土木工程畢業論文開題報告

土木工程畢業論文開題報告

　　土木工程畢業論文開題報告（一）
　　
　　一、畢業設計（論文）課題來源、類型
　　
　　本課題來源于工程實踐，設計為高層商業住宅樓，用途為居住。課題類型是工程設計類。
　　
　　二、選題的目的及意義
　　
　　目的：進入21世紀以來，隨著經濟的快速發展，越來越多的人來到城市里工作、生活，甚至長期居住，造成城市人口集中，住房用地面積受農業發展需要受限制，以及商業競爭的激烈化，使人們對住宅樓的需求越來越大，要求也越來越高，小高層，甚至是高層已然成為現代開發商與消費者選擇的主流。設計這棟住宅樓的目的是解決普通老百姓的住房問題，從根本上解決普通老百姓的住房問題，為老百姓創造更好的居住條件，同時也能加快城市建設的腳步。
　　
　　意義：通過本工程的設計，培養我們綜合應用所學基礎課、技術基礎課及專業課知識和相關技能，解決具體問題的土木工程設計問題所需的綜合能力和創新能力，這對我們以后走向工作崗位是一個極寶貴的經驗。我們在老師的指導下，獨立系統的完成一項工程設計，解決與之有關的所有問題，熟悉相關設計規范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法，具有實踐性、綜合性強的顯著特點。
　　
　　通過這次畢業設計
　　
　　1）獲取施工組織設計、預算等具體的專業應用能力
　　
　　2）培養自己綜合應用能力
　　
　　3）    培養分析解決工程實際問題能力和創新精神
　　
　　三、本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢
　　
　　研究狀況：在高層建筑中，結構除了承受豎向荷載，還要承受水平荷載。因此常用的結構類型有框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構。其中框架結構不利于結構抗震，而高層建筑中剪力墻結構也有明顯的缺點，一是剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求；二是結構自重往往較大，造成建材用量增加，地震力增大，使上部結構和基礎設計困難。由框架和剪力墻共同承受豎向和水平荷載的結構體系稱為框架-剪力墻結構體系。框剪結構是在框架結構中布置一定數量的剪力墻，將框架與剪力墻結合起來共同工作，豎向荷載由框架和剪力墻共同承擔，水平荷載由框架承受20%--30%，剪力墻承受70%--80%。剪力墻負擔決大部分的水平荷載，框架以負擔豎向荷載為主，分工合理，物盡其用，從而構成靈活自由的使用空間，以滿足建筑功能的要求。
　　
　　框剪結構的變形是剪彎型。眾所周知，框架結構的變形是剪切型，上部層間相對變形小，下部層間相對變形大。剪力墻結構的變形為彎曲型，上部層間相對變形大，下部層間相對變形小。對于框剪結構，由于兩種結構協同工作變形協調，形成了彎剪變形，從而減小了結構的層間相對位移比和頂點位移比，使結構的側向剛度得到了提高。剪力墻克服了框架抗側剛度低的缺點，框架彌補了剪力墻結構布置不靈活的不足。
　　
　　發展趨勢：隨著人們生活水平的提高，小區這一城市居民的主要居住場所也在發生不短的變化。從七八十年代的筒子樓到現今的高層小區住宅。人們對小區的要求在不斷提高。綜合分析高層住宅的優劣勢，可以看出高層住宅的發展優勢明顯，與我國現階段基本符合，并與國家提倡節約資源、實現集約化發展的政策相一致。通過發展高層住宅解決現有城市存在的問題，已經成為我國現階段城市發展的必然趨勢，在建設實踐中，發展高層住宅也越來越多地被各地認同，建設發展勢頭迅猛。隨著高層住宅的普及，城市管理者和居民對高層住宅的建設要求日益提高，建筑設計者和開發商也在改變觀念、更新設計手法，以配合城市的發展要求和住宅的市場需求，將一些新的設計理念和發展思路融入到高層住宅的設計之中，高層住宅的發展趨勢主要有以下幾個方面：
　　
　　1.增強高層住宅功能的彈性和復合性高層住宅的開發往往位于城市中心區或者重要的城市功能節點周邊，隨著城市的發展、城市產業結構的調整，對市中心區的高層住宅有多元化、復合化的功能需求。因此，高層住宅的設計中應考慮居住、商業、辦公等功能的適度復合使用，并預留日后功能置換的可能性。
　　
　　2.增加公共活動空間
　　
　　住宅設計應以人為本。高層住宅中普遍缺乏交往的條件和必要的空間，造成鄰里關系疏遠。目前新開發的高層住宅，都努力嘗試采用多種方法增加高層公共活動空間，提供人性化的社區環境……目前流行在高層住宅建筑內部通過挖洞，設置半公共空間的手法，將綠色引入建筑內部，營造空中庭院。
　　
　　3.新材料、新技術的運用
　　
　　高層住宅是現代技術的產物，電梯和現代建筑材料等是其發展的重要動因。目前高層住宅仍然是住宅建造中新技術、新材料運用最多的領域。建筑采用框架結構、框剪結構、可極大地提高高層住宅的得房率；運用中空玻璃、斷橋塑鋼窗等新型建筑材料及空中花園、智能家居系統等先進技術，可在生態、隔音防噪、家居管理等方面為高層居民塑造良好的生活空間。隨著國家對節能和環保要求的不斷提高，許多的生態技術也廣泛應用于高層住宅，如太陽能技術、廢物回收處理等技術在許多綠色高層住宅區得到推廣。在建筑建造的過程中也多采用綠色環保型建筑材料，以減少對環境的污染和破壞。
　　
　　4.增強與城市發展的協調性
　　
　　高層住宅目前發展趨勢強勁，開發強度和開發規模日益提高，對城市整體環境和未來發展影響較大，因而需要注重與城市總體規劃和發展政策的協調，諸如在交通、市政基礎設施、原有城市格局、城市文化特性、城市自然環境等方面進行細致考慮。此外，高層住宅的壽命周期長于多層住宅，拆除重建的難度較大，因此高層住宅在設計應當注重其使用的長周期特征，與城市不同時期的發展特征一致，為未來高層住宅的功能置換、更新改造，提供應變的可能性和對未來的適應性。
　　
　　5.增加住宅設計的地域特色
　　
　　一個具有生命力的高層住宅應當是具有地域特色的建筑，照搬南方的住宅設計到北方，很難滿足北方居民對日照采光的要求；照搬歐式風格的住宅坐落于民族風情濃郁的西南城市，也會顯的不倫不類。因此，高層住宅的設計應當與城市地理環境、氣候特征、人文風俗結合起來，創造具有地域特色的建筑作品。
　　
　　四、本課題主要研究內容
　　
　　（一）查閱文獻資料和調研：參觀同類型的典型建筑；認真閱讀與畢業設計相關的專業文獻資料，包括3篇以上的外文原文，并翻譯一篇外文文獻，理清畢業設計的思路；調查研究住宅樓的功能要求；寫出開題報告。
　　
　　（二）建筑設計部分：在調研的基礎上進行功能分析和建筑設計，主要內容包括
　　
　　1.初步設計：根據使用功能及條件，確定建筑方案，進行初步設計，繪出平、立、剖面草圖，要求達到初步設計的深度。
　　
　　2.建筑施工圖設計：在初步設計基礎上，繪制建筑施工圖。內容包括：總平面圖、平面圖、剖面圖、立面圖、屋頂平面圖、變形縫設計、建筑構造詳圖、門窗明細表、建筑用料說明表和總說明。設計深度應滿足施工、安裝及預算要求，圖面應詳盡表現建筑物的各有關部分。
　　
　　3.寫建筑設計說明書：包括建筑設計提綱；總平面設計、平面設計、交通部分設計、立面設計、剖面設計和構造設計等的設計意圖及方案說明；建筑規模及經濟技術指標等。
　　
　　（三）結構設計部分：在建筑設計的基礎上，進行結構設計，主要內容包括
　　
　　1.具體確定結構設計方案，根據建筑平面布置圖，進行結構構件的布置，確定主要結構構件的截面尺寸和材料強度等級。
　　
　　2.結構設計：內容包括確定結構的計算簡圖，確定設計參數，計算豎向荷載和一個方向的水平地震作用，手算一榀橫向或縱向框架和一片橫向或縱向剪力墻的內力，進行內力組合及配筋計算；運用專業軟件對建筑結構進行分析，計算內力及配筋。
　　
　　3.樓梯設計：選取一部樓梯，確定承重形式、計算內力并配筋。
　　
　　4.繪制結構施工圖：包括機繪圖和手繪圖；內容為結構設計總說明，結構平面布置圖、按手算結果繪制的一榀框架模板配筋圖、一片剪力墻配筋圖、一部樓梯配筋圖。設計深度應滿足施工、安裝及預算要求。
　　
　　5.設計說明書和計算書：結構設計提綱，內容包括工程概況、設計依據、結構計算任務、荷載取值、上部結構、地基基礎及其它；選用結構方案的理由和設計依據；全部結構計算書。
　　
　　五、完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）
　　
　　本設計分為兩個階段：建筑設計和結構設計。在不同的設計階段研究方法也不同。
　　
　　建筑設計過程中，主要運用房屋建筑學、人性化的理念以及規劃方面的有關知識及研究方法主要進行平面設計、剖面設計、立面設計，及繪制平面、剖面圖。其中在平面設計中，要根據設計要求確定建筑物的位置、朝向和房間的形狀面積及位置；根據防火要求、通風要求等確立門廳、走廊、樓梯、電梯等的位置和數量及門窗大小和位置。在剖面圖設計中，根據建筑功能確定各層層；根據采光通風的工藝要求確定部分剖面高度及尺寸（如樓梯）。在立面設計中，根據平面、剖面設計、體型組合，進行立面處理，使建筑物各部分完整均衡，具有一定美感，同時選擇裝修材料進行色彩配置。
　　
　　結構設計的基本任務，是在結構的可靠與經濟之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價，使所建造的結構在規定的條件下和規定的使用期限內，能滿足預定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。在框架剪力墻結構的設計過程中，應避免采用平面、豎向或者空間不規則的結構形式，遵照“建筑設計應符合抗震概念設計，不應采用嚴重不規則的設計方案”的原則；通過對結構的合理布置和精確計算，能夠使我們的建筑更加經濟合理，有效地抵抗外部力量的破壞，以達到我們所要求的設計功能。為達到這個目的，人主要采用概率設計法。
　　
　　結構計算主要包括結構內力計算和變形計算，其方法有很多，大都采用連梁連續化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉角相等的位移協調條件，可以建立位移與外荷載之間關系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同。框架－剪力墻的機算方法，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。一般較常用的計算軟件有PKPM、SAP2000等。同時要注意“強柱弱梁”思想和抗震概念設計，進行豎向荷載、風荷載、地震作用、結構內力組合、結構配筋的計算。
　　
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　　六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標：
　　
　　第一階段：熟悉研究課題，查閱相關資料，外文資料的翻譯，開題報告的書寫
　　
　　第二階段：建筑設計方案及結構設計方案的確定
　　
　　第三階段：建模及數據采集，使用軟件進行數據的計算
　　
　　第四階段：根據計算結果對基礎、樓梯等進行設計
　　
　　第五階段：結構施工圖、建筑施工圖的繪制，整理、裝訂計算書
　　
　　第六階段：施工組織設計
　　
　　第七階段：完成設計最終審核，并準備答辯
　　
　　七、指導教師意見
　　
　　對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
　　
　　指導教師：
　　
　　八、所在專業審查意見
　　
　　負責人：
　　
　　土木工程畢業論文開題報告（二）
　　
　　1.課題名稱：
　　
　　鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發
　　
　　2.項目研究背景：
　　
　　所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用（或稱荷載）的平面或空間體系。
　　
　　編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規范》GB50010-2002,該規范與原混凝土結構設計規范GBJ10-89相比，新增內容約占15%，有重大修訂的內容約占35%，保持和基本保持原規范內容的部分約占50%，規范全面總結了原規范發布實施以來的實踐經驗，借鑒了國外先進標準技術。
　　
　　3. 項目研究意義：
　　
　　建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業化水平密切相關，對發展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。
　　
　　由于結構計算牽扯的數學公式較多，并且所涉及的規范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經濟進一步發展，城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發就顯得尤為重要。
　　
　　一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現，
　　
　　4.文獻研究概況
　　
　　在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。
　　
　　建筑結構設計統一標準（GBJ68-84） 該標準是為了合理地統一各類材料的建筑結構設計的基本原則，是制定工業與民用建筑結構荷載規范、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規范以及地基基礎和建筑抗震等設計規范應遵守的準則，這些規范均應按本標準的要求制定相應的具體規定。制定其它土木工程結構設計規范時，可參照此標準規定的原則。(m.baimashangsha.com)本標準適用于建筑物（包括一般構筑物）的整個結構，以及組成結構的構件和基礎；適用于結構的使用階段，以及結構構件的制作、運輸與安裝等施工階段。本標準引進了現代結構可靠性設計理論，采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法分析確定，即將各種影響結構可靠性的因素都視為隨機變量，使設計的概念和方法都建立在統計數學的基礎上，并以主要根據統計分析確定的失效概率來度量結構的可靠性，屬于“概率設計法”，這是設計思想上的重要演進。這也是當代國際上工程結構設計方法發展的總趨勢，而我國在設計規范（或標準）中采用概率極限狀態設計法是迄今為止采用最廣泛的國家。
　　
　　結構的作用效應 常見的作用效應有：
　　
　　1.內力。
　　
　　軸向力，即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力；
　　
　　剪力，即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力；
　　
　　彎矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的內力矩；
　　
　　扭矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。
　　
　　2.應力。如正應力、剪應力、主應力等。
　　
　　3.位移。作用引起的結構或構件中某點位變（線位移）或某線段方向的改變（角位移）。
　　
　　4.撓度。構件軸線或中面上某點在彎短作用平面內垂直于軸線或中面的線位移。
　　
　　5.變形。作用引起的結構或構件中各點間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。
　　
　　6.應變：如線應變、剪應變和主應變等。
　　
　　極限狀態 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，此特定狀態稱為該功能的極限狀態。極限狀態可分為兩類：
　　
　　1.承載能力極限狀態。結構或結構構件達到最大承載能力或達到不適于繼續承載的變形的極限狀態：
　　
　　（1）整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；
　　
　　（2）結構構件或連接因材料強度被超過而破壞（包括疲勞破壞），或因過度的塑性變形而不適于繼續承載； （3）結構轉變為機動體系；
　　
　　（4）結構或結構構件喪失穩定（如壓屈等）。
　　
　　2.正常使用極限狀態。結構或結構構件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態。出現下列狀態之一時，即認為超過了正常使用極限狀態：
　　
　　（1）影響正常使用或外觀的變形；
　　
　　（2）影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；
　　
　　（3）影響正常使用的振動；
　　
　　（4）影響正常使用的其它特定狀態。
　　
　　結構設計的基本任務，是在結構的可靠與經濟之間選擇一種合理的平衡，力求以最低的代價，使所建造的結構在規定的條件下和規定的使用期限內，能滿足預定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達到這個目的，人們采用過多種設計方法。以現代觀點看，可劃分為定值設計法和概率設計法兩大類。
　　
　　1.定值設計法。將影響結構可靠度的主要因素（如荷載、材料強度、幾何參數、計算公式精度等）看作非隨機變量，而且采用以經驗為主確定的安全系數來度量結構可靠性的設計方法，即確定性方法。此方法要求任何情況下結構的荷載效應S（內力、變形、裂縫寬度等）不應大于結構抗力R（強度、剛度、抗裂度等），即S≤R。在20世紀70年代中期前，我國和國外主要都采用這種方法。
　　
　　2.概率設計法：將影響結構可靠度的主要因素看作隨機變量，而且采用以統計為主確定的失效概率或可靠指標來度量結構可靠性的設計方法，即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設計結構，也就是出現結構荷載效應3大于結構抗力R（S>R）的概率應小于某個可以接受的規定值。這種方法是20世紀40年代提出來的，至70年代后期在國際上已進入實用階段。我國自80年代中期，結構設計方法開始由定值法向概率法過渡。
　　
　　面向對象編程
　　
　　使創建Windows程序較為容易的關鍵技術是面向對象編程，或OOP。這種技術可以創建可重用組建，它是程序的組成模塊。
　　
　　幾個定義
　　
　　控件 提供程序可見界面的可重用對象。控件的示例有文本框、標簽和命令按鈕。
　　
　　事件 由用戶或操作系統引發的動作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標、一段時間的限制，或從端口接收數據。
　　
　　方法 嵌入在對象定義中的程序代碼，它定義對象怎樣處理信息并響應某事件。例如，數據庫對象有打開紀錄集并從一個記錄移動到另一個記錄的方法。
　　
　　對象 程序的基本元素，它含有定義其特征的屬性，定義其任務和識別它可以響應的事件的方法。控件和窗體是Visual Basic中所有對象的示例。
　　
　　過程 為完成任務而編寫的代碼段。過程通常用于響應特定的事件。
　　
　　屬性 對象的特征，如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對象的外觀，有時也決定對象的行為。屬性也用于為對象提供數據和從對象取回信息。
　　
　　5.設計主要內容
　　
　　本軟件適用于現澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設計。畢業設計要完成的工作包括：
　　
　　1.平面鋼架分析程序的改造
　　
　　對結構力學教研室版平面鋼架分析程序進行修改和補充。要求：
　　
　　（1） 編寫自動生成節點坐標和單元節點編號的程序，或以圖形方式輸入計算簡圖。
　　
　　（2） 修改程序，使之適合多工況內力計算；
　　
　　（3） 根據輸入、輸出數據的特點，設計適當的人機界面。輸出應可選的顯示各構件端力和內力圖。
　　
　　2.編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機構的構件
　　
　　這篇土木工程畢業設計開題報告的關鍵詞是土木工程，畢業設計，報告， 設計程序
　　
　　（1） 根據有關的規范，應明確計算的各種荷載（恒載、樓屋面活載、風荷載和地震作用等）的計算方法，在次基礎上編寫自動生成各種荷載作用下的結點荷載和單元荷載的程序。
　　
　　地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經驗公式確定。
　　
　　（2） 計算各種荷載單獨作用時框架各桿件的內力。計算結構存放在各自的桿端力（隨機）文件中。
　　
　　對豎向荷載下的梁端彎距進行塑性調幅。
　　
　　（3） 在（2）中產生的桿端力文件基礎上，分別計算各種可能的荷載組合下，梁、柱控制截面的內力。計算結果存放在適當的文件中。
　　
　　（4） 從（3）生成的文件中選出最不利組合，同時給出截面配筋。梁、柱截面配筋的確定應考慮抗震設計的要求。
　　
　　（5） 部分編程較熟練的同學可根據計算結果和構造規定，用Auto-CAD VBA 繪制梁、柱配筋圖。
　　
　　5.成果形式
　　
　　本畢業設計的成果應包括：
　　
　　1.可運行的、并能給出正確計算結果的源程序
　　
　　在存放源程序的軟盤中，應至少有一個算例的數據文件，可在基本不需另外鍵入數據的前提下，顯示正確地運行結果。
　　
　　2.軟件使用手冊
　　
　　這是為用戶準備的關于軟件使用方法、操作步驟和其他必要的文字材料。
　　
　　3.軟件說明書
　　
　　這是軟件作者的工作檔案，是軟件維護的基本資料。其中應包括：
　　
　　（1） 軟件所依據的工作檔案、力學和工程結構模型的較為詳細的描述，主要的計算公式及其使用的符號的含義，重要算法的文字說明：
　　
　　（2） 程序的結構：模塊的劃分的情況、各模塊相互之間的關系及各模塊的功能；
　　
　　（3） 帶有較為詳細的注釋的源程序文本。其中應注明各標識符的含義（盡可能的采用通用公式中的符號）。各程序段的功能、相應的數學公式和特殊算法的說明；
　　
　　（4） 為使他人根據軟件說明書讀懂你的程序所必需的其他資料。
　　
　　（5） 部分編程較熟練的同學可遞交梁、柱配筋圖紙一張。
　　
　　4.對自己所編程序的評價
　　
　　（1） 對算例計算結果的合理性進行必要的分析；
　　
　　（2） 總結軟件設計過程中的經驗和及教訓，提出設計改進意見。
　　
　　以上各項資料處源程序文本以軟盤形式提交外，其余均用計算機打印。
　　
　　6.進度計劃
　　
　　第一周 畢業實習，參觀工程，收集資料 。
　　
　　第二周 需求分析：描述計算機模型，編些初步的軟件說明書。
　　
　　第三周 軟件設計：選擇模塊劃分的方案
　　
　　第四周 模塊設計：數據輸入界面設計（梁柱截面數據）
　　
　　或 數據輸入界面設計（可視化圖形輸入）
　　
　　第五周 數據輸入界面設計（框架數據、附加荷載）
　　
　　第六周 模塊設計：荷載計算（恒載、活載），相應的內力計算
　　
　　第七周 荷載計算（風荷載、地震作用），相應的內力計算
　　
　　第八周 模塊設計：梁配筋計算
　　
　　第九周 梁荷載組合，確定梁配筋
　　
　　第十周 梁荷載組合，確定梁配筋
　　
　　第十一周 模塊設計：柱配筋計算
　　
　　第十二周 柱荷載組合，確定柱配筋
　　
　　第十三周 柱荷載組合，確定柱配筋
　　
　　第十四周 軟件測試 或用AutoCAD VBA 繪制梁、柱配筋圖；
　　
　　第十五周 軟件測試
　　
　　第十六周 整理源程序，編寫軟件說明數和用戶手冊
　　
　　第十七周 編寫軟件說明書和用戶手冊，形成畢業設計全部文件，準備答辯。
　　
　　第十八周 畢業答辯

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