【正文】 e. 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 3 0 文獻綜述 高層建筑的 定義 高層建筑是指超過一定層數(shù)或高度的建筑。結(jié)構(gòu)設計使用 PKPM 軟件，結(jié)構(gòu)計算采用電算和手工計算相結(jié)合。首先進行手工計算，完成荷載計算；然后對建筑的梁、柱和樓板進行電算，完成樓板配筋，梁板施工圖。評判高層建筑的方法，理論上應按房屋的受力特性來劃分，即按水平作用對建筑的影響程度來劃分。到 1994 年末，據(jù)不完全統(tǒng)計全國已 經(jīng)建成高度在 100m 以上的建筑 152 棟。在抗震設計中，應保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小，因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。 高層建筑結(jié)構(gòu)設計的特點 高層建筑結(jié)構(gòu)設計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。隨著建筑高度的增加， 水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度 H 的 4 次方成正比（△＝ qH4/8EI）。 地震效 應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的， 盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。 （ 5） 仔細編寫設計說明書，計算書，并繪制相應的工程設計圖。 （ 3） 層 高： 首層和二、三層 為 ,標準層為 。 框架可以采用等跨或不等跨的，也可以是層高相同或不完全相同的。在考慮滿足使用功能要求外，還要考慮人們對建筑物在美觀方面的要求，以及建筑物所賦予人們在精神上的感受。首先應該具體設計樓梯、走廊等通行疏散部分的要求寬度，具體確定門廳、過廳等場所人們通行和停留所必需的面積，然后結(jié)合 平面布局綜合考慮交通聯(lián)系部分在建筑平面中的位置以及空間組合等 問題。通常因室內(nèi)外地 面的高差要在建筑物的入口處設置踏步段，稱臺階。房間中窗的大小和位置設計，主 要根據(jù)室內(nèi)采光、通風等要求來考慮。它和房屋的使用、造價和節(jié)約用地有著密切關系，也反映了建筑標準的一個方面。本方案中住宅部分的層高為 米，商業(yè)部分使用人數(shù)多，定為 米 。（詳見下圖） 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 14 圖 25 11 剖平面圖 11 Cutting plan 立面設計 建筑立面表示的是建筑外表面的 形象。 立面設計 和平、剖面的設計一樣，并不僅僅是美觀問題，它也 有 必須解決使用要求、結(jié)構(gòu)構(gòu)造功能和技術方面等問題。（詳見附圖） 圖 26 正立面圖 Front elevation 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 16 圖 27 背立面圖 圖 Back elevation 圖 28 左 立面圖 Left elevation 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 17 屋面工程 （ 1）屋面防水等級為二級。 （ 3） 鋁 合金雙層推拉窗采用 70 系列，外層藍色鍍膜玻璃，內(nèi)層為白玻璃。本次設計的散水 做法： 100mm 厚碎石墊層 700 寬；70mm 厚混凝土 600mm 寬，振搗提漿面撒 1:1 水泥干砂子壓光橫坡 5%根部轉(zhuǎn)角及沿長 度每隔18米留 20mm 寬縫，瀝青砂漿嵌縫 。 基礎埋置深度的選擇應考慮：基礎設計過程中必須保證建筑物基礎安全穩(wěn)定及耐久性，從經(jīng)濟和施工角度分析，基礎的埋深，在滿足要求的情況下越淺越好。 門： ?=㎡ 。 本工程為了方便框架柱編號及截面尺寸同時 簡化施工， 全部取用 b h=600mm 600mm， 從底層到頂層不作改變 。 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 21 圖 31 底層結(jié)構(gòu)平面布置圖 The underlying structure floorplan 圖 32 標準層結(jié)構(gòu)平面布置圖 Standard structure layout plan 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 22 4 參數(shù)信息輸入 PMCAD 荷載輸入 框架計算簡圖 在框架結(jié)構(gòu)中，框 架柱嵌固與基礎頂面，框架梁與柱剛接，由于各層柱的截面保持不變，故梁跨等于柱子截面形心軸線之間的距離。 結(jié)構(gòu)選型 ：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系 。由于各結(jié)構(gòu)物荷載大小和性質(zhì)不同，所以不同結(jié)構(gòu)對地基的要求也不同，會影響基礎埋置深度的選擇。地基是建筑工程中承受建筑物上部荷載的土層。防止女兒墻滲水的辦法主要是在女兒墻的墻身中鋪設油氈防水層，或是防水層鋪過女兒墻。 （ 3）檢查屋面留洞孔位置，須經(jīng)核實后再做防水材料，避免做防水材料后再鑿洞。 建筑 立面設計中門窗的開啟和排列的方式，墻面上 各種構(gòu)件的劃分和安排，主要是以使用功能、構(gòu)件材料和結(jié)構(gòu)布置為前提來設計。立面設計的優(yōu)化設計 可以起到改善環(huán) 境、保護結(jié)構(gòu)和美化建筑物的作用。窗臺的高度均 采用 900 毫米。 首先應該確定室內(nèi)的凈高。根據(jù)《高層建筑規(guī)范》高層建筑宜采用推拉窗，結(jié)合本設計的窗的使用功能，造價等綜合因素考慮，本設計采用塑鋼推拉窗。 根據(jù) 《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的 規(guī)定 要求 ， 本工程 采用平行雙跑樓梯。疏散出入安全也是門廳設計的重要內(nèi)容之一， 對外出入口的總寬度 要求 ，應不小于通向該門廳的樓梯、過道寬度 的總和。 2． 房間設計：房間環(huán)境要求舒適安靜，并且房間要有較好的朝向；房間平面形狀和尺寸的設計主要是從房間內(nèi)部的使用要求 和技術經(jīng)濟條件綜合確定，室內(nèi)空間處理也要注重 美觀大方的要求，建筑物周圍環(huán)境和基地大小等總體要求對房間平面設計的影響也很大 。由于建筑平面通常能比較集中地反映建筑功能 ，因此建筑設計一般從平面設計著手。 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 9 2 建筑設計部分 方案選擇 本方案綜合考慮 建筑和結(jié)構(gòu) 設計要求 ，根據(jù)設計的 各項條件， 對多種結(jié)構(gòu)體系進行比較，最終選用框架結(jié)構(gòu)。 第二層：硬塑粘土厚 fk =250Kpa 。 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 8 1 設計基本資料 工程概況 重慶新華書店集團擬在市區(qū)內(nèi)建一書城大廈，該工程為一棟綜合性建筑，兼有圖書商業(yè)銷售、辦公、職工住宅等幾項功能，總建筑面積約 10732 平方米。 軸向變形不容忽視 采用框架體系和框架 —— 剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。 （ 2） 使居住人員感到不適或驚慌。 主要有：根據(jù)建筑使用功能、房屋高度、地理環(huán)境、施工技術條件和材料供貨情況、有無地震設防選擇結(jié)構(gòu)方案；豎向荷載、風荷載及地震作用的傳遞途徑及對不同結(jié)構(gòu)體系的受力特點；結(jié)構(gòu)破 壞的機制和過程，結(jié)構(gòu)要加強的關鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)；建筑結(jié)構(gòu)的整體性，承載力和剛度在平面內(nèi)及沿高度均勻分布，避免突變和應力集中；預估和控制各類結(jié)構(gòu)及構(gòu)件塑性鉸可能出現(xiàn)的部位和范圍；抗震房屋應設計成具有高延性的耗能機構(gòu)，并具有多道防線；地基變形對上部結(jié)構(gòu)的影響，地基基礎與上部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的可能性；結(jié)構(gòu)材料的特性及其與溫度變化的影響；非結(jié)構(gòu)性部位對主體結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生的有利和不利影響，要協(xié)調(diào)布置，并保證與主體結(jié)構(gòu)連接可靠。 （ 3）成束筒結(jié)構(gòu)。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構(gòu)件。其結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。從結(jié)構(gòu)類型分析，筒體和框架 — 簡體有 72 棟為數(shù)最多；其次為框架 — 剪力墻 35 棟。 在新《高規(guī)》即《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》（ JGJ3－ 20xx）里規(guī)定： 10 層及 10層以上或高度超過 28m 的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱為高層建筑結(jié)構(gòu)。完成了平臺板，梯段板，平臺梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋 計算及施工圖繪制。書城大廈設計分為建筑設計和結(jié)構(gòu)設計兩部分。 關鍵字： 高層框架結(jié)構(gòu) ，建筑，結(jié)構(gòu)，計算軟件。 1977 年廣州白云賓館的建造，使我國高層建筑的高度突破了 100m。也就是說，鋼 鋼筋砼混合結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)及砼結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點，適合目前我國經(jīng)濟與技術發(fā)展的水平，在我國高層建筑結(jié)構(gòu)中的應用日益增多，并逐漸成為當今我國高樓建設中的主導結(jié)構(gòu)類型，已建成和正在籌建中的高度超過 150m的高樓近 20 棟。由梁、柱、基礎構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。 剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特點類似框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。巨型結(jié)構(gòu)是由若干個巨柱以及巨梁組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結(jié)構(gòu)，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結(jié)構(gòu)上去。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。 抗震設計要求更高 有抗震設防的高層建筑結(jié)構(gòu)設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 7 使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、中震可修、大震不倒?？紤]地基影響后建筑物的結(jié)構(gòu)自振周期增大，頂點位移增大，隨基礎埋置深度的增加，阻尼增大，底部剪力剪小，而且土質(zhì)越軟，埋置深度越深，底部剪力減小越多。 （ 2） 掌握建筑與結(jié)構(gòu)設計全部過程、方法和步驟；熟悉相關的設計規(guī)范和規(guī)定。場地土類別：Ⅱ； （ 3）建筑物類型：丙類 ； （ 4）主導風向：冬季主導風向：西北；夏季主導風向：東南； （ 5） 基本風壓（地面粗糙度 C）、雪壓、樓面活載、屋面活載（上人屋面）按 規(guī)范要求； 設計條件 （ 1） 建筑面積： 10000 平方米 177。這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點在于 空間分隔靈活，自重輕 ,建筑平面 布置靈活，能獲得較大的使用空間，建筑立面容易處理，可以適應不同 房屋造型 的要求 。商業(yè)部分應滿足書城的使用 功能要求，住宅部分應注意居民的生活起居要求。 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 10 3． 公共房間： 人流比較集中，進出頻繁高，因此室內(nèi)人們活動和通行面積的組織比較重 要，尤其是人流的疏散問題尤為突出。 5． 樓梯的布置：樓梯是建筑物中的重要組成部分，其主要功能是通行和疏散。 6． 門窗的布置：門窗的大小和數(shù)量，以及它們的位置和開啟方式，對房間的平面使用效果有很重要的影響。（詳見以下平面圖） 圖 21 首層平面圖 First floor plan 圖 22 二 層平面圖 Second floor plan 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 12 圖 23 三 層平面圖 Third floor plan 圖 24 標準層平面圖 Standard floor plan 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 13 剖面設計 建筑剖面是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的組合關系。其次確定房屋 的 層高。本建筑設計底層室內(nèi)相對標高177。立面設計 的主要任務是：合理地確定立面中各組成部分和構(gòu)件的比例和尺度，運用節(jié)奏韻律、虛實對比等建筑規(guī)律，設計出體型完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面。 立面設計最 主要 的 任務 是設計出體形完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面 。 （ 2） 其它地面做法： 10 厚 1: 水泥磨石面層，素水泥漿一道； 20 厚 1： 3 水泥砂漿找平層干后臥玻璃條分格 ；混凝土樓板 。 散水設計 建筑物的外墻做散水，主要目的是為了迅速排除靠墻體的地面水并防止地面水沿墻腳向下滲透，以減少墻腳基礎受水侵蝕的可能性。本設計基礎的安全等級為二級，對應于破壞后產(chǎn)生嚴重的后果，建筑類型為一般工業(yè)與民用建筑。 鋼筋：梁柱縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋 HRB335 其余采用熱軋鋼筋 HPB235。 ：采用鋼筋混凝土板式樓梯