毕业设计框架结构开题

毕业设计框架结构开题（共8篇）

毕业设计框架结构开题 篇1

毕业设计开题报告

1.课题名称：

钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发 2.项目研究背景：

所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-XX,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比，新增内容约占15%，有重大修订的内容约占35%，保持和基本保持原规范内容的部分约占50%，规范全面总结了原规范发布实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。3.项目研究意义：

建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件开发就显得尤为重要。

一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，4.文献研究概况

在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错，计算机也是如此的。

建筑结构设计统一标准(gbj68-84)该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则，是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则，这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时，可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构，以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段，以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定，即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量，使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上，并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性，属于“概率设计法”，这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势，而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。结构的作用效应 常见的作用效应有： 1.内力。

轴向力，即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;剪力，即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;弯矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;扭矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。

3.位移。作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。4.挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。

5.变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。6.应变：如线应变、剪应变和主应变等。

极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类：

1.承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态：

(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度的塑性变形而不适于继续承载;(3)结构转变为机动体系;(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。

2.正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：(1)影响正常使用或外观的变形;(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);(3)影响正常使用的振动;(4)影响正常使用的其它特定状态。结构设计的基本任务，是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的，人们采用过多种设计方法。以现代观点看，可划分为定值设计法和概率设计法两大类。

1.定值设计法。将影响结构可靠度的主要因素(如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等)看作非随机变量，而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法，即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应s(内力、变形、裂缝宽度等)不应大于结构抗力r(强度、刚度、抗裂度等)，即s≤r。在20世纪70年代中期前，我国和国外主要都采用这种方法。

2.概率设计法：将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量，而且采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法，即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构，也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力r(s>r)的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的，至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期，结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。面向对象编程使创建windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程，或oop。这种技术可以创建可重用组建，它是程序的组成模块。几个定义控件 提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。事件 由用户或操作系统引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制，或从端口接收数据。方法 嵌入在对象定义中的程序代码，它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如，数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。对象 程序的基本元素，它含有定义其特征的属性，定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是visual basic中所有对象的示例。过程 为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。属性 对象的特征，如尺寸、位置、颜色或文本。属性决定对象的外观，有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。5.设计主要内容本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设计。毕业设计要完成的工作包括：1.平面钢架分析程序的改造对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求：(1)编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序，或以图形方式输入计算简图。(2)修改程序，使之适合多工况内力计算;(3)根据输入、输出数据的特点，设计适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。2.编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件设计程序(1)根据有关的规范，应明确计算的各种荷载(恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等)的计算方法，在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。(2)计算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。计算结构存放在各自的杆端力(随机)文件中。对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。(3)在(2)中产生的杆端力文件基础上，分别计算各种可能的荷载组合下，梁、柱控制截面的内力。计算结果存放在适当的文件中。(4)从(3)生成的文件中选出最不利组合，同时给出截面配筋。梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设计的要求。(5)部分编程较熟练的同学可根据计算结果和构造规定，用auto-cad vba 绘制梁、柱配筋图。5.成果形式本毕业设计的成果应包括：1.可运行的、并能给出正确计算结果的源程序在存放源程序的软盘中，应至少有一个算例的数据文件，可在基本不需另外键入数据的前提下，显示正确地运行结果。2.软件使用手册这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。3.软件说明书这是软件作者的工作档案，是软件维护的基本资料。其中应包括：(1)软件所依据的工作档案、力学和工程结构模型的较为详细的描述，主要的计算公式及其使用的符号的含义，重要算法的文字说明：(2)程序的结构：模块的划分的情况、各模块相互之间的关系及各模块的功能;(3)带有较为详细的注释的源程序文本。其中应注明各标识符的含义(尽可能的采用通用公式中的符号)。各程序段的功能、相应的数学公式和特殊算法的说明;(4)为使他人根据软件说明书读懂你的程序所必需的其他资料。(5)部分编程较熟练的同学可递交梁、柱配筋图纸一张。4.对自己所编程序的评价(1)对算例计算结果的合理性进行必要的分析;(2)总结软件设计过程中的经验和及教训，提出设计改进意见。以上各项资料处源程序文本以软盘形式提交外，其余均用计算机打印。6.进度计划第一周 毕业实习，参观工程，收集资料。第二周 需求分析：描述计算机模型，编些初步的软件说明书。第三周 软件设计：选择模块划分的方案第四周 模块设计：数据输入界面设计(梁柱截面数据)或 数据输入界面设计(可视化图形输入)第五周 数据输入界面设计(框架数据、附加荷载)第六周 模块设计：荷载计算(恒载、活载)，相应的内力计算第七周 荷载计算(风荷载、地震作用)，相应的内力计算第八周 模块设计：梁配筋计算第九周 梁荷载组合，确定梁配筋第十周 梁荷载组合，确定梁配筋第十一周 模块设计：柱配筋计算第十二周 柱荷载组合，确定柱配筋第十三周 柱荷载组合，确定柱配筋第十四周 软件测试 或用autocad vba 绘制梁、柱配筋图;第十五周 软件测试第十六周 整理源程序，编写软件说明数和用户手册第十七周 编写软件说明书和用户手册，形成毕业设计全部文件，准备答辩。

毕业设计框架结构开题 篇2

框架结构是一种钢筋混凝土结构, 其由柱、梁组成, 这种结构侧向刚度小, 能进行更巧妙的平面布置, 可以满足很多大房间的建筑设计要求, 它的抗风能力及抗震能力均较好, 被广泛应用于各种民用建筑 (包括高层) 及工业建筑。框架结构设计因其各种优势在建筑设计中享有重要地位, 而其设计的专业性及先进性又对设计人员要求很高, 不但需要他们对建筑结构类型有充分清晰地了解, 还需要有丰富的经验和严谨的设计态度, 如果设计不当, 便会给后续的施工环节带来不便, 更重要的是会留下安全隐患, 所以提高建筑框架结构基础设计质量的重要性不容小觑。

2 建筑框架结构基础设计的原则

2.1 平衡性

软硬皆施这个原则在框架结构基础设计中经常被使用, 也可以叫做刚柔并济, 这就是框架设计中所说的平衡性。大家都知道结构太硬变形能力就差, 而结构太软抗打击能力就差。如果把框架设计的过硬, 在建筑承受较大的破坏力的时候, 就会使其内部部件遭到很大损坏;如果把框架设计的过软, 虽能削弱外力造成的损坏, 但因其缺乏支撑, 容易造成变形, 甚至全体倾覆。所以设计者在设计框架结构时, 要掌握好尺度, 刚柔并济, 软硬皆施, 但目前这个比例只是一个大概的范围, 精确的数据及比例还在探讨中。

2.2 整体性

框架结构设计的整体性主要是采用层层设防来降低建筑风险, 通过整个建筑结构体系的互相协力和支撑, 把突发外力对建筑的威胁降到最低, 从而保证建筑结构的安全性和稳定性。举例来说, 从高处掉落的一个物体, 如果直接掉在地上无疑会遭受巨大破坏, 但如果经过很多障碍物的层层缓冲, 它受到的伤害则会小很多。在建筑框架设计中也是这个道理, 我们不要把结构的重心放于单一构件上, 受力重心分散才能更好的保护结构体系不受重创, 鸟巢的外形结构就是层层障碍整体性设计思路的最好体现。

2.3 结构合理性

在建筑框架设计中, 为了在遭受重大冲击的时候更加稳固和安全, 设计者千万不可使结构体系中的各个部件均匀受力, 不然将会损失惨重, 这就是设计中的结构合理性, 简单来说就是舍弃体系中的次要结构, 以保全体系中的重要结构, 这类似于建筑学中强柱弱梁、强剪弱弯的说法。我们知道在这个世界上是不存在什么绝对安全的结构, 任何结构体系都不能保证可以无视外界破坏, 所以在重大破坏来袭时, 要优先保全重要结构, 从而给予整个结构最大的安全性。明智的选择则是在建筑框架结构设计之初就先评定出哪些是重要构件, 哪些是次要构件, 当遭受破坏时, 次要构件可以舍弃以保全重要构件, 但如果把所有构件都设计成重要环节, 那很有可能都会遭到严重破坏而威胁整个建筑。

3 提高建筑框架结构基础设计质量的对策

3.1 优化设计方案

建筑结构的施工结果往往取决于最初的设计, 所以优化设计方案是很有必要的。在计算条形基础的宽度或面积时, 往往由于各种原因的考虑不周而导致结果有偏差。例如当墙体受集中力时, 是通过墙体和基础将力扩散到地基, 但这种扩散也是不均衡的, 如果设计时的宽度是由该力除以墙长来确定, 则会导致有些部分宽度不足, 加大基础宽度可以满足地基承载要求是比较实际的, 框架结构梁也可通过此类计算获得。这就体现了优化设计方案的重要性。

3.2 强化柱抗震设计

主要阐述在框架结构设计中柱抗震措施的设计: (1) 柱纵向钢筋的配置:纵向钢筋最好与配筋相对称, 以保证其稳定性, 此外, 为保证柱有足够的延性, 柱的最小配筋率必须满足《抗震规范》的要求;纵向钢筋的连接方法应参考符合《高层建筑防火规则》;在纵向钢筋的连接区域内最好使用加密箍筋, 以防止纵向钢筋的压曲, 增加其抗压强度和内聚力。 (2) 柱截面尺寸的要求:为使柱不至于受到平面剪应力而破坏及有足够的延性, 柱截面尺寸应符合以下要求:剪跨比应大于2;截面高宽比应小于3;柱截面的高度和宽度都应大于等于300mm;柱端截面的剪压比越低, 其延性越好, 因此截面的平均剪应力一般应小于3N/mm2。 (3) 柱箍筋的重要性:如果发生地震, 在其不断破坏下, 柱端钢筋的保护层往往会首先碎落, 如果没有足够的箍筋约束, 纵筋就会顺势向外弯曲膨胀, 导致柱端损坏。所以箍筋的约束作用是必不可少的, 柱在箍筋的约束作用下有更强的受压能力和极限应变力, 可以显著增加柱的延性。因此设计人员应完全遵照《抗震规范》, 设计时满足框架柱的箍筋要求。

3.3 确保框架柱配筋的科学性

建筑框架设计中柱配筋设计存在的问题比较多, 所以确保其科学性也显得尤为重要。 (1) 对于高层建筑来说, 高空的风荷载较大, 这就影响着框架柱配筋设计中的水平荷载, 这就使柱顶会存在偏心的问题, 为避免造成整体损害, 顶层的边柱配筋应该加大。 (2) 当地上设计使用圆柱时, 地下部分应改使用方柱, 以方便施工。方柱箍筋应使用加密井字箍, 楼梯间柱、角柱使用增大加密纵筋。 (3) 根据占地, 使用功能, 结构等要求, 常常需要在框架的梁端增加挑梁, 而外挑梁和框架梁的断面尺寸是不一样的, 有的设计者在只是将框架梁的主筋向外延伸, 但事实上主筋根本无法伸进挑梁内, 而这些错误一般要到施工的时候才会被发现, 到时不仅影响工程进度, 也造成不必要的损失。 (4) 次梁及挑梁端部建议附加箍筋和吊筋;梁可以偏出柱边较小的尺寸, 不要超过1/4的柱宽。梁有次梁时, 尽量拉开次梁和主梁支座的距离, 或考虑因其主梁产生的抗扭, 或者为其增加抗扭箍筋和纵筋。综上论述, 如果从框架结构设计之初入手, 综合考虑各方面的因素, 就能有效避免很多后续施工中的问题, 以提高工程进度, 避免资源浪费。

3.4 楼板开洞平面保持规则

在框架结构设计中, 楼板开洞面积如果大于该楼层面积的30%, 则属于平面不规则, 在进行计算时必须做辅助处理。以PKPM软件为例, TAT和SAT分别采用了两种不同的方式进行处理。TAT软件通过定义弹性节点 (其不受剐性楼板假定限制) 来进行数据处理, 对象为无楼板节点;SAT软件是通过定义弹性膜来进行数据处理, 对象为所有楼板, 在软件内忽略楼板的平面外刚度, 只模拟计算楼板的平面内刚度。

建议处理措施:在某层楼板的开洞面积大于楼层面积的30%时, 可以通过定义楼板为弹性膜或定义洞口边缘节点为弹性节点, 再用总刚法进行计算以得出最后结论。若采用侧刚法, 则计算时应重点加强配筋和结构内力。

4 结束语

总而言之, 框架结构基础设计需要专业的技术支持, 不断创新的设计思想理念, 科学的设计原理, 严谨周密的设计态度, 结合现场施工的技术指标, 不断挖掘存在的技术问题, 总结经验, 及时提出解决方案, 设计出更安全合理的施工方案, 才能使我国的建筑框架结构设计更上一层楼。

摘要：建筑框架结构设计是我国在现代建筑设计中采用的最基础普遍的设计之一, 也是建筑框架设计的重要组成部分。随着我国经济及建筑业的迅速崛起, 建筑框架设计问题也得到更多业内人士关注。本文遵循框架结构的设计原则, 以提高框架基础设计质量为目的, 深入探讨分析在框架结构设计中现存的重点问题, 并阐述了其相应对策及处理方案。

关键词：框架结构,设计质量,对策

参考文献

[1]陈翠荣.框架结构设计中应注意的几个问题[J].山西建筑, 2007, 33 (4) :58-59.[1]陈翠荣.框架结构设计中应注意的几个问题[J].山西建筑, 2007, 33 (4) :58-59.

[2]李爱群, 高振世.工程结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.[2]李爱群, 高振世.工程结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[3]GB50010, 2002.混凝土结构设计规范[S].[3]GB50010, 2002.混凝土结构设计规范[S].

框架结构基础设计探讨 篇3

框架结构基础设计是建筑框架结构的重要组成部分，在建筑设计中有着重要的地位。为了保证设计的科学合理，保证设计的先进性，相关的设计人员需要对基础的类型有清晰的了解，然后在根据实际的需要进行正确的选型，此外，还需要对基础进行适当的分析，对其中的条形基础设计等具体内容进行细化分析和选择。

1.基础的类型及其选型

首先，在设计时需要了解基础的主要作用。基础的作用就是要把上部结构的荷载可靠地传递给地基。这就意味这基础一方面要满足承载力要求，另一方面要有足够的刚度，保证其能够顺利的调节可能出现的地基不均匀沉降的情况。一般而言，基础都是采用钢筋混凝土。在多层房屋的框架基础设计中，条形基础、十字形基础、独立基础、片筏基础、箱形基础和桩基础是常用的形式。前5种基础称为浅基础，而桩基础属于深基础。如果建筑的层数不多、而且荷载不大，场地土地质条件较好时，多层框架结构也可采用柱下独立基础。但是，如果柱距、荷载较大，或者说当地基承载力不高时，单个基础的底面积就会非常大，此时可以考虑把单个基础在一个方向连成条形，做成柱下条形基础。

与独立基础相比，条形基础可以适当调节地基可能产生的不均匀沉降，能够有效的减轻不均匀沉降对上部结构造成的危害，这样一方面保证了一定的底板面积，另一方面就增加了基础的刚度，以及调节地基不均匀沉降的能力，柱下条形基础常做成肋梁式的。一般来说，在布置时条形基础的向与承重框架方向是一样的，也就是说对于横向框架承重方案，就把条形基础布置在横向方向，而在纵向布置构造连系梁；如果是纵向框架承重方案，就需在纵向布置条形基础，而在横向则布置构造连系梁。一般来说，纵横向框架承重方案，需要在两个方向布置条形基础，也就称为十字形基础。

当上部荷载不断增加的时候，所要求的底板面积也就会相应的增大，而到一定程度时，底板会连成一片，此时我们就称为片筏基础。片筏基础有两种形式，即平板式和梁板式。平板式片筏基础，施工便捷，不过需要用大量的混凝土；梁板式片筏基础的主要优点在于，能够通过布置肋梁来有效的增加基础的刚度，所以能够减小板的厚度，但是其也有其缺点，比如说施工较为复杂。

如果房屋设有地下室，那在设计中可以考虑把地下室底板、侧板和顶板连成整体，同时根据需要设置一定数量的隔板，以便能够形成箱形基础。使用箱形基础的主要优势就在于其刚度大，调节地基不均匀沉降的能力很强。一般而言，箱形基础主要用于高层建筑。当然，必须要说明的是，为了能够形成整体工作，必须要设置箱形基础的隔墙。因为，要是没有隔墙，那地下室的底板就只能按一般片筏基础设计；顶板按一般楼盖设计；侧板则按承受土压力的板设计。

当选用片筏基础后地基的承载力和变形仍达不到要求时，就需要考虑采用桩基础把上部荷载传至较深的持力层。高层建筑的主要基础形式是桩基础，有时也会结合地下室，常常采用桩一箱复合基础的形式。在正常情况下，浅基础的工程造价比深基础低，但假如持力层较深，那为了减少挖土量，使用桩基础或是更为经济。

在实际的设计中，基础类型的选择，需要进行综合的考虑，包括考虑场地土的工程地质情况、上部结构对地基不均匀沉降的敏感程度、上部纠陶荷载的大小以及现场施工条件等因素。如果是大型工程，那在设计时就需要进行必要的技术经济比较，在进行综合考虑后在选定。

2.基础分析模型

因为上部结构、基础和地基其实是一个整体，在整个结构中是共同作用的，所以较为理想的方法就是把三者作为一个整体进行分析。然而工程中往往采用简化分析模型，把上部结构与地基基础分开分析，这主要为了减轻计算工作量。一般来说，任意一种分析模型都需要满足上部结构与基础、基础与地基之间的力的平衡和变形协调条件。基础主要是受上部结构传来的荷载以及地基反力的作用。通过上部结构内力分析可以得到前者；而后者需要运用到地基模型。

2.1地基模型

地基模型主要是对地基沉降与基底压力之间关系的描述。地基的模型的种类很多，最简单、使用最广泛的地基模型是文克勒模型。这种模型是通过假定地基上某一点所受到的压强与该点的地基沉降成正比，把其比例系数称为基床系数。这种模型主要是认为，任意一点的沉降只是和该点受到的压强有关，和其它点的压强没有关系，实质上其是忽略了地基土的剪应力。这就使得地基相当于是由一根根单独的弹簧组成，所以这一模型也会被称为弹簧地基模型。

因为这种模型忽略了剪应力的存在，所以如果根据该模型地基中的附加应力，是绝对不可能向四周扩散分布的，也就不会出现基地以外的地表发生沉降的情况，这显然不太符合实际情况。然而因为这种模型简单，所以现在仍被广泛地使用。如果厚度不超过基础宽度一半的薄压缩层地基，那就可以选择这种模型。

半空间地基模型另一种较为常用的地基模型。这种模型把地基假定为半无限空间匀质弹性体，地基上的任意一点的沉降都与整个基底反力的分布有关。尽管弹性半空间模型注意到了应力和变形的扩散，单身其计算所得的沉降量和地表的沉降范围，往往会超过实测结果。通常我们会认为这是因为实际地基的压缩层厚度都是有限的原因造成的。另外，就算是同种土层组成的地基，其力学指标也是随深度变化的，并不会是匀质体。

压缩层地基模型假定地基沉降等于压缩层范围内，各计算分层在完全侧限条件下的压缩量之和。这种模型可以很好的反映地基土扩散应力和变形能力，而且也充分的考虑了土层沿深度和平面上的变化以及非匀质性。不过，因为它只能计及土的压缩变形，所以也是没有办法考虑地基反力的塑性重分布。所以，为了更进一步了解实际地基反力与沉降的关系，一些典型工程会通过进行现场实测，在实测数据的前提下，提出基底反力的经验计算公式。

3.条形基础设计

在条形基础设计中，首先要进行的是条形基础的内力分析，这也是设计的核心内容。

3.1确定基底反力和基础底面尺寸

根据文克勒地基模型，再加上刚性基础假定，我们可以迅速的推出基底反力为线性分布。如果设条形基础的长为L，宽为B，那按照基础的平衡条件，可以得到基底反力的最大值和最小值为：

3.2静力法

因为沿长度方向等截面的基础梁，它的自重和覆土重，一般不会在梁内造成弯矩和剪力，所以在进行基础内力分析时，基底反力采用通常是不包括基础自重和覆土重的净反力的。在基底净反力和柱子传来的竖向力、力矩作用下，基础梁的任一截面的弯矩和剪力都可以通过理论力学中的截面法求出。通常会选取若干个截面进行计算，然后绘制弯矩图、剪力。

3.3倒梁法

倒梁法主要是把基础梁作为以柱子为铰支座的连续梁，通过结构力学中力法、位移法或弯矩分配法可以准确的计算出来。但是，我们要注意的是用倒梁法计算所得的支座反力，往往不会等于上部柱子传来的竖向荷载。也就是说在上部结构与基础之间，不满足力的平衡条件，计算的结果就需要进行调整。而在实用中，利用调整局部基底反力可以完全消除这种差异。首先可以把支座反力与轴力间的差值均匀分布在相应支座两侧各1／3跨度范围内，当成基底反力的调整值，接着再进行一次连续梁分析。假如调整后柱子轴力与支座反力的差异还是很大，那就需要继续调整，直至两者基本吻合。

4.结语

总而言之，框架结构基础设计需要专业的技术作为支撑，需要科学的设计原理作为指导。设计人员在设计建造的结构时，需要对框架结构的基础设计进行深入的观察和研究，根据原有的经验和现有的技术，结合工程建设的需要，设计出合理的施工方案。

参考文献

[1] 黄文穗、金宗濂. 岳阳某大厦裂缝的分析、处理及防范[J]. 中外建筑，2001（02）.

[2] 王允锷. 短柱基础在多层框架结构中的应用[J]. 建筑结构，2003（10）.

建筑结构设计开题报告 篇4

首先，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子抗震，按照统一柱面、统一层高的原则，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。

其次，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。

再次，在结构设计方面：

1、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。框架柱在压力、弯矩、剪力的共同作用下，纵筋按正截面抗弯承载力设计，箍筋按斜截面抗剪承载力设计，此外为了使柱具有一定的延性，要控制柱的轴压比。

2、 做好“强剪弱弯”的设计

框架梁的截面设计包括正截面抗弯承载力设计和斜截面抗剪承载力设计，然后再根据构造要求统一调整和布置纵向钢筋和箍筋。

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心区不先于梁柱破坏。

完成具有一定复杂程度的建筑物的建筑设计、结构设计和施工组织设计。

二、本课题需完成内容：

(一)建筑设计内容

1.方案设计2.详细设计3.施工图绘制

(二)结构设计内容

1.结构方案及结构布置2.样板构件选型3.框架内力计算

4.梁柱配筋及基础设计 5.绘制结构施工图6.整理计算书

(三)施工组织设计

1.确定主要分部分项工程施工方案

2.主导工程施工设计

3.单位工程施工进度计划设计

4.施工平面图设计

5.整理设计说明书

三、本课题研究考察方案：

1、文献收集。

广泛收集与办公楼有关的建筑设计、结构设计和施工组织设计资料。

2、毕业实习。

通过对现场直观观察，对实际工程中各处的工程施工与管理情况有了一定的感性认识。在这一过程中，学到了一些设计时应该掌握的一些工程细节，以及理论跟实际工程的联系，更好的指导设计。

3、教师分阶段讲课。

建筑、结构和施工三个环节的指导老师，结合学生的进度分阶段讲课，并对相关问题展开讨论。

4、结构设计是整个设计中工作量最大，时间最长的一个环节，为了加深和巩固学生对自己出知识和基本技能的掌握程度，结构计算以手算为主，电算为辅的方法，施工图绘制要求既有手工绘制又有计算机绘制。

四、研究考察目标、工作进度：

通过综合运用所学的理论知识和技能，解决中学教学楼的建筑设计、结构设计和施工监理方面的实际问题，从而对一般框架类型的房子的设计和施工有比较全面的了解，对建筑设计、结构设计和施工之间必须相互密切配合的内在联系有较深刻的认识，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。每一位同学都要在熟悉设计任务书的基础上，类比同类建筑物，根据已给出的示意方案，结合南昌市的自然条件，施工单位的施工技术水平，材料供应情况，进行建筑设计、结构设计的计算以及单位工程的施工监理，并绘制出主要的建筑、结构施工图。

1、建筑部分

完成下列建筑施工图绘制：

(1)总平面设计，施工总说明，门窗表。

(2)平面图：底层、样板层，屋顶平面图。

(3)立面图：1～2个。

(4)剖面图：1～2个。

(5)根据需要完成3-5个典型节点详图。

建筑部分图量不少于2号图纸6张，原则上不多于2号图纸10张，其中1张手绘(至少包括一个主要建筑平面图)。施工图中均应有施工说明。

2、结构部分

本设计按平面整体表示方法规定(03G101)绘制施工图，计算轴线梁柱配筋按手算结果确定，其余梁柱配筋根据软件计算结果确定，注意适当归并。图纸内容应包括如下基本内容：

(1)结构施工总说明;

(2)基础平面布置及配筋图;

(3)底层柱平面整体配筋图(截面注解方式);

(4)底层、样板层和顶层的梁整体配筋图(平面注解方式);

(5)手算层的板整体配筋图(平面注解方式);

(6)一榀框架立体配筋图(非平法表示);

(7)手绘一张楼梯结构平面布置图、配筋图(非平法表示);

(8)其它详图。

结构施工图不少于2号图纸8张，原则上不多于2号图纸12张，各张施工图中均应有施工说明。施工图中均应有施工说明。

本人东南大学结构工程专业研究考察生毕业，现在设计院从事设计工作，长期代做土木工程专业毕业设计，按照任务书的要求，按照老师的要求通过率百分百，~我们团队取得了很好的成绩，覆盖大部分省市的院校。(框架结构、框剪结构、剪力墙结构、砌体结构、钢结构为主)主要包括建筑设计(建筑图)、结构设计(结构施工图、手算计算书、PKPM模型等)、施工组织设计，另外长期代做本科生课程设计(楼盖、厂房等)，质量保证、价格面议，联系QQ 1085287324 包过，辅导答辩，提供答辩主要资料。(老字号)(山寨小号同行勿模仿)(请自重)(非诚勿扰)(某些山寨同行通过制作网站、网店来进行糊弄学生的行为我们不予以揭穿)

四、工作进度：

1、建筑设计进度计划

第5-6周：建筑方案及建筑施工图

2、结构设计进度计划

第7周：结构选型与布置及布置图的绘制

第8周：计算简图及荷载计算

第9周-第10周上半周：框架内力计算及内力组合 上机计算

第10周下半周-第11周上半周：框架梁、柱截面设计，上机计算

第11周下半周：现浇楼面板设计、上机计算

第12周上半周：楼梯结构设计计算、上机计算

第12周下半周：基础设计、上机计算

第13-14周：绘施工图、整理前述工作的计算书

毕业设计框架结构开题 篇5

普通机床数控改造的结构设计及精度分析

一、课题概述、背景及意义

工业发达国家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外，还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS（管理信息系统）、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已达20.8％，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。

微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。① 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。②可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。③ 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。④ 可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。⑤ 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。由以上五条派生的好处如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

机床的数控改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。机床数控化改造有以下优点：①节省资金。机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。②性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。③提高生产效率。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。

在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个“永恒”的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。

目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。我国大量的普通机床应用于生产第一线，用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求，所以必须大力提高机床的数控化率。数控机床的发展，一方面是全功能、高性能；另一方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操 1

郑 州 大 学 硕 士 研 究 生 开 题 报 告

作维修方便。经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，无检测反馈机构，系统的定位精度一般可达±0.01，已能满足加工零件的精度要求。这几年，国家加大了对这类机床的改造力度，国防科工委更是推行了万台机床数控化计划，车床、铣床的数控化改造需求量很大。本课题以普通车床的数控改造为例，研究机床数控改造的方法，包括其结构的改造设计，机床改造后性能与精度的分析以及控制精度的措施等，普通车床应用微机控制系统进行改造数控改造后，可以提高工艺水平和产品质量，减轻操作者的劳动强度。基于上述分析，本课题的研究具有较高的现实意义。

二、主要研究内容

1.普通车床数控改造方案的确定，进行总体设计。

2.对普通车床数控改造进行结构设计与计算，包括主轴进给系统设计、机床纵、横进给伺服系统的设计等。

3.对改造后的经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。

4.根据进给系统的控制原理模型，对影响伺服系统系统的因素进行分析。

5.对影响伺服传动精度的因素齿轮传动精度、滚珠丝杠副传动精度等进行深入研究，并提出相应的改进方法。

6.对影响伺服元件伺服精度的因素步进电机步矩角精度等进行深入研究，并提出相应的改进方法。

三、拟解决的关键问题

1.普通车床数控改造进给伺服系统机械部分的设计与计算。2.对经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。

3.根据进给系统的控制模型，分析系统的误差来源及影响系统精度的因素。4.设计步进电机细分驱动电路，提高伺服进给系统的控制精度。

四、拟解决方案及关键技术

1.普通车床数控改造进给伺服系统机械部分的设计与计算内容包括：确定系统的负载，运动部件惯量计算，步进电机的选择，滚珠丝杠副的选择和计算、滚珠丝杠副的刚度验算等。

2.对改造后的经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。3.根据伺服进给系统控制原理模型，分别对伺服驱动元件的伺服精度、伺服机械传动元件传动精度进行分析，分析影响经济型数控车床定位精度主要因素。

4.在伺服进给系统控制电路中加入步进电机细分驱动设计，改善步矩角特性，提高经济型数控车床的定位精度。

五、创新点

1.运用机电一体化系统设计思路与方法进行普通车床数控改造的结构设计，在设计上达到有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；便于操作和维修。

2.从经济型数控车床的控制原理模型分析影响整个系统精度的关键因素，分析影响机床机床定位精度的各项误差来源，提出相应的改进方法并应用于机床结构设计中。

3.运用步进电机细分驱动技术，设计基于单片机控制的步进电机的细分驱动电路，减小步进电机的步距角及机床的脉冲当量，提高经济型数控车床的加工精度，改善电机运行的平稳性，减小噪声，增加控制的灵活性。

六、课题预计目标

郑 州 大 学 硕 士 研 究 生 开 题 报 告

1.普通车床数控改造的方案的研究，进行总体设计。

2.对经济型数控车床的伺服进给系统建立控制原理模型，并根据进给系统的控制原理模型，对影响系统精度的关键因素进行分析。

3.研究提高机械传动部件的传动精度与刚度的方法，对普通车床数控改造进行结构设计，改善伺服进给系统的伺服特性。

4.设计一种基于单片机控制的步进电机的细分驱动电路，提高伺服进给系统的分辨率。

七、课题研究进展计划

预计本课题研究进展主要分以下几个阶段：

1.2007年11月～2007年12月 查看文献资料并撰写开题报告

2.2007年12月～2008年03月 收集相关方面的资料，以普通车床数控改造为例进

行总体设计

3.2008年03月～2008年04月 学习机床伺服进给系统的设计等方面知识

4.2008年04月～2008年07月 进行结构设计，绘制普通车床数控改造纵、横向进给系统装配图

5.2008年07月～2008年08月 学习机床控制精度等方面知识 6.2008年08月～2008年09月 对机床进行精度分析

7.2008年09月～2008年10月 研究提高机床控制精度的措施 8.2008年11月～2008年12月 完成毕业论文 9.2008年12月 毕业答辩

参 考 文 献

[1] 刘跃南.机床计算机数控及其应用[M].北京：机械工业出版社，1997.[2] 王爱玲.现代数控机床结构与设计[M].北京：兵器工业出版社，1999.[3] 周文玉.数控加工技术基础[M].北京：中国轻工业出版社，1999.[4] 朱晓春.数控技术[M].北京：机械工业出版社，2003.[5]张柱良.数控原理与数控机床.北京：化学工业出版社，2003.[6]］朱正伟.数控机床机械系统.北京：中国劳动社会保障出版社，2004.[7] C616车床经济型数控改造总体方案及主要部件的设计[J]，机床与液压，1999，3：50~52.[8] 杨祖孝.数控机床进给滚珠丝杠的选择和计算[J]，机床与液压，1999，3：50~52.[9] 徐桦.直线滚动导轨副的选择程序及寿命分析[J]，机械设计与制造，1999，3：3~5.[10] 翁史烈.现代机械设备设计手册-设计基础[M].北京：机械工业出版社，1996.[11] 吴宗泽.机械设计实用手册[M].北京：化工出版社，2003.[12] 刘晓宇.刘德平.普通机床数控化改造关键技术的设计与计算[J]，机械设计与制造，2007，9：42~44.[13] 唐林.C616车床的经济型数控改造总体方案及主要零部件的设计 [J]，新技术新工艺，2007，6：48~50.[14] 南京工艺装备制造厂 精密滚珠丝杠副说明书 [15] P．P．Acarnley．Stepping Motors．A Guid to Modern Theory and Practice．Short Run Press Ltd，1982 [16] H.J Van de Straete etal: Servo Motor Selection Criterion for Mechantronic Application, IEEE/ASME Trans.on Mechantronics,Vol.3,No.1 43~44,1998.[17] Kuo B．C．and Wells B．H．Microcomputer Control of stepMotors．CSRL Report No．237，Control Systems Research Laboratory，University of Hlinois，p．17，August 1976 [18] Y.Koren, C.C.Lo.Advanced controllers for feed drive [J]，Annals of the CIRP, 1992,41(2), 3

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框架 办公楼 开题报告 篇6

题目

南康民政局行政办公楼设计

专 业 名 称

土木工程

班 级 学 号

**1111**

学 生 姓 名

********

指 导 教 师

********

填 表 日 期

**** 年

* 月

** 日

说

明

开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及设计方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容

一、选题的依据及意义：

本工程为南康市民政局行政办公楼属于公共建筑，由于框架结构具有结构轻巧，便于布置；整体性比砖混结构和内框架承重结构好，可形成大的使用空间；施工方便；较为经济等优点，因此采用多层框架结构。由于该办公楼是政府机关单位的，风格要求庄重、大方，因此在建筑设计的时候，应该注意建筑物外型力求均衡与稳定。如果一个建筑物看起来摇摇欲坠，或动荡不安，紧张吃力，就很难谈得上美观问题。该办公楼的体型采用单一体型中的矩形，这种体型建筑物的特点是明显的主从关系和组合关系，造型统一，简洁，轮廓分明，给人以鲜明而强烈的印象，也可以将复杂的功能关系，多种不同用途的大小房间，合理地、有效地加以简化、概括在简单的平面空间形式之中，便于采用统一的结构布置。

根据城市城市规划.建筑规模和要求以及现有的气象条件(气温.相对湿度.主导风向.基本雪压).工程场地地质条件.及材料供应和施工条件进行设计。该办公楼主要由办公室和会议中心两部分组成，主体结构为5层，内外装修均为一般装修。

通过这次毕业设计对我大学期间所学的知识起到一个系统的总结的作用，通过自己对在熟悉任务书的基础上比较同类建筑，查阅、搜集有关设计资料可以把我在大学四年所学到的知识得以综合的应用，提高综合知识的应用能力和独立解决问题的能力，对所学过的知识得以系统的深化。并培养我独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤，及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法，为今后工作打下良好的基础。

与此同时同时毕业设计是学生在毕业前半年的最后学习和综合训练的实践性学习环节，是学习深化、拓宽、综合教学的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；所以我们要认真努力完成自己的毕业设计，能够顺利毕业，拿到毕业证和学位证。

二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：

近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架建筑

框架结构是由梁柱杆系构成，能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时，为协调变形和合理分配内力，框架结构不宜设计成单跨结构。竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力，因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。

随着经济的发展，生活水平的提高，人们对建筑产品也提出了更高的要求，不仅要安全、经济，还要实用、美观。政府办公楼作为公共建筑，在适应时代需求的同时，不仅有与其他公共建筑的共性，也有自己独特的特点。其总体特征有以下几个方面：

(1).现代政府办公楼（特别是城市办公楼）一般为高层超高层建筑，少数低级行政单位为多层。

(2).政府办公建筑面积较大，使用人员众多，流动性大，一般布置为内廊式，竖向上则布置多部电梯、楼梯。

(3).政府办公楼中有一些特殊用途的房间，如会议室，新闻发布厅等，由于其建筑面积很大，且内部要求空旷，不能布置柱，因此在结构设计中是难点，需要特别重视，重点考虑。

(3).随着现在能源的日益紧缺，建筑作为能源消耗大户，也应充分考虑环保要求。现代政府办公建筑中多采用新型、环保技术和材料，以减少对能源的消耗，最大限度的节约能源。

(4).政府办公楼作为公共建筑，必须考虑对交通运输的要求，保证周边道路的通畅。

然而近年来，全国各地兴起了一股盖建豪华办公楼的风潮。按照建设部的说法，中国662个城市、2万多个建制镇中，约有1/5的城镇建设存在“形象工程”(宽马路、大广场、豪华办公楼等)。还有贫困地方建“白宫”、“天安门”等豪华大楼的政府豪举。这显然和政府的形象相违背，作为政府办公大楼在设计风格上应该以现代、简洁、大气、庄重为主格调，装修项目为简洁为主，装饰配套要突出时代要求，体现轻装修重装饰的设计原则。

三、设计内容及设计方案：

设计内容：

本工程根据设计任务书设计一办公楼，根据地质情况及各种荷载情况设计建筑物的基础，根据荷载和建筑布局设计建筑物主体各层结构，设计梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根据气象条件设计建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保温与隔热，使其达到“实用、安全、经济、美观”的要求。(1)．建筑方案设计

绘出主要平面，立面，剖面图，标明尺寸。(2)．建筑施工图设计

1）．平面图：底层平面，标准层平面，顶层平面； 2）．立面图：主立面，背立面，侧立面； 3）．剖面图：主要剖面，楼梯剖面； 4）．详图：需要详细说明的节点； 5）．总平面图，门窗表，建筑设计说明。(3)．结构施工图

1）．基础平面图和基础详图；

2）．楼面，屋面结构平面图及节点详图； 3）．框架梁柱配筋图节点详图； 4）．部分结构构件详图； 设计方案：

在建筑方面，本着适用、安全、经济、美观设计原则。本办公楼设计为5层。平面图大致是矩形且对称，但是局部是有变化的。本着先平面后立面最后剖面设计的原则进行设计。其步骤如下： 1）轴网尺寸布置 2）绘制底层平面图

3）绘制标准层和不同于标准层的平面图 4）顶层平面图，屋顶平面图 5）正立面图 6）背立面图 7）侧立面图

8）一榀框架剖面图和楼梯剖面图

在结构方面，采用框架结构近似计算法，求竖向荷载作用下的内力用二次弯矩分配法；求水平荷载作用下的内力时，有D值法等。由于该办公楼属于丙类建筑，抗震设防烈度为6度，因此不需要抗震设计计算，只需按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。

结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计，再交指导老师审查，审查通过后，利用AutoCAD、天正、PKPM和手工完成绘图，利用Excel、word等完成设计说明书及其他内容的编写。结构部分计算的大概步骤：

1）．初估梁柱截面尺寸 2).荷载计算 3).风荷载作用下的侧移验算 4).竖向荷载作用下框 5).框架梁柱配筋 6).板的配筋计算

7).楼梯配筋 8).基础的设计及配筋计算

四、目标、主要特色及工作进度

目标：

在规定的时间里完成毕业设计，争取做出一篇优秀的毕业设计。并通过这次毕业设计，把大学期间所学到的知识得以综合的运用与加固，提高自己独立解决问题的能力，也提高自己软件的运用水平。主要特色：

建筑设计方面，通过参考和借鉴同类建筑设计图纸，自己设计出一个设计方案，然后用CAD和天正画出整套建筑设计图纸；在结构方面，手算与机算相互结合，用PKPM画结构施工图，用PKPM计算框架结构的内力和配筋计算，并手算一榀典型框架的内力和绘制一张指定的施工图纸。工作进度：

5-6周：查阅并收集与课题相关的毕设资料，完成开题报告和科技文献翻译。7周：在熟悉课题的基础上，认真学习相关的资料和规范；进行建筑空间及构造方案的确定。

8-10周：绘制建筑施工图（平、立、剖面、总平面及构造详图），上交小样图；进行结构布置。

11周：荷载计算（进行屋面及各层楼面荷载计算等）。

12-13周：框架结构内力计算（选取一榀典型框架，手工进行内力分析）。14-15周：内力组合计算；配筋及变形计算（梁、柱配筋计算）。16周：基础及其他构件设计（基础配筋、现浇楼梯、雨蓬、檐口、悬 挑、梁板设计计算等）。

17周：PKPM计算复核及结构施工图绘制。

18周撰写和整理设计计算书、打印图纸等设计文件，准备答辩。

五、参考文献

框架结构柱抗震设计要点 篇7

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。其不可遇见性和强烈破坏性给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。随着人民生活水平的提高和安全意识的加强, 建筑结构的抗震设计也就显得越来越重要了。

由于框架结构具有空间大、布局灵活的特点, 现在已经被广地应用在生活的各个角落。而框架结构的震害主要是由于强度和延性不足引起的, 其震害的一般规律是:柱的震害重于梁, 角柱的震害重于一般柱, 柱上端的震害重于下端。

在框架结构中, 柱作为竖向承重构件, 承载着整个结构的全部竖向荷载和由水平力引起的附加荷载, 一旦破坏就会危及整栋房屋的安全。由于柱的受力情况复杂并且柱本身的延性较差, 因此如果没有认真地考虑抗震设计, 框架柱就容易发生比较严重的震害。

二、地震中柱的破坏机理

地震中, 柱常见的破坏有:

(一) 剪切破坏。

在往复的水平地震力作用下, 柱会出现斜裂缝或交叉裂缝, 裂缝宽度较大, 属于脆性破坏, 并且难以修复。一方面, 柱子抗剪强度不足会造成柱身的剪切破坏;另一方面, 在现代建筑设计中, 框架常有错层及不到顶的填充墙, 这样便使柱子的变形受到约束, 导致柱的计算长度变小, 从而剪跨比变小, 也会导致剪切破坏。

(二) 压弯破坏。

柱子在轴力和变号弯矩作用下, 混凝土压碎剥落, 主筋压曲成灯笼状, 造成压弯破坏。柱子轴压比过大, 主筋配置不足, 箍筋过稀等等都会导致柱的压弯破坏。压弯破坏大多出现在梁底与柱顶的交接处。同剪切破坏一样, 压弯破坏也是属于脆性破坏, 难以修复。值得注意的是, 箍筋在施工时由于端部接口处弯曲角度不足, 这样箍筋的端部接口仅仅锚固在混凝土的保护层中, 在地震的反复作用下, 混凝土保护层剥落, 箍筋进开失效, 使柱混凝土和纵向钢筋失去约束, 从而导致柱子破坏。

(三) 弯曲破坏。

由于柱子的纵向钢筋配置不足, 在变号弯矩的作用下, 柱子将会出现弯曲破坏, 产生周圈水平裂缝, 裂缝的宽度一般比较小, 较易修复。

三、柱的抗震设计要点

(一) 控制最小截面尺寸和截面高宽比以及梁柱的偏心距。

柱截面尺寸过小会使框架侧移刚度不足, 截面高宽比过大将导致框架结构两个方向侧移刚度相差较大, 而且不利于柱的短边方向的稳定。此外, 框架柱中线与框架梁中线之间的偏心距过大, 在地震作用下将导致梁柱节点核心区受剪面积不足, 并对柱带来不利的扭转效应, 也会给柱造成应力集中的不利影响。

(二) 控制轴压比。

在现代工程设计中, 整体框架计算采用了计算机程序辅助设计, 首次输入结构平面时, 按经验估算柱截面, 导荷后经计算机运算, 便可得到各个柱在地震作用组合下的内力情况, 这时再根据各柱轴力, 以及规范中对柱轴压比的规定。通过手工计算, 确定各柱在各层所需要的截面, 然后上机调整结构平面中的各层柱截面, 就能得到一个比较准确的结果。轴压比是控制柱的轴向压力与混凝土轴心抗压强度的比值, 表示为:

undefined

式中:n为柱所受压力;A为柱截面面积;fc为混凝土轴心抗压强度设计值。

轴压比是影响柱的承载力和延性的另一个重要参数。大量试验表明, 随着轴压比的增大, 柱的极限抗弯承载力提高。但极限变性能力、耗散地震能量的能力都降低。轴压比对短柱的影响更大:在长柱中, 轴压比越大, 混凝土受压区高度越大, 压弯构件会从大偏压破坏向小偏压破坏过渡, 小偏压破坏的延性很小或者没有延性;在短柱中, 轴压比增大也会改变柱的破坏形态, 会从剪压破坏变成脆性的剪拉破坏, 破坏时承载能力突然丧失。轴压比愈大, 塑性变形段愈短, 承载能力下降愈快, 即延性减小。框架柱的抗震设计一般应在大偏心受压破坏范围, 以保证有一定的延性。

(三) 控制剪跨比。

剪跨比是判别抗侧力构件抗震性能的重要指标, 也是影响钢筋混凝土柱破坏形态的最重要因素。考虑到框架柱中的反弯点大都接近中点, 为设计方便, 常常用柱的长细比近似表示剪跨比的影响。

在高层建筑结构中, 柱的剪力比较大, 因此在高层建筑结构计算中, 无论是抗震结构, 还是非抗震结构, 都应作抗剪承载力验算。新抗震规范中规定框架柱的净高与截面高度比宜大于4, 所以抗震结构在确定方案和结构布置时, 就应尽量避免短柱, 特别是在同一层中同时存在长柱和短柱的情况。

四、改善短柱抗震性能的措施

但是在实际工程中, 完全不出现短柱是几乎不可能的。

(一) 短柱的正确判定。

柱净高H与截面高度h之比H/h≤4为短柱, 工程界许多工程技术人员也都据此来判定短柱, 这是一个值得注意的问题。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比λ, 只有剪跨比λ=M/Vh≤2的柱才是短柱, 而柱净高与截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2, 亦即不一定是短柱。按H/h≤4来判定的主要依据是:①λ=M/Vh≤2;②考虑到框架柱反弯点大都靠近柱中点, 取M=0.5VH, 则λ=M/Vh=0.5VH/Vh=0.5H/h≤2, 由此即得H/h≤4。但是, 对于高层建筑, 梁、柱线刚度比较小, 特别是底部几层, 由于受柱底嵌固的影响且梁对柱的约束弯矩较小, 反弯点的高度会比柱高的一半高得多, 甚至不出现反弯点, 此时不宜按H/h≤4来判定短柱, 而应按短柱的力学定义——剪跨比λ=M/Vh≤2来判定才是正确的。

(二) 改善短柱的抗震性。

当按剪跨比λ判定柱子确定为短柱后, 就应当尽量提高短柱的承载力, 减小短柱的截面尺寸, 采取各种有效措施提高短柱的延性, 改善短柱的抗震性能。

1.使用复合螺旋箍筋。

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的, 柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱, 只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求, 是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此, 使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力, 改善对砼的约束作用, 能够达到改善短柱抗震性能的目的。

2.采用分体柱。

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多, 在地震作用下往往是因剪坏而失效, 其抗弯强度不能完全发挥。因此, 可人为地削弱短柱的抗弯强度, 使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度, 这样, 在地震作用柱子将首先达到抗弯强度, 从而呈现出延性的破坏状态。

3.采用钢管砼柱。

钢管砼是由砼填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料, 是套箍砼的一种特殊形式。由于钢管内的砼受到钢管的侧向约束, 使得砼处于三向受压状态, 从而使砼的抗压强度和极限压应变得到很大的提高, 砼特别是高强砼的延性得到显著改善。同时, 钢管既是纵筋, 又是横向箍筋, 其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下, 这相当于配筋率至少都在4.6%以上, 这远远超过抗震规范对钢筋砼柱所要求的最小配筋率限值。

五、结语

我们可以通过对钢筋混凝土框架柱在地震中的几种破坏形态的分析, 理解现行建筑抗震设计规范中对柱的各种要求。设计人员应该严格遵循规范, 针对各种可能出现的破坏采取相应的构造措施, 合理布置结构平面, 控制好梁柱构件截面, 使框架具有一定的延性, 尽量避免让柱出现剪切破坏, 提高建筑物在地震中的防御能力, 从而最大限度地减少地震这种自然灾害给人们造成的经济损失。

参考文献

[1].尚守平, 周福霖.结构抗震设计[M].北京:高等教育出版社, 2003

[2].GB5010-200, 建筑结构设计规范[S].

[3].GB50011-2001, 建筑抗震设计规范[S].

论框架结构加固设计方法的应用 篇8

结合工程案例为7层框架结构(见图1)，其中西座只有5层；高约27m，7度抗震设防，Ⅱ类场地。柱、梁、楼板的混凝土强度等级皆为C25。框架梁、柱截面主要尺寸分别为250×700，500×700。采用柱下独立基础。此建筑原作为写字楼使用、大开间的间隔；现建设单位要将其改造为小开间的公寓式酒店及健身中心，而且西座还要增加2层，采用钢筋混凝土多层框架结构体系。

二、加固设计方法的应用

经检测、鉴定及抗震验算，工程部分框架柱、框架梁及部分楼板的抗震承载力不满足要求，其余都符合《建筑抗震鉴定标准》中关于多层钢筋混凝土房屋鉴定的规定。在进行加固设计时，遵循对称加固的原则，使加固后建筑物的质量分布、刚度分布比较均匀，结构楼层综合抗震能力指数、构件的抗震承载力都有所提高，而且满足《建筑抗震鉴定标准》、《建筑抗震加固技术规程》的要求。以下主要介绍柱、梁、板不同加固方法的应用。

2.1 混凝土柱的加固方法

混凝土柱的加固方法主要有：1、增大截面加固法。这种方法不仅可提高原柱的承载力，还可以降低柱子的长细比，提高柱子的刚度2、外粘型钢加固法。它的优点是柱截面尺寸增加不多，但柱的承载力可有较大幅度提高。由于柱受到型钢套箍和缀板的约束，柱子的延性也得到较大的提高。3、置换混凝土加固法。这种方法主要用于因建筑限制不宜增大柱子截面或只需对柱子进行局部加固的情况。下面针对本工程原柱的轴压比、纵筋、箍筋等不满足设计要求的实际情况采用不同的加固方法。

2.1.2原混凝土柱的轴压比不满足设计要求

采用增大柱截面法。但一部分钢筋混凝土柱由于建筑不允许在某一面加大柱截面。因此曾设计用圖2所示的两种加固方法，最后认为图（b）的加固方法更为理想。理由如下：（1）图2(b)的方法虽然在建筑限制的方向超出了25mm，但在与建筑专业协商后认为经过后期抹灰后，基本上不影响外观，也不会影响建筑的功能使用；（2）采用一个封闭箍筋在整体性能和对施工质量的控制上都比采用图2（a）的两个U型箍筋要好得多(3）由于原混凝土柱在施工时会由于种种原因使得柱的箍筋位置及间距出现偏差，这就导致在凿开柱子的混凝土找出原箍筋并与图2（a）新增U型箍筋焊接的过程中，耗费大量的时间和人工；(4）图2（b）的新加钢筋混凝土套超出原混凝土柱厚25mm的混凝土层，只是起保护封闭箍筋的作用，可代之以水泥砂浆抹上去，所以不必担心其因厚度太小而出现的蜂窝麻面而影响施工质量。

2.1.2原混凝土柱只有箍筋不满足设计要求

此情况下采用封闭式粘贴碳纤维布的加固方法。此时，碳纤维布与原混凝土柱共同承担柱子的剪力。在按《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》的有关计算规定把碳纤维换算成柱的体积配箍率时，也必须要满足《混凝土结构设计规范》对柱端箍筋加密区的体积配箍率的要求。应该注意：采用碳纤维加固法时，必须保证原混凝土实际强度不能低于C20。

2.1.3原混凝土柱轴压比满足设计要求，但柱的纵向钢筋或箍筋不满足设计要求

这种情况在不能用加大柱截面法加固时，则可采用外粘型钢加固法[3]，如图3所示。此法不但柱截面与原来差别不大，而且施工的进度较加大截面法快、成本较碳纤维加固法低。

工程采用的是干式外包钢加固法。即：钢构套与原混凝土柱之间没有粘结，或仅为水泥砂浆填实。此方法与湿式外包钢加固法相比较，具有施工工艺较简单，进度较快的优点。

采用干式外包钢加固法时，钢构套与原混凝土柱承担的外力按照刚度比例关系分配。钢构套的设计则是根据钢构套所分担的外力，按照《钢结构设计规范》的有关缀板的计算。

钢构套必须锚固在柱上下两端的梁柱节点内，锚固的做法有两种情况：

(1)钢构套的竖向角钢（或竖向扁钢板）没有与原混凝土梁相交，而是直接穿过楼板，在领导的混凝土柱周围继续做钢构套，直到满足锚固长度。

(2)钢构套的竖向角钢（或竖向扁钢板）与原混凝土梁相交，由于钢构套的竖向角钢（或竖向扁钢板）受到原梁内的钢筋阻挡，不能继续伸长，钢构套的锚固做法应采用图4所示的方法。

2.2混凝土梁的加固方法

混凝土梁的加固方法主要有：1、增大截面加固法。该方法适用于梁承载力相差较大且其刚度也不满足设计要求的情况。2、增补受拉钢筋加固法。这种方法比较适用下列情况：当梁的截面尺寸能满足刚度要求且其抗剪承载力也满足设计要求，而仅是抗拉强度不足，且抗拉钢筋增补数量不是很大时。3、外加预应力加固法。这种方法在基本不增加梁板截面高度条件下，可提高梁、板的抗剪、抗弯承载力和改善其使用阶段的性能。4、粘贴纤维复合材加固法。本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。与其他的加固方法比较，粘贴纤维复合材加固法有许多独特的优点和先进性，主要有：坚固耐用、施工快速、简洁轻巧、灵活多样。

本工程大多数需要加固的梁的原配钢筋与设计要求相差较大，采用碳纤维加固法成本较高，因此根据不同梁的实际情况，采用不同的加固方法。

2.2.1弧形梁的配筋不满足设计要求

弧形梁加固如图5所示，在原结构梁的外围增加一个钢筋混凝土套。施工时沿梁两侧凿开100mm宽的槽，套上箍筋后灌入细石混凝土。此时应注意：因新加的受拉钢筋不能完全发挥其抗拉性能，故其强度应予以折减，折减系数为0.9。因在梁面上新增加梁端负筋比较困难，如果增大梁的截面后出现梁端所配负筋还没满足计算要求、但梁跨中所配正筋已满足设计要求的情况，则应运用梁内力塑性重分布的原理，适当加大梁跨中新增的纵筋面积。

2.2.2悬臂梁配筋不满足设计要求

根据悬臂梁所处的实际情况，把粘贴钢板法与外加钢构套法有机地结合在一起，如图6所示。

因悬臂梁的受力钢筋位于梁面，所以采用建筑用的高强粘结胶把钢板粘贴在梁面上，以承担悬臂梁的梁端负弯矩。《建筑抗震加固技术规程》规定：粘贴钢板与原构件宜采用胀管螺栓连接[1]。但因胀管螺栓会影响日后楼面的正常使用，故用钢构套代替胀管螺栓把钢板与原悬臂梁连接在一起，以保证即使钢板与悬臂梁间高强粘结胶老化了，钢板与悬臂梁之间仍能共同协调变形。在施工时把钢板、角钢和钢缀板焊在一起，形成一个钢构套，钢构套与悬臂梁之间再施以压力灌浆，用高强粘结胶把整个钢构套与悬臂梁粘结在一起。梁面钢板在悬臂梁的支座处按图7所示的方法锚固。钢板的设计则是把钢板等效于受拉纵筋，钢缀板等效于箍筋；按《混凝土结构设计规范》的有关规定计算。

2.3混凝土板的加固方法

混凝土板的加固方法与梁的加固方法基本相同。本工程的部分楼板因其上增加了户间隔墙或功能用途变化很大而导致原配筋不能满足设计要求，为了能在加固楼板时不增加楼层的自重，对板采用的加固方法是：在板底粘贴碳纤维布[2]。

图6 粘钢法加固悬臂梁图7 悬臂梁面钢板在支座处锚固

2.4建筑加固及增钢筋植入结构位置的方法来解决

在对已有建筑进行加固以及在新增钢筋植入原结构时，常会遇到旧有钢筋而植不进去，但此时植入长度又不能满足规范要求的情况。如果在旧有钢筋少的地方还可以用转换植入位置的方法来解决。但在旧有钢筋密集的地方（如梁柱交汇点）就很难解决满足钢筋的植入长度这一问题。所以在加固设计时，应尽量选用小直径钢筋，这样既对混凝土的浇注有利，又能减小钢筋的实际植入长度。

三、结论

综上所述，笔者在结构设计工作经验中领悟到：在建筑工程中允许的情况下，对柱的加固尽量采用加大截面法，这样既能体现强柱弱梁的设计原则，又能减小钢筋植入原构件的长度，因为柱新加大的部分也计入钢筋的植入长度中；而且在用粘钢法加固梁时，柱梁相交节点处加大的部分还能对所粘贴的钢板起锚固作用。

参考文献：

[1]建筑抗震加固技术规程（JGJ116-98）[S].北京：中国建筑工业出版社，1998.

[2]碳纤维片材加固混凝土结构技术规程（CECS146:2003）[S].北京：中国计划出版社，2003.