1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一、 工程概况和设计基本资料

本工程为办公楼建筑，主体地上十层，长48.2m，宽17.1m， 主体高36.9m。一层层高为4.5m，标准层层高为3.6m，顶层层高为3.6m，出屋面楼梯间层高为3.6m。基本风压：0.35kN/m²，基本雪压0.40kN/m²，主导风向：东南风。工程所在场地为无液化土层，Ⅱ类场地。土质较均匀，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。

二、框架#8212;剪力墙结构简介及特点

1. 概念

框架-剪力墙结构主要结构是框架，由梁柱构成，小部分是剪力墙。框-剪结构在现代建筑中下广泛运用于高层建筑，结合了框架结构与剪力墙结构的特点，既具有框架结构建筑布置灵活、空间较大的特点，又具有剪力墙结构抗侧度大、抗震性能好的优点，同时还可以充分发挥材料的强度。

2. 高层建筑结构设计特点

（1）水平荷载成为决定因素。一方面，随着高度增加，水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力增长速度更快；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

（2）轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
　　（3）侧移成为控制指标。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
　　（4）结构延性是重要设计指标。高层结构在水平力作用下的变形大，为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

3. 受力情况

由于剪力墙水平刚度大，剪力墙将承受大部分水平荷载，框架则承担竖向荷载，同时也承担少部分水平力。

在水平荷载作用下，框架变形以剪切变形为主，而剪力墙变形以弯曲变形为主。当两者通过楼板协同工作，共同抵抗水平荷载时，变形必须协调，如图1-1所示，侧向变形将呈弯剪形。其上下各层层间变形趋于均匀，并减小了顶点侧移。同时，框架各层层剪力趋于均匀，各层梁柱截面尺寸和配筋也趋于均匀。

(a)纯框架结构变形 (b)纯剪力墙结构变形

(c)框剪结构变形 (d)框剪结构相互作用情况

图1-1 框架#8212;剪力墙结构受力特点

三、框-剪结构设计

1. 结构体系布置

1.1 总体布置原则

（1）控制房屋总高度：A级高度钢筋混凝土高层房屋的总高度不宜超过规定。

（2）控制高宽比：控制高层建筑的高宽比可从宏观上控制结构的抗侧刚度、整体稳定性、承载能力和经济性。

（3）平面布置：高层建筑平面形状宜简单、规则、对称。结构布置宜对称、均匀，尽量使结构刚心、质心重合，避免扭转。

（4）竖向布置：高层建筑竖向体形应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，避免错层和局部夹层，同一楼层应尽量设置在同一标高处，上部楼层收进部位和收进后的水平尺寸应满足规定。

1.2 剪力墙布置原则

（1）框-剪结构应设计成双向抗侧力体系，主体结构构件之间不宜采用铰接。抗震设计时，两主轴方向均应布置剪力墙。梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合。

（2）框-剪结构中剪力墙的布置一般按照均匀、对称、分散、周边的原则布置。

（3）框架―剪力墙结构中的剪力墙，宜设计成周边有梁柱(或暗梁柱)的带边框剪力墙。纵横向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形、T形及口形等，以增大剪力墙的刚度和抗扭能力。

（4）在长矩形平面或平面有一项较长的建筑中，横向剪力墙沿长方向的间距宜满足规范的要求，纵向剪力墙不宜集中布置在两尽端。

（5）剪力墙数量的确定：

剪力墙数量的确定是框剪结构设计的重要环节。根据一些实际工程的设计可以确定合适的剪力墙数量。总结一些成功的设计实例：一般底层结构剪力墙截面面积A_w和柱截面面积A_c之和对楼层面积A_f之比以及剪力墙截面面积A_w与楼面面积A_f之比均控制在表1范围内：

表1-1 底层结构剪力墙截面面积与楼面面积之比

高层建筑采用框一剪结构时，宜取表中的上限值。表中数量为剪力墙纵横两个方向总量，两个方向的剪力墙数量宜接近。

2. 框-剪结构计算分析方法

（1）计算简图与连接方式

框架#8212;剪力墙结构的计算简图，主要是确定如何合并总剪力墙、总框架，以及确定总剪力墙与总框架之间的连接和相互作用方式。

剪力墙与框架之间的连接方式有两大类：

第一种：框架与剪力墙是通过楼板的作用连接在一起的。刚性楼板保证了有水平作用时，同一楼层标高处剪力墙与框架的水平位移是相同的；楼板对各平面抗侧力结构不产生约束弯矩；同一楼层标高处有相同的水平位移。这种连接方式称为框架#8212;剪力墙铰接体系。

第二种：将连梁与楼盖链杆的作用综合为总连杆。剪力墙与总连杆用刚接表示剪力墙平面内的连梁对墙的转动约束，即能起到连梁的作用；框架与总连杆间用铰接，表示楼盖链杆的作用。这种连接方式被称为框架#8212;剪力墙刚接体系。

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。

（2）在进行结构内力及位移计算前，先作如下基本假定：

a．楼板在平面内刚度无限大，平面外刚度为零。

b．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。

c．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。

（3）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力分配和根据框架柱的水平刚度D进行柱水平剪力分配。

3. 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，且不设弯起钢筋，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。

4. 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，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。

5. 参考文献

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本设计主要研究高层框架剪力墙的建筑设计，水平荷载作用下的框架-剪力墙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。本设计研究方法如下。

一、建筑设计部分

建筑设计的主要任务是全面贯彻适用、安全、经济、美观的方针。