文 献 综 述

芬兰著名的建筑师阿尔瓦#183;阿尔托认为工业化和标准化的现代建筑必须为人的生活服务，适应人的精神要求,同时体现出民族化和人情化。建筑大师贝津铭先生说过，中国建筑师的当务之急，就是探索一种建筑形式，它既是我们有限的物力所能及的，同时又是尊重自己文化的。可见现代建筑已经不只是简单的满足人们对功能的需求，而更重要的是要让建筑融入环境中，实现它的美学价值，体现其人文内涵。

一、工程概况和设计基本资料

这次我的设计题目是南京邮电大学物联网学院楼。本工程为实际应用课题，工程地点位于江苏省南京市，为大学综合楼。工程的建筑层数为四层，工程的建筑层数为四层，建筑平面长宽约62.4m#215;21m，建筑高度约15.9m。结构形式为3跨框架结构。采用钢筋砼全现浇框架结构，共四层楼，底层层高4.5m，二～四层层高为3.4m。为3层钢筋混凝土框架结构，层高3.3m，跨数3跨，主要跨度8m。

所要编写的方案是南京邮电大学物联网学院楼的框架结构的建筑设计，从课程设计资料中可以初步了解该工程基本的结构形式为框架结构，安全等级为二级，气象资料和工程地质资料，在设计过程中主要其计算荷载作用下的结构内力，找出最不利的内力合，从而选取最安全的结果计算配筋并绘图。

二、框架结构的特点

框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，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，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，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。

结构性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经过合理的结构设计，可以具有较好的延性功能。目前，框架结构体系已经是多层结构体系常用的结构形式之一。

框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以组成较大空间的会议室、车间、营业厅、餐厅、实验室等，在非抗震地区的工业产房、旅馆及住宅楼、办公楼、商店等公用建筑中得到广泛的应用。

框架结构的主要缺点由于框架结构的柱截面较小，惯性矩也较小，整个框架的侧向刚度小，变形大。因此建筑高度要与宽度相协调。从受力合理和控制造价角度来看，现浇钢筋混凝土框架结构高度一般不超过60m，地震区当设防烈度为7度、8度、9度时，其高度一般不超过55m、45m、25m。

框架结构由梁柱组成，便于构件标准化、定型化，采用装配式整体结构，适用在层数不高的建筑中应用。当层数较高时，梁柱配筋较多，构造复杂，用钢量大施工困难，常用现浇柱、梁板的结构方案。但随着轻质材料的发展，内外墙均可采用轻质墙体，既减少了劳动力，又减轻了结构自重，对抗震和加快施工速度是有利的。

目前，国内外有关人士对框架体系已经作了比较深入的理论研究，因此，框架结构的理论体系已经比较成熟和完善，我们有理由相信，随着经济的发展，多、高层建筑是城市现代化的象征，而作为高、多层建筑的主要结构形式之一的框架结构体系将会得到更广泛的应用。

近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架建筑。土木工程专业学生毕业后参加或从事框架结构设计已成为必须面对的现实之一。

通过毕业设计对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用，通过自己对在熟悉任务书的基础上参观、比较同类建筑，查阅、搜集有关设计资料使我的所学的知识得以综合的应用，提高综合知识的应用能力，对所学过的知识得以系统的深化。并培养我独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤，及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法，为今后工作打下良好的基础。

三、框架结构布置原则

框架结构房屋的布置应对称、均匀，减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离，减小结构重心和刚度中心之间的距离，以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小，在强震作用下结构整体位移和层间位移都较大,容易产生震害。

框架结构是柔性结构，有水平位移，而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂，因而对这两种水平位移进行限，这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。

在填充墙的布置方面：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。

还要进行”三水准、两阶段”设计方法进行抗震设计：

（1）做好”强柱弱梁”的设计

由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰，就会产生较大的层间位移，甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的”柱铰结构”，从而危及结构承受垂直荷载的能力

（2）做好”强剪弱弯”的设计

为了防止梁端，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，在设计中要求做到”强剪弱弯” 亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。

（3）做好”强节点弱构件”的设计，还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。

四、框架结构计算分析方法

1．分层法

框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。

2．反弯点法：

3. D值法：

对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法作了改进，称为D值法。

五、框架结构截面设计

1.控制截面：以梁的跨中截面作为控制截面

2.竖向活荷载的最不利位置，考虑活荷载最不利布置有分跨计算组合法、最不利荷载位置法、分层组合法和满布荷载法等四种方法。

六、地基基础设计

独立基础设计要求：

1. 基础底面积由修正后的地基承载力特征值确定;
2. 基础的高度由柱与基础交按处基础的受冲承载力确定;
3. 基础变阶处的高度由变阶处的受冲承载力确定;
4. 基础的配筋由抗弯计算确定。

七、主要参考文献：

1．施工说明（苏J01－2005）

2．平屋面建筑构造 （99J201－1）

3．阳台 （苏J04－2005）

4．楼梯 （苏J05－2006）

5．卫生间、洗池（苏J06－2006）

6．室外工程（苏J08－2006）、

7．墙身、楼地面变形缝（苏J09―2004）

8．铝合金门、窗（苏J11－2006）

9．建筑构造资料集（上、下）

10．建筑设计资料集（第二版8）、（第二版9）

11．混凝土结构设计规范（GB50010－2002）

12．建筑结构荷载规范（GB50009－2001）

13．建筑抗震设计规范（GB50011－2001）

14．砌体结构荷载规范（GB50003－2001）

15．建筑地基基础设计规范（GB50007－2002）

16．建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）

17．混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（03G101-1）

18．《建筑结构构造资料集》上、下，中国建筑工业出版社

19．徐秀丽、韩丽婷主编，毕业设计指导书－框架结构设计，南京工业大学土木学院，2005.4

20．有关教材

一、建筑设计部分

1、建筑体型选择与平面布置

1) 设计原则

建筑是供人使用的有功能作用的空间，同一功能要求和使用目的的建筑可以有多种空间形式，建筑体型一般综合反映内部空间，又在一定程度上反映建筑的性格、历史时期和民族地域特点。高层建筑体型还常常是街道、广场或城市某一个区域的构成中心。鉴于此，高层建筑体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能、空间与形式的辨证统一关系，还要处理好与环境的关系，以便在满足功能要求的同时，生根于特定的环境，给人以良好的感觉。

同样，对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。平面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。

2）建筑造型

根据设计原则，本设计采用双对称方型结构体系。这种结构体系符合简单、对称、规则的原则。

3）平面布置

本设计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构在水平力作用下扭转。

2、立面设计

立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊等进一步进行处理。

节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面高于表现力的重要设计手法，在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。

3、剖面设计

剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。

4、防火设计

1）耐火等级

本工程属二类建筑，其耐火等级不能低于二级。

2）防火设计要点

（1）总平面布局中的消防问题

选址应在交通便捷处，根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过，要求既靠近干道，便于多层建筑中人群的集散，又便于消防时交通组织和疏散。

(2）疏散设计

发生火灾时，学员往往还在远离地面的多层，将他们全部迅速地疏散到安全地带是防火的重要环节，疏散设计的原则是路线简单明了，便于人们在紧急时进行判断，同时供以室内任何位置向两个方向疏散的可能性。

a.疏散所需时间

从火灾现场退出的时间不应超过2分30秒为宜。通道宽度：按通过人数每100人不少于1m计算。

b.疏散楼、电梯的位置

疏散楼梯是发生火灾时电梯停用的情况下最主要的竖向交通途径，其位置应首先符合安全疏散距离的规定，也应符合人在火灾发生后可能的疏导方向。

本设计中楼梯设置于建筑的两端，可双向疏散。

(3)疏散楼梯间的防火防烟设计

疏散楼梯若只防火不排烟，遇烟气袭人，容易使人窒息。疏散楼梯的避难前室是疏散路线中从水平到竖向的交通枢纽，可缓冲人们的混乱聚集，疏散楼梯的排烟设施要布置于此，其面积不应小于6，如与消防电梯合用则不应小于10。

二、结构设计部分

1.结构形式：

结构是房屋的骨架，是建筑物赖以存在的基础。建筑材料和建筑技术的发展决定着结构型式的发展，而结构型式对建筑的影响最直接最明显。本设计采用框架结构，具有开阔空间、平面布置灵活、便于门窗设置、体型规则、刚度均匀。但抗侧度刚度小，侧向变形大，非结构构件在地震作用下破坏严重，因此建筑物高度应在15层以下，本结构高度为4层，高宽比L/B＜5，平面结构均匀对称，楼屋面板采用现浇钢筋混凝土板，整体性好，填充墙体采用加气混凝土砌块。

柱网布置应满足使用功能的要求，还要满足建筑平面的要求，力求做到柱网平面简单规则，受力合理，同时施工方便。本设计中柱网采用6.6m#215;4.5m，符合经济要求。若柱网间距过大，则梁截面尺寸加大，自重也加大，提高了整体工程的造价。

水平地震结构计算，一般应首先验算控制性尺寸是否满足要求，在有抗震要求的地区，地震时的侧移刚度往往是主要控制因素。计算时一般是先整体，后局部。

（1） 结构布置及结构计算简图的确定

1）确定结构平面布置，选取计算单元；

2）估算梁柱截面尺寸；

3）确定结构计算简图，跨度的取值，梁的线刚度（考虑楼板的作用）。

（2） 荷载的计算（前三种荷载计算单元同上，第四种另取）

1）恒载：①荷载统计计算；②画出在恒载作用下的计算简图；

2）楼（屋）面活荷载：①荷载统计计算；②画出在楼（屋）面活载作用下计算简图；

3）风荷载（水平荷载）：①荷载计算；②画出在风荷载作用下的计算简图；③风荷载作用下作用：①选取计算单元；②确定各楼层重力荷载代表值；③确定梁、柱线刚度；④确定框架柱的侧移刚度D值；⑤确定框架的自振周期T值；⑥计算水平地震作用下的标准值；⑦画出水平地震作用下的计算简图；⑧进行水平地震作用下的侧移验算。

（3） 结构内力计算

1）恒载：①计算方法：分层法，弯矩二次分配法；②画出弯矩图，剪力图和柱子的轴力图；③进行弯矩调幅；

2）楼（屋）面活荷载；

3）风荷载：D值法；

1）选择内力组合方式；

2）确定最不利内力类型及控制截面。

1）框架梁：①正截面受弯承载力计算；②斜截面受剪承载力计算；③裂缝宽度验算；

2）框架柱：①正截面偏心（或轴心）受压承载力计算；②斜截面受剪承载力计算；③裂缝宽度验算；④确定框架梁、柱的配筋并满足构造要求。 4.抗震设计

根据抗震设计规范，框架结构7度设防，高度9m，小于等于35 m，抗震等级为三级。

主体承重结构按规范要求进行承载力和变形计算，并按规范要求在填充墙中放置构造柱，对框架梁柱端进行箍筋加密。

5.基础设计

（1）场地情况

本办公楼建筑场地平坦，无障碍物，经地质文物勘察，地质良好，地下无古代建筑。