文献综述

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文献综述 

关键字：平剖立面  框架结构  地震作用 

一、    土木工程概念及发展简史 

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各类工程设施，也只所应用的材料、设备和所进行的勘探技术、施工、保养、维修等技术。它是最古老的工程科学，与人类的反战和生存息息相关。

从古至今，土木工程一共经历了古代、近代和现代这三大历史时期。古代土木工程最初完全采用天然材料，后来才出现人工烧制的砖和瓦，它没用系统的理论，但通过经验的积累，逐步形成了指导工程实践的成规。近代土木工程的诞生是以钢铁和水泥的出现为标志，形成了有理论基础的独立科学，钢结构、刚劲混凝土结构、预应力混凝土结构相继在土木工程中广泛应用。二战后，现代科学技术飞速发展，计算机技术的广泛应用使土木工程领域出现了崭新的面貌，其集中表现为工程功能化、城市立体化和交通高速化，现代土木工程以社会生产力的现代发展为动力，以现代科学技术为背景，以现代工程材料为基础，以现代工艺与机具手段高速度的向前发展。

然而近年来，由于美国自带金融危机的影响，全球的经济收到巨大的冲击，金融业和房地产等行业首当其冲，土木工程的发展也因此受到了阻碍，但是我们知道金融危机也只是暂时的，全球经济这个大的发展趋势不会改变，建设的速度不会止步，对于土木人才的需求只会不断的攀升，因而从长远角度来看，土木工程仍然焕发着勃勃生机和旺盛的生命力。

二、    设计课题概述 

  我的设计课题是南京市民远建筑设计公司综合办公楼建筑结构设计。南京市民远建筑设计公司综合办公楼位于南京市奥体大街与庐山路交叉口，建筑规划总平面图如下：

经勘测设计研究院现场实地勘测，建筑场地平坦，没有不利地质情况，无软弱下卧层；建筑地基土质情况如下表：

序

号

岩 土

分 类

土层深度 (M)

厚度范围 (M)

地基承载力f_ak(kpa)

桩端阻力q_p(kpa)

桩周摩擦力

q_s(kpa)

1

杂填土

0～1.2

1.2

2

中  砂

1.2～4.6

3.4

260

1700

27

3

砾  砂

4.6～5.5

0.9

320

2000

36

4

圆  砾

5.5～12.0

6.5

360

2400

42

     地下稳定水位距地坪-3m以下，建筑场地类别为Ⅱ类场地土，地震设防烈度为7度(0.1g)。

        建筑设计内容：建筑物的总层数为6层，其总高度在24m以下；总建筑面积控制在5000～5500m² ，最高不超过6000 m² 。

 使用面积及房间：

（1） 门厅                         100～150m² 

（2） 值班室                       40m²

（3） 技术档案室                   400～600m²

（4） 图书资料室                   100～120m²

（5） 设计部1室                   400～600m²

（6） 设计部2室                   400～600m²

（7） 设计部3室                   400～600m²

（8） 信息中心                     100～120m²

（9） 财务部                       100～120m²

（10）市场部                      100～120m²                     

（11）复印室                      120～200m²

（12）总经理室（包括会客室）      100～120m² 

（13）董事长室（包括会客室）              100～120m²

（14）副总经理室（设2套）每套            60m²

（15）会议室（每层设一会议室）            240～300m²

（16）展览室                              300～600m²

（17）卫生间（每层设，按男女比例2/3考虑）

（18）健身娱乐室                          60～80m² 

（19）其它房间可按照办公室灵活布置，每室  60～80m²

注：各种用房的活荷载标准值见现行《建筑结构荷载范》。

           本项目为一期工程，在其总平面布置设计中还需考虑二期工

     程的规划内容：3000m²检测中心、300m²员工娱乐中心和100 m²车队办公室和休息室，办公区室外绿化等。

三、    建筑结构类型设计 

       南京市民远建筑设计公司综合办公楼采用的是框架结构。所谓的框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预置的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。

       框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，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，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。

四、    建筑结构设计 

       长期以来，建筑学都是艺术与技术的统一体，并且以“坚固、适用和美观”作为其指导原则，建筑结构作为建筑物的基本受力骨架形成人类活动的空间，以满足人类生产、生活需求及对建筑物的美观要求。因此，必须充分考虑各种影响因素并进行科学分析才可能得到合理可行的结构选型结果。

       结构布置原则：结构平面形状和立面体型宜简单、规则，各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性。控制结构高宽比，以减少水平荷载下的侧移。尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化设计及施工。房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当房屋长度超过规定值时，可设伸缩缝将房屋分成若干温度区段。

       对于南京市民远建筑设计公司综合办公楼，我采用的是横向框架承重方案。横向框架承重方案是在横向上布置主梁，在纵向上设置连系梁。楼板支承在横向框架上，楼面竖向荷载传给横向框架主梁。由于横向框架跨数较少，主梁沿框架横向布置有利于增加房屋横向抗侧移刚度。由于竖向荷载主要通过横梁传递，所以纵向连系梁往往截面尺寸较小，这样有利于建筑物的通风和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸较大，对于给定的净空要求使结构层高增加。

五、 建筑结构设计方案 

       方案设计是建筑设计的第一阶段，是在前期准备工作的基础上，合理布置总平面，组合内部使用功能，选择结构方案，确定房间高度，构思建筑体型及立面形象。

1.     建筑平面设计

建筑平面包括使用部分和交通联系部分，使用部分的房间分

     为主要使用房间和辅助使用房间。门厅、值班室、技术档案室、图书资料室、设计部1室、设计部2室、设计部3室、信息中心、财务部、市场部、复印室、总经理室、董事长室、副总经理室、会议室、展览室、健身娱乐室等属于主要使用房间，平面常采用矩形，与结构柱网尺寸相对应，设计时应考虑有较好的朝向和采光与通风。属于辅助用房有卫生间等，由于上下管道较多，平面布置应尽量集中，与主要房间既要联系方便，又要适当隔离与隐蔽，而且采光通风要好。

       交通联系部分包括水平交通联系部分和垂直交通联系部分，水平方向有走廊、过道、连廊，其宽度应满足人流通畅和建筑防火要求；垂直方向有楼梯、电梯、坡道等。交通联系部分力求路线简洁明确，利于疏散，在节约面积的同时兼顾空间的造型处理等。

2.     建筑剖面设计

建筑剖面反映的是建筑物在垂直方向上各部分的结构、空间

组合关系，剖面设计需要确定建筑层数、建筑物各部分的高度及不同结构、不同体量建筑空间的组合关系。建筑的剖面设计应注意以下几点：房间的空间尺寸比例、房间的高度、室内采光和通风、结构体系和设备布置等。

3.     建筑立面设计

根据初步确定的房屋平、剖面组合关系，绘出建筑各个方向

立面的基本轮廓；推敲立面各部分的比例关系和材质对比，调整墙面处理和门窗布置，符合建筑形式美的原则；对于入口、雨棚、建筑装饰等进行细部处理，特别要注意门窗、幕墙的分格，既要美观，又要按照材料规格和采光通风要求设计。

五、    结构的抗震设计 

对于框架结构来说结构的抗震性能不容忽视，早在20世纪20年代的日本和美国首先在结构设计中加入抗震设计内容。从我国现行的抗震设计规范来讲，建筑抗震设计从方法上可分为两个部分，即计算设计和概念设计，抗震概念设计是指从宏观上对房屋结构做合理的选型、规划和布置，选用合格的材料，采取有效的构造措施，以达到抗震设计的目的。

对于钢筋混凝土框架结构，概念设计的原则有：1.结构抗震设计和构造措施应该按抗震等级划分；2.抗震结构宜有多道抗震防线，并合理设计各道防震线的防震性能；3.框架结构平面和立面形状要规正，避免过大的外伸和内收，结构竖向刚度和强度尽量要均匀，防止变形集中；4.框架结构设计要做到“强柱弱梁”，使结构整体延性增强，，提高变形和耗能能力；5.框架结构节点强度一定要比构件强度强，是结构在地震作用下，节点有很好的约束和连接作用；6.框架结构的梁、柱设计应做到“强剪弱弯”，提高构件延性，减少脆性破坏发生的可能性。

本建筑可以采用在部分部位设置剪力墙，以此来提高结构的抗震性能。

六、    倡导可持续发展 

       20世纪80年代提出的“可持续发展”原则，现已被广大国

家和人民所认同。“可持续发展”是指“既满足当代人的需要，

又不对后代人满足其需要的发展构成威胁”。  建设与使用土木工程的过程与能源消耗、资源利用、环境保护、生态平衡有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。中国还处于发展中国家，建房、修路占用了大量的土地，森林覆盖率在不断的降低，由此而引发的环境问题也在不断的加剧，因而作为土木工程的技术人员，我们有责任有义务在保护环境上作出努力，要坚持少占或不占用可耕地面积，少用粘土砖，多研发一些新型的建筑材料，提倡文明施工，多采用可再生资源及循环利用已有资源，避免建筑垃圾的排放。我们要具备建筑的审美观念，强调建筑与自然相协调，争取把世界建设的更加美丽和谐！