2841.B XXX沁馨宾馆设计 本科毕业设计（论文）开题报告.doc

本科毕业设计（论文）开题报告题 目： xxx沁馨宾馆设计 学生姓名： 院 （系）： 机械工程学院 专业班级： 土木 指导教师： 完成时间： 2010年6月 4日 1 课题意义本次毕业设计选择的课题是钢筋混凝土剪力墙结构体系，设计题目是西安沁馨宾馆设计。剪力墙结构的楼板与墙体均为现浇或预制钢筋混凝土结构，具有良好的整体性，抗震能力比砖混结构和框架结构强，它不仅可承受楼板较大的垂直荷载，更主要的是可承受较大的水平方向的荷载及地震作用对建筑物产生的剪切力。该结构由于墙间距较小，房间布置不够灵活，不便于设置大开间活动场所，多被用于高层住宅楼和公寓建筑物。剪力墙结构体系的侧移刚度大，结构的水平位移小，但是结构自重大，建筑平面布置局限性大，较难获得较大的建筑空间，因此它适用于高层住宅、宾馆等建筑。2 国内外现状近年来，国内外建成和正在建造的建筑中，有很多是钢筋混凝土剪力墙结构或框架一剪力墙结构，与框架结构相比，剪力墙结构或框架一剪力墙结构的整体性能较好，侧向刚度大，经过多次强震的考验，其良好的抗震性能已逐渐被人们所认识，那些布局合理并满足一定构造要求的剪力墙，在水平动力荷载作用下可承受整体结构的大部分水平力。国内外大量的震害调查表明，在相同的地基条件和地震烈度情况下，框剪结构和剪力墙结构抗震性能好，破坏较轻，而框架结构破坏则较严重，修复也困难，因而框剪结构和剪力墙结构日益为工程界所重视，并在工业和民用建筑中得到大量的使用，同时对框剪和剪力墙结构的研究工作也在大量的进行着。对于钢筋混凝土带边框剪力墙抗震性能的研究日本所做的工作最早也最多，1923年关东大地震时，日本学者就发现：带钢筋混凝土填充墙框架结构所遭受的破坏比没有填充的框架结构小得多，他们把这种填充框架的现浇钢筋混凝土叫做“抗震墙”，以后他们对这种抗震墙的强度、变形、滞回特性等抗震性能做了大量广泛而深入的试验和理论研究，其中关于极限强度理论方面的研究成果已被纳入有关规范和设计文献。在50年代初期，斯坦福大学的Benjamin和williams及麻省理工学院的Gallety对低剪力墙进行了开拓性的试验研究工作，目的是确定带边框低剪力墙承受侧向单调荷载的性能，他们提出近似计算荷载一位移曲线的方法，其后麻省理工学院的Antibe等对带边框的低剪力墙承受动力突加荷载的性能进行了试验研究，提出了一种计算墙体动力强度的方法。对高剪力墙，Osterle等研究了横截面为矩形，工字形和带翼缘的墙体承受单调荷载和周期反复荷载时的性能，发现塑性较区剪切变形祸连有弯曲转动，并指出了腹板压碎机理、提出了墙体自由振动的阻尼比。Vallenas等研究了带边框柱高剪力墙的性能，发现“合理的设计钢筋硷剪力墙可获得其承受周期反复荷载的良好性能”。在这些剪力墙中，剪切变形是弯曲变形的43%87%，这说明存在有大量的剪切变形。他们提出了高剪力墙承受单调荷载的分析模型，后来对周期反复荷载下的分析模型也进行了研究。Cardenas对高剪力墙的研究指出“试验结果说明矩形截面剪力墙的弯曲强度可以用和钢筋混凝土梁一样的假设进行计算”，也就是说配有一定量的水平腹筋的高剪力墙的强度一般受弯曲强度控制。Cardenas，Galletly，Benjamin，Willams和Antib的研究工作对于今天人们对剪力墙的理解做出了特殊贡献。我国对剪力墙的研究是从70年代中期开始的。1974年，中国建筑科学研究院，北京市建筑设计院等单位进行了六十片剪力墙模型试验，这是我国首次对剪力墙结构进行的比较系统的研究。主要是根据这些成果，制定了我国钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定(J2102一79)中有关剪力墙的条文。但这些试验用于延性研究的试件只有两片，其中施加反复荷载的只有一片。1976年开始，清华大学高鄂华、李国威等发表了有关这方面的文章，主要研究了单调荷载和反复荷载作用下底层大开间现浇钢筋硷剪力墙住宅结构中底层加强剪力墙的抗震性能。1980年，福州大学土木系对四种不同边框尺寸的剪力墙用平面有限元法进行了理论计算，探讨了边框对墙体的影响，并得到结论：对于实体墙，边框仅相当于翼缘的作用。1981年，中国建筑科学研究院结构所做了两片剪跨比为1：5，缩尺比例为1/2的模型试验，探讨了有边框剪力墙在弹性及塑性阶段的性能，认为周边梁柱与剪力墙为整截面工作，其大偏心抗压度的计算原则与一般剪力墙大偏心抗压强度的计算原则相同，但这次试验的试件数量较少且是针对低剪跨比的情况。1983年，北京市建筑设计院做了四片剪跨比为3.69，六片剪跨比为2.44的有边框剪力墙缩尺模型试验，这次试验对高剪跨比有边框剪力墙的抗震性能做了较全面的探讨，对某些问题已经有了满意的结论。综上所述，国内外对剪力墙的性能进行了大量研究，取得了令人瞩目的成就，但无论在理论分析上和试验研究工作系统化上都有所欠缺，还远远不能满足实际工程的需要，因而进一步的研究工作是必要的。清华大学土木工程系的郭彦林和董全利在钢板剪力墙的发展与研究现状一文中对钢板剪力墙结构做了较为详细的介绍与说明。钢板剪力墙（下简称钢板墙）结构是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力结构体系。钢板墙单元由内嵌钢板和竖向边缘构件（柱或竖向加劲肋）、水平边缘构件（梁或水平加劲肋）构成。当钢板沿结构某跨自上而下连续布置时，即形成钢板剪力墙体系。过去30年来，关于钢板墙作为主要水平抗侧力体系的试验研究和数值分析揭示了其独特的表现，包括较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等。钢板墙已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系，尤其适用于高烈度地震区建筑。到目前为止，全球采用钢板剪力墙作为抗侧力结构的建筑已达数十幢，主要分布于北美和日本等高烈度地震区。位于东京的日本钢铁公司Shin Nittetsu Building (20层，1970 年) 是日本第一幢钢板墙建筑，也是世界上第一幢同类型结构体系的建筑物。北美采用钢板墙作为水平抗侧力体系的代表建筑，在美国有德州达拉斯的Hyatt Regency Hotel(30层,1987)年。该建筑整体平面呈弧形，且建筑立面由多个高度不同的部分组成。长轴方向采用钢框架支撑体系，短轴方向采用钢板墙。我国44层的上海新锦江饭店核心筒也采用了钢板墙结构，其钢板厚为100mm。采用钢板墙的建筑已经历过实际的地震考验并且有着良好的表现。 1994年，在加拿大标准协会编制的国家标准钢结构极限状态设计准则(CAN/CSA S16.1-94)的附录中，就列入有关非加劲薄钢板墙的分析和设计方法。2002年版的(CAN/CSA S16-2002)将关于非加劲钢板墙的设计条款作为强制性条文。由美国建筑抗震委员会制订的2003年版新建建筑及构筑物抗震指导文件(FEMA450)中，也增加了关于钢板墙的条文，该部分基本沿用了加拿大标准，即非加劲钢板墙等代模型采用Thorburn等提出的拉杆条简化模型。我国高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)附录四关于钢板墙的计算，以弹性屈曲强度作为钢板墙的设计极限状态，尚没有利用板件弹性局部屈曲后强度。这样可能造成钢板较厚或加劲肋很密，钢板墙轻巧、经济的特点不能充分发挥；同时较多的加劲肋增加了施工难度。正在修订的高层民用建筑钢结构设计规程，试图改进这一设计准则，使其能够包括和推进薄钢板及薄钢板加劲墙的应用。关于钢板墙的研究在我国时间还不长，还需要在试验和研究方面做大量的工作，以指导我国相应规范的制订和完善。当前我国高层建筑技术向前发展的一个重要内容是减轻结构自重问题,其有效途径关键在于设计理论的先进、结构体系的合理以及建筑材料的革新,其中最为关键的是高强轻质材料的推广与应用问题。充分利用工业废料,取得良好社会效益的轻骨料混凝土,可以减轻结构自重近四分之一。同时它具有良好的热工性能以及更好的防火性能,理应在高层建筑中得到迅速的发展。为了使高层剪力墙结构具有良好的抗震性能,有利于吸收和耗散地震能量,采用轻骨料混凝土高层剪力墙,不仅要满足强度、刚度要求,而且还要满足一定的延性要求、使其储备相当大的非弹性变形性能。这样可以依靠其非弹性变形能力吸收和消散地震能量,并降低所受到的地震惯性力。对于在周期反复荷载下钢筋混凝土剪力墙构件的延性性能、国内外已有不少论述,但对轻骨料混凝土剪力墙构件的延性和滞回特性的研究,还很不充分。另外,保证剪力墙具有足够的抗剪强度和合理地配筋型式是剪力墙设计中至关重要的问题,配筋型式的不同对于剪力墙的抗震性能特别是变形能力和耗能能力的影响显著,选择合理的配筋方式,不仅可以节约钢筋用量,降低结构自重,加快施工速度,降低成本,而且可以显著增强剪力墙的变形能力,提高剪力墙的延性,使整个剪力墙结构的抗震性能得到显著改善。建筑技术水平的快速发展,使高层建筑的体量和高度日益增大,该类建筑需承受更大的竖向荷载和水平荷载,对建筑材料的强度和延性有更高的要求,同时结构形式也面临着新的挑战。高强高性能混凝土具有能减轻建筑物重量、减小地震反应与降低建筑造价等优点。利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。剪力墙结构的优点可概括为：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,能够满足抗震变形要求。历次地震中,剪力墙结构表现出良好的抗震性能,震害较轻。在多高层建筑中,剪力墙结构是一种常用的结构形式,其中剪力墙作为主要抗侧力构件,其抗震性能的好坏对整体建筑的抗震性能影响很大。当高层建筑的柱子采用高强混凝土时,剪力墙如果采用相同等级的高强混凝土就可以方便施工;此外,底层剪力墙有时受力较大,如能采用高强混凝土就可以不增加墙的厚度,使上下层模板统一。基于上述原因,高强高性能混凝土剪力墙在我国有着广泛的应用前景,而关于高强高性能混凝土剪力墙的研究工作也随之开展起来。3 毕业设计的主要内容毕业设计主要分成设计准备、建筑设计和结构设计三部分。3.1 设计准备在这个阶段，主要工作有：弄清楚工程概况，明确设计目的和相关要求，搜集相关资料和规范，为进一步设计做好基础。3.2 建筑设计根据要求进行建筑设计，完成建筑物的立面平面及屋面的设计。在这一阶段要求绘出以下图：底层平面图；标准层平面图；屋顶平面图；立面图2个以上；剖面图12个。3.3 结构设计在这一阶段，主要完成的工作有： (1)结构计算结构计算的内容有：重力荷载计算；风荷载计算；水平地震作用下，剪力墙结构内力计算与位移的验算；手算一类剪力墙的内力计算，分析及组合；竖向荷载作用下剪力墙结构内力计算；截面设计及构造要求；板的配筋计算。(2)绘制结构施工图这一阶段需要绘制的图有：标准层结构布置图；一榀横向框架梁柱详图；屋面结构平面图。(3) 编写结构计算书。4 方法和步骤4.1 计算方法主要计算方法有：水平地震作用抗侧移验算采用底部剪力法；水平地震作用下，剪力墙结构应分别按倒三角形分布荷载和顶点集中荷载计算内力；风荷载作用下，剪力墙结构应分别按倒三角形分布荷载和均布荷载作用计算内力；竖向荷载作用下可近似认为各片剪力墙只承受轴向力，且规定以受压为正，其弯矩和剪力为零；内力组合后进行截面设计。4.2 基本步骤计算的基本步骤为：第一步：搜集资料，明确设计要求和目的；第二步：进行平面、立面、剖面设计；第三步：确定各部分的施工工艺和选材；第四步：地震作用计算和位移验算；第五步： 竖向荷载作用内力计算；第六步：风荷载作用下内力计算；第七步：板和楼梯设计及配筋计算；第七步：编制设计说明书（包括计算书）；第八步：图纸的绘制。5 进度计划1.课题调研 （1.0周）；2.撰写开题报告、外文文献翻译 （1.0周）；3.建筑设计 （2.0周）；4.结构选型结构方案及布置 （1.5周）；5.荷载计算 （2.0周）；6.主体结构计算 （4.5周）；7.绘制施工图 （1.5周）；8. 答辩 （0.5周）。6 主要参考资料1、房屋建筑学，同济大学、西安建筑科技大学等编，中国建筑工业出版社；2、现行建筑设计规范大全，建筑出版社；3、建筑结构荷载规范，GB50009-2001.2002-01-10；4、建筑抗震设计规范，GB50011-2001.2001-07-20；5、混凝土结构设计规范，GB50010-2002.2002-02-20；6、房屋建筑制图统一标准，GB/T50001-2001.2001-11-01；7、建筑结构构造手册（上、下册）；8、建筑设计防火规范（GB50016-2006）；9、建筑设计资料集，中国建筑工业出版社；10、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；11、多层及高层房屋结构设计，上海科技出版社；12、土木工程毕业设计指南，梁兴文、史庆轩主编，科技出版社。