土木工程专业毕业设计.ppt

CIVIL,毕 业 设 计,土 木 工 程 专 业,一、毕业设计的意义,土木工程专业,毕业设计,土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是学生运用所掌握的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计的重要实践过程。,在设计中，一方面要综合运用所学各门课程的基本理论、基本知识，从而加深对这些理论、知识点的掌握和理解；,另一方面，还要具有一定的基本技能，包括能够独立地查阅各种文献，收集和应用各种信息资料，熟悉国家有关的规范、条例和规程，运用各种设计手册、标准图集及资料集等，从而拓展自己的知识面，为毕业后走向社会，参加社会主义现代化建设事业，更好地适应人才需求结构的变化，适应社会的发展打下良好的基础。,毕业设计的意义,土木工程专业,毕业设计,二、毕业设计的内容,土木工程专业,毕业设计,毕业设计教学环节由毕业实习、毕业设计、毕业答辩三部分组成。,具体调研内容可参阅毕业设计任务书后面所附毕业设计调研指导书。,(1)毕业实习是通过对相似建筑物的调查研究，了解相同使用功能建筑物的平面布置、功能分区、立面处理及细部构造等建筑设计思路；,熟悉相同结构形式的建筑结构设计方案、基础形式、设计方法和步骤、施工图纸的表达方式等结构设计过程。,毕业设计的内容,土木工程专业,毕业设计,要求学生在调查研究的基础上，研究确定建筑方案，完成建筑设计的平、立、剖及细部构造图的绘制；,并根据建筑方案，进行结构方案的选择、荷载的计算、内力的分析与组合、截面的配筋设计和结构施工图的绘制等；,(2)毕业设计是本教学环节的中心内容。,最后还要编写出设计计算说明书。,(3)毕业答辩是对整个毕业设计过程的考核。考核学生是否独立地完成了规定的设计任务，完成的质量如何，设计成果能否满足毕业设计综合训练的教学要求等。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计教学环节由毕业实习、毕业设计、毕业答辩三部分组成。,毕业设计的内容,三、毕业设计的方法和步骤,土木工程专业,毕业设计,毕业设计,方 案 设 计,施工图设计,结构方案选择,结 构 计 算,绘制施工图,建筑设计,结构设计,毕业设计的方法和步骤,土木工程专业,毕业设计,1、设计前的准备工作,毕业设计是一项复杂而又细致的工作，为了保证设计质量，设计前应做好充分的准备，包括熟悉设计任务书，广泛深入地进行调查研究，收集必要的设计资料等。,(1)熟悉设计任务书。,(2)调查研究，收集必要的设计资料。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,同学们在设计之前，对任务书中所给的各种条件、提出的各项要求，必须做到非常熟悉。,对于任务书中未明确给出的一些设计条件，应当通过调查研究、查阅资料予以确定。,另外，对于任务书所附的主要参考资料，在设计之前也应准备到位。,2、建筑方案设计,(1)建筑总平面设计,建筑总平面设计简称总平面设计。,例如：建筑物不得突入道路红线以内；应将出入口靠近主要交通道路，保证交通线路短捷；建筑的主体部分最好有良好的朝向和日照；建筑基地内或建筑物内应设有停车场地等。,是指合理处理建筑物与地形、朝向、道路、绿化、相邻建筑及环境的相互关系。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,(2)主要平面、立面及剖面设计,建筑面积与房屋组成在设计任务书中有明确要求，设计中只需按此要求进行即可。,对于防火要求，同学们主要考虑一下几方面：与其他建筑物的间距、建筑物的总长度、安全疏散线路、安全出口及数目、安全疏散宽度、安全疏散距离等。,但注意任务书中给出的仅仅是主要使用房间，而对于辅助使用房间、交通联系部分在任务书中并没有明确提出，需要同学们根据设计要求自行确定。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,2、建筑方案设计,组成建筑物的各房间，按使用功能及重要性，存在着主次之分。,将对外联系密切的房间布置在交通枢纽附近；而将对内性强的房间布置在较隐蔽的位置。,功能要求是指在满足使用功能的基础上，确定各组成部分的相互关系和位置。,应将性质相近、联系紧密的房间布置在一起，而对于相互干扰、相互影响的房间则分开布置。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,2、建筑方案设计,具体从以下几方面考虑：,主次关系。,在平面布置时，应将主要房间布置在朝向较好的位置，靠近主要出入口，并有良好的采光通风条件；而次要房间则可布置在条件较差的位置。,内外关系。,联系与分隔。,(2)主要平面、立面及剖面设计,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,2、建筑方案设计,平面布置时还应保证人流简捷、通畅，各方向人流不迂回逆行，避免相互交叉，门厅、楼梯导向明确。,建筑体型及立面的设计，应充分考虑建筑功能、材料等制约因素，运用构图法则，从体型入手，逐步深入到每个立面，并经过不断修改，使体型和立面相协调，达到完美统一。,剖面设计主要是确定房屋的竖向空间组合，确定房屋的层数、各层层高及总高度。,(2)主要平面、立面及剖面设计,除此以外，剖面设计还应根据采用通风的要求确定窗高、根据使用要求确定窗台高度及室内外地面高差等。,确定开间和进深时应考虑柱网尺寸、主次梁的合理跨度;,确定窗高时应考虑纵向梁的结构高度等。,我国采用的建筑基本模数的数值规定是100mm，其符号是M，即1M=100mm。,整个建筑物和建筑物部件以及建筑组合件的模数化尺寸，应是基本模数的倍数。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,2、建筑方案设计,最后需要强调的是，在进行主要平面、立面及剖面设计时还应注意以下两点：,(2)主要平面、立面及剖面设计,建筑模数制。,结构的要求。,建筑设计应与结构设计有机地结合在一起，这就要求我们在建筑设计时充分考虑到结构的一些要求。,例如在平面布置时应考虑变形缝的设置、符合抗震概念设计的要求；,具体模数数列参见房屋建筑学教材。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,变形缝的设置,变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。,变形缝的设置原则是：设计时应调整平面形状和尺寸，采取构造措施和施工措施，尽量的不设缝或少设缝。,(1)伸缩缝。现浇钢筋混凝土框架结构伸缩缝的最大间距为55m。,(2)沉降缝。需设置沉降缝的情况有：土层变化大或基础类型与埋深不一致；房屋层数、荷载相差悬殊；建筑结构类型不同；分期建造的房屋等。,(3)防震缝。设置的情况是：平面尺寸超过规定限值且无加强措施；房屋有较大错层；各部分结构刚度或荷载相差悬殊而未采取有效措施；需设置沉降缝或伸缩缝时。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,变形缝的设置,变形缝设置时需要注意：,(1)变形缝必须满足缝宽的要求；,(2)伸缩缝与防震缝仅上部结构断开，而沉降缝则需上部结构与基础一起断开，这时宜设双柱；,(3)若采取了构造措施（如温度影响较大部位加配钢筋、屋顶设置保温隔热层等）或施工措施（如施工中设置后浇带)，则可少设缝或不设缝，但施工图中对所采取措施一定要加以说明。,示例,沉降缝做法,(a)设挑梁（板）；(b)设预制板（梁）,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,返回,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,变形缝的设置,返回,(a)沉降缝；(b)伸缩缝,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。,不规则的建筑结构，应按一定求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施；,体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。,平面不规则类型、竖向不规则类型参见建筑抗震设计规范。,返回,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,返回,2-2,应根据设计内容要求布置图面，而不是根据图面确定设计内容。,设计成果符合任务书的要求。,3、建筑施工图设计,建筑施工图设计应根据已批准的设计方案进行设计，它是建筑设计的最后阶段，也是任务书所要求提交的设计成果。施工图设计内容以图纸为主，应包括封面、图纸目录、设计说明、图纸等。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,施工图设计应注意以下几方面：,设计应达到施工图深度，即能够满足施工的要求。,所绘图纸符合制图标准。,设计表达方式合理且简单明了。,对于建筑构造设计，善于应用标准图集。,整套图纸应齐全统一，明确无误。,4、结构方案选择,采用钢筋混凝土结构。,(1)结构形式的选择,(2)结构体系的选择,竖向承重体系主体结构,框架结构。,建筑平面布置灵活，属柔性结构体系，适用于15层以下的学校、办公楼、医院和旅馆等建筑。7度抗震设防时现浇高度50m。,水平承重体系楼盖结构,现浇楼盖。,(3)施工方法的选择,现浇整体式。,主体结构采用现浇整体式框架结构，楼(屋)盖采用现浇肋梁楼盖(一般房间)或井式楼盖(大跨度房间)。,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,整体性好、抗震性强、防水、防渗性好、适应性强。,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(1)布置原则：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,尽可能的减少开间、进深的类型；柱网应规则、整齐、间距合理，传力体系明确。,房屋平面尽可能规整、均匀对称，体型力求简单，以使 结构受力合理。,提高结构总体刚度，减小位移。房屋高宽比不宜过大，一般不宜超过5。,合理布置变形缝。,框架体系的布置,(a)横向布置；(b)纵向布置；(c)纵横双向布置,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,柱网的布置,(a)内廊式；(b)跨度组合式,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,柱网的布置方式,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,柱网的布置方式,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,柱网的布置方式,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,柱网的布置方式,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,柱网的布置方式,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,对于图示建筑平面,a=(1/41/2)l时，悬挑端不设柱子，受力更为合理。,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,平面布置的要求,平面宜简单、规则、对称，减少偏心；,平面长度L不宜过长，突出部分长度l不宜过大；L/B宜6,平面的凹角处、楼板开洞处宜采取加强措施；,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,建筑竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。,竖向体型的要求,5、结构平面布置,柱网、梁格、承重墙等的布置,(2)具体细节：,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,变形缝的设置,构造柱的布置,按照有关抗震构造要求布置构造柱，这在结构平面布置图中必不可少。,结构构件的编号,为了计算表达的方便，应对所有结构构件进行编号，例如框架的编号、次梁的编号、板区格的编号等。,编号原则：支承条件、跨度、跨数、所受荷载完全相同的才能编为同一编号。,结构标高与建筑标高,结构标高=建筑标高-楼面构造面层厚,(一般按30mm),土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,框架的计算单元,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,6、框架计算,(1)计算单元的选取,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,向两边各取1/2柱距。,框架柱轴线位置,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,6、框架计算,(2)计算简图的确定,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,结构体系的简化：,空间结构平面结构；,杆件的简化：,杆件轴线，,杆件间的连接区节点，,杆件的长度节点间的距离。,变截面柱上柱截面形心轴线；,跨度柱轴线间的距离；,层高楼层取层高，底层取基础顶面与二层梁面之 间的距离。,各跨跨度相差不大于10%，可按平均跨度的等跨框架；倾斜度1/8的斜梁或折线形梁，可视为水平梁。,节点的简化：,刚节点；,支座的简化：,固定支座；,示例,框架的计算简图,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,层高,基础顶面至二层梁面的距离,基础顶面标高的确定,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,100500mm,柱距,Max,返回,承受主要竖向荷载的框架主梁，其截面形式在全现浇的整体式框架中以T形（见图(a)）为多；在装配式框架中可做成矩形、T形、梯形和花篮形（见图(b)(g)）等。不承受主要竖向荷载的连系梁，其截面形式常用T形、形、矩形、形、L形等，见图。框架柱的截面形式一般为矩形或正方形。,一、截面的形状,梁柱截面的选择,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,框架横梁截面形式,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,返回,框架连系梁截面形式,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,返回,6、框架计算,(3)截面尺寸的初步选择及惯性矩的取值,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,截面尺寸的初步选择,板厚：,hl0/35,简支单向板,连续单向板,hl0/40,简支双向板,hl0/45,连续双向板,hl0/50,悬臂板,hl0/12,且不应小于最小板厚：,民用建筑,单向板60mm,双向板80mm,还应符合模数的要求：,h100mm时：,5mm;,h100mm时：,10mm。,6、框架计算,(3)截面尺寸的初步选择及惯性矩的取值,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,截面尺寸的初步选择,梁的截面尺寸,h=(1/141/8)l0,主梁,次梁,h=(1/181/12)l0,b=(1/41/2.5)h,悬臂梁,h=l0/6,同时符合模数。,梁高的模数：,h800mm时：,50mm;,h800mm时：,100mm。,梁宽的模数：,50mm(抗震结构，梁宽不小于200mm)。,为避免所选梁截面尺寸太小以致超筋，在初选截面尺 寸后，可按全部荷载的0.60.8作用在梁上，按简支 梁抗弯、抗剪验算。,6、框架计算,(3)截面尺寸的初步选择及各杆线刚度的计算,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,截面尺寸的初步选择,柱的截面尺寸,不考虑地震作用组合：,按轴心受压柱估算截面尺寸并乘以1.21.4的增大系数,考虑地震作用组合：,轴压比(N/fcA)不大于规定限值：,一级、二级、三级抗震分别为0.7、0.8、0.9。,N的估算,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,荷载的估算,折算面荷载：1315kN/m2；,返回,q=B(1315),A,N=A(1315)层数,6、框架计算,(3)截面尺寸的初步选择及惯性矩的取值,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,初选截面尺寸应注意问题,横向主梁、次梁截面尺寸尽量一致(美观)；,示例,主梁与次梁的关系：主梁h比次梁h至少高50mm；,示例,外纵向主梁与窗高协调，尽量兼作过梁；,板厚尽量统一；,如采用装配式楼盖，平行于板的梁顶面与板相平，应为倒L形或T形截面。,示例,柱的截面形状：正方形或矩形，内柱外柱尽量统一。,梁、柱中心线之间的偏心距，不宜大于柱截面在该方 向宽度的1/4；,示例,6、框架计算,(3)截面尺寸的初步选择及惯性矩的取值,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,各杆线刚度的计算,梁、柱的线刚度分别为：,ib=EIb/l和ic=EIc/h，,此处Ib、Ic分别为梁、柱的截面惯性矩；,l、h分别为梁的跨度和柱的高度。,柱的截面惯性矩Ic按实际截面计算。,梁的截面惯性矩Ib应根据梁板的连接方式而定，对于现 浇整体式楼盖，考虑到楼板对梁的加强作用，Ib为,中框架梁：,Ib=2I0；,边框架梁：,Ib=1.5I0。,由于框架结构在荷载作用下，内力仅与各杆刚度的相对 值有关，故可采用相对线刚度，即取某根杆相对线刚度 为1，其它各杆与此杆线刚度的比值即为其相对线刚度。,为了简化计算，作如下规定：（1）对现浇楼面的整体框架，中部框架梁I=2I0；边框架梁I=1.5I0。其中I0为矩形截面梁的惯性矩（图(a)。（2）对做整浇层的装配整体式框架，中部框架梁I=1.5I0；边框架梁I=1.2I0（图(b)。（3）对装配式楼盖，梁的惯性矩可按本身的截面计算，I=I0（图(c)）。,梁截面的惯性矩,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,示例,框架结构的刚度取值,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,返回,土木工程专业,毕业设计,毕业设计的方法和步骤,返回,