土木工程設計開題報告

題目

某高層辦公樓設計

一、 選題的依據及意義：

畢業設計，是對大學四年所學知識進行的一個總結，也是對自我能力的一次檢驗。通過這次設計可以讓我更好地認識到土木工程這個行業的現狀，更好地把自己的知識與實踐結合起來，把所學的知識應用到實踐中去。 這是考驗，是挑戰，通過這次設計我相信在以後的現實生活工作中可以更好地運用知識，發揮所長。

課程設計的題目是高層混凝土框架結構辦公樓。隨着城市的發展，辦公樓將成爲城市建設中最爲重要的建築類型之一，它的質量不僅直接影響到城市的景觀、尺度等形式方面，還將直接影響到城市交通、環境、耗能等功能方面。隨着經濟技術的發展，生活水平的提高，人們對建築產品不僅要求安全、經濟，還要其經濟、美觀。框架建築也就隨之應運而生，近些年來框架建築在世界各地有了很大發展，許多城市普遍新建包括辦公樓、廠房、商場和住宅等各種類型的框架建築。在其中辦公樓的發展日新月異，它的設計有很強的時代性、技術性，它與現代信息技術和經濟發展有着密切聯繫。隨着經濟的發展和城市化進程的加快，大量人口涌入城市，此時框架的辦公樓爲人們提高了足夠的工作空間。同時框架結構不僅承載力大、自重輕和抗震性能好，而且其造價低、材料來源廣、耐火性好、構剛度大。隨着我國經濟社會的發展，近年來我國辦公樓的需求量也將會隨之增加。

選擇辦公樓設計對我來說有着重要意義，辦公樓的設計需要人性化，這讓我可以感受到建築這一方面並不是冰冷冷的，對這一行業我會更有好感，加大我投入建築行業的積極性 。

通過此次畢業設計，包括掌握設計的各種方案及適用要求、收集圖紙資料及技術文獻、分析計算、選擇方案、繪製施工圖、編寫設計說明書，並能參加畢業答辯。畢業設計是完成教學計劃達到本科生培養目標的重要環節，是教學計劃中綜合性最強的實踐教學環節，將提高學生的思想、工作作風及實際能力，提高我們畢業生全面素質。因此我們在做畢業設計時應以認真、縝密的態度，做好每一步，真正使自己在設計中有所受益，從而提高自己的專業技能和爲人民服務的本領。

二、 國內外研究概況及發展趨勢(含文獻綜述)：

建築業是我國國民經濟建設中重要產業之一，近年來，我國建築業發展十分迅速，框架結構以堅固耐用而著稱，被廣泛應用，其結構外表可以設計的多元化，既美觀又實用，建築平面佈置靈活，使用空間大，延性較好，所以被廣泛應用。由於社會發展現狀使得辦公樓在現階段發展地很快，每個城市裏基本上都有自己標誌性的辦公樓，還有數不清的中小辦公樓，這些辦公樓的建成很大程度上爲城市的景觀添了色，更使城市的經濟得到了良好的發展。

高層建築的發展，充分顯示了科學技術的力量，使建築師從過去強調藝術效果轉向重視建築特有功能與技術因素。未來的高層建築將朝着技術功能先進和藝術完美相結合的方向發展。

1、 新材料、超強材料的開發和應用

在高層建築結構的技術問題中，首先要解決的是材料問題。現在混凝土的強度等級已經達到c100 以上。高強度和良好韌性的混凝土有利於減小結構構件的尺寸，減輕結構的自重，改善結構抗震性能。同時，爲了達到輕質高強的目的，必須在高層建築結構中，發展輕骨料混凝土、輕混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、側限(約束)混凝土和預應力混凝土。高性能混凝土的開發和應用，將繼續受到人們的重視，也必將給高層建築結構帶來重大和深遠的影響。從強度和塑性方面考慮，鋼是高層建築結構的理想材料，增進或改善鋼材的強度、塑性和可焊性等性能的工作人們從未停止過。特別是對新型耐火耐候鋼的研發，具有重要意義，可使鋼材減小或拋棄對防火材料的依賴，提高建築用鋼的競爭力。複合材料用於製作高層建築部分構件正在開發和實踐中。

2、 混合結構在高層建築結構中廣泛應用

如前所述，經合理設計的混合結構可取得經濟合理、技術性能(如抗震性能)優良的效果，且易滿足高層建築的側向剛度的需求，可建造比鋼筋混凝土結構更高的建築，因此在較高的建築中，混合結構往往仍是合理、可行的結構方案，今後建造混合結構的比率將會越來越大。

3、 新的設計概念、新的結構形式的應用

現代建築功能趨於多樣性，建築的體形和結構體系趨向複雜多變，趨向立體化，應運而生新的設計概念和結構技術的深化，採用新的結構體系，如巨型結構體系，蒙皮結構，帶加強層的結構，建築立面設置大洞口以減小風力，採用結構控制技術設置抗震機構等。

4、 高層建築結構的高度出現新的突破

進入20 世紀90 年代後，高層建築迅猛發展，在數量、質量及高度上都有了大飛躍，高層建築中的科技含量越來越高。國內高層建築的發展中，早期曾有利用粘土磚砌體加強後的8層左右的建築，由於磚石結構的抗拉及抗剪強度低，延性差，並不適宜建造高層建築，尤其在地震區。現很少採用。

鋼結構這種結構形式具有自重輕、強度高、抗震性好、施工快等優點，但造價高、用鋼量大，我國還較少採用。目前，採用鋼結構或鋼與鋼骨混凝土混合結構的建築我國有10餘幢。如北京京廣中心(鋼結構、日本設計事務所株式會社熊谷組設計，1990年建成，208m，57層)、深圳發展中心大廈(鋼與鋼骨混凝土混合結構、香港迪奧施雅錫華森設計顧問公司設計，1990年建成，165m，43層)、上海靜安希爾頓酒店(建築設計是香港協建建築師有限公司,結構設計是英國奧雅納工程顧問，鋼與鋼骨混凝土混合結構、1988年建成，144m，43層)、上海端金大廈(鋼與鋼骨混凝土混合結構、日本三井建築事務所設計，1986年建成、107m，29層)等。數量雖不多，而且大部分是由國外或與國外合作設計的，但說明我國已具備設計、建造高層鋼結構的條件，並且這些高層鋼結構及鋼與鋼骨混凝土混合結構的出現使我國在高層建築的發展方面邁入了世界先進行列。鋼筋混凝土結構與磚石結構及鋼結構相比具有強度高、自重較輕、整體性好、抗震性強、造價低、材料來源豐富等優點，是我國目前用得最多的結構形式。隨着輕質高強材料的發展，鋼筋混凝土結構的自重也大大減輕。如重度爲16-18kn/m2的輕質混凝土強度可30-40n/mm2，普通混凝土強度也可達70-80n/mm2，甚至更高。因此，鋼筋混凝土結構是高層建築最具生命力的結構形式。

三、設計內容及實驗方案：

本辦公樓在設計時要注意滿足其使用功能要求和建築結構要求。此次設計可分爲兩部分：建築設計和結構設計。另外這棟辦公樓是高層的，所以要格外考慮地基基礎和抗震要求。

建築設計：

1. 建築平面設計

1.1 建築總平面設計

(1) 總平面圖我選擇的是矩形地段。矩形的建築場地較好佈置，總平面佈置考慮了地段環境和綠化設計。建築爲南北朝向，具有較好的朝向，通風和日照。

(2) 工程紅線內佈置了非機動車停車庫和機動車泊位處，可以方便工作人員。

(3) 合理安排了建築主體部分和附屬部分的關係，依照建築規範要求，建築和道路之間保證一定距離，在靠近主幹道和次幹道一側佈置綠化，使得分區明確，佈局合理。

(4)合理佈置建築與周圍建築之間的間距，使其完全滿足房屋的通風和防火要求。

1.2 交通部分平面設計

高層建築設計中，簡明便捷的交通組織是建立良好建築內部空間秩序的基本條件。交通部分包括室內交通和室外交通，室內交通設計由水平交通和豎向交通組成。水平通道的寬度應根據不同建築使用功能來確定。垂直交通是建築內部連接各層水平交通的樞紐，由電梯和樓梯組成。垂直交通在建築中的位置分佈必須附和建築使用功能的使用要求。在本設計中，垂直交通位於結構中心部分，貫通整個建築，增強了建築的整體穩定性，形成了類似於框架核心筒的結構。樓梯取3600mm，雙跑板式樓梯，較好的滿足高層的防火設計。電梯共4部，均爲1000kg，13人電梯。

1.3 建築平面組合設計

建築內各種房間具體設置，層次和位置，應根據使用要求和具體條件確定。注重各個部分之間的連接和溝通，在平面功能、垂直交通、防火疏散、建築設備等方面考慮相互聯繫，進行合理安排。力圖構造出緊湊簡潔便利舒適的使用環境。

1.4 建築剖面設計

剖面設計主要解決層數、層高和空間組合等問題，它直接表達了不同的建築空間尺度關係。

1.5 層數

1.本設計根據任務設計任務書以及本設計的結構類型方案，本設計地上10層。

2.層高

根據各層的使用要求，層高如下：每層3.6m，總高度爲36.8m。室內外高差取0.60m，窗戶平臺高900mm。

1.6 剖面組合設計

根據辦公樓在使用的先後順序，1-10層的按層高進行疊加組合。

2.建築體型和立面設計

2.1 體型設計

平面組合就已經考慮到體型設計面形成矩形平面，完整均衡，典雅端莊。

2.2 立面設計

建築立面室表示房屋四周的外部現象。立面設計和建築體型組合室在滿足使用要求和技術經濟條件的前提下，利用建築造型和立面構圖的一些規律，緊密結合立面，剖面的內部空間組合下進行的。

建築立面可以看成很多構件所組成：有牆體，樑柱，牆墩等構成房屋的結構構件，有門窗，陽臺和內部使用空間直接連通的構件，以及勒腳，檐口等主要起保護外牆作用的組成部分。恰當的確立立面中這些構件的比例和尺度，運用節奏韻律，虛實對比等規律，設計出體型完整，形式與內容統一的建築立面。

從整體出發幾次改進建築方案，考慮美學原則：主從與重點、對比喻呼應、節奏與韻律、均衡與穩定、比例與尺度以及性格與聯想等，同時考慮結構方面。立面設計中，加強了門窗的節奏感和虛實對比，使立面生動活潑。窗戶和陽臺均採用親切的尺度，加強了住宅建築的性格特徵。採用清晰明快的淺色調，更加強了親切宜人的觀感。

3. 建築材料採用及建築細部構造尺寸的確定

3.1 建築結構材料

本工程爲鋼筋混凝土框架結構，柱截面尺寸及材料爲：600mm×600mm的鋼筋混凝土柱;主樑截面及材料爲300mm×600mm, 250mm×400mm鋼筋混凝土樑;次樑爲250×300mm的鋼筋混凝土樑;樓板截面爲100mm厚鋼筋混凝土現澆板。

3.2 牆體構造

(1) 外牆爲240厚的陶粒混凝土砌塊牆，內側抹灰20mm，外側貼面磚。

(2) 內牆爲240厚的陶粒混凝土砌塊牆，兩側分別抹灰20mm。

3.3 樓板構造

本設計由於室內空間佈置及10層高層綜合考慮採用框架結構形式，並且根據估算值，100mm厚現澆鋼筋混凝土板。公共部分的樓梯，電梯，樓面層採用水刷石面層。

3.4 屋頂構造

屋頂採用現澆混凝土結構平屋頂，檐口採用900mm高女兒牆。

1.排水構造：屋面排水採用保溫層找坡，坡度取3‰，檐溝排水採用外排水，墊坡材料爐渣。

2.防水構造：採用柔性不上人屋面，卷材採用三氈四油防水層。

3.保溫構造：採用150mm厚岩棉板保溫材料，下設防水配套塗料隔氣層。樓梯間主樑保溫採用外貼80厚苯板保溫。

3.5 廁所防水構造

1 .廁所地面防水：在結構層頂面最薄處抹15mm厚1:3水泥砂漿找平層，坡向地漏，第二層塗膜防水層，上面抹20mm厚1:3水泥砂漿保護層，最後地面安裝一層馬賽克。

2. 側牆防水構造：在磚牆面抹20 mm厚1:3水泥砂漿找平層，再加塗膜防水層，抹20mm厚1:3水泥砂漿保護層，外貼瓷面牆磚。

3.6 門窗材料

大門爲兩扇1500mm×2700mm的玻璃門。其餘的門爲實木門。樓梯間門爲1500mm×2100mm的子母門。

窗戶均爲塑鋼窗。

3.7 地面散水

從上到下依次爲30厚水泥砂漿抹灰，60厚素混凝土，120厚爐渣墊層。並且與牆面隔離分30mm縫，用瀝青麻絲填充，外用油膏嵌縫。

4. 設置樓梯、電梯建築構造

4.1 樓梯構造

1.樓梯採用雙跑板式梯。

2.結構選用現澆鋼筋混凝土板式樓梯。

3.標準層踏步尺寸爲，高150mm，寬300mm。

4.梯面裝修採用1：2水泥砂漿抹面。

5.梯段和平臺下表面裝修採用水泥砂漿抹面。