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扬州长福集团综合楼框架结构设计(方案1)文献综述

 2020-06-02 07:06  

#160;#160;#160;#160;综合楼设计需要考虑多方面的问题,涉及科学、技术、人文、艺术等诸多因素。间室内设计的最大目标就是要为员工创造一个舒适、方便、卫生、安全、高效的工作环境。这一目标在当前商业竞争日益激烈的情况下显得更加重要。其中”舒适”涉及建筑声学、光学、热工学、环境心理学、人类工效学等多方面学科;”方便”涉及功能流线分析,人类工效学等方面的内容;”卫生”涉及绿色材料、卫生学、给排水工程等方面的内容;”安全”问题则涉及建筑防灾,装饰构造等方面的内容等等。例如,欧美一些前沿写字楼产品中越来越多地将私人办公室设置在大楼的中心地带,以使在开敞的公共区域办公的员工能够直接享受到自然光线和风景。

本课题的综合楼是框架结构。框架结构是由梁柱杆系构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构系统。一般设计成双向梁柱抗策力体系,主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时,为协调变形和合理分配内力,框架结构不宜设计成单跨结构。竖向荷载作用下,框架结构以梁受弯为主要受力特点,梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力,由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力,因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。

在多高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。多高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合高层建筑随着层数和高度的增加水平作用对高层建筑结构安全的控制更加显著,包括地震作用和风荷载,高层建筑的承载能力、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系又密切相关。不同的结构体系适用于不同的层数、高度和功能。

框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成,既承受竖向荷载,也承受水平荷载的结构体系,这种结构体系适用于多层建筑及高度不打的高层建筑。本建筑采用的是框架结构体系,框架结构的优点是建筑平面布置灵活,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的抗震性能;框架结构构件类型少,易于标准化定性化;可以预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,本建筑采用的是现浇结构。对于框架结构,在结构建筑特点方面:它是由钢筋混凝土梁、柱、节点以及基础为主框,加上楼板、填充墙、屋盖组成的结构形式,楼板和横梁连在一起,横梁和柱通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础,力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯(全)框架结构。框架可以是等跨或不等垮的,也可以是层高相同或不完全相同的,有时因房屋布局和空间使用要求等原因,也可能在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙,仅起围护和分隔作用,所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工,建筑物内外墙处理十分灵活,应用范围很广,因此能为建筑提供灵活的使用空间。在结构受力性能方面: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,它的受力特点类似与竖向悬臂剪切梁,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可以具有较好的延性性能。

文献《高等钢筋混凝土结构学》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。

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探》中将框架结构按照承重方式的不同分为以下三类:

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。

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。

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。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,并且大力推广使用最后需要出一套完整的结构施工图。

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