东大九龙湖校区能环科研综合楼结构设计文献综述

 2022-10-25 12:15:46
  1. 文献综述(或调研报告):

《建筑力学与结构》(赖伶、佟颖主编)提到,从建筑结构方面来说,钢筋混凝土框架结构是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框,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。框架可以是等跨或不等跨的,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,建筑物的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。框架结构的缺点是,对于层数不多的房屋,采用框架结构其造价较混合结构高;由于框架结构侧向刚度小,当层数较多时,柱截面大,有时影响使用,这使框架结构的高度受到限制。目前,框架结构在非地震区一般可以用到15层,最高可达20层。在通常情况下,框架结构在10层左右时,经济和使用效果较好。

《建筑结构设计》(邱洪兴主编)提到,从结构受力性能方面来说: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可以具有较好的延性性能。

《房屋建筑工程》(孟丽军、赵静主编)提到,框架结构用以承受竖向荷载,具有良好的受力性能,是合理的。当房屋的层数不多时,水平荷载(例如风、地震作用)一般比较小,竖向荷载对结构设计起控制作用。这时,选用框架结构是经济合理的。但是,框架结构在水平荷载作用下却表现出刚度小、侧向位移大的“柔性”特点。当房屋的层数很多时,由于水平荷载大,而且随着房屋高度的增加,在水平荷载作用下的侧向位移急剧增大。这时,如采用框架结构,梁、柱的截面需要很大才能满足结构的侧向刚度要求,造成房屋在使用和经济方面都不合理。在水平荷载作用下,框架结构内力分布的特点是:底层柱子的轴力、剪力和弯矩最大,且由下向上减小。一般情况下每根柱子都有反弯点,但当梁的刚度比柱子刚度小很多时,柱子没有反弯点。框架结构在水平荷载作用下的侧向变形属于剪切型变形,结构层间位移一般自上而下逐层增大,层间位移最大在底层,最小在顶层。

《建筑结构》(朱进军、刘小丽、李晟文主编)提到框架结构房屋的结构布置,包括柱网的布置和梁的布置。框架梁与柱连接才能形成框架结构受力体系,因此,相邻柱之间纵横两向一般均应有框架梁连接。

框架结构房屋的柱网布置是结构方案的一个主要组成部分,一般由熟悉结构的建筑师完成,或者由建筑师与结构工程师合作完成。框架结构的平面形状通常是根据规划用地、建筑使用功能要求、建筑造型等因素确定。考虑到经济、受力合理及方便施工,柱网通常采取方形或矩形的布置格式。当建筑平面布置呈特殊形状时,柱网就可能相应出现不规则的布置格式。柱网布置的基本原则是,力求做到平面简单、规则、均匀、对称,且有利于装配化、定型化和施工工业化。

《土木工程施工》(卜良桃主编)提到,框架结构按其施工方法,可分为现浇框架(又称整体式框架)、装配式框架、装配整体式框架三种。现浇框架因梁柱整体浇注,其整体性好、刚度大、抗震性能好、防水性能好,特别适合于抗震设防地区及雨水较多的南方地区。由于现浇框架的构件可以在现场浇注成任意形状,所以也特别适合于构件种类多样、形状不规则及造型别致的框架结构房屋。现浇框架钢筋混凝土框架结构的缺点是模板多、工期长,由于施工条件的限制,有时混凝土构件的质量不易保证。在北方地区,季节变化会给施工带来困难。装配式框架的梁、柱均为预制,在工地吊装,构件可以工厂化生产,节省模板,构件质量保证,工期短。其主要缺点是整体刚度差,不利于抗震及防水。装配整体式框架是部分预制、部分现浇,一般采用叠合梁式。其优缺点介于整体式框架和装配式框架之间。装配整体式框架需要现场二次浇注混凝土,节点混凝土浇注及新旧混凝土粘结施工比较复杂。

对于抗震框架结构的平面布置,更应力求简单、规则、均匀、对称,使刚度中心与质量中心尽量减小偏差,并尽量使框架结构的纵向、横向具有相近的自振特性。框架结构的柱网尺寸,不仅要满足建筑使用要求,还需结合考虑框架梁及楼板的合理跨度及技术经济指标等因素,整个结构的柱网尺寸宜均匀相近,且不宜大于9m。

参考文献

  1. 李凯玲主编.《建筑工程概论》;
  2. 卜良桃主编.《土木工程施工》;
  3. 俞家欢主编.《土木工程概论》;
  4. 邱洪兴主编.《建筑结构设计》;
  5. 姜晨光主编.《现代土木工程概论》;
  6. 李志文主编.《混凝土主体工程施工》;
  7. 罗恒勇主编.《建筑力学与结构》;
  8. Casazza,Peter G.,Kutyniok,Gitta主编.《theory and applications=Finite frames》;
  9. 齐永胜《Braced steel frame》;
  10. 朱进军、刘小丽、李晟文主编.《建筑结构》;
  11. 孟丽军、赵静主编.《房屋建筑工程》;
  12. 赖伶、佟颖主编.《建筑力学与结构》

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