湘潭大学
毕业设计开题报告
题 目： 开阳办公楼设计
学 院： 土木工程与力学学院
专 业：土木工程（建筑工程）
学 号：
姓 名：
指导教师：
完成日期： 2020年3月6日
说 明
1．根据湘潭大学《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计开题报告》，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。
2．开题报告是毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。
3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。
4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字。
5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。
6. 填写说明：
(1) 课题性质：可填写A．工程设计；B．论文；C. 工程技术研究；E.其它。
(2) 课题来源：可填写A．自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B．企、事业单位委托课题；C．校级基金课题；D．自拟课题。
(3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。
(4) 参考文献不能少于10篇。
(5) 填写内容的字体大小为小四，表格所留空不够可增页。
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本科毕业设计开题报告
学生姓名
刘 鑫
学 号
2016800809
专 业
土木工程
指导教师
李筱华
职 称
讲师
所在系
建筑工程
课题来源
自拟课题
课题性质
工程设计
课题名称
开阳办公楼设计
一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况
1.选题依据及课题意义
此次毕业设计是由学院统一组织针对土木工程专业应届毕业生的一次综合的大型设计，在毕业设计选题环节是专业指导老师命题，学生自主选择的模式。根据对自己所学知识水平的认知、以往课程设计经验以及社会需求现状，我选择了湘潭市《开阳办公楼设计》这一题目，建筑面积3600㎡左右，层数为四层，层高3.6m。《开阳办公楼设计》能够全面系统地融汇所学理论知识和专业技能，且办公楼设计类型综合性强，对各类设计均有一定借鉴作用，对自己也是一种挑战，如果能够高标准的完成那么自己对专业知识的掌握也会更加熟练，专业技能也会得到质的飞跃。
这次《开阳办公楼设计》的教学环节，旨在加深我们对所学基本理论知识的理解，培养我们综合分析和处理问题的能力以及设计创新精神。使我们得到有关单位工程建设从方案制定到施工组织全过程系统性的训练。能够加强我对《理论力学》 、 《材料力学》 、《结构力学》 、 《土力学》 、 《房屋建筑学》 、 《混凝土结构设计原理》 、 《建筑结构抗震》 、 《土木工程施工》等专业课程的理解，真正做到学以致用。且此次设计有专业指导老师全程给予指导，全方位的辅导必定能使我的专业知识掌握更加熟练，运用更加娴熟。通过毕业设计这一重要的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生正确的理论练习实际的工作作风和严肃认真的科学态度。这次设计要求我们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，熟悉相关的设计规范、手册、标准图集以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的特点。因此这次《开阳办公楼设计》对于培养我们初步的科学研究能力，提高我们综合运用已学知识去分析问题，并解决问题的能力有着非常重要的意义。
同时，《开阳办公楼设计》还可以使我熟悉建筑空间环境组合设计和构造设计的基本原理和方法，提高一般工业与民用建筑设计的基本能力，能够依据不同情
况，选择合适的结构、构造方案的能力。能熟练的进行结构计算，较好的掌握计算机在建筑和结构设计计算中的应用，学会查阅各种设计资料。在规定的时间内完成设计的所有内容，包括建筑部分跟结构部分的设计图与设计计算书。能使自己了解一些必要的规范，熟练应用CAD、天正、PKPM、鲁班系列等必要软件。通过毕业设计能将自己的知识与实践结合，为之后工作中的应用开个好头。
2.现有基本研究情况
《开阳办公楼设计》拟采用钢筋混凝土框架结构。钢筋混凝土框架结构的设计始于欧美，二十世纪后在世界各国内广泛使用。框架结构平面布置灵活，易于就地取材，具有良好的抗震能力，被广泛用于教学楼、办公楼、商场、旅馆和医院等民用建筑。
框架结构是指结构由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成而成的结构，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用。框架结构空间分隔灵活，自重轻，节省材料，可以灵活地配置建筑平面布置利于安排需要较大空间的建筑结构并且框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配式结构，缩短施工工期。
现在框架结构已经在国内的大多数地区得到广泛应用，基本都是用于住宅楼、办公楼设计方案，经常年的实践应用，该项技术已经非常成熟了。该项技术的研究在国外的发展较之国内要早，所以有些方面要领先国内，但基本与国内相似。
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.在设计的计算理论方面: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。
二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施
1.研究内容
主要的设计内容包括建筑设计、结构设计和施工组织设计（基础部分）。
以任务书为起点，先做建筑方案设计满足要求后绘制总平面布置图、各层平面图、剖面和立面图、详图等;然后做结构设计，根据设计资料和条件完成结构部分的设计计算，并绘制结构施工图;最后，根据工程概况及设计条件完成施工组织设计。
建筑设计部分根据建筑功能及使用要求设计出总平面布置图、各层平面图、剖面图、立面图、详图，并书写建筑设计总说明；
结构部分应完成结构方案与结构平面布置，并选取具有代表性的1榀框架进行手算，并对整个结构采用计算机软件进行计算分析，将手算结果与电算结果进行对比分析。并完成楼板、基础、楼梯设计及雨蓬、挑梁、过梁等零星构件设计(设计软件采用PKPM、绘图用计算机绘图)；
施工部分应完成工程量计算，能选择施工方案，查劳动定额计算劳动量并进一步计算出工作日，编排进度，绘制施工平面图并最后完成“单位工程施工组织设计说明书”
2.预期达到的目标
按照任务书，贯彻“安全、适用、经济、美观”的设计原则，设计的办公综合楼要满足设计书的要求，并且要满足建筑的功能使用要求，能做到使建筑经济美观。查阅大量的资料，处理好建筑与结构的整体.与细部的关系。根据框架结构设计计算的方法，对结构进行手算和电算结合，对比分析。最后按照施工设计的要求完成工程量计算、绘制施工平面图、并最后完成“单位工程施工组织设计说明书”。
3.关键理论和技术
框架是典型的杆件体系，近似计算的方法很多,工程中最实用的是力矩分配法及D值法，前者多用于竖向作用下求解,后者用于水平作用下求解。这些方法的使用都作了以下几点的假定:
[1]忽略粱、柱轴向变形及剪切变形。。
[2]杆件为等截面(等刚度)，以杆件轴线作为框架计算轴线
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小，因此在做竖向荷载下计算时，假定结构无侧移。
根据框架结构的自身特点，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限。在这个总原则的指导下进行设计。
4.完成课题的方案和主要措施
第一，在建筑设计方面:
1、要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计;
2、然后对局部进行设计，如地下室墙身、楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置，消防要求等进行设计。各部分都要按照规范要求进行设计。
3、最后要明确框架结构的抗震级数,采用规则结构以利于房屋抗震，按照“三统一”的原则确定柱网尺寸,确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。
第二，在体系的选择方面:
1、由于在发生地震时，框架柱首当其冲，-旦出现塑性铰，将危及该柱距范围内的.?上层建筑，并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌，所以框架结构不宜采用单跨形式;且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担，结构应设计成双向框架体系;
2、框架结构的柱与梁宜上下左右贯通，不宜采用复式框架;以及砖混框-剪结构。
3、在填充墙的布置方面:宜采用轻质材料，且应避免形成上、下层刚度变化过大;避免形成短柱;减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。
第三，在结构设计方面:
1、首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。
2、进行变形验算。
3、进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。
其次，我们还要进行“三水准、两阶段"设计方法进行抗震设计:
1、做好“强柱弱梁”的设计
由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰,就会产生较大的层间位移,甚至形成同层各柱.上下端同时出现塑性铰的.“柱铰结构”,从而危及结构承受垂直荷载的能力
2、做好“强剪弱弯”的设计
为了防止梁端，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，在设计中要求做到"强剪弱弯”亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。
3、做好“强节点弱构件”的设计，还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。
再次，办公楼基础部分的施工组织设计则按照如下原则进行：
(1)满足施工要求的前提下，尽量节约施工用地，，减少临建设施的数量。
(2)在保证场内交通运输畅通和满足施工对原材料和半成品堆放要求的前提下，尽量减少场内运输，特别是二次倒运。
(3)在平面交通上，要尽量避免土建、安装及其他生产生活人员的干扰。
(4)施工总平面布置应符合现场卫生、环保及安全技术要求，并满足消防要求。
(5)具体布置分区明确，便于文明施工和现场管理。
在过程中可能遇到的问题以及解决办法：
(1)建筑设计问题
在建筑设计中不仅要处理好建筑内部各要素的关系，而且在处理好建筑与外部要素和环境的关系。建筑内部各要素包括建筑、结构、设备、建筑物理、建筑材料和建筑施工等，一个建筑设计只有符合满足.上述要素的要求，才能满足一般的使用功能。但今天的建筑设计已不单单是一-幢建筑的实用、美观和经济的问题，它还要涉及到社会学、生态学、心理学、历史学、经济学和环境学等多门学科。即建筑设计不仅要满足为人使用的基本功能外，还要体现建筑的时代性、地域性和文化性。
建筑设计要解决的首要问题是功能。功能就是空间使用者对空间环境的各种要求包括生理要求和心理要求。除此之外还要在建筑设计中充分考虑环境保护的需要
筑物不仅有效地满足各种使用功能的同时,还要符合环境保护的要求。年轻的建筑师往往将其片面的理解为平面功能但平面功能仅仅是最基本的要求。有机的、三维的思考建筑功能往往能创造出有趣、灵活的空间环境。
(2)结构设计问题
截面尺寸的选择:梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提,除应满足规范所要求的取值范围,还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,以达到在罕遇地震作用下梁端成塑性铰时,柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,节点仍处于弹性工作阶段的目的。即规范所要求的强柱弱梁强节点。
梁、柱的适宜配筋率:框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则,一般情况下其配筋率宜取0.4%-1.5%,框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%-3%。另外当梁端的纵向受拉钢筋最小配筋率大于2%时,其箍筋的最小直径应增大2mm。但是无论在何种情况下均应满足规范所规定的最大、最小配筋率的要求。
框架柱配筋的调整:框架柱的配筋率--般都很低,有时电算结果为构造配筋,但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭转剪力最大,同时又受双向弯矩作用,而横梁的约束又较小,工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱。对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此应选择最不利的方向进行框架计算,另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋,取其较大值，并采用对称配筋的原则。
(3)抗震设计问题
1)结构体系的选择?。钢筋混凝土结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能。
2)高度重视框架柱这一?多层框架抗震中的主要承重构件。务必使框架柱满足强度、刚度、变形、轴压比、配筋等多方面的抗震要求,并留有充分的抗震安全余地。
3)突出强调多层钢筋混凝土框架柱的三项抗震概念设计①强柱弱梁,使结构形成总体屈服机制，避免形成层间屈服机制?;②)结构竖向刚度保持均匀,防止出现薄弱层,尽量避免柔底效应;③确保框架柱设计轴压比及实际轴压比考虑施工质量不超限。
三、主要特色及工作进度
1.主要特色
建筑设计方面，通过参考和借鉴同类建筑.设计图纸,自己设计出一个设计方案，然后用CAD和天正画出整套建筑设计图纸；
在结构方面，手算与机算相互结合，用PKPM画结构施工图,用PKPM计算框架结构的内力和配筋计算，并手算一榀典型框架的内力和绘制一张指定的施工图纸。
在施工组织设计方面，参考相关项目基础施工组织设计，争取高质量与高效率结合，最后完成基础部分施工的横道图、网络计划图以及施工平面布置图。
在正式设计之前多查找资料，多看相关优秀作品的案例，吸取经验，争取独立完成初稿，不懂的地方先自己思考查阅资料，使自己尽快熟悉相关规范，掌握一定的设计技巧和方法。其次，及时与同学沟通探讨，互相取长补短。分阶段向老师反馈成果，听取指导老师的意见，及时对设计作出修改，本次设计是一个不断修善的过程，在修补的过程中获得提升。
2.工作进度
2019年1月15日前 毕业实习及撰写开题报告
2019年3月
2020年4月19日前
2020年5月10日前 施工组织设计
2020年5月24日前 修改整理，制作答辩PPT,准备毕业设计答辩
2020年5月31日前 二次修改整理，毕业设计成果归档
四、主要参考献
[1] GB50352-2005，民用建筑设计通则 [S]．北京：中国建筑工业出版社，2005．
[2] GB/T50001-2010，房屋建筑制图统一标准[S]．北京：中国计划出版社，2011．
[3] GB/T50103-2011，总图制图标准[S]．北京：中国建筑工业出版社，2011.
[4] GB/T50104-2011，建筑制图标准[S]．北京：中国建筑工业出版社，2011．
[5] GB50235-2005，民用建筑设计通则[S]．北京：中国建筑工业出版社，2005．
[6] GB50016-2014，建筑设计防火规范[S]．北京：中国计划出版社，2014．．
[7] JGJ67-2006，办公建筑设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2007．
[8] 何铭新，李怀健等．土木工程制图 [M]．：武汉：武汉理工大学出版社，2015．
[9] 李必瑜，王雪松等．房屋建筑学[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2015．
[10] GB/T50105-2010，建筑结构制图标准[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010．
[11] GB50009-2011，建筑结构荷载规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2011．
[12] GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010．
[13] GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010．
[14] GB50007-2011，建筑地基基础设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2011．
[15] 沈蒲生．混凝土结构设计原理（第四版）[M]．北京：高等教育出版社，2012．
[16] 沈蒲生．混凝土结构设计（第四版）[M]．北京：高等教育出版社，2012．
[17] GB/T50502-2009，建筑施工组织设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2009.
[18] 16G101-1~3《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》[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2016.
[19] 刘鸿文．材料力学（第五版）[M]．北京：高等教育出版社，1987．
[20] 龙驭球．结构力学 [M]．北京：高等教育出版社，1994．
[21] 毛鹤琴主编．土木工程施工 [M]．武汉理工大学出版社，2004．
[22] 石名磊 龚维明主编． 基础工程[M]．北京：东南大学出版社，2002．
指导教师
意 见
指导教师签名：
年 月 日
系意见
系主任签名：
年 月 日
院意见
教学院长签名：
年 月 日
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