工程设计开题报告
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工程设计开题报告11 国内外研究现状及发展趋势
随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍,由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点;与钢结构相比又具有造价低材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此,在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来,世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快,应很多。一般框架结构是由梁柱杆系构成,能够承受水平和竖向荷载作用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够用的承重结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够结构的传力系统、传力方式,良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。
办公楼是城市第三产业的重要载体,是城市经济的重要组成部分。随着城市的发展与产业结构的升级,办公楼经济所占的比重快速增加,办公楼在城市中的地位与作用也越来越大,人们对办公楼设计使用提出了更高的要求。因而现代办公楼出现了一些新的发展趋势:
1.1国内外对混凝土框架结构办公楼的研究及发展有以下几方面
(1) 在计算理论方面。在工程结构设计规范中已采用的基于概率论和数理统计分析的可靠度理论,概率极限状态计算体系要不断完善;混凝土的微观断裂机理、混凝土的多轴强度理论及非线性变形的计算理论等方面也需要更大的突破,并应用于工程结构设计中。
(2) 在计算机软硬件方面。电子计算机的普及和多功能化,CAD、PKPM等软件系统的开发,缩短了建筑结构设计的时间和工作量,提高了经济效益。
(3) 在材料研究方面。混凝土主要是向高强、轻质、耐久、易成型及具备某种特殊性能的高性能混凝土方向研发。钢筋的研发方向则是高强、防腐、较好的延性和良好的粘结锚固性能。
(4) 在结构型式方面。预应力混凝土结构由于抗裂性能好,可充分利用高强度材料,各种应用发展迅速。一些高性能新型组合结构具有充分利用材料强度、较好的适应变形能力(延性)、施工较简单等特点,也得到广泛应用。
(5) 在实验技术方面。通过对混凝土结构设计理论和设计方法及设计软件等方面大量研究,先进的现代化城市技术保证了实验研究更精确、更系统。基于可靠度理论的分析方法有在逐步完善,并开始用与结构整体和使用全过程的分析。
1.2办公楼发展趋势
(1)办公楼均是在特定的历史、社会、经济和文化背景下形成和发展起来的,其建筑布局、空间形态、环境气氛都在不断的变化。今天办公楼作为生产和处理各种商务活动的信息场所,而正在成为社会生产的基础。为了适应这种社会的发展需求,也要求办公楼在形态和功能上要多样化。特别是近几年信息化技术的快速发展,更加速了这种变化的趋势。 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,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。
(2)围绕着绿色生态和节能的主题,建筑形态会更加多样化,功能构成会更加丰富,更加强调人性化和令人身心愉悦的空间环境创造。政府行政办公楼与其他办公楼一样,设计时应充分考虑适应性、灵活性、高效性和人性化的设计理念,以充分展示建筑功能与建筑形象的亲和力与开放性,做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展,创造亲切宜人的建筑形象和舒适自然的办公环境。随着社会的发展,生态主义、智能化、人性化、个性化、现代化、功能复合化办公建筑的设计理念将是今后现代办公楼的一大发展趋势。
2 研究的意义
此次毕业设计我的做的课题为甘肃省临夏市某县政府综合办公楼设计,我要在设计过程中运用大学期间学到的各项知识,手算其中部分框架。通过这个过程我不仅能学到设计相关的知识,发现自身的不足,还能了解框架结构的特点和设计方法等,使我对建筑结构有 了更深一层的了解。这对我以后的工作学习有很大的帮助。
而现代办公楼作为城市公共化的空间,就要让人们能够感觉到其公共性,即所谓的“可进入性”形式。比如在光线感、透明度、亮度、色彩、材料、形式等方面进行表达,创造出某种空间秩序,使来访者更加清楚建筑物所创造的不同空间层次氛围,传达这种场所的开放精神。信息时代的来临,则更加突出了这种需求。并且在强调开放之余,还强调信息的高速流通,人们日常交流的便捷等。因而对现有办公楼的需求从功能、形式上都发生了相应的变化。
在现阶段,随着国内经济的飞速发展,民营企业也在迅速崛起,促进了产业结构的变化,也促使第三产业的迅速发展,尤其是服务业,这也直接导致了办公楼的需求量增加,尤其是经济发展区块如沿海一带,但是由于城市空间的有限,这就要求办公楼设计要做到物尽其值,这也就需要各设计人员不断提高自身的设计水平,做到与时俱进。
办公楼因其自身的特点和所处位置等无可厚非的成为了政府空间的一个重要部分,影响着政府的美观和使用等因素,这更体现了办公楼设计的重要性。
3设计研究的主要问题
3.1 现浇框架结构主体混凝土强度问题(1)同一个浇筑平面如果出现几种不同等级的混凝土会直接造成施工周期过长,施工管理的难度和施工难度增加,建筑工程的整体性受到破坏,建筑工程的安全性降低(2)采用不同的混凝土会造成施工作业面中接缝增加,如果施工人员施工技术不太成熟的话,会直接造成接缝密封性下降,造成严重的质量隐患。
3.2 框架结构中梁体钢筋和节点过密问题(1)在建筑施工中要对梁体断面进行科学分析,合理设计,梁体与其上下部分的钢筋的距离合理设置,如果施工中要求钢筋并排放置,那就要注意上下钢筋不能交错。(2)科学的建筑工程中框架结构的剪力要由混凝土和钢筋进行承担,尽量减少结点和梁端钢筋数量,(3)在框架结构施工时,钢筋的分布和捆扎要尽量均匀,保证受力的均匀性。
4 设计的重点、难点问题
4.1 具体设计中,建筑图如底层及标准层平面图、顶层平面图、主要立面图、剖面图要满足相关规范的要求,还要根据实际情况选择建筑方案,考虑到实用、美观、符合办公目的等等要求。
4.2纵横向平面框架结构设计、楼梯、雨蓬等结构设计,其中纵横向平面框架结构设计是最重要的,也是最难的。
4.3框架柱、各层楼面梁配筋。
5 ……此处隐藏17931个字……,165m,43层)、上海静安希尔顿酒店(建筑设计是香港协建建筑师有限公司,结构设计是英国奥雅纳工程顾问,钢与钢骨混凝土混合结构、1988年建成,144m,43层)、上海端金大厦(钢与钢骨混凝土混合结构、日本三井建筑事务所设计,1986年建成、107m,29层)等。数量虽不多,而且大部分是由国外或与国外合作设计的,但说明我国已具备设计、建造高层钢结构的条件,并且这些高层钢结构及钢与钢骨混凝土混合结构的出现使我国在高层建筑的发展方面迈入了世界先进行列。钢筋混凝土结构与砖石结构及钢结构相比具有强度高、自重较轻、整体性好、抗震性强、造价低、材料来源丰富等优点,是我国目前用得最多的结构形式。随着轻质高强材料的发展,钢筋混凝土结构的自重也大大减轻。如重度为16-18kn/m2的轻质混凝土强度可30-40n/mm2,普通混凝土强度也可达70-80n/mm2,甚至更高。因此,钢筋混凝土结构是高层建筑最具生命力的结构形式。
三、设计内容及实验方案:
本办公楼在设计时要注意满足其使用功能要求和建筑结构要求。此次设计可分为两部分:建筑设计和结构设计。另外这栋办公楼是高层的,所以要格外考虑地基基础和抗震要求。
建筑设计:
1.建筑平面设计
1.1建筑总平面设计
(1)总平面图我选择的是矩形地段。矩形的建筑场地较好布置,总平面布置考虑了地段环境和绿化设计。建筑为南北朝向,具有较好的朝向,通风和日照。
(2)工程红线内布置了非机动车停车库和机动车泊位处,可以方便工作人员。
(3)合理安排了建筑主体部分和附属部分的关系,依照建筑规范要求,建筑和道路之间保证一定距离,在靠近主干道和次干道一侧布置绿化,使得分区明确,布局合理。
(4)合理布置建筑与周围建筑之间的间距,使其完全满足房屋的通风和防火要求。
1.2交通部分平面设计
高层建筑设计中,简明便捷的交通组织是建立良好建筑内部空间秩序的基本条件。交通部分包括室内交通和室外交通,室内交通设计由水平交通和竖向交通组成。水平通道的宽度应根据不同建筑使用功能来确定。垂直交通是建筑内部连接各层水平交通的枢纽,由电梯和楼梯组成。垂直交通在建筑中的位置分布必须附和建筑使用功能的使用要求。在本设计中,垂直交通位于结构中心部分,贯通整个建筑,增强了建筑的整体稳定性,形成了类似于框架核心筒的结构。楼梯取3600mm,双跑板式楼梯,较好的满足高层的防火设计。电梯共4部,均为1000kg,13人电梯。
1.3建筑平面组合设计
建筑内各种房间具体设置,层次和位置,应根据使用要求和具体条件确定。注重各个部分之间的连接和沟通,在平面功能、垂直交通、防火疏散、建筑设备等方面考虑相互联系,进行合理安排。力图构造出紧凑简洁便利舒适的使用环境。
1.4建筑剖面设计
剖面设计主要解决层数、层高和空间组合等问题,它直接表达了不同的建筑空间尺度关系。
1.5层数
1.本设计根据任务设计任务书以及本设计的结构类型方案,本设计地上10层。
2.层高
根据各层的使用要求,层高如下:每层3.6m,总高度为36.8m。室内外高差取0.60m,窗户平台高900mm。
1.6剖面组合设计
根据办公楼在使用的先后顺序,1-10层的按层高进行叠加组合。
2.建筑体型和立面设计
2.1体型设计
平面组合就已经考虑到体型设计面形成矩形平面,完整均衡,典雅端庄。
2.2立面设计
建筑立面室表示房屋四周的外部现象。立面设计和建筑体型组合室在满足使用要求和技术经济条件的前提下,利用建筑造型和立面构图的一些规律,紧密结合立面,剖面的内部空间组合下进行的。
建筑立面可以看成很多构件所组成:有墙体,梁柱,墙墩等构成房屋的结构构件,有门窗,阳台和内部使用空间直接连通的构件,以及勒脚,檐口等主要起保护外墙作用的组成部分。恰当的确立立面中这些构件的比例和尺度,运用节奏韵律,虚实对比等规律,设计出体型完整,形式与内容统一的建筑立面。
从整体出发几次改进建筑方案,考虑美学原则:主从与重点、对比喻呼应、节奏与韵律、均衡与稳定、比例与尺度以及性格与联想等,同时考虑结构方面。立面设计中,加强了门窗的节奏感和虚实对比,使立面生动活泼。窗户和阳台均采用亲切的尺度,加强了住宅建筑的性格特征。采用清晰明快的浅色调,更加强了亲切宜人的观感。
3.建筑材料采用及建筑细部构造尺寸的确定
3.1建筑结构材料
本工程为钢筋混凝土框架结构,柱截面尺寸及材料为:600mm×600mm的钢筋混凝土柱;主梁截面及材料为300mm×600mm,250mm×400mm钢筋混凝土梁;次梁为250×300mm的钢筋混凝土梁;楼板截面为100mm厚钢筋混凝土现浇板。
3.2墙体构造
(1)外墙为240厚的陶粒混凝土砌块墙,内侧抹灰20mm,外侧贴面砖。
(2)内墙为240厚的陶粒混凝土砌块墙,两侧分别抹灰20mm。
3.3楼板构造
本设计由于室内空间布置及10层高层综合考虑采用框架结构形式,并且根据估算值,100mm厚现浇钢筋混凝土板。公共部分的楼梯,电梯,楼面层采用水刷石面层。
3.4屋顶构造
屋顶采用现浇混凝土结构平屋顶,檐口采用900mm高女儿墙。
1.排水构造:屋面排水采用保温层找坡,坡度取3‰,檐沟排水采用外排水,垫坡材料炉渣。
2.防水构造:采用柔性不上人屋面,卷材采用三毡四油防水层。
3.保温构造:采用150mm厚岩棉板保温材料,下设防水配套涂料隔气层。楼梯间主梁保温采用外贴80厚苯板保温。
3.5厕所防水构造
1.厕所地面防水:在结构层顶面最薄处抹15mm厚1:3水泥砂浆找平层,坡向地漏,第二层涂膜防水层,上面抹20mm厚1:3水泥砂浆保护层,最后地面安装一层马赛克。
2.侧墙防水构造:在砖墙面抹20mm厚1:3水泥砂浆找平层,再加涂膜防水层,抹20mm厚1:3水泥砂浆保护层,外贴瓷面墙砖。
3.6门窗材料
大门为两扇1500mm×2700mm的玻璃门。其余的门为实木门。楼梯间门为1500mm×2100mm的子母门。
窗户均为塑钢窗。
3.7地面散水
从上到下依次为30厚水泥砂浆抹灰,60厚素混凝土,120厚炉渣垫层。并且与墙面隔离分30mm缝,用沥青麻丝填充,外用油膏嵌缝。
4.设置楼梯、电梯建筑构造
4.1楼梯构造
1.楼梯采用双跑板式梯。
2.结构选用现浇钢筋混凝土板式楼梯。
3.标准层踏步尺寸为,高150mm,宽300mm。
4.梯面装修采用1:2水泥砂浆抹面。
5.梯段和平台下表面装修采用水泥砂浆抹面。