办公楼结构设计-开题报告

毕业设计（论文）开题报告

题目

专业名称土木工程

班级学号

学生姓名

指导教师

填表日期2008年 3月 3日

一、研究目的及意义

对于一个土木工程专业的本科生来讲，毕业设计应以结构设计为主，结合建筑的表达形式，将建筑与结构完美地融为一体。在结构选型上，应以当前的主流结构为首选。这样，才能更好地将四年所学真正地在毕业设计中得以体现。正是基于此目的，我选择了办公楼设计。现从建筑和结构两个方向，分述一下办公楼设计的意义：1建筑设计：对于每个人来讲，家庭和事业是人生中不可或缺的两部分，这两部分在我们的房屋建筑学中是有所体现的，前者以住宅楼为代表，这是一个家的概念。后者以办公室为场所，这是事业发展的空间。然而，维系一个家庭的主要经济来源，就是在办公室里创造出来的。由此可见，研究办公楼的意义不言而喻。建筑首先要满足使用功能的要求，办公楼也不例外。我们知道，不同的办公楼根据使用功能的不同，在建筑上有不同的侧重点，对于学校的办公楼，是为了满足日常的教学需要，为了完成教学任务，方便整个教学体系的构建，而特意营造的一种空间组合。这种空间组合以方便教学研究为最终目的。对于企业单位而言，办公楼可能是为了研发一项产品，为了管理一个公司的各项事务，这就涉及到办公楼在水平向和竖直向的空间布设。在水平向，相关或相近的办公场所位于同一水平面，这样便于相互间的沟通与交流。在房间的几何尺寸功能上，在满足建筑面积许可的条件下，尽可能充分挖掘使用空间。首先，对于单体空间而言，应满足它的使用功能。比如，对于一个会议室的设计。首先，应考虑此会议室预容纳多少人，这些人将用多少会议用的设施（如会议桌，椅等）。这些设施在此空间内将如何布局，根据人体舒适度的要求，确定每个人的自由活动空间是多少；当这些人在此空间内以最大流量活动时，所需的最大空间是多少；再根据此空间所处的位置，结合整体建筑构造的要求，结合结构布置的要求，从而确定此空间的大小和几何形状。再根据各个单体空间之间的相互联系。从而合理有序地布置同一平面内，各个办公室的位置。这样，首先满足同一层的小空间范围内的使用要求，使每一层都能独立完成某一预定任务。当逐层布设好后，再考虑各层之间在使用功能上的相互联系，从而合理安排楼层。使各个使用空间成为一个整体，为完成某项任务共同服务。在根据使用功能的特点，满足使用要求以后，再从美学的角度，考虑一下建筑的整体造型。最终实现，使办公者在此环境下工作，能感觉轻松，舒适，便利，美观。这便是办公楼设计者在建筑设计上所要达到的最终目的。对于企业办公楼如此，对于事业单位的办公楼亦是如此。只是根据使用功能的不同，在空间组合上会有所差异。“纸上得来终觉浅，遥知此事要躬行”，具体详见我的办公楼设计。

2结构设计：办公楼的建筑特点决定了它的结构形式。办公楼造型规整，布置灵活，体型简洁，高度适中，根据这些特点，采用钢筋混凝土框架结构为宜。现将框架结构的特点简述如下：

对于框架结构，在结构建筑特点方面：它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框，加上楼板、填充墙、屋盖组成的结构形式，楼板和横梁连在一起，横梁和柱通过节

点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯（全）框架结构。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因房屋布局和空间使用要求等原因，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙，仅起围护和分隔作用，所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理十分灵活，应用范围很广，因此能为建筑提供灵活的使用空间。

在结构受力性能方面：框架结构构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，所以框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。

正是因为框架结构体系具有以上这些受力特点，恰好符合办公楼的受力特性。所以，我决定这次毕业设计在建筑形式上以办公楼为表达方式，在结构选型上，以框架结构为主要承重体系。

二、国内外研究现状及发展趋势

因为办公楼的结构设计是以框架结构体系为依托的，所以在这部分我们将就框架结构体系进行重点分析。

根据框架结构的自身特点，在进行建筑、结构设计时，国际上流行采用“三统一”的原则，即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割，不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约；统一层高可使楼房采光效果好，空气流通顺畅，读者来往便利，布局安排合理，水平运输畅通无阻，有利于使用功能的相互替代；统一荷载，打破了会议室和其他部门之间的明显界限。在这个总原则的指导下，我们要考虑以下几个方面的问题：首先，在体系的选择方面：

1、由于在发生地震时，框架柱首当其冲，一旦出现塑性铰，将危及该柱距范围内的上层建筑，并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌，所以框架结构不宜采用单跨形式；且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担，结构应设计成双向框架体系；

2、框架结构的柱与梁宜上下左右贯通，不宜采用复式框架；以及砖混框—剪结构。

3、在填充墙的布置方面：宜采用轻质材料，且应避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成短柱；减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。

其次，在建筑设计方面：

1、要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计；

2、然后对局部进行设计，如地下室墙身、楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置，消防要求等进行设计。各部分都要按照规范要求进行设计。

3、最后要明确框架结构的抗震级数，采用规则结构以利于房屋抗震，按照“三统一”的原则，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。

再次，在结构设计方面：

1、首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。

2、进行变形验算。

3、进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。

最后，我们还要进行“三水准、两阶段”设计方法进行抗震设计：

1、做好“强柱弱梁”的设计

由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰，就会产生较大的层间位移，甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的“柱铰结构”，从而危及结构承受垂直荷载的能力

2、做好“强剪弱弯”的设计

为了防止梁端，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，在设计中要求做到“强剪弱弯”亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。

3、做好“强节点弱构件”的设计，还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。

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。这对每个土木工程专业的毕业生来说，是一个挑战，也是一次机会，我们用它来检查和提高我们对基础理论和专业知识的理解、掌握程度及综合应用的实践能力。这也是本毕业设计研究的目的和意义所在。

三、设计内容和设计方案

1.根据建筑物的朝向.位置.体系等因素的要求，完成建筑总平面图设计，设计方案

的确定；

2.底层平面图.标准层平面图.正立面图.剖面图.主要节点构造详图等建筑设计；

3.标准层的结构平面布置；

4.风荷载的计算与效应组合；

5.恒荷载的计算与效应组合；

6.活荷载的计算与效应组合；

7.标准层现浇楼板的内力分析（弹性方法和塑性方法）与配筋设计；

8.取一榀框架对其结构进行内力分析（竖向荷载作用下力矩分配法，水平向荷载作

用下D值法），将手算结果结合结构力学求解器的机算结果进行比较分析；

9.估算梁.柱截面尺寸并进行配筋计算；