连云港市某大学学科楼设计文献综述
2020-04-18 20:05:49
文 献 综 述
本工程位于江苏省连云港市,为连云港市某大学学科楼。建筑场地平整,约长36m,宽28m,底层层高为4.8m,其余层高为3.6m,室内外高差0.45m,要求设计办公室至少50间,会议室4间。结构形式为钢筋混凝土框架结构,整体建筑呈口字形平面,要求设计中央阳光大厅,大厅顶部采用平板网架与玻璃顶棚,平板网架通过牛腿简支于框架柱上。本工程建筑层数为四层,建筑结构安全等级为二级,设计使用年限为50年,建筑场地类别为Ⅱ类,地基基础设计等级为丙级,框架抗震等级为三级,建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7 度(基本地震加速度为 0.10 g),地震分组为第三组。
一、建筑方面
本工程采用框架结构,框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成,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。【1】
框架结构通用的设计步骤和方法:1. 确定结构方案与结构布置 2. 初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级 3. 重力荷载计算 4. 框架侧移刚度计算 5. 计算自振周期 6. 风荷载作用下弹性位移验算 7. 多遇地震作用下弹性位移验算 8. 竖向荷载作用下框架内力计算 9. 内力组合 10. 竖向荷载作用下楼屋盖设计 11. 梁柱截面配筋 节点构造 12. 基础设计 13. 罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算。【2】
在进行钢筋混凝土框架结构设计之前,要先做好一定的工作准备,根据不同的材料和要求,综合全面考虑,以保证设计方案的科学性、合理性、经济性和可行性。一般在进行框架结构方案构思的过程中,需要注意以下几点问题:1.从力学观点看,在民用和公共建筑的平面布局中,应当尽量保证柱网按开间等跨和进深等距(或近似于等距)布置,这样可以相应减少边跨柱距,也可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯矩,可以使各跨梁截面趋于一致,从而提高结构的整体刚度。2.结构方案还应结合工程地质情况和建筑功能要求综合考虑。 3. 框架结构的传力路线应简捷明了。一般来说,在相同的荷载作用下,结构的传力路线越短、越直接,结构的工作效能越高,所耗费的建材也就越少。【3-5】
二、结构方面
对于框架结构,在结构建筑特点方面:它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框,加上楼板、填充墙、屋盖所组成的结构形式,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。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯框架结构。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,也可能要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。【6-10】
在结构受力性能方面: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。【8-9】
在结构抗震方面,要首先明确框架结构的抗震级数,采用规则结构以利于房屋抗震。由于在发生地震时,框架柱首当其冲,一旦出现塑性铰,将危及该柱距范围内的上层建筑,并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌,所以框架结构不宜采用单跨形式;且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。