1. 研究目的与意义
该课题源自于工程实践，具体是南京晨阳科技开发有限公司B区2号厂房结构设计，该工程采用框架结构体系，这种结构体系的立面体型变换丰富多样，可以为建筑提供较大的空间，因而在工程实际中得到了广泛应用，尤其的是多高层框架结构体系。
所以这次毕业设计对于培养学生自主学习研究能力，提高其综合运用其所学知识分析问题和解决问题的能力具有重大意义，有利于学生巩固在大学中所学到的专业知识的专业基础知识，将理论与实际相结合。
从中了解建筑工程中设计、施工等多个方面的知识和技能，了解具体工程中协调合作的重要性，培养学生的基本技能和素质，养成学生善于沟通交流的团结协作精神，为今后独立从事土木工程行业打下基础。
2. 课题关键问题和重难点
1、结构布置和构件截面尺寸的选择，选择正确合适的布置方式和截面尺寸有利于设计顺利进行，若尺寸选择有误会导致之后的计算也需要进行更改；
2、Bim建模需要首先熟读本工程图纸，避免在建模过程中出现遗漏和错误；
3、运用PKPM结构计算软件进行框架结构计算需要熟练的运用PKPM结构计算软件，进行建模，内力分析，位移计算，荷载效应组合和配筋设计等多方面的运用；
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着生活水平提高和经济快速发展，人们对于建筑物有了更多个性化的需求，建筑不仅需要具有安全性，而且还需要具备更多的其他使用功能。由于框架结构通常情况是作为承重结构来进行使用的，其纵横向荷载是由梁、柱共同承受的，且具有材料用量小、重量轻、空间布置更加灵活的优点，因此可以更好地满足人们多样化、个性化的对建筑物的需求。框架结构主要用于有抗震设防的多层建筑和不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中，而对于框架结构设计，主要有几点要求：1、设定合理的建筑结构刚度；2、设定合理的建筑结构刚度；3、依照建筑现场实际状况确定建筑基本架构；4、对图纸设计进行规范；5、增强设计人员专业能力以及设计方案的合理性。对于建筑框架结构设计中存在的问题和要点主要是，第一，计算机模型问题，如基础宽度不够，条形基础宽度在计算时未进行全方面的考虑从而会影响结构的稳定性，其次分析软件也存在问题，当前市场上很多软件能够对梁柱的受力进行计算，但是，梁在相交时其不存在主次之分。导致结构实际受力和计算模型存在较大差异，还有绘图问题，设计人员在绘制平面施工图时，将配筋简图作为设计的依据，没有查阅相关资料，从而出现加密区外箍筋抗剪强度低的问题，影响结构的安全性；第二，配筋设计问题，底层框架柱箍筋加密区范围应满足建筑抗震设计规范中规定“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的1/3，设计中应重点说明, 框架梁的纵向钢筋配筋率应满足《建筑抗震设计规范》中规定“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于 2% 时，梁箍筋最小直径的数值应比《规范》中表6.3.3 中规定的数值增大 2mm”,在设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足;第三，抗震设计问题在设计建筑框架结构时，抗震设计是十分重要的 内容，但是在实际建筑工程项目设计过程中，部分设计 人员没有足够重视对框架结构抗震设计，即使结构的稳定性和安全性满足了相关规定，一旦发生地震灾害， 就可能会造成失稳。此外，在结构设计过程中，柱截面 宽度和高度不符合抗震标准，影响了结构的延性，使得 箍筋不能发挥约束作用，从而造成纵筋向外膨胀造成扭曲。如今，我国土地资源越来越紧张，进而使高层建 筑如雨后春笋般涌现，此时为了确保高层建筑的安全 性和整体质量，对建筑框架结构抗震设计提出了较高 要求，然而部分建筑工程设计人员并未对框架结构抗震设计给予高度重视，虽然框架结构的稳定性和安全 性均满足行业规范，然而一旦出现地震灾害，将会诱发 框架结构失稳。例如，某建筑在框架结构施工过程中， 因为设计人员并未按照要求对框架结构给予综合考虑，未对抗震设计给予重视，从而导致剪力设计和柱截 面尺寸均超过了抗震标准要求，进而降低了框架结构 的约束性和延展性，一旦遇到地震灾害时，将会诱发框 架结构纵筋膨胀扭曲，不仅使柱端质量降低，而且还增加了安全隐患的发生率；第四，楼板开大洞问题，在建筑框架结构设计中，楼板开洞结构是比较常 见的结构形式，如果开洞面积超过30%楼板总面积时，则需要采取有效措施给予处理，而常见的处理方法如 下：①借助TAT软件进行处理，但是其只定义一个弹性 节点，并未对楼板刚度给予考虑；②借助 SATWE 软件 进行处理，其定义整个楼板为弹性膜。如果建筑选择 刚网架时，只能借助SATWE软件来对楼板开大洞问题进行处理。但是不管选择哪种设计方法，在对弹性膜 或弹性节点定义后，均需要用总刚计算法来计。综上所述， 目前建筑行业迅猛发展， 建筑工程质量要求不断增加， 需要契合实际情况优化结构设计。多层钢筋混凝土框架作为一种常见的工程结构，布局灵活， 结构承载力强， 因此在诸多建筑工程项目中得到了广泛应用。 为了打造符合社会所需要的工程需要， 需要优化框架结构设计， 促进建筑功能和造型多样化， 在保证工程质量的同时，创造更加可观的经济效益。同时建筑企业应将绿色发展理念合理运用到建筑结构的设计环节,不仅能从整体上提高建筑结构的节能效果,还有助于建筑企业的可持续发展。因此,在建筑结构节能设计工作中,设计人员应当积极转变设计思路,不断改进和完善建筑结构。同时,设计人员应实现多种新型技术、方法与材料的综合运用,从而进一步提升建筑工程的绿色环保性能。
[1] 康乐. 框架结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 中国建筑装饰装修, 2022-04-25 .
[2] 代立珠. 建筑结构设计中概念设计与结构分析[J]. 大众标准化, 2022-08-23 .
4. 研究方案
一、首先对建筑图进行了解，了解建筑设计师的设计意图和建筑各个部分的功能、尺寸及施工方法，建筑物作为一个多要素的集合体，在了解建筑设计图时我们需要综合考虑梁、板、柱、墙等多方面的尺寸和功能；同时还需要了解建筑场地的工程地质资料包括：场地条件、地下水情况、气候条件、抗震设防要求等条件为结构布置做好充分考虑；
二、对结构进行布置，要使结构平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性，尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格简化设计及施工。还需要经过荷载计算来论证原有结构布置的合理性、安全性和经济性，同时在PKPM、Bim等软件中进行建模，确定梁板柱等构件的截面尺寸和楼板的厚度，再软件中进行论证、调整和修改，为后期的电算打好基础；
三、完成电算建模后，在电算建模的基础上对结构整体进行计算，包括：（a）竖向荷载作用下的内力分析；水平荷载(地震作用或风荷载)作用下的内力分析；（b）水平荷载作用下的顶点侧移及层间位移验算；（c）荷载效应组合及配筋设计，并在完成电算建模计算后通过手算一榀框架在竖向荷载和水平荷载作用下的内力来检验电算结果的正确性；
5. 工作计划
第一周：查阅相关文献和书籍了解毕业设计的有关要求，完成英文文献的翻译和修改，熟悉任务书，同时完成开题报告，熟悉任务书中的相关要求和建筑图，思考初步结构设计方案；
第二周：进行结构布置，通过手算和电算，计算荷载，同时进行检查和校验避免计算出现错误。完成电算建模，回顾电算建模相关知识；
第三周：完成电算建模，对结构进行整体计算，同时进行检查和校验避免计算出现错误；
