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文檔簡介

1、畢 業 設 計(論 文)開 題 報 告1結合畢業設計(論文)課題情況,根據所查閱的文獻資料,每人撰寫2000字左右的文獻綜述:文 獻 綜 述 一.研究背景在鋼筋混凝土建筑中,框架結構是一種常用的結構形式,具有傳力明確、結構布置靈活、抗震性和整體性好的優點,前已被廣泛地應用于各類多層的工業與民用建筑中。鋼筋混凝土框架結構是由樓板、梁、柱及基礎幾種承重構件組成的,由主梁、柱與基礎構成平面框架,各平面框架再由連續梁連接起來而形成的空間結構體系。在合理的高度和層數的情況下,框架結構能夠提供較大的建筑空間,其平面布置靈活,可適合多種工藝與使用功能的要求。1、研究現狀對于框架結構,在結構建筑特點方面:它是

2、由鋼筋混凝土梁、柱、節點及基礎為主框,加上樓板、填充墻、屋蓋所組成的結構形式,樓板和橫梁連在一起,橫梁和柱通過節點連為一體,形成承重結構,將荷載傳至基礎,力的傳遞路線比較明確。對于整個房屋全部采用這種結構形式的稱為框架結構或純框架結構。框架可以是等跨或不等跨的,也可以是層高相同或不完全相同的,有時因房屋布局和空間使用要求等原因,也可能要在某層抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。墻體是填充墻,僅起圍護和分隔作用,所以框架結構的最大特點是承重構件與圍護構件有明確分工,建筑物的內外墻處理十分靈活,應用范圍很廣,因此能為建筑提供靈活的使用空間。在結構受力性能方面:框架結構構件截面較小,因此框架結構的

3、承載力和剛度都較低,它的受力特點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,所以框架結構屬于柔性結構,自振周期較長,地震反應較小,經過合理的結構設計可以具有較好的延性性能。2、結構優缺點鋼筋混凝土框架結構的主要優點:空間分隔靈活,自重輕,節省材料;具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優點,利于安排需要較大空間的建筑結構;框架結構的梁、柱構件易于標準化、定型化,便于采用裝配整體式結構,以縮短施工工期;采用現澆混凝土框架時,結構的整體性、剛度較好,設計處理好也能達到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。 鋼筋混凝土框架結構的缺點為:框架

4、節點應力集中顯著;框架結構的側向剛度小,屬柔性結構框架,在強烈地震作用下,結構所產生水平位移較大,易造成嚴重的非結構性破壞,適用于非抗震設計;鋼材和水泥用量較大,構件的總數量多,吊裝次數多,接頭工作量大,工序多,浪費人力,施工受季節、環境影響較大;不適宜建造高層建筑。3、適用范圍框架是由梁柱構成的桿系結構,其承載力和剛度都較低,特別是水平方向的(即使可以考慮現澆樓面與梁共同工作以提高樓面水平剛度,但也是有限的),它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁,其總體水平位移上大下小,但相對于各樓層而言,層間變形上小下大,設計時如何提高框架的抗側剛度及控制好結構側移為重要因素,對于鋼筋混凝土框架,當高度大、層

5、數相當多時,結構底部各層不但柱的軸力很大,而且梁和柱由水平荷載所產生的彎矩和整體的側移亦顯著增加,從而導致截面尺寸和配筋增大,對建筑平面布置和空間處理,就可能帶來困難,影響建筑空間的合理使用,在材料消耗和造價方面,也趨于不合理,故一般適用于建造不超過15層的房屋。4發展趨勢進入當代社會,隨著經濟的快速發展,人們對辦公樓的要求也越來越高,使得傳統的木質、磚混結構的辦公樓已不能滿足現代辦公的需求。而鋼筋混凝土框架結構的出現則突破了這些局限性: 一方面,框架結構以梁柱承重的特點使平面布置更加靈活; 另一方面,梁柱本身結構類型和布置位置也可以靈活選定,比如柱子可以選用l型、t 型、十字型等類型,如此可

6、以使整個立面更加富于變化;再則,通過合理設計,框架結構可以做成延性框架,延性框架的抗震性能好,可承受較大側向變形。因此,鋼筋混凝土框架結構在多、高層辦公樓中得到了廣泛的使用。根據框架結構的自身特點,在進行建筑、結構設計時,國際上流行采用“三統一”的原則,即“統一柱面、統一層高、統一荷載”的模式設計。統一柱面可使辦公樓根據人們的需要和功能要求實行相對任意分割,不至于因建筑柱面不同而在改變使用功能上受到制約;統一層高可使樓房采光效果好,空氣流通順暢,布局安排合理,水平運輸暢通無阻,有利于使用功能的相互替代;統一荷載,打破了會議室和其他部門之間的明顯界限。 二、工程概況和設計基本資料 1、工程概況:

7、淮陰衛生高等職業技術學校新校區實訓樓工程,位于市高教園區長江路以南、天津路以西、規劃支路以北,工程類型為房屋建筑工程,結構類型為框架結構 ,擬建建筑物建筑面積3000左右,框架結構四層,其中首層層高為4.2m左右,其余各層層高為3.9m左右。2、設計基本原始資料: 本設計為鋼筋混凝土框架結構,結構安全等級為二級。1、基本風壓:0.40kn/m2;2、基本雪壓:0.40 kn/m2;3、樓面活載:按建筑結構荷載規范gb5009-2012采用;4、抗震設防烈度為7度(0.10g),地震分組第二組;5、工程地質資料:該場地土屬于類場地土。序號巖石名稱厚度(m)fak(kpa)1素填土1.502粉土3

8、.51503粘土0.52404粉土3.8200 三、目前框架結構設計所用的方法和適用條件 在多數情況下,框架結構可以簡化為平面結構進行內力分析,在縱向和和橫向都分別由若干榀框架承受豎向荷載和水平荷載。框架是典型的桿件體系,結構力學已經比較詳細地介紹了超定剛架(框架)內力和位移計算方法。比較精確的手算方法有:全框架力矩分配法、無剪力分配法、迭代法等。在實際用中已多被更精確、更省人力的計算機程序分析桿件有限元方法所代替。 豎向荷載作用:多層多跨框架在一般豎向荷載作用下,側移較小,可作為無側移框架按力矩分配法進行內力分析。在近似方法中,可將多層簡化為單層框架,既分層作力矩分配計算。分層計算所得梁彎矩

9、即為最后彎矩,但必須將上下兩層所得同一柱子的內力疊加,才能得到柱的內力。這樣由分層法計算所得出的框架結點處的彎矩之和常常不等于零。這是由于分層計算單元與實際結構不符帶來的誤差。若提高精度。可對節點,特別是邊節點不平橫彎矩再做一次分配,予以修正。水平荷載作用:風或地震對框架結構的水平作用,一般都可以簡化為作用于框架節點上的水平力。 用反彎點法來近似計算。它首先假定梁柱之間的線剛度之比無窮大,其次又假定柱的反彎點高度為定值,使框架結構在側向荷載作用下的內力計算大為簡化。但這樣也帶來了一定的誤差,首先是當梁柱線剛度較為接近時,特別是在高層框架結構或抗震設計時,梁的線剛度可能小于柱的線剛度,框架節點對

10、柱的約束應為彈性支承。柱的側向剛度不僅與柱的線剛度和層高有關,而且還與梁的線剛度等因數有關。為此做出了改進,稱為改進反彎點法,有稱d值法。它對柱的側向剛度和反彎點高度的計算作了改進和修正。 豎向活荷載的最不利位置: 考慮活荷載最不利布置有分跨計算組合法、最不利荷載位置法、分層組合法和滿布荷載法等四種方法。1、 分跨計算組合法是將活荷載逐層逐跨單獨地作用在結構上,分別計算出整個結構的內力。其工作量大,但過程簡單,宜運用電腦進行內力組合。2、 最不利荷載位置法是為了求某一指定截面的最不利內力,可以根據影響線方法,直接確定產生此最不利內力的活荷載布置。3、 分層組合法是以分層法為依據的,比較簡單。4

11、、 滿布荷載法,在活荷載產生的內力遠小于恒荷載及水平荷載所產生的內力時,可不考慮活荷載的最不利布置。但求得的梁的跨中彎矩比最不利荷載位置法的計算結果要小,因此對梁跨中彎矩應乘以1.11.2的系數予以增大。內力組合:控制截面:框架柱的彎矩、軸力和剪力沿柱高是線性變化的,因此可取各層柱上下端截面作為控制截面。對于框架梁,在水平力和豎向力共同作用下,剪力沿梁軸線呈線性變化,彎矩則呈拋物線形變化(指豎向分布荷載),因此,除取梁的兩端為控制截面外,還應在跨間取最大正彎矩的截面為控制截面。為了方便,不在用極值的方法確定最大正彎矩控制截面。荷載組合:要找出哪幾種荷載同時作用時才是最不利的,為此要考慮可能出現

12、的荷載組合情況另一方面幾種活荷載同時作用又同時達到設計值的可能性畢竟不大,因此要考慮活荷載組合值系數。內力組合:控制截面的內力種類有軸力n、彎矩w、剪力v。對同一控制截面一般可考慮以下四種內力組合:(1)+mmax及相應的n和v(2)-mmax及相應的n和v(3) nmax及相應的m和v(4) nmax及相應的m和v內力組合又分一般荷載組合和地震荷載組合。 板: 按彈性理論進行內力計算,板厚及其各種構造要求按規范要求設計。 基礎:根據地質條件和上部結構進行設計。其中條形基礎內力計算采用倒梁法計算,按地基承載力確定基礎底面尺寸;按受沖切承載力確定基礎高度和變階處的高度;按礎受彎承載力計算底板配筋

13、。 各種構造按相應的設計規范要求設計。四.研究價值與意義由于框架結構具有空間大、平面布局靈活多樣的特點,滿足了人們不斷追求使用個性化的要求。隨著社會的不斷發展和人們物質生活水平的提高,框架結構(住宅、公共建筑)將會得到較大發展。設計多層框架結構,設計人應首先判斷結構方案的可行性,對可能碰到的問題,提前采取措施予以解決,并對所有計算結果認真分析,判斷,準確無誤后方可應用于實際工程。通過畢業設計,使我有機會熟悉一個設計項目的全過程,將大學期間所學建筑和結構專業知識綜合地運用于實際工程設計中,掌握框架結構設計計算的方法,為以后走上工作崗位打下堅實的基礎。在設計過程中,我們培養了獨立解決問題的意識,進

14、一步熟悉了pkpm、cad等軟件的操作,提高了繪制圖紙的能力,并增強了自己的職業責任感以及嚴謹求實的工作態度。 五、參考文獻1中華人民共和國國家標準.混凝土結構設計規范(gb50010-2010)s.北京:中國建筑工業出版社,20102中華人民共和國國家標準.建筑抗震設計規范(gb50011-2010)s. 北京:中國建筑工業出版社,20103中華人民共和國國家標準.建筑結構荷載規范(gb50009-2001)s. 北京:中國建筑工業出版社,20064丁宇明,黃水生.土建工程制圖m.北京:高等教育出版社,20075呂曉寅,劉林等.混凝土房屋結構設計m.北京:清華大學出版社,20096同濟大學等

15、.房屋建筑學m.北京:中國建筑工業出版社,20067 東南大學等. 混凝土結構設計原理m. 北京:中國建筑工業出版社,20088 徐秀麗. 混凝土框架結構設計m. 北京:中國建筑工業出版社,20089 周浪. 混凝土結構設計m. 北京:中國計劃出版社,200610 熊丹安.建筑設計與結構設計概要m. 武漢:武漢理工大學出版社,200511郭秉山.建筑結構工程師手冊m.中國建筑工業出版社,2002.12徐建.二級注冊結構工程師專業考試復習教程(第六版)m.中國建筑工業出版社,2011.14 abbie b. liel,curt b. haselton, gregory g. deierlein.

16、 seismic collapse safety of reinforced concrete buildings. ii comparative assessment of nonductile and ductile moment frames j. journal of structural engineering ,201115 黃雅捷. 鋼筋混凝土異形柱框架結構抗震性能及性能設計方法研究d. 西安建筑科技大學, 2003. 16李健豪. 淺談某高層建筑結構優化設計j. 建材與裝飾, 2007(11): 5-6.17 許成祥. 鋼管混凝土框架結構抗震性能的試驗與理論研究d. 天津大學,

17、2003.18 曹長龍. 多層鋼筋混凝土框架結構設計探討j. 工程與建設, 2009,23(1):70-72.19 許成祥. 鋼管混凝土框架結構抗震性能的試驗與理論研究d. 天津大學,2003.20 范俊梅. 鋼筋混凝土多層框架結構設計問題分析j. 科技資訊,2008,(3):45.畢 業 設 計(論 文)開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):本設計主要研究多層框架的建筑設計、地震作用下的框架結構設計及其基礎設計,和了解結構電算過程、運用軟件進行結構設計。建筑設計包括建筑總平面及建筑平面簡圖、立面圖、剖面圖和節點祥圖。建筑設計要滿足建筑使用功能和外觀要求。框架結構設計包括結構布置,構件截面尺寸的選擇及其材料標號的選擇,基礎形式的選擇等。通過結構內力計算來確定各種桿件截面尺寸和配筋設計。框架柱按實際情況分別采用軸心受壓和偏心受壓來計算。梁考慮正截面抗彎計算和抗剪計算。基礎考慮地質條件和上部結構、荷載條件。本工程框架結構的豎向荷載計算采用荷載迭代法近似計算。水平荷載包括:風荷載和水平地震作用,計算采用改進反彎點法既d值法來近似計算。荷載最不利組合考慮一般荷載組合和地震作用下的荷載組合 。對于框架結構一般最不利組合(不考慮地震作用):(1) 恒+任一活荷載(2) 恒+0.9(使用活荷載+風荷載) 考慮地震作用下荷載最不利

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