土木工程开题报告引言
土木工程开题报告引言一
1、课题的目的及意义
毕业设计作为大学结束时间的一个实践环节，有着其不可替代的地位所在，它的重要性和必要性将会很明显的体现在将来的实际工作当中，它是大学阶段一个尤为重要的环节，是对我们大学期间所学知识的一次综合性和系统性的运用，要求我们做到知识的系统化、实际化，做到理论联系实际。
在这次毕业设计中，我们要了解和掌握建筑设计的全过程，锻炼自身的独立分析和创新能力，并要做好调查研究，要养好搜集资料和查阅资料的习惯，锻炼自我外文翻译能力，让自身向着一个合格工程师的方向去发展和努力。
此次毕业设计我的做的课题为重庆市某职业教育中心办公楼设计，我要在设计过程中运用大学期间学到的各项知识，并利用CAD、天正、PKPM等相关软件进行机算，并手算其中部分框架，并用计算机进行验算。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。
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。
以杭州为例，在2007年以前，办公楼的销售等方面一直处于不温不火的状态，但是自08年开始，有相关部门出具的各项信息我可以了解到，办公楼的销售情况一直在上涨，这也从一个角度反应了现在的办公楼设计的重要性。
在国外，不管发达国家还是发展中国家，都有着各自的发展状态，但是不管是何种发展状态，经济都在不断更新和发展当中，办公楼的使用和各项要求也在不断变化，其设计技术也在不断的升华中。
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。
人们由物质的需求转向对信息的需求，交流的需求。因而现有办公楼，尤其是办公建筑，往往集办公、娱乐、餐饮、休闲、购物、居住等一体，这样不但节约城市用地，节省城市市政设施投资，缩短交通联系路程，而且让人们能够有更多的时间和机会交流和沟通。办公楼一经建成，其结构及布局就很难改变。因此，充分考虑设计的适应性、灵活性就成为现代办公楼的一个重要特征。近年来兴建的相当部分高层办公楼都采用了大空间灵活平面布局形式，具有较强的应变能力。由于办公的内容与方式不同，最合适的空间形式莫过于一个大空间，以适应现代办公组织体系的不断调整，不断更新。
办公楼因其自身的特点和所处位置等无可厚非的成为了城市空间的一个重要部分，影响着城市的美观和使用等因素，这更体现了办公楼设计的重要性。
另外我的这个课题设计采用三段式，即建筑设计、结构设计和施工组织设计三部分。 在建筑设计方面考虑，要满足建筑物的功能实用要求，为人们生产和生活营造良好的环境，这也是建筑设计的首要任务。在设计中，要采用合理的技术措施，正确选用建筑材料，根据建筑空间的特点，现则合理的结构、施工方案，使房屋坚固耐久、建造方便。
建造房屋时一个复杂的物质生产过程，需要大量的人力、物力和资金，在房屋的设计和建造中，要因地制宜、就地取材。尽量做到节省劳动力，节约建筑材料和资金。设计和建造房屋要有周密的计划和核算，重视经济领域的客观规律，讲究经济效果。房屋设计的使用要求和技术措施要和相应的造价、建筑标准统一起来。建筑设计上还要考虑建筑美观的要求，要符合总体规划的要求等。
在进行建筑设计时候往往面临一些问题和矛盾：内容与形式之间的矛盾;需要与可能之间的矛盾;投资者、使用者、施工制作、城市规划等方面和设计之间以及它们彼此之间由于建筑物考虑角度不同而产生的矛盾;建筑物单体和群体之间、内部与外部之间的矛盾;各个技术工种之间在技术要求上的'矛盾;建筑的适用、经济、坚固、美观这几个基本要素本身之间的矛盾;建筑物内部各种不同使用功能之间的矛盾;建筑物局部和整体、这一局部和那一局部之间的矛盾等这些矛盾构成非常复杂的局面。而且每个工程中各种矛盾的构成又各不相同。于是一个工程往往会产生多个设计方案，这个就涉及了方案选择的问题。
所以说，建筑设计工作的核心就是寻找解决上述各种矛盾的最佳方案。通过长期的实践、设计者自身的创造，累积的一整套科学的方法和手段，可以用图纸、建模等手段确切的表达出来，并与各个工种相互交流，使矛盾得到解决。此外，为了寻找最佳设计方案，还需要提出多种方案进行比较。方案比较是设计中常用的方法。从整体到每一个细节问题，一般都要想好几个解决方案，进行一连串的反复推敲和比较。即使问题得到初步解决，也要不断设想有无更好的解决方案，使得设计方案臻于完美。
主要参考文献：
1)《建筑设计资料集4》;
2)《建筑结构制图标准》 GB/T 50105-2001
3)《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001
4)《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002
5)《建筑地基基础设计规范》 GB 50007-2002
6)《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001(2008年版)
7)《建筑结构设计统一标准》 GB 50068-2002
8)《砌体结构设计规范》 GB 50003-2001
9)《建筑结构构造资料集(上、下册)》中国建筑工业出版社出版
10)《混凝土结构计算手册》建筑结构计算手册丛书编委会编，中国建筑工业出版社出版
11)《钢筋混凝土结构构造手册》中国建筑工业出版社出版
12)《结构静力计算手册》或《结构计算手册》
13)《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G101-1，03G101-2
14)《建筑施工手册》
15)《劳动定额》
16)《产量定额》
17)相关教材
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
(1)课题任务：
本设计分为三个阶段，要求独立完成以下工作：建筑设计--总平面布置图，建筑平、立、剖面图，部分大样详图。结构设计--结构荷载计算，计算模型选择，内力分析计算，截面配筋计算，计算机辅助设计以及绘制部分结构施工图、楼梯等结构详图并完成结构计算书。施工组织设计--施工部署，主要项目施工方法和技术措施，工具、机械、设备计划，劳动力安排计划，质量、安全和节约措施，经济分析，进度计划，施工总平面布置。要求图纸用手绘制部分达到要求比例数量，其它部分图纸用计算机CAD绘制。该题目要求完成的工作量饱满，能锻炼综合应用所学专业课程的能力。
(2)重点研究内容：
一：建筑设计
1、 根据建筑指导教师下发的地形图，完成“办公楼”毕业设计题目的建筑方案。要求总建筑面积3000～5000平方米，层数3~5层;主要横向承重框架方向跨数含走道一般按3跨设计(也可按2跨考虑，但整个结构体系不宜过于简单)，柱网尺寸为6.6m~8.4m;
2、 采用钢筋混凝土框架结构，不设电梯，主结构考虑不设缝(设计主结构纵向长度宜控制在55m内)，其它会议室等大开间可通过考虑设缝脱开处理;
3、 要求功能基本完善、流线通畅、造型简洁;
4、 建筑设计的最后一周，学生应在建筑专业教师指导下完成总平面图，建筑平、立、剖面图及部分建筑大样图、设计说明等要求(具体按建筑指导教师的要求);
二：结构设计
1、 设计条件
(1) 该建筑抗震设防属丙类建筑，重要性等级为二级，结构设计使用年限为50年;
(2) 抗震设防：抗震烈度按7度(基本地震加速度按0.10g)考虑;设计地震分组均为第3组，建筑场地类别均为II类;
(3) 建筑地区基本风压值取0.3kN/m2;设计时不考虑地下水的影响;
(4) 基础持力层埋置深度为h≤2m，地基承载力特征值为fa≥600～700kPa;
(5) 要求建筑物层数为3～5层，计算单元应选择承重框架(2～3跨)，柱网尺寸为6.6m~8.4m。
2、 结构方案
结构类型为框架结构;楼、屋盖为现浇钢筋混凝土。
3、 设计内容及要求
(1)结构平面布置
1) 根据建筑使用功能要求，确定承重框架方向并进行柱、梁、板的布置;
结合抗震要求确定结构平面及竖向布置(考虑平面形心与质心位置、高宽比限值、竖向刚度变化等);
2) 确定是否设温度伸缩缝、沉降缝及是否将其作为防震缝等;
(2)确定计算简图
1) 估算梁、柱截面尺寸;确定柱计算长度，梁计算跨度;确定梁、柱截面形状;
2) 荷载计算：竖向荷载(恒荷载、活荷载);水平荷载(风荷载、地震作用);
3) 计算梁、柱线刚度、抗侧刚度、刚度分配系数;
(3)选取计算单元(具有代表性的框架)，手算一榀承重框架，并用计算机复核
1) 内力计算
a、 竖向荷载作用下的内力计算：恒荷载作用下，采用分层法;活荷载作用下，采用满布方法考虑;
b、 水平荷载作用下的内力计算：风荷载及地震作用下均采用修正反弯点法;
2) 荷载组合、内力组合
求出各构件控制截面的最不利内力以进行构件的设计;
3) 框架梁、柱截面设计
a、 结合构造要求，由控制截面的控制内力进行构件的截面设计;
b、 按“强节点”要求验算节点承载力;
c、 正确给出节点区的钢筋锚固与接长长度;
4) 抗震变形验算
进行风载及地震作用下的框架侧移限值验算;
5) 利用计算机分析结果，校核手算平面框架计算结果;
(4)利用PMCAD程序，建立结构平面，通过TAT8、SAT8程序进行结构的空间分析;
(5)采用TAT8、SAT8软件计算结构内力、配筋，进行施工图绘制(平面表示方法);
(6)楼梯的设计计算(选择一部楼梯进行设计计算);
(7)独立基础设计
确定基础底面尺寸、基础高度，进行抗冲切验算、抗弯计算，确定基础配筋。
4、 施工图要求(1号图)
(1)手绘部分(5张，铅笔图)
1) 平面框架配筋图及控制截面的剖面图(1张)
框架配筋图比例 1：50;剖面图1：15～1：25
2) 基础施工图(1张)
基础平面布置图(比例 1:100～1：150);不同编号的基础大样图(平面、剖面，比
例 1:20～1:30);基础配筋钢筋表;基础设计说明
3) 楼梯施工图(1张或插入索引大样图)
4) 结构平面施工图(3张)
标准层(或屋面)梁整体配筋图(比例 1:100);标准层(或屋面)结构平面布置图(比例 1:100，含板配筋、梁定位、梁板构造大样等);柱平法施工图(比例1：100)。
(2)计算机出图(3张)
1) 结构设计总说明;
2) 结构屋面(或标准层)梁整体配筋图(比例 1:100);
3) 结构屋面(或标准层)结构平面布置图(比例 1:100，含板配筋、梁定位、梁板构造大样等);
(3)打印所验算的一榀横向框架的以下计算内容
1) 恒载下的弯矩图、轴力、剪力图
2) 水平地震作用下的弯矩图、轴力、剪力图 3) 弯矩包络图 4) 剪力包络图
(4)打印结构整体计算的以下计算内容
1) 各层构件布置及截面尺寸
2) 各层的构件配筋图
5、 完成结构计算书(按毕业设计要求，不允许用计算机打印)
三：施工设计
在施工专业教师指导下，确定施工方案，完成工程量计算，编制施工组织计划，绘制施工平面布置图及施工进度计划图等(具体指标及设计成果要求由施工教研室指导教师做出详细规定)。
(3) 实现途径
本设计分为建筑设计，结构设计，施工设计。 建筑设计主要是进行方案设计，使建筑设计达到房屋设置合理，使用方便，交通安全。结构设计首先是根据建筑技术、使用条件、场地条件和抗震设计等要求，合理进行结构选型、结构布置和基础形式等，绘制结构布置图;然后进行结构计算，采用框架结构近似计算法，求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时，有D值法等。求水平地震作用的时候采用底部剪力法;然后进行结合所学过的知识、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 、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。
土木工程开题报告引言二
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》GB50010-2002,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。
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