南京市小区抢修中心办公楼框架结构设计文献综述

 2022-10-30 10:10

文献综述(或调研报告):

框架结构是最常用的竖向结构体系。按结构材料可分为混凝土框架、钢框架和钢-混凝土组合框架,按施工方法可分为现浇式(整体式)、装配式和装配整体式框架。其优点主要在于结构内部分隔灵活,能够有效加大建筑物的空间和高度;此外,也具有有较好的抗震能力。不足之处在于框架结构对于建筑物高度有着一定限制,对于高层建筑有限制。

总的来说,在设计框架结构时,应遵循以下几个原则。

  1. 重点部位加强,次要部位减弱。

在设计框架结构时,由于抗震要求,要做到“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”这几个原则。这是由于,在框架结构受力体系中,框架梁主要的延性耗能构件,因而将梁放在薄弱环节上来保证柱最后受到破坏;而梁的破坏形态又可分为受弯破坏和受剪破坏;在受剪破坏中,少筋破坏和超筋破坏导致的都是脆性破坏,没有预兆,破坏突然,危险性大,因而必须“强剪弱弯”。

  1. 保证结构平衡、均匀。

在设计结构平面布置时,柱网布置应在满足建筑物的正常使用要求的同时,考虑结构受力的合理性与施工的便利性。柱网的布置应做到均匀、对称、对直和贯通,尽量避免缺梁缺柱的情况发生。这是为了合理受力。框架结构主要由框架梁、柱和楼板构成受力部分,其传力方式是:荷载由楼板传递至次梁,再由次梁传递给主梁,最后通过主梁传于立柱,再传给基础。合理的柱网布置能够优化力的传递效果。

  1. 设置多道防线。

我国现行抗震规范中规定,建筑结构的抗震设防目标为 “小震不坏,中震可修,大震不倒”。实现这一目标的主要方法就是通过两阶段抗震变形验算,即:第一阶段的多遇地震烈度下的强度验算和弹性变形验算、第二阶段的罕遇地震烈度下的弹塑性变形验算。一般来说,第二阶段的设计常常采用概念设计和构造措施来保证。

为提高抗震效果,常常采用设计多道防线的方法来保证结构的安全。这样,当地震来袭时,如果第一道防线的抗侧移构件遭到破坏,还有后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替,从而抵挡后续冲击,保证建筑物起码不至于倒塌,给予内部人员逃离时间。

  1. 设计合适的刚度。

框架结构的设计还要遵循“刚柔并济”的原则。如果结构刚度过大,那么它的变形能力就相对较差。反之,若结构刚度过小,则有可能导致变形过大,最终很可能会发生倾覆。因此,选择合适的刚度很重要,而这一论题目前也仍在研究中。

框架结构的设计过程主要包括:结构平面布置,结构内力计算和侧移分析,梁柱截面设计,结构变形验算,附属结构与基础设计、确定构造措施和施工图的绘制等等。

其中,计算结构内力时,现常用弹性分析法,将非理想弹性的混凝土材料假定为理想弹性材料,简化计算。由于这一分析法存在误差,在计算过程中需要引入调幅法来修正误差,也可以有效地提高结构的延性,更合理的调整钢筋的布置,同时在结构破坏时有较多的截面达到极限承载力,充分发挥结构的潜力,有效地节约材料,提高经济性。

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