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本科土木工程开题报告范文
开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。下面是CN人才网为大家整理的本科土木工程开题报告范文,欢迎参考~
本科土木工程开题报告范文1、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等)
毕业设计是集理论与实践一体,是大学四年里最重要的实践环节,是对大学四年所学知识的一个系统的回顾与总结。通过一个完整的毕业设计,对于《建筑抗震设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等相关设计规范、手册、制图标准以及工程实践中常用的方法有较系统地认识了解。
此次毕业设计我做的课题为四川宜宾育才中学教学楼设计,这不仅能使我所学到的专业知识得到应用,同时也能让我了解现代框架结构的特点,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。
建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一,近年来,我国建筑业发展十分迅速,框架结构以坚固耐用而著称,被广泛应用,其结构外表可以设计的多元化,既美观又实用,建筑平面布置灵活,使用空间大,延性较好,所以被广泛应用。
框架结构是由梁柱板系构成,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。
框架建筑的主要优点:空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。
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。
教学楼的主要功能是满足教学要求,其主要功能分为教学空间、办公空间和交通空间。为了满足人们对建筑产品的要求即安全、经济、实用、美观,教学楼作为公共建筑,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)教学楼一般为多层建筑,多层建筑的防震能力强,它的平面类型较多。
(2)主体采用框架结构,以满足教学建筑的大开间、大进深要求。材料上多采用钢筋混凝土,以满足承受自重、活荷载以及教学用具荷载,并保证具有足够的强度和稳定性要求。
(3)为减轻结构自重,现代框架结构内部填充墙多采用加气砼砌块,外墙多采用非承重黏土空心砖。
(4)教学楼为满足学生课间活动要求,一般布置为外廊式,竖向则布置多部楼梯。
(5)作为特殊的公共建筑,作用也因功能的不同而各异,因此在设计时还应充分考虑便于各功能部门的服务要求。
(6)教学楼中有一些特殊用途的房间,如合班教室,自然教室,史地教室等,由于其建筑面积很大,且内部要求空旷,不能布置柱,因此在结构设计中式难点,需要特别重视,重点考虑。
(7)教学环境的好坏会影响教学效率的高低,因此现代教室应充分考虑保温隔热,消音通风等要求,采用新型无毒装饰材料,减少对教师和学生的影响。
(8)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。现代教学楼建筑多采用新型、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。
主要参考文献:
1)《建筑结构制图标准》 (GB/T 50105-2010)
2)《建筑结构荷载规范》 (GB50009—2006)
3)《混凝土结构设计规范》 (GB50010—2010)
4)《建筑地基基础设计规范》 (GB50007—2011)
5)《建筑桩基技术规范》 (JBJ94—2008)
6)《砌体结构设计规范》 (GB50003—2001)
7)《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2010)
8)《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2010)
9)《建筑结构构造资料集(上、下册)》建筑结构构造资料集编委会编,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)《建筑结构构造设计手册》中国建筑工业出版社出版
13)《多层及高层建筑结构设计》李宏男等编,中国建筑工业出版社出版
14)《工民建专业毕业设计手册》杨志勇主编,武汉工业大学出版社出版
15)标准图集
a、预应力混凝土空心板图集 (西南 G-231, 西南 G-232)
b、平表法标准图集 ( 11G101)
16) 教材
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
(1)课题任务
本毕业设计题目属建筑、结构、施工三段式类型,三个阶段的时间分配分别为建筑3周,结构6周,施工3周。要求各阶段的工作务必在规定时间内完成。建筑设计--总平面布置图,建筑平、立、剖面图,部分大样详图及技术指标。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“中学教学楼”毕业设计题目的'建筑方案。要求总建筑面积4000~5000平方米,层数3~5层;采用内廊式或外廊式;主要横向承重框架方向跨数含走道一般按3跨设计,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);
3、满足基本功能、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) 建筑物3~5层,其中需手算的承重框架3~4跨,柱网尺寸为6.6m~8.4m。
(2)建筑场地为Ⅱ类,环境类别为I类;
(3)地基主要受力层范围内无软弱粘性土层,地下水位很低,设计时不考虑地下水的影响;
(4)基础可采用独立基础,基础底面持力层为中砂,地基承载力特征值为400Kpa;
(5)楼、屋面板均现浇。
(6)根据建筑的性质、特征、地理位置等条件,确定其抗震设防类别和抗震设防标准;
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、设计计算内容及要求
1)根据建筑方案及设计条件确定结构类型——框架结构;
2)结构平面布置
a.根据建筑使用功能要求,确定承重框架方向并进行梁柱板的布置;
b.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);
c.确定是否设温度伸缩缝、沉降缝及是否将其作为防震缝等;
3) 手算
a.选取计算单元(具有代表性的框架):一榀横向(或纵向)承重框架
b.确定计算简图
荷载计算并分别绘出各荷载简图:
竖向荷载(恒荷载、活荷载);
水平荷载(风荷载、地震作用);
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;
计算梁、柱线刚度、抗侧刚度、刚度分配系数。
c. 内力计算
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,采用满布荷载法(梁跨中弯矩放大1.1~1.2)。
水平荷载作用下的内力计算:
地震作用采用底部剪力法,其中重力荷载代表值按手算框架近似计算;
风荷载及地震作用下结构效应采用D值法。
d. 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。
e. 框架梁、柱截面设计
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;
若设计条件需要,进行1个框架节点核芯区的抗震验算;
正确给出节点区的钢筋锚固与搭接长度。
f. 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。
g 基础设计
独立基础
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。
h 楼梯设计
选取1部两跑楼梯进行设计。
4)电算
a、对手算的横向框架采用PK程序进行计算机复核
b、采用SATWE程序对结构进行空间受力分析
4、绘制施工图(1号或2号)
1)施工图要求
设计说明 1张,机画
手绘框架施工图(立面、剖面和钢筋表) ≥1张,手画
柱平法配筋图 ≥1张,手画;
楼、屋面梁配筋图(平法表示) ≥2张,其中一张必须手画;
楼、屋面结构平面布置(包括板配筋图) ≥2张,其中一张必须手画;
基础施工图 1张,手画;
楼梯施工图 手画。
2)打印内容
a、PK手算框架验算
恒载下的弯矩图、剪力图、轴力图;
活载下的弯矩图、剪力图、轴力图;
水平地震作用下的弯矩图、剪力图、轴力图;
风载作用下的弯矩图、剪力图、轴力图;
弯矩包络图、剪力包络图
b、SATWE整体结构计算
各层构件布置及截面尺寸;
各层构件配筋图
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设计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。
3、进度计划
进 度 安 排
1毕业实习第四周至第四周
2确定建筑方案,确定建筑总平面,平面,立面及剖面形式第五周至第五周
3深入建筑方案,细化初步设计,为结构设计提供必要条件第六周至第七周
4确定结构方案,进行结构平面布置,基础布置,荷载计算第八周至第八周
5建立计算简图,进行横向框架的内力及变形计算;进行梁、柱荷载组合,内力组合,进行配筋计算,进行梁、柱的节点验算;进行基础的设计计算; 进行一部现浇楼梯的设计计算第九周至第十周
6上机进行结构电算第十一周至第十一周
7绘制基础施工图,楼、屋面结构平面布置图,节点大样图第十二周至第十二周
8绘制横向框架(手算框架)的模板及配筋图;绘制楼面板配筋图、楼梯施工图;整理计算书及施工图图纸第十三周至第十三周
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》GB50010-20xx,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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日期:20XX年X月XX日
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(一)课题来源:
武汉市建委为进行职业资格培训,拟在武汉市区内设计一建委培训中心综合楼,该楼由三大功能区组成:教学区、办公区和学员生活区,总建筑面积5000―6000O,红线范围30m×60m。且建筑设计要求交通流畅,各类房间满足使用要求,体形、立面美观。教学区及办公区主体为6层,学员生活公寓为7层。采用钢筋混凝土框架结构体系,结构使用年限为50年。
该综合楼建筑耐火等级及结构安全等级均为二级,抗震设防烈度七度(设计基本地震加速度为0.1g),设计地震分组为第一组,地基基础设计等级为乙级。基本风压:0.35kn/O,基本雪压:0.3 kn/O。.地质资料:地表1米以内是杂填土(Vs=100/s),下部为8米厚粘土层(f k=300KP,Vs=250m/s,液限指数IL=0.2,天然空隙比e=0.4),以下为密实的碎石土(f k=800KP,Vs>500m/s)。其他条件:①.本工程所需的预制构件以及其他的建筑材料均由各个厂家直接供应,并且运输条件良好。②.本工程所需的水、电均由建设单位保障供应。
(二)研究目的和意义:
毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后的一个主要教学环节,也是最重要的综合性实践教学环节,目的是通过毕业设计这一时间较长的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生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。
和其他教学环节不同,毕业设计要求学生在指导老师的指导下,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。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。
同时,在完成毕业设计的过程中,还要求我们同时运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还要求我们更好的了解国内外建筑设计的发展现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业方向有更大的造诣。
(三)阅读的主要文献:
《民用建筑设计通则》,《房屋建筑制图统一标准》,
《建筑防火规范》,《建筑地基基础设计规范》,
《建筑结构荷载规范》,《混凝土结构设计规范》,
《砌体结构设计规范》,《建筑抗震设计规范》,各种标准图集、各种设计手册,以及本专业的各类专业课程教材。
(四)设计的方法及手段:
我的总体思想是把该建筑设计成T形,前面是教学区和办公区,后面是生活区,由于教学区跟办公区的层高是一样的,所以我把它们放在一起便于施工,也便于设计,我在中间设了一个楼梯,该楼梯与三个区相连,它与后面的生活区是在楼梯的平台上通过斜坡相连的,我设计的是外廊式的,走廊宽1.2米;每一区都设有厕所和楼梯,楼梯与厕所是相连的,每一开间为3.3米,每一区的楼梯是一个开间,厕所是两个开间,中间的楼梯是两个开间,教室是三个开间,每一层有三个教室,办公室是两个开间,每层有三个办公室,生活区的公寓每个为一个开间,每层有八个,它们被楼梯和厕所从中间分为两部分,总共有五十六间公寓。
在认真贯彻“适用、安全、美观”的原则下,研究的内容网上收集的各种培训中心设计和党设计方案。在设计过程中,按照:导师讲解、指导,查资料、向导师咨询,完成此设计:⒈开题报告:约2500字
2. 外文翻译:约3000汉字。
3.拟出建筑设计方案,绘制建筑施工图(分别绘制商业楼层和住宅楼层至少各一层),进行结构的内力计算,并手算一榀框架,绘制结构施工图。
建筑设计前期主要准备:⑴熟悉设计任务书⑵收集必要的设计原始资料:地质水文资料、气象资料、与设计相关的国家及所在地的定额标准规范等。⑶学习相关的国家法规及规范
由于高层建筑施工的技术要求较高,施工难度较大,所涉及的设计与施工问题已远远超出现有高层建筑结构设计、施工规范的适用范围,高层建筑施工、设计人员必须更深刻地了解高层建筑结构的进展,更新原有的设计技术,运用最新的设计、施工经验和科研成果,以解决高层建筑设计、施工提出的新任务、新问题。我们在设计中也常会遇到一些规范或规程未论及的问题,例如高层设计中为体现抗震概念设计思想,规范要求实现“强柱弱梁,强剪弱弯,强节弱杆”的要求,使其具有较好的变形能力。规范虽然列出了许多具体核算公式,但由于目前设计软件大多数没有按规范要求核算,而手算工作量又很大,设计人员一般也不会逐个计算。设计中柱网有局部改变处,一般也不另行重算,普遍做法是将梁超计算配筋或加大截面而柱筋及截面不变,这就很难保证“强柱弱梁”的实现。
(五)工作的主要阶段、进度和技术指标:
第1――2周 : 建筑方案设计
第3――5周 : 建筑图设计
第6――12周 : 结施图设计
第13周 :教师审图,学生准备答辩
第14周 : 毕业答辩,评定毕业设计成绩
(六)最终目标及完成时间:
最终目标就是在满足各项要求下,在14周内完成整个毕业设计的任务,并且在经过教师审查后,并且能顺利通过毕业答辩,以达到此次毕业设计的目的。
(七)现有条件及必须采取的措施:
现在是完成了建筑方案设计和建筑施工图设计工作,但是以后的工作量还是很艰巨的,在以后的设计工作中,我必须更好的做好并努力完成每个阶段的设计任务。
本工程所需的预制构件以及其他的建筑材料均由各个厂家直接供应,并且运输条件良好。
(八)协助单位及要解决的主要问题等:
要解决的主要问题是建筑方案的设计,建筑图的设计,结施图的设计;在解决它们时要协调好各部分间的关系,力求使它们相互利用,相互协调。
特此报告
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日期:20XX年X月XX日
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