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关于框架结构类毕业论文格式范文,与巨型框架结构设计相关毕业论文怎么写

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摘 要:巨型框架结构由主框架与次框架组成,本文总结了巨型框架结构的抗震概念设计要点,并结合具体算例对一53层的建筑进行计算,结果表明巨型框架结构受力性能良好,可为类似工程提供参考.


本篇论文 http://www.tjhyzyxy.com/jingji/0765096.html

关 键 词:巨型框架;抗震;设计

中图分类号:TU973+.15

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2008)06-0127-03

1前言

巨型结构是从20世纪70年代以后,伴随着高层建筑发展由梁式转换层结构转化而来的一种新型结构体系.它是一个建筑中由几个大型结构单元所组成的主框架与其它结构单元组成的次框架共同工作,从而得到更大稳定性和更高效能的高层建筑结构体系.巨型结构由主、次两级结构组成,打破了传统的以单独楼层作为基本结构单元的格局,有着其它结构无法达到的优点.主框架本身可以是独立的结构,其中巨型柱的尺寸通常大大超过普通框架柱,在钢筋混凝土巨型结构中体现为一个由楼梯间或电梯间构成的井筒;在钢骨混凝土巨型结构中体现为一个巨大的实腹钢骨混凝土柱:在钢结构巨型结构中体现为一个空间格构式构架,巨型梁由高度等于或超过一层的平面或空间格构式桁架构成且一般每隔若干层设一道.例如香港1990年建成的中国银行大楼是巨型框架结构,四角就是采用4m见方的巨型混凝土柱,日本神户TC大厦采用边长为6.5m的钢支承为巨型柱.巨型结构的主框架为主要抗侧力体系,次框架仅起到辅助作用和大震下的耗能作用,并负责将楼面竖向荷载传递给主框架.由此可见,巨型结构是一种具有巨大侧向刚度及整体工作性能的大型结构体系[1].

2抗震概念设计

通过对上述工程实例的结构分析结果可看出,由于地震作用和结构本身的复杂性,以及现有计算理论的

不精确性,单靠计算很难确保结构具有足够的抗震可靠度.因此,从设计一开始,就应着眼于提高建筑总体抗震能力的概念设计,再辅以必要的计算和构造措施,才可能使结构具有良好的耐震性能和足够的抗震可靠度[2-5].

巨型框架结构是框架结构的一种特殊形式,除必须满足一般框架结构的抗震要求外,同时在设计中还要充分注意到巨型框架结构自身的优势和特点.

2.1抗震设防要求

对于巨型框架结构,也必须采用三个水准,二阶段设计的抗震设防要求.其抗震等级可采用《建筑抗震设计规范》[6](GB5001-2001)表6.1.2中框架结构体系规定的抗震等级提高一级或采用框架剪力墙体系中所规定的抗震等级,但楼层框架可相应采用框架结构的等级.


怎样写框架结构毕业论文
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由于尚无现成规范可以依据,考虑到巨型框架结构为高层或超高层建筑,且巨型框架为整个结构中的关键承重结构体系,为安全起见,暂定为按相应框架剪力墙体系的抗震等级采用.楼层框架类似于一般的框架,所以暂按框架结构的抗震等级采用.

2.2多道抗震防线

对于巨型框架结构,可将楼层框架与大柱相接的连染作为第一道防线,在地震作用下,先行屈服;将楼层框架作为第二道防线,小梁、小柱均可屈服,出现塑性铰;巨型框架主体退居到第三道防线.这样,不仅能利用楼层框架消耗地震能量,同时也可起到调节巨型框架结构周期的作用,以避开地震动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应.

2.3合理的屈服机制

结构总体上应是楼层框架先于巨型框架屈服;对楼层框架来说,应是强其它构件弱连梁、强节点弱构件、强剪弱弯、强压弱拉;对巨型框架来说,应是强节点弱构件,强柱弱梁、强剪弱拉.这种屈服机制体现了结构中各部件重要性的不同,并能增加结构的延性和耗能力,并防止脆性破坏,使得多道抗震防线得以可证.这里需要指出,楼层框架两边有大柱支撑,小梁、小柱都允许屈服,这样可以吸收更多的地震能量;另外,连梁承担的弯矩本来就较大,故让它先屈服也符合受力特点,还能节约材料,再者,为确保结构的整体性,构件间必须有可靠的连接.故节点强度必须得到可靠的保证.

2.4刚度、承载力和延性的匹配

一方面,若高层建筑结构的抗推刚度大,自振周期就减短,地震作用的数值相应增大,那么,结构必须具有与其刚度相匹配的较高水平的屈服抗力.另一方面,若建筑物的抗推刚度过小,虽然地震引起的内力减小了,但整个结构的侧移将增大,这样,必须对结构构件提出很高的延性要求.但此时易造成的恶果是构件配筋过密,施工难度加大,同时还会引起P

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5;△效应问题和非结构部件的破坏.上述两方面提示我们,抗推刚度要适当.从而,能从根本上减小作用于构件上的水平力,避免构件发生承载力破坏;同时,也不能片面追求延性,应从两方面综合考虑,才能做到既安全又经济.同时还应协调结构中各构件的刚度和延性,使之相互匹配,才能使各构件同步协调地发挥水平抗力,避免被各个击破.

2.5提高延性的重点

在结构中应有选择地重点提高重要构件和关键部位的延性,做到经济有效.沿高度方向,应重点提高柔弱楼层构件的延性;沿平面方向应重点提高风吹雨打边转角处,平面突变处及复杂平面各翼缘相接处构件的延性.当然还应提高前几道抗震防线中构件的延性,对同一构件来说,重点提高可能首先屈服的部位(如染柱的两端)的延性.

对于巨型框架结构,即宜提高楼层框架各杆件(特别是连梁)的延性,以增加耗能量;还应要提高巨型框架中柔弱层、大梁两端、大柱上下端的延性.

2.6减轻巨型框架结构的自重

一方面,地震对结构作用的强弱几乎与建筑质量成正比;另一方面,P-△效应也与建筑自重成正比;柱子轴压比愈大,延性愈差,故为了减小地震力,防止建筑物的整体失稳和倒塌,增加结构的延性,必须减轻结构自重.主要方法为:(1)采用高强(高性能)混凝土.(2)楼板采用无粘结预应力平板,或密肋楼板.(3)隔墙和屋面采用新型轻质材料,如轻骨料混凝土、加气混疑土等.

2.7减轻地震作用措施

(1)错开地震卓越周期.

(2)增设阻尼装置.可在连梁与大柱交接处设置粘弹性阻尼器,或在上下楼板之间安装耗能装置.

(3)尽可能将高层结构建于基岩(或薄的场地覆盖层)或坚硬的场地土上,以减少地震输入能量.

(4)选择工程场址时,应挑选对建筑抗震有利的地段,避开对建筑抗震不利的地段.

3算例

某项目包括南北两座超高层塔楼.两座塔楼均采用外巨型框架内核心筒的结构形式,两者通过水平伸臂桁架连接.因此,本文仅以南塔楼在X向(横向)地震作用下,采用SATWE程序分析的整体结构为例来进行设计说明.

南塔楼高250m(包括屋顶装饰层),地上共53层,地下3层;结构平面布置示意图如图1所示;地震设防烈度为7度,场地土类别为IV类,设计地震分组为第一组,抗震设防类别为乙类建筑,建筑结构的安全等级为二级;核心筒采用钢筋混凝土结构,四角设置型钢以增加延性;巨型框架中,巨型柱和密柱采用型钢混凝土,即型钢截面外包混凝土,主次梁均采用型钢梁;混凝土和钢筋的强度、各楼层层高等级参见表1~3.


5.2.2计算结果

通过SATWE程序进行结构分析,可得结构的前9阶自振周期(表4)、结构楼层剪力(图2)、巨型框架分配剪力(图3)、各楼层水平侧移(图4)及前3阶振型图(图5).

从表3中,可看出结构周期合理,扭转周期比第一平动周期比小于0.85的规范要求.而由图5.3~5.5可看出,地震作用下的楼层剪力在层高相差较悬殊的地方存在突变但不太明显,均可满足规范的要求,这是因为结构设计时严格按照现行规范控制了结构的竖向刚度突变程度.

另外,对结构还进行了抗倾覆和整体稳定性验算,其中,结构抗倾覆弯矩Mr等于4.23×107kNm2,倾覆弯矩Mov等于4.64×106kNm2,倾覆比值Mr/Mov等于9.1,满足规范要求;结构刚重比EJd/GH2等于2.79,满足规范要求.

参考文献:

[1]左振波,左振明,左春仁.高层建筑巨型框架结构应用及其受力特征.大连大学学报,2003,24(2):35~36.

[2]NishyamaM.SeismicDesignofPretressedConcreteBuildings.BulletinoftheNewZealandNationalSocietyforEarthquakeEngineering,1990,23(4):303~327.

[3]LinTY,KuiRF,YangYC.SomeBasicConceptinAseismicDesignofPrestressedPrecastConcreteStructures.In:Proceedingofthe8thCongressoftheFIP.London,1978:241~256.

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[4]ChernJC,YoungCH.FlexuralCreepofSteel-FiberReinforcedConcrete.In:InternationalSymposiumonConcreteEngineering,Nanjing,1991:173~178.

[5]SkogmanBC,TadrosMK,GrasmickR.DuctilityofReinforcedandPrestressedConcreteFlexuralMembers.PCIJournal,1988,33(6):94~107.

[6]建筑抗震设计规范(GB5001-2001).北京:中国建筑工业出版社,2001.

注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文.”


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