1. 研究目的与意义
本课题来源于工程实际,具有较强的工程背景和工程应用前景。框架结构是一种常用的结构方式,有传力明确,结构布置灵活,抗震性和整体性好的特点,框架结构可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面体型。因此,多高层框架结构体系在实际工程中得到了广泛应用。通过该结构设计可以使我们巩固在大学里所学过的专业知识和专业基础知识,系统的将大学四年所学的知识联系在一起,做到理论联系实际,掌握建筑工程设计的程序和方法。了解建筑工程中多工种协调、配合的重要性,培养交流、沟通能力和团队协作精神,从而具备工程技术人员应有的基本技能和素质。综合运用所学的专业理论知识,培养整体建筑结构设计的能力。
2. 课题关键问题和重难点
1.结构方案和初选截面尺寸:(a)根据建筑平面图进行结构的平面布置和竖向布置。
(b)选择材料强度等级;根据结构设计的基本规定,结合有关经验初选梁、柱等构件的截面尺寸和楼板的厚度。
(c)应用结构设计软件校核所布置的结构是否合理,必要时可对结构布置和构件尺寸进行调整和修改。
3. 国内外研究现状(文献综述)
本工程为四层框架结构房屋,总建筑面积约为5200平方米,框架结构是一种常用的结构方式,有传力明确,结构布置灵活,抗震性和整体性好的特点。现在管广泛的运用于多层工业与民用建筑。由梁和柱以钢筋相连接而成,构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的房屋墙体不承重,仅起到围护和分隔作用,一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材砌筑或装配而成。最常用的是混凝土框架,结构类型包括现浇整体式框架结构,装配式框架结构,装配式框架结构,装配整体式框架结构。框架结构的布置包括柱网布置,层高布置。柱网形式主要取决于跨度,常见的有内廊式和等跨式柱网两种。多层厂房的层高取决于采光,通风和工艺要求,常用层高4.2到6米。框架结构是梁和柱连接起来形成的空间受力体系。楼板将楼面荷载传给梁,梁传给柱子,再由柱子传给基础和地基上。为计算方便,可把空间框架分解为纵横两个方向的平面框架:眼建筑物长方向的为纵向框架,沿建筑物短方向的为横向框架。承重框架布置方案有横向框架承重方案,纵向框架承重方案,横纵向框架混合承重方案。
在实际工程设计中,通常忽略结构纵向和横向的联系,将空间结构简化为平面结构进行内力分析。
在横向水平荷载作用下,按横向框架计算,在纵向水平荷载下,按纵向框架计算;在竖向荷载的作用下,根据实际情况确定按纵向框架或横向框架计算。框架的内力分析方法很多,如弯矩分配法,迭代法等。当结构的跨数和层数较多时,用上述方法进行手算仍较复杂。因此,在实际工程设计中,尤其是在初步设计阶段,往往采用一些更为简化的近似计算方法,如竖向荷载作用下的分层法,水平荷载作用下的反弯点法和修正反弯点法(D值法)。使用分层法分析时,做如下两点假定:(1)忽略框架在竖向荷载作用下的侧移和它引起的侧移弯矩。(2)忽略本层荷载对其他各层内力的影响。即竖向荷载只在本层的梁以及与本层梁相连的框架柱内产生弯矩和剪力,而对其他楼层框架和隔层框架柱都不产生弯矩和剪力。D值法:修正框架柱的侧移刚度和调整框架柱的反弯点高度的改进反弯点法。
4. 研究方案
本结构宜采用双跨形式,纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担,结构应设计成双向框架体系。在填充墙的布置方面采用轻质材料,且应避免形成上、下层刚度变化过大;避免形成短柱;减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算,变形验算,横向水平与纵向水平地震的作用计算。
5. 工作计划
1.1月18日前:了解毕业设计有关要求,完成英文翻译的修改。熟悉任务书,完成开题报告。熟悉建筑图,考虑结构方案。
2.2月26日后:(1)进行结构布置,荷载计算;电算建模。
(2)完成电算建模,进行结构整体计算。
