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土木工程專業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告
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1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述:
一、 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu),并同時(shí)承受水平荷載時(shí),稱為框架結(jié)構(gòu)體系。它適用于多層及高層建筑。
框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活,可做成需要較大空間的會(huì)議室、餐廳、辦公室及 工業(yè)車間、實(shí)驗(yàn)室等。家隔墻后,也可做成小房間。框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件主要是梁和柱,它們可做成預(yù)制或現(xiàn)澆框架,布置靈活、立面可變化。而且通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),框架結(jié)構(gòu)本身的抗震性能較好,能承受較大的。根據(jù)使用要求和建筑布置確定柱網(wǎng)和層高布置梁和柱。在高層建筑中,梁柱必須做成剛接。梁的跨度受到梁斷面尺寸的限制。在地震地區(qū),柱斷面尺寸受到軸壓比限制,不能過(guò)小。
框架結(jié)構(gòu)是高次超靜定結(jié)構(gòu),既承受豎向荷載,又承受側(cè)向作用力,如風(fēng)荷載或水平地震作用。應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度對(duì)稱,以免地震產(chǎn)生過(guò)大的整體扭轉(zhuǎn)?蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置既要滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面布置的要求,又要使結(jié)構(gòu)合理,施工方便。
二、工程概況和設(shè)計(jì)基本資料
本工程為某大學(xué)學(xué)生公寓樓群,共由四幢公寓樓組成,編號(hào)分別為1~4號(hào)。其中1、3、4號(hào)樓為7層,2號(hào)樓為6層,主要柱網(wǎng)3600×6600。東西兩邊為管理用房,各為一層和兩層(另行設(shè)計(jì))。各樓之間設(shè)有沉降縫,從基礎(chǔ)開(kāi)始,全部分開(kāi);撅L(fēng)壓:0.4 kN/m2,基本雪壓:0.35 kN/m2,主導(dǎo)風(fēng)向:東南風(fēng)工程地質(zhì)資料1、建筑物所在場(chǎng)地地形平坦,絕對(duì)標(biāo)高約13m,為Ⅱ類場(chǎng)地。2、鉆探深度25m,無(wú)液化土層;自然地表1m內(nèi)為填土,填土下層為4m厚的砂質(zhì)粘土,可作為一般多層建筑物基礎(chǔ)持力層,承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=220kPa,再下為粉質(zhì)粘土。3、地下水位在地表以下3m處,無(wú)腐蝕性六)抗震設(shè)防烈度為7度;建筑抗震類別為丙類,結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)。(七)施工技術(shù)條件:本工程由建筑工程公司承建,設(shè)備齊全,技術(shù)良好。(八)材料供應(yīng):三材及一般材料能按計(jì)劃及時(shí)供應(yīng)。(九)水、電供應(yīng):由建設(shè)單位保證
三、目前框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所用的方法和適用條件
在多數(shù)情況下,框架結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析,在縱向和和橫向都分別由若干榀框架承受豎向荷載和水平荷載?蚣苁堑湫偷臈U件體系,《結(jié)構(gòu)力學(xué)》已經(jīng)比較詳細(xì)地介紹了超定剛架(框架)內(nèi)力和位移計(jì)算方法。比較精確的手算方法有:全框架力矩分配法、無(wú)剪力分配法、迭代法等。在實(shí)際用中已多被更精確、更省人力的計(jì)算機(jī)程序分析—桿件有限元方法所代替。
豎向荷載作用:
多層多跨框架在一般豎向荷載作用下,側(cè)移較小,可作為無(wú)側(cè)移框架按力矩分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。在近似方法中,可將多層簡(jiǎn)化為單層框架,既分層作力矩分配計(jì)算。分層計(jì)算所得梁彎矩即為最后彎矩,但必須將上下兩層所得同一柱子的內(nèi)力疊加,才能得到柱的內(nèi)力。這樣由分層法計(jì)算所得出的框架結(jié)點(diǎn)處的彎矩之和常常不等于零。這是由于分層計(jì)算單元與實(shí)際結(jié)構(gòu)不符帶來(lái)的誤差。若提高精度。可對(duì)節(jié)點(diǎn),特別是邊節(jié)點(diǎn)不平橫彎矩再做一次分配,予以修正。
水平荷載作用:
風(fēng)或地震對(duì)框架結(jié)構(gòu)的水平作用,一般都可以簡(jiǎn)化為作用于框架節(jié)點(diǎn)上的水平力。 用反彎點(diǎn)法來(lái)近似計(jì)算。它首先假定梁柱之間的線剛度之比無(wú)窮大,其次又假定柱的反彎點(diǎn)高度為定值,使框架結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算大為簡(jiǎn)化。但這樣也帶來(lái)了一定的誤差,首先是當(dāng)梁柱線剛度較為接近時(shí),特別是在高層框架結(jié)構(gòu)或抗震設(shè)計(jì)時(shí),梁的線剛度可能小于柱的線剛度,框架節(jié)點(diǎn)對(duì)柱的約束應(yīng)為彈性支承。柱的側(cè)向剛度不僅與柱的線剛度和層高有關(guān),而且還與梁的線剛度等因數(shù)有關(guān)。為此做出了改進(jìn),稱為改進(jìn)反彎點(diǎn)法,有稱D值法。它對(duì)柱的側(cè)向剛度和反彎點(diǎn)高度的計(jì)算作了改進(jìn)和修正。
豎向活荷載的最不利位置:
考慮活荷載最不利布置有分跨計(jì)算組合法、最不利荷載位置法、分層組合法和滿布荷載法等四種方法。
1、 分跨計(jì)算組合法是將活荷載逐層逐跨單獨(dú)地作用在結(jié)構(gòu)上,分別計(jì)算出整個(gè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。其工作量大,但過(guò)程簡(jiǎn)單,宜運(yùn)用電腦進(jìn)行內(nèi)力組合。
2、 最不利荷載位置法是為了求某一指定截面的最不利內(nèi)力,可以根據(jù)影響線方法,直接確定產(chǎn)生此最不利內(nèi)力的活荷載布置。
3、 分層組合法是以分層法為依據(jù)的,比較簡(jiǎn)單。
4、 滿布荷載法,在活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí),可不考慮活荷載的最不利布置。但求得的梁的跨中彎矩比最不利荷載位置法的計(jì)算結(jié)果要小,因此對(duì)梁跨中彎矩應(yīng)乘以1.1~1.2的系數(shù)予以增大。
內(nèi)力組合:
控制截面:
框架柱的彎矩、軸力和剪力沿柱高是線性變化的,因此可取各層柱上下端截面作為控制截面。對(duì)于框架梁,在水平力和豎向力共同作用下,剪力沿梁軸線呈線性變化,彎矩則呈拋物線形變化(指豎向分布荷載),因此,除取梁的兩端為控制截面外,還應(yīng)在跨間取最大正彎矩的截面為控制截面。為了方便,不在用極值的方法確定最大正彎矩控制截面。
荷載組合:
要找出哪幾種荷載同時(shí)作用時(shí)才是最不利的,為此要考慮可能出現(xiàn)的荷載組合情況
另一方面幾種活荷載同時(shí)作用又同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)值的可能性畢竟不大,因此要考慮活荷載
組合值系數(shù)。
內(nèi)力組合:
控制截面的內(nèi)力種類有軸力N、彎矩W、剪力V。對(duì)同一控制截面一般可考慮以下四種內(nèi)力組合:
(1)+Mmax及相應(yīng)的N和V
(2)-Mmax及相應(yīng)的N和V
(3) Nmax及相應(yīng)的M和V
(4) Nmax及相應(yīng)的M和V
內(nèi)力組合又分一般荷載組合和地震荷載組合。
板: 按彈性理論進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算,板厚及其各種構(gòu)造要求按規(guī)范要求設(shè)計(jì)。
基礎(chǔ):根據(jù)地質(zhì)條件和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中條形基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算采用倒梁法計(jì)算,
按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸;按受沖切承載力確定基礎(chǔ)高度和變階處的高度;按礎(chǔ)
受彎承載力計(jì)算底板配筋。
各種構(gòu)造按相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì)。
四、參考文獻(xiàn)
1. 施工說(shuō)明(蘇J9501)
2. 屋面建筑構(gòu)造(蘇J9503)
3. 樓梯(蘇J9505)
4. 衛(wèi)生間、洗手池(蘇J9506)
5. 室外工程(蘇J9508)
6. 輕質(zhì)隔墻、墻身、樓地面變形縫(蘇J9509)
7. 鋁合金門、窗(蘇J9601)
8. 建筑構(gòu)造資料集(上、下)
9. 建筑設(shè)計(jì)資料集(第二版8)
10. 建筑設(shè)計(jì)資料集(第二版9)
11. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)
12. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)
13. 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)
14. 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2001)
15. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)
16. 混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖(96G101)
17. 《建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集》上、下,中國(guó)建筑工業(yè)出版社
18. 英漢土木建筑工程詞匯
19. 有關(guān)教材
2.本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑):
本設(shè)計(jì)主要研究多層框架的建筑設(shè)計(jì)、地震作用下的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其基礎(chǔ)設(shè)計(jì),和了解結(jié)構(gòu)電算過(guò)程、運(yùn)用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
建筑設(shè)計(jì)包括建筑總平面及建筑平面簡(jiǎn)圖、立面圖、剖面圖和節(jié)點(diǎn)祥圖。建筑設(shè)計(jì)要滿足建筑使用功能和外觀要求。
框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)布置,構(gòu)件截面尺寸的選擇急其材料標(biāo)號(hào)的選擇,基礎(chǔ)形式的選擇等。
通過(guò)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算來(lái)確定各種桿件截面尺寸和配筋設(shè)計(jì)?蚣苤磳(shí)際情況分別采用軸心受壓和偏心受壓來(lái)計(jì)算。梁考慮正截面抗彎計(jì)算和抗剪計(jì)算;A(chǔ)考慮地質(zhì)條件和上部結(jié)構(gòu)、荷載條件。
本工程框架結(jié)構(gòu)的豎向荷載計(jì)算采用荷載迭代法近似計(jì)算。水平荷載包括:風(fēng)荷載和水平地震作用,計(jì)算采用改進(jìn)反彎點(diǎn)法既D值法來(lái)近似計(jì)算。
荷載最不利組合考慮一般荷載組合和地震作用下的荷載組合 。
對(duì)于框架結(jié)構(gòu)一般最不利組合(不考慮地震作用):
(1) 恒+任一活荷載
(2) 恒+0.9(使用活荷載+風(fēng)荷載)
考慮地震作用下荷載最不利組合:S=ψG*SGK +ψEh*Sehk
控制截面:框架梁的控制截面是支座面和跨中截面,支座截面一般由受彎和受剪承載力控制,跨中由受彎承載力控制。梁支座截面的最不利位置在柱邊。對(duì)于框架柱控制截面在上下端由彎矩和軸力控制。
根據(jù)本工程的地質(zhì)和上部結(jié)構(gòu)和荷載綜合考慮采用條形基礎(chǔ)。基礎(chǔ)、內(nèi)力計(jì)算采用倒梁法,控制截面和構(gòu)造按規(guī)范要求設(shè)計(jì)。
其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)造按其規(guī)范要求設(shè)計(jì)。
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