实验中学教学结构设计开题报告

 2021-08-08 10:54:29

1. 研究目的与意义

框架结构体系是骨架承重体系中常用的一种。其主要结构承重构件是板、梁、柱,也分为横向框架承重、纵向框架承重以及纵横向框架承重几种。无论采用哪种承重形式,即便出于结构稳定性方面的需要,结构体本身也总是双向均需由梁搭接,这样就决定了柱网的对位关系。如果建筑平面在小距离内有过多的转折,在转折处需要频繁增加新的梁或柱,即采用梁挑梁的方式或者是在一木品框架中再增加新的柱子以与其他框架形成新的对位关系,那么这些新增的构件无疑会对建筑平面布置起到一定的影响,也增加了结构布置的麻烦。因此,框架结构对于建筑布局灵活性的意义主要还是体现在那些内部需要较多的大空间,空间平面对位较为规整,空间使用功能经常变更而可能重新分割,上下楼层之间空间分隔难以一一对应而很难用墙来承重的公共建筑中,例如商场、办公楼、学校、医院等等

2. 国内外研究现状分析

随着社会的不断发展,教育也越来越受到人们的关注。如何设计出既符合教学要求又能满足多功能需要的教学楼,一直是设计者们所关心的问题。例如复旦大学的光华楼、南京林业大学的教五楼等都是多功能的。今后的土木建筑发展方向朝着功能多样化、轻质高强化、工程设施大型化发展,机械化施工的程度会大大提高。近年来,由于人们对大空间、大跨度的要求,国内外正在推广使用预应力混凝土结构。预应力构件的使用,大大减少混凝土的用量。另外,由于地域的不同,或是特殊功能的要求,新的防冻、防火等具有特殊性能的混凝土正不断地被研制开发出来,相信未来混凝土的用途会越来越广泛。

自从汶川地震以来,更多的这类问题被关注,现在的框架结构用的越来越多,正因为框架不光传递荷载明确简单,最主要的还具有良好的延性,能达到较好的抗震效果,框架建筑具有空间分隔灵活,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。而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。而这些个优点,已被广泛的应用于各类多层的民用建筑中,随着社会的发展,多层框架的建筑已经越来越多了。在国外,他们以钢为框架材料,而我们国内主要还是钢筋混凝土。

框架虽然很流行,但是也有不少缺点在里面,由于构件的截面比较小,框架结构的承载力合刚度都很低,特别是水平方向的,即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度,但也是有限的,所以不适合高层建筑。而它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,其总体水平位移上大下小,但相对与各楼层而言,层间变形上小下大,设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素,对于钢筋混凝土框架,当高度大、层数相当多时,结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加,从而导致截面尺寸和配筋增大,对建筑平面布置和空间处理,就可能带来困难,影响建筑空间的合理使用,在材料消耗和造价方面,也趋于不合理。不光如此,框架节点应力集中显著;框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破性;钢材和水泥用量较大,构件的总数量多,吊装次数多,接头工作量大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大。特别是在抗震设计中,柱顶,柱底,梁端会出现裂缝 作为一座教学楼的设计,在设计前最好进行现场的调查研究,了解地质条件等有利信息,并多观察教学楼的不平凡之作品的结构布置,在整个设计中结构设计是分量最多的部分,所以要更加遵循规范,规范才是设计的唯一标准。

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3. 研究的基本内容与计划

具体的进度安排:2011.2.21~2011.3.6:做好准备工作,收集资料,阅读文献、图集、规范、指南等,完成开题报告和文献综述2011.3.7~2011.3.20:确定结构设计方案,绘制草图,制定详细的工作计划,对方案进行可行性论证2011.3.21~2011.4.3:利用PKPM结构设计模块建模,进行结构计算,做好详细工作记录2011.4.4~2011.4.17:结构手算(一至两榀框架,对电算结果和手算结果进行比较)2011.4.18~2011.5.1:根据电算结果和手算结果对方案进行部分调整与修改2011.5.2~2011.5.22:绘制施工图2011.5.22~2011.6.3:完成毕业设计论文及其它部分,准备答辩事宜

4. 研究创新点

这次是自己第一次把所学知识应用到实践中,这本身就是一个新的方面。充分利用框架结构能够发挥平面布置灵活的特点,自己也会在计算或布置中利用新方法。以前做作业是只是手算或电算其中一个,但是现在我要在两方面计算进行校对,来指导毕业设计。这样也是对自己的挑战。

框架结构的建筑可以形成较大的建筑空间;增设隔墙以后,也可以形成小房间,因而平面布置灵活。由于外墙在结构中属于非承重构件,建筑的里面处理也很方便。通过合理设计,框架结构能承受较大的变形,并能有效地消耗地震能量,其本身的抗震性能较好。

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