南京溧水区市民中心广场商业楼钢框架结构设计文献综述

 2022-10-30 10:02:00

文献综述:

框架结构这一结构形式在当今建筑中十分常用。框架结构的主要竖向和水平荷载由梁、板、柱承受,围护结构一般只起承重以及围护的作用。框架结构的荷载传递通常是:由板传给次梁,次梁传给主梁,主梁的两端搁置在立柱上,荷载也就由主梁传递给立柱,再从立柱传到基础。所以说,力的传递途径较为明确是框架结构的优点之一。另外,与剪力墙结构和框架-剪力墙结构的相比,框架结构能够提供的建筑空间较大,其平面布置也更加灵活,施工难度小,同时可以适合多种使用功能的要求。

结合本案例的建筑高度和功能分区,同时考虑框架结构传力途径明确和施工难度不高等优点,决定选用钢框架结构进行结构设计。一方面,该市民中心广场商业楼共有八层,且第一层和第二层层高较高,宜采用钢框架结构;另一方面,框架结构明确的传力途径便于内力分析计算。

框架设计的主要任务包括十个环节:(1)方案设计,包括结构的选型、结构布置以及截面初始尺寸估算;(2)荷载计算,包括竖向荷载计算、风荷载计算、地震作用计算;(3)标准层楼盖以及屋盖设计,包括组合楼板配筋设计和钢次梁截面设计;(4)主体结构内力分析,包括竖向荷载下内力计算、风载下内力计算以及地震作用下内力计算;(5)内力组合及截面设计,包括活载不利布置计算、荷载组合、内力组合、 截面设计以及节点设计;(6)结构变形验算,包括风载下的侧移验算、常遇地震下的变形验算以及罕遇地震下的变形验算;(7)附属结构的设计,包括楼梯设计、雨棚设计以及屋面飘板设计等;(8)基础设计,包括基础形式的确定、基础承载力计算以及计算变形验算;(9)构造措施,包括抗震构造以及其他构造要求;(10)绘制建筑结构施工图纸(总计不少于8张),分别为:基础平面布置图及大样图1张、钢柱平面布置及截面图1张(含材料表)、标准层组合楼板配筋图1张、标准层钢梁平面布置图1张(含材料表)、屋面层组合楼板配筋图1张、屋面层钢梁平面布置图1张(含材料表)、框架立面大样图及关键节点详图1张、楼梯及附属结构1张,以上图纸均为A1图纸。

在竖向荷载作用下,框架结构的梁和柱都受到竖向力和弯矩的作用,结构受梁跨中弯矩和支座弯矩控制;在水平荷载作用下,框架柱受到水平剪力和柱端弯矩的作用,从而产生水平位移,梁端为协调变形则产生弯矩和剪力,因此结构整体由柱端截面的轴力、剪力和弯矩控制。

竖向荷载由恒荷载和活荷载产生,而水平荷载主要考虑风荷载和地震作用。在水平荷载中,一般地震起控制作用。

我国现行抗震规范通过两阶段设计实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的“三水准”设防目标。第一阶段设计是多遇地震烈度下的强度验算和弹性变形验算;第二阶段设计是罕遇地震烈度下的弹塑性变形验算。第二阶段的设计常常采用概念设计和构造措施来保证。

至此,我们从结构方案选择、整体计算流程、荷载内力分析以及抗震设防措施等方面,结合大量参考文献,详细介绍了本案例采用钢框架结构的原因以及后续的工作内容。具体的方案内容和工作安排将在下文中详细阐述。

参考文献:

[1] 曹双寅,舒赣平,冯健等.工程结构设计设计原理[M] .南京:东南大学出版社,2012.1-361

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