高层办公楼结构设计精品详解.doc

专科生毕业论文（设计）十二层框架－剪力墙结构高层办公楼结构设计  摘 要 在抗震结构设计中，设计双重抗侧力体系可以实现多道设防，是安全可靠的抗震结构体系。本文以某十二层框架－剪力墙结构高层办公楼结构设计为例，全面阐述了高层框架－剪力墙结构双重抗侧力体系的受力和变形性能，从抗震概念设计和抗震性能设计的角度，提出了延性设计、超静定结构和可以实现多道设防的结构，是抗震结构设计的基本要求，论述了框架－剪力墙结构中剪力墙布置的原则和抗震构造要求，并从安全和经济角度，提出了在框架－剪力墙结构体系中，一般宜满足规范要求的底层框架部分承受的地震倾覆力矩占结构总地震倾覆力矩的10%~50%。 关 键 词：抗震设计 框架 剪力墙 框架－剪力墙 概念设计 倾覆力矩   目 录 11  前 言 高层建筑钢筋混凝土基本结构体系一般包括框架结构体系、框架-剪力墙（筒体）结构体系、剪力墙结构体系、框架-核心筒结构体系、筒体结构体系等。框架结构体系是沿房屋的纵向和横向，由梁柱构件通过抗弯节点连接而成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。框架结构的抗侧刚度主要取决于梁柱节点的抗弯能力和柱子的轴向刚度，在水平力作用下，框架下部的梁柱弯矩大，层间变形也大，愈到上部层间变形愈小，框架结构变形曲线为剪切型，楼层越高，水平位移增长越慢。框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能，但由于高层框架侧向刚度较小，结构顶点位移和层间相对位移较大，使得非结构构件（如填充墙、建筑装饰、管道设备等）在地震时破坏严重，这是它的主要缺点，也是限制框架高度的主要原因之一；剪力墙结构体系是利用建筑物钢筋混凝土墙体承受竖向和水平荷载，并作为建筑物的围护和房间分隔构件的结构体系，剪力墙在其自身平面内的刚度大、强度高、整体性好，在水平荷载作用下，侧向变形小，抗震性能较强，在水平力作用下，变形曲线为弯曲型，楼层越高，水平位移增长越快。由于剪力墙结构的墙间距不能太大，平面布置不够灵活，难以满足公共建筑的使用要求；此外剪力墙结构的自重也比较大，为满足要求，将底部一层或几层部分剪力墙取消，用框架代替，形成框支剪力墙结构，而这种结构体系，由于底层柱的刚度小，上部剪力墙的刚度大，形成上下刚度突变，在地震作用下，底层柱会产生很大的内力塑性变形，使结构破坏严重；而框架-剪力墙结构体系是由框架和剪力墙这两种受力和变形性能不同的超静定抗侧力结构体系形成的新的抗侧力结构体系，通过梁、楼板等水平构件的协同工作，共同抵抗水平荷载，在地震作用下，当其中一部分有损伤时，另一部分有足够的刚度和承载力能够承受较多的地震作用，在两部分之间会发生内力重分布，其水平位移呈S形的弯剪型曲线变形。在抗震结构中，设计双重抗侧力体系，是实现多道设防，安全可靠的结构体系，其集合了框架和剪力墙两种抗侧力结构的优点，在地震、风等水平力作用下，框架承受的水平剪力减少及沿高度方向比较均匀，框架各层的梁柱弯矩降低，沿高度方向各层梁柱弯矩的差距减少，在数值上趋于接近，其结构受力合理，建筑造价较经济，同时房间布置比较灵活自由，能够满足多种建筑功能的要求，构成灵活自由的使用空间，因此在高层公共建筑中，深受业主和设计人员的喜爱。 本工程为高层办公楼，建筑面积12800 m，其中地下室面积820 m，建筑总高度48.50 ，室内外高差0.5，地下室埋深4.5 m，地下一层为设备用房及机动车车库，地上十二层，层高均为4.0m，各层均为标准办公用房，标准柱距8.4。顶层由于业主要求有一个大空间会议室，因此取消一根柱，形成16.816.8m较大空间会议室。该建筑结构使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，抗震设防类别为标准设防类(简称C类)，结构安全等级为二级。在多遇地震下，水平地震影响系数最大值为0.08，建筑场地类别为Ⅲ类，建筑场地特征周期为0.45秒，基本风压值为0.4 kN/m，经技术和经济比较分析，采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，楼板、屋面均采用现浇钢筋混凝土结构。框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级。 2.1楼面和屋面荷载等 楼面恒荷载（不包括板自重）为1.5KN/m2,屋面恒荷载（不包括板自重）为3.5KN/m2,楼面活荷载根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）取值，见表1.结构内部房间采用轻钢龙骨轻质隔断隔开，可按均布活荷载附加在楼板上，由于各层房间一般为办公室，内隔墙较少，根据现行荷载规范，可取1.0KN/m2。 楼面活荷载标准值（KN/m2） 表-1 楼面功能 荷载标准值 楼面功能 荷载标准值 楼面功能 荷载标准值 办公 2.0 电梯机房 7.0 上人屋面 2.0 小会议 2.0 配电间 10