1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一、引言

建筑是人类最早的生产活动之一，是在一定的历史条件下，随着社会生产力发展而形成发展的。由于经济的发展、土地的减少，现代建筑趋向于多高层建筑，而砌体结构存在自重大、砌筑工作相当繁重、抗拉抗弯性能低、粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产等缺点，现代建筑多采用框架结构、框剪结构、框筒结构等结构体系。近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架建筑^[1]。

土木工程专业学生毕业后参加或从事框架结构设计已成为必须面对的现实之一。而框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。框架结构有钢筋混凝土框架和钢框架，而钢筋混凝土框架在教育建筑中较为常用。框架结构内部可用轻型材料分隔，许多轻型、隔热、隔音材料不断出现，绿色建材不断涌现^[2]。

二、课题名称：

我的毕业设计是做框架结构,需要对该结构具有较为深入的了解。要求设计地点在江苏省镇江市，为中石油镇江分公司行研发中心设计。建筑场地长42m，宽21m，建筑面积4500m²；为三跨6层钢筋混凝土框架结构，层高3.3m，主要跨度9m。在正常情况下，本工程的合理设计使用年限为50年。

三、设计课题的目的及意义：

（一）目的：

1：通过毕业设计环节，使自己将大学所学的基础课、技术基础课、专业方向课等方面的知识进行一次全面的、综合的掌握。使我全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题。通过这个环节，加深我对所学基本理论知识的理解，培养我综合分析和处理问题的能力以及创新精神。 2：通过毕业设计这一重要的教学环节，培养我正确的理论联系实际的工作作风，严肃的科学态度。 3：提高自学能力，培养独立研究的能力，主要包括： 调查研究、文献检索和搜集资料能力； 方案论证，确定方案的能力； 实践操作与分析的综合能力； 理论分析和计算的能力； 实验研究能力； 撰写科技论文及设计说明书的能力； 协同合作及组织工作的能力。

（二）意义：

毕业前的最后一次大型课程设计，此次设计的意义重大，也许也是最后一次在老师的指导下学习，土木工程专业决定了我们将来要从事的工作：就是运用我们所学的专业知识来指导将来的民用及工业建筑物的设计，施工，管理等各个环节。毕业设计的实质目的就是让我们深入了解了工程建设设计与施工的过程，对一般框架类型的房屋有更深刻的认识，以自己的课题出发，学会应用知识于现代建筑的具体实践之中，从设计之中来提升自己的能力，获取间接经验。为提高自己的专业水平，体现毕业设计的重要作用，通过综合运用所学的理论知识和技能，解决多层钢筋混凝土的建筑设计，结构和施工组织设计方面的实际问题，为今后独立从事土建设计和施工打下基础。

四、建筑设计

主要是根据建筑功能的要求，进行建筑物的平面、立面和剖面设计，并绘制相应的建筑施工图。

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。

五、结构设计

本工程的主体建筑采用的是现浇钢筋混凝土框架结构。框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，有梁和柱通过节点构成承载结构。框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。随着结构高度增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。

1.结构设计一般原则^[3] 　

（1）既满足功能要求，又使结构布置合理。要受力方式合理，传力途径明确。结构平面布置、刚度应尽可能均匀、简单、对称，以减少震害，同时还可减少构件类

型，方便施工；

（2）满足建筑功能是首要条件，不能因为追求设计的立面美观，而改变或影响建筑功能；
（3）充分利用框架结构的优点，灵活布置平面。既可做成较大空间的会议室、办公室和活动中心，又可灵活设置隔墙以形成各种功能的小空间用房；

（4）要满足规划、环保、消防、防疫、以及经济、技术等基本要求；

2.框架结构体系的特点^[4]:

（1）结构自重较轻。

（2）筑立面容易处理。

（3）算理论比较成熟。

（4）计时要控制高宽比。

（5）筑平面布置灵活，能获得较大空间空间,也可按需要做成小房间。

（6）体侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大,有时候影响正常使用。

3.框架结构结构布置原则：

（1）结构平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分均匀对称，减少结构产生扭转的可能性。

（2）控制结构高宽比，以减少水平荷载下的侧移。

（3）尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化设计及施工。

（4）厂房的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当厂房长度超过规定值时，可设伸缩缝将厂房分成若干温度区段。

4、框架结构抗震内力计算基本规定^[5]:

（1）框架结构的内力与位移计算中现浇楼板可作为框架梁的有效翼缘。翼缘的计算宽度取板厚6倍；装配整体式楼板翼缘的计算宽度取决宜小于上述规定。为简化计算，楼板对梁惯矩的增大倍数表示。

（2）框架结构在竖向荷载下的内力可用分层弯矩分配法作简化计算，此时每层框架梁连同与之相交的上下层柱组成一个计算单元、取柱的远端为固定端。竖向荷载产生的梁固端弯矩只在本层内梁端各个节点之间进行弯矩分配，各个单元（各层）之间不再进行弯矩的传递与分配，梁的弯矩取分配后的值，柱端弯矩取相邻单元（上、下层）对应柱端弯矩之和。

（3）竖向荷载作用下梁端弯矩需进行调幅，现浇框架端弯矩调幅系数为0.8～0.9，装配整体式框架梁端调幅系数为0.7～0.8。梁的跨中弯矩按梁端弯矩调幅后的数值根据简支梁跨中弯矩的数额平衡后确定，不得小于简支条件下50%的弯矩作为设计值。

6、目前框架结构设计所用的方法和适用条件：

竖向荷载作用：

多层多跨框架在一般竖向荷载作用下，侧移较小，可作为无侧移框架按力矩分配法进行内力分析。在近似方法中，可将多层简化为单层框架，既分层作力矩分配计算。分层计算所得梁弯矩即为最后弯矩，但必须将上下两层所得同一柱子的内力叠加，才能得到柱的内力。这样由分层法计算所得出的框架结点处的弯矩之和常常不等于零。这是由于分层计算单元与实际结构不符带来的误差。若提高精度。可对节点，特别是边节点不平横弯矩再做一次分配，予以修正。

水平荷载作用：

风或地震对框架结构的水平作用，一般都可以简化为作用于框架节点上的水平力。 用反弯点法来近似计算。它首先假定梁柱之间的线刚度之比无穷大，其次又假定柱的反弯点高度为定值，使框架结构在侧向荷载作用下的内力计算大为简化。但这样也带来了一定的误差，首先是当梁柱线刚度较为接近时，特别是在高层框架结构或抗震设计时，梁的线刚度可能小于柱的线刚度，框架节点对柱的约束应为弹性支承。柱的侧向刚度不仅与柱的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度等因数有关。为此做出了改进，称为改进反弯点法，有称D值法。它对柱的侧向刚度和反弯点高度的计算作了改进和修正。

竖向活荷载的最不利位置：

考虑活荷载最不利布置有分跨计算组合法、最不利荷载位置法、分层组合法和满布荷载法等四种方法。 1、 分跨计算组合法是将活荷载逐层逐跨单独地作用在结构上，分别计算出整个结构的内力。其工作量大，但过程简单，宜运用电脑进行内力组合。 2、 最不利荷载位置法是为了求某一指定截面的最不利内力，可以根据影响线方法，直接确定产生此最不利内力的活荷载布置。3、 分层组合法是以分层法为依据的，比较简单。 4、 满布荷载法，在活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平荷载所产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置。但求得的梁的跨中弯矩比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以1.1～1.2的系数予以增大。

控制截面：

框架柱的弯矩、轴力和剪力沿柱高是线性变化的，因此可取各层柱上下端截面作为控制截面。对于框架梁，在水平力和竖向力共同作用下，剪力沿梁轴线呈线性变化，弯矩则呈抛物线形变化（指竖向分布荷载），因此，除取梁的两端为控制截面外，还应在跨间取最大正弯矩的截面为控制截面。为了方便，不在用极值的方法确定最大正弯矩控制截面。

荷载组合：

要找出哪几种荷载同时作用时才是最不利的，为此要考虑可能出现的荷载组合情况 另一方面几种活荷载同时作用又同时达到设计值的可能性毕竟不大，因此要考虑活荷载 组合值系数。

内力组合：

控制截面的内力种类有轴力N、弯矩W、剪力V。对同一控制截面一般可考虑以下四种内力组合：（1） Mmax及相应的N和V （2）-Mmax及相应的N和V （3） Nmax及相应的M和V （4） Nmax及相应的M和V 内力组合又分一般荷载组合和地震荷载组合。

板：

按弹性理论进行内力计算，板厚及其各种构造要求按规范要求设计。

基础：

根据地质条件和上部结构进行设计。其中条形基础内力计算采用倒梁法计算， 按地基承载力确定基础底面尺寸；按受冲切承载力确定基础高度和变阶处的高度；按础 受弯承载力计算底板配筋。

各种构造按相应的设计规范要求设计。

六、毕业设计整理阶段

按学校毕业设计条例及教研室实施细则整理毕业设计成果，做好毕业答辩准备工作。

设计全过程将充分考虑安全、经济、适用三要素，建筑设计注意与周围环境的协调，功能区组合合理。结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。

七、毕业设计（论文）进程安排

起讫日期	设计（论文）各阶段工作内容	备 注
第1-3周（2.25-3.17）	建筑方案及建筑施工图	3.0周
第3周结束时上交全部建筑施工图，建筑指导教师作初步批改。
第4周（3.18-3.24）	结构选型与布置及布置图的绘制	1.0周
第5周（3.25-3.31）	计算简图及荷载计算	1.0周
第6-7周（4.1-4.14）	框架内力计算及内力组合 上机计算	2.0周
第8周（4.15-4.21）	框架梁、柱截面设计，上机计算	1.0周
第9周（4.22-4.28）	现浇楼面板设计、上机计算	1.0周
第10周（4.29-5.5） （期中检查）	楼梯结构设计计算、上机计算	1.0周
第11-13周（5.6-5.26）	基础设计、上机计算	2.0周
第14-15周（5.27-6.9）	绘施工图、整理前述工作的计算书	2.0周
第15周结束时上交结构设计成果，指导教师批改。
第16周（6.10-6.17）	评阅、答辩，评定成绩	1.0周

八、参考资料

[1] 项海帆.土木工程的过去、现在和未来，现代土木工程的新发展[J].1998

[2] 同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编.房屋建筑学（第四版），中国建筑工业出版社，2005

[3] 现行建筑结构规范大全，中国建筑工业出版社

[4] 姜学诗.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应注意的几个问题[J].建筑结构，2002

[5] 苑辉 主编 《建筑抗震设计计算与实例》 人民交通出版社 2008

[6] GB50010-2010．混凝土结构设计规范[S]

[7] GB50011-2010．建筑抗震设计规范[S]

[8] GB50009-2012．建筑结构荷载规范[S]

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、研究对象

本工程为实际应用课题，地点在江苏省镇江市，为中石油镇江分公司行研发中心设计。建筑场地长42 m，宽21 m，建筑面积4500 m²；为三跨六层钢筋混凝土框架结构，层高3.3 m，主要跨度9.0 m。在正常情况下，本工程的合理设计使用年限为50年。

二、拟解决的问题