南京麒麟科技园办公楼建筑结构设计文献综述

 2021-10-21 17:18:27

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一、工程概况和设计基本资料

本工程位于南京市江宁区,为办公楼建筑,总建筑面积约15400平米,其中:地上建筑面积14053平米,地下1375平米,占地面积1375平米。该建筑为框架剪力墙结构,主体地上十层,长48.2m,宽36.1m, 主体高36.9m。首层层高为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0.4kN/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-剪结构的特点

1.概念

框架-剪力墙结构在建筑学中被称为框-剪结构,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技术已经比较成熟,综合比较下广泛运用于高层建筑。他结合了框架结构与剪力墙结构的特点,既能提供建筑平面布置的较大空间,又能良好的抗侧力。

高层建筑结构设计特点:  (1)水平荷载成为决定因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而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,是与楼房高度的两次方成正比,结构顶点水平位移与楼房高度四次方成正比;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。与较低楼房不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。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。

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置剪力墙来代替部分框架,便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受竖向荷载,剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

2.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,一般能承担80%-90%的荷载,是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承担竖向荷载,提供了较大的使用空间,同时也承担少部分水平力。

框架本身在水平荷载作用下呈剪切变形,而剪力墙则呈弯曲变形。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。

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