1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1、工程概况和设计基本资料

工程概况：

该工程位于江苏省连云港市赣榆区，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，抗震设计分组第2组，建筑物场地类别为Ⅲ类。建筑物长45m，宽16m，地上10层，建筑高度约39米，建筑面积约9500m2，结构体系为两跨的钢筋混凝土框架-剪力墙结构，基础采用桩基础。

气象资料： 基本风压：0.45kN/m² 基本雪压：0.35 kN/m²

工程地质资料：

1）本工程场地较平坦，根据地质钻探，该场地土质较均匀。

2）地下水位较高，在天然地面下4.0m处，无侵蚀性。

3）场地无液化土层，场地类别为Ⅲ类。

桩基设计参数：

层号	土层名称	层厚(m)	建议极限值	承载力建议值
钻孔灌注桩
qsik(kpa)	qpk(kpa)	fak(kpa)
②-1	粉质粘土	3.0	25		100
②-2	淤泥质粉质粘土	4.0	10		60
②-3	粉土	3.0	18		100
②-4	粉土、粉砂	7.0	22		120
②-5	粉质粘土	10.0	20		100
④	粉质粘土混砾石	5.5	50	2500	400
⑤-1	强风化泥质粉砂岩	1.0	160	3000	400
⑤-2	中风化泥质粉砂岩		220	8000	1600

结构和基础的安全等级：

1）建筑结构的安全等级为二级。

2）拟建场地位于7度区，根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223- 2008），本工程抗震设防类别为标准设防类。

3）地基基础设计等级为乙级。

2、高层建筑特点

高层建筑（住宅10层及十层以上或房屋高度超过28米）结构设计注重概念设计，要做好概念设计，应掌握以下诸多方面：结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防选择合理的结构类型；竖向荷载、风荷载及地震作用对不同结构体系的受力特点；风荷载、地震作用及竖向荷载的传递途径；结构破坏的机制和过程，以加强结构的关键部位和薄弱环节；建筑结构的整体性，承载力和刚度在平面内及沿高度均匀分布，避免突变和应力集中；预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围；抗震房屋应设计成具有高延性的耗能结构，并具有多道防线；地基变形对上部结构的影响，地基基础与上部结构协同工作的可能性；各类结构材料的特性及其受温度变化的影响；非结构性部件对主体结构抗震产生的有利和不利影响，要协调布置，并保证与主体结构连接构造的可靠等。

3、结构特点

框架-剪力墙是由框架结构和剪力墙结构组成的结构体系，既能为建筑提供较大的平面空间，又具有较大的抗侧力刚度。框剪结构可应用于多种使用功能的高层房屋，如办公楼、饭店、公寓、住宅、教学楼、实验楼等。其组成形式一般有：

（1） 框架与剪力墙分开布置，各自形成抗测力结构；

（2） 在框架结构的若干跨度内嵌入剪力墙（有边框剪力墙）；

（3） 在单片抗侧力结构内连续布置框架和剪力墙；

（4） 上述两种或几种形式的混合；

（5） 板柱结构中设置部分剪力墙（板柱-剪力墙结构）。

框剪结构是由框架结构和剪力墙结构两种不同的抗侧力体系组成，这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。在水平力作用下，剪力墙是竖向悬臂弯曲结构，其变形曲线成弯曲型（图a左图），楼层越高水平位移增长速度越快，顶点水平位移值与高度是四次方关系：均布荷载时

倒三角形荷载时

式中H为总高度；EI为弯曲刚度。

在一般剪力墙结构中，由于所有抗侧结构都是剪力墙，在水平力作用下各道墙的侧向位移曲线相类似，所以，楼层剪力在各道剪力墙之间是按其等效抗弯刚度EI_eq比例进行分配。

框架在水平力作用下，其变形曲线为剪切型（图a右图），楼层越高水平位移增长慢，在纯框架结构中，各榀框架的变形曲线类似，所以，楼层剪力按框架柱的抗推刚度D值比例进行分配。

框剪结构，既有框架，又有剪力墙，它们之间通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起，在水平力作用下，使它们水平位移协调一致，不能各自自由变形，在不考虑扭转影响的情况下，在同一楼层的水平位移必须相同。因此，框剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反S形的弯剪型位移曲线（图c）。

（a） （b）

（c）

4、剪力墙设置原则

（1）剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近，楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位；在伸缩缝、沉降缝、防震缝两侧不宜同时设置剪力墙。

（2）平面形状凹凸较大时，宜在凹出的部分的端部附近不知剪力墙；

（3）剪力墙布置时，如因建筑使用需要，纵向或横向一个方向无法设置剪力墙时，该方向可采用壁式框架或支撑等抗侧力构件，但是，两方向在水平力作用下的位移值应接近。壁式框架的抗震等级应按剪力墙的抗震等级考虑。

（4）剪力墙的布置宜分布均匀，单片强的刚度宜接近，长度较长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢剪力墙或多肢墙，单肢墙或多肢墙的墙肢长度不宜大于8m。每道剪力墙底部承担水平力产生的剪力不宜超过结构底部总剪力的40%。

(5)纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内。房屋纵向长度较长时，不宜集中在两端布置纵向剪力墙，否则在平面中适当部位应设置施工后浇带以减少混凝土樱花过程中的收缩应力影响，同时应加强屋面保温以减少温度变化产生的影响。

（6）楼电梯间、竖井等造成连续楼层开洞时，宜在洞边设置剪力墙，且尽量与靠近的抗侧力结构结合，不宜孤立地布置在单片抗侧力结构或柱网以外的中间部分；

（7）剪力墙间距不宜过大。应满足楼盖平面刚度的需要，否则应考虑楼盖平面变形的影响。

5、结构计算分析方法

lt;1gt;计算简图

由于结构平面布置的不同，框架与剪力墙连系的方式可分为两种。一是通过刚性楼板连系，它保证各榀抗侧力结构具有相同的水平位移，由于楼板平面外的刚度为零，它对各平面结构无约束作用，因此在框架-剪力墙结构协同工作时，连系两者的连杆可看作是铰接杆，这种体系叫铰接体系。

框架与剪力墙连系的第二种方式是通过连系梁将框架和剪力墙连系，这种体系叫作刚接体系。在此计算简图中，连杆一端与剪力墙刚接，另一端与框架铰接。

刚接体系和铰接体系的根本区别在于连梁对剪力墙墙肢有无约束作用。

lt;2gt;在进行结构内力及位移计算前，先作如下基本假定：

#129;楼板在平面内刚度无限大，平面外刚度为零。

#8218;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。如不重合，可先计算平移运动，再按纯扭转计算，然后叠加。

#402;框架和剪力墙沿高度方向无变化，即它们的刚度特征值为常数。

lt;3gt;解题思路

框架-剪力墙结构在竖向荷载（恒载、活载）作用下计算主要与楼盖结构平面布置有关，不考虑每榀框架、每片剪力墙之间的相互影响；而框架-剪力墙结构水平荷载作用下的计算计算较为复杂，要考虑协同工作。

假定房屋在风力或地震作用下不产生扭转，根据刚性楼板的假定，在同一楼层标高处的所框架和剪力墙的水平位移相等。为了简化计算，忽略剪力墙和框架轴向变形，将计算区段内所有横向（或纵向）的框架、剪力墙和连梁按期刚度相叠加的方法合并成总框架、总剪力墙和连梁。根据总剪力墙和总框架的刚度求得各自得水平荷载后，再根据个片剪力墙的等效抗弯刚度进行内利分配和根据框架柱的水平刚度D进行柱水平剪力分配。

6、 框-剪结构截面设计

框架-剪力墙结构截面设计，包括剪力墙墙肢、框架梁柱、连梁截面设计。其中剪力墙墙肢、框架梁柱的配筋计算分别与剪力墙结构、框架结构相同。连梁可按钢筋混凝土受弯构件进行正截面、斜截面承载力计算。连梁通常采用对称配筋，切不设弯起钢筋，由箍筋和混凝土承担全部剪力，可按框架梁的受弯、受剪公式计算。还应注意连梁也应进行强剪弱弯的内力调整。

7、地基基础设计

对于高层建筑，设计时宜根据上部结构、工程地质、施工等因素选用能满足地基稳定性和变形要求的基础结构方案。本工程采用桩基础，通过挖除较深的土构成地下室，从而减少基础自重减少基础沉降，调整地基反力，提高地基承载力和基础的稳定性。

参考文献

除国家和地方有关规范、标准、图集外，重点参考以下资料：

1. 《民用建筑设计通则》GB50352-2005 [S]

2. 《建筑设计防火规范》GB50016-2014[S]

3. 《工程建设标准强制性条文，房屋建筑部分》2013年版[S]

4. 《全国民用建筑工程设计技术措施-规划、建筑部分》2009年版[S]

5. 《屋面工程技术规范》GB50345-2012 [S]

6. 《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009 [S]

7. 《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001 [S]

8. 《无障碍设计规范》GB50763-2012[S]

9. 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010.[S].

10. 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 [S]

11. 《混凝土结构设计规范》（2015版）GB50010-2010[S]

12. 《建筑抗震设计规范》（2016版）GB50011-2010 [S]

13. 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 [S]

14. 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 [S]

15. 《建筑结构构造资料集（上、下）》陈保胜.中国建筑工业出版社.2009

16. 《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》16G101-1~3.

17. 《高层建筑框架-剪力墙结构设计》[M].郭仁俊主编.北京：中国建筑工业出版社出版，2004

18. 《钢筋混凝土高层建筑结构设计》[M].赵西安.北京：中国建筑工业出版社，1995

19. 《高层建筑结构方案优选》[M].刘大海等.北京：中国建筑工业出版社，1996

20. 《建筑结构设计新规范综合应用手册》（第二版）[M]. 朱炳寅.北京：中国建筑工业出版社，2013

21. 《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析》[M]. 朱炳寅. 北京：中国建筑工业出版社，2013

22. 《建筑地基基础设计方法及实例分析》[M]. 朱炳寅等. 北京：中国建筑工业出版社，2013

23. 《建筑抗震设计规范应用与分析》[M].朱炳寅等. 北京：中国建筑工业出版社，2011

24. 《实用高层建筑结构设计》（第二版）[M]. 傅学怡.北京：中国建筑工业出版社，2010

25. Behavior of reinforced-concrete-framed shear walls. Y.L. Mo, J. Chan. Department of Civil Engineering, National Cheng Kung University, Tainan 701, Taiwan. Received 30 June 1995; accepted 28 April 1996

26. EFFECT OF CREEP AND SHRINKAGE IN REINFORCED CONCRETE FRAME#8211;SHEAR WALL SYSTEM WITH HIGH BEAM STIFFNESS. SAVITA MARU1, R. K. SHARMA² AND A. K. NAGPAL².1 Department of Civil Engineering, Engineering College, Ujjain, Madhya Pradesh, India. 2 Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology, New Delhi, India . THE STRUCTURAL DESIGN OF TALL AND SPECIAL BUILDINGS. Struct. Design Tall Spec. Build. 12, 93#8211;108 (2003)

27. Optimal Design of Intermediate Reinforced Concrete Moment Resisting Frames with Shear Walls for Different Arrangements of Columns. Mehdi Babaei#1, Hadi Tavassolian*2 # Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran. 1 mbabaei@znu.ac.ir. * M.Sc. Student in Structural Engineering, University of Zanjan. 2hadi.tavasolian@znu.ac.ir.

28. Progressive Collapse Resistance of Two Typical High-Rise RC Frame Shear Wall Structures. Peiqi Ren1; Yi Li2; Hong Guan3; and Xinzheng Lu4. DOI: 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000593. copy; 2014 American Society of Civil Engineers.

29. Standard No. 2800-05, (2005). Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings.

30. Babaei M. (2015). The Economical Effect of Ductility Levels on Reinforced Concrete Frames Design. American Journal of Civil and Structural Engineering, 2(1), 1-6.

31. Sanaei E., amp; Babaei M., (2012). Topology Optimization of Structures using Cellular Automata with Constant Strain Triangles.International Journal of Civil Engineering, 10(3), 179-188

32. Sanaei E., amp; Babaei M., (2011). Cellular Automata in Topology Optimization of Continuum Structures. International Journal of Engineering, Science and Technology, 3(4), 27-41

33.Babaei M. Multi-Objective Optimal Number and Location for Steel Outrigger-Belt Truss System. under review

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

要求和问题：

了解和掌握框剪建筑设计的全过程，锻炼自身的独立分析和创新能力。

根据所提供的总平面图和设计要求，完成主要建筑设计、pkpm电算、结构内力计算、构件截面设计、基础设计计算、施工图绘制等工作。