多层框架结构的优化分析

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1、多层框架结构的优化分析-->1.绪论1.1课题背景及意义设计的好坏直接决定着建筑物质量的好坏，一个好的结构设计不仅要满足国家规范与相关规程的要求，来保证建筑物的安全，同时也要节约建筑成本，保证建筑的经济性和适用性，为社会创造效益。建筑结构设计是由一系列决策过程组成的总和，为了在安全可靠和实用美观之间找到一个合理的平衡点，结构设计需要按照国家相关的规范和标准，从建筑设计的布局要求出发，科学的处理主体结构和地基基础。通常，结构设计分为三个阶段，包括结构选型设计、扩初设计和施工图设计。在建国初期，我国的住宅主要采用砲体结构，砌体结构具有许多方面的优点，例如结构简单、成木较低、施

2、工方便等特点，但是砲体结构同时具有抗震性能较差、破坏率高的缺点，随着社会的发展进步，砲体结构在大中城市逐渐被淘汰，随之而来的是新的结构形式。随着社会的发展和经济的提高，由于钢筋混凝土结构的诸多优点，钢筋混凝土框架结构的建筑物应用的越来越普遍。框架结构与砲体结构相比具有许多方面的优点，例如结构的自重较轻、能够承受较大的承载力以及框架结构的抗震性能较好等方面一般情况下，框架结构采用的柱子截面形式为矩形柱，但是随着房价的上涨、生活水平的提高，居民对住房的要求越来越高，希望房间有更大的实际使用率，整体空间比较美观等，在这种情况下，异形柱框架结构应运而生。在保证结构安全的条件下，对

3、多层矩形柱框架结构、异形柱框架结构进行设计探讨、优化比较，分析哪种结构既能够满足使用功能上的基本要求，又能够在经济效益等方面比较合理，通过对比分析两种结构方案的结构受力及结构抗震等方面，在一定的范围内寻找一个合适的平衡，满足广大业主以及消费者的需求，使得建筑物更加安全同时节约成本，将会为业主甚至整个社会带来巨大的经济效益和社会效益。1.2钢筋混凝土框架结构的简介1.2.1矩形柱框架结构简介钢筋混凝土框架结构体系比较简单，主要结构构件为由梁、板、柱以及基础等是目前应用最为广泛的结构形式之一。由于体系结构合理有很多的优点，首先，传力途径明确，荷载传递的顺序依次为从楼板传到梁，

4、梁传到柱，柱再到基础；其次，结构布置比较灵活，在框架结构巾墙板不起承重作用，只起分隔和维护作用，能够提供较大的使用空间，有效的增加了房屋的使用面积，适合多种使用功能的要求，再者就是现饶混凝土的完整性比较强，所以抗震性和整体较好。框架结构因为用钢量要比砖混结构多，所以造价相对偏高。从受力角度看，框架结构的由于侧向刚度比较小，所以能够承受的力也比较小，在强震作用下由于产生的水平位移较大，所以容易造成建筑的非结构性破坏。由于结构的受力性能和抗震性能的限制，在建造高度上受到限制；为了抵抗抗震变形，一般梁和柱的截面宽度比隔墙大，房间内会出现部分梁和柱暴漏现象，影响房间的使用功能和美

5、观。1.2.2异形柱框架结构简介随着生活水平的提高，人们对住房的实用性与美观性都提出了更高的要求。矩形柱框架结构由于建筑的柱子柱榜外漏，不仅影响美观而且还不能有效合理的利用平面有效面积，给室内装修和家具布置带来极大的不便。异形柱框架结构釆用形、形和十字形等异形柱截面形式来替代矩形柱框架结构，由于其柱肢厚度和墙厚相同，不会出现柱子突出现象，可以很好的满足大众对建筑功能不同的要求，使得结构内部美观平整，能够使得结构内部的使用空间面积增大，有效利用结构空间，得到业主的青睐，因此异形柱框架结构有着良好的发展市场。钢筋混凝土异形柱框架结构的柱子截面形式主要为形、形和十字形截面，是一

6、种用异形柱代替传统的矩形柱的结构形式。异形柱框架结构用于多层建筑能够增加有效使用面积、适用功能变化性要求，异形柱常用的几种截面形式如图1.1、图1.2及图1.3所示。异形柱框架结构形式与矩形柱框架结构相比，具有以下几方面的优点：（1）建筑平面布局比较灵活。用形、形和十字形柱截面来替代矩形柱截面，将柱肢与填充墙设为相同厚度，这样不仅能够保证室内柱子不外漏，达到室内美观的目的，与矩形柱框架相比，还能够增加房间使用面积，便于室内家具的灵活布置。（2）自重较小，能够降低结构对基础的要求。填充墙材料可以采用轻质填充材料，柱子的截面面积在相同刚度下要比矩形柱框架结构的柱子截面面积小，

7、柱了的自重减小和墙体的减薄能够有效的减轻结构的自重，基础承载力随之降低，从而基础的材料用量也会减小，使得造价降低，建筑物的安全性大大提高。2地震反应分析方法2.1抗震的意义地震是世界上最大的自然灾害之一，作为突发性自然灾害，由于地震波传播引起的强烈地震动，地震对建筑物的破坏具有毁灭性，平均级以上的地震在地球上大概每年要发生一千次，其中大概有十次左右的大地震能够严重危害人类的生活和生产造成。地震灾害形成的机理、传播的规律都特别复杂，以及提供的地震发生地点、时间以及地震强度等级的准确度原因，人们还无法归纳出规律形成一个特别准确的地