吴江中学实验楼结构设计文献综述

 2022-10-25 12:10

文献综述(或调研报告):

随着经济的发展和人民生活水平的提高,传统的砖混结构已经不能满足人们的需求,一大批新型的钢筋混凝土结构形式如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒中筒结构、核心筒结构等如雨后春笋般出现。由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比而言具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点,与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点,现已成为我国运用最为广泛的一种结构形式。

钢筋混凝土结构是由两种力学性能不同的材料——钢筋和混凝土,按照一定的原则结合成一体,共同发挥作用的结构形式。这种结构形式能够充分合理的利用钢筋的抗拉能力和混凝土的抗压能力,由于钢筋和混凝土之间存在较好的传递应力的能力,在荷载作用下,这两种材料之间不产生相对滑移,从而能够协调变形、共同受力。此外,钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数相近,当温度变化时,两者不会产生过大的不协调变形而导致破坏。混凝土对钢筋有良好的保护作用,结构的耐火性和耐久性也因此大大提高。另外,钢筋混凝土结构可模性好,能够根据设计需要支模浇筑成各种形状和尺寸的结构;整体性好,通过合适的配筋,可获得较好的延性,具有较好的抗震性能,不失为一种经济又合理的结构形式。

由于本工程为实验楼结构,需要有灵活的结构平面布置和较大的室内空间,查阅相关资料表明可采用混凝土框架结构。混凝土框架结构分为装配式、装配整体式和现浇式混凝土框架结构,目前国内多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架结构,现浇式框架全部在现场浇筑,整体性和抗震性好。对于多层房屋,竖向荷载是主要荷载,因而如何承受竖向荷载是结构布置时重点考虑的问题。根据重力荷载传递路线,框架结构有横向框架承重,纵向框架承重和纵横向框架混合承重等三种布置方案。其中纵横向框架混合承重方法可以使房屋两个方向均有较大的抗侧刚度,整体工作性能好。

框架结构由于其抗侧刚度小属柔性结构,在强震下结构的顶点位移和层间位移较大,能导致刚度较大的非结构构件的破坏如填充墙等,但框架结构自震周期较长,地震反应较小,经过合理的设计仍可达到较高的抗震性能。目前,混凝土框架结构常用在高度不大于50m的房屋中,需要内部空间开阔的多层民用建筑和多层工业建筑常采用框架体系。

根据框架结构的自身特点,进行混凝土框架结构布置的主要工作是合理的确定梁、柱的位置、跨度及尺寸,使结构受力形式合理。结构平面形状和立面形状要尽可能简单、规则,使刚度均匀,从而减小偏心及扭矩。

现今,框架结构的设计理论越来越为规范化和成熟。建筑体型的多样化和建筑功能需求的增加,随之出现异形柱框架结构,室内柱不出墙,从而大大增强了房间的美观实用性;结构设计软件的迅猛发展使结构设计越来越为便捷,结构设计周期明显缩短;建筑规范的完善使结构设计行业更加规范化和合理化,结构设计迈入新的时代。

本次毕业设计中,我们要综合运用大学四年所学的知识进行结构设计。主要是依据相关规范的规定进行结构布置、计算简图确定、竖向荷载及水平荷载计算内力组合,从而进行截面设计、抗震设计、基础设计、楼梯设计等,保证结构的安全、适用和耐久性。

参考文献:

[1]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010—2010).北京:中国建筑工业出版社,2010

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