框架剪力墙结构设计开题报告.doc

北京建筑工程学院土木工程专业毕业设计（论文）开题报告姓名： 吴彤 班级： 土03-7班 学号： 30 指导教师： 刘栋栋 毕业设计（论文）名称：中国华侨博物馆框架剪力墙结构设计1、设计（论文）项目概况或项目研究背景、意义及文献研究概况本工程位于东直门内北小街马路西侧，为华侨历史博物馆，建筑面积为12800平方米，地上8层，地下2层，首层至四层为展览厅，五层至八层为办公区。首层高4.8米，二层至四层层高4.5米，其它层高为3.3米，采用全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。2、设计（论文）主要内容或研究技术路线、方案确定结构方案；荷载计算、楼盖与屋盖设计、框架抗侧刚度与剪力墙抗弯刚度计算、地震作用计算与位移验算、地震作用下框架与剪力墙内力计算、重力荷载作用下框架内力计算、框架与剪力墙内力组合、框架梁、柱与剪力墙配筋计算、基础设计；绘制结构图（包括首层结构平面图、标准层结构平面图、框架梁配筋图、框架柱配筋图、基础结构平面图）；建筑共设四个出口，其中北侧及西侧出口设有无障碍坡道。陈列展示展览包括陈列展示面积占总面积的50%；文物及展品库占陈列展示面积1/3。；行政办公室接待、及其他（卫生间、交通及休息等）；群众服务用房：占总建筑面积10%。200人报告厅人均1.1 m。包括休息接待室，同声传译，音响控制室，门厅、售票、存包、卖品（首层）、饮品（茶、咖啡）休息等服务用房。使用人数规模：参观舒适人员控制20 m/人，服务管理员工80人。经济分析部分包括土方工程、混凝土工程、模板工程、砌筑工程、装饰装修等。3、进度计划2006/2007学年(二)：寒假：调研，资料查询，写报告及方案构思1周：毕业设计实习、建筑方案设计2-4周：建筑施工图设计5周：楼屋盖设计，荷载计算，地震作用计算6周：框架在地震作用下内力计算7周：框架在重力作用下内力计算8周：内力组合9周：梁、柱、墙配筋计算10周：基础设计11-12周：绘制结构图，整理计算书13周前半周：绘制结构图13周后半周14周：经济分析学生签名： 2007 年 3 月 1 日指导教师审查评分 （满分3分） 教研室主任签名： 课题负责人签名： （注：应有不少于5页的书面报告附件）开题报告在过去三年半的大学教育中，我经过了基础课的学习，并且基本掌握了专业课的知识，也即将毕业，在此之前还有一项非常重要的任务就是完成毕业设计（论文）。在此过程中需要将所学习的知识灵活运用，通过毕业设计可以针对过去的学习成果进行一次全面的检查。所以要发挥自己的能力将毕业设计保质保量地完成好，也为将来的工作做好准备。一. 项目研究背景：工程名称：华侨历史博物馆项目背景：华侨历史博物馆是国家级专业博物馆，以收集、保护华侨华人历史文物和展示他们的历史与现状、生存与发展为己任，以服务侨胞、服务社会和服务国家为宗旨。项目地处东直门内北小街马路西侧，属于雍和宫、国子监保护区的建设控制地带，用地范围内没有文物及古树名木。此区位交通便利，周边公共文化设施有国子监、雍和宫、地坛公园、南馆公园等。二. 项目概况1 建筑地点：东直门内北小街马路西侧2 建筑面积：地下建筑面积4450平方米，地上建筑面积8350平方米3 层数：地下2层，地上8层。地上1-4层为展览厅，地上5-8层为办公区4 层高：地下层高4.5米，地上首层4.8米，2-4层4.5米，5-8层3.3米5 结构体系框架剪力墙结构（大跨度，具体尺寸见结构设计）外围护墙采用250加气混凝土砌块（外保温），内墙采用150加气混凝土砌块6 主要建筑材料：钢筋、混凝土、沙浆、加气混凝土砌块7 防火要求：按高层建筑设计防火规范 GBJ 16-87（2001年版），建筑耐火等级地上地下均为1级电梯：设四部液压电梯，其中一部为防火电梯，楼梯：设四部楼梯，均为防烟楼梯8施工用地另选三. 建筑设计部分1建筑有不同方向两个出口且不在主路方向。主入口前设置广场。2主要功能房间及面积使用要求：（1）陈列展示展览：陈列展示面积站总面积的50%。（2）文物及展品库占陈列展示面积1/3。（3）行政办公室接待、及其他（卫生间、交通及休息等）。（4） 群众服务用房：占总建筑面积10%。200人报告厅人均1.3 m。应包括休息接待室110 m，同声传译16 m，音响控制室15 m，门厅、售票、存包、卖品（首层）、饮品（茶、咖啡）休息等服务用房。（5） 配套房间设有警卫值班、消防值班室、楼电梯间、卫生间（无障碍设计）、走道等交通及休息交流空间。设备管井（每层考虑2处）。3使用人数规模：参观舒适人员控制20 m/人，服务管理员工80人。4建筑设计完成图纸内容：（1）总平面布置图 1：500，建筑设计说明，材料做法表等。（2）各层平面图 1：100。（3）顶层平面图或屋顶平面图 1：100。（4）正立面图1：100，侧立面图1：100，剖面图 1：100，（5）楼梯大样图1：50（平面图、剖面图）。1：20外墙大样及节点详图（自定）。四. 结构设计部分结构形式现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构；楼盖结构楼盖及屋盖采用普通钢筋混凝土现浇楼板；基础结构采用箱形基础1结构方案合理进行结构的平面布置及立面布置；合理确定剪力墙数量及厚度，使其满足壁率及刚度要求；合理确定落地剪力墙及框支剪力墙的结构布置及截面尺寸2结构计算荷载计算；楼盖与屋盖设计；框架抗侧刚度与剪力墙抗弯刚度计算；地震作用计算与位移验算；地震作用下框架与剪力墙内力计算；重力荷载作用下框架内力计算；框架与剪力墙内力组合；框架梁、柱与剪力墙配筋计算；基础设计3绘制结构图首层结构平面图 1：100标准层结构平面图 1：100 框架梁配筋图 1：50框架柱配筋图 1：50基础结构平面图 1：100五.高层建筑结构布置的基本原则 1. 结构平面布置原则（1）结构平面形状：简单、规则、对称；受力明确，传力直接，便于计算和处理，防止应力集中和扭转； （2）结构平面尺寸限制：长宽比L/B限制：平面过于狭长两端地震波输入不同步，震害大。L/B在6、7度最好4；在8、9度最好3；框架筒结构及筒中筒结构的L/B2；结构单元长度L：7080m；局部外伸及凹进尺寸应尽量小：减小应力集中，限制l/Bmax及l/b（3）抗侧力结构：均匀布置，质心与刚心尽量重合，减小扭转；（4）楼电梯间位置：不宜设在平面凹角部位或端部角区，非设不可时要用筒体加强；防止楼板削弱后产生过大应力集中；（5）避免楼板的较大削弱：防止楼板削弱部位应力集中及震害加剧；（6）变形缝设置温度缝、沉降缝、防震缝2. 结构竖向布置原则（1）刚度均匀、连续，避免突变；（2）A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；（承载能力突变将导致薄弱层破坏 ）（3）结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。 （4）宜设置地下室：五. 钢筋混凝土框架剪力墙结构相关知识1. 定义：由框架和剪力墙共同组成的结构，二者协同工作，共同抗力。2. 特点：具有框架和剪力墙结构的优点而又避免了它们的缺点；但对楼盖的刚度和整体性要求较高，地震区应为现浇楼盖。3. 应用：各类高层建筑。4. 框架剪力墙结构组成及受力特点：（1）框架-剪力墙结构的组成形式：框架与墙（单片墙、联肢墙或较小井筒）分开布置；在框架结构的若干跨内嵌入墙（带边框剪力墙）；在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙；上述两种或三种形式的混合。（2）荷载作用：竖向荷载作用下，框架和剪力墙分别承担其受荷范围内的竖向力；侧向力下，协同工作，共同抵抗侧力。（3）侧向力单独作用下，框架侧移曲线呈剪切型，剪力墙呈弯曲型，框架剪力墙由于楼盖作用，二者侧移相同，呈弯剪型。（4）框架和剪力墙之间存在沿高度变化的相互作用力：在底部，框架层间位移大于剪力墙，框架的变形受到剪力墙的“制约”；在顶部相反，剪力墙受到框架的“扶持”；（5）框架和剪力墙之间的相互作用是借助于楼盖结构平面内的剪力实现的，楼盖结构的整体性和平面内刚度必须得到保证。5. 框架剪力墙结构中剪力墙的数量l 方案设计阶段：按剪力墙壁率确定：壁率是每单位建筑面积的剪力墙长度；当壁率少于50mmm2时，震害严重；当壁率多于150mmm2时，破坏极轻微。按剪力墙面积率确定：即同一层剪力墙截面面积与楼面面积之比，面积率在3一4较适宜。l 扩大初步设计阶段：结构顶点位移及最大层间位移满足规范限值；结构自振周期在合理范围内：T=(0.10.15)n(n为结构层数)6. 框架剪力墙结构中剪力墙的布置剪力墙的平面布置宜均匀、对称；地震区剪力墙沿纵横两个方向都要布置，并使两个方向的自振周期接近。剪力墙宜布置在竖向荷载较大处，可避免设置截面尺寸过大的柱子；竖向荷载所产生的轴向压力，可提高墙肢截面的承载力。剪力墙宜布置在建筑平面形状变化处、楼电梯间的周围。上述位置由于楼盖的刚度受到削弱，地震时应力集中，震害较严重，应加强；同时，楼电梯间四周的剪力墙可以形成井筒(核心简)结构，有利于提高结构抗侧刚度，也不会影响建筑平面的布置。 剪力墙应布置在结构区段的两端或周边，以利于结构区段的整体抗扭；剪力墙宜拉通对直，以取得较大的抗侧刚度。7. 楼盖结构的作用与布置l 作用：保证框架与剪力墙协同工作；楼盖有时仅传递水平推力，相当于铰接刚性连杆；有时既传递水平推力又传递弯矩，相当于连系梁；l 布置：保证楼盖的整体性，避免开过大的洞口；保证楼盖平面内的刚度无穷大：控制剪力墙之间的间距，使之满足表的要求； 8. 两种结构体系框架剪力墙结构中的内力分布也受到楼盖结构平面外刚度的影响。y方向水平力作用时，各榀框架和剪力墙均不在一条直线上；楼盖的作用仅传递水平推力，相当于铰接刚性连杆。这一类结构方案称为框架剪力墙结构铰接体系。x方向水平力作用时，一部分剪力墙和框架在一条直线上，位于同一竖向平面内而且有连梁相连（A、C轴），连梁除承受轴向力外还在框架与剪力墙之间传递竖向平面内的剪力和弯矩。这构方案称为框架剪力墙结构刚接体系。9. 框架剪力墙结构计算基本假定：楼盖结