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論文題目
某高層辦公樓設(shè)計(jì)
一、 選題的依據(jù)及意義：
畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一個(gè)總結(jié)，也是對(duì)自我能力的一次檢驗(yàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)可以讓我更好地認(rèn)識(shí)到土木工程這個(gè)行業(yè)的現(xiàn)狀，更好地把自己的知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去。 這是考驗(yàn)，是挑戰(zhàn)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我相信在以后的現(xiàn)實(shí)生活工作中可以更好地運(yùn)用知識(shí)，發(fā)揮所長(zhǎng)。
課程設(shè)計(jì)的題目是高層混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓。隨著城市的發(fā)展，辦公樓將成為城市建設(shè)中最為重要的建筑類型之一，它的質(zhì)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(huán)境、耗能等功能方面。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，生活水平的提高，人們對(duì)建筑產(chǎn)品不僅要求安全、經(jīng)濟(jì)，還要其經(jīng)濟(jì)、美觀�？蚣芙ㄖ簿碗S之應(yīng)運(yùn)而生，近些年來(lái)框架建筑在世界各地有了很大發(fā)展，許多城市普遍新建包括辦公樓、廠房、商場(chǎng)和住宅等各種類型的框架建筑。在其中辦公樓的發(fā)展日新月異，它的設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的時(shí)代性、技術(shù)性，它與現(xiàn)代信息技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切聯(lián)系。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，大量人口涌入城市，此時(shí)框架的辦公樓為人們提高了足夠的工作空間。同時(shí)框架結(jié)構(gòu)不僅承載力大、自重輕和抗震性能好，而且其造價(jià)低、材料來(lái)源廣、耐火性好、構(gòu)剛度大。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)辦公樓的需求量也將會(huì)隨之增加。
選擇辦公樓設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)有著重要意義，辦公樓的設(shè)計(jì)需要人性化，這讓我可以感受到建筑這一方面并不是冰冷冷的，對(duì)這一行業(yè)我會(huì)更有好感，加大我投入建筑行業(yè)的積極性 。
通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，包括掌握設(shè)計(jì)的各種方案及適用要求、收集圖紙資料及技術(shù)文獻(xiàn)、分析計(jì)算、選擇方案、繪制施工圖、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，并能參加畢業(yè)答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將提高學(xué)生的思想、工作作風(fēng)及實(shí)際能力，提高我們畢業(yè)生全面素質(zhì)。因此我們?cè)谧霎厴I(yè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以認(rèn)真、縝密的態(tài)度，做好每一步，真正使自己在設(shè)計(jì)中有所受益，從而提高自己的專業(yè)技能和為人民服務(wù)的本領(lǐng)。
二、 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述)：
建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中重要產(chǎn)業(yè)之一，近年來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展十分迅速，框架結(jié)構(gòu)以堅(jiān)固耐用而著稱，被廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)外表可以設(shè)計(jì)的多元化，既美觀又實(shí)用，建筑平面布置靈活，使用空間大，延性較好，所以被廣泛應(yīng)用。由于社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀使得辦公樓在現(xiàn)階段發(fā)展地很快，每個(gè)城市里基本上都有自己標(biāo)志性的辦公樓，還有數(shù)不清的中小辦公樓，這些辦公樓的建成很大程度上為城市的景觀添了色，更使城市的經(jīng)濟(jì)得到了良好的發(fā)展。
高層建筑的發(fā)展，充分顯示了科學(xué)技術(shù)的力量，使建筑師從過(guò)去強(qiáng)調(diào)藝術(shù)效果轉(zhuǎn)向重視建筑特有功能與技術(shù)因素。未來(lái)的高層建筑將朝著技術(shù)功能先進(jìn)和藝術(shù)完美相結(jié)合的方向發(fā)展。
1、 新材料、超強(qiáng)材料的開發(fā)和應(yīng)用
在高層建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)問(wèn)題中，首先要解決的是材料問(wèn)題�，F(xiàn)在混凝土的強(qiáng)度等級(jí)已經(jīng)達(dá)到C100 以上。高強(qiáng)度和良好韌性的混凝土有利于減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，減輕結(jié)構(gòu)的自重，改善結(jié)構(gòu)抗震性能。同時(shí)，為了達(dá)到輕質(zhì)高強(qiáng)的目的，必須在高層建筑結(jié)構(gòu)中，發(fā)展輕骨料混凝土、輕混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、側(cè)限(約束)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。高性能混凝土的開發(fā)和應(yīng)用，將繼續(xù)受到人們的重視，也必將給高層建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)重大和深遠(yuǎn)的影響。從強(qiáng)度和塑性方面考慮，鋼是高層建筑結(jié)構(gòu)的理想材料，增進(jìn)或改善鋼材的強(qiáng)度、塑性和可焊性等性能的工作人們從未停止過(guò)。特別是對(duì)新型耐火耐候鋼的研發(fā)，具有重要意義，可使鋼材減小或拋棄對(duì)防火材料的依賴，提高建筑用鋼的競(jìng)爭(zhēng)力。復(fù)合材料用于制作高層建筑部分構(gòu)件正在開發(fā)和實(shí)踐中。
2、 混合結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用
如前所述，經(jīng)合理設(shè)計(jì)的混合結(jié)構(gòu)可取得經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能(如抗震性能)優(yōu)良的效果，且易滿足高層建筑的側(cè)向剛度的需求，可建造比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更高的建筑，因此在較高的建筑中，混合結(jié)構(gòu)往往仍是合理、可行的結(jié)構(gòu)方案，今后建造混合結(jié)構(gòu)的比率將會(huì)越來(lái)越大。
3、 新的設(shè)計(jì)概念、新的結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用
現(xiàn)代建筑功能趨于多樣性，建筑的體形和結(jié)構(gòu)體系趨向復(fù)雜多變，趨向立體化，應(yīng)運(yùn)而生新的設(shè)計(jì)概念和結(jié)構(gòu)技術(shù)的深化，采用新的結(jié)構(gòu)體系，如巨型結(jié)構(gòu)體系，蒙皮結(jié)構(gòu)，帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)，建筑立面設(shè)置大洞口以減小風(fēng)力，采用結(jié)構(gòu)控制技術(shù)設(shè)置抗震機(jī)構(gòu)等。
4、 高層建筑結(jié)構(gòu)的高度出現(xiàn)新的突破
進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代后，高層建筑迅猛發(fā)展，在數(shù)量、質(zhì)量及高度上都有了大飛躍，高層建筑中的科技含量越來(lái)越高。國(guó)內(nèi)高層建筑的發(fā)展中，早期曾有利用粘土磚砌體加強(qiáng)后的8 層左右的建筑，由于磚石結(jié)構(gòu)的抗拉及抗剪強(qiáng)度低，延性差，并不適宜建造高層建筑，尤其在地震區(qū)�，F(xiàn)很少采用。
鋼結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)形式具有自重輕、強(qiáng)度高、抗震性好、施工快等優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)高、用鋼量大，我國(guó)還較少采用。目前，采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼與鋼骨混凝土混合結(jié)構(gòu)的建筑我國(guó)有10余幢。如北京京廣中心(鋼結(jié)構(gòu)、日本設(shè)計(jì)事務(wù)所株式會(huì)社熊谷組設(shè)計(jì)，1990年建成，208m，57層)、深圳發(fā)展中心大廈(鋼與鋼骨混凝土混合結(jié)構(gòu)、香港迪奧施雅錫華森設(shè)計(jì)顧問(wèn)公司設(shè)計(jì)，1990年建成，165m，43層)、上海靜安希爾頓酒店(建筑設(shè)計(jì)是香港協(xié)建建筑師有限公司,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是英國(guó)奧雅納工程顧問(wèn)，鋼與鋼骨混凝土混合結(jié)構(gòu)、1988年建成，144m，43層)、上海端金大廈(鋼與鋼骨混凝土混合結(jié)構(gòu)、日本三井建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，1986年建成、107m，29層)等。數(shù)量雖不多，而且大部分是由國(guó)外或與國(guó)外合作設(shè)計(jì)的，但說(shuō)明我國(guó)已具備設(shè)計(jì)、建造高層鋼結(jié)構(gòu)的條件，并且這些高層鋼結(jié)構(gòu)及鋼與鋼骨混凝土混合結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使我國(guó)在高層建筑的發(fā)展方面邁入了世界先進(jìn)行列。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與磚石結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)相比具有強(qiáng)度高、自重較輕、整體性好、抗震性強(qiáng)、造價(jià)低、材料來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)目前用得最多的結(jié)構(gòu)形式。隨著輕質(zhì)高強(qiáng)材料的發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自重也大大減輕。如重度為 16-18KN/m2的輕質(zhì)混凝土強(qiáng)度可30-40N/mm2，普通混凝土強(qiáng)度也可達(dá)70-80N/mm2，甚至更高。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑最具生命力的結(jié)構(gòu)形式。
三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：
本辦公樓在設(shè)計(jì)時(shí)要注意滿足其使用功能要求和建筑結(jié)構(gòu)要求。此次設(shè)計(jì)可分為兩部分：建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外這棟辦公樓是高層的，所以要格外考慮地基基礎(chǔ)和抗震要求。
建筑設(shè)計(jì)：
1. 建筑平面設(shè)計(jì)
1.1 建筑總平面設(shè)計(jì)
(1) 總平面圖我選擇的是矩形地段。矩形的建筑場(chǎng)地較好布置，總平面布置考慮了地段環(huán)境和綠化設(shè)計(jì)。建筑為南北朝向，具有較好的朝向，通風(fēng)和日照。
(2) 工程紅線內(nèi)布置了非機(jī)動(dòng)車停車庫(kù)和機(jī)動(dòng)車泊位處，可以方便工作人員。
(3) 合理安排了建筑主體部分和附屬部分的關(guān)系，依照建筑規(guī)范要求，建筑和道路之間保證一定距離，在靠近主干道和次干道一側(cè)布置綠化，使得分區(qū)明確，布局合理。
(4)合理布置建筑與周圍建筑之間的間距，使其完全滿足房屋的通風(fēng)和防火要求。
1.2 交通部分平面設(shè)計(jì)
高層建筑設(shè)計(jì)中，簡(jiǎn)明便捷的交通組織是建立良好建筑內(nèi)部空間秩序的基本條件。交通部分包括室內(nèi)交通和室外交通，室內(nèi)交通設(shè)計(jì)由水平交通和豎向交通組成。水平通道的寬度應(yīng)根據(jù)不同建筑使用功能來(lái)確定。垂直交通是建筑內(nèi)部連接各層水平交通的樞紐，由電梯和樓梯組成。垂直交通在建筑中的位置分布必須附和建筑使用功能的使用要求。在本設(shè)計(jì)中，垂直交通位于結(jié)構(gòu)中心部分，貫通整個(gè)建筑，增強(qiáng)了建筑的整體穩(wěn)定性，形成了類似于框架核心筒的結(jié)構(gòu)。樓梯取 3600mm，雙跑板式樓梯，較好的滿足高層的防火設(shè)計(jì)。電梯共4部，均為1000kg，13人電梯。
1.3 建筑平面組合設(shè)計(jì)
建筑內(nèi)各種房間具體設(shè)置，層次和位置，應(yīng)根據(jù)使用要求和具體條件確定。注重各個(gè)部分之間的連接和溝通，在平面功能、垂直交通、防火疏散、建筑設(shè)備等方面考慮相互聯(lián)系，進(jìn)行合理安排。力圖構(gòu)造出緊湊簡(jiǎn)潔便利舒適的使用環(huán)境。
1.4 建筑剖面設(shè)計(jì)
剖面設(shè)計(jì)主要解決層數(shù)、層高和空間組合等問(wèn)題，它直接表達(dá)了不同的建筑空間尺度關(guān)系。
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