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文献综述
一、工程概况和基本设计资料
本工程为实际应用课题,地点位于南京市,用途为办公楼,长(3.410)m,宽(6.0 1.8 6.0)m。结构体系采用钢筋混凝土框架结构,共4层,室内外高差为0.45m,一层层高4.2m,二至四层层高3.6m。本工程的设计使用年限为50年。建筑结构安全等级为二级,场地位于7度区,设计基本地震加速度值为0.1g,地基基础设计等级丙级。
二、框架结构定义
随着社会发展,人们对建筑要求越来越高,具体体现在居住的舒适性和结构安全性的提升,框架结构无疑是当代建筑结构中的重要的组成部分。由梁、柱构件组成的结构成为框架结构。采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向承重结构,并同时承受水平荷载。其中如梁和柱整体连接,其间不能自由转动、可以承受弯矩的称刚接框架结构;如梁和柱非整体连接,其间可以自由转动,不能承受弯矩的称铰接框架结构。框架结构目前应用非常多,广泛用于住宅、学校、办公楼等。
三、框架结构特点
框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业室、教室等。需要时,可以用隔断分隔成小房间,或拆除隔断改成大房间,因而使用灵活。外墙用非承重构件,可以使立面设计灵活多变。框架结构构件类型少,易于标准化、定型化,可采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,有时还可以采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。现浇结构的整体性好,抗震性能好,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。
框架结构缺点是:框架节点应力集中显著;框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破坏数量多,吊装次数多,接头工作量大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大;不适宜建造高层建筑,框架是由梁柱构成的杆系结构,其承载力和刚度都较低,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),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,但相对于各楼层而言,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,故一般适用于建造不超过15层的房屋。
四、框架结构的布置及构造
合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构刚性强则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的力很容易造成局部受损最后全部毁坏;而韧性大的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至建筑倾倒。因此框架应沿建筑的两个主轴双向设置,形成双向梁柱抗侧力体系。且在刚接体系除个别部位外,框架的梁柱应采用刚接,以增大结构刚度和整体性。
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