土木工程设计开题报告
题目
某高层办公楼设计
一、 选题的依据及意义：
毕业设计，是对大学四年所学知识进行的一个总结，也是对自我能力的一次检验。通过这次设计可以让我更好地认识到土木工程这个行业的现状，更好地把自己的知识与实践结合起来，把所学的知识应用到实践中去。 这是考验，是挑战，通过这次设计我相信在以后的现实生活工作中可以更好地运用知识，发挥所长。
课程设计的题目是高层混凝土框架结构办公楼。随着城市的发展，办公楼将成为城市建设中最为重要的建筑类型之一，它的质量不仅直接影响到城市的景观、尺度等形式方面，还将直接影响到城市交通、环境、耗能等功能方面。随着经济技术的发展，生活水平的提高，人们对建筑产品不仅要求安全、经济，还要其经济、美观。框架建筑也就随之应运而生，近些年来框架建筑在世界各地有了很大发展，许多城市普遍新建包括办公楼、厂房、商场和住宅等各种类型的框架建筑。在其中办公楼的发展日新月异，它的设计有很强的时代性、技术性，它与现代信息技术和经济发展有着密切联系。随着经济的发展和城市化进程的加快，大量人口涌入城市，此时框架的办公楼为人们提高了足够的工作空间。同时框架结构不仅承载力大、自重轻和抗震性能好，而且其造价低、材料来源广、耐火性好、构刚度大。随着我国经济社会的发展，近年来我国办公楼的需求量也将会随之增加。
选择办公楼设计对我来说有着重要意义，办公楼的设计需要人性化，这让我可以感受到建筑这一方面并不是冰冷冷的，对这一行业我会更有好感，加大我投入建筑行业的积极性 。
通过此次毕业设计，包括掌握设计的各种方案及适用要求、收集图纸资料及技术文献、分析计算、选择方案、绘制施工图、编写设计说明书，并能参加毕业答辩。毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是教学计划中综合性最强的实践教学环节，将提高学生的思想、工作作风及实际能力，提高我们毕业生全面素质。因此我们在做毕业设计时应以认真、缜密的态度，做好每一步，真正使自己在设计中有所受益，从而提高自己的专业技能和为人民服务的本领。
二、 国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)：
建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一，近年来，我国建筑业发展十分迅速，框架结构以坚固耐用而著称，被广泛应用，其结构外表可以设计的多元化，既美观又实用，建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好，所以被广泛应用。由于社会发展现状使得办公楼在现阶段发展地很快，每个城市里基本上都有自己标志性的办公楼，还有数不清的中小办公楼，这些办公楼的建成很大程度上为城市的景观添了色，更使城市的经济得到了良好的发展。
高层建筑的发展，充分显示了科学技术的力量，使建筑师从过去强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素。未来的高层建筑将朝着技术功能先进和艺术完美相结合的方向发展。
1、 新材料、超强材料的开发和应用
在高层建筑结构的技术问题中，首先要解决的是材料问题。现在混凝土的强度等级已经达到c100 以上。高强度和良好韧性的混凝土有利于减小结构构件的尺寸，减轻结构的自重，改善结构抗震性能。同时，为了达到轻质高强的目的，必须在高层建筑结构中，发展轻骨料混凝土、轻混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、侧限(约束)混凝土和预应力混凝土。高性能混凝土的开发和应用，将继续受到人们的重视，也必将给高层建筑结构带来重大和深远的影响。从强度和塑性方面考虑，钢是高层建筑结构的理想材料，增进或改善钢材的强度、塑性和可焊性等性能的工作人们从未停止过。特别是对新型耐火耐候钢的研发，具有重要意义，可使钢材减小或抛弃对防火材料的依赖，提高建筑用钢的竞争力。复合材料用于制作高层建筑部分构件正在开发和实践中。
2、 混合结构在高层建筑结构中广泛应用
如前所述，经合理设计的混合结构可取得经济合理、技术性能(如抗震性能)优良的效果，且易满足高层建筑的侧向刚度的需求，可建造比钢筋混凝土结构更高的建筑，因此在较高的建筑中，混合结构往往仍是合理、可行的结构方案，今后建造混合结构的比率将会越来越大。
3、 新的设计概念、新的结构形式的应用
现代建筑功能趋于多样性，建筑的体形和结构体系趋向复杂多变，趋向立体化，应运而生新的设计概念和结构技术的深化，采用新的结构体系，如巨型结构体系，蒙皮结构，带加强层的结构，建筑立面设置大洞口以减小风力，采用结构控制技术设置抗震机构等。
4、 高层建筑结构的高度出现新的突破
进入20 世纪90 年代后，高层建筑迅猛发展，在数量、质量及高度上都有了大飞跃，高层建筑中的科技含量越来越高。国内高层建筑的发展中，早期曾有利用粘土砖砌体加强后的8层左右的建筑，由于砖石结构的抗拉及抗剪强度低，延性差，并不适宜建造高层建筑，尤其在地震区。现很少采用。
钢结构这种结构形式具有自重轻、强度高、抗震性好、施工快等优点，但造价高、用钢量大，我国还较少采用。目前，采用钢结构或钢与钢骨混凝土混合结构的建筑我国有10余幢。如北京京广中心(钢结构、日本设计事务所株式会社熊谷组设计，1990年建成，208m，57层)、深圳发展中心大厦(钢与钢骨混凝土混合结构、香港迪奥施雅锡华森设计顾问公司设计，1990年建成，165m，43层)、上海静安希尔顿酒店(建筑设计是香港协建建筑师有限公司,结构设计是英国奥雅纳工程顾问，钢与钢骨混凝土混合结构、1988年建成，144m，43层)、上海端金大厦(钢与钢骨混凝土混合结构、日本三井建筑事务所设计，1986年建成、107m，29层)等。数量虽不多，而且大部分是由国外或与国外合作设计的，但说明我国已具备设计、建造高层钢结构的条件，并且这些高层钢结构及钢与钢骨混凝土混合结构的出现使我国在高层建筑的发展方面迈入了世界先进行列。钢筋混凝土结构与砖石结构及钢结构相比具有强度高、自重较轻、整体性好、抗震性强、造价低、材料来源丰富等优点，是我国目前用得最多的结构形式。随着轻质高强材料的发展，钢筋混凝土结构的自重也大大减轻。如重度为16-18kn/m2的轻质混凝土强度可30-40n/mm2，普通混凝土强度也可达70-80n/mm2，甚至更高。因此，钢筋混凝土结构是高层建筑最具生命力的结构形式。
三、设计内容及实验方案：
本办公楼在设计时要注意满足其使用功能要求和建筑结构要求。此次设计可分为两部分：建筑设计和结构设计。另外这栋办公楼是高层的，所以要格外考虑地基基础和抗震要求。
建筑设计：
1. 建筑平面设计
1.1 建筑总平面设计
(1) 总平面图我选择的是矩形地段。矩形的建筑场地较好布置，总平面布置考虑了地段环境和绿化设计。建筑为南北朝向，具有较好的朝向，通风和日照。
(2) 工程红线内布置了非机动车停车库和机动车泊位处，可以方便工作人员。
(3) 合理安排了建筑主体部分和附属部分的关系，依照建筑规范要求，建筑和道路之间保证一定距离，在靠近主干道和次干道一侧布置绿化，使得分区明确，布局合理。
(4)合理布置建筑与周围建筑之间的间距，使其完全满足房屋的通风和防火要求。
1.2 交通部分平面设计
高层建筑设计中，简明便捷的交通组织是建立良好建筑内部空间秩序的基本条件。交通部分包括室内交通和室外交通，室内交通设计由水平交通和竖向交通组成。水平通道的宽度应根据不同建筑使用功能来确定。垂直交通是建筑内部连接各层水平交通的枢纽，由电梯和楼梯组成。垂直交通在建筑中的位置分布必须附和建筑使用功能的使用要求。在本设计中，垂直交通位于结构中心部分，贯通整个建筑，增强了建筑的整体稳定性，形成了类似于框架核心筒的结构。楼梯取3600mm，双跑板式楼梯，较好的满足高层的防火设计。电梯共4部，均为1000kg，13人电梯。
1.3 建筑平面组合设计
建筑内各种房间具体设置，层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。注重各个部分之间的连接和沟通，在平面功能、垂直交通、防火疏散、建筑设备等方面考虑相互联系，进行合理安排。力图构造出紧凑简洁便利舒适的使用环境。
1.4 建筑剖面设计
剖面设计主要解决层数、层高和空间组合等问题，它直接表达了不同的建筑空间尺度关系。
1.5 层数
1.本设计根据任务设计任务书以及本设计的结构类型方案，本设计地上10层。
2.层高
根据各层的使用要求，层高如下：每层3.6m，总高度为36.8m。室内外高差取0.60m，窗户平台高900mm。
1.6 剖面组合设计
根据办公楼在使用的先后顺序，1-10层的按层高进行叠加组合。
2.建筑体型和立面设计
2.1 体型设计
平面组合就已经考虑到体型设计面形成矩形平面，完整均衡，典雅端庄。
2.2 立面设计
建筑立面室表示房屋四周的外部现象。立面设计和建筑体型组合室在满足使用要求和技术经济条件的前提下，利用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合立面，剖面的内部空间组合下进行的。
建筑立面可以看成很多构件所组成：有墙体，梁柱，墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗，阳台和内部使用空间直接连通的构件，以及勒脚，檐口等主要起保护外墙作用的组成部分。恰当的确立立面中这些构件的比例和尺度，运用节奏韵律，虚实对比等规律，设计出体型完整，形式与内容统一的建筑立面。
从整体出发几次改进建筑方案，考虑美学原则：主从与重点、对比喻呼应、节奏与韵律、均衡与稳定、比例与尺度以及性格与联想等，同时考虑结构方面。立面设计中，加强了门窗的节奏感和虚实对比，使立面生动活泼。窗户和阳台均采用亲切的尺度，加强了住宅建筑的性格特征。采用清晰明快的浅色调，更加强了亲切宜人的观感。
3. 建筑材料采用及建筑细部构造尺寸的确定
3.1 建筑结构材料
本工程为钢筋混凝土框架结构，柱截面尺寸及材料为：600mm×600mm的钢筋混凝土柱;主梁截面及材料为300mm×600mm, 250mm×400mm钢筋混凝土梁;次梁为250×300mm的钢筋混凝土梁;楼板截面为100mm厚钢筋混凝土现浇板。
3.2 墙体构造
(1) 外墙为240厚的陶粒混凝土砌块墙，内侧抹灰20mm，外侧贴面砖。
(2) 内墙为240厚的陶粒混凝土砌块墙，两侧分别抹灰20mm。
3.3 楼板构造
本设计由于室内空间布置及10层高层综合考虑采用框架结构形式，并且根据估算值，100mm厚现浇钢筋混凝土板。公共部分的楼梯，电梯，楼面层采用水刷石面层。
3.4 屋顶构造
屋顶采用现浇混凝土结构平屋顶，檐口采用900mm高女儿墙。
1.排水构造：屋面排水采用保温层找坡，坡度取3‰，檐沟排水采用外排水，垫坡材料炉渣。
2.防水构造：采用柔性不上人屋面，卷材采用三毡四油防水层。
3.保温构造：采用150mm厚岩棉板保温材料，下设防水配套涂料隔气层。楼梯间主梁保温采用外贴80厚苯板保温。
3.5 厕所防水构造
1 .厕所地面防水：在结构层顶面最薄处抹15mm厚1:3水泥砂浆找平层，坡向地漏，第二层涂膜防水层，上面抹20mm厚1:3水泥砂浆保护层，最后地面安装一层马赛克。
2. 侧墙防水构造：在砖墙面抹20 mm厚1:3水泥砂浆找平层，再加涂膜防水层，抹20mm厚1:3水泥砂浆保护层，外贴瓷面墙砖。
3.6 门窗材料
大门为两扇1500mm×2700mm的玻璃门。其余的门为实木门。楼梯间门为1500mm×2100mm的子母门。
窗户均为塑钢窗。
3.7 地面散水
从上到下依次为30厚水泥砂浆抹灰，60厚素混凝土，120厚炉渣垫层。并且与墙面隔离分30mm缝，用沥青麻丝填充，外用油膏嵌缝。
4. 设置楼梯、电梯建筑构造
4.1 楼梯构造
1.楼梯采用双跑板式梯。
2.结构选用现浇钢筋混凝土板式楼梯。
3.标准层踏步尺寸为，高150mm，宽300mm。
4.梯面装修采用1：2水泥砂浆抹面。
5.梯段和平台下表面装修采用水泥砂浆抹面。
