1、課題的目的及意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)結(jié)束時(shí)間的一個(gè)實(shí)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(shí)際工作當(dāng)中,它是大學(xué)階段一個(gè)尤為重要的環(huán)節(jié),是對我們大學(xué)期間所學(xué)知識的一次綜合性和系統(tǒng)性的運(yùn)用,要求我們做到知識的系統(tǒng)化、實(shí)際化,做到理論聯(lián)系實(shí)際。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我們要了解和掌握建筑設(shè)計(jì)的全過程,鍛煉自身的獨(dú)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(xí)慣,鍛煉自我外文翻譯能力,讓自身向著一個(gè)合格工程師的方向去發(fā)展和努力。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的做的課題為重慶市某職業(yè)教育中心辦公樓設(shè)計(jì),我要在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用大學(xué)期間學(xué)到的各項(xiàng)知識,并利用CAD、天正、PKPM等相關(guān)軟件進(jìn)行機(jī)算,并手算其中部分框架,并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行驗(yàn)算。通過這個(gè)過程我不僅能學(xué)到設(shè)計(jì)相關(guān)的知識,發(fā)現(xiàn)自身的不足,還能了解框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法等,使我對建筑結(jié)構(gòu)有了更深一層的了解。這對我以后的工作學(xué)習(xí)有很大的幫助。
在現(xiàn)階段,隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,民營企業(yè)也在迅速崛起,促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化,也促使第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,尤其是服務(wù)業(yè),這也直接導(dǎo)致了辦公樓的需求量增加,尤其是經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)要做到物盡其值,這也就需要各設(shè)計(jì)人員不斷提高自身的設(shè)計(jì)水平,做到與時(shí)俱進(jìn)。
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(guān)部門出具的各項(xiàng)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(gè)角度反應(yīng)了現(xiàn)在的辦公樓設(shè)計(jì)的重要性。
在國外,不管發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,都有著各自的發(fā)展?fàn)顟B(tài),但是不管是何種發(fā)展?fàn)顟B(tài),經(jīng)濟(jì)都在不斷更新和發(fā)展當(dāng)中,辦公樓的使用和各項(xiàng)要求也在不斷變化,其設(shè)計(jì)技術(shù)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(jìn)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(jìn)行表達(dá),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(dá)這種場所的開放精神。信息時(shí)代的來臨,則更加突出了這種需求。并且在強(qiáng)調(diào)開放之余,還強(qiáng)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(yīng)的變化。
人們由物質(zhì)的需求轉(zhuǎn)向?qū)π畔⒌男枨,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(shè)施投資,縮短交通聯(lián)系路程,而且讓人們能夠有更多的時(shí)間和機(jī)會交流和溝通。辦公樓一經(jīng)建成,其結(jié)構(gòu)及布局就很難改變。因此,充分考慮設(shè)計(jì)的適應(yīng)性、靈活性就成為現(xiàn)代辦公樓的一個(gè)重要特征。近年來興建的相當(dāng)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(qiáng)的應(yīng)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(gè)大空間,以適應(yīng)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(diǎn)和所處位置等無可厚非的成為了城市空間的一個(gè)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(shè)計(jì)的重要性。
另外我的這個(gè)課題設(shè)計(jì)采用三段式,即建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工組織設(shè)計(jì)三部分。 在建筑設(shè)計(jì)方面考慮,要滿足建筑物的功能實(shí)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(shè)計(jì)的首要任務(wù)。在設(shè)計(jì)中,要采用合理的技術(shù)措施,正確選用建筑材料,根據(jù)建筑空間的特點(diǎn),現(xiàn)則合理的結(jié)構(gòu)、施工方案,使房屋堅(jiān)固耐久、建造方便。
建造房屋時(shí)一個(gè)復(fù)雜的物質(zhì)生產(chǎn)過程,需要大量的人力、物力和資金,在房屋的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)和建造房屋要有周密的計(jì)劃和核算,重視經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的客觀規(guī)律,講究經(jīng)濟(jì)效果。房屋設(shè)計(jì)的使用要求和技術(shù)措施要和相應(yīng)的造價(jià)、建筑標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來。建筑設(shè)計(jì)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(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)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(shè)計(jì)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(gè)技術(shù)工種之間在技術(shù)要求上的矛盾;建筑的適用、經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)固、美觀這幾個(gè)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(gòu)成非常復(fù)雜的局面。而且每個(gè)工程中各種矛盾的構(gòu)成又各不相同。于是一個(gè)工程往往會產(chǎn)生多個(gè)設(shè)計(jì)方案,這個(gè)就涉及了方案選擇的問題。
所以說,建筑設(shè)計(jì)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(shí)踐、設(shè)計(jì)者自身的創(chuàng)造,累積的一整套科學(xué)的方法和手段,可以用圖紙、建模等手段確切的表達(dá)出來,并與各個(gè)工種相互交流,使矛盾得到解決。此外,為了尋找最佳設(shè)計(jì)方案,還需要提出多種方案進(jìn)行比較。方案比較是設(shè)計(jì)中常用的方法。從整體到每一個(gè)細(xì)節(jié)問題,一般都要想好幾個(gè)解決方案,進(jìn)行一連串的反復(fù)推敲和比較。即使問題得到初步解決,也要不斷設(shè)想有無更好的解決方案,使得設(shè)計(jì)方案臻于完美。
主要參考文獻(xiàn):
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11)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊》中國建筑工業(yè)出版社出版
12)《結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》或《結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊》
13)《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)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(guān)教材
2、課題任務(wù)、重點(diǎn)研究內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑
(1)課題任務(wù):
本設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段,要求獨(dú)立完成以下工作:建筑設(shè)計(jì)--總平面布置圖,建筑平、立、剖面圖,部分大樣詳圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)--結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算,計(jì)算模型選擇,內(nèi)力分析計(jì)算,截面配筋計(jì)算,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及繪制部分結(jié)構(gòu)施工圖、樓梯等結(jié)構(gòu)詳圖并完成結(jié)構(gòu)計(jì)算書。施工組織設(shè)計(jì)--施工部署,主要項(xiàng)目施工方法和技術(shù)措施,工具、機(jī)械、設(shè)備計(jì)劃,勞動力安排計(jì)劃,質(zhì)量、安全和節(jié)約措施,經(jīng)濟(jì)分析,進(jìn)度計(jì)劃,施工總平面布置。要求圖紙用手繪制部分達(dá)到要求比例數(shù)量,其它部分圖紙用計(jì)算機(jī)CAD繪制。該題目要求完成的工作量飽滿,能鍛煉綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)課程的能力。
(2)重點(diǎn)研究內(nèi)容:
一:建筑設(shè)計(jì)
1、 根據(jù)建筑指導(dǎo)教師下發(fā)的地形圖,完成“辦公樓”畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)(也可按2跨考慮,但整個(gè)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),不設(shè)電梯,主結(jié)構(gòu)考慮不設(shè)縫(設(shè)計(jì)主結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計(jì)的最后一周,學(xué)生應(yīng)在建筑專業(yè)教師指導(dǎo)下完成總平面圖,建筑平、立、剖面圖及部分建筑大樣圖、設(shè)計(jì)說明等要求(具體按建筑指導(dǎo)教師的要求);
二:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、 設(shè)計(jì)條件
(1) 該建筑抗震設(shè)防屬丙類建筑,重要性等級為二級,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年;
(2) 抗震設(shè)防:抗震烈度按7度(基本地震加速度按0.10g)考慮;設(shè)計(jì)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(fēng)壓值取0.3kN/m2;設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地下水的影響;
(4) 基礎(chǔ)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(jì)算單元應(yīng)選擇承重框架(2~3跨),柱網(wǎng)尺寸為6.6m~8.4m。
2、 結(jié)構(gòu)方案
結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu);樓、屋蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。
3、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
(1)結(jié)構(gòu)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(jìn)行柱、梁、板的布置;
結(jié)合抗震要求確定結(jié)構(gòu)平面及豎向布置(考慮平面形心與質(zhì)心位置、高寬比限值、豎向剛度變化等);
2) 確定是否設(shè)溫度伸縮縫、沉降縫及是否將其作為防震縫等;
(2)確定計(jì)算簡圖
1) 估算梁、柱截面尺寸;確定柱計(jì)算長度,梁計(jì)算跨度;確定梁、柱截面形狀;
2) 荷載計(jì)算:豎向荷載(恒荷載、活荷載);水平荷載(風(fēng)荷載、地震作用);
3) 計(jì)算梁、柱線剛度、抗側(cè)剛度、剛度分配系數(shù);
(3)選取計(jì)算單元(具有代表性的框架),手算一榀承重框架,并用計(jì)算機(jī)復(fù)核
1) 內(nèi)力計(jì)算
a、 豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)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(jì)算:風(fēng)荷載及地震作用下均采用修正反彎點(diǎn)法;
2) 荷載組合、內(nèi)力組合
求出各構(gòu)件控制截面的最不利內(nèi)力以進(jìn)行構(gòu)件的設(shè)計(jì);
3) 框架梁、柱截面設(shè)計(jì)
a、 結(jié)合構(gòu)造要求,由控制截面的控制內(nèi)力進(jìn)行構(gòu)件的截面設(shè)計(jì);
b、 按“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”要求驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)承載力;
c、 正確給出節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋錨固與接長長度;
4) 抗震變形驗(yàn)算
進(jìn)行風(fēng)載及地震作用下的框架側(cè)移限值驗(yàn)算;
5) 利用計(jì)算機(jī)分析結(jié)果,校核手算平面框架計(jì)算結(jié)果;
(4)利用PMCAD程序,建立結(jié)構(gòu)平面,通過TAT8、SAT8程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)的空間分析;
(5)采用TAT8、SAT8軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配筋,進(jìn)行施工圖繪制(平面表示方法);
(6)樓梯的設(shè)計(jì)計(jì)算(選擇一部樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算);
(7)獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
確定基礎(chǔ)底面尺寸、基礎(chǔ)高度,進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算、抗彎計(jì)算,確定基礎(chǔ)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(chǔ)施工圖(1張)
基礎(chǔ)平面布置圖(比例 1:100~1:150);不同編號的基礎(chǔ)大樣圖(平面、剖面,比
例 1:20~1:30);基礎(chǔ)配筋鋼筋表;基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說明
3) 樓梯施工圖(1張或插入索引大樣圖)
4) 結(jié)構(gòu)平面施工圖(3張)
標(biāo)準(zhǔn)層(或屋面)梁整體配筋圖(比例 1:100);標(biāo)準(zhǔn)層(或屋面)結(jié)構(gòu)平面布置圖(比例 1:100,含板配筋、梁定位、梁板構(gòu)造大樣等);柱平法施工圖(比例1:100)。
(2)計(jì)算機(jī)出圖(3張)
1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明;
2) 結(jié)構(gòu)屋面(或標(biāo)準(zhǔn)層)梁整體配筋圖(比例 1:100);
3) 結(jié)構(gòu)屋面(或標(biāo)準(zhǔn)層)結(jié)構(gòu)平面布置圖(比例 1:100,含板配筋、梁定位、梁板構(gòu)造大樣等);
(3)打印所驗(yàn)算的一榀橫向框架的以下計(jì)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(luò)圖 4) 剪力包絡(luò)圖
(4)打印結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的以下計(jì)算內(nèi)容
1) 各層構(gòu)件布置及截面尺寸
2) 各層的構(gòu)件配筋圖
5、 完成結(jié)構(gòu)計(jì)算書(按畢業(yè)設(shè)計(jì)要求,不允許用計(jì)算機(jī)打印)
三:施工設(shè)計(jì)
在施工專業(yè)教師指導(dǎo)下,確定施工方案,完成工程量計(jì)算,編制施工組織計(jì)劃,繪制施工平面布置圖及施工進(jìn)度計(jì)劃圖等(具體指標(biāo)及設(shè)計(jì)成果要求由施工教研室指導(dǎo)教師做出詳細(xì)規(guī)定)。
(3) 實(shí)現(xiàn)途徑
本設(shè)計(jì)分為建筑設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),施工設(shè)計(jì)。 建筑設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行方案設(shè)計(jì),使建筑設(shè)計(jì)達(dá)到房屋設(shè)置合理,使用方便,交通安全。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先是根據(jù)建筑技術(shù)、使用條件、場地條件和抗震設(shè)計(jì)等要求,合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置和基礎(chǔ)形式等,繪制結(jié)構(gòu)布置圖;然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,采用框架結(jié)構(gòu)近似計(jì)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(shí),有D值法等。求水平地震作用的時(shí)候采用底部剪力法;然后進(jìn)行結(jié)合所學(xué)過的知識、通過查閱參考資料初步設(shè)計(jì),再交指導(dǎo)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(shè)計(jì)說明書及其他內(nèi)容的編寫。
(4)、進(jìn)度計(jì)劃
1. 依據(jù)建筑方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的資料,確定基本設(shè)計(jì)條件
2. 確定結(jié)構(gòu)方案,進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置(平面、豎向)
3. 選擇結(jié)構(gòu)計(jì)算單元,建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算簡圖
4. 荷載及作用(恒、活、風(fēng)、地震作用)計(jì)算
5. 整理完成文獻(xiàn)綜述,譯文和開題報(bào)告
6. 單工況荷載(恒、活)作用下框架的內(nèi)力計(jì)算及調(diào)幅
7. 單工況荷載(風(fēng)、地震)作用下框架的內(nèi)力計(jì)算
8. 進(jìn)行結(jié)構(gòu)水平荷載下(風(fēng)、地震)的彈性變形驗(yàn)算
9. 完成框架梁荷載組合和內(nèi)力組合