文獻(xiàn)綜述 

關(guān)鍵字：平剖立面  框架結(jié)構(gòu)  地震作用 

一、    土木工程概念及發(fā)展簡史 

土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱，它既指工程建設(shè)的對象，即建在地上、地下、水中的各類工程設(shè)施，也只所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘探技術(shù)、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)。它是最古老的工程科學(xué)，與人類的反戰(zhàn)和生存息息相關(guān)。

從古至今，土木工程一共經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代這三大歷史時期。古代土木工程最初完全采用天然材料，后來才出現(xiàn)人工燒制的磚和瓦，它沒用系統(tǒng)的理論，但通過經(jīng)驗(yàn)的積累，逐步形成了指導(dǎo)工程實(shí)踐的成規(guī)。近代土木工程的誕生是以鋼鐵和水泥的出現(xiàn)為標(biāo)志，形成了有理論基礎(chǔ)的獨(dú)立科學(xué)，鋼結(jié)構(gòu)、剛勁混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相繼在土木工程中廣泛應(yīng)用。二戰(zhàn)后，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使土木工程領(lǐng)域出現(xiàn)了嶄新的面貌，其集中表現(xiàn)為工程功能化、城市立體化和交通高速化，現(xiàn)代土木工程以社會生產(chǎn)力的現(xiàn)代發(fā)展為動力，以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為背景，以現(xiàn)代工程材料為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代工藝與機(jī)具手段高速度的向前發(fā)展。

然而近年來，由于美國自帶金融危機(jī)的影響，全球的經(jīng)濟(jì)收到巨大的沖擊，金融業(yè)和房地產(chǎn)等行業(yè)首當(dāng)其沖，土木工程的發(fā)展也因此受到了阻礙，但是我們知道金融危機(jī)也只是暫時的，全球經(jīng)濟(jì)這個大的發(fā)展趨勢不會改變，建設(shè)的速度不會止步，對于土木人才的需求只會不斷的攀升，因而從長遠(yuǎn)角度來看，土木工程仍然煥發(fā)著勃勃生機(jī)和旺盛的生命力。

二、    設(shè)計課題概述 

  我的設(shè)計課題是南京市民遠(yuǎn)建筑設(shè)計公司綜合辦公樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。南京市民遠(yuǎn)建筑設(shè)計公司綜合辦公樓位于南京市奧體大街與廬山路交叉口，建筑規(guī)劃總平面圖如下：

經(jīng)勘測設(shè)計研究院現(xiàn)場實(shí)地勘測，建筑場地平坦，沒有不利地質(zhì)情況，無軟弱下臥層；建筑地基土質(zhì)情況如下表：

     地下穩(wěn)定水位距地坪-3m以下，建筑場地類別為Ⅱ類場地土，地震設(shè)防烈度為7度(0.1g)。

        建筑設(shè)計內(nèi)容：建筑物的總層數(shù)為6層，其總高度在24m以下；總建筑面積控制在5000～5500m² ，最高不超過6000 m² 。

 使用面積及房間：

（1） 門廳                         100～150m² 

（2） 值班室                       40m²

（3） 技術(shù)檔案室                   400～600m²

（4） 圖書資料室                   100～120m²

（5） 設(shè)計部1室                   400～600m²

（6） 設(shè)計部2室                   400～600m²

（7） 設(shè)計部3室                   400～600m²

（8） 信息中心                     100～120m²

（9） 財務(wù)部                       100～120m²

（10）市場部                      100～120m²                     

（11）復(fù)印室                      120～200m²

（12）總經(jīng)理室（包括會客室）      100～120m² 

（13）董事長室（包括會客室）              100～120m²

（14）副總經(jīng)理室（設(shè)2套）每套            60m²

（15）會議室（每層設(shè)一會議室）            240～300m²

（16）展覽室                              300～600m²

（17）衛(wèi)生間（每層設(shè)，按男女比例2/3考慮）

（18）健身娛樂室                          60～80m² 

（19）其它房間可按照辦公室靈活布置，每室  60～80m²

注：各種用房的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值見現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載范》。

           本項目為一期工程，在其總平面布置設(shè)計中還需考慮二期工

     程的規(guī)劃內(nèi)容：3000m²檢測中心、300m²員工娛樂中心和100 m²車隊辦公室和休息室，辦公區(qū)室外綠化等。

三、    建筑結(jié)構(gòu)類型設(shè)計 

       南京市民遠(yuǎn)建筑設(shè)計公司綜合辦公樓采用的是框架結(jié)構(gòu)。所謂的框架結(jié)構(gòu)是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預(yù)置的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質(zhì)板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好。

       框架結(jié)構(gòu)由梁柱構(gòu)成，構(gòu)件截面較小，因此框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低，它的受力特點(diǎn)類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，這時，現(xiàn)澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，起圍護(hù)和分隔作用，框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能為建筑提供靈活的使用空間，但抗震性能差。

四、    建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 

       長期以來，建筑學(xué)都是藝術(shù)與技術(shù)的統(tǒng)一體，并且以“堅固、適用和美觀”作為其指導(dǎo)原則，建筑結(jié)構(gòu)作為建筑物的基本受力骨架形成人類活動的空間，以滿足人類生產(chǎn)、生活需求及對建筑物的美觀要求。因此，必須充分考慮各種影響因素并進(jìn)行科學(xué)分析才可能得到合理可行的結(jié)構(gòu)選型結(jié)果。

       結(jié)構(gòu)布置原則：結(jié)構(gòu)平面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則，各部分剛度均勻?qū)ΨQ，減少結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。控制結(jié)構(gòu)高寬比，以減少水平荷載下的側(cè)移。盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡化設(shè)計及施工。房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長度超過規(guī)定值時，可設(shè)伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。

       對于南京市民遠(yuǎn)建筑設(shè)計公司綜合辦公樓，我采用的是橫向框架承重方案。橫向框架承重方案是在橫向上布置主梁，在縱向上設(shè)置連系梁。樓板支承在橫向框架上，樓面豎向荷載傳給橫向框架主梁。由于橫向框架跨數(shù)較少，主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側(cè)移剛度。由于豎向荷載主要通過橫梁傳遞，所以縱向連系梁往往截面尺寸較小，這樣有利于建筑物的通風(fēng)和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸較大，對于給定的凈空要求使結(jié)構(gòu)層高增加。

五、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 

       方案設(shè)計是建筑設(shè)計的第一階段，是在前期準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，合理布置總平面，組合內(nèi)部使用功能，選擇結(jié)構(gòu)方案，確定房間高度，構(gòu)思建筑體型及立面形象。

1.     建筑平面設(shè)計

建筑平面包括使用部分和交通聯(lián)系部分，使用部分的房間分

     為主要使用房間和輔助使用房間。門廳、值班室、技術(shù)檔案室、圖書資料室、設(shè)計部1室、設(shè)計部2室、設(shè)計部3室、信息中心、財務(wù)部、市場部、復(fù)印室、總經(jīng)理室、董事長室、副總經(jīng)理室、會議室、展覽室、健身娛樂室等屬于主要使用房間，平面常采用矩形，與結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸相對應(yīng)，設(shè)計時應(yīng)考慮有較好的朝向和采光與通風(fēng)。屬于輔助用房有衛(wèi)生間等，由于上下管道較多，平面布置應(yīng)盡量集中，與主要房間既要聯(lián)系方便，又要適當(dāng)隔離與隱蔽，而且采光通風(fēng)要好。

       交通聯(lián)系部分包括水平交通聯(lián)系部分和垂直交通聯(lián)系部分，水平方向有走廊、過道、連廊，其寬度應(yīng)滿足人流通暢和建筑防火要求；垂直方向有樓梯、電梯、坡道等。交通聯(lián)系部分力求路線簡潔明確，利于疏散，在節(jié)約面積的同時兼顧空間的造型處理等。

2.     建筑剖面設(shè)計

建筑剖面反映的是建筑物在垂直方向上各部分的結(jié)構(gòu)、空間

組合關(guān)系，剖面設(shè)計需要確定建筑層數(shù)、建筑物各部分的高度及不同結(jié)構(gòu)、不同體量建筑空間的組合關(guān)系。建筑的剖面設(shè)計應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：房間的空間尺寸比例、房間的高度、室內(nèi)采光和通風(fēng)、結(jié)構(gòu)體系和設(shè)備布置等。

3.     建筑立面設(shè)計

根據(jù)初步確定的房屋平、剖面組合關(guān)系，繪出建筑各個方向

立面的基本輪廓；推敲立面各部分的比例關(guān)系和材質(zhì)對比，調(diào)整墻面處理和門窗布置，符合建筑形式美的原則；對于入口、雨棚、建筑裝飾等進(jìn)行細(xì)部處理，特別要注意門窗、幕墻的分格，既要美觀，又要按照材料規(guī)格和采光通風(fēng)要求設(shè)計。

五、    結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計 

對于框架結(jié)構(gòu)來說結(jié)構(gòu)的抗震性能不容忽視，早在20世紀(jì)20年代的日本和美國首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計中加入抗震設(shè)計內(nèi)容。從我國現(xiàn)行的抗震設(shè)計規(guī)范來講，建筑抗震設(shè)計從方法上可分為兩個部分，即計算設(shè)計和概念設(shè)計，抗震概念設(shè)計是指從宏觀上對房屋結(jié)構(gòu)做合理的選型、規(guī)劃和布置，選用合格的材料，采取有效的構(gòu)造措施，以達(dá)到抗震設(shè)計的目的。

對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，概念設(shè)計的原則有：1.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和構(gòu)造措施應(yīng)該按抗震等級劃分；2.抗震結(jié)構(gòu)宜有多道抗震防線，并合理設(shè)計各道防震線的防震性能；3.框架結(jié)構(gòu)平面和立面形狀要規(guī)正，避免過大的外伸和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)豎向剛度和強(qiáng)度盡量要均勻，防止變形集中；4.框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要做到“強(qiáng)柱弱梁”，使結(jié)構(gòu)整體延性增強(qiáng)，，提高變形和耗能能力；5.框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度一定要比構(gòu)件強(qiáng)度強(qiáng)，是結(jié)構(gòu)在地震作用下，節(jié)點(diǎn)有很好的約束和連接作用；6.框架結(jié)構(gòu)的梁、柱設(shè)計應(yīng)做到“強(qiáng)剪弱彎”，提高構(gòu)件延性，減少脆性破壞發(fā)生的可能性。

本建筑可以采用在部分部位設(shè)置剪力墻，以此來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

六、    倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展 

       20世紀(jì)80年代提出的“可持續(xù)發(fā)展”原則，現(xiàn)已被廣大國

家和人民所認(rèn)同�！翱沙掷m(xù)發(fā)展”是指“既滿足當(dāng)代人的需要，

又不對后代人滿足其需要的發(fā)展構(gòu)成威脅”。  建設(shè)與使用土木工程的過程與能源消耗、資源利用、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡有密切關(guān)系，對貫徹“可持續(xù)發(fā)展”原則影響很大。中國還處于發(fā)展中國家，建房、修路占用了大量的土地，森林覆蓋率在不斷的降低，由此而引發(fā)的環(huán)境問題也在不斷的加劇，因而作為土木工程的技術(shù)人員，我們有責(zé)任有義務(wù)在保護(hù)環(huán)境上作出努力，要堅持少占或不占用可耕地面積，少用粘土磚，多研發(fā)一些新型的建筑材料，提倡文明施工，多采用可再生資源及循環(huán)利用已有資源，避免建筑垃圾的排放。我們要具備建筑的審美觀念，強(qiáng)調(diào)建筑與自然相協(xié)調(diào)，爭取把世界建設(shè)的更加美麗和諧！