框架结构文献综述
一 框架结构的意义
钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。由主梁、柱与基础构成平面框架,各平面框架再由连续梁连接起来形成空间结构体系。高层建筑采用框架结构体系时,框架梁应纵横向布置,形成双向抗侧力构件,使之具有较强的空间整体性,以承受任意方向的侧向力。框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点,可以形成较大的使用空间,易于满足多功能的使用要求。
在结构受力性能方面,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。其缺点就是整体侧向刚度较小,在强烈地震作用下侧向变形较大,容易使填充墙产生裂缝,并引起建筑装修、玻璃幕墙等非结构构件的破坏。不仅地震中危及人身安全和财产损失,而且震后的修复工作和费用也很大。
同时当建筑层数较多或荷载较大时,要求框架柱截面尺寸较大,既减少了建筑使用面积,又会给室内办公用品或家具的布置带来不便,因此这种结构一般用于非地震区或层数较少的低烈度高层建筑。另外框架结构的承载力较低,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,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的构件,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用。
二 框架结构的优缺点
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。当层数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)。
三 框架结构的布置
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。当层数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)。
四 双向板的截面设计构造及配筋
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。由于挠度不另作验算,双向板的板厚与短跨跨长的比值应满足:简支板,连续板。双向板按照弹性理论方法设计时,所求得的跨中正弯矩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。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。
以上是我在看到的很多有关文章中都有提到的框架结构的基本信息以及在设计过程中的基本问题,在我以后的实际工作当中也可能会碰到这类问题,或许还会碰到更多的问题,对可能碰到的问题,应该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。
参考文献
[1] GB50021-2001, 建筑结构荷载规范[S]. [2] GB50010—2010,混凝土结构设计规范[S]. [3] JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范 [S]. [4] GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
[5] JGJ79-2002, 建筑抗震设计规范[S]. [6] JGJ120-2012,建筑基坑支护技术规范[S]. [7] 混凝土结构计算手册