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文献综述
钢筋混凝土框架结构设计综述
1.框架结构的发展及所适应的建筑类型
随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍.由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有承载力大、结构自重轻、抗震性能好、建造的工业化程度高等优点；与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此，在我国钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。近年来，世界各地的钢筋混凝土多层框架结构的发展很快，应用很多。
框架结构体系是骨架承重体系中最常用的一种。骨架承重结构体系与墙承重体系对于建筑空间的布置的不同在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代一片承重墙。这样原来在承重结构体系中被承重墙体占据的空间就尽可能的释放出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大的减少，而且在骨架结构承重系统中，内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，如学校、医院、宾馆，或是内部空旷的建筑物，如商场、办公楼、体育馆，而且建筑立面处理也较为灵活[1]。
建筑结构是由结构构件，即梁、板（受弯构件）及墙、柱（受压构件）和基础等构件组成的，结构构件通过正确连接，组成能承重并传递荷载等作用的房屋骨架。钢筋混凝土结构有钢筋和混凝土两种材料组成。混凝土抗压强度较高而抗拉强度较低。钢材的抗压强度和抗拉强度都很高。把混凝土和钢筋两种材料结合在一起共同工作，使混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，因而可以合理的利用混凝土和钢筋的受力性能。钢筋混凝土具有耐久性好、整体性好、耐火性好、可模性好、可就地取材的优点。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置比较的灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求[2]。
多层钢筋混凝土框架结构设计可以分为四个阶段：一是方案设计阶段，二是初步设计阶段，三是技术设计阶段设，四是绘施工图。结构分析和构件设计是结构设计中的计算阶段，在现代，已由电子计算机承担这一工作，常采用PKPM建模计算。但是，结构的计算并不能代替结构的设计。良好的结构设计的重要前提，应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式，良好的结构方案是良好结构设计的重要前提[3]。
2.关于框架结构设计文献回顾
2.1框架结构的优缺点
框架结构体系是由横梁与柱子连接而成.梁柱连接处(称为节点)一般为刚性连接,有时为便于施工和其他构造要求,也可以将部分节点做成铰接或者半铰接.柱支座一般为固定支座,必要时也可以设计成铰支座.框架结构可以分为现浇整体式,装配式,现浇装配式.
框架结构的布置灵活,容易满足建筑功能和生工艺的多种要求.同时,经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性能.但是,框架结构承受水平力(如风荷载和水平地震作用)的能力较小.当层树较多或水平力较大时,水平位移较大,在强烈地震作用下往往由于变形过大而引起非结构构件(如填充墙)的破坏.因此,为了满足承载力和侧向刚度的要求,柱子的截面往往较大,既耗费建筑材料,又减少使用面积.这就使框架结构的建筑高度受到一定的限制.目前,框架结构一般用于多层建筑和不考虑抗震设防,层数较少的的高层建筑[2]。
2.2框架结构的布置
多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，文献[4]中将框架结构按照承重方式的不同分为以下三类：
(1)横向框架承重方案,以框架横梁作为楼盖的主梁,楼面荷载主要由横向框架承担.由于横向框架数往往较少,主梁沿横向布置有利于增强房屋的横向刚度.同时,主梁沿横向布置还有利于建筑物的通风和采光.但由于主梁截面尺寸较大,当房屋需要大空间时,净空较小,且不利于布置纵向管道.
(2)纵向框架承重方案 以框架纵梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由框架纵梁承担.由于横梁截面尺寸较小,有利于设备管线的穿行,可获得较高的室内净空.但房屋横向刚度较差,同时进深尺度受到预制板长度的限制.
(3)纵横向框架混合承重方案 纵横向框架混合承重方案是沿纵横两个方向上均布置有框架梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由纵,横向框架梁共同承担.它具有较好的整体工作性能.
2.3双向板的截面设计构造及配筋
对于周边与梁整浇的双向板，由于在两个方向受到支撑构件的变形约束，整块板内存在穹顶作用，使板内的弯矩大大减小。为了利用这一有利的因素，规范允许对四边与梁整结板，起弯矩的设计值根据一定的条件进行折减。双向板的厚度不宜小于80mm.由于挠度不另作验算，双向板的板厚与短跨跨长的比值应满足：简支板，连续板 。双向板按照弹性理论方法设计时，所求得的跨中正弯矩钢筋数量是指板的中央处的数量，靠近板的两边，其数量可以逐渐减小。考虑到施工方面，将板的两个边方向上各分为3个板带。两个方向的边缘板带宽度军为均为短边长度的1/4，其余则为中间板带。在中间板带上，按跨中最大正弯矩求得的单位板宽内的钢筋数量均匀布置；而在边缘板带上，按中间板带单位板宽内的钢筋数量一半均匀布置[2]。
2.4框架梁和柱的电算结果的人工调整
框架梁配筋的人工调整，其目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”问题。当裂缝宽度超限时，首先应考虑将大直径的钢筋改用小直径的钢筋验算，如裂缝宽度仍然超限，就应增大梁的配筋和混凝土的强度等级，或加大梁的截面尺寸，调整至满足规范的要求。为了保证“强剪弱弯”，可进行以下几项调整：一是适当增大梁端截面；二是适当增大梁端箍筋直径，加密箍筋间距；三是梁端负弯矩钢筋不放大，梁跨中受拉钢筋适当放大1．1～1．2倍；四是按构造要求对跨度>7m的框架梁增加弯起钢筋[5]。
在地震力作用下，框架柱尤其是角柱和大开间、大进深的边柱，一般均处于双向偏心受压状态，而电算程序是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋。因此，文献[6]中认为框架柱配筋应进行如下调整：一是选择最不利的方向进行框架计算，也可对两个方向均进行计算后取较大值方向的配筋，并采用对称配筋；二是控制柱单边方向钢筋的最少根数。四是选择井字形或菱形的框架柱箍筋形式，以增强箍筋对混凝土的约束；五是由于多层框架电算一般不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题，当多层框架水平尺寸较大以及地基为软弱土层或地基土层不均匀时，可适当再稍放大框架柱的配筋[5]。
2.5周期折减系数的取用
进行框架结构的周期和刚度计算时。往往忽略框架填充墙的影响。但实际情况中填充墙(砖砌体)在早期弹性工作阶段参与工作的能力是较大的。使结构实际的刚度大于计算刚度，实际的周期小于计算周期，地震作用计算偏小。结构设计偏于不安全。为了避免较大误差，在设计过程中应该对计算周期应该进行折减。一般情况．周期折减系数的取值： 当填充墙为砌体时，取0．6～0．7； 为轻质砌块或砌体填充墙较少时， 取0．7～0．8； 当填充墙为轻质墙体板材时，取0．9；无填充墙的纯框架取1．0。可以看出，填充墙的刚度越小对框架的周期影响越小，吸收地震作用的能力也越弱[5]。
3.结语
由于框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用个性化的要求。随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构(住宅、公共建筑)将会得到较大发展。设计多层框架结构，设计人应首先判断结构方案的可行性，对可能碰到的问题，提前采取措施予以解决，并对所有计算结果认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。
综上所述,对于我来说,在做毕业设计(钢筋混凝土框架办公楼设计)时,要根据规范以及实际的环境,选取构件参数和设计参数.此外,还要多了解一些结构细部构造等设计.通过查看规范,杂志等文献资料,对建筑结构的设计有一个具体的认识,争取将毕业设计作好.
参考文献
[1] 同济大学，东南大学，重庆大学，西安建筑科技大学.房屋建筑学.中国建筑工业出版社，2006.
[2] 彭伟,黄云德.房屋建筑工程设计与施工. 西南交通大学出版社，2006.
[3] 梁兴文,史庆轩..混凝土结构设计. 北京科学出版社，2004.
[4] 陈仁朝.钢筋混凝土框架结构设计问题初探[J].建筑技术与应用，2/2004.41-42.
[5] 祝英杰、刘伯权.建筑抗震设计.中国电力出版社，2006.