完成后,使用CAD等相关软件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。
3. 研究计划与安排
第1-2周(2.24-3.8):查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需相关规范,设计手册,施工图集以及相关的中文和外文参考文献。确定方案,完成开题报告。
第3-5周(3.9-3.22):联系建筑老师,根据建筑老师的指导,结合毕业设计任务书的要求,进行建筑方案的设计,绘制建筑施工图。
第6-7周(3.23-4.5):利用结构计算软件pkpm对毕业设计的项目进行建模计算,并生成相应的结构构件配筋图。
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.
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