杨威开题报告

大 连 大 学

本科毕业设计开题报告

论 文 题 目：大连保税区华铁工业园二期

厂房工程建筑结构设计

学 院： 建筑工程学院 专 业 、班 级： 土木工程082班 学 生 姓 名： 杨威

指导教师（职称） 王怀亮（副教授）

2012年 3 月 1日填

一、选题依据 1．设计题目 大连保税区华铁工业园二期厂房工程建筑结构设计 2．设计领域 土木工程建筑结构设计 3. 应用现状和发展前景 随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍.由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来，世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快，应用很多。 一般框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。框架结构体系是由横梁与柱子连接而成.梁柱连接处(称为节点)一般为刚性连接,有时为便于施工和其他构造要求,也可以将部分节点做成铰接或者半铰接.柱支座一般为固定支座,必要时也可以设计成铰支座.框架结构可以分为现浇整体式,装配式,现浇装配式。框架结构的布置灵活,容易满足建筑功能和生工艺的多种要求。同时,经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性能.但是,框架结构承受水平力(如风荷载和水平地震作用)的能力较小.当层树较多或水平力较大时,水平位移较大,在强烈地震作用下往往由于变形过大而引起非结构构件(如填充墙)的破坏.因此,为了满足承载力和侧向刚度的要求,柱子的截面往往较大,既耗费建筑材料，由于大连属于抗震设防区，所以在设计时需要注意。这座厂房，共四层。楼内设有办公室、会议室、准备室、值班室、储藏室等服务用房,层高分别为4.8m，5.4m,4.5m,4.2m, 抗震设防烈度按7度进行设计，场地土类型为Ⅱ类，抗震设计分组为第一组，地震加速度0.15g，以满足甲方的需求。 针对该工业厂房的建筑等级，建筑高度，结合提供的地质资料和当地的抗震设防烈度，同时考虑安全和经济因素，故采用钢筋混凝土框架结构比较合理。这也能比较全面的考察四年来所学的知识，题目的难度和深度适中，也符合毕业设计要求。为了使结构空间布置更灵活，框架结构是很好的方案。 二、设计内容 （一）建筑设计部分 1．基本内容如下： (1) 工程简介(包括建设地点、建筑性质、建筑总高度、层数、总建筑面积和建筑设计方案特点等) (2) 建筑平面、立面设计与布置 2．完成下列建筑施工图纸绘制 (1)平面图 2

(2) 立面图 (3) 剖面图 方法：建筑施工图的绘制应遵循工程制图的标准。 （二）结构设计部分 提供结构设计计算书一份，基本内容如下： 1.确定结构类型，进行结构布置，应满足使用功能的要求，柱网尺寸符合模数。 2.确定梁、板、柱等基本承重构件的截面尺寸、材料强度等级等。 3.荷载计算，通过荷载组合来考虑，用最不利的组合计算。 4.水平荷载作用下框架的内力计算，地震采用底部剪力法。结构位移采用D值法。 5.竖向荷载作用下框架的内力计算，一般取平面结构单元，按平面计算简图进行内力分析。根据结构布置及楼面荷载分布等情况，选取一榀有代表性的框架进行计算。采用弯矩二次分配法。 6.框架内力组合及截面配筋计算，通过内力组合计算求得最不利设计值进行配筋计算。 7.楼板内力计算及配筋设计，采用弹性理论方法。 8.楼梯设计，采用板式楼梯。 9.基础设计，根据地质条件采用柱下独立基础。确定埋深及底面尺寸，进行地基持力层承载力和地基软弱层承载力验算。之后配筋计算。 10.结构部分应完成下列图纸绘制 (1) 结构平面布置图 (2) 所选取的一榀框架配筋图 (3)楼面板配筋图（底层，标准层，顶层） (4)楼梯配筋图 (5) 基础施工图，包括平面布置图，基础详图 三、设计的成果 1．英文论文翻译一篇。 2．结构设计计算书一份。 3．建筑施工图 平面图：1:100，包括首层、标准层和顶层等需要表达的平面； 剖面图：1:100， 2个； 立面图：1:100，2个。 4．结构施工图 基础平面布置图1:100 标准层结构平面布置图：1:100 屋面结构平面布置图：1:100 标准层框架梁配筋平面图：1:100 屋面层框架梁配筋平面图：1:100 3

柱配筋平面图：1:100 框架配筋图：1:20 楼梯配筋图：1:40，1:30 四、工作安排 1.设计工作进度计划 第一周：完成任务书和开题报告 第二周：对二期工业厂房进行资料收集完成建筑平面图 第三周：完成建筑剖面图，立面图 第四周：结构选型：阐述结构选型原则、构件尺寸的确定原则和方法 第五周：框架结构计算：计算简图，荷载计算，内力分析及组合，对所选取的一榀框架梁、柱配筋计算 第六周：对屋面板及标准层楼板配筋计算及布置（至少计算四种类型的板） 第七周：楼梯配筋计算 第八周：基础设计及计算 第九周：框架结构变形验算 第十周：框架结构抗震验算 第十一周：完成所选取的一榀框架配筋图，板配筋图，楼梯配筋图 第十二周：上交计算成果 第十三周：毕业设计答辩 五、需要阅读的参考文献 [1] 同济大学等.房屋建筑学（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社 2005. [2] 蔡吉安，蔡镇钰.建筑设计资料集[M].北京：中国建筑工业出版社，1994. [3] 周果行.房屋结构毕业设计指南[M].北京：中国建筑工业出版社. 2004. [4] 中国有色工程设计研究总院.混凝土结构构造手册[M].北京：中国建筑工业出版社， 2003. [5] 吕西林.高层建筑结构（第二版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003. [6] 龚思礼.建筑抗震设计手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2002. [7] 东南大学，天津大学，同济大学．混凝土结构设计原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2002. [8]GB 50352-2005，民用建筑设计通则[S].中国建筑工业出版社，2005. [9]GB/T 50001-2001，房屋建筑制图统一标准[S].北京：中国计划出版社，2002. [10]GB/T 50104-2001，建筑制图标准[S]. 北京：中国计划出版社，2001. [11]GB 50016－2006，建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006. [12]GB 50368-2005，住宅建筑规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006. [13]GB 50009-2001，建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006. [14]GB 50010-2010，混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010. 4

[15]GB 50011-2010，建筑结构抗震规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010. [16]GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002. [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（现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙）[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2003. [18] 03G101-2，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（现浇混凝土板式楼梯）[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2003. 5

附：文献综述 我们作为一名即将毕业的大四学生，很快就要步入社会，将运用自己所学的知识，为社会建设做出自己的贡献。在此之前我们必须有扎实的基础，虽然我们大学四年实习了三次：认识实习，测量实习，生产实习。但这些远远不够，只能说我们队基本功能做了一下奠基。而这次毕业设计试一次很好的机会，通过此次设计，我们能将自己所学的专业设计运用的比较规范的设计中。在毕业设计的过程中，我们应该注意许多方面，要注意多方面的协调，比如：规范图集及文献资料，要注意将自己的想法和意见和这些东西结合。通过此次锻炼，我相信我们的专业素质会有很大的提高，而不再是一名不会综合运用的大学生。 为了锻炼自己能力，我选择了工业厂房设计，设计题目是大连保税区华铁工业园二期厂房工程建筑结构设计。对于工业厂房，大多数人会认为都是类似的、无个性、无创新的建筑。但是，工业厂房设计也有许多需要注意的问题，厂房装修很多内部问题需要注意，内部装修如果处理不好，不仅将会对将来的生产车间造成一定的影响，更重要的是造成的损失，需要再次维护的成本是很高的。 厂房的建筑围护结构和室内装修，应选用气密性良好，且在温度和湿度等变化作用下变形小的材料。墙面内装修当附加构造骨架和保温层时。应采用非燃烧体或难燃烧体。 洁净室内墙壁和顶棚的表面，应符合平整、光滑、不起灰、避免眩光、便于除尘等要求；应减少凹凸面，阴阳角做成圆角。室内装修宜采用于操作；如为抹灰时，应采用高级抹灰标准。 洁净室的地面，应符合平整、耐磨、易除尘清洗、不易积聚静电、避免眩光、并有舒适感等要求。厂房技术夹层的墙面、顶棚宜抹灰。如需在技术夹层内更换高效空气过滤器时，宜增刷涂料饰面。地面、回风地沟和位于地下的技术夹层，应采用防水或防潮、防霉措施。建筑风道和回风地沟的内表面装修标准，应与整个送、回风系统相适应，并应易于除尘。以上的问题都要综合考虑。 我所选的结构的结构选型为框架结构，框架结构设计时需要注意的问题： (1).抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。抗震验算时应特别注意场地土类别。8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。 (2).雨蓬不得从填充墙内出挑。大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。 (3).框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。 (4).由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。 (5).出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。 (6).框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑，但不能采用砖墙承重。应采用每层的梁承托每层的墙体重量。梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。 6

因楼电梯间位置较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大，其它地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利。 (7).建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。 (8).柱子轴压比宜满足规范要求。 (9).当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。 (10).过街楼处的梁上筋应通长，按偏拉构件设计。 (11).电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。 (12).构件不得向电梯井内伸出,否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成L型柱。 (13).验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。 (14).当地下水位很高时，暖沟应做防水。一般可做U型混凝土暖沟，暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时，混凝土应抗渗，等级S6或S8，混凝土等级应大于等于C25，混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝土墙做企口较难。 (15).采用扁梁时，应注意验算变形。 (16).突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层，不宜直接锚入顶层梁内，并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应加密。错层处可加一大截面梁，上下层板均锚入此梁。 (17).等基底附加压力时基础沉降并不同。 (18).应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间。 (19).当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状)，此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。 (20).较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。(21).挑梁、板的上部筋，伸入顶层支座后水平段即可满足锚固要求时，因钢筋上部均为保护层，应适当增大锚固长度或增加一10d的垂直段。 在这个总原则的指导下，我们要考虑以下几个方面的问题： (1)、截面尺寸的选择:梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提,除应满足规范所请求的取值领域,还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,以达到在罕遇地震作用下,梁端形成塑性铰时,柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,节点仍处于弹性工作阶段的目标,即规范所请求的“强柱弱梁强节点”。 7

(2)、框架柱配筋的调剂:框架柱的配筋率一般都很低,有时电算成果为结构配筋,但是实际工程中均不会按此配筋,因为在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭转剪力最大,同时又受双向弯矩作用,而横梁的束缚又较小,工作状态下又处于双向偏心受压状态,所以其震害重于内柱,对于质量散布不均匀的框架尤为明显,因此应选择最不利的方向进行框架盘算,另外也可分辨从纵、横两个方向盘算后比较同一侧面的配筋,取其较大值,并采用对称配筋的原则,为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度请求,在配筋盘算时应注意以下问题: 角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时,其柱内纵筋总截面面积应比盘算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍,其中角柱1.4倍,边柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋情势应选用菱形或井字形,以加强箍筋对混凝土的束缚;对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接,且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时,箍筋的直径不应小于8,并应焊接。另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降,当多层框架程度尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时,可以适当放大框架柱的配筋,且宜在纵、横两个方向设置基础梁,其配筋不宜按结构设置,应按框架梁进行设计,并按规范请求设置箍筋加密区。

(3)、框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调剂 ：在满足梁柱的截面尺寸和配筋率的情况下,仍需在盘算配筋落后行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调剂：

(一)影响裂缝宽度的因素和调剂的措施 ：框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员疏忽,对此应引起我们的注意。影响裂缝宽度的重要因素有两方面,一是构件的混凝土强度等级,二是钢筋的级别和直径。由于混凝土等级与钢筋的级别有必定的“依附关系”,因此对于普通的混凝土构件,混凝土的高级级对减小梁的裂缝宽度影响不大,一般情况下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。另外需注意在利用计算机赞助软件进行结构建模中的荷载输入时,必定要将恒、活载数值离开输入,以便进行内力组合和裂缝宽度的盘算,不要贪图省事而将恒、活载合并输入,以防止梁、柱内力盘算毛病,致使所绘制的施工图不能应用。

(二)梁端斜截面的配筋调剂 ：框架结构设计中,宜满足在地震作用下框架梁的梁端斜截面受弯承载力的规范请求,即“强剪弱弯”。在具体设计和梁配筋调剂时,可采用以下方法:(1)不放大梁端负弯矩钢筋而加大梁的跨中受力钢筋(一般放大1.1～1.3倍)(2)梁端箍筋的直径可增长2mm;(3)支座处尽量不设置弯起钢筋,宜利用箍筋遭遇支座剪力。

(三)在电算中合理、正确运用弯矩的调幅 :规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅,程度力作用下梁端弯矩不容许调幅,因此在盘算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后,再将程度荷载产生的梁端弯矩叠加。在此可采用两种方法:一是将梁端的固定弯矩调幅后,再进行力矩分配;二是将由力矩分配法算得的梁端负弯矩直接

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乘以调幅系数。 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。 毕业设计对于我们来说是一个很难得的机会，所以我会好好的通过此次机会锻炼自己，将自己所学的东西熟悉的运用的毕业设计中。 9

指导教师评阅意见（对选题情况、研究内容、工作安排、文献综述等方面进行评阅） 签字： 年 月 日 审核意见 教研室主任意见

签字： 年 月 日 学院教学指导委员会意见 签字： 年 月 日 公章： 10