一、设计依据及研究意义：
依据：
所学教材：房屋建筑学，建筑制图，混凝土结构，材料力学，结构力学，施工技术与组织管理，土力学，基础工程，建筑抗震设计等;
图集：建筑制图标准，中南地区标准图集等;
国家现行有关规范和标准：混凝土结构设计规范，建筑结构何在规范，高层建筑混凝土结构技术规程，建筑抗震设计规范，建筑制图标准等，建筑防火设计，建筑防火规范，建筑工程标准荷载学;
其他：多高层框架结构，高等学校建筑工程专业毕业设计指导等。
意义：对于框架结构，在结构建筑特点方面：它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框，加上楼板、填充墙、屋盖组成的结构形式，楼板和横梁连在一起，横梁和柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯(全)框架结构。框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因房屋布局和空间使用要求等原因，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙，仅起围护和分隔作用，所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理十分灵活，应用范围很广，因此能为建筑提供灵活的使用空间。
在结构受力性能方面：框架结构构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，所以框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的`结构设计可以具有较好的延性性能。
二、设计主要研究内容、预期目标、完成期限和预期进度
主要研究内容：
设计构思：在体系选择方面
1、架结构的柱与梁宜上下左右贯通，不宜采用复式框架;以及砖混框―剪结构。
2、填充墙的布置方面：宜采用轻质材料，且应避免形成上、下层刚度变化过大;避免形成短柱;减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。
其次，在建筑设计方面：
1、要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计;
2、然后对局部进行设计，如楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置，消防要求等进行设计。各部分都要按照规范要求进行设计。
3、最后要明确框架结构的抗震级数，采用规则结构以利于房屋抗震，按照“三统一”的原则，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。
预期目标：
三个月的工作时间，完成综合教学楼的建筑设计，结构设计和施工组织设计，建筑方案力求新颖，适用，美观，结构设计力求概念清楚，计算方法和结果准确合理，最终形成设计计算书和建筑，结构施工图等设计成果。
完成期限和预期进度：
1―――3周：完成开题报告，建筑设计，并绘制出建筑施工图;
4―――8周;完成结构设计，绘制结构施工图以及结构计算过程;
9―――10周完成施工组织设计，整理设计资料，打印计算书和图纸，准备答辩。
三、设计的研究重点及难点
设计重点为框架结构内力计算和框架梁，柱构件设计。框架结构内力计算方法为：竖向荷载作用下框架结构内力计算拟采用弯矩二次分配法：水平荷载作用下框架结构内力计算拟采用D值法。手算结果与电算结果的差别及原因分析。
设计难点为框架结构的抗震设计和承载力及变形计算。内力组合，框架梁，剪力墙，柱的设计计算等。选择符合建筑设计原则(功能、美观、经济)的结构形式和构件布置，结构设计中的基本概念。
四、设计研究的方法及步骤：
毕业实习调查
资料收集和文献查阅
建筑方案设计
结构选型
结构平面布置，绘制草图
荷载统计
手工框架设计
电算结构设计，施工图设计
施工组织设计
整理设计计算书，打印图纸和计算书，指导老师审批签字。
五、进行设计所需要的条件：
1、所学课程的熟练掌握。
2、查阅图书馆的相关书籍与文献。
3、个人勤奋努力、不懂就问、敢于挑战的精神。
4、指导老师的谆谆教导。
5、组员之间的相互交流与学习。
6、舒适安静的设计环境。
未来学生公寓在规划设计上要特别注重它的整体性，通过对当代大学生性格特征和住居行为的深入分析，指出现阶段学生公寓对于学生居住需求的不适应的一些问题[2]，将学习、休息、进餐、娱乐、运动相互关联又相对独立的功能通过现代感很强的构图有机的组织成为一个整体，避免了各单栋建筑间孤立的.感觉，营造了一个功能合理简洁大气的建筑群落。围合其中的各个主题广场，既能满足大量人流的集散要求，又为师生提供了一个很好的交流场所，具有浓郁的文化气息，成为校园视学与活动的焦点。为了既满足上述采光通风的要求又保证结构的可靠性，多选用了框架结构[3]。
1、课题名称：钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发
2、项目研究背景：
所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设計，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用（或称荷载）的平面或空间体系。
编写算例使用_最新出台的《混凝土结构设計规范》GB50010—2002，该规范与原混凝土结构设計规范GBJ10—89相比，新增内容约占15%，有重大修订的内容约占35%，保持和基本保持原规范内容的部分约占50%，规范全面总结了原规范发布实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。
3、项目研究意义：
建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构計算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且計算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设計的复杂性，許多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要計算机程序的辅助设計。这样，结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设計是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构計算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设計工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设計出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，
4、文献研究概况
在不同类型的结构设計中有些内容是一样的，做框架结构设計时关键是要减少漏项、减少差错，計算机也是如此的。
建筑结构设計統一标准（GBJ68—84） 该标准是为了合理地統一各类材料的建筑结构设計的基本原则，是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设計规范以及地基基础和建筑抗震等设計规范应遵守的准则，这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设計规范时，可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物（包括一般构筑物）的整个结构，以及组成结构的构件和基础；适用于结构的使用阶段，以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设計理论，采用以概率理论为基础的极限状态设計方法分析确定，即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量，使设計的概念和方法都建立在統計数学的基础上，并以主要根据統計分析确定的失效概率来度量结构的可靠性，属于“概率设計法”，这是设計思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设計方法发展的总趋势，而我国在设計规范（或标准）中采用概率极限状态设計法是迄今为止采用最广泛的国家。
结构的作用效应 常见的作用效应有：
1、内力。
轴向力，即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力；
剪力，即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力；
弯矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩；
扭矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。
2、应力。如正应力、剪应力、主应力等。
3、位移。作用引起的结构或构件中某点位变（线位移）或某线段方向的改变（角位移）。
4、挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。
5、变形。作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。变形分为弹性变形和塑性变形。
6、应变：如线应变、剪应变和主应变等。
极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设計规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类：
1、承载能力极限状态。结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态：
（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；
（2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载；
（3）结构转变为机动体系；
（4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）。
2、正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允許的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：
（1）影响正常使用或外观的变形；
（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；
（3）影响正常使用的振动；
（4）影响正常使用的其它特定状态。
结构设計的基本任务，是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的，人们采用过多种设計方法。以现代观点看，可划分为定值设計法和概率设計法两大类。
1、定值设計法。将影响结构可靠度的主要因素（如荷载、材料强度、几何参数、計算公式精度等）看作非随机变量，而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设計方法，即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应S（内力、变形、裂缝宽度等）不应大于结构抗力R（强度、刚度、抗裂度等），即S≤R。在20世纪70年代中期前，我国和国外主要都采用这种方法。
2、概率设計法：将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量，而且采用以統計为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设計方法，即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设計结构，也就是出现结构荷载效应3大于结构抗力R（S>R）的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的，至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期，结构设計方法开始由定值法向概率法过渡。
面向对象编程
使创建Windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程，或OOP。这种技术可以创建可重用组建，它是程序的组成模块。
几个定义
控件 提供程序可见界面的`可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。
事件 由用户或操作系統引发的动作。事件的示例有击键、单击鼠标、一段时间的限制，或从端口接收数据。
方法 嵌入在对象定义中的程序代码，它定义对象怎样处理信息并响应某事件。例如，数据库对象有打开纪录集并从一个记录移动到另一个记录的方法。
对象 程序的基本元素，它含有定义其特征的属性，定义其任务和识别它可以响应的事件的方法。控件和窗体是Visual Basic中所有对象的示例。
过程 为完成任务而编写的代码段。过程通常用于响应特定的事件。
属性 对象的特征，如位置、尺寸、颜色或文本。属性决定对象的外观，有时也决定对象的行为。属性也用于为对象提供数据和从对象取回信息。
5、设計主要内容
本软件适用于现浇钢筋混凝土多层、多跨的框架的设計。毕业设計要完成的工作包括：
1、平面钢架分析程序的改造
对结构力学教研室版平面钢架分析程序进行修改和补充。要求：
（1） 编写自动生成节点坐标和单元节点编号的程序，或以图形方式输入計算简图。
（2） 修改程序，使之适合多工况内力計算；
（3） 根据输入、输出数据的特点，设計适当的人机界面。输出应可选的显示各构件端力和内力图。
2、编写钢筋混凝土多层多跨框架机构的构件设計程序
（1） 根据有关的规范，应明确計算的各种荷载（恒载、楼屋面活载、风荷载和地震作用等）的計算方法，在次基础上编写自动生成各种荷载作用下的结点荷载和单元荷载的程序。
地震作用按底部剪力法确定。自振周期用经验公式确定。
（2） 計算各种荷载单独作用时框架各杆件的内力。計算结构存放在各自的杆端力（随机）文件中。
对竖向荷载下的梁端弯距进行塑性调幅。
（3） 在（2）中产生的杆端力文件基础上，分别計算各种可能的荷载组合下，梁、柱控制截面的内力。計算结果存放在适当的文件中。
（4） 从（3）生成的文件中选出最不利组合，同时给出截面配筋。
梁、柱截面配筋的确定应考虑抗震设計的要求。
（5） 部分编程较熟练的同学可根据計算结果和构造规定，用Auto—CAD VBA 绘制梁、柱配筋图。
5、成果形式
本毕业设計的成果应包括：
1、可运行的、并能给出正确計算结果的源程序
在存放源程序的软盘中，应至少有一个算例的数据文件，可在基本不需另外键入数据的前提下，显示正确地运行结果。
2、软件使用手册
这是为用户准备的关于软件使用方法、操作步骤和其他必要的文字材料。
3、软件说明书
文献综述
建筑是人类最早的生产活动之一，是在一定的历史条件下，随着社会生产力发展而形成发展的。由于经济的发展、土地的减少，现代建筑趋向于多高层建筑，而砌体结构存在自重大、砌筑工作相当繁重、抗拉抗弯性能低、粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产等缺点，现代建筑多采用框架结构、框剪结构、框筒结构等结构体系。而框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。框架结构有钢筋混凝土框架和钢框架，而钢筋混凝土框架在教育建筑中较为常用。随着建筑行业迅速发展，我国混凝土行业已与世界混凝土技术进程同步。从干性混凝土到大流动性混凝土，再到混凝土建筑砌块。高强混凝土，混凝土外加剂发展，各种性能更优混凝土，绿色混凝土发展，混凝土行业前景一片光明。混凝土的各种优越性已充分体现。框架结构内部可用轻型材料分隔，许多轻型、隔热、隔音材料不断出现，绿色建材不断涌现。
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成。按施工方法的不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。
在竖向荷载和水平荷载作用下，框架结构各构件将产生内力和变形。水平荷载作用下框架结构的侧移限值通常控制梁、柱截面尺寸。框架结构的侧移一般由两部分组成：由水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形；由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向框架结构的变形，形成框架结构的整体弯曲变形。当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。
我的毕业设计是做框架结构，需要对该结构具有较为深入的了解。该办公楼的建筑要求设计4200平米左右，四层。建筑设计要求建筑物功能分区合理，房间布置适宜，满足各项使用功能要求；结构设计要求结构布置合理，构件设计安全经济合理。
一、框架结构体系的特点：
1、结构自重较轻。
2、建筑立面容易处理。
3、计算理论比较成熟。
4、设计时要控制高宽比。
5、建筑平面布置灵活，能获得较大空间空间，也可按需要做成小房间。
6、整体侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有时候影响正常使用。
二、框架结构体系选择的因素及适用范围：
1、考虑建筑功能的要求。例如多层建筑空间大、平面布置灵活时。
2、考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素。
3、非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用多层及小高层建筑。
4、框架结构体系是介于砌体结构与框架—剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则。
5、框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。在7度设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过7层，总高度不宜超过28米。在8度设防区，层数不宜超过5层，总高度不宜超过20米。超过以上数据时虽然计算指标均满足规范要求，但是不经济。
三、框架结构结构布置原则：
1、结构平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分均匀对称，减少结构产生扭转的可能性。
2、控制结构高宽比，以减少水平荷载下的侧移。
3、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。
4、厂房的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当厂房长度超过规定值时，可设伸缩缝将厂房分成若干温度区段。
四、框架结构的承重方案：根据承重框架布置方向的不同，框架承重体系可分为：
1、横向框架承重方案：在横向上布置主梁，在纵向上设置联系梁。楼板支撑在横向框架上，楼面竖向荷载传给横向框架主梁。由于横向框架跨数较少，主梁沿框架横向布置有利于增加房屋横向抗侧移刚度。由于竖向荷载主要通过横梁传递，所以纵向联系梁往往截面尺寸较大，对于给定的净空要求使结构层高增加。
2、纵向框架承重方案：在纵向上布置框架主梁，在横向上布置联系梁。楼面的竖向荷载主要沿纵向传递。由于联系梁截面尺寸较小，这样对于大空间房屋，净空较大，房屋布置灵活。不利的一面是进深尺寸受到板长度的限制，同时房屋的横向刚度较小。
3、纵横向框架混合承重方案：框架在纵横两个方向上均布置主梁。楼板的竖向荷载沿两个方向传递。柱网较小的现浇楼盖，楼板可以不设井字梁直接支撑在框架主梁上。由于这种方案沿两个方向传力，因此各杆件受力较均匀，整体性也较好，通常按空间框架体系来进行内力分析。
五、变形缝的设置。在框架结构总体布置中，考虑到沉降、温度变化和体型复杂对结构的不利影响，可用沉降缝、伸缩缝和防震缝将结构分成若干独立的部分。框架结构设缝后，给建筑、结构和设备的设计和施工带来一定的困难，基础防水也不容易处理、因此，目前的总趋势是避免设缝，并从整体布置或构造上采取相应的措施来减小沉降、复杂温度变化或体型复杂造成的不利影响。当必须设缝时，应将框架结构划分为独立的结构单元。
该毕业设计是综合应用我们四年来所学基础知识、专业知识和技术知识来解决具体的土木工程问题，使我能够在指导老师的指导下，比较独立地完成办公楼的设计，可以熟悉相关的设计规范、手册、标准图集，掌握AutoCAD、Office、PKPM等办公软件技术，为我以后工作打下坚实的基础。
六、参考文献：
[1]梁兴文史庆轩主编《土木工程专业毕业设计指导》科学出版社出版
[2]国家基本建设委员会建筑科学院主编《建筑设计资料集》（1～10）中国建筑工业出版社1994年
[3]《现行建筑设计规范大全》中国建筑工业出版社出版发行2002年
[4]黎志伟编著《办公空间设计与实物》广东科技出版社
[5]周果行编著《房屋结构毕业设计指南》中国工业出版社2004年
[6]混凝土结构设计规范（GB50010－2002）
[7]武勇刘丽主编《办公建筑》中国建筑工业出版社2005年
[8]许安之艾志刚主编《高层办公综合建筑设计》中国建筑工业出版社1977年
[9]张颐译《办公空间设计秘诀》中国建筑工业出版社
[10]张述勇《工业与民用建筑专业毕业设计知道》地震出版社
[11]郑凌编著《高层写字楼建筑策划》机械工业出版社
[12]《基础工程》高等教育出版社2003年
[13]《房屋建筑学》武汉工业大学出版社2000年
[14]《混凝土结构设计原理与计算》中国建筑工业出版社2002年
[15]《屋面建筑构造》江苏省建筑配件标准图集苏J9503
2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）
框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。在计算机未普及的时候，当层数和结构跨数较多时，一般采用分层分析法、反弯点法、D值法等近似的分析方法；在现在，框架结构分析时更多的是根据结构力学位移法的基本原理编制电算程序，由计算机直接求出结构的变形、内力，以至各截面的配筋。由于目前计算机内存和运算速度已经满足结构计算的需要，因此在电算程序中一般是按空间结构进行分析。
但是在初步设计阶段，为确定结构布置方案或估算构件截面尺寸，还是需要采用一些简单的近似计算方法，以求既快由省地解决问题。另外，近似的手算方法虽然计算精度较差，但概念明确，能够直观地反映结构地受力特点，因此，工程设计也常利用手算的结果来定性地校核判断电算结果地合理性。
结构设计首先要进行平面布置及荷载计算，然后对基础、框架结构、楼梯等进行设计，使之满足结构规范、抗震规范、办公楼建筑设计规范等相关规范，利用PKPM和手算相结合，最后用计算机绘制出图纸。
做为一个土木工程的本科毕业生，毕业设计是考验一个学生在大学四年所学的知识。在做毕业设计时能把以前所学的知识系统地联系起来，以前零碎地，，不太注意的知识点多会加深记忆。所以毕业设计是对一个学生来所是很重要的，要提高重视。
本毕业设计课题工作进度计划：
2007年1月18日～2月25日———熟悉毕业设计课题、收集相关资料；
2007年2月26日～3月9日———毕业实习；
2007年3月12日～3月16日———开题报告；
2007年3月19日～4月6日———确定建筑方案，建筑施工图设计
2007年4月9日～5月11日———结构计算（手算）；
2007年5月14日～5月25日———结构计算（电算）、出完整的施工图；
2007年5月28日～6月1日———资料整理、装订。
