土木工程開題報告引言

　　土木工程開題報告引言一

　　1、課題的目的及意義

　　畢業(yè)設計作為大學結束時間的一個實踐環(huán)節(jié)，有著其不可替代的地位所在，它的重要性和必要性將會很明顯的體現(xiàn)在將來的實際工作當中，它是大學階段一個尤為重要的環(huán)節(jié)，是對我們大學期間所學知識的一次綜合性和系統(tǒng)性的運用，要求我們做到知識的系統(tǒng)化、實際化，做到理論聯(lián)系實際。

　　在這次畢業(yè)設計中，我們要了解和掌握建筑設計的全過程，鍛煉自身的獨立分析和創(chuàng)新能力，并要做好調(diào)查研究，要養(yǎng)好搜集資料和查閱資料的習慣，鍛煉自我外文翻譯能力，讓自身向著一個合格工程師的方向去發(fā)展和努力。

　　此次畢業(yè)設計我的做的課題為重慶市某職業(yè)教育中心辦公樓設計，我要在設計過程中運用大學期間學到的各項知識，并利用CAD、天正、PKPM等相關軟件進行機算，并手算其中部分框架，并用計算機進行驗算。通過這個過程我不僅能學到設計相關的知識，發(fā)現(xiàn)自身的不足，還能了解框架結構的特點和設計方法等，使我對建筑結構有了更深一層的了解。這對我以后的工作學習有很大的幫助。

　　在現(xiàn)階段，隨著國內(nèi)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，民營企業(yè)也在迅速崛起，促進了產(chǎn)業(yè)結構的變化，也促使第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是服務業(yè)，這也直接導致了辦公樓的需求量增加，尤其是經(jīng)濟發(fā)展區(qū)塊如沿海一帶，但是由于城市空間的有限，這就要求辦公樓設計要做到物盡其值，這也就需要各設計人員不斷提高自身的設計水平，做到與時俱進。

　　以杭州為例，在2007年以前，辦公樓的銷售等方面一直處于不溫不火的狀態(tài)，但是自08年開始，有相關部門出具的各項信息我可以了解到，辦公樓的銷售情況一直在上漲，這也從一個角度反應了現(xiàn)在的辦公樓設計的重要性。

　　在國外，不管發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，都有著各自的發(fā)展狀態(tài)，但是不管是何種發(fā)展狀態(tài)，經(jīng)濟都在不斷更新和發(fā)展當中，辦公樓的使用和各項要求也在不斷變化，其設計技術也在不斷的升華中。

　　而現(xiàn)代辦公樓作為城市公共化的空間，就要讓人們能夠感覺到其公共性，即所謂的“可進入性”形式。比如在光線感、透明度、亮度、色彩、材料、形式等方面進行表達，創(chuàng)造出某種空間秩序，使來訪者更加清楚建筑物所創(chuàng)造的不同空間層次氛圍，傳達這種場所的開放精神。信息時代的來臨，則更加突出了這種需求。并且在強調(diào)開放之余，還強調(diào)信息的高速流通，人們?nèi)粘＝涣鞯谋憬莸�。因而對現(xiàn)有辦公樓的需求從功能、形式上都發(fā)生了相應的變化。

　　人們由物質的需求轉向對信息的需求，交流的需求。因而現(xiàn)有辦公樓，尤其是辦公建筑，往往集辦公、娛樂、餐飲、休閑、購物、居住等一體，這樣不但節(jié)約城市用地，節(jié)省城市市政設施投資，縮短交通聯(lián)系路程，而且讓人們能夠有更多的時間和機會交流和溝通。辦公樓一經(jīng)建成，其結構及布局就很難改變。因此，充分考慮設計的適應性、靈活性就成為現(xiàn)代辦公樓的一個重要特征。近年來興建的相當部分高層辦公樓都采用了大空間靈活平面布局形式，具有較強的應變能力。由于辦公的內(nèi)容與方式不同，最合適的空間形式莫過于一個大空間，以適應現(xiàn)代辦公組織體系的不斷調(diào)整，不斷更新。

　　辦公樓因其自身的特點和所處位置等無可厚非的成為了城市空間的一個重要部分，影響著城市的美觀和使用等因素，這更體現(xiàn)了辦公樓設計的重要性。

　　另外我的這個課題設計采用三段式，即建筑設計、結構設計和施工組織設計三部分。 在建筑設計方面考慮，要滿足建筑物的功能實用要求，為人們生產(chǎn)和生活營造良好的環(huán)境，這也是建筑設計的首要任務。在設計中，要采用合理的技術措施，正確選用建筑材料，根據(jù)建筑空間的特點，現(xiàn)則合理的結構、施工方案，使房屋堅固耐久、建造方便。

　　建造房屋時一個復雜的物質生產(chǎn)過程，需要大量的人力、物力和資金，在房屋的設計和建造中，要因地制宜、就地取材。盡量做到節(jié)省勞動力，節(jié)約建筑材料和資金。設計和建造房屋要有周密的計劃和核算，重視經(jīng)濟領域的客觀規(guī)律，講究經(jīng)濟效果。房屋設計的使用要求和技術措施要和相應的造價、建筑標準統(tǒng)一起來。建筑設計上還要考慮建筑美觀的要求，要符合總體規(guī)劃的要求等。

　　在進行建筑設計時候往往面臨一些問題和矛盾：內(nèi)容與形式之間的矛盾;需要與可能之間的矛盾;投資者、使用者、施工制作、城市規(guī)劃等方面和設計之間以及它們彼此之間由于建筑物考慮角度不同而產(chǎn)生的矛盾;建筑物單體和群體之間、內(nèi)部與外部之間的矛盾;各個技術工種之間在技術要求上的'矛盾;建筑的適用、經(jīng)濟、堅固、美觀這幾個基本要素本身之間的矛盾;建筑物內(nèi)部各種不同使用功能之間的矛盾;建筑物局部和整體、這一局部和那一局部之間的矛盾等這些矛盾構成非常復雜的局面。而且每個工程中各種矛盾的構成又各不相同。于是一個工程往往會產(chǎn)生多個設計方案，這個就涉及了方案選擇的問題。

　　所以說，建筑設計工作的核心就是尋找解決上述各種矛盾的最佳方案。通過長期的實踐、設計者自身的創(chuàng)造，累積的一整套科學的方法和手段，可以用圖紙、建模等手段確切的表達出來，并與各個工種相互交流，使矛盾得到解決。此外，為了尋找最佳設計方案，還需要提出多種方案進行比較。方案比較是設計中常用的方法。從整體到每一個細節(jié)問題，一般都要想好幾個解決方案，進行一連串的反復推敲和比較。即使問題得到初步解決，也要不斷設想有無更好的解決方案，使得設計方案臻于完美。

　　主要參考文獻：

　　1)《建筑設計資料集4》;

　　2)《建筑結構制圖標準》 GB/T 50105-2001

　　3)《建筑結構荷載規(guī)范》 GB 50009-2001

　　4)《混凝土結構設計規(guī)范》 GB 50010-2002

　　5)《建筑地基基礎設計規(guī)范》 GB 50007-2002

　　6)《建筑抗震設計規(guī)范》 GB 50011-2001(2008年版)

　　7)《建筑結構設計統(tǒng)一標準》 GB 50068-2002

　　8)《砌體結構設計規(guī)范》 GB 50003-2001

　　9)《建筑結構構造資料集(上、下冊)》中國建筑工業(yè)出版社出版

　　10)《混凝土結構計算手冊》建筑結構計算手冊叢書編委會編，中國建筑工業(yè)出版社出版

　　11)《鋼筋混凝土結構構造手冊》中國建筑工業(yè)出版社出版

　　12)《結構靜力計算手冊》或《結構計算手冊》

　　13)《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖》03G101-1，03G101-2

　　14)《建筑施工手冊》

　　15)《勞動定額》

　　16)《產(chǎn)量定額》

　　17)相關教材

　　2、課題任務、重點研究內(nèi)容、實現(xiàn)途徑

　　(1)課題任務：

　　本設計分為三個階段，要求獨立完成以下工作：建筑設計--總平面布置圖，建筑平、立、剖面圖，部分大樣詳圖。結構設計--結構荷載計算，計算模型選擇，內(nèi)力分析計算，截面配筋計算，計算機輔助設計以及繪制部分結構施工圖、樓梯等結構詳圖并完成結構計算書。施工組織設計--施工部署，主要項目施工方法和技術措施，工具、機械、設備計劃，勞動力安排計劃，質量、安全和節(jié)約措施，經(jīng)濟分析，進度計劃，施工總平面布置。要求圖紙用手繪制部分達到要求比例數(shù)量，其它部分圖紙用計算機CAD繪制。該題目要求完成的工作量飽滿，能鍛煉綜合應用所學專業(yè)課程的能力。

　　(2)重點研究內(nèi)容：

　　一：建筑設計

　　1、 根據(jù)建筑指導教師下發(fā)的地形圖，完成“辦公樓”畢業(yè)設計題目的建筑方案。要求總建筑面積3000～5000平方米，層數(shù)3~5層;主要橫向承重框架方向跨數(shù)含走道一般按3跨設計(也可按2跨考慮，但整個結構體系不宜過于簡單)，柱網(wǎng)尺寸為6.6m~8.4m;

　　2、 采用鋼筋混凝土框架結構，不設電梯，主結構考慮不設縫(設計主結構縱向長度宜控制在55m內(nèi))，其它會議室等大開間可通過考慮設縫脫開處理;

　　3、 要求功能基本完善、流線通暢、造型簡潔;

　　4、 建筑設計的最后一周，學生應在建筑專業(yè)教師指導下完成總平面圖，建筑平、立、剖面圖及部分建筑大樣圖、設計說明等要求(具體按建筑指導教師的要求);

　　二：結構設計

　　1、 設計條件

　　(1) 該建筑抗震設防屬丙類建筑，重要性等級為二級，結構設計使用年限為50年;

　　(2) 抗震設防：抗震烈度按7度(基本地震加速度按0.10g)考慮;設計地震分組均為第3組，建筑場地類別均為II類;

　　(3) 建筑地區(qū)基本風壓值取0.3kN/m2;設計時不考慮地下水的影響;

　　(4) 基礎持力層埋置深度為h≤2m，地基承載力特征值為fa≥600～700kPa;

　　(5) 要求建筑物層數(shù)為3～5層，計算單元應選擇承重框架(2～3跨)，柱網(wǎng)尺寸為6.6m~8.4m。

　　2、 結構方案

　　結構類型為框架結構;樓、屋蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。

　　3、 設計內(nèi)容及要求

　　(1)結構平面布置

　　1) 根據(jù)建筑使用功能要求，確定承重框架方向并進行柱、梁、板的布置;

　　結合抗震要求確定結構平面及豎向布置(考慮平面形心與質心位置、高寬比限值、豎向剛度變化等);

　　2) 確定是否設溫度伸縮縫、沉降縫及是否將其作為防震縫等;

　　(2)確定計算簡圖

　　1) 估算梁、柱截面尺寸;確定柱計算長度，梁計算跨度;確定梁、柱截面形狀;

　　2) 荷載計算：豎向荷載(恒荷載、活荷載);水平荷載(風荷載、地震作用);

　　3) 計算梁、柱線剛度、抗側剛度、剛度分配系數(shù);

　　(3)選取計算單元(具有代表性的框架)，手算一榀承重框架，并用計算機復核

　　1) 內(nèi)力計算

　　a、 豎向荷載作用下的內(nèi)力計算：恒荷載作用下，采用分層法;活荷載作用下，采用滿布方法考慮;

　　b、 水平荷載作用下的內(nèi)力計算：風荷載及地震作用下均采用修正反彎點法;

　　2) 荷載組合、內(nèi)力組合

　　求出各構件控制截面的最不利內(nèi)力以進行構件的設計;

　　3) 框架梁、柱截面設計

　　a、 結合構造要求，由控制截面的控制內(nèi)力進行構件的截面設計;

　　b、 按“強節(jié)點”要求驗算節(jié)點承載力;

　　c、 正確給出節(jié)點區(qū)的鋼筋錨固與接長長度;

　　4) 抗震變形驗算

　　進行風載及地震作用下的框架側移限值驗算;

　　5) 利用計算機分析結果，校核手算平面框架計算結果;

　　(4)利用PMCAD程序，建立結構平面，通過TAT8、SAT8程序進行結構的空間分析;

　　(5)采用TAT8、SAT8軟件計算結構內(nèi)力、配筋，進行施工圖繪制(平面表示方法);

　　(6)樓梯的設計計算(選擇一部樓梯進行設計計算);

　　(7)獨立基礎設計

　　確定基礎底面尺寸、基礎高度，進行抗沖切驗算、抗彎計算，確定基礎配筋。

　　4、 施工圖要求(1號圖)

　　(1)手繪部分(5張，鉛筆圖)

　　1) 平面框架配筋圖及控制截面的剖面圖(1張)

　　框架配筋圖比例 1：50;剖面圖1：15～1：25

　　2) 基礎施工圖(1張)

　　基礎平面布置圖(比例 1:100～1：150);不同編號的基礎大樣圖(平面、剖面，比

　　例 1:20～1:30);基礎配筋鋼筋表;基礎設計說明

　　3) 樓梯施工圖(1張或插入索引大樣圖)

　　4) 結構平面施工圖(3張)

　　標準層(或屋面)梁整體配筋圖(比例 1:100);標準層(或屋面)結構平面布置圖(比例 1:100，含板配筋、梁定位、梁板構造大樣等);柱平法施工圖(比例1：100)。

　　(2)計算機出圖(3張)

　　1) 結構設計總說明;

　　2) 結構屋面(或標準層)梁整體配筋圖(比例 1:100);

　　3) 結構屋面(或標準層)結構平面布置圖(比例 1:100，含板配筋、梁定位、梁板構造大樣等);

　　(3)打印所驗算的一榀橫向框架的以下計算內(nèi)容

　　1) 恒載下的彎矩圖、軸力、剪力圖

　　2) 水平地震作用下的彎矩圖、軸力、剪力圖 3) 彎矩包絡圖 4) 剪力包絡圖

　　(4)打印結構整體計算的以下計算內(nèi)容

　　1) 各層構件布置及截面尺寸

　　2) 各層的構件配筋圖

　　5、 完成結構計算書(按畢業(yè)設計要求，不允許用計算機打印)

　　三：施工設計

　　在施工專業(yè)教師指導下，確定施工方案，完成工程量計算，編制施工組織計劃，繪制施工平面布置圖及施工進度計劃圖等(具體指標及設計成果要求由施工教研室指導教師做出詳細規(guī)定)。

　　(3) 實現(xiàn)途徑

　　本設計分為建筑設計，結構設計，施工設計。 建筑設計主要是進行方案設計，使建筑設計達到房屋設置合理，使用方便，交通安全。結構設計首先是根據(jù)建筑技術、使用條件、場地條件和抗震設計等要求，合理進行結構選型、結構布置和基礎形式等，繪制結構布置圖;然后進行結構計算，采用框架結構近似計算法，求豎向荷載作用下的內(nèi)力用彎矩分配法;求水平荷載作用下的內(nèi)力時，有D值法等。求水平地震作用的時候采用底部剪力法;然后進行結合所學過的知識、通過查閱參考資料初步設計，再交指導老師審查，審查通過后，利用AutoCAD 、和手工完成繪圖，利用Excel、word等完成設計說明書及其他內(nèi)容的編寫。

　　土木工程開題報告引言二

　　1.課題名稱：

　　鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)

　　2.項目研究背景：

　　所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。

　　編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002,該規(guī)范與原混凝土結構設計規(guī)范GBJ10-89相比，新增內(nèi)容約占15%，有重大修訂的內(nèi)容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50%，規(guī)范全面總結了原規(guī)范發(fā)布實施以來的實踐經(jīng)驗，借鑒了國外先進標準技術。

　　3. 項目研究意義：

　　建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關，對發(fā)展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。

　　由于結構計算牽扯的數(shù)學公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經(jīng)濟進一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發(fā)就顯得尤為重要。

　　一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現(xiàn)，

　　4.文獻研究概況

　　在不同類型的結構設計中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。

　　建筑結構設計統(tǒng)一標準(GBJ68-84) 該標準是為了合理地統(tǒng)一各類材料的建筑結構設計的基本原則，是制定工業(yè)與民用建筑結構荷載規(guī)范、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規(guī)范以及地基基礎和建筑抗震等設計規(guī)范應遵守的準則，這些規(guī)范均應按本標準的要求制定相應的具體規(guī)定。制定其它土木工程結構設計規(guī)范時，可參照此標準規(guī)定的原則。本標準適用于建筑物(包括一般構筑物)的整個結構，以及組成結構的構件和基礎;適用于結構的使用階段，以及結構構件的制作、運輸與安裝等施工階段。本標準引進了現(xiàn)代結構可靠性設計理論，采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法分析確定，即將各種影響結構可靠性的因素都視為隨機變量，使設計的概念和方法都建立在統(tǒng)計數(shù)學的基礎上，并以主要根據(jù)統(tǒng)計分析確定的失效概率來度量結構的可靠性，屬于“概率設計法”，這是設計思想上的重要演進。這也是當代國際上工程結構設計方法發(fā)展的總趨勢，而我國在設計規(guī)范(或標準)中采用概率極限狀態(tài)設計法是迄今為止采用最廣泛的國家。

　　結構的作用效應 常見的作用效應有：

　　1.內(nèi)力。

　　軸向力，即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力;

　　剪力，即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力;

　　彎矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的內(nèi)力矩;

　　扭矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。

　　2.應力。如正應力、剪應力、主應力等。

　　3.位移。作用引起的結構或構件中某點位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。

　　4.撓度。構件軸線或中面上某點在彎短作用平面內(nèi)垂直于軸線或中面的線位移。

　　5.變形。作用引起的結構或構件中各點間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。

　　6.應變：如線應變、剪應變和主應變等。

　　極限狀態(tài) 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為兩類：

　　1.承載能力極限狀態(tài)。結構或結構構件達到最大承載能力或達到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)：

　　(1)整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);

　　(2)結構構件或連接因材料強度被超過而破壞(包括疲勞破壞)，或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載; (3)結構轉變?yōu)闄C動體系;

　　(4)結構或結構構件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。

　　2.正常使用極限狀態(tài)。結構或結構構件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：

　　(1)影響正常使用或外觀的變形;

　　(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);

　　(3)影響正常使用的振動;(4)影響正常使用的其它特定狀態(tài)。

　　結構設計的基本任務，是在結構的可靠與經(jīng)濟之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價，使所建造的結構在規(guī)定的條件下和規(guī)定的使用期限內(nèi)，能滿足預定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達到這個目的，人們采用過多種設計方法。以現(xiàn)代觀點看，可劃分為定值設計法和概率設計法兩大類。

　　1.定值設計法。將影響結構可靠度的主要因素(如荷載、材料強度、幾何參數(shù)、計算公式精度等)看作非隨機變量，而且采用以經(jīng)驗為主確定的安全系數(shù)來度量結構可靠性的設計方法，即確定性方法。此方法要求任何情況下結構的荷載效應S(內(nèi)力、變形、裂縫寬度等)不應大于結構抗力R(強度、剛度、抗裂度等)，即S≤R。在20世紀70年代中期前，我國和國外主要都采用這種方法。

　　2.概率設計法：將影響結構可靠度的主要因素看作隨機變量，而且采用以統(tǒng)計為主確定的失效概率或可靠指標來度量結構可靠性的設計方法，即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設計結構，也就是出現(xiàn)結構荷載效應3大于結構抗力R(S>R)的概率應小于某個可以接受的規(guī)定值。這種方法是20世紀40年代提出來的，至70年代后期在國際上已進入實用階段。我國自80年代中期，結構設計方法開始由定值法向概率法過渡。

　　面向對象編程

　　使創(chuàng)建Windows程序較為容易的關鍵技術是面向對象編程，或OOP。這種技術可以創(chuàng)建可重用組建，它是程序的組成模塊。

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