框架结构设计范文

2023-09-20

框架结构设计范文第1篇

框架结构住宅的承重结构是梁、板、柱,而砖混结构的住宅承重结构是楼板和墙体。

在牢固性上,理论上说框架结构能够达到的牢固性要大于砖混结构,所以砖混结构在做建筑设计时,楼高不能超过6层,而框架结构可以做到几十层。但在实际建设过程中,国家规定了建筑物要达到的抗震等级,无论是砖混还是框架,都要达到这个等级,而开发商即使用框架结构盖房子,也不会为了提高建筑坚固程度而增加投资,只要满足抗震等级就可以了。

在隔音效果上来说,砖混住宅的隔音效果是中等的,框架结构的隔音效果取决于隔断材料的选择,一些高级的隔断材料的隔音效果要比砖混好,而普通的隔断材料,如水泥空心板之类的,隔音效果是很差的。

框架结构设计范文第2篇

短肢剪力墙的墙肢截面的高度和厚度的比值在5到8之间, 墙的厚度大于200mm。短肢剪力墙结构是为了适应建筑要求形成的一种特殊的剪力墙结构。它的配筋方式、计算模型以及构造要求都和普通剪力墙一样。

异型柱结构是指不规则的截面柱体, 柱肢的截面厚度比小于4, 它在受力方面和常规的截面柱不同, 但是适应使用功能以及建筑美学的要求, 所以被广泛使用和推广。

所以, 异型柱和短肢剪力墙是两个完全不同的结构, 受力方式也不一样。

1 异型柱框架的受力特点

异型柱结构在吸收了原有普通框架结构的优点的基础上, 还具有以下特点。

(1) 为了适应住宅建筑的需求, 在房间分隔墙的交点处异型柱结构就显得很灵活, 平面承受的刚度均匀疏散, 经常出现横梁和纵梁不贯通, 结构难以简化成平面结构来计算。

(2) 立面结构的分布比较均匀, 异型柱和重量较轻的砌体填充墙在弹性方面共同工作性能比较好。

(3) 异型柱一般采用L形、T形、十字形等截面形式, 肢柱的宽度和厚度比在2.5到4.5之间, 柱肢狭长而且较薄, 双向压弯效应比较明显。

(4) 异型柱截面只有一根对称轴或者没有对称轴, 荷载的方向角相对敏感, 抗扭曲刚度比较差, 在一定程度上也造成异型柱结构荷载的方向比较敏感, 如果稍微出现偏心或者是不对称现象, 抗扭曲能力就会大大降低。

(5) 异型柱截面最薄弱的位置就是柱肢角, 特别是柱肢交界的断面和梁底的柱肢角部, 这些部分的应力集中比较严重。

(6) 异型柱结构中梁的高度和宽度比比较大, 柱肢相对狭长, 所以梁柱重叠的部分比较多, 在梁端形成一定范围的刚域。

(7) 异型柱结构的节点区大而且薄, 在弹塑性阶段, 应该注意由于节点区变形对结构变形的影响;异型柱的节点区和矩形柱的节点有很多不同, 首先, 因为梁柱比较薄, 施工的时候混凝土通常不容易振捣密实, 另外梁柱的交接位置应力比较集中, 后期破坏比较严重, 这就对节点核心区的有效体积削减很多, 使节点的抗力能力降低, 其次, 节点的破坏位置会向梁端移动, 这样就使节点受力简单化, 有利于强化节点。

2 异型柱在结构设计中的问题

2.1 异型柱和异型柱结构的概念

所谓异型柱就是舍弃了传统的矩形柱, 用多个小墙肢组合的截面柱子来代替, 是由剪力墙优化而来的一种特殊的建筑结构。在《异规》的第6.1.3条中规定, 异型柱截面的肢柱厚度不能小于200mm, 肢柱高度最小是500mm。这主要是因为肢厚如果比较小, 就可能给梁柱节点的核心区的钢筋设置工作带来困难, 并且使混凝土和钢筋的粘结锚固的强度不足, 所以规定肢厚最大不能超过200mm, 确保结构安全以及方便施工。限制脂高是为了满足柱内的梁纵向的钢筋锚固长度, 另外, 还要考虑到双向正截面的抗力要求等。

2.2 平面布置

异型柱结构的平面布置, 除了应该遵守传统的框架结构规范、设计要求之外, 还要考虑自身的特点, 注意以下问题。

(1) 在异型柱框架一个独立的结构单元内, 要尽量使刚度和平面形状均匀对称, 两个主轴的方向协调, 减少偏心距, 因为明显的不对称结构会使对受力产生不利的影响。

(2) 异型柱的竖向结构应力要力求均匀、规则, 避免出现比较大的内收、外挑或者楼层刚度在竖直方向出现突变。

(3) 可以考虑采用双向的承重体系, 并且横向和纵向相互连接。

(4) 各个柱肢要尽可能对齐, 使梁和柱肢共同构成多跨的比较规则的抗侧力系统。

(5) 柱网的尺寸尽量较小, 通常不要超过6m。

2.3 设计方法

在异型柱的结构设计中, 应该优先采用能够准确反映受力情况的计算程序分析。我国建筑科学研究院研发的TAT、SATWE软件就是比较成熟的能够满足设计要求的应用程序, 能够很好的进行计算分析和建模。但是这种程序的应用在地方性的建设中还存在一定的局限性, 所以在设计的过程中, 还要注意下面的一些问题。

(1) 按照肢宽和肢长的比例来计算异型柱在学术上时很安全的, 但是用规定程序进行计算的时候就可能会导致刚度下降, 所以要适当的增加抗地震能力。

(2) 对于传统的矩形柱来说, 侧移一般起不到控制作用, 但是对于异型柱框架, 因为它的侧向刚度比较小, 所以侧移可能超过规范计算的允许值。

(3) 如果异型柱的净高和截面的长边的尺寸比小于4, 就要沿柱的高度加密箍筋, 这样可以减小地震对柱剪切脆性的破坏并且改善其变形能力。

(4) 因为荷载的方向角是任意的, 所以在异型柱的内折角的地方要设置同样直径的受力筋。

(5) 对于L形异型柱, 其柱角处的受力钢筋要设计成双向共用。

(6) 针对抗震等级达到三级以上的结构, 为了安全, 要对节点进行严密计算, 确保节点区的可靠性。

(7) 在施工的过程中要特别注意节点区, 为了保证施工的质量, 要采用骨料颗粒直径比较小的混凝土进行浇筑。

2.4 抗震等级

异型柱结构对住宅的高度控制是非常严格的, 通常只适用于多层住宅。但是因为它在结构上比较灵活方便, 室内又不会出现柱楞, 不会露梁等优点, 使异型柱成为目前住宅设计的首选形式。所以, 无论是别墅、多层还是小高层, 都在广泛的使用这种设计。所以设计人员必须要谨慎处理。异型柱结构要根据其结构类型以及房屋的高度和抗震等级要求, 严格符合严密的计算和建筑措施要求。

3 构造设计

3.1 砼标号和柱壁厚度的选择

柱肢的厚度必须大于160mm, 一般采用200mm比较合适。如果是8层以上的框架, 下面的两层梁柱的节点部位的钢筋就会比较密集, 不要减薄。如果梁跨度比较大的时候, 柱子一般表现得截面不足, 轴压比过大, 钢筋密集。所以最好的方法是把二层柱砼标号增加到C30左右, 不要加大壁厚。

3.2 箍筋和纵向钢筋

箍筋和纵向钢筋的纵向受力钢筋选择的时候, 数量尽量少一些, 直径稍大, 每边钢筋最好使用2根, 如果多的话就设置两排。在层底的位置也可以每边设置3根, 但是需要注意的是, 穿出露面的柱筋每边每排不能超过2根, 避免节点施工困难。

3.3 轴压比限值

异型柱在低周反复荷载的作用下, 粘结破坏比矩形柱要严重很多, 延展性比传统的矩形柱也要差很多, 所以, 对异型柱的轴压比限值要求更严格。在程序计算之后, 要按照规定的条件对各个异型柱的轴压比的具体限值进行初步的确定, 然后再配筋简图中仔细的查看是否存在超限的情况。这时候还不知道异型柱的实际轴压比限值, PKPM程序不能判断具体限值, 只有异型柱轴压比超过了矩形轴压比限值的时候, 程序才会显示超限。所以, 异型柱的轴压比超限值, 必须都要经过手工核算。

4 结语

异型柱结构灵活多样, 有很好的发展前景。尤其是在人们对住宅要求越来越高的今天。但是异型柱的使用也是有限度要求的, 尤其是在抗地震等级高的地方, 要尽量避免出现在高层建筑中, 不能盲目的跟风, 一味的追求外观美, 而忽略其功能要求。另外, 异型柱在设计中还有很多需要注意的问题, 不能为了简单, 就根据计算机的程序粗略的进行设计和计算, 要注意建筑中的细节, 如果是计算程序不能涉及的细节, 必须要经过严密的手工计算并反复验证, 以保证工程的质量要求。我们要吸收短肢剪力墙和传统框架结构的优点, 在符合规范要求的前提下, 达到质量和美学的完美统一。

摘要:随着我国经济的发展, 我国的住宅产业也在迅速发展中, 相应的, 人们对住宅的要求也不断的提高, 于是原有的传统的矩形框架结构已经远远不能满足人们的要求, 也给室内高档的装潢和家具饰品的布置带来了非常多的不便。而且我国土地的人均占有量比较低, 所以怎样才能更合理的利用建筑物的有效使用面积, 是住宅设计要考虑的一个首要因素。异型柱框架结构在很大程度上解决了这个问题, 从受力方面来看, 它综合了框架和剪力墙的优点, 平立面和框架结构相似, 而柱截面又灵活多样, 向工程轴外铺开成十字形、T形、L形等, 而且混凝土的使用量少, 刚度大, 同时还使用了轻质的填充墙, 重量比单纯的框架轻。合理的刚度和较轻的重量, 都可以减少地震的作用, 是一种合理的经济的住宅结构形式。本文就针对异型柱的结构特点以及设计特点进行了简要的分析。

关键词:异型柱,结构设计,受力特点,住宅

参考文献

[1] 赵勇, 李伟兴, 黄鼎业.后张预应力混凝土结构的次轴力[J].四川建筑科学研究, 2003 (1) .

[2] 何林, 肖承波, 吴体.某工程加层部分的安全性鉴定[J].四川建筑科学研究, 2003 (2) .

[3] DB29-16-98大开间住宅钢筋混凝土异型柱框架结构技术规程.

[4] 周艳.异型柱框架结构设计浅析[J].工程建设与设计, 2006, 1:29~30.

[5] 余时波.关于异型柱结构设计的几个问题[J].四川建筑科学研究, 2005, 31 (5) :149~150.

[6] 周旭, 李建国, 罗崇理, 等.钢筋砼异型柱框架设计浅析[J].建筑结构, 2002, 22 (2) :7~59.

[7] 叶倩.异型柱结构设计探讨[J].工程设计, 2006, 20 (2) :134~136.

[8] 周定松, 王莺歌.后张预应力混凝土框架梁设计方法的研究[J].四川建筑科学研究, 2003 (4) .

[9] 李平先, 毕苏萍.对称配筋小偏心受压构件的截面设计[J].四川建筑科学研究, 2004 (2) .

框架结构设计范文第3篇

科学技术学院

工程训练报告

2012 ----2013学年第 二 学期

形 式: □ 集中 □ 分散 学生姓名: 学 号: 4 专业班级:

时 间: 2013.12.28-2013.1.6

理工学科部

一、 工程训练目的

1,能运用PKPM系列分析软件完成一个实际工程的建模和计算;

2,能将计算结果和现行规范进行对比,判断结果是否符合规范要求,培养根据计算结果判断结构布置是否合理的能力,

3,培养利用PKPM2005结果文件绘制AutoCAD施工图的技巧,了解整套结构施工图需表达的内容;

4,了解结构计算书编制内容。将学生培养成符合社会实际需求的应用型人才。

5,通过上机实习,熟悉、了解PKPM项目管理软件的功能及用途,学习使用PKPM项目管理软件。

二、 工程训练内容

1,熟悉给定的整套建筑图纸,仔细审读图纸内容,将建筑图的基本轮廓印入脑海里,在心中构建建筑图的轮廓,构思结构竖向受力构件(即侧向受力构件)布置,初步确定结构方案;

2,应用PKPM2005系列分析软件之PMCAD模块构建结构方案的几何模型,准确定位各层的柱、梁节点,准确输入梁柱板构件的截面信息和材料信息。

3,根据建筑平面图的功能设置查阅《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001),确定每个功能区的活荷载(面荷载,单位kN/m2);根据楼面、屋面做法查阅《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)计算恒荷载(面荷载,单位kN/m2);根据建筑平面图中隔墙布置查阅《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)计算框架梁上线荷载;根据建筑节点详图准确计算结构的附属恒活荷载。将以上各类荷载输入PMCAD几何模型,建立包含几何信息、材料信息和荷载信息的完整的结构标准层。

4,复制结构标准层,根据建筑平面图对结构标准层进行修改,使之与本层建筑平面图一致。

5,进行结构标准层的组装,建立结构的整体模型,完成PMCAD阶段建模。 6,进入SATWE,输入总信息(总信息包含结构体系类型、风荷载信息、地震作用信息、钢材信息、荷载折减,等等)。

7,在SATWE中对包含各类信息的结构力学模型进行数据核对查错,进行分析,对分析结果进行判断。

9,利用PKPM2005生成施工图(*.T格式文件),将*.T格式文件转化成*.dwg格式文件,利用AutoCAD对*.dwg格式文件进行编辑。编辑时需要掌握框架梁手动配筋方法、平面表示法,框架柱的手动配筋方法、平面表示法和图表法,需要熟悉《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》中框架柱、框架梁的构造设计。 10,进入JCCAD模块进行基础建模,选择合适的基础形式,进行基础施工图设计。

11,编制结构计算书。

三、 工程训练总结(计算书)

通过本学期PKPM课程的选择和PKPM工程实训,我不仅学会了PKPM软件技术,还提高了我的专业知识,因为该课程中包含很多的专业知识。PKPM软件作为建筑行业的一个辅助软件,里面也会有一些错误,不能全部依赖于它。总而言之,本次实训让我受益匪浅,现谈谈我的工程训练心得。具体内容如下:

1、首先我们学习了PKPM中的一个结构平面计算机辅助设计软件PMCAD的基本功能。它的功能包括:

一、人机交互建立全楼结构模型。

二、自动导算荷载建立恒活荷载库。

三、为各种计算模型提供计算所需数据文件。

四、为上部结构各绘图CAD模块提供结构构件的精确尺寸。

五、为基础设计CAD模块提供底层结构布置与轴线网格布置,还提供上部结构传下的恒活荷载。

六、现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计。

七、结构平面施工图辅助设计。

八、做砖混结构圈梁布置,画砖混圈梁大样及构造柱大样图。

九、砖混和底框上砖房结构的抗震计算及受压、高厚比、局部承压计算。

十、统计结构工程量,以表格形式输出。

2、掌握PMCAD交互式数据输入界面的作图和输入各层平面数据,建立结构整体模型。轴线输入,网点生成, 构件定义,楼层定义,工程实例中构件截面尺寸估算,楼层定义包括:⑴柱布置⑵主梁布置⑶偏心对齐⑷本层信息⑸换标准层7.荷载定义8.楼层组装9.设计参数10.保存文件11.退出程序12.工程实例的楼层形成。

3、之后我们又学习了怎样画框架结构的结构平面图, 怎么样根据输入的荷载数据计算钢筋混凝土扳内力和配筋。(1)绘制结构平面布置图:每执行一次菜单5,绘制一个楼层的结构平面图,每一层绘制在一张图纸上,图纸名称为PM*.T,其中*表示楼层号。(2)楼板配筋并画出楼板配筋平面图:通过交互及自动等多种方式绘制钢筋混凝土楼板配筋图。现浇扳的内力计算方法: ① 矩形板:单向板 当两端铰支时,M中=gl2/8;当一端铰支另一端固定时,M中=gl2/11;M支=gl2/14;当两端固定时,M中=M支=gl2/16。双向板(宽/ 长<3):按弹性理论计算弯矩,取单块板计算其跨中和支座弯矩,对于中区格,按四边固定;对于边区格和角区格,如是砖墙支座取简支,如是梁或混凝土墙支座则取固定端计算。 ② 非矩形板:凸形不规则板采用边界元法计算;凹形不规则板采用有限元法计算。③ 可变荷载的不利布置程序采用了永久荷载满布,可变荷载间隔交叉(棋盘形)布置,以求的连续板跨中的较大弯矩,这是连续板跨中弯矩的实用算法,一般适用于等跨区格连续板。 (3)楼板内力和配筋计算:0、进入绘图、

1、现浇板弯矩图、现浇板计算配筋图。次梁上板计算配筋图。

4、板跨中实配钢筋图。现浇板支座实配钢筋图,现浇板裂缝宽度图。现浇板剪力图。 退回PMCAD主菜单。(4)、交互式绘制结构平面图 :标注轴线、标注尺寸、画板钢筋:自动配筋、逐间布筋、人工布筋、通长配筋、任意配筋、洞口配筋、温度钢筋、改板钢筋、标注字符:注柱字符、注梁字符、注墙字符、任意标字、标注中文:写图名、中文说明、存图退出:画钢筋表、改图纸号、重画此图。

4、 当某洞顶连梁(按洞口输入而不是按主梁输入)高度小于300m时,SATWE在计算内力时将忽略该梁的存在,亦不计算其配筋。对某些连梁超限的情况,当其破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析。为此,可以调整结构计算模型中的洞口高度,使洞顶连梁高度小于300,从而实现这一目的,避免了增加节点设置主梁的麻烦。配筋设计时,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计,连梁按实际截面计算,纵筋可按2.0%~2.5%的配筋率配置,并按实际配筋面积反算连梁弯矩来计算所需的箍筋面积,做到"强剪弱弯"。

框架结构设计范文第4篇

Teaching Aims and Demands(三维目标):

Knowledge Objects:

1. Vocabularies(词汇)……

2. Sentences(句子)……

Ability Object:_____skill、____competence…… Moral Object:

Focus points(教学重点): Difficult points(教学难点): Teaching method(教学方法):Discussion(讨论法)、Pair work(两两练习)、group work,(小组练习)Task-Based Language Teaching(任务型教学)、Listening and speaking(听和说)、Interactive approach(相互交流法)…… Teaching aids(教学准备):the textbook(练习本)、courseware(课件)、A tape recorder(录音机)……

Teaching Procedures(教学过程):(三选一)

五步教学法:

五指教学法:RPCPP

3P教学法:

Step 1 Warming up

Step 1Review

Step 1 Warming-up Step 2 Presentation and practice Step 2 Presentation

Step 2 Presentation Step 3 Presentation

Step 3 Consolidation

Step 3 Practice Step 4 Practice

Step 4 Practice

Step 4 Production Step 5 Post Task

Step 5 Project

Step 5 Homework Blackboard Design(板书设计):

框架结构设计范文第5篇

表1的资料来源于中国建筑科学研究院主编, 中国建筑工业出版社的出版的《2008年汶川地震建筑震害图片集》[1]。从表中可以看出 (1) 只有一个实例呈现“强柱弱梁”破坏机制的实现, 使结构表现出很好的变形能力, 从而实现了“大震不倒”的设防目标。虽然, 详细的设计资料无法获得, 但至少说明“强柱弱梁”的延性设计思想是合理的。问题的关键是如何实现。 (2) 绝大多数的震害都表现为柱端破坏, 其中底层柱的破坏比例最大。这充分说明目前规范中提供的设计方法对“强柱弱梁”的实现是无能为力的。因此, 对现行框架结构设计方法中有关“强柱弱梁”的部分进行较大程度的调整和完善是十分必要的。 (3) 顶部突出物破坏严重, 比例很大。这个现象暴露了规范对顶部突出物规定的设计方法是有缺陷的, 很明显低估了顶部突出物的地震作用。由于带有顶部突出物的结构在立面上存在严重的质量和刚度分布不均匀现象, 因此, 在刚度突变处产生破坏也是自然的。寻找更为合理的途径解决顶部突出物地震反应过大、变不利为有利是得到探讨的问题。

2 现行规范设计方法的局限

2.1 建筑抗震设计规范中关于“强柱弱梁”设计的相关规定

2.1.1《建筑抗震设计规范》 (GBJ11-89) 中的规定

关于墙柱弱梁是这样规定的, 对于一、二级框架的梁柱节点, 除顶层和轴压比小于0.15者外, 梁、柱端弯矩应分别符合下列公式要求

式中∑Mc为节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和, 上下端的弯矩设计值, 可按弹性分析分配。

∑Mbua为节点左右端截面反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和, 根据实配钢筋面积 (计入受压筋) 和材料强度标准值确定。

λj为节点梁端钢筋实配增大系数。

∑Mb为节点左右端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和, 一级框架节点左右梁端均为负弯矩时, 绝对值较小的弯矩应取零。

对于一、二级框架结构的底层柱底和框支层柱两端组合的弯矩设计值分别乘以增大系数1.5和1.25。

2.1.2《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) 中的规定

一、二、三级框架的梁柱节点处, 除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支柱的节点外, 柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:

一级框架结构及9度时尚应符合

ηc为柱端弯矩增大系数, 一级取1.4, 二级取1.2, 三级取1.1。

当反弯点不在柱的层高范围内时, 柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

一、二、三级框架结构的底层, 柱下端截面组合的弯矩设计值, 应分别乘以增大系数1.5、1.25、和1.15。底层柱纵向钢筋宜按上下端的不利情况配置。从两个规范的规定可以看出: (1) 两个版本的规范都采用增大柱端弯矩的思想, 保证“强柱弱梁”的实现, 对底层柱和框支层的柱子给予了特别的重视。 (2) 与89规范相比, 01版的规范明显提高了墙柱弱梁的的弯矩增大系数ηc, 9度时及一级框架结构仍考虑框架梁的实际受弯承载力;其他情况, 弯矩增大系数ηc考虑了一定程度的超配钢筋和钢筋超强。因此, 如果继续沿用规范的设计思想, 需要研究的问题就应该为: (1) 弯矩增大系数是不是符合实际。 (2) 考虑的超配钢筋和钢筋超强作用是不是合理的。 (3) 有没有其他的设计思路可以尝试。

2.2 规范中的框架结构内力计算

2.2.1 楼板刚度对框架内力计算的影响

《混凝土设计规范》 (GB50010-2002) 中, 在计算框架梁截面惯性矩I时, 应考虑楼板的影响。梁的近支座部分, 由于受负弯矩作用, 楼板受拉, 故其影响较小;在梁的跨中截面中, 由于受正弯矩作用, 楼板受压, 故其影响大。在计算中, 一般仍假定梁的惯性矩沿梁长不变。对现浇楼盖的梁, 中框架取I=2.0I0, 边框架取I=1.5I0;对装配整体式楼盖的梁, 中框架取I=1.5I0, 边框架取I=1.2I0;对装配式楼盖的梁, 则取I=I0。这里, I0为不考虑楼板影响时梁的惯性矩。事实上, 竖向荷载作用下, 如果考虑板的作用, 增大梁的惯性矩, 则框架中的梁柱结点转角就会同比例减小, 计算的柱端弯矩也会变小。水平荷载作用下, 考虑楼板对框架梁刚度的贡献后, 使结构的侧移刚度有一定程度的增加, 层间位移就会减小, 相应的柱端弯矩也就减小了。如果再考虑两个方向梁都得到了楼板的加强, 可以推测, 不论是竖向荷载作用、还是水平荷载作用, 或者二者同时作用。考虑楼板增强作用的柱端弯矩的电算结果都会比没有楼板的空框架小。因此, 从计算内力方面, 采用增大梁惯性矩的方法对设计“强柱弱梁”是没有帮助的。只是使计算的柱端弯矩更接近于实际情况。因此, 在计算内力时是否一定采用增大惯性矩的方法, 还值得认真反思。

2.2.2 关于竖向荷载作用下的弯矩调幅问题

为了保证框架节点混凝土的浇注质量, 考虑混凝土结构超静定的性质 (可以进行内力重分布) , 规范规定可以对重力荷载作用下的梁端弯矩进行调幅。规范还认为, 这样将有利于“强柱弱梁”破坏机制的实现。这样的观点略显牵强。因为, “强柱弱梁”的破坏机制是针对罕遇地震的。罕遇地震发生时, 一般都是水平地震荷载组合其控制作用。此时针对竖向荷载下的梁端弯矩调幅究竟对“强柱弱梁”的作用需要认真评价。

2.3 板配筋对梁端截面抗弯承载力的贡献

在3.1节中提到, 在进行框架结构内力计算时, 考虑楼板对梁抗弯刚度的贡献。因此, 计算梁端弯矩时, 梁的抗弯刚度乘以不同的放大系数。但是, 《规范》又规定, 在框架梁截面设计时, 对于承受正弯矩的跨中截面, 考虑梁板的共同作用, 按T形截面设计, 以考虑翼缘中混凝土的受压作用。对承受负弯矩的梁端截面则根据梁的截面宽度按矩形截面设计。很明显, 梁端内力计算时考虑板的作用。而梁端截面设计时又不考虑板的作用。二者的矛盾是显而易见的。事实上, 与跨中截面相同, 对于梁端截面也存在梁板共同作用的问题。只不过, 参与共同工作的是翼缘板中的钢筋。这样, 使梁的实际抗弯能力明显大于截面弯矩, 形成强梁。这个过程和设计“强柱”的途径是完全一样的。同时, 梁附近的板还有其他的计算配筋和构造配筋。使梁的抗弯承载力得到进一步的加强。因此, 在截面设计时, 梁端的抗弯承载力得到两次明显的加强。而现行规范并没有考虑这种情况。初步估计板内受拉钢筋可提高梁端截面的抗弯承载力30%。因此, 低估板内钢筋对梁抗震承载力的提高是汶川地震中产生“强梁弱柱”的主要原因。地震中, 无楼板的框架实现了“强柱弱梁”的破坏机制, 在一定程度上也支持了这个观点。

3 建议

3.1 调整框架结构内力计算的模型

精细化计算表明, 框架结构板上的部分荷载直接传给了柱子, 而现在的计算则假定荷载传递路径为板→梁→柱。因此, 计算的梁端弯矩要实际情况大。这也是导致强梁的原因之一。

另外, 正确估计板配筋对梁端抗弯承载力的贡献, 这个途径比梁端弯矩调幅的理论依据要明确得多。

3.2 提高框架柱的抗震设计水准

(1) 按中震时的内力进行截面设计。 (2) 对整个框架进行罕遇地震时层间位移角的验算。 (3) 对整个框架进行罕遇地震下, “强柱弱梁”破坏模式的验算。以现在的计算手段, 要进行这项工作是可行的。

在隔震结构设计中, 《抗震规范》规定, 对于隔震层以下结构 (包括地下室) 的地震作用和抗震验算, 应采用罕遇地震下隔震支座底部的内力进行。根据汶川地震中框架结构倒塌的震害, 建议对框架结构底层柱子和框支层柱子按罕遇地震下的内力进行设计, 以保证这些构件在强震中的绝对安全。在我国社会经济高度发展的今天, 提高框架柱的抗震标准是可行的。

3.3 采用隔震技术化解“强柱弱梁”的困惑

对于底层有架空层、商住楼等建筑, 地震中, 底层柱子破坏严重, 但上部结构基本完好。为了保证上部结构完好的同时, 底层柱又不破坏。可以考虑一层柱顶加入叠层钢板橡胶支座, 将其设计成一层柱顶隔震结构。已有的振动台试验、实际结构的现场实测和设计经验均表明, 这种隔震结构可以在不影响原有使用功能的前提下, 最大限度降低结构的地震反应, 基本可以保证大震不坏或破坏很小。汶川地震中, 隔震结构的建造引起了广泛的认同。

3.4 将建筑物的顶部突出物设计成质量调谐阻尼系统

规范中, 是将顶部突出物的地震作用认为放大后, 进行设计的。但是, 顶部突出物的震害依然严重。因此, 这种设计方法是有局限的。本文建议, 如果将顶部突出物作为质量块, 在刚度突变处加入量弹簧阻尼系统不但可以抑制下部结构的振动, 还可以使上部结构的地震作用得到有效的控制。

摘要:总结了汶川地震中框架结构的震害特点, 分析了现行框架结构抗震设计中的一些局限, 提出了框架结构抗震设计的建议和思路。

关键词:框架结构,框架柱,地震,强柱弱梁,隔震

参考文献

[1] 中国建筑科学研究院.2008年汶川地震建筑震害图片集[M].中国建筑工业出版社, 2008:80~114.

[2] 中华人民共和国国家标准.建筑结构抗震设计规范 (GB50011-2001) [S].2001.

框架结构设计范文第6篇

是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。这种结构在高层房屋中被大量运用,所以,购房户大可不必为其专业术语所蒙蔽。

剪力墙结构。钢筋混凝土的墙体构成的承重体系。剪力墙结构指的是竖向的钢筋凝土墙板,水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板,大载墙上,这样构成的一个体系,叫剪力墙结构。为什么叫剪力墙结构,其实楼越高,风和载对它的推动越大,那么风的推动叫水平方向的推动,如房子,下面的是有约束的,上面的风一吹应该产生一定的摇摆的浮动,摇摆的浮动限制的非常小,靠竖向墙板去抵抗,风吹过来,板对它有一个对顶的力,使得楼不产生摇摆或者是产生摇摆的浮度特别小,在结构允许的范围之内,比如:风从一面来,那么板有一个相当的力与它顶着,沿着整个竖向墙板的高度上相当于一对的力,正好相当于一种剪切,相当于用剪子剪楼而且剪楼的力越往上剪力越大,因此,把这样的墙板叫剪力墙板,也说明竖向的墙板不仅仅承重竖向的力还应该承担水平方向的风和载,包括水平方向的地震力和风对它的一个推动。

框架结构

框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。

框架结构由梁柱构成,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,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,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,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。

砌体结构

砌体结构

以砌体为主制作的结构称为砌体结构。它包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。砌体结构在我国应用很广泛,这是因为它可以就地取材,具有很好的耐久性及较好的化学稳定性和大气稳定性,有较好的保温隔热性能。较钢筋混凝土结构节约水泥和钢材,砌筑时不需模板及特殊的技术设备,可节约木材。砌体结构的缺点是自重大、体积大,砌筑工作繁重。由于砖、石、砌块和砂浆间粘结力较弱,因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很快。由于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质,从而使其遭受地震时破坏较重,抗震性能很差,因此对多层砌体结构抗震设计需要采用构造柱、圈梁及其它拉结等构造措施以提高其延性和抗倒塌能力。此外,砖砌体所用粘土砖用量很大,占用农田土地过多,因此把实心砖改成空心砖,特别发展高孔洞率、高强度、大块的空心砖以节约材料,以及利用工业废料,如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心砖块代替红砖等都是今后砌体结构的方向。

优缺点

砌体结构的主要优点是:①容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石;砌块可以用工业废料──矿渣制作,来源方便,价格低廉。②砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区,冬季可用冻结法砌筑,不需特殊的保温措施。④砖墙和砌块墙体能够隔热和保温,所以既是较好的承重结构,也是较好的围护结构。

砌体结构的缺点是:①与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大。②砌体的砌筑基本上是手工方式,施工劳动量大。③砌体的抗拉和抗

剪强度都很低,因而抗震性能较差,在使用上受到一定限制;砖、石的抗压强度也不能充分发挥。④粘土砖需用粘土制造,在某些地区过多占用农田,影响农业生产。

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