1. 研究目的与意义
本课题是B20电子厂生产车间结构设计(一),课题来源于工程实际,具有较强的工程背景和工程应用前景。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活,可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面体型。因此,多高层框架结构体系在实际工程中得到了广泛应用。通过该结构设计可以使我们在校学生巩固在大学里所学过的专业知识和专业基础知识,系统的将大学四年所学的知识联系在一起,做到理论联系实际,掌握建筑工程设计的程序和方法。了解建筑工程中多工种协调、配合的重要性,培养交流、沟通能力和团队协作精神,从而具备工程技术人员应有的基本技能和素质。工业厂房的合理设计,设计的技术水平等对生产也具有重要意义,我们作为学生不仅要考虑结构的合理性,更要注重其实用性以及对生产的要求,是从多方面考察我们所掌握的知识运用。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题及难点在于:1、要用结构设计软件校核所布置的结构是否合理和用PKPM结构计算软件进行框架结构计算,先前课设都是用文字标准来判断设计是否合理,再加上自己对相关软件并非很熟悉,实际操作软件来进行建立结构计算模型、水平荷载与竖向荷载作用下的内力分析、水平荷载作用下的顶点侧移及层间位移验算以及荷载效应组合及配筋设计可能有一定的难度;2、采用框架结构形式,可形成内部大空间,能进行灵活的建筑平面布置。但在设计框架结构的同时,也有许多的问题和难点的出现。尤其是关于梁、柱等的配筋问题,因为尺寸数据不合理,导致超筋现象出现,需要重新算起,费力耗时。3、翻阅大量的规范标准可能也是一个难点,建筑设计本就是一个规范化的设计,每一个数据都要有史有据,不能凭空捏造,需要严谨。
3. 国内外研究现状(文献综述)
框架结构的特点:1、经济:设计框架结构时,建筑单位能够更加科学有效地控制工程造价,从而有效降低工程的成本。建筑施工以获取经济效益为最终目的,框架结构施工成本投入较其他结构形式低,且该结构形式的经济收益较高,经济性强。2、灵活:框架结构设计的平面空间设计效果较好,能够提高建筑平面空间布局的科学性与合理性,从而增大建筑空间结构的利用率,让建筑形式内部的设置更为合理。3、稳定:框架结构设计中,主要使用标准件,且施工的规范性更强,要求施工人员具有较为高超的施工技术及较高的综合素养。合理利用框架结构能 够增强结构的安全性,进而增大工程施工的经济效益。
建筑框架结构设计中的原则:1、刚柔结合原则:刚柔结合通常指的是设计人员在结构设计中确定适中的刚度水平, 并且保证其柔性满足工程设计的要求。如刚度过大,则结构变形能力也会受到较大的影响,产生断裂的问题。又由于建筑结构易变形,如突然受到外部压力,建筑框架结构会受到前所未有的伤害,因而为了规避上述问题,部件的刚度不宜过高,柔度应适中,以加强设计的整体效果。2、设立多层防线:设置多道防线可有效增强结构的稳定性及安全性。在框架结构设计中,设计人员要始终坚持多道防线的原则,如发生突发状况,多道防线能够共同承担外部压力带来的负面影响,相互补充和支撑,进而提高结构的安全性和稳定性。3、抓大放小,主要控制重要结构:强柱弱梁和强剪弱弯是建筑框架结构设计中维护重要结构的有效方式。建筑框架结构的复杂性较强,单个部件的功能千差万别,因此在设计中工作人员需立足整体,结合部件的重要性完成结构设计。如受到强大外力的影响,则需确保建筑的主要部件不会受较大的影响。设计中,设计人员要高度重视重要部件,注意部件之间的受力差异,从而加强结构设计的整体效果。4、结构合一,增强结构整体性:建筑框架结构具有较强的整体性,其也是结构中的重要环节。该结构能够最大限度地消除外力的负面影响,从而减轻外力对建筑结构产生的冲击。该原则的有效落实,要求设计中充分转移外力的负面影响。设计人员需始终坚持结构合一的原则。且为了满足设计的整体性特征,设计人员还要注重部件的稳定性,如有较大的外力冲击,结构能够尽快恢复至静态,加强结构的安全性及稳定性,提升整体设计水平。
按照建筑抗震设计的基本要求,非结构构件主要由建筑费结构构件与建筑附属机电设备、自身翼与结构件主体的连接等构成。同时设计中,设计者要始终坚持抗震设计的理念。如在框架结构女儿墙构造柱的设置中,如女儿墙高度在 1.0m 以上,则需积极采取结构构造措施,提高女儿墙结构的稳定性及安全性,高度重视屋面小构架及内力与配筋。
4. 研究方案
根据工程概况、施工场地工程地质资料、建筑图纸、规范及要求对该课题中的厂房进行梁、柱、楼梯及基础等构件的设计。并利用revit建立建筑模型,再在结构设计完成的基础上对结构进行建模。用PKPM 结构设计软件计算框架结构内力;用近似方法计算(手算)框架结构在水平荷载和竖向荷载作用下的结构内力并与PKPM 结构设计软件的计算结果进行比较,完成结构设计。最后再利用CAD进行绘图,完成施工图出图。
5. 工作计划
第1周 1、了解毕业设计有关要求,完成英文翻译的修改。 |
2、熟悉任务书,完成开题报告。 |
3、熟悉建筑图,建立BIM建筑模型,考虑结构方案。 |
第2-3周 1、进行结构布置,荷载计算 |
2、电算建模 |
3、进行结构整体计算。 |
第4-5周 1、 手算复核竖向荷载和水平荷载(地震作用)作用下的一榀框架的内力。 |
第6周 1、 一榀框架的内力组合,结构构件的设计。 |
第7周 1、楼梯结构计算及设计 |
2、基础结构计算及设计。 |
第8周 1、绘制施工图(结构平面图、梁和板配筋图以及框架柱整体平面配筋图)。 |
第9周 1、绘制施工图(基础施工图、楼梯施工图和结构施工总说明)。 |
第10周 1、整理计算书,完成论文初稿。 |
第11周 1、论文规范性检查、图纸质量检查并修改。 |
2、建立BIM结构模型。 |
第12周 1、论文规范性检查、图纸质量检查并修改 |
2、准备毕业设计答辩。 |
第13周 1、答辩。 |
