建築施工畢業論文開題報告

1文獻綜述

隨着經濟的發展、人們生活水平的提高、建築要求的提升，混凝土組合結構在建築行業得到了迅速發展。隨着建築造型和建築功能要求日趨多樣化，無論是工業建築還是民用建築，在結構設計中遇到的各種難題也日益增多，建築結構設計是建設工程設計的重要環節，是保障建築結構安全、實現建築使用功能的靈魂[1]。

1.1本課題國內外研究進展

框架結構是由橫樑和立柱組成的杆件體系，是最常見的承重結構體系。由於框架結構柱網布置靈活，能獲得較大的使用空間，在辦公樓、教學樓、住宅樓、公寓以及商業建築中常常採用[2]。

鋼筋混凝土框架結構是由樓板、樑、柱及基礎4種承重構件組成的。由主樑、柱與基礎構成平面框架,各平面框架再由連續樑連接起來而形成的空間結構體系。在合理的高度和層數的情況下,框架結構能夠提供較大的建築空間,其平面佈置靈活,可適合多種工藝與使用功能的要求。但是，在框架結構的設計中,仍然存在着一些概念性和實際性的問題需要設計人員予以重視,以確保設計質量的提高[3]。

在工程設計過程中，如何正確地分析研究各個工程的特點，有針對地選用合理的方案，採取理想的結構形式，是每一個工程設計人員都要首當其衝面對的關鍵問題。

鋼筋混凝土的工作原理：因爲擁有足夠大的強度和良好的延展性以及較強的整體性，鋼筋混凝土框架結構目前被廣泛應用於建築行業。鋼筋有顯著的抗拉力強度，但是抗壓強度不高;混凝土以抗壓強度著稱，但抗拉強度較低，材料自身的性質決定了兩者可以共同工作、相互配合、互補不足。首先，鋼筋與混凝土有着相似的線膨脹係數，不會因爲環境的改變而產生過大的應力。其次，鋼筋與混凝土之間有良好的黏結力，有時鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條(稱爲變形鋼筋)，用來提高混凝土與鋼筋之間的咬合程度，需要的情況下會將鋼筋的端部彎起呈180°彎鉤，以加大與混凝土之間的拉力。最後，混凝土中的氫氧化鈣提供了鹼性環境，能夠在鋼筋的表面形成了一層鈍化的保護膜，讓其在相對於中性與酸性的環境下更加不易被腐蝕。

鋼筋混凝土的優點：鋼筋混凝土結構發揚了鋼筋與混凝土各自的優勢，彌補了二者各自的不足。它有着如下的優勢特點：

(1)取材簡易：鋼筋混凝土結構所用的'是比重較大的砂石，材料簡單易尋，還可以有效地利用礦渣、煤粉等工業廢渣，利於環保。

(2)用材合理：鋼筋混凝土結構不僅發揮了鋼筋和混凝土兩種材料的優勢，互補不足，而且與鋼材相比有着更加低廉的造價。

(3)可模性好：鋼筋混凝土是由混凝土澆灌鋼筋骨架搭建的模子而成，可根據建築需求設計製成各種不同形狀不同尺寸的結構或者構件，具有較強的可模性。

(4)整體性好：鋼筋混凝土結構的整體性較好，因鋼筋與混凝土之間的機械咬合穩固，只要設計合理，便能具備良好的抗震、抗爆性能。

(5)耐久性好：鋼筋混凝土結構具有很好的耐久性，在正常的使用條件下是不需要經常性的保養和維護的。

(6)耐火性好：與鋼結構相比，鋼筋混凝土結構具有更好的耐火性[4]。

框架結構的耗能原理：框架結構主要是以豎向框架柱和水平框架樑組成的。實際工程計算的例子表明，框架結構的延性很大程度上取決於框架樑和框架柱構件本身的延性和屈服彎矩[5]。

1.2發展趨勢

目前國內外多層房屋大多采用現澆式鋼筋混凝土框架結構。框架結構佈置靈活，具有較大的室內空間，使用比較方便，因此框架結構在各類建築中應用也比較廣泛。隨着建築造型和建築功能要求日趨多樣化，無論是工業建築還是民用建築，在結構設計中遇到的各種難題也日益增多，因而作爲一個結構設計者需要在遵循各種規範下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點、重點，並在工作實踐中不斷總結和完善[6]。

近年來，由於人們對大空間、大跨度的要求，國內外正在推廣使用預應力混凝土結構。預應力構件的使用，大大減少混凝土的用量。另外，由於地域的不同，或是特殊功能的要求，新的防凍、防火等具有特殊性能的混凝土正不斷地被研製開發出來，相信未來混凝土的用途會越來越廣泛。

2課題背景及開展研究的意義

2.1課題背景

鋼筋混凝土框架結構是指由樑和柱以剛接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構，即由樑和柱組成的框架共同承載使用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。與鋼結構相比，鋼筋混凝土結構具有整體性好、剛度大、位移小、舒適度佳、耐腐蝕、耐火、耐高溫、維護方便等優點[7]。

2.2開展研究的意義

在土木工程的發展過程中，工程實踐經驗常先行於理論，工程事故常顯示出未能預見的新因素，觸發新理論的研究和發展[8]。鋼筋混凝土框架結構是目前乃至今後很長時間仍是我國建築結構中一種量大面廣的結構形式, 特別是近年來結構設計出圖時間隨着市場的要求越來越短, 而結構設計、校對、審覈、審查各環節主要強調滿足規範、規程要求, 忽視結構方案優化, 這樣掌握鋼筋混凝土框架結構優化設計的方法就顯得尤爲重要[9]。

在進行建築設計時候往往面臨一些問題和矛盾：內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、施工製作、城市規劃等方面和設計之間以及它們彼此之間由於建築物考慮角度不同而產生的矛盾;建築物單體和羣體之間、內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;建築的適用、經濟、堅固、美觀這幾個基本要素本身之間的矛盾;建築物內部各種不同使用功能之間的矛盾;建築物局部和整體、這一局部和那一局部之間的矛盾等這些矛盾構成非常複雜的局面。而且每個工程中各種矛盾的構成又各不相同。於是一個工程往往會產生多個設計方案，這個就涉及了方案選擇的問題。

所以說，建築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，並與各個工種相互交流，使矛盾得到解決。此外，爲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問題，一般都要想好幾個解決方案，進行一連串的反覆推敲和比較。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，使得設計方案臻於完美。

3研究方法、內容及預期目的

3.1 研究方法

1、熟悉設計根據：如設計中採用的規範和標準，參考文獻，自重，屋面活荷載，積灰荷載，風荷載，地質條件等[10]。

2、計算部分以手算爲主，電算爲輔：計算步驟清晰，書寫整齊。包括：牆體的計算(豎向永久荷載，豎向活荷載)，水平風荷載及測移驗算，內力組合;構件設計(樑、板、柱)[11]。

3.1.1建築設計

工程爲3層現澆鋼筋混凝土框架結構。該建築物爲一般建築，安全等級爲二級，設計使用年限爲50年，結構重要性係數爲1.0。每層建築面積約1200m2。室內外高差爲0.45m[12]。

(1)熟知設計依據性文件、規劃要求、基礎資料及任務書要求。

(2)總平面設計說明從總體構思、功能分區、交通組織、環境保護、豎向設計建築總體與周邊環境的關係進行表達;如說明使用功能佈局、交通流線及出入口安全疏散，建築單體、羣體的空間構成等特點

(3)包括：建築首層平面圖、標準層平面圖、側立面圖、側立面剖面圖。主要建築單體各主要層平面圖，表達根據項目特點而定;主要建築單體的主要立面圖，應能體現設計特點的立面;主要建築單體的主要剖面圖，剖切位置應最能說明建築空間關係。

(4)建築設計:建築平面設計、建築立面設計、建築剖面設計、垂直交通設計、建築防火設計。

3.1.2結構設計

(1)柱網布置及計算簡圖

(2)樑、板、柱等構件尺寸的確定

(3)豎向永久荷載、活荷載計算

(4)水平風荷載作用下內力及抗側移驗算(不要求水平地震荷載的計算)

(5)荷載內力組合

(6)按最不利內力進行框架樑、框架柱配筋

3.2研究內容

瞭解工程概況，完成建築設計、結構設計、橫向框架在水平風荷載作用下的內力和側移計算、橫向框架在豎向荷載作用下的計算簡圖和內力計算、框架內力組合、框架截面設計。辦公樓設計時應充分考慮適應性、靈活性、高效性和人性化的設計理念，以充分展示建築功能與建築形象的親和力與開放性，做到人及建築與環境的和諧共處、永續發展，創造親切宜人的建築形象和舒適自然的辦公環境。隨着社會的發展，生態主義、智能化、人性化、個性化、現代化、功能複合化辦公建築的設計理念將是今後現代辦公樓的發展趨勢。

3.2.1建築設計

(1)氣象條件：

風荷載：主導風向爲冬季北偏東風，夏季東南風，基本風壓0.35kN/m2;

雪荷載：雪荷載標準值0.30kN/m2[13]。

(2)抗震設防要求：

工程所在地抗震設防烈度爲7度，設計基本地震加速度爲0.05g，設計地震分組爲第二組，場地類別爲Ⅱ類。

3.2.2結構設計

(1)建築平面圖一張，1:100

(2)結構佈置圖一張，1:100

(3)框架配筋圖一張，1:50

注：結構佈置圖應體現基本承重構件樑、板、柱的位置[14]。

(4)結構設計概況：結構體系選擇、承重方案選擇、結構平面佈置圖、一榀框架計算簡圖[15];

(5)截面尺寸估算：樑截面尺寸估算、柱截面尺寸估算;

(6)橫向框架在水平風荷載作用下的內力和側移計算：橫向框架側移剛度計算、各層樓面處的集中風荷載標準值計算、水平風荷載作用下的側移計算、水平風荷載作用下的內力計算;

(7)橫向框架在豎向荷載作用下的計算簡圖和內力計算：選取計算單元、荷載計算、恆荷載作用下的內力計算、活荷載作用下的內力計算;

(8)框架內力組合：一般規定、框架樑內力組合、框架柱內力組合;

(9)框架截面設計：框架樑截面設計、框架柱截面設計。

3.3預期目的

3.3.1研究成果

根據建築物的使用功能，規模，結構，周圍的環境，建築物所在地的地質情況，聯繫課本，借鑑前人的經驗，獨立完成可行性建築物的設計。根據建築物的設計方案，進行結構設計，確定樑和柱的佈置方式，根據建築物的實際情況結合對建築物的樓板、樑、柱配筋，繪製各個板、樑、柱的配筋圖。

在建築設計方面考慮，要滿足建築物的功能實用要求，爲人們生產和生活營造良好的環境，這也是建築設計的首要任務。在設計中，要採用合理的技術措施，正確選用建築材料，根據建築空間的特點，現則合理的結構、施工方案，使房屋堅固耐久、建造方便。

建造房屋是一個複雜的物質生產過程，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。儘量做到節省勞動力，節約建築材料和資金。設計和建造房屋要有周密的計劃和核算，重視經濟領域的客觀規律，講究經濟效果。房屋設計的使用要求和技術措施要和相應的造價、建築標準統一起來。建築設計上還要考慮建築美觀的要求，要符合總體規劃的要求等。

3.3.2自我學習評價

通過這次畢業設計，可以使我們對所學過的基礎理論和專業知識進行一次全面、系統地回顧和總結，鞏固和發展所學理論知識，掌握正確的思維方法和基本技能，提高我們獨立思考能力和團結協作的工作作風，提高我們利用計算機解決實際問題的能力及計算機實際操作水平，促進我們建立嚴謹的科學態度和工作作風,並培養我們獨立解決建築設計、結構設計的內容和步驟，及掌握建築平面圖結構圖繪製的方法，爲今後工作打下良好的基礎。

鋼筋混凝土框架結構雖然相對比較簡單, 但設計中仍有很多需要注意的問題, 只有熟練地掌握規範, 並具有良好的結構概念以及長期的設計經驗總結積累, 才能設計出既安全又經濟適用的優秀作品。

4 進度安排

第一學期：

第8-11周：畢設前期準備，查閱相關文獻資料

第12-13周：畢設動員大會，確定導師，開設畢設指導課程

第14-16周：確定畢設題目，完成任務書

第17-18周：完成選題報告並進行選題答辯

寒假期間：繪製、打印圖紙，整理、閱讀相關資料，爲撰寫論文做好準備

第二學期：

第2-5周：撰寫畢業論文

第6-7周：畢設中期檢查

第8-11周：修改畢業論文

第12周：完成畢業論文，論文打印裝訂，製作答辯PPT

第13-14周：系級答辯

第15-16周：院級答辯

參考文獻

[1]李文慶.淺析鋼筋混凝土框架結構設計.沿海企業與科技.2010(6):32~33.

[2]葉菁.鋼筋混凝土框架結構設計要點及注意事項.建築設計.2010(39):157~158.

[3]鍾佰威.鋼筋混凝土框架結構設計探討.建築與工程.2008 (13)：80.

[4]張吉平.論多高層鋼筋混凝土框架結構的設計.太原城市職業技術學院學報.2012(8)：139~140.

[5]張月靜.淺析鋼筋混凝土框架結構設計.邢臺職業技術學院學報.2010(27)：100~101.

[6]曾偉勇.鋼筋混凝土框架結構設計探討.建築與發展.2009 (10)：80~81.

[7]何煒明.高層建築中鋼筋混凝土結構設計分析.科技資訊.2008(31)：72~73.

[8]Seismic retrofit schemes for RC structures and local?global consequences. mou(Greece) and shai(USA) , 2006.

[9]王?,徐勤.鋼筋混凝土框架結構優化設計探討.工程設計.2010(24)：768~770.

[10]Joachim Fischer,A comparative study of various commercially available programs in slope stability analysis. Computers and Geotechnics, 2008.

[11]Mehrdad onse of a reinforced concrete infilled frame structure to removal of two adjacent columns. Northeastern University, 2008.

[12]中華人民共和國國家標準,混凝土結構設計規範(GB 50010-2010).北京：中國建築工業出版社，2010.

[13]中華人民共和國國家標準，建築結構荷載規範(GB 50009-2012).北京：中國建築工業出版社，2012.

[14]中華人民共和國國家標準，建築結構製圖標準(GB/T 50105-2010).北京：中國建築工業出版社，2010.

[15]中華人民共和國國家標準，房屋建築製圖統一標準(GB/T50001-2010).北京：中國建築工業出版社，2010.