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1、第一部分 文献综述本设计为江宁高级中学综合实验楼建筑结构设计。江宁高级中学位于南京 市江宁区，学校综合实验楼建筑面积为 40005000，层数 56 层，其总高度 应控制在 24m 以下。根据使用要求为框架结构。综合楼内设有物理实验室、化 学试验室、生物试验室、实验准备室、 （与实验室对应靠近布置） 、电教室、科 技活动室、计算机房、语言实验室等。下面就本设计谈谈本人观点以及所引用 的一些资料文献，错误之处请大家批评指正。1.1 混凝土结构设计混凝土结构设计目前，钢筋混凝土结构仍是我国主要应用的结构，因此，对钢筋混凝土结 构耐久性的研究和探讨，是非常有必要的。 混凝土结构设计方面。应尽量选用强
2、度等级较高的混凝土；在截面含钢量相同的情况下， 尽量减小钢筋的直径，增加钢筋的数量，以增加结构的抗裂度；对重要部位的结构，应有 足够的刚度，以保证其在正常使用极限状态下不产生裂缝或尽量减小最大裂缝宽度；对主 要承受拉力的结构、有严格抗裂性要求的结构或承受多次重复荷载的结构，最好采用碎石 混凝土，以增加骨料和水泥胶砂的结合面，增加内部密实度，减小孔隙率。 裂缝成因主要有地基不均匀沉降引起的裂缝，温度变形引起的裂缝，干缩 裂缝，裂缝的预防和控制措施主要有： （1） 、严格按砌体结构设计规范规定在适当的位置设置沉降缝，尽量 减小地基的不均匀沉降差，当建筑物地基较差或不均匀时，应根据具体情况采 取不同
3、的措施，不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上； （2） 、在墙体中设置伸缩缝； （3） 、在墙体高度或厚度突然变化处也易设置竖向控制缝或采取其他的防 裂缝措施； （4） 、加强设置钢筋水泥圈梁，提高墙体的整体性； （5） 、严格规范要求设置构造柱； （6） 、提高屋面板的整体性： （7） 、屋面“挑檐”为外露结构，应适当增加“挑檐”纵向配筋并增设 “变形缝”或“后浇带” ，以减少收缩； （8） 、重视屋面保温隔热层，屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层应设置 分隔缝。 砌体结构出现裂缝是一种较为普遍的现象。这些现象提醒我们应从设计和 施工组织阶段提早采取措施来加以预防。1.2 抗震概念设计抗震概念设
4、计震害调查及历次大地震表明，底层框架砌体结构房屋的破坏相当严重。很 多底层框架砌体结构房屋，由于底层框架柱的破坏，上面几层就地坍塌，房屋 全部破坏。造成底层框架砌体结构房屋破坏的主要原因是“上刚下柔” 。其破坏 程度表现为底层重、上层轻，底层构件按梁、柱、墙、依次加重。 1.2.1 破坏类型破坏类型 （1） 、结构承载力不足或变形过大而造成破坏。 （2） 、结构丧失整体稳定而造成破坏。 （3） 、地基失稳而引起破坏。1.2.2 概念设计主要考虑因素概念设计主要考虑因素 （1） 、场地条件和场地土的稳定性； （2） 、房屋的平面、立面布置及其外形尺寸； （3） 、抗震结构体系的选取、抗侧力构件的
5、布置以及结构刚度、质量的分 布； （4） 、非结构构件与主体结构的关系及其二者之间的锚固与拉结； （5） 、材料质量及施工质量等； 1.2.3 规范中关于抗震结构体系要求规范中关于抗震结构体系要求 （1） 、应具有明确的结构计算简图和合理的地震力传递途径； （2） 、应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力； （3） 、宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部 位、产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应预先采 取措施提高抗震能力。 1.2.4 应遵守的结构布置要求应遵守的结构布置要求 （1） 、上部的剪力墙与底部的框架或剪力墙应对齐或基本对齐； （2）
6、、房屋的底部应沿纵横两个方向设置一定数量的剪力墙，并应均匀对 称布置或基本均匀对称布置； （3） 、底层框架-剪力墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度应接 近；第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6-7 度时不应大于 2.5,8 度时不应大 于 2.0，且均不应小于 1.0； （4） 、底部两层框架-剪力墙房屋的纵横两个方向、底层与底部第二层侧向 刚度应接近；第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6-7 度时不应大于 2.0,8 度 时不应大于 1.5，且均不应小于 1.0。1.3 施工组织施工组织施工组织设计的作用是对拟建工程施工的全过程实行科学的管理的重要手 段。通过施工组织设计的编制，可
7、以全面考虑拟建工程的各种施工条件，扬长 避短，拟定合理的施工方案，确定施工顺序、施工方法、劳动组织和技术经济 的组织措施，合理地统筹安排拟定施工进度计划，保证拟建工程按期投产或交 付使用；也为拟建工程的设计方案在经济上的合理性，在技术上的科学性和实 施工程上的可能性进行论证提供依据；还为建设单位编制基本建设计划和施工 企业编制施工计划提供依据。施工企业可以提前掌握人力、材料和机具使用上 的先后顺序，全面安排资源的供应与消耗；可以合理确定临时设施的数量、规 模和用途；以及临时设施、材料和机具在施工场地上的布置方案。 施工进度计划的编制对合理运用人力、物力及财力，如期完成工程建设任 务，取得施工最
8、佳技术经济效果有重要意义。编制施工进度计划的原则：满 足国家或上级计划对施工进度的要求；根据选定的施工方法，合理安排施工 程序与施工强度，选用的定额与类比资料要符合实际；在施工部署与施工的 开展等工期安排上，要考虑可能发生的不利情况，预先作准备；在确保重点 项目施工进度的情况下，尽可能作到人力、物力、财力的综合平衡，力求均衡 施工。 施工现场的平面布置要按照施工总平面图的要求，设置道路，组织排水， 搭建临时设施，堆放材料和设置机械设备。施工现场按照功能分区分为作业区， 辅助作业区，材料堆放区和办公生活区为了满足施工现场的实际要求，达到科学合理的布置要求，必须深入施工现场，进行踏勘，掌握第 1
9、手材料，疑难问 题通过招标方答疑及时解决。在掌握现场具体情况下，绘制施工现场平面图。 目前施工组织设计的相关制度制订的不够完善，应用在施工组织上的软件 和国外发达国家相比还有很大的差距，而且在 1 些地区施工组织设计的编制形 同虚设，在管理上松弛。我们的施工组织设计从改革开放以后虽然取得了长足 的发展，但是我们也应清醒的看到我们存在的弊端，施工组织设计的科学、更 科学还需要我们的共同努力 土木工程可以说是一种文明，随着社会的产生而产生，当今的土木工程已 经得到了一定的发展，土木工程是不可缺少的存在形式，未来的生活中更会得 到大力的发展，以满足人们更多的需求。1.4 土木工程的可持续发展土木工程
10、的可持续发展1 1、现代土木工程的特点、现代土木工程的特点适应各类工程建设高速发展的要求。人们需要建造大规模、大跨度、高耸、 轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高 经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。它 的发展趋向具体地表现在下述几个方面。1.1 建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金 和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低， 有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材 和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。1.2 工程地质和地基方面。建
11、设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状 态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到 工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。 工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验， 这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术 来创造新的勘察方法。1.3 工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中 选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工 程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自 然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工
12、程的社会效果是有利也有 弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。1.4 工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、 安全、美观的目的。为此，已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度 值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规 律，积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩土共同作 用的分析，进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理 论；同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。1.5 工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、 机械向多品种、自动化、大型化发展，施工日益走向机械化
13、和自动化。同时组 织管理开始应用系统工程的理论和方法，日益走向科学化；有些工程设施的建 设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样，不仅可以降低造价、缩短 工期、提高劳动生产率，而且可以解决特殊条件下的施工作业问题，以建造过去难以施工的工程。 2 2、未来土木工程的发展、未来土木工程的发展2.1 指导理论的继续发展。在可以预见的将来，土木工程工程技术理论的核 心部分仍然是力学，新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的 突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上，现有的方 法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展，用 以处理土木工程技术中复杂的
14、数值问题。更先进的电子计算机的应用，使得对 复杂的情况的模拟更有把握，更接近于现实。力学也会突破宏观框架，向微观 发展，控制论，虚拟现实等技术也在力学中加深影响。另一方面，土木工程学科将向周围继续发散，与材料，环境，化学，电子 信息，机械，城市规划，建筑等相关学科进一步的交叉，融合，互相支持，互 相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学 科，如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展 的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透，比如现在就有一些大型体育场馆 采用了类似桥梁的悬索结构。2.2 工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工
15、程构 造物，从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一 个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面，有了好的理论和设 计，没有好的工程实践，一样不会产生一个优秀的作品。信息时代正在迎面走来，其他学科和其他方面的新观点新技术，必然的也 会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论，施工 技术，新材料，环境工程，经济理论等等。2.2.1 全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中，重 点不仅仅限于 CAD 方面，也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集， 分析，整理；对建筑物结构，强度，可靠性的分析和相应对策的决策等。这些 也是主动控
16、制和智能化实现的基础。全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使 用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控，及时掌握整 个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮，2030 年后，现在这些建筑 物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作，对 今后维护也大有帮助。信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用 的形式化体系和推理模式，而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智 能，必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。2.2.2 可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的，社 会的发展要求更加充分合理的利用资源，社会生活水平的提高也提高了对土木 建筑设施人性化的要求。整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的，在可持续发展 成为整个社会的主题的时候，土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能 源的节约，包括在建设中的和使用过程中的，成为土木工程以后的一个方向， 这要求有良好的设计和有效的运作管理机制，土木工程构筑物在它的整个寿命 周期，从规划，设计
