1.課題研究目的和意義
1.1選題的目的
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)總結(jié)性的教學(xué)環(huán)節(jié)， 是學(xué)生全面系統(tǒng)地融匯所學(xué)理論知識(shí)和專業(yè) 技能并運(yùn)用于解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程。通過(guò)本教學(xué)環(huán)節(jié)，要加深學(xué)生對(duì)所學(xué)基本理 論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和處理問(wèn)題的能力以及設(shè)計(jì)創(chuàng)新精神，使學(xué)生得到有關(guān)單位工程建設(shè)從方案制定到施工組織的全過(guò)程系統(tǒng)性的訓(xùn)練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)這一重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生正確的理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們?cè)谥笇?dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立系統(tǒng)的完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，解決與之有關(guān)的所有問(wèn)題，熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖以及工程實(shí)踐中常用的方法，具有實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的顯著特點(diǎn)。因此畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)研究能力，提高其綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力有著重要意義。在完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要運(yùn)用感性和理性知識(shí)去把握整個(gè)建筑的處理，這其中就包括建筑外觀和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。還需要我們更好的了解國(guó)內(nèi)外建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及趨勢(shì)，更多的關(guān)注這方面的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，以及我們?cè)谝院蟮耐聊竟こ虒I(yè)發(fā)展的方向。同時(shí)積極、獨(dú)立的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是為今后的實(shí)際工作做出的必要的準(zhǔn)備。
1.2選題的意義
充分理解和正確掌握多層房屋結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和內(nèi)力分析計(jì)算方法，熟悉建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相應(yīng)的規(guī)范和規(guī)程,以及掌握方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中天正CAD、PKPM的性能及其操作使用方法。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使課本的知識(shí)靈活起來(lái)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
2.文獻(xiàn)綜述
2.1研究現(xiàn)狀
土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)，技術(shù)和工程的總稱。土木工程是伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。它所建造的工程設(shè)施反映出各個(gè)歷史時(shí)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)、技術(shù)發(fā)展的面貌，因而土木工程也就成為社會(huì)歷史發(fā)展的見(jiàn)證之一。土木工程在我國(guó)可以分為：建筑工程、橋梁工程、公路和城市道路工程、鐵路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、給水和排水工程、環(huán)境工程。作為土木工程專業(yè)的學(xué)生，深知土木工程設(shè)計(jì)范圍之廣，以及和社會(huì)生活聯(lián)系之密切。我們?cè)谛Ｖ皇菍W(xué)習(xí)了土木工程這一個(gè)小的分支并且著重學(xué)習(xí)了工民建部分。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面就結(jié)構(gòu)布置部分有以下幾種結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-支撐結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、巨型結(jié)構(gòu)等等。就此次的設(shè)計(jì)題目，以及結(jié)合任務(wù)書所給定的各項(xiàng)條件，選擇了框架結(jié)構(gòu)比較合理并且切合實(shí)際。
2.2發(fā)展趨勢(shì)
框架結(jié)構(gòu)由梁柱構(gòu)成，構(gòu)件截面較小，因此框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低，它的受力特點(diǎn)類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個(gè)方向都承受很大的水平力，這時(shí)，現(xiàn)澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，起圍護(hù)和分隔作用，框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能為建筑提供靈活的使用空間，可提供較大的使用空間，也可構(gòu)成豐富多變的立面造型。國(guó)外多用鋼為框架材料，而國(guó)內(nèi)主要為鋼筋混凝土框架，框架結(jié)構(gòu)可通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的延性，成為“延性框架”,在地震作用下，這種延性框架具有良好的抗震性能。
鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)作為一種常用的結(jié)構(gòu)形式, 具有傳力明確、結(jié)構(gòu)布置靈活、抗震性和整體性好的優(yōu)點(diǎn), 目前已被廣泛地應(yīng)用于各類多層的工業(yè)與民用建筑中。隨著社會(huì)的發(fā)展，多層框架結(jié)構(gòu)的建筑越來(lái)越多了。但隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來(lái)困難，影響建筑空間的正常使用，在材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理�？蚣芙Y(jié)構(gòu)住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質(zhì)板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好。框架結(jié)構(gòu)房屋的布置應(yīng)對(duì)稱、均勻，減小抗側(cè)剛度中與水平荷載合力作用線的距離，減小結(jié)構(gòu)重心和剛度中心之間的距離，以減小結(jié)構(gòu)發(fā)生的扭轉(zhuǎn)。由于框架構(gòu)件截面較小，抗側(cè)剛度較小，在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)整體位移和層間位移都較大，容易產(chǎn)生震害。此外，非結(jié)構(gòu)性破壞如填充墻、建筑裝修和設(shè)備管道等破壞較嚴(yán)重。因而其主要適用于非抗震區(qū)和層數(shù)較少的建筑，抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)除需加強(qiáng)梁、柱和節(jié)點(diǎn)的抗震措施外，還需注意填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等，以避免框架變形過(guò)大時(shí)填充墻的破壞。框架結(jié)構(gòu)是柔性結(jié)構(gòu)，有水平位移，房屋的總水平位移越大，人的感覺(jué)越不舒服，而層間位移會(huì)影響建筑物的裝修和隔墻開(kāi)裂，因而對(duì)這兩種水平位移進(jìn)行限，這樣在設(shè)計(jì)中要增大房屋的抗側(cè)剛度。在框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，柱頂、柱底、梁端易出現(xiàn)裂縫。作為一座伊春市朗鄉(xiāng)林業(yè)局綠都小區(qū)住宅樓設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之前作為設(shè)計(jì)者必須深入實(shí)際，調(diào)查研究，了解其所屬位置地理、經(jīng)濟(jì)條件。而作為本課題中框架結(jié)構(gòu)的住宅大樓，必須整體外形設(shè)計(jì)、內(nèi)部設(shè)計(jì)要體現(xiàn)住宅大樓的風(fēng)格。設(shè)計(jì)要滿足室內(nèi)水、電、暖、訊、消防、抗震等配套設(shè)計(jì)要
求。因此必須察看相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等。
２.３應(yīng)用領(lǐng)域
框架結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無(wú)鉸框架�？蚣茕摻Y(jié)構(gòu)常用于大跨度的公共建筑、多層工業(yè)廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場(chǎng)、商場(chǎng)、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機(jī)庫(kù)、停車場(chǎng)、輕工業(yè)車間等。
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
3.1設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
1.建筑設(shè)計(jì)：根據(jù)建設(shè)單位提供的設(shè)計(jì)委托書和建設(shè)場(chǎng)地條件，了解住宅類建筑設(shè)計(jì)的一般原則及方法；根據(jù)住宅建筑的功能和特點(diǎn)，進(jìn)行住宅樓的建筑設(shè)計(jì)。繪制各層平面圖、剖面圖、主要立面圖、側(cè)立面圖、總平面圖進(jìn)行建筑主要部位節(jié)點(diǎn)詳圖設(shè)計(jì)。
2.框架梁柱設(shè)計(jì)：根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載作用，手算完成結(jié)構(gòu)一個(gè)主軸方向的內(nèi)力，進(jìn)行框架梁、柱的內(nèi)力組合，完成構(gòu)件截面設(shè)計(jì)、框架的內(nèi)力及位移計(jì)算、框架的配筋計(jì)算。繪制底層及標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖，繪制結(jié)構(gòu)施工圖。用PKPM軟件輔助對(duì)內(nèi)力計(jì)算和配筋計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。
3.樓蓋設(shè)計(jì)：整體式鋼筋混凝土單向板或雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)繪制板的配筋施工圖。
4.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：完成與上部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件相適應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，繪制基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)布置圖及配筋圖。本設(shè)計(jì)要求根據(jù)給定的資料，遵循“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)原則，依據(jù)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50096-2011）、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）、《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50176-９３）等國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范及相關(guān)施工技術(shù)指南,在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下先在所給定的建筑場(chǎng)地上進(jìn)行住宅建筑平面、剖面、立面、總平面設(shè)計(jì)及建筑施工圖的繪制，然后根據(jù)建筑設(shè)計(jì)依次進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、框架梁柱設(shè)計(jì)、樓蓋設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，最后完成結(jié)構(gòu)施工圖的繪制。
3.2擬解決的主要問(wèn)題
�。�1）防火設(shè)計(jì)
由于對(duì)防火規(guī)范不熟，對(duì)構(gòu)筑物的分類有錯(cuò)誤，易導(dǎo)致在防火規(guī)范設(shè)計(jì)中對(duì)防火標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行有誤，消防處理有問(wèn)題，從而存在很多安全隱患，一些重要的安全疏散口，疏散門開(kāi)啟方向都不對(duì)，影響安全疏散，有些設(shè)計(jì)中的防火面積過(guò)大，防火間距過(guò)長(zhǎng)設(shè)計(jì)存在隨意性，有些消防設(shè)施不合理、不配套，建筑一旦失火，消防設(shè)施不能有效發(fā)揮作用。
�。�2）設(shè)計(jì)深度
可能因?yàn)閷?duì)相關(guān)圖集不夠熟悉，以至于設(shè)計(jì)深度達(dá)不到規(guī)定的要求，設(shè)計(jì)粗放，過(guò)于簡(jiǎn)單，相關(guān)的大樣圖、剖面圖，紕漏百出，施工圖表達(dá)不全，不能反映工程的全貌，一些重要的設(shè)計(jì)依據(jù)，的設(shè)計(jì)參數(shù)，工程類別，安全等級(jí)，耐火等級(jí)，防火消防處理在設(shè)計(jì)總說(shuō)明中沒(méi)有標(biāo)注出。
（3）房屋的合理布局，經(jīng)濟(jì)適用性
因?yàn)樽≌侨藗兩畹闹饕獔?chǎng)所，體現(xiàn)出人們生活幸福和諧的氛圍，居民們住的安心舒適是一個(gè)很重要的。由于是北方比較冷，所以保暖也必須得重點(diǎn)考慮，當(dāng)然最重要的還是建筑的安全性能，這就需要結(jié)構(gòu)布局合理。
4. 技術(shù)路線或研究方法
框架是典型的桿件體系，近似計(jì)算的方法很多，工程中最實(shí)用的是分層發(fā)、力矩分配法，主要用于豎向作用下求解，D值法、反彎點(diǎn)法用于水平作用下求解；用PKPM軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。這些方法的使用都作了以下幾點(diǎn)的假定：忽略粱，柱軸向變形及剪切變形。桿件為等截面（等剛度），以桿件軸線作為框架計(jì)算軸線。在豎向荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移很小，因此在做豎向荷載下計(jì)算時(shí)，假定結(jié)構(gòu)無(wú)側(cè)移。
5.進(jìn)度安排
5.1領(lǐng)取任務(wù)書與查閱資料階段（2014年12月20日－2015年3月1日）
5.2畢業(yè)設(shè)計(jì)階段
�。�1）開(kāi)題并提交開(kāi)題報(bào)告 2015年3月2日－2015年3月13日
（2）建筑方案確定、繪制建筑施工圖 2015年3月16日－4月12日
�。�3）結(jié)構(gòu)方案確定 2015年 4月13日—4月20日
�。�4）樓蓋的設(shè)計(jì) 2015年 4月21日—4月28日
（5）結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、內(nèi)力組合 2015年 4月29日—5月15日
�。�6）截面設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 2015年5月16日—5月22日
�。�7）結(jié)構(gòu)施工圖繪制 2015年5月23日—6月5日
�。�8）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書、上交畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 2015年6月6日—6月14日
5.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯階段 2015年6月15日－2015年6月19日
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