土木工程论文拟采用的研究思路

一、毕业设计(论文)课题来源、类型 本课题来源于工程实践，设计为高层商业住宅楼，用途为居住。课题类型是工程设计类。 二、选题的目的及意义 目的：进入21世纪以来，随着经济的快速发展，越来越多的人来到城市里工作、生活，甚至长期居住，造成城市人口集中，住房用地面积受农业发展需要受限制，以及商业竞争的激烈化，使人们对住宅楼的需求越来越大，要求也越来越高，小高层，甚至是高层已然成为现代开发商与消费者选择的主流。设计这栋住宅楼的目的是解决普通老百姓的住房问题，从根本上解决普通老百姓的住房问题，为老百姓创造更好的居住条件，同时也能加快城市建设的脚步。 意义：通过本工程的设计，培养我们综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力，这对我们以后走向工作岗位是一个极宝贵的经验。我们在老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。 通过这次毕业设计 1)获取施工组织设计、预算等具体的专业应用能力 2)培养自己综合应用能力 3) 培养分析解决工程实际问题能力和创新精神 三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 研究状况：在高层建筑中，结构除了承受竖向荷载，还要承受水平荷载。因此常用的结构类型有框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构。其中框架结构不利于结构抗震，而高层建筑中剪力墙结构也有明显的缺点，一是剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求;二是结构自重往往较大，造成建材用量增加，地震力增大，使上部结构和基础设计困难。由框架和剪力墙共同承受竖向和水平荷载的结构体系称为框架-剪力墙结构体系。框剪结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，将框架与剪力墙结合起来共同工作，竖向荷载由框架和剪力墙共同承担，水平荷载由框架承受20%--30%，剪力墙承受70%--80%。剪力墙负担决大部分的水平荷载，框架以负担竖向荷载为主，分工合理，物尽其用，从而构成灵活自由的使用空间，以满足建筑功能的要求。 框剪结构的变形是剪弯型。众所周知，框架结构的变形是剪切型，上部层间相对变形小，下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型，上部层间相对变形大，下部层间相对变形小。对于框剪结构，由于两种结构协同工作变形协调，形成了弯剪变形，从而减小了结构的层间相对位移比和顶点位移比，使结构的侧向刚度得到了提高。剪力墙克服了框架抗侧刚度低的缺点，框架弥补了剪力墙结构布置不灵活的不足。 发展趋势：随着人们生活水平的提高，小区这一城市居民的主要居住场所也在发生不短的变化。从七八十年代的筒子楼到现今的高层小区住宅。人们对小区的要求在不断提高。综合分析高层住宅的优劣势，可以看出高层住宅的发展优势明显，与我国现阶段基本符合，并与国家提倡节约资源、实现集约化发展的政策相一致。通过发展高层住宅解决现有城市存在的问题，已经成为我国现阶段城市发展的必然趋势，在建设实践中，发展高层住宅也越来越多地被各地认同，建设发展势头迅猛。随着高层住宅的普及，城市管理者和居民对高层住宅的建设要求日益提高，建筑设计者和开发商也在改变观念、更新设计手法，以配合城市的发展要求和住宅的市场需求，将一些新的设计理念和发展思路融入到高层住宅的设计之中，高层住宅的发展趋势主要有以下几个方面： 1.增强高层住宅功能的弹性和复合性高层住宅的开发往往位于城市中心区或者重要的城市功能节点周边，随着城市的发展、城市产业结构的调整，对市中心区的高层住宅有多元化、复合化的功能需求。因此，高层住宅的设计中应考虑居住、商业、办公等功能的适度复合使用，并预留日后功能置换的可能性。 2.增加公共活动空间 住宅设计应以人为本。高层住宅中普遍缺乏交往的条件和必要的空间，造成邻里关系疏远。目前新开发的高层住宅，都努力尝试采用多种方法增加高层公共活动空间，提供人性化的社区环境……目前流行在高层住宅建筑内部通过挖洞，设置半公共空间的手法，将绿色引入建筑内部，营造空中庭院。 3.新材料、新技术的运用 高层住宅是现代技术的产物，电梯和现代建筑材料等是其发展的重要动因。目前高层住宅仍然是住宅建造中新技术、新材料运用最多的领域。建筑采用框架结构、框剪结构、可极大地提高高层住宅的得房率;运用中空玻璃、断桥塑钢窗等新型建筑材料及空中花园、智能家居系统等先进技术，可在生态、隔音防噪、家居管理等方面为高层居民塑造良好的生活空间。随着国家对节能和环保要求的不断提高，许多的生态技术也广泛应用于高层住宅，如太阳能技术、废物回收处理等技术在许多绿色高层住宅区得到推广。在建筑建造的过程中也多采用绿色环保型建筑材料，以减少对环境的污染和破坏。 4.增强与城市发展的协调性 高层住宅目前发展趋势强劲，开发强度和开发规模日益提高，对城市整体环境和未来发展影响较大，因而需要注重与城市总体规划和发展政策的协调，诸如在交通、市政基础设施、原有城市格局、城市文化特性、城市自然环境等方面进行细致考虑。此外，高层住宅的寿命周期长于多层住宅，拆除重建的难度较大，因此高层住宅在设计应当注重其使用的长周期特征，与城市不同时期的发展特征一致，为未来高层住宅的功能置换、更新改造，提供应变的可能性和对未来的适应性。 5.增加住宅设计的地域特色 一个具有生命力的高层住宅应当是具有地域特色的建筑，照搬南方的住宅设计到北方，很难满足北方居民对日照采光的要求;照搬欧式风格的住宅坐落于民族风情浓郁的西南城市，也会显的不伦不类。因此，高层住宅的设计应当与城市地理环境、气候特征、人文风俗结合起来，创造具有地域特色的建筑作品。 四、本课题主要研究内容 (一)查阅文献资料和调研：参观同类型的典型建筑;认真阅读与毕业设计相关的专业文献资料，包括3篇以上的外文原文，并翻译一篇外文文献，理清毕业设计的思路;调查研究住宅楼的功能要求;写出开题报告。 (二)建筑设计部分：在调研的基础上进行功能分析和建筑设计，主要内容包括 1.初步设计：根据使用功能及条件，确定建筑方案，进行初步设计，绘出平、立、剖面草图，要求达到初步设计的深度。 2.建筑施工图设计：在初步设计基础上，绘制建筑施工图。内容包括：总平面图、平面图、剖面图、立面图、屋顶平面图、变形缝设计、建筑构造详图、门窗明细表、建筑用料说明表和总说明。设计深度应满足施工、安装及预算要求，图面应详尽表现建筑物的各有关部分。 3.写建筑设计说明书：包括建筑设计提纲;总平面设计、平面设计、交通部分设计、立面设计、剖面设计和构造设计等的设计意图及方案说明;建筑规模及经济技术指标等。 (三)结构设计部分：在建筑设计的基础上，进行结构设计，主要内容包括 1.具体确定结构设计方案，根据建筑平面布置图，进行结构构件的布置，确定主要结构构件的截面尺寸和材料强度等级。 2.结构设计：内容包括确定结构的计算简图，确定设计参数，计算竖向荷载和一个方向的水平地震作用，手算一榀横向或纵向框架和一片横向或纵向剪力墙的内力，进行内力组合及配筋计算;运用专业软件对建筑结构进行分析，计算内力及配筋。 3.楼梯设计：选取一部楼梯，确定承重形式、计算内力并配筋。 4.绘制结构施工图：包括机绘图和手绘图;内容为结构设计总说明，结构平面布置图、按手算结果绘制的一榀框架模板配筋图、一片剪力墙配筋图、一部楼梯配筋图。设计深度应满足施工、安装及预算要求。 5.设计说明书和计算书：结构设计提纲，内容包括工程概况、设计依据、结构计算任务、荷载取值、上部结构、地基基础及其它;选用结构方案的理由和设计依据;全部结构计算书。 五、完成论文的条件和拟采用的研究手段(途径) 本设计分为两个阶段：建筑设计和结构设计。在不同的设计阶段研究方法也不同。 建筑设计过程中，主要运用房屋建筑学、人性化的理念以及规划方面的有关知识及研究方法主要进行平面设计、剖面设计、立面设计，及绘制平面、剖面图。其中在平面设计中，要根据设计要求确定建筑物的位置、朝向和房间的形状面积及位置;根据防火要求、通风要求等确立门厅、走廊、楼梯、电梯等的位置和数量及门窗大小和位置。在剖面图设计中，根据建筑功能确定各层层;根据采光通风的工艺要求确定部分剖面高度及尺寸(如楼梯)。在立面设计中，根据平面、剖面设计、体型组合，进行立面处理，使建筑物各部分完整均衡，具有一定美感，同时选择装修材料进行色彩配置。 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。在框架剪力墙结构的设计过程中，应避免采用平面、竖向或者空间不规则的结构形式，遵照“建筑设计应符合抗震概念设计，不应采用严重不规则的设计方案”的原则;通过对结构的合理布置和精确计算，能够使我们的建筑更加经济合理，有效地抵抗外部力量的破坏，以达到我们所要求的设计功能。为达到这个目的，人主要采用概率设计法。 结构计算主要包括结构内力计算和变形计算，其方法有很多，大都采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式亦不相同。框架-剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。一般较常用的计算软件有PKPM、SAP2000等。同时要注意“强柱弱梁”思想和抗震概念设计，进行竖向荷载、风荷载、地震作用、结构内力组合、结构配筋的计算。 参考文献： [1] 中华人民共和国国家标准。房屋建筑制图统一标准(GB/T 50001—2001)。北京：中国建筑工业出版社，2002 [2] 中华人民共和国国家标准。建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)。北京：中国建筑工业出版社，2002 [3] 中华人民共和国国家标准。高层民用建筑防火规范(GB50045-95)(2005年版) .北京：中国建筑工业出版社，2002 [4] 中华人民共和国国家标准。建筑结构抗震设防分类标准(GB 50223-2004)。北京：中国建筑工业出版社，2002 [5] 中华人民共和国国家标准。建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)(2006年版)。北京：中国建筑工业出版社，2002 [6] 中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(2008年版) [7] 中华人民共和国国家标准。建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001)。 北京：中国建筑工业出版社，2002 [8] 中华人民共和国国家标准。民用建筑设计通则(GB50352-2005)。北京：中国建筑工业出版社，1988 [9] 中华人民共和国国家标准。混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)。北京：中国建筑工业出版社，2002 [10] 中华人民共和国国家标准。建筑制图标准(GB/T 50104-2001)。北京：中国建筑工业出版社，2002 [11] 中华人民共和国行业标准。高层建筑混凝土结构技术规范(JGJ 3-2002)。北京：中国建筑工业出版社，2001 [12] 刘晓晖、杨振宇。商业建筑。武汉：武汉工业大学出版社，1999 [13] 方鄂华、钱稼茹、叶列平。高层建筑结构设计。北京：中国建筑工业出版社，2003 [14] 史庆轩、梁兴文。高层建筑结构设计。北京：科学出版社，2006 [15] 赵西平。房屋建筑学。北京：中国建筑工业出版社，2006 [16] 王社良。抗震结构设计。武汉：武汉理工大学出版社，2003 [17] 龚思礼。建筑抗震设计手册。北京：中国建筑工业出版社，2002 [18] 梁兴文、王社良。混凝土结构设计原理。北京：科学出版社，2003 [19] 梁兴文、史庆轩。混凝土结构设计。北京：科学出版社，2004 [20] 霍达。高层建筑结构设计。北京：高等教育出版社，2004 [21] 丰定国、王社良。抗震结构设计。武汉：武汉工业大学出版社，2001 [22] 包世华。新编高层建筑结构 (第二版)。北京：中国水利水电出版社，知识产权版社，2005 [23] 梁兴文。混凝土结构设计原理(上、下册)。北京：科学出版社，2003 [24] 李廉锟。结构力学。北京：高等教育出版社，2004 [25] 梁启智。高层建筑框架-剪力墙结构设计实例。广州：华南理工大学出版社，1992 [26] Charles R. Farrar、 John W. Reed 、Michael W. Modes of Low-Rise Shear Walls，1993 [27] Xu Nan、Zheng and pain:High-rises in Week，2006 [28] S. C. Chakrabarti、G. C. Nayak、D. K. Behavior of Prefabricated Shear Walls，1988 [29] Keun-Hyeok Yang、Hee-Chang Eun、Heon-Soo influence of web openings on the structural behavior of reinforced high-stength contrete deep Structures，2006 六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标： 第一阶段：熟悉研究课题，查阅相关资料，外文资料的翻译，开题报告的书写 第二阶段：建筑设计方案及结构设计方案的确定 第三阶段：建模及数据采集，使用软件进行数据的计算 第四阶段：根据计算结果对基础、楼梯等进行设计 第五阶段：结构施工图、建筑施工图的绘制，整理、装订计算书 第六阶段：施工组织设计 第七阶段：完成设计最终审核，并准备答辩 七、指导教师意见 对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测： 指导教师： 八、所在专业审查意见 负责人：