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1、 本 科 毕 业 设 计 文 献 综 述 题 目：湖州某中学行政楼A 区框架结构设计 专 业：土木工程 班 级：08 结构 2 班 学生姓名：指导教师：学 院：城建学院 2012 年 12 月 1 前言 土木工程是一个含概知识广泛、专业技术要求强、实践经验要求丰富的专业。在大学期间我们学习了关于土木工程的很多课程，譬如：测量学、房屋建筑学、各类力学、电工学、cad、施工组织设计、概算、钢筋混凝土、钢结构等课程。较丰富的学习了土木工程一些领域的专业知识，扎实自己的理论基础。另外，也参加了各种生产实习，使理论结合实际。在此基础我们也完成了很多专业课程设计。由于土木工程是一个综合性很强的专业，在走上
2、社会前，我们即将完成一个相对比较综合完整的项目，即进行某中学办公楼设计。当前建筑常用的结构单体主要有框架、剪力墙、筒体，随着建筑高度的不断地增加，三者之间互相结合，形成了框架-剪力墙、框架-筒体。本工程办公楼四层，属多层建筑物。国内外多层建筑物多采用框架结构。而框架结构一般用于多层建筑物和不考虑抗震设计烈防度、层数较小的高层建筑物（比如层数为 10 层或高度为 30 米以下）。此工程在湖州长兴县，考虑地震设防烈度为 6 度，此地区没有大地震。故可以选择框架结构。如今框架结构多采用钢筋混凝土，由于钢筋混凝土较砌体结构具有承载力大、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
3、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。因此，在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。2 主体部分 自从汶川地震以来，更多的问题被关注，现在的框架结构用的越来越多，正因为框架不光传递荷载明确简单，最主要的还具有良好的延性，能达到较好的抗震效果，框架建筑具有空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好。而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。而这些个优点，已被广泛的
4、应用于各类多层的民用建筑中，随着社会的发展，多层框架的建筑已经越来越多了。在国外，他们以钢为框架材料，而我们国内主要还是钢筋混凝土。为了增强结构的抗震能力，设计时遵循以下原则：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固。”但是也有不少缺点在里面，由于构件的截面比较小，框架结构的承载力和刚度都很低，特别是水平方向的，即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的，所以不适合高层建筑。而它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对与各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部
5、各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理。在荷载作用下，结构的传力路线越短、越直接，结构的工作效能越高，所耗费的建材也就越少。，在民用和公共建筑的平面布局中，应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距（或近似于等距）布置，这样可以相应减少边跨柱距，也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距，可以使各跨梁截面趋于一致，而提高结构的整体刚度4。，同时，便于施工组织设计。多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，文献4中将框架结构按照承重方式
6、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,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。本工程采用纵
7、横向框架混合承重方案比较合理，便于力的传递并使结构的整体性能好。截面承载力设计 1、单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算 基本计算公式 C=fcbxT=fyAsMu fcx=xc bhh0ax )2()2(0011xhAfxhbxfMMAfbxfsycusyc 适用条件 b和min 2、双筋矩形截面构件正截面受弯承载力计算 h0asA sA sCc=fcbxT=fyAsMuxcuysassyAf 1100()()2cysysucyssf bxf Af AxMf bx hf A ha 适用条件 bbhx 0或 在进行配筋时要合理考虑构造要求并尽量便于施工方便。跨中一般按 T 形截面计算，支座
8、负弯矩则可以按矩形截面计算。同时，要保证最小配筋率。在结构的应力集中处，可是适当增大配筋。构造设计主要是配置除计算所需之外的钢筋（分布钢筋、架立钢筋）、钢筋的锚固、截断的确定、构建支撑条件的正确实现以及腋角等细部尺寸的确定等，这需参照构造手册进行确定。钢筋混凝土结构设计的相当一部分内容不能通过计算确定，只能通过构造来确定。对于周边与梁整浇的双向板，由于在两个方向受到支撑构件的变形约束，整块板内存在穹顶作用，使板内的弯矩大大减小。为了利用这一有利的因素，规范允许对四边与梁整结板，起弯矩的设计值根据一定的条件进行折减。双向板的厚度不宜小于 80mm，双向板按照弹性理论方法设计时，所求得的跨中正弯矩
9、钢筋数量是指板的中央处的数量，靠近板的两边，其数量可以逐渐减小9。考虑到施工方面，将板的两个边方向上各分为 3 个板带。两个方向的边缘板带宽度军为均为短边长度的 1/4，其余则为中间板带。在中间板带上，按跨中最大正弯矩求得的单位板宽内的钢筋数量均匀布置；而在边缘板带上，按中间板带单位板宽内的钢筋数量一半均匀布置。这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。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
10、”，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。因此，当建筑许可时，尽可能将柱的截面尺寸做得大些，使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于 1，并控制柱的轴压比满足规范要求，以增加延性。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按强柱弱梁原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。“强剪弱弯”措施：强剪弱弯是保证构件延性，防止脆性破坏的重要原则，它要求人为加
11、大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连，使得楼梯问处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。对于框架结构长度略超过规范限值，建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝（），建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，对屋面宜设置后浇带，后
12、浇带处按构造措施宜适当加强。3 总结 由于钢筋混凝土框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用的要求。随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构(住宅、公共建筑、办公楼、厂房等)将会得到较大发展。设计多层框架结构，设计人应首先判断结构方案的可行性，对可能碰到的问题，提前采取措施予以解决，并对所有计算结果认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。综上所述,对于我来说,在做毕业设计时,要根据规范以及实际的环境,选取构件参数和设计参数，此外,还要多了解一些结构细部构造等设计。通过查看规范,杂志等文献资料,对建筑结构的设计有一个具体的认识,争取成功完成某中学办公楼
13、设计。主要参考文献：1 建筑结构荷载规范(GB50009-2001)2 建筑抗震设计规范(GB50011-2010)3 M.北京：中国电力出版社，1999 7 4 J.建筑技术与应用，2/.5 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)6 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)7 简明建筑结构设计手册 8(第三版)M.北京：中国建筑工业出版社，2006.9 20“Concrete structure reinforcement design”sheyanbo Wangchenjia Foundation Engineering Co.,Ltd.Heilongjiang Dongy
14、u Heilongjiang Province,East Building Foundation Engineering Co.,Ltd.Coal 10 钢筋混凝土结构设计(第二版)M.舒士霖主编，浙江杭州：浙江大学出版社 11 PKPM 结构设计应用M.张宇鑫主编上海：同济大学出版社，2010.12 钢筋混凝土框架结构设计与实例.熊丹安 13.北京：中国建筑工业出版社，2008.14 混凝土结构构造手册（第三版）.15 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(03G101-1).中国建筑工业出版社.16 M.北京：中国建筑工业出版社，2003 17 刘林，M.中国建筑工业出版社，2008