土建设计开题报告

宁波理工学院毕业论文（设计）开题报告（含文献综述、外文翻译）题目舟山市岱西镇便民服务中心结构设计姓名徐益祥学号3050321058专业班级05土木工程(结构方向)2班指导教师郭昌生分院土木建筑工程分院开题日期2009年2月23日1文献综述——高层建筑结构体系0引言人类从原始社会利用山洞、树林自然屏障遮风挡雨，到利用天然土、木、石和人工烧制粘土砖、瓦搭建房屋延续了数千年。真正意义上的现代建筑结构体系是随着18、19世纪钢铁工业和水泥工业的发展而出现的，利用热轧型钢、钢板和铆接技术及随后出现的焊接、螺栓连接技术，形成的建筑排架、桁架、网架等结构体系，利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，发展了钢筋混凝土技术，形成了钢筋混土框架、剪力墙等结构体系。进入20世纪以后，随着建筑造型、建筑设计和跨度的要求越来越高，对建筑结构的要求更高，从而提出了一些新的结构体系。本文主要对高层建筑的常见结构体系及其特点与其在国内外的应用，和新高层建筑结构体系的发展进行综述。1高层建筑常见的结构体系及其特点[1][2][3](1)框架结构体系框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成承载结构。框架结构体系可较灵活配合建筑平面布置、安排需要较大的空间。随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用层数上受限。框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大侧向位移。其中一部分是结构弯曲变形，另一部分是剪切变形。当框架高宽比H/B≤4时，框架结构以剪切变形为主，弯曲变形较小而可忽略，其整体位移曲线呈剪切型，特点是结构层间位移随楼层增高而减小。框架节点是内力集中，关系到结构整体安全的关键部位。震害表明，节点常常是导致结构破坏的薄弱环节。由于框架结构杆件截面较小，抗侧刚度较小，在强震下结构整体位移和层间位移都较容易产生震害。因而主要适用于非抗2震区和层数较少的建筑；抗震设计的框架结构除需遵循设计原则外，还需注意填充墙材料以及与框架的连接方式等，以避免框架变形过大时填充墙的损坏。(2)剪力墙结构体系剪力墙结构体系一般用于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。在承受水平力的作用时，剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。其水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙特点是结构层间位移随楼层增高而增加。住宅和旅馆客房层较适合采用剪力墙结构，且不露出梁柱、整体美观。但其墙体多，使布置和使用要求受到一定的限制，不易形成大空间。为满足布置大空间的要求，可在底部取消部分剪力墙而代之以框架，形成框支剪力墙结构。剪力墙结构比框架结构刚度大、空间整体性好，用钢量较省，结构顶点水平位移和层间位移通常较小，能够满足抗震设计变形要求。(3)框架—剪力墙结构体系框架—剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构组合在一起形成的体系。房屋的竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担，而水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛应用于高层办公建筑和旅馆建筑中。该体系中的框架和剪力墙共同承担水平力。由于框架和剪力墙的协同工作，受力状况和内力分布都得到了改善。(4)筒体结构体系随着层数、高度增大，高层建筑结构承受的水平地震作用大大增加，框架、剪力墙以及框架—剪力墙等结构体系已显得不合理、不经济，甚至不可行。这时，可将剪力墙在平面内围合成箱形，形成一个竖向布置的空间整体受力的框筒，从而形成具有很好的抗风和抗震性能的筒体结构体系。该类体系根据筒的布置、组成和数量等又可分为框架—筒体结构体系、筒中筒结构体系、成束筒结构体系：1)框架—筒体结构体系：一般中央布置剪力墙薄壁筒，它承受大部分水平力；周边布置大柱距的普通框架，它的受力特点类似于框架—剪力墙结构。也有把多个筒体布置在结构的端部，中部为框架的框架—筒体结构形式。2)筒中筒结构体系：由内外几层筒体组合而成，通常内筒为剪力墙薄壁筒，外筒是框筒。3)成束筒结构体系：又称为组合筒体结构体系，在平面内设置多个筒体组合3在一起，形成整体刚度很大的结构形式。建筑结构内部空间也较大，平面可以灵活划分，适用于超高层建筑。4)框筒结构：是由密柱深梁框架围成的，整体上具有箱形截面的悬臂结构，平面上具有中和轴，分为受拉和受压柱，形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架。形成空间抗侧力体系，同时又作为建筑物围护墙，梁、柱间直接形成窗口。(5)钢—混凝土组合结构体系钢材具有强度高、结构重量轻的特点结构构件较柔细，特别适合于承受拉力，当其受压时常因稳定性不足，而不能充分发挥其强度高的优势。混凝土则正相反，最宜于受压而不适于受拉。在结构中的特定位置，根据受力特征，分别布置钢和混凝土材料，充分利用各自长处，避其短处，就形成了钢—混凝土组合结构体系。2各种常见结构体系在国内外的应用[1][5]我国较早的框架结构为20世纪60年代建造的北京民航办公大楼，最高部分为15层，为装配整体式框架。20世纪80年代建造了北京长城饭店，最高部分为22层，为现浇延性框架。1968年建成的广州宾馆采用现浇剪力墙结构，地上27层，高87.6m，首次在层数和高度上超过了上海国际饭店。1976年在广州建成的33层、高112m的白云宾馆是国内首栋超过100m的超高层建筑，采用现浇剪力墙结构。我国早期的框架—剪力墙结构为1974年建成的北京饭店东楼，19层，高87.15m，是当时北京最高的建筑。随后相继建成了如广州外贸大楼、北京民族饭店、广州东方宾馆等框架—剪力墙结构。再如上海联谊大厦、上海雁荡大厦、深圳渣打银行大厦则采用剪力墙筒体结构。美国著名结构工程师坎恩（FazlerR.Khan）首次提出采用密柱深梁建造框筒结构。1963年在芝加哥建造了第一幢采用框筒结构的建筑—43层德威特切斯纳特公寓（DewittChestnut）。同时框筒结构的出现将高层建筑推向了一个新的历史时期。在框筒结构基础上发展起来的筒中筒结构、成束筒结构成为建造50层以上高层建筑的主要结构体系。如1972年美国建造110层世界贸易中心，就采用了钢的筒中筒结构。在我国，从20世纪70年代开始了对筒中筒结构的研究，并建造了一批筒中4筒的高层建筑。例如：北京国际贸易中心。近年来在我国建造的超高层建筑大多是用钢筋混凝土做核心筒，用钢骨混凝土和钢柱做外框筒的混合筒中筒结构，如深圳的地王大厦和上海金茂大厦。钢—混凝土结构最早于1972年用于芝加哥的GatewayⅢBuilding(36层137米)，我国至80年代才将钢结构用于高层建筑，目前已建成或在建的高层结构建筑(约有40余幢)中，有一半以上采用的是钢—混凝土混合结构。目前世界上最高的建筑是1996年在吉隆坡建成的石油大厦，88层，高450m，是钢—钢筋混凝土结构混合结构。3高层建筑结构体系的发展趋势[5][6][7][8][9]随着世界经济和科技的不断发展，环保和节能意识的不断加强，人们对自然力有了更加深刻的认识，对于空间的利用观念也逐渐发生了变化，同时随着建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，原有的框架、剪力墙或框架—剪力墙体系已经不能满足超高层结构的需要，筒体结构体系，巨型结构体系和混合体系，包括钢—混凝土、钢管混凝土、型钢混凝土和竖向混合体系等，越来越多地用于实际工程中，并表现出各自独特的优势，因此应用新结构体系和设计理念的高层建筑正展现自己强大的生命力。巨型柱核心筒结构是适应超高层建筑发展趋势和特点的新型结构体系之一，上海陆家嘴北塔楼结构由巨型柱构件组成的巨型垳架或巨型框架结构，构成了高层建筑的主体结构，主体结构与其它结构件组成的次结构共同工作形成了一种巨型结构体系，从而获得更大的灵活性和更高的效能。现实中已建工程有108层的美国芝加哥米格林—拜特勒大厦；57层的美国亚特兰大国家银行广场大厦；88层的上海金茂大厦；101层的台北国际金融中心大厦；101层的上海金融环球中心（见下图[9]）。5为了拓展筒体结构在高层建筑中的应用，根据结构同时承受竖向力和侧向力的受力特点，提出了一种高层筒体结构新体系—高层网筒结构，是一种适合于复杂建筑造型的筒体结构体系。该结构体系是高层网筒结构体系是将各种形式的竖向网格结构用作高层建筑外围护墙体的骨架，并围合成空间网格状筒体结构，将竖向承重与抗侧力结构合二为一，是充分发掘结构空间作用潜力的一种高效结构体系。同时，网筒结构的网格形式有很强的几何规律，可以获得特殊的建筑视6觉效果（见下图[7]）。由于钢材与混凝土材料位置关系不同，混合结构经历了由内置关系到外包关系、由组合构件到混合体系的发展过程。在混合结构体系中，钢框架-混凝土核心筒混合结构体系是由钢筋混凝土核心筒与外圈的刚接或铰接钢框架共同组成的混合结构体系。近年来出现双塔连体的高层混合结构体系，如上海证券大厦，上海国际设计中心不等高双塔连体钢框架—混凝土核心筒混合结构（见下图[8]）。74小结随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式，材料，力学分析模型都将日趋复杂多元，为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。参考文献[1]JGJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.[2]包世华，张铜生.高层建筑结构设计和计算[M].北京：清华大学出版社，2005：1-26.[3]吴胜年.浅谈高层建筑结构体系[J].学术探讨，2008，(5)：146.[4]海涛.高层建筑结构体系选型浅析[J].科技信息，2008：299.[5]胡世德.我国高层建筑的发展与展望[J].建筑技术，2008，28(7)：469-472.[6]于定富.超高层巨型柱核心筒结构设计研究[J].工业技术，2008，(29)：57.[7]张崇厚，赵丰.高层网筒结构体系的基本概念[J].清华大学学报，2008，48(9)：1399-1403.[8]周颖，吕西林，卢文胜，陈林之，黄志华.双塔连体高层混合结构抗震性能研究[J].地震工程与工程振动.2008，28(5)：71-78.[9]吕西林，程明.超高层建筑结构体系的新发展[J].结构工程师，2008，24(2)：99-106.[10]HalisGunelM，EmrellginH.AproposalfortheClassificationofStructuralSystermsofTallBuilding[J].BuildingandEnvirnment，2007，42(7)：2667-2675.[11]RobertHalvorson，CarrieWarner.StructuralDesignInnovation：RussiaTower[J].TheStructuralDesignofTallandSpecialBuildings，2007，16：377-399.8开题报告——舟山市岱西镇便民服务中心结构设计1工程概况本毕业设计课题是“舟山岱西镇便民服务中心”结构设计，建设地点位于舟山岱西县岱西镇政府大院，建筑层数为4层，总建筑面积约为2188m2，本工程系4层框架结构，抗震设防烈度按6度设防，建筑合理使用年限为50年；层高3.4m，总高不大于18m，屋面采用部分不上人和上人屋面；基本雪压0.3kN/m2，基本风压0.85kN/m2；其功能主要包括办公室和会议室。2建筑功能要求(1)主体采用框架结构，以满足现代办公建筑的布置灵活、大开间、大进深要求。材料上多用钢筋混凝土，以满足承受自重、活荷载以及办公用具荷载，并保证具有足够的强度和稳定性要求。(2)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。(3)政府办公建筑面积较大，使用人员众多，流动性大，一般布置为内廊式，竖向上则布置多部楼梯。(4)政府办公建筑作为特殊的公共建筑，作用也因使用单位的不同而各异，因此在设计时还应充分考虑便于各部门施政的要求。(