1. 研究目的与意义
背景:本课题是 D1905江苏省某单位办公楼(B)结构设计,课题来源于工程实际,具有较强的工程背景和工程应用前景。
本工程为六层框架结构房屋,总建筑面积约为5100平方米。
层高3.6m,基本风压值0.45kN/m2,抗震设防烈度为7度。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:1.框架结构构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬 臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,所以框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计才能具有较好的延性性能。
2.强柱弱梁措施的强弱,也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力,而且不致形成层侧移机构,从而使柱不被压溃的关键控制措施。
柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小,以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.框架结构体系是由横梁与柱子连接而成.梁柱连接处(称为节点)一般为刚性连接,有时为便于施工和其他构造要求,也可以将部分节点做成铰接或者半铰接.柱支座一般为固定支座,必要时也可以设计成铰支座.框架结构可以分为现浇整体式,装配式,现浇装配式。
框架结构的布置灵活,容易满足建筑功能和生工艺的多种要求.同时,经过合理设计,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.当层树较多或水平力较大时,水平位移较大,在强烈地震作用下往往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)2.多层框架结构的平面布置形式非常的灵活,文献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.由于横向框架数往往较少,主梁沿横向布置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.由于横梁截面尺寸较小,有利于设备管线的穿行,可获得较高的室内净空.但房屋横向刚度较差,同时进深尺度受到预制板长度的限制.(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横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,横向框架梁共同承担.它具有较好的整体工作性能.3.框架梁和柱的电算结果的人工调整框架梁配筋的人工调整,其目的是解决梁的裂缝宽度超限和强剪弱弯问题。
文献中提到当裂缝宽度超限时,首先应考虑将大直径的钢筋改用小直径的钢筋验算,如裂缝宽度仍然超限,就应增大梁的配筋和混凝土的强度等级,或加大梁的截面尺寸,调整至满足规范的要求。
4. 研究方案
1.由于地震设防烈度为7度,采用刚度大、延性好的钢筋混凝土结构,可以达到抗震设防的目标。
另外,本建筑层数也只有6层,高度不大,能够避免了钢筋混凝土结构不宜建造很高建筑的缺点。
2.结构布置分析论证结构平面设计成规 则、对称而简单的矩形,使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,以减少因形状不规则产生扭转的可能性;结构的竖向布置做到了刚度均匀而连续,避免了刚度突变,避免了薄弱层;结构的承载力和质量分布均匀,无突变。
5. 工作计划
1.建筑设计进度第1~3周:(1)熟悉设计资料,撰写开题报告。
(1周)(2)建筑构造设计,绘制建筑施工图。
(2周)2.结构设计进度第4~12周:(1)统计荷载,水平地震作用计算,弹性位移验算。
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