毕业设计文献综述-框架结构综述21491.pdf

本科生毕业设计文献综述题目框架结构综述姓名学号学院工程学院专业土木工程指导教师 2011 年 5 月 4 日框架结构综述随着当今社会的不断发展，钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍，框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。经久耐用等优点，并且房间的开间、进深相对较大，空间分割较自由，建筑平面布置灵活。目前，多层住宅多采用这种结构。近年来，世界各地的框架结构发展很迅速，应用很广泛。一般框架结构由梁和柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都比较低。它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，随着楼层逐渐变高，水平位移也逐渐变慢。高层框架在纵向和横向两个方向都承受很大的水平力，此时，现浇楼面也作为梁共同工作，装配整体式楼面的作用则必不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，从而，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。房屋的框架分类可以按很多种定义而来，按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架（现浇整体式、装配式、装配整体式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。文献浅谈框架结构设计中的几点经验1 中认为，在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置比较的灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。多层钢筋混凝土框架结构设计可以分为四个阶段：一是方案设计，二是结构分析，三是构件设计，四是绘施工图。结构分析和构件设计是结构设计中的计算阶段，在现代，已由电子计算机承担这一工作，常采用 PKPM 建模计算。但是，结构的计算并不能代替结构的设计。文献混凝土结构与砌体结构设计2 中认为：良好的结构设计的重要前提，应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式，良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。文献高等钢筋混凝土结构学3 中提到:框架结构布置灵活，较容易满足建筑功能和生工艺的多种要求。同时，经过合理的设计，框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。但是，框架结构承受水平力如风荷载和水平地震作用的能力较小，当层数较多或水平力较大时，水平位移比较大，在强烈地震作用下由于变形过大而引起非结构构件如填充墙的破坏。因此为了满足承载力和侧向刚度的要求，柱子的截面往往比较大，既耗费建筑材料，又减少使用面积。这就使框架结构的建筑高度受到一定的限制。目前，框架结构一般用于多层建筑和不考虑抗震设防，层数较少的的高层建筑。比如，层数为 10 层或高度为 30 米以下多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，文献 钢筋混凝土框架结构设计问题初 4 探 中将框架结构按照承重方式的不同分为以下三类：1 横向框架承重方案：以框架横梁作为楼盖的主梁，楼面荷载主要由横向框架承担的框架。由于横向的框架数较少，主梁沿横向布置不仅有利于增强房屋的横向刚度。同时，主梁沿横向布置还有利于建筑物的通风和采光。但由于主梁截面尺寸较大，当房屋需要大空间时，净空较小，且不利于布置纵向管道。2 纵向框架承重方案：以框架纵梁作为楼盖的主梁，楼面荷载由框架纵梁承担的框架。由于横梁的截面尺寸比较小，有利于设备管线在其中的穿行，还可以获得较高的室内净空。但是，房屋横向刚度较差，同时进深的尺度也受到了预制板长度的限制。3 纵横向框架混合承重方案：纵横向框架混合承重方案是沿纵向和横向两个方向上均布置有框架梁作为楼盖的主梁楼面荷载由纵向和横向框架梁共同承担。它具有较好的整体工作性能。历年震害资料表明：钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重其抗震设计中必须满足“强柱弱梁”“强剪弱弯”“强节点”“强底层柱底”等延性设计原则和有关规定 5。现有建筑物中，相当一部分建筑未考虑抗震设防，或者设防烈度偏低，但随着现在技术和水平的提高，通过对建筑的鉴定与加固，能在一定程度上改善这些建筑的抗震变形能力。尤其在西方发达国家，建筑物的加固技术发展迅速，并且大力推广使用 6 最后需要出一套完整的结构施工图。同济大学曾对钢筋混凝土结构进行反复水平荷载下的抗震研究，指出影响钢筋混凝土结构抗震性能的影响因素；他们还研究了钢筋混凝土结构柱与梁连接节点的抗震性能，并提出了此种节点形式的承载力实用公式 7。我国高层混凝土框架结构破坏的方式：框架柱的压弯破坏剪切破坏弯曲裂缝；框架梁的斜截面破坏正截面破坏锚固破坏；板四角的斜裂缝和平行于梁的通长裂缝；框架节点核芯区钢筋配置不当导致的破坏 8。对于周边与梁整浇的双向板，由于在两个方向受到支撑构件的变形约束，整块板内存在穹顶作用使板内的弯矩大大减小。文献 钢筋混凝土框架柱纵向裂缝的分析和处理 9 中提到为了利用这一有利的因素，规范允许对四边与梁整结板，起弯矩的设计值根据一定的条件进行折减。双向板的厚度不宜小于 80mm。由于挠度不另作验算，双向板的板厚与短跨跨长的比值应满足：简支板连续板。双向板按照弹性理论方法设计时，所求得的跨中正弯矩钢筋数量是指板的中央处的数量，靠近板的两边，其数量可以逐渐减小。在建筑结构设计10 中，总结出混凝土框架结构设计手算步骤：1 确定结构方案与结构布置：结构选型：是否选用框架结构应先进行比较，根据何广乾的模糊评判法。平面布置。2 初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级：柱截面初定。梁截面初定。3 重力荷载计算：屋面及楼面永久荷载标准值分别计算各层。屋面及楼面可变荷载标准值。梁柱墙门窗重力计算。重力荷载代表值。4 框架侧移刚度计算：计算梁柱线刚度，计算各层 D 值，判断是否规则框架，分别计算框架纵横两个方向。5 计算自振周期。6 风荷载作用下弹性位移验算：对于框架结构应将所得的分布风荷载按静力等效的原则化为楼面处的集中荷载，以便于内力计算。由水平集中风荷载计算内力及位移（D 值法），检查是否满足层间位移及顶点位移要求。如不满足，应返回修改梁柱截面尺寸强度等级。应分别计算纵横向框架内力位移。7 多遇地震作用下弹性位移验算，计算各质点水平地震作用。水平地震作用下位移验算。检查是否满足弹性位移限制，如不满足应返回修改梁柱截面尺寸强度等级。D 值法分别计算纵横向框架内力位移。8 竖向荷载作用下框架内力计算。9 内力组合。10 梁柱截面配筋节点构造框架柱首先验算轴压比，剪跨比，柱端弯矩设计值的调整（梁柱节点，柱脚弯矩节点调整），以符合强柱弱梁；柱端剪力值调整以符合强剪弱弯；角柱地震作用效应调整以抗扭转引起角柱内力增大。梁抗弯截面设计取抗震和非抗震弯矩大值进行配筋。由于框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用个性化的要求。随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构住宅、公共建筑将会得到较大发展。设计多层框架结构，设计人应首先判断结构方案的可行性，对可能碰到的问题，提前采取措施予以解决，并对所有计算结果认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。综上所述对于我来说在做毕业设计时要通过运用各种通用图集和设计规范以及国家、地方标准，完成多层建筑的结构选型，结构布置，结构设计。此外，通过实地观察，社会调研，在保证设计准确的同时，充分考虑到施工中的技术条件与可操作性。只有对框剪结构的发展现状有了一点的了解，设计的思路和步伐才不会落伍，采用新技术、新方法，设计符合各方面要求的框架结构，才能比较充分的发挥它的性能，达到设计可靠结构方案的要求。因此，我将本次设计看做是对我综合能力的一次考量与锻炼，认真细致，严谨踏实，争取做出一份较为出色的毕业设计。参考文献 1 王光友.浅谈框架结构设计中的几点经验 D.安徽：滁州市建筑勘察设计院，20032 蓝宗建朱万福.混凝土结构与砌体结构设计.东南大学出版社，2007 年 1 月第二版 3 赵国藩.高等钢筋混凝土结构学 M.北京：中国电力出版社，1999 74 陈仁朝.钢筋混凝土框架结构设计问题初探 J.建筑技术与应用，2/2004.41-425 徐建平严建烽.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计.中国高新技术企业 200920：140-1416 Seismic retrofit schemes for RC structures and localglobal consequencesG.E.ThermouGreece and A.S.Elnashai USA 2006.87 XilinLuYongyuExperimental study on the seismic behavior in the connection betweenCFRT column and steel beam J.Sturcture Engineering and Mechanics2000.94:365-3748 何炜明.高层建筑中钢筋混凝土结构设计分析科技资讯 2008319 常卫东陈义闯.钢筋混凝土框架柱纵向裂缝的分析和处理 J.山西建筑 2006 年 32 卷 8 期；118-11910 李碧雄.建筑结构设计 M.北京：中国电力出版社，2008 年 2 月第二版