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,所以框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。
正是因为框架结构体系具有以上这些受力特点,恰好符合办公楼的受力特性。
所以,我决定这次毕业设计在建筑形式上以办公楼为表达方式,在结构选型上,以框架结构为主要承重体系。
二、 国内外研究现状及发展趋势 因为办公楼的结构设计是以框架结构体系为依托的,所以在这部分我们将就框架结构体系进行重点分析。
根据框架结构的自身特点,在进行建筑、结构设计时,国际上流行采用“三统一”的原则,即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。
统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割,不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约;统一层高可使楼房采光效果好,空气流通顺畅,读者来往便利,布局安排合理,水平运输畅通无阻,有利于使用功能的相互替代;统一荷载,打破了会议室和其他部门之间的明显界限。
在这个总原则的指导下,我们要考虑以下几个方面的问题: 首先,在体系的选择方面: 1、由于在发生地震时,框架柱首当其冲,一旦出现塑性铰,将危及该柱距范围内的上层建筑,并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌,所以框架结构不宜采用单跨形式;且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担,结构应设计成双向框架体系; 2、框架结构的柱与梁宜上下左右贯通,不宜采用复式框架;以及砖混框—剪结构。
3、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。
其次,在建筑设计方面: 1、要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计; 2、然后对局部进行设计,如地下室墙身、楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置,消防要求等进行设计。
各部分都要按照规范要求进行设计。
3、最后要明确框架结构的抗震级数,采用规则结构以利于房屋抗震,按照“三统一”的原则,确定柱网尺寸,确定材料及截面尺寸,以及基础的选定。
2 再次,在结构设计方面: 1、 首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。
2、 进行变形验算。
3、 进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。
最后,我们还要进行“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。
由上述可知,在整个毕业设计的过程中,我们要通过运用各种通用图集和设计规范以及国家、地方标准,完成多层建筑的结构选型,结构布置,结构设计及建筑图、结构图、施工图的绘制。
这不仅要求我们有较强文献检索、规范应用、图集观摩、综合应用所学各门专业知识,分析和解决问题的能力,还要具有独立思考、独立设计、创新的精神。
此外,在设计中涉及到很多计算机软件,如 Office 中的 Word、Excel,绘图软件AutoCAD 和天正,结构计算的 PKPM 及等软件,通过对这些软件的应用,更能提高我们对计算机的应用能力,真正达到学以致用,理论与实践相结合的目的。
这对每个土木工程专业的毕业生来说,是一个挑战,也是一次机会,我们用它来检查和提高我们对基础理论和专业知识的理解、掌握程度及综合应用的实践能力。
这也是本毕业设计研究的目的和意义所在。
三、 设计内容和设计方案 1. 根据建筑物的朝向.位置.体系等因素的要求,完成建筑总平面图设计,设计方案 的确定; 2. 底层平面图.标准层平面图.正立面图.剖面图.主要节点构造详图等建筑设计; 3. 标准层的结构平面布置; 4. 风荷载的计