(土木工程专业毕业设计)钢筋混凝土框架设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流(土木工程专业毕业设计)钢筋混凝土框架设计.精品文档.钢筋混凝土框架设计剪力墙结构的南方综合办公楼建筑、结构设计桂 林 工 学 院GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计毕业实习报告系 （院）：土木工程专业方向： 班 级：学 号：姓 名：指导教师： 日 期：毕业实习总结报告我们土木工程专业工民建方向02级的同学，在2006年2月至3月进行了为期三个星期的毕业实习。毕业实习是本科全程教学计划中的一项重要组成部分，是培养我们实践能力的重要环节。在实习的过程中，我学到了许多东西，掌握了不少施工方法，开阔了视野，较好

2、地将课本上的理论知识与实践工作结合在一起，使我学会综合应用所学知识来分析和解决专业问题，提高了能力，增长了社会实践的经验，同时为毕业设计和将来的工作打下了坚实的基础。我们这一组来到桂林中厦建筑有限公司正在施工的爱琴湾住宅小区参加实习活动。我们主要在六，七号楼观看了混凝土浇筑和养护的施工过程并学习和掌握它们的施工方法和程序。在实习过程中，我发现混凝土楼板出现裂缝的现象比较常见，现根据有关资料，施工人员和技术人员的介绍和我所学到的知识，对现浇混凝土楼板裂缝的原因和对策分析报告如下，请老师审核指正。一、住宅现浇混凝土楼板裂缝的类型： 1、纵向裂缝：即沿建筑物纵向方向的裂缝，出现在板下皮居多，个别上下

3、贯通。2、横向裂缝：即在跨中1/3范围内，沿建筑物横向方向的裂缝，出现在板下皮居多，个别上下贯通。3、角部裂缝：在房间的四角出现的斜裂缝，板上皮居多。4、不规则裂缝：分布及走向均无规则的裂缝。5、楼板根部的横向裂缝：距支座在30cm内产生的裂缝，位于板上皮。6、顺着预埋电线管方向产生的裂缝。二、楼板产生裂缝的原因： 1、设计方面。1.1 设计结构时安全储备偏小,配筋不足或截面较小，使梁板成型后刚度差，整体挠度偏大，引起板四角裂缝。1.2 设计板厚不够，又不做挠度验算，整体挠度偏大，引起板四角裂缝。1.3 房屋较长时未设置伸缩缝，在薄弱环节产生收缩裂缝。（美国混凝土学会的资料认为混凝土有干缩和温

4、度变形两种，干缩变形每30.48m约收缩19mm。温度变化引起的变形为,37 的温度变化每30.48m 收缩或延长19mm 左右。国内有人认为40m 长的楼板因硬化凝固产生的纵向收缩量为820mm。）1.4 基础设计处理不当，引起不均匀沉降，使上部结构产生附加应力，导致楼板裂缝。1.5 楼板双向受力，按单向板配筋，引起裂缝。2、混凝土原因。2.1 水灰比大，水泥用量大。2.2 高效缓凝剂用量过大，在未凝固前石子下沉，产生沉缩裂缝，常发生在梁板交接处。2.3 砂石质量不好，级配不好，含泥量大，含粉量大。3、施工原因。3.1 养护不到位，强制性规范要求混凝土养护要覆盖并浇水，现在大多数不覆盖，浇水

5、也不能保证经常性湿润。3.2 施工速度过快，上荷早，特别是砖混住宅楼板，前一天浇筑完楼板，第二天即上砖、走车，造成早期混凝土受损。3.3 冬时期间受冻。3.4 拆模过早或模板支撑系统刚度不够。3.5 混凝土表面浮浆过厚，表面强度不够。三、防止楼板混凝土裂缝的措施：1、设计方面。1.1 在使用小直径钢筋的情况下，适当提高配筋率，可提高混凝土的极限拉伸应变。 1.2 角部负筋双向配置，单向板也四面均配置负筋。1.3 在相同配筋率的情况下，采用直径较小的钢筋，缩小钢筋间距，可提高现浇板的抗裂能力。2、施工方面。2.1 现浇楼板尝试设置伸缩缝，伸缩缝的间距可取14m 左右或住宅楼一个单元的纵向长度，设

6、在楼板支座处，缝宽10mm，中间加软体材料，混凝土断而筋不断。2.2 钢筋绑扎时保证间距均匀，保证负筋位置不变，浇筑混凝土时设置马道，不踩负筋。2.3 采用平板振捣器，两次抹压交活，第二次抹压在终凝前进行。2.4 在预埋电线管下加钢丝网，预埋管尽量顺着受力钢筋的方向布置。2.5 采用覆盖加浇水的方法养护，覆盖并浇水是强制性规范的要求，目前我们大多只浇水，不覆盖，浇的水干后不能保证及时补充 ，养护期内不能保证混凝土处于连续湿润状态，达不到应有的养护效果。2.6 混凝土达不到1.2MPa不得上人，不过早拆模，或采用早拆体系，拆模后保持竖向支撑。四、楼板混凝土裂缝处理：1、裂缝宽度小于0.3mm的可

7、采用6202胶泥等封闭。2、裂缝宽度大于0.3mm 进行化学灌浆处理，做法如下：（1）凿缝：沿裂缝进行剔凿，根据开裂情况凿出宽、深各1520mm的V型槽。（2）埋设灌浆管：沿裂缝方向每隔50cm钻孔一处，埋设灌浆嘴，用胶固定住。（3）封闭裂缝：用结构胶骑缝反复刮实，同时封闭周围裂缝及分支裂缝。（4）吹气试压：补封漏气部位。（5）灌浆：配制灌浆液注入灌浆器，由空压机加压0.2MPa ，从一端灌浆嘴起进行灌浆，一般从邻近灌浆嘴溢出灌浆液后停止灌浆，并封闭灌浆嘴，依次进行下次灌浆。（6）拆嘴，封闭灌浆嘴。我在实习中还有许多体会和心得，在此就不详细列举了。三个星期的实习是短暂的，但我从中学到了许多知识

8、，使我收获不小。在今后的学习中，我应该更加努力，不断进步，争取获得优秀的成绩；并且认真完成毕业设计，顺利毕业，圆满地结束大学生活。毕业后把所学到的理论知识和实践经验不断的应用到工作中，在工作中不断发展，为自己的理想而奋斗！谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书和CAD图纸（共20张CAD图纸）及英文翻译。下载后请留上你的邮箱号或QQ号或给我的QQ留言：1459919609。我可以将压缩包送给你。欢迎朋友下次光临！读书报告在毕业设计的过程中，为了更全面的了解和掌握有关框架剪力墙结构的知识，我阅读了高层建筑混凝土结构技术规程、混凝土结构设计

9、规范、高层建筑结构设计、建筑科学和建筑结构等书籍和期刊。通过学习这些书刊，我对框架剪力墙结构有了更深刻的认识，同时也对我的毕业设计有很大的帮助。下面就我在学习中的体会向老师作一份读书报告，请老师指教。 框架剪力墙结构是当今高层建筑中普遍采用的结构形式,而连梁又是这种结构体系中最重要的构件之一，对连梁的讨论与研究一直是工程界的热点与难点，连梁进行进一步的优化设计更是国内外学者和专家们所关注的。我在阅读时，着重学习了框架剪力墙结构中有关连梁的知识。本文主要针对连梁设计中的一些问题，阐述我自己的看法和见解。一、连梁的工作与破坏机理在风荷载和地震作用下，墙肢产生弯曲变形，使连梁发生转角而产生内力，同时

10、连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减小墙肢的内力和变形，对墙肢起到一定的约束作用，改善墙肢的受力状态。高层建筑剪力墙中连梁在水平荷载作用下的破坏可分为两种：1、脆性破坏（剪切破坏）：将使连梁丧失承载力，当沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，各墙肢便丧失来自连梁的约束而成为单片独立梁，从而使结构侧向刚度大幅降低，变形和墙肢弯矩增大，且增大位移，最终可能导致结构坍塌破坏。2、延性破坏：梁端会出现垂直裂缝，受拉区会出现微裂缝，在地震作用下会出现交叉裂缝并形成塑性铰，使结构刚度降低和变形增大，从而吸收大量的地震能量，同时通过塑性铰仍继续传递弯矩和剪力来约束墙肢，使剪力墙保持足够的刚度和强度，在这一过程中

11、连梁起到一种耗能的作用，对减小墙肢内力和延缓墙肢屈服具有重要作用，但在地震反复作用下，连梁裂缝会不断发展和加宽，直至混凝土受压破坏。二、框- 剪结构中剪力墙与框架的联接方式的讨论基于建筑形式和设计人员的考虑，一般框架剪力墙结构有两种连接方式：1、 铰接方式，即通过楼板联接，保证剪力墙与框架协同工作。2、 刚结方式，即通过连梁联接，保证剪力墙与框架协同工作。在刚结体系中，连梁对墙和柱都会产生约束，此时连梁将承担着较大的剪力和弯矩。铰结方式中，没有考虑连梁的约束作用，使得楼板作用显著，要保证剪力墙与框架协同变形和工作，楼板必须绝对刚性，若在楼板上开较大的洞口时，应借助精确的三维空间分析软件来计算；

12、剪力墙的约束较少，结构刚度相对较小，在地震作用下作为第一道防线的剪力墙较容易进入弹塑性阶段。刚结方式中，连梁约束作用明显， 并可以与楼板一同作为连接构件，传递弯矩、剪力、轴力。由于考虑了连梁的刚度，造成了结构的整体刚度增大(相对于铰接体系)，自振周期减小，受到的地震力相对增大。通过计算可以进一步得出：框架剪力墙结构的总底部剪力增大, 剪力墙负担的剪力增大, 但除底层外，剪力墙的弯矩反而减小，并且框架负担的剪力减小；建筑的顶点位移减小，但层间位移增大。一般的说来，铰接和刚接这两种连接方式均可用于框架剪力墙结构中，但让连梁充分发挥作用的刚接体系要好于铰接体系，这主要是因为在高层建筑中, 一般都用位

13、移作为控制条件。高层建筑的侧向位移随高度的变化，增长非常快。例如悬臂剪力墙在均布荷载、倒三角形荷载和顶点集中荷载作用下, 顶点位移公式分别为：yH=qH4/8EWIW；yH=11qmaxH4/120EWIW 和yH=FH3/3EWIW。可见其增长速度达到了高度的34 次方，若结构没有较大的刚度，位移限值将无法满足要求；但是结构的刚度太大也不行，由规范中设计反应谱计算的地震力的公式:FEK =Geq = (Tg/T)2maxGeq可以看出：若结构刚度过大，将导致结构自振周期减小，则受到的地震力增大，并且建筑总造价偏高，不经济。这时可以考虑连梁的作用来解决这些问题。刚接的连梁具有一定的刚度,且能承

14、担一部分剪力和弯矩，这样结构的刚度便有所提高，在风荷载作用下，建筑的侧移得到控制。当结构遭受到小于其设防烈度的多遇地震时，我们保证连梁处于正常工作状态，结构刚度没有损失。这样，整个体系仍处于弹性工作阶段，达到三水准设防目标的“小震不坏”。而当结构遭受到高于其设防烈度的罕遇地震时，我们可以控制让连梁首先破坏，通过其形成的塑性铰来消耗地震的能量；且由于连梁的破坏,整个建筑的刚度降低，结构自振周期变大，所受到的地震力降低，结构内力得到重新分布，进一步减小了结构的破坏。这样连梁便形成了抗震设防的第一道防线，有效的保护了主体构件：框架和剪力墙；并且增加了结构的赘余度，对抗震有利。通过利用连梁来增加结构的

15、整体刚度，这样不必另外再设置剪力墙，降低了工程的总体造价，并可以为建筑的布局带来更大的自由空间。这时的连梁的设计将变得尤为重要，更是结构工程师展现能力的机会。当然由于建筑结构形式、功能的多样性，有时刚接体系不一定都是经济实用的，这也要根据具体情况来具体判断。三、刚接连梁设计时一些问题的探讨框剪结构中的刚接连梁有两种：一种是两端均与剪力墙联接的连梁；一种是一端与剪力墙联接，另一端与框架柱联接的连梁。连梁的特点是：跨高比较小，两端联接的墙或柱刚度差异较大，造成连梁变形很大，产生了巨大的内力。连梁的设计与配筋一直都是工程设计时的重点、难点。由于在毕业设计中的连梁是一端与墙肢固结，另一端与框架铰接的连

16、梁，因此本文重点谈谈这类连梁。连梁的破坏形式一般分两种：即脆性的剪切破坏和延性的弯曲破坏。设计时应尽量避免连梁发生剪切破坏，并且让连梁比剪力墙先屈服，形成塑性铰。但有时往往由于建筑的需要和特殊考虑，造成连梁高度较大，延性达不到要求，且配筋困难。这里提出设计时应注意的一些情况和方法，分别介绍如下：1、设计初期，可以和建筑方磋商，控制连梁的位置、高度和跨度；提高连梁两端的构件的刚度和整体性，使连梁变形不要过大，保证连梁的数量。2、若连梁的刚度过大，分配到的剪力和弯矩很大时，我们可以对连梁的刚度进行折减，既保证了塑性铰首先出现在连梁上，又为配筋带来方便；按规范规定，折减系数不宜小于0.5。若折减后还

17、是过大，可以考虑在连梁截面高度的中间开设水平通缝，将连梁一分为二，这样就大大降低了连梁的刚度。注意，水平缝间要做好联结，可采用混凝土键连结，保证其工作性能。3、不要把较为重要的次梁搁置在连梁上，因为我们在设计中是允许连梁破坏的，这样次梁就失去了支承，很容易倒塌。4、有些梁不宜按连梁来考虑：例如当跨高比不小于5时，就宜按框架梁进行设计；当边框柱缺少约束时或连接较少时，和边柱相连的梁不宜设计成连梁，以防止连梁破坏，造成框架的整体倒塌。5、框架剪力墙结构中，沿建筑高度方向，内力最大的连梁不在底层，而在中间某层，这一点在设计中要尤为注意。6、为保证连梁的延性，设计时应做到“强柱弱梁” ，“强剪弱弯”

18、， 连梁的截面尺寸应符合下列要求，无地震作用组合时:Vb0.25cfcbbhb0；有地震作用组合时,当跨高比大于2.5 时：Vb1/RE*0.2cfcbbhb0，当跨高比小于2.5 时：Vb1/RE*0.15cfcbbhb0。四、一些新技术在连梁中的应用与展望为了改善刚性连梁的抗震性能和延性，工程界和国内外学者作了不少努力，单单通过调整纵筋和箍筋的比率或增大配筋、配箍率的方法，经研究和实践，其效果并不显著。书中列举出几种较新方法，分别如下：1、在连梁中配置斜对角交叉纵筋，用以提高连梁抗剪能力，并可阻止斜向交叉裂缝的开展，但交叉纵筋难以施工，且用钢量很大，效果一般；或在连梁中掺入钢纤维，也可有效

19、的提高连梁的延性，但这会造成构件之间的连接问题，而且施工工艺上也是个难点，故在我国应用不多。2、钢骨混凝土(劲性钢筋混凝土) 刚性连梁，即混凝土包裹在型钢的外层，形成钢与混凝土的组合结构构件，既发挥了型钢的良好强度和延性，又发挥了混凝土的抗压、抗屈曲的特点，二者相互补充，既防止了型钢的局部失稳，提高了其耐火性；又杜绝了混凝土的脆性破坏，大大提高了构件的强度和延性。通过试验绘出的内力位移滞回曲线可以看出，钢骨混凝土刚性连梁的滞回曲线饱满，延性系数大，耗能作用显著。但由于其本身的刚度较大，在设计时要注意和剪力墙、框架柱的刚度比例问题、结点处的连接问题、以及钢骨和混凝土之间的剪切滑移问题。3、带钢支

20、撑摩擦节点的刚性连梁，即在连梁的竖向平面内设置钢支撑摩擦节点，这样做使得刚性连梁的滞回曲线相当丰满，刚度退化很小，强度降低缓慢。由于摩擦面的滑动摩擦力是一恒定值，屈服后滞回曲线有一相当稳定的水平段，延性很好。由滞回曲线可见，该结构近似理想弹塑性结构，是一种理想的刚性连梁结构。另外，由于摩擦面的滑动摩擦力可以根据需要进行调节，这将使带刚性连梁的框架剪力墙结构的刚度、地震作用以及刚性连梁局部的受力可以根据地震作用的大小得到有效的控制。这使得原来的被动抗震，变为了近似主动抗震。4、每次新材料的应用，都会带来结构设计的飞跃。如果在连梁中使用一些新材料，不但可以提高连梁的性能，还可以推动整个结构设计的发

21、展。例如，是否可以将航空界中使用的形状记忆合金应用在连梁设计中，形状记忆合金有着在高荷载下产生较大的变形，一旦荷载卸去，它又可以恢复原来的形状的特性。这样可以使得连梁在地震作用下产生变形，从而可以消耗地震的能量输入。当地震结束，连梁恢复正常使用状态，可以继续工作。这使得我们设计的结构具有了一定的“智能”。当然，新材料的种类很多，应用在结构中还需要过一段时间，希望这些材料能不断发展，更好的利用于工程事业中。以上就是我在阅读课外有关书刊时的一些体会。这些书刊中的内容，使我增长了知识，提高了能力。在以后的学习和工作，我还需要阅读更多的书籍，使自己不断进步，将来能够为祖国的建设事业做出应有的贡献。桂

22、林 工 学 院GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计方 案 论 证系 （院）：土木工程专业方向： 班 级：学 号：姓 名：指导教师： 日 期：方案论证在完成初步的结构设计后，我对已选定的结构体系和结构形式进行了分析论证，说明其方案的可行性和合理性。由于缺乏经验和水平有限，文中不足之处，请老师批评指正。一、 结构材料分析论证。钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富，强度高、刚度大、耐火性和延性良好，结构布置灵活方便，可组成多种结构体系等优点，因此得到广泛应用。目前，我国的各类建筑中钢筋混凝土结构占主导地位。但钢筋混凝土结构的主要缺点是自重大，结构断面大，不宜建造

23、很高的建筑。该建筑防火等级为二级，要求重视防火设计，采用钢筋混凝土结构可以有效利用其耐火性能好的优点。同时，由于地震设防烈度为7度，采用刚度大、延性好的钢筋混凝土结构，可以达到抗震设防的目标。另外，本建筑层数为8层，高度不大，避免了钢筋混凝土结构不宜建造很高建筑的缺点。二、 结构体系分析论证。框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点，既具有框架结构布置灵活、具有较大建筑空间、使用方便的特点，又有剪力墙结构的较大抗侧刚度，较强的承载能力和抗震性能，因而广泛应用于高层建筑。该工程为综合办公楼，建筑平面空间较大，分隔灵活；同时又是高层建筑，要求有较大的刚度以抵抗侧向变形；且电梯井道一般做成钢筋

24、混凝土筒体墙，所以采用框架剪力墙结构。另外，框架结构中适当布置钢筋混凝土剪力墙，作为抗侧力构件与框架协同工作，可使结构具有良好的抗震性能。三、 结构布置分析论证。标准层平面结构布置见下图。本设计严格遵守高层建筑结构布置原则，采用规则结构，结构平面形状简单，平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变；结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力；避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。设置多道抗震防线：剪力墙为第一道防线，框架为第二道防线。为使框架剪力墙体系结构能很好的共同工作，同时又更好地发挥两种结构各

25、自的作用，框剪结构应设计成双向抗侧力体系，且在抗震设计时，按照“均匀、对称、分散、周边”的原则，结构两主轴方向均应布置剪力墙，并使结构各主轴方向的侧向刚度接近。故本设计中除电梯井道为钢筋混凝土筒体外，横向设四道共26.4m剪力墙，纵向设四道共28.8m剪力墙，使两方向的剪力墙数量相同，使框架剪力墙结构体系的抗侧刚度中心尽量与质量中心相接近，以减轻地震作用下对结构产生扭转作用的不利影响。为满足剪力墙布置的要求，本设计中的剪力墙均匀布置在建筑物的周边附近（比设在中部位置能更有效的发挥抗扭转作用）和电梯间（本来就需要用墙围护，在该处设置剪力墙对建筑空间的利用没有妨碍，并有利于加强楼盖结构）；纵横剪力

26、墙组成L形和工字形；剪力墙贯通建筑物的全高，以避免刚度突变，对抗震非常不利；剪力墙开洞时，洞口上下对齐，成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁。这样剪力墙传力直接，受力明确，地震中不易因为复杂应力而产生震害。在侧向力作用下，为确保楼板平面的刚度无穷大，需对横向剪力墙间距的最大值做出限制。抗震设防烈度为7度时，剪力墙最大间距为4B（62m）和50m中取较小值。本设计中剪力墙最大间距为37.2m，满足要求。为充分发挥剪力墙结构的延性，避免脆性剪切破坏的发生，剪力墙均设计成高宽比大于2的细高剪力墙。为使墙体配筋较充分的发挥作用，控制受弯产生的裂缝宽度，墙肢宽度不宜大于8m，故本设计中墙肢长度为7.2

27、m和7.8m。为使结构的刚度和自振周期均在合适的范围内，在7度抗震下，一般底层结构剪力墙截面面积Aw和柱截面面积Ac与楼面面积Af之比为0.030.05，剪力墙截面积Aw与楼面面积Af之比为0.020.03。在本设计中，（Aw+Ac）/Af为0.031，Aw/Af为0.021，均控制在要求范围内。本设计中，纵向剪力墙开有门窗洞口，则相邻洞口之间以及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢，因为小墙肢在反复荷载作用下比大墙肢早开裂、早破坏。设计时，墙肢宽度均大于3倍墙厚（720m）。为限制位移大小，一般将高层建筑结构的高宽比H/B控制在6以下。本设计中，框剪结构的高宽比为1.88，满足要求。由于结构设计成双

28、向抗侧力体系，故主体结构构件之间不应采用铰接，而应采用刚接。同时梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合，部分梁柱中心线不能重合时，其偏心距在7度抗震设计下均小于柱截面在该方向宽度的1/4。四、 结构构件分析论证。构件截面尺寸估算是结构设计的重要组成部分，结构设计合理与否，与构件截面尺寸有很大的关系。下面就梁、柱、板和剪力墙的尺寸是否合理进行说明。为减少剪切变形及避免梁发生剪切破坏，框架结构梁截面高度hb取计算跨度lb的1/121/8，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。本设计中，横向和纵向最大跨度分别为6600mm和7800mm，故相对应的横向和纵向框架梁高度分别取650mm和700mm可满足要求，而跨高

29、比均大于10。为避免出现薄腹梁，梁截面宽度不宜小于200mm，高宽比不宜大于4。因此本设计中梁宽度取240mm，高宽比均在23之间。柱的截面尺寸可由经验公式A=a2=GnF /fc(-0.1)*103*进行估算。通过计算可得15层的中柱尺寸为a=0.470m，边柱尺寸为a=0.164m；68层的中柱尺寸为a=0.333m，边柱尺寸为a=0.287m。故本设计中中柱均取500mm，边柱均取450mm。用轴压比限值n=N/fcA进行验算，得中柱的轴压比为0.75，边柱的轴压比为0.69，均小于框架在三级抗震时的轴压比限值0.95，因此合理。钢筋混凝土双向板的厚度，按构造要求取110mml/40=3

30、600/40=90mm。二级抗震设计时，剪力墙的最小厚度在底部加强部位均不应小于200mm，且不应小于层高或剪力墙无肢长度的1/16，其他部位不应小于160mm，且不应小于层高或剪力墙无肢长度的1/20。由于本设计中层高为3.6m，所以剪力墙厚度取240mm。五、 结构复核分析论证。剪力墙具有较大的刚度，能有效地控制侧移，抗震能力较强。大量震害表明，剪力墙数量的增加对抗震有利，但并非越多越好，因为剪力墙太多，结构不经济，更重要的是，结构自振周期将随剪力墙数量增加而减少，增强了结构的刚性，使其周期与场地特征周期接近，引起共振。因此就存在剪力墙合理数量的问题。前面已经对剪力墙的布置和尺寸进行了初步

31、设计，下面通过结构设计中的计算结果对剪力墙数量进行复核，以证明其是否合理。自振周期是对结构刚度特征的综合反映，本设计中结构自振周期为0.42s，而场地特征周期为0.35s，因此不会引起共振。结构侧移大小是高层建筑结构刚度的另一个反映，也是对构件截面大小、刚度大小的一个相对指标。框剪结构楼层层间最大位移与层高之比的限值为1/800，而在本设计中，层间最大位移与层高之比为1/2250，顶点位移与总高度之比为1/3083，都小于限值，因而结构位移满足要求。剪力墙的数量还应能保证在抗震设计时，剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。本设计中，该数值为70%，满足要求。

32、综上所述，本设计中剪力墙部分的设计是合理的。当框架和剪力墙通过楼板联系在一起协同工作时，由于楼板平面刚度的无限大，迫使框架和剪力墙在同一楼层处具有相同的水平位移，从而出现在下部楼层，剪力墙拉着框架按弯曲型曲线变形；在上部楼层，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形。框剪结构的这一变形特点，可以通过刚度特征值来反映：当介于16之间时，结构显现下部以弯曲为主，上部以剪切为主的弯剪型变形。为使框架和剪力墙两部分能很好地协同工作，各自发挥自己的特征和作用，刚度特征值以1.12.2为宜，基底剪力约为（0.030.06）G（G为建筑物的总重量）为宜。经过计算，本设计中结构的刚度特征值为1.44，基底剪力约为建筑物总

33、重量的0.054，因而是合理的。六、 结构计算分析论证。本设计作为毕业设计，考虑其特殊要求，以手算为主，电算为辅，本文主要介绍手算简化近似方法。下面就所采用方法的原理、基本假定和适用范围等进行大概的分析，其具体的计算方法和步骤详见计算书。本框架剪力墙结构为刚接体系，其计算简图如下图所示。在进行结构内力及位移计算前，先作如下基本假定：1、楼板在片面内刚度无限大，片面外刚度为零。2、结构在水平力作用下不计扭转，即外力合力作用线通过结构抗侧移刚度中心。3、框架和简力墙沿高度方向无变化，即它们的刚度特征值为常数。在计算框架部分时，根据框架结构在使用荷载作用下材料均处于线弹性阶段这一基本假定，框架结构在

34、竖向荷载和水平荷载共同作用下产生的内力和位移，可化为竖向荷载和水平荷载分别作用下产生的内力和位移的叠加。本结构为强柱弱梁型的对称框架结构，且质量、刚度和荷载沿高度分布比较均匀，因此在竖向荷载作用下的近似计算采用分层法较合适，可以使误差较小，精度较高。其基本假定为：1、梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下层柱上产生内力，在其它层梁和柱上产生的内力忽略不计；2、竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可忽略不计。在水平荷载作用下，近似计算采用D值法，因为它适用于框架层数较多，柱轴力较大的框架。其基本假定为：1、水平荷载作用下，框架结构同层各结点转角相等；2、梁、柱轴向变形均忽略不计。在计算剪力墙部分时，

35、剪力墙的内力和位移计算可简化为竖向荷载作用下的内力计算以及水平荷载作用下平面剪力墙的计算。其基本假定为：1、竖向荷载在纵横向剪力墙平均按45刚性角传力。2、每片墙体结构仅在其自身平面内提供抗侧刚度，在平面外的刚度可忽略不计。3、平面楼盖在其自身平面内刚度无限大。4、剪力墙结构在使用荷载作用下构件材料均处于线弹性阶段。框架与剪力墙协同工作时的计算，应将所有剪力墙合并成总剪力墙，所有框架合并成总框架，将联系框架和剪力墙间的连杆切开后用力法求解，从而求得连杆的未知力。根据总剪力墙和总框架的刚度求得各自的水平荷载后，再根据各片剪力墙的等效抗弯刚度进行内力分配和根据框架柱的水平刚度D进行柱水平剪力分配。

36、在进行荷载效应组合时，有以下两种情况：1、无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值为 S=GSGk+QQSQk+WWSWk；结构构件承载力为 R0S。2、有地震作用效应组合时，荷载效应和地震作用效应组合的设计值为S=GSGE+Eh SEhk+Ev SEvk+WWSWk；结构构件承载力为 RRES。由于需要进行抗震设计，所以应同时按上述两种情况分别进行计算，然后取较大值作为构件的承载力，用于构件的截面和配筋设计。通过以上的分析论证，可以知道本结构设计虽然有少部分设计没有符合建筑和结构规范中“宜”满足的要求，但全部都符合“应”满足的要求及强制性要求，因而结构方案是合理的、可行的。桂 林 工 学

37、院GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计开 题 报 告系 （院）：土木工程专业方向： 班 级：学 号：姓 名：指导教师： 日 期：开题报告设计题目：钢筋混凝土框架剪力墙结构的南方综合办公楼建筑、结构设计在毕业设计中，根据自己的需要，我选的设计小组是框架-剪力墙结构设计小组。根据毕业设计任务书和指导书的要求，在金凌志老师、田爱菊和常婷两位研究生的指导和帮助下，结合自身的实际情况，我在开始设计前做了以下开题报告。一、毕业设计的目的毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后一个主要教学环节，是总结我们学生在校期间的学习成果，是学生综合运用所学的基础知识、专业知识和基

38、本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程。通过毕业设计的实践，培养、提高我们综合应用所学知识和相应技能解决具体的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。二、毕业设计的要求毕业设计要求通过实践工程的建筑、结构设计，初步掌握其设计原则、方法和步骤，并获得设计技能的基本训练，并且在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可靠、经济合理、技术先进、施工方便以及工程所在地区当前可能条件等因素。结构布置要求荷载传递直接、受力明确，并按强度和刚度要求初步确定构件的截面尺寸，构件类型和尺寸规格尽可能少。在结构布置过程中，还需考虑整个建筑物的平面和竖向刚度及整体性，尽量减少扭转效应，在结构布置的基础上深入考虑在

39、竖向荷载和水平荷载作用下，结构体系之间协同工作的程度，合理的确定结构或构件的计算简图。通过必要的计算和结构处理，使结构构件及其连结的节点满足强度、刚度和抗裂度的要求，最终把结构布置和构件设计准确地反映到施工图上。三、毕业设计的任务本设计遵循先建筑、后结构、再基础的设计过程，要求完成该楼的建筑设计、结构设计。（一）建筑设计：建筑设计根据建设用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面设计；然后考虑建筑分类、总平面布局、火分区及安全疏散，进行防火设计；最后设计楼梯及电梯间。建筑设计图纸要求达到初步设计

40、要求。（二）结构设计：本工程结构设计是在完成建筑设计的前提下进行，结构形式为框架剪力墙结构。结构设计应密切结合建筑设计，经济合理，在框架结构体系中适当布置钢筋混凝土剪力墙，作为抗侧力构件与框架协同工作，使结构具有良好的抗震性能；结构分析的重点在于框架和剪力墙的协同工作分析。考虑毕业设计的特殊要求，以手算为主、电算为辅。结构设计应在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可行、经济合理、技术先进、施工方便，以及工程所在地区等因素,根据建筑物的平面形状、长度尺寸、层数及地基条件等因素，确定建筑物是否需要设置变形缝以及变形缝所在位置，根据选定的结构体系和结构形式，进行承重结构或构件的布置。结构布置要求荷载

41、传递直接，受力明确，并按强度要求初步确定构件的截面尺寸，构件类型和尺寸规格应尽可能少。在结构布置的过程中，还需考虑整个建筑物的平面和竖向需采用的构造措施，以保证整个建筑物或某些薄弱部位的刚度及整体性。在结构布置的基础上，深入考虑在竖向荷载和水平荷载的作用下，结构体系之间协同工作的程度，合理确定结构或构件节点处理，使结构构件及连接的节点满足强度、刚度和抗裂度的要求，并符合现行设计规范、满足国家强制性条文，最终把结构布置和构件设计准确地反映到施工图中。该工程采用全现浇结构体系，15层混凝土强度等级为C40，以上各层均为C30。四、结构材料分析论证建筑结构材料是形成结构的物质基础，根据不同结构类型的

42、特点，正确使用材料，就成为经济合理地选型的一个重要方面。钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富，强度高、刚度大、耐火性和延性良好，结构布置灵活方便，可组成多种结构体系等优点，在我国各类建筑中占主导地位。但其自重大，结构断面大，不宜建造很高的建筑。砌体结构取材容易，造价便宜，施工方便，但其抗剪，抗拉，抗弯强度均较低，因而抗震能力较差。钢结构强度高，自重轻，延性及抗震性能好，施工方便。但其用钢量大，造价高，且耐火性能较差。该建筑层数为8层，且地震设计烈度为7度，因而不宜采用砌体结构。防火等级为二级，要求重视防火设计，如果采用钢结构需额外采取防火保护措施，增加造价，因而也不宜采用钢结构。由于该建筑高度

43、不大，所以采用钢筋混凝土结构体系。五、结构体系分析论证框架结构的优点是可提供较大建筑空间，布置灵活；缺点是侧向刚度较小，抗震性能较差。剪力墙结构的优点是刚度大，水平荷载下侧向变形小；缺点是剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活。将框架和剪力墙结合起来共同工作，组成框架-剪力墙结构体系，既有灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求；又具有足够的水平刚度和良好的抗震性能，因而得到广泛的应用。该工程为综合办公楼，建筑平面布置灵活，需要较大空间，故可考虑框架结构或框剪结构。同时又是中高层建筑，要求有较大的刚度,由于框架抵抗水平荷载能力较低，抗侧刚度差，侧向变形大，且电梯井道一般做成钢筋混凝土筒体墙，所以

44、选择框剪结构。另外，框架结构体系中适当布置钢筋混凝土剪力墙，作为抗侧力构件与框架协同工作，可使结构具有良好的抗震性能框架剪力墙结构变形、受力特点为：框架和剪力墙通过楼板联系在一起，由于楼板平面内刚度无限大，迫使框架和剪力墙在同一楼层处具有相同的水平位移，从而出现在下部楼层，剪力墙拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承担了大部分水平力；在上部楼层，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形。六、设计步骤和计划设计步骤和进度安排表设计步骤所用时间 （周）时间段（周）设计内容一、建筑方案 0.544.51、柱网布置和确定层高2.剪力墙布置二、建筑设计2.54.561、绘制各层平面图和屋顶平面图2、绘制建筑正立面图，背

45、立面图3、绘制建筑剖面图4、绘制总平面图及门窗表三、结构布置和构件初估0.577.51、梁、板、柱尺寸的确定2、剪力墙尺寸的确定3、计算简图（结构简化为刚结体系）四、结构刚度计算0.57.5-81、剪力墙刚度计算2、框架抗侧移刚度计算3、连梁约束刚度计算4、刚度特征值计算五、荷载计算181、竖向荷载（1）结构自重（恒载）（2）使用荷载（活载）2、水平荷载（1）风荷载（不考虑）（2）地震作用（采用底部剪力法）六、竖向荷载下的内力计算191、框架内力计算（采用分层法）（1）框架弯矩计算（2）梁剪力和柱轴力计算2、剪力墙内力计算（1）连梁传递的荷载（2）楼板传递的荷载（3）墙自重七、水平荷载下的内力

46、计算和侧移计算1101、框架剪力墙协同工作计算2、总剪力墙、总框架和总连梁的内力3、连梁内力计算4、单片剪力墙内力计算5、框架内力计算6、侧移计算八、内力组合0.51111.51、梁的内力组合2、柱的内力组合3、剪力墙的内力组合4、连梁的内力组合九、构件和节点设计1.511.5121、框架梁截面设计2、框架柱截面设计3、剪力墙墙肢截面设计4、连梁截面设计十、制图1.51314.51、结构布置图2、框架、剪力墙及楼板配筋图3、楼梯、雨蓬等详图十一、计算书整理和答辩准备0.514.515七、参考文献： 1、 建筑结构荷载规范（GB500092001）；2、 混凝土结构设计规范（GB50010200

47、2）；3、 建筑抗震设计规范（GB500112001）；4、 高层民用建筑设计防火规范（GB5004595）；5、 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002，J186-2002）；6、 土木工程专业毕业设计指南（房屋建筑工程分册），中国水利水电出版社，2002年第一版；7、 高层建筑结构，吕西林主编，武汉理工大学出版社（教材）2003年7月第二版；8、 高等学校建筑工程专业毕业设计指导 沈蒲生、苏三庆主编，中国建筑工业出版社；9、 高层建筑结构设计，多媒体课件，金凌志制作；10、高层建筑结构设计，高等教育出版社 霍达主编2004年8月第一版； 11、高层建筑结构设计，清华大学出版社 包世华、方鄂华主编，1990年10月第二版；12、混凝土结构设计原理（教材）；13、混凝土结构设计（教材）；14、房屋建筑学（教材）；15、其它参考资料。桂 林 工 学 院GUILIN UNIVE