滁州市某敬老院框架结构设计文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。用钢筋和混凝土制成的一种结构。钢筋承受拉力，混凝土承受压力。具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点。

随着时代发展和科技水平地进步，人们地生活品质得到了巨大改善。传统的砖混结构在抗震方面以及舒适性方面已经不能满足人们日益增长的需求，而且砌体结构不但不能修高，也不宜把跨度修大，随着楼层的增加，横向荷载控制设计的特点越来越明显，横向荷载必然对楼房产生巨大的弯矩，从而引起结构受拉，而砌体结构恰恰是不适合受拉的结构形式。这是由荷载特性与材料特性共同决定的。因此，钢筋混凝土结构成为现代结构地主流，相应的规范也得到了进一步的完善。

钢筋混凝土结构特点：

1、节约钢材，降低造价。由于合理利用了两种材料的特性，使构件强度较高，刚度较大，比起钢结构来可节约钢材。

2、耐久性和耐火性较好。由于混凝土对钢筋起到保护作用，使构件的耐久性和耐火性明显优于钢结构。

3、可塑性好。钢筋混凝土可根据需要浇筑城各种形状。

4、现浇钢筋混凝土结构整体性好，刚度大，又具有一定的延性，适用于抗震结构。

5、可以就地取材。钢筋混凝土中的砂、石一般可以就地取材，降低造价。

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（全）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。

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。

本工程为五层的框架，为多层建筑，我们最终选定用混凝土框架进行设计。混凝土框架结构可进一步细分为装配式、装配整体式和现浇式混凝土框架结构，目前国内多层房屋大多采用现浇式钢筋混凝土框架结构，现浇式框架全部在现场浇筑，整体性和抗震性好。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重点考虑的问题。根据重力荷载传递路线，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等三种布置方案。其中纵横向框架混合承重方法可以使房屋两个方向均有较大的抗侧刚度，整体工作性能好。

科技的进步，使得框架结构的布置越来越合理，也越来越美观实用，建筑周期也大大缩短，安全性同样也是大大提高。这也是我这次毕业设计选择混凝土框架结构的原因。

本次毕业设计我会严格按照混凝土框架相关规范，尽可能设计出最合理，最实用的方案，对我的本科所学知识来一次全年方面的回顾和总结。

1. 方案（设计方案、或研究方案、研制方案）论证：

（1）主体结构方案

本工程为滁州市某敬老院工程项目。选址于滁州市来安县汊河镇，场地原为农田，地形起伏，呈东高西低，最大高差约7m。本次设计范围为养老院主体的结构部分，结构选型为钢筋混凝土框架结构，地上五层，无地下室，地上建筑建筑高度为24.1米（室外地面至女儿墙顶）。

框架采用纵横向框架双向承重方案，使两个方向均有较大的抗侧刚度，从而使结构有较好的整体工作性能。主次梁布置主要根据建筑的功能及墙的布置确定。

根据本工程地质报告，基础采用混凝土桩基础，相比浅基础而言，桩基础的承载能力高，既能承受竖直荷载，也能承受水平荷载，还能抵抗上拔荷载也能承受振动荷载，应用更加广泛，是本次毕业设计的不二选择。

楼梯使用传统的板式楼梯。计算体系较为成熟并且也满足了民用建筑的日常要求。

（2）初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级

材料等级：混凝土梁板采用C35，柱采用C45。梁板柱纵筋采用HRB400，箍筋采用HRB400。

板：板在楼盖中是最大面积的构件，为了节省材料，减轻结构自重，板不宜过厚,板由次梁间距决定。一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm，，采用双层双向配筋。板的跨厚比双向板不大于40。依据结构布置图知本工程双向板跨度最大为4200mm，计算后楼面板和屋面板板厚均选为120mm。

梁：框架主梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h在跨度的1/12到1/8之间，宽度b在1/3到1/2之间取值 。次梁截面高度和宽度分别按跨度的1/18到1/12之间以及高度的1/3到1/2之间选取。截面形式见下：

框架主梁： 350mm*700mm

次梁： 200mm*600mm

柱：柱截面尺寸由轴压比控制，本工程不需要考虑上下层层高的变化。在估算尺寸时根据底部负荷面积最大的柱进行估算，同时考虑到质心与钢心不重合导致的扭转效应以及结构施工的方便性，所有柱截面统一选用为600mm*600mm.

(3)计算理论选取及注意事项

整体框架的设计在范围之内应当遵循“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”三大学原则。本设计高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。

对楼盖计算的板进行分类，单向板按连续梁计算采用弹性方法或塑性方法设计，双向板一般按弹性方法设计。

水平荷载作用下的框架内力计算采用D值法计算，该方法认为，柱的侧移刚度不仅与柱本身线刚度有关，而且还与梁的线刚度有关，柱的反弯点高度不是定值，它随梁柱线刚度比、该柱所在层位置、上下层梁间的线刚度比、上下层层高以及房屋总高度的不同而发生变化。竖向荷载作用下框架的内力计算采用分层法和弯矩二次分配法。采用分层法时，竖向荷载作用下刚架结构侧移一般较小，可以忽略不计，并且每一层刚架梁上的竖向荷载只对本层的梁及与本层梁相连的梁刚架柱产生弯矩和剪力，忽略对其他各层梁柱的影响。

在内力组合时可以选取Excel等计算软件作为辅助工具对所算出的荷载标准值进行组合，选取最不利组合的内力值为框架的设计值，由此完成框架的截面设计。最后在进行楼梯设计时应在楼梯平板下设梁，并设置构造柱，基础设计按桩基础进行计算。在配置结构细部钢筋时不仅要满足计算要求更要满足构造要求。

（4）计算结果校核和施工图绘制

手算结束后借助专业的结构设计软件——PKPM对整个建筑进行电算，完善手算中没有涉及的部分，并对比手算结果，分析手算的误差及产生原因。最后结合手算和电算的结果绘制结构的部分施工图。

参考文献：

1. 中华人民共和国国家标准 《建筑结构荷载规范》（GB 500092012） 北京：中国建筑工业出版社，2012.
2. 中华人民共和国国家标准 《混凝土结构设计规范》 （GB 500102010）北京：中国建筑工业出版社，2010.
3. 中华人民共和国国家标准 《建筑地基基础设计规范》 （GB 500072011）北京：中国建筑工业出版社，2011.
4. 中华人民共和国国家标准 《建筑抗震设计规范》 （GB 500112010） 北京：中国建筑工业出版社，2010.
5. 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．
6. 邱洪兴，舒赣平，曹双寅等．建筑结构设计[M] ．南京：东南大学出版社，2005.
7. 李爱群，丁幼亮, 高振世．工程结构抗震设计[M] ．北京：中国建筑工业出版社，2010.
8. 杨志勇主编.工民建专业毕业设计手册[M].武汉：武汉工业大学出版社，1997.8.
9. 单建等编. 结构力学[M]. 南京：东南大学出版社，2004.2.
10. Abazar Asghari amp; Amir H. Gandomi，Ductility reduction factor and collapse mechanism evaluation of a new steel knee braced frame[J]. 《Structure amp; Infrastructure Engineering》, 2016, 12(2):1-17