文 献 综 述

一、 工程概况和设计基本资料

本工程为常州老年公寓餐饮休闲中心，工程地点位于常州市，本工程为其中的综合服务楼,为混凝土框架结构，楼板采用现浇钢筋混凝土板。共3层，长55m ，宽20.4m ，主体高10.6m 。三跨三层，单层面积1120 m²，总建筑面积约3360m²，结构安全等级为二级。要求采用钢筋混凝土多层框架结构。工程的合理设计使用年限为50年。

基本风压为0.35Mpa（n=50年），基本雪压为0.45Mpa，主导风向为东南风。本工程场地较平坦，地面粗糙度为B类。根据地质钻探，该场地土质不均匀，分为四层：

第一层：0.8m杂填土

第二层：0.8~1.8m粉土层，地基承载力；

第三层：1.8~4.3m黏土层，地基承载力；

第四层：淤泥质黏土，地基承载力特征值为95；

冬季室外平均气温为-26#176;C。

地下静止水位距室外地面8.0m，水质对建筑物无腐蚀作用，冬季土壤冰冻深度为2m。

本工程为多层框架结构，建筑结构的安全等级为二级。

拟建场地抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.1g，设计地震分组为第一组，特征周期查规范。

工程场地Ⅲ类。

按”建筑工程抗震设防分类标准”，本工程为丙类建筑。

二、 框架结构的特点

框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁柱构成，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，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。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、屋盖所组成的结构形式，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，也可能要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。

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：

风或地震对框架结构的水平作用，一般都可简化为作用于框架节点上的水平力，即水平荷载作用下，可以近似的采用反弯点法。

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

柱下独立基础设计要求：

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、 参考文献

[1] 苏J01-2005．施工说明[S]．

[2] 苏J9503-J04-2005．屋面建筑构造、阳台、楼梯、卫生间、洗手池[S]．

[3] 苏J9508．室外工程[S]．

[4] 苏J05-2005．楼梯[S]．

[5] 苏J11-2006．铝合金门、窗[S]．

[6] 苏J09-2005．轻质隔墙、墙身、楼地面变形缝[S]．

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[8] 建筑设计资料集编委会编.建筑设计资料集（9）第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

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[10] GB50009-2012．建筑结构荷载规范[S]．

[11] GB50010-2010．混凝土结构设计规范[S]．

[12] GB50011-2010．建筑抗震设计规范[S]．

[13] GB50003-2011．砌体结构设计规范[S]．

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[16] 03G101-1．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[S]．

[17] 建筑结构构造资料集(上、下)[Z]．北京：中国建筑工业出版社．

[18] 本校新编试用版本．混凝土框架结构设计．2013.2．

[19]刘立新，叶燕华主编．混凝土结构设计原理[M].（第二版）武汉：武汉理工大学出版社，2012．

[20] 白国良，王毅红主编．混凝土结构设计[M].武汉：武汉理工大学出版社，2012．

[21] 节能设计相关规范、图集

[22]相关教材。

本设计主要研究多层框架的建筑设计，水平荷载作用下的框架结构设计及基础设计，并了解结构电算过程、运用软件进行结构设计。

本课题研究方法：

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3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。

2.柱网布置：

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。

3.结构计算的步骤

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；

（4）结构内力组合

1）选择内力组合方式；

2）确定最不利内力类型及控制截面。

（5）截面设计和配筋计算

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。

（2）基础

基础的设计不仅要使基础在内力或其它因素作用下本身应具有足够的强度、刚度和耐久性外，还要满足地基的设计要求，使地基具有足够的强度和稳定性，并不产生过大的沉降或不均匀沉降。由地基情况及结构形式，该宿舍楼的基础采用柱下独立基础。