【文章內(nèi)容簡介】 彎曲為主，上部以剪切為主的彎剪型變形。為使框架和剪力墻兩部分能很好地協(xié)同工作，各自發(fā)揮自己的特征和作用，剛度特征值以 ~ 為宜，基底剪力約為（ ~） G（ G 為建筑物的總重量）為宜。經(jīng)過計算，本設(shè)計中結(jié)構(gòu)的剛度特征值為 ，基底剪力約為建筑物總重量的 ，因而是合理的。 六、 結(jié)構(gòu)計算分析論證。 本設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計，考慮其特殊要求，以手算為主，電算為輔，本文主要介紹手算簡化近似方法。下面就所采用方法的原理、基本 假定和適用范圍等進行大概的分析，其具體的計算方法和步驟詳見計算書。 本框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)為剛接體系，其計算簡圖如下圖所示。在進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力及位移計算前，先作如下基本假定： 樓板在片面內(nèi)剛度無限大，片面外剛度為零。 結(jié)構(gòu)在水平力作用下不計扭轉(zhuǎn)，即外力合力作用線通過結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度中心。 框架和簡力墻沿高度方向無變化，即它們的剛度特征值為常數(shù)。 總剪力墻 總連梁 總框架框架剪力 墻協(xié)同工作計算簡圖 5 在計算框架部分時，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下材料均處于線彈性階段這一基本假定，框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載共同作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和位移，可 化為豎向荷載和水平荷載分別作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和位移的疊加。本結(jié)構(gòu)為強柱弱梁型的對稱框架結(jié)構(gòu)，且質(zhì)量、剛度和荷載沿高度分布比較均勻，因此在豎向荷載作用下的近似計算采用分層法較合適，可以使誤差較小，精度較高。其基本假定為： 梁上荷載僅在該梁上及與其相連的上下層柱上產(chǎn)生內(nèi)力，在其它層梁和柱上產(chǎn)生的內(nèi)力忽略不計；豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平位移可忽略不計。在水平荷載作用下，近似計算采用 D 值法，因為它適用于框架層數(shù)較多，柱軸力較大的框架。其基本假定為： 水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)同層各結(jié)點轉(zhuǎn)角相等； 梁、柱 軸向變形均忽略不計。 在計算剪力墻部分時，剪力墻的內(nèi)力和位移計算可簡化為豎向荷載作用下的內(nèi)力計算以及水平荷載作用下平面剪力墻的計算。其基本假定為：豎向荷載在縱橫向剪力墻平均按 45176。剛性角傳力。 每片墻體結(jié)構(gòu)僅在其自身平面內(nèi)提供抗側(cè)剛度，在平面外的剛度可忽略不計。 平面樓蓋在其自身平面內(nèi)剛度無限大。 剪力墻結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下構(gòu)件材料均處于線彈性階段。 框架與剪力墻協(xié)同工作時的計算，應(yīng)將所有剪力墻合并成總剪力墻，所有框架合并成總框架，將聯(lián)系框架和剪力墻間的連桿切開后用力法求解，從而求得連桿的未知力。 根據(jù)總剪力墻和總框架的剛度求得各自的水平荷載后，再根據(jù)各片剪力墻的等效抗彎剛度進行內(nèi)力分配和根據(jù)框架柱的水平剛度 D 進行柱水平剪力分配。 在進行荷載效應(yīng)組合時，有以下兩種情況： 無地震作用效應(yīng)組合時，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值為 S=γ GSGk+ψ Qγ QSQk+ψ Wγ WSWk；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力為 R≥γ 0S。 有地震作用效應(yīng)組合時，荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計值為 S=γ GSGE+γ Eh SEhk+γ Ev SEvk+ψ Wγ WSWk；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力為 R≥ γ RES。由于需要進行抗震設(shè)計，所以應(yīng)同時按上述兩種情況分別進行計算，然后取較大值作為構(gòu)件的承載力，用于構(gòu)件的截面和配筋設(shè)計。 通過以上的分析論證，可以知道本結(jié)構(gòu)設(shè)計雖然有少部分設(shè)計沒有符合建筑和結(jié)構(gòu)規(guī)范中“宜”滿足的要求，但全部都符合“應(yīng)”滿足的要求及強制性要求，因而結(jié)構(gòu)方案是合理的、可行的。 桂 林 工 學(xué) 院 GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科畢業(yè)設(shè)計 開 題 報 告 系 （院）：土木工程 專業(yè)方向： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 1 開題報告 設(shè)計題目： 鋼筋混凝 土框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)的南方綜合辦公樓建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計 在畢業(yè)設(shè)計中，根據(jù)自己的需要，我選的設(shè)計小組是框架 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計小組。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書和指導(dǎo)書的要求，在金凌志老師、田愛菊和常婷兩位研究生的指導(dǎo)和幫助下，結(jié)合自身的實際情況，我在開始設(shè)計前做了以下開題報告。 一、畢業(yè)設(shè)計的目的 畢業(yè)設(shè)計是土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃中最后一個主要教學(xué)環(huán)節(jié)，是總結(jié)我們學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)成果，是學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和基本技能進行建筑、結(jié)構(gòu)、施工設(shè)計的重要實踐過程。通過畢業(yè)設(shè)計的實踐，培養(yǎng)、提高我們綜合應(yīng)用所學(xué)知 識和相應(yīng)技能解決具體的土木工程設(shè)計問題所需的綜合能力和創(chuàng)新能力。 二、畢業(yè)設(shè)計的要求 畢業(yè)設(shè)計要求通過實踐工程的建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步掌握其設(shè)計原則、方法和步驟，并獲得設(shè)計技能的基本訓(xùn)練，并且 在滿足使用要求的前提下，綜合考慮安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、施工方便以及工程所在地區(qū)當(dāng)前可能條件等因素。結(jié)構(gòu)布置要求荷載傳遞直接、受力明確，并按強度和剛度要求初步確定構(gòu)件的截面尺寸，構(gòu)件類型和尺寸規(guī)格盡可能少。在結(jié)構(gòu)布置過程中，還需考慮整個建筑物的平面和豎向剛度及整體性，盡量減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，在結(jié)構(gòu)布置的基礎(chǔ)上深入考慮在 豎向荷載和水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)體系之間協(xié)同工作的程度，合理的確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的計算簡圖。 通過必要的計算和結(jié)構(gòu)處理，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連結(jié)的節(jié)點滿足強度、剛度和抗裂度的要求，最終把結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件設(shè)計準(zhǔn)確地反映到施工圖上。 三、畢業(yè)設(shè)計的任務(wù) 本設(shè)計遵循先建筑、后結(jié)構(gòu)、再基礎(chǔ)的設(shè)計過程， 要求完成該樓的 2 建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （一）建筑設(shè)計： 建筑設(shè)計根據(jù)建設(shè)用地條件和建筑使用功能、周邊城市環(huán)境特點，首先設(shè)計建筑平面，包括建筑平面選擇、平面柱網(wǎng)布置、平面交通組織及平面功能設(shè)計；其次進行立面造型、剖面設(shè)計；然后考慮建筑分類 、總平面布局、火分區(qū)及安全疏散，進行防火設(shè)計；最后設(shè)計樓梯及電梯間。建筑設(shè)計圖紙要求達到初步設(shè)計要求。 （二）結(jié)構(gòu)設(shè)計： 本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是在完成建筑設(shè)計的前提下進行，結(jié)構(gòu)形式為框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)密切結(jié)合建筑設(shè)計，經(jīng)濟合理，在框架結(jié)構(gòu)體系中適當(dāng)布置鋼筋混凝土剪力墻，作為抗側(cè)力構(gòu)件與框架協(xié)同工作，使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能；結(jié)構(gòu)分析的重點在于框架和剪力墻的協(xié)同工作分析。考慮畢業(yè)設(shè)計的特殊要求，以手算為主、電算為輔。 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)在滿足使用要求的前提下，綜合考慮安全可行、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、施工方便，以及工程所 在地區(qū)等因素 ,根據(jù)建筑物的平面形狀、長度尺寸、層數(shù)及地基條件等因素，確定建筑物是否需要設(shè)置變形縫以及變形縫所在位置，根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式，進行承重結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的布置。結(jié)構(gòu)布置要求荷載傳遞直接，受力明確，并按強度要求初步確定構(gòu)件的截面尺寸，構(gòu)件類型和尺寸規(guī)格應(yīng)盡可能少。在結(jié)構(gòu)布置的過程中，還需考慮整個建筑物的平面和豎向需采用的構(gòu)造措施，以保證整個建筑物或某些薄弱部位的剛度及整體性。在結(jié)構(gòu)布置的基礎(chǔ)上，深入考慮在豎向荷載和水平荷載的作用下，結(jié)構(gòu)體系之間協(xié)同工作的程度，合理確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件節(jié)點處理，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件 及連接的節(jié)點滿足強度、剛度和抗裂度的要求，并符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范、滿足國家強制性條文，最終把結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件設(shè)計準(zhǔn)確地反映到施工圖中。 該工程采用全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系， 1～ 5 層混凝土強度等級為 C40，以上各層均為 C30。 四、結(jié)構(gòu)材料分析論證 建筑結(jié)構(gòu)材料是形成結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的特點，正確使用材料，就成為經(jīng)濟合理地選型的一個重要方面。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有造價較低、取材豐富，強度高、剛度大、耐火性和延性良好，結(jié)構(gòu)布置靈活方便，可組成多種結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點，在我國各類建筑中占主導(dǎo)地位。但其自重大，結(jié)構(gòu) 斷面大，不宜建造很高的 3 建筑。砌體結(jié)構(gòu)取材容易，造價便宜，施工方便，但其抗剪，抗拉，抗彎強度均較低，因而抗震能力較差。鋼結(jié)構(gòu)強度高，自重輕，延性及抗震性能好，施工方便。但其用鋼量大，造價高，且耐火性能較差。 該建筑層數(shù)為 8 層，且地震設(shè)計烈度為 7 度，因而不宜采用砌體結(jié)構(gòu)。防火等級為二級，要求重視防火設(shè)計，如果采用鋼結(jié)構(gòu)需額外采取防火保護措施，增加造價，因而也不宜采用鋼結(jié)構(gòu)。由于該建筑高度不大，所以采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。 五、結(jié)構(gòu)體系分析論證 框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可提供較大建筑空間，布置靈活；缺點是側(cè)向剛度較小， 抗震性能較差。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是剛度大，水平荷載下側(cè)向變形?。蝗秉c是剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活。將框架和剪力墻結(jié)合起來共同工作，組成框架 剪力墻結(jié)構(gòu)體系，既有靈活自由的使用空間，滿足不同建筑功能的要求；又具有足夠的水平剛度和良好的抗震性能，因而得到廣泛的應(yīng)用。 該工程為綜合辦公樓，建筑平面布置靈活，需要較大空間，故可考慮框架結(jié)構(gòu)或框 — 剪結(jié)構(gòu)。同時又是中高層建筑，要求有較大的剛度 ,由于框架抵抗水平荷載能力較低，抗側(cè)剛度差，側(cè)向變形大，且電梯井道一般做成鋼筋混凝土筒體墻，所以選擇框 — 剪結(jié)構(gòu)。另外，框架結(jié) 構(gòu)體系中適當(dāng)布置鋼筋混凝土剪力墻，作為抗側(cè)力構(gòu)件與框架協(xié)同工作，可使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能 框架 — 剪力墻結(jié)構(gòu)變形、受力特點為：框架和剪力墻通過樓板聯(lián)系在一起，由于樓板平面內(nèi)剛度無限大，迫使框架和剪力墻在同一樓層處具有相同的水平位移，從而出現(xiàn)在下部樓層，剪力墻拉著框架按彎曲型曲線變形，剪力墻承擔(dān)了大部分水平力；在上部樓層，框架拉剪力墻按剪切型曲線變形。 六、 設(shè)計步驟和計劃 設(shè)計步驟和進度安排表 設(shè)計步驟 所用時間 （周） 時間段（周） 設(shè)計內(nèi)容 4 一、建筑方案 4— 柱網(wǎng)布置和確 定層高 二、建筑設(shè)計 — 6 繪制各層平面圖和屋頂平面圖 繪制建筑正立面圖，背立面圖 繪制建筑剖面圖 繪制總平面圖及門窗表 三、結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件初估 7— 梁、板、柱尺寸的確定 剪力墻尺寸的確定 計算簡圖（結(jié)構(gòu)簡化為剛結(jié)體系） 四、結(jié)構(gòu)剛度計算 剪力墻剛度計算 框架抗側(cè)移剛度計算 連梁約束剛度計算 剛度特征值計算 五、荷載計算 1 8 豎向荷載 （ 1）結(jié)構(gòu)自重（恒載） （ 2）使用荷載（活載） 水平荷載 （ 1）風(fēng)荷載（不考慮） （ 2）地震作用（采用底部剪力法） 六、豎向荷載下的內(nèi)力計算 1 9 框架內(nèi)力計算（采用分層法） （ 1）框架彎矩計算 （ 2）梁剪力和柱軸力計算 剪力墻內(nèi)力計算 （ 1）連梁傳遞的荷載 （ 2）樓板傳遞的荷載 （ 3）墻自重 七、水平荷載下的內(nèi)力計算 1 10 框架 — 剪力墻協(xié)同工作計算 總剪力墻、總框架和總連梁 5 和側(cè)移計算 的內(nèi)力 連梁內(nèi)力計算 單片剪力墻內(nèi)力計算 框架內(nèi)力計算 側(cè)移計算 八、內(nèi)力組合 11～ 梁的內(nèi)力組合 柱的內(nèi)力組合 剪力墻的內(nèi)力組合 連梁的內(nèi)力組合 九、構(gòu)件和節(jié)點設(shè)計 ～ 12 框架梁截面設(shè)計 框架柱截面設(shè)計 剪力墻墻肢截面設(shè)計 連梁截面設(shè)計 十、制圖 13～ 結(jié)構(gòu)布置圖 框架、剪力墻及樓板配筋圖 樓梯、雨蓬等詳圖 十一、計算書整理和答辯準(zhǔn)備 ～ 15 七、參考文獻： 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（ GB50009— 2021）； 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ GB50010— 2021）； 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ GB50011— 2021）； 高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（ GB50045— 95）； 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（ JGJ32021， J1862021）； 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南（房屋建筑工程分冊），中國水利水電出版社， 2021 年第一版； 高層建筑結(jié)構(gòu)，呂西林主編，武漢理工大學(xué)出版社（教材） 2021年 7 月第二版； 高等學(xué)校建筑工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo) 沈蒲生、蘇三慶主編，中國建筑工業(yè)出版社； 6 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，多媒體課件，金凌志制作； 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，高等教育出版社 霍達主編 2021 年 8 月第一版； 1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，清華大學(xué)出版社 包世華、方鄂華主編，1990 年 10 月第二版； 1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（教材）； 1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計（教材）； 1房屋建筑學(xué)（教材）； 1其它參考資料。 桂 林 工 學(xué) 院 GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科畢業(yè)設(shè)計 英 文 翻 譯 系 （院）：土木工程 專業(yè)方向： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 1 Civil Engineering Civil engineering is the planning, design, construction, and management of the built environme