文献综述(或调研报告):
我做的毕业设计是百家汇创新孵化平台二期办公楼,体系为框架结构,框架结构按梁、柱的连接方式可以分为梁、柱刚接的刚架和梁、柱铰接的排架。刚接和铰接的区别在于节点能否传递弯矩。对于混凝土框架,承受弯矩必须依赖纵向钢筋,因而刚接框架的梁、柱纵向钢筋必须贯穿节点区,或在节点区进行可靠的锚固;对于钢框架,弯矩主要由翼缘承担,因而刚接框架梁、柱的翼缘之间必须有可靠的连接。
框架结构的柱网布置既要满足建筑功能要求,又应使结构受力合理,方便施工。不同用途的建筑物具有不同的使用功能要求,需要选择不同的柱网。例如,在多层轻工厂房中,常在中间设交通区将两个工作区分开,这时可以采用内廊式柱网。旅馆、办公楼、实验楼等民用建筑也常用这种柱网。而对于仓库、商场等需要大空间的建筑可采用等跨式柱网。柱网均匀、对称,对结构受力有利。柱网均匀可以使框架梁的跨度均匀、从而在竖向荷载下的内力较为均匀,充分发挥材料强度。
对于多层房屋,竖向荷载是主要荷载,因而如何承受竖向荷载是结构布置时的重点考虑的问题。根据重力荷载的传递路线,框架结构有横向框架承重,纵向框架承重和纵横向框架混合承重三种布置方案。纵横向框架混合承重方案在两个方向均布置框架主梁以承受楼面荷载。该方案可以使房屋在两个方向均有较大的抗侧刚度,整体工作性能好。承重框架的布置与楼盖的布置方案是密切相关的。采用整体式楼盖,框架梁方向是单向板的短跨方向或框架梁方向与次梁垂直。
多层框架属多次超静定结构,用结构力学的力法和位移法进行分析比较烦琐。所以手算采用工程中常用的简化分析方法,包括竖向荷载下的分层法、水平荷载下的D值法。
分层法的计算步骤:
- 将框架分层,有多少层就有多少个计算简图。各层梁跨度及柱高与原结构相同,假定柱远端为固定端。
- 计算梁柱线刚度。除底层外,其余各层柱的线刚度均乘以0.9。
- 分层后的简单框架可用弯矩分配法计算,一般来说,每一节点经过二次分配就够了。
- 确定梁柱传递系数。在采用弯矩分配法的计算过程中,梁的传递系数取1/2,底层柱传递系数取1/2,其余各柱的传递系数取1/3。
- 计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩。
- 梁的弯矩为最后所求弯矩;柱的弯矩将分层计算得到的、但属于同一层柱的柱端弯矩取代数和。
- 若节点处不平衡弯矩较大,再分配一次。
竖向荷载产生的梁弯矩需要调幅,对于现浇框架,可取调幅系数0.8~0.9;只有竖向荷载作用下的梁端弯矩可以调幅,而水平荷载作用下的梁端弯矩是不允许调幅的,因此,必须先将竖向荷载作用下产生的梁端弯矩调幅后,再与水平荷载产生的梁端弯矩进行组合。
框架结构在水平荷载作用下的内力计算方法主要反弯点法和D值法。这两种计算方法的计算步骤相同,只是在确定各柱间剪力的分配比和确定各柱的反弯点的位置时有所区别。D值法相对于反弯点法,主要从以下两个方面做了修正:修正柱的侧移刚度和调整反弯点高度。
反弯点法的计算步骤:
- 反弯点位置的确定
- 柱的侧移刚度
- 同一楼层各柱剪力的分配ensp;
- 柱端弯矩的计算
- 梁端弯矩的计算
- 其他内力的计算ensp;
从计算框架柱轴向变形引起的侧移公式看出:当房屋越高(H越大),宽度越窄(B越小)时,则由柱轴向力引起的变形就越大。根据计算,对于房屋高度H大于50m或房屋的高宽比H/B大于4的结构,其中由框架柱轴向变形引起的侧移约为由框架梁柱弯曲变形而引起的侧移的5%~11%,因此当房屋度或高宽比H/B低于上述数值时,由框架柱轴向变形引起的侧移可忽略不计。
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