高温下钢筋混凝土框架的内力重分布研究_吴波

高温下钢筋混凝土框架的内力重分布研究

吴

波

何喜洋

（华南理工大学，广东广州５１０６４０）

摘要：通过钢筋混凝土框架的火灾全过程分析，初步探讨高温下钢筋混凝土框架的内力重分布规律。推导建立了高温下钢筋混凝土的简化梁单元模型，编制了钢筋混凝土框架高温反应的全过程分析程序，程序的正确性得到了其他学者试验结果的验证。选取１榀单层３跨的钢筋混凝土框架，针对不同梁柱线刚度比和不同柱子轴压比的情况分别进行了该框架的高温反应分析，考察了部分控制截面的内力重分布规律。研究结果表明，高温下框架结构产生剧烈的内力重分布，其中框架梁的轴力和梁端弯矩变化尤为剧烈，成为影响框架结构其他控制截面内力变化的主要因素之一；随着梁柱线刚度比和柱子轴压比增大，框架梁的轴向压力逐渐加大。在结构层次上开展钢筋混凝土框架的耐火研究，可更为全面科学地把握不同构件的最不利受力状况。关键词：钢筋混凝土；框架；高温；内力重分布中文分类号：ＴＵ３７５．４

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００－１３１Ｘ（２００６）０９－００５４－０８

Ａｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｉｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ

ｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｓｕｎｄｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ＷｕＢｏ

ＨｅＸｉｙａｎｇ

（ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｉｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｓｕｎｄｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｐｒｉｍａｒｉｌｙｓｔｕｄ－ｉｅｄ．Ｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙ，ａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｂｅａｍ－ｅｌｅｍｅｎｔ－ｍｏｄｅｌｆｏｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄ．Ａｎａｎａｌｙｔｉｃａｌｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｓｕｎｄｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｉｓｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ．Ａｔｈｒｅｅ－ｓｐａｎｏｎｅ－ｓｔｏｒｅｙｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒｆｉｒｅｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｄｉｆｆｅｒ－ｅｎｔｌｉｎｅ－ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ－ｒａｔｉｏｓｏｆｂｅａｍｔｏｃｏｌｕｍｎａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｘｉａｌｌｏａｄｒａｔｉｏｓｏｆｃｏｌｕｍｎａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓａｔｓｏｍｅｋｅｙｓｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｒａｍｅｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉ－ｃａｔｅ：（１）ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｉｎｔｈｅｆｒａｍｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｑｕｉｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ；（２）ｒｅｄｉｓ－ｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｘｉａｌｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｂｅａｍａｎｄｔｈｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｂｅａｍａｒｅｅｓｐｅ－ｃｉａｌｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ，ａｎｄｔｈｅｓｅａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｃａｕｓｅｓｏｆｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｉｎｏｔｈｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ；ａｎｄ（３）ｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｌｉｎｅ－ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ－ｒａｔｉｏｏｆｂｅａｍｔｏｃｏｌｕｍｎａｎｄｉｎｔｈｅａｘｉａｌｌｏａｄｒａｔｉｏ，ｔｈｅａｘｉａｌｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｂｅａｍｉｎｃｒｅａｓｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｆｒａｍｅ；ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅＥ－ｍａｉｌ：ｂｏｗｕ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ

引言

近十年来，国内有关高温下钢筋混凝土框架结构

的试验研究取得了一定的成果。１９９１年朱伯龙和胡克旭对３榀钢筋混凝土单层单跨框架进行了７００℃和

９００℃作用下的试验研究［１］；１９９５年陆洲导等对５榀

单层双跨钢筋混凝土框架进行了不同温度和不同加热方式下的火灾试验［２］；２０００年时旭东和过镇海对５榀钢筋混凝土门式框架进行了高温试验研究［３］；２００３年陆洲导等对５榀单层单跨的无粘结预应力混凝土框架分别进行了不同恒载、不同升温曲线、不同预应力度下的火灾试验［４］。上述文献在进行试验研究的同时，也开展了一定的数值计算工作［５－６］。这些研究工作虽然在一定程度上揭示了钢筋混凝土框架的火灾行为和

基金项目：国家自然科学基金（５０４７８０７８）、广东省自然科学基金（０３１４０９）

和教育部新世纪优秀人才支持计划（ＮＣＥＴ－０４－０８１９）

作者简介：吴波，博士，研究员收稿日期：２００５－０９－０１

土木工程学报ＣＨＩＮＡＣＩＶＩＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪＯＵＲＮＡＬ

第３９卷第９期２００６年９月Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．９Ｓｅｐ．

２００６

第３９卷第９期?

?

内力重分布问题，但有关不同参数（如梁柱线刚度

比、柱轴压比等）对高温下框架结构内力重分布的影

响还较少进行探讨。在国外，研究钢筋混凝土框架结

构高温反应的文献较少，以梁、板、柱等单个构件为

研究对象的文献居多。

针对上述问题，笔者编制了从温度场计算到结构

高温反应全过程分析的计算机程序（ＦＩＲＥＳ）。以１

榀单层３跨的钢筋混凝土框架为例，利用该程序进行

了大量计算分析，揭示了框架中部分控制截面的内力

重分布规律及其与梁柱线刚度比和柱子轴压比等因素

的关系。

１程序编制

１．１温度场分析

结构的温度场分析采用有限元与有限差分相结合

的方法。已有的研究结果表明，该方法求解瞬态温度

场是比较有效的。计算温度场时采用了３个假定：１）温

度场分析独立于结构的内力和变形分析；２）忽略钢

筋与混凝土表面的热阻，钢筋温度直接采用该处的混

凝土温度；３）忽略混凝土内部水气蒸发的影响。

１．２混凝土和钢筋的高温性能

混凝土的高温性能采用文献［７］和文献［８］中给出

的相关公式进行确定，具体为：

抗压强度［７］：ｆＴｃ＝ｆｃ

１＋１８×（Ｔ／１０００）５．１

（１）

峰值压应变［７］：εＴ０＝ε０［１＋５（Ｔ／１０００）１．７］（２）

自由膨胀应变［７］：

εＴｔｈ＝２８×１０－３（Ｔ／１０００）２≤１２×１０－３（３）

瞬态热应变［８］：

εＴｔｒ＝Ｋσ

ｆｃ

（Ｔ２－４０Ｔ－４００）（２０℃≤Ｔ≤８００℃）（４）

式中：ｆｃ和ε０分别为常温时混凝土的抗压强度及其对

应的峰值压应变；ｆＴｃ和εＴ０分别为温度Ｔ作用下混凝

土的抗压强度及其对应的峰值压应变；εＴｔｈ和εＴｔｒ分

别为温度Ｔ作用下混凝土的自由膨胀应变和瞬态热

应变；σ为应力。对于普通混凝土，式（４）中的系数

Ｋ＝６．９７×１０－８；对于Ｃ６０混凝土，Ｋ＝５．０×１０－８；对于

Ｃ８０混凝土，Ｋ＝４．４２×１０－８。Ｔ＞８００℃时瞬态热应变

取Ｔ＝８００℃所对应的值。

高温下混凝土的抗拉强度及其对应的峰值拉应变

形式上仍采用式（１）和式（２）进行计算，但需将式

中的ｆ

ｃ、ε

０

、ｆＴｃ和εＴ０分别替换为ｆ

ｔ

、ε

ｔ

、ｆＴｔ和εＴｔ。其

中ｆｔ和ε

ｔ

分别为常温时混凝土的抗拉强度及其对应的峰值拉应变；ｆＴｔ和εＴｔ分别为温度Ｔ作用下混凝土的

抗拉强度及其对应的峰值拉应变。为简便起见，取ｆｔ＝０．１ｆｃ且εｔ＝０．１ε０。

高温下钢筋的屈服强度和极限强度同样采用文献［７］中给出的相关公式进行确定，具体为：

屈服强度（Ⅰ～Ⅳ级钢）：

ｆＴｙ＝ｆｙ

１＋２４×（Ｔ／１０００）４．５

（５）极限强度（Ⅰ～Ⅳ级钢）：

ｆＴｕ＝ｆｕ

１＋３６×（Ｔ／１０００）６．２

（６）屈服应变（对Ⅰ～Ⅳ级钢，α分别取１．３６８，１．１３１，１．１８０，１．２７８）：

εＴｙ＝αεｙ（７）极限应变（Ⅰ级钢）：

εＴｕ＝０．１８－０．２３（Ｔ／１０００）≥０．０４（８－１）极限应变（Ⅱ～Ⅳ级钢）：

εＴｕ＝０．１６－０．２３（Ｔ／１０００）≥０．０２（８－２）自由膨胀应变：

εＴｔｈ＝１６×１０－３（Ｔ／１０００）１．５（９）式中：ｆｙ和ｆｕ分别为常温时钢筋的屈服强度和极限强度；ｆＴｙ和ｆＴｕ分别为温度Ｔ作用下钢筋的屈服强度和极限强度；εｙ和εＴｙ分别为常温时及温度Ｔ作用下钢筋的屈服应变；εｕ和εＴｕ分别为常温时及温度Ｔ作用下钢筋的极限应变；εＴｔｈ为温度Ｔ作用下钢筋的自由膨胀应变。

１．３结构分析

在混凝土和钢筋高温力学性能的基础上，通过引入适当假定，利用最小势能原理建立了高温下钢筋混凝土的简化梁单元模型（图１），推导了梁单元的刚度矩阵和荷载向量的计算式。进行单元分析时，采用了如下４个假定：１）非线性弹性假定；２）温度场分布沿杆长不变；３）暂不考虑剪切变形的影响；４）不

图１钢筋混凝土的简化梁单元模型

Ｆｉｇ．１Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ

吴波等?高温下钢筋混凝土框架的内力重分布研究５５

土木工程学报２００６年

?

?考虑杆件由于温度引起的横向膨胀。

位移模式：

ｕ

（ｚ）＝Ｎ１ｕ１＋Ｎ４ｕ２ｖ（ｚ）＝Ｎ２ｖ１＋Ｎ３θ１＋Ｎ５ｖ２＋Ｎ６θ２

!

（１０）

结点位移向量：

ｕ＝［ｕ１ｖ１θ１ｕ２ｖ２θ２

］Ｔ（１１）

其中，ｕ（ｚ）和ｖ（ｚ）分别为梁单元轴线上任意一点

的水平位移和竖向位移；Ｎｉ（ｉ＝１￣６）是形函数，它们

都是ξ＝ｚｌ

的函数：

Ｎ１＝１－ξ，Ｎ２＝１－３ξ２＋２ξ３，Ｎ３＝ｌξ（１－２ξ＋ξ

２

）Ｎ４

＝ξ，

Ｎ５

＝３ξ２－２ξ３

，

Ｎ６

＝ｌξ（

ξ２

－ξ

!）

（１２

）单元的势能泛函可以表示为：

П＝Ｕｃ＋Ｕｓ－Ｗ

＝

Ｖ

"

ρｃｄＶ

＋Ｖ

"

ρｓｄＶ

－ｌ

０

"

ｐ

（ｚ）ｕ（ｚ）ｄｚ－ｌ

０

"

ｑ

（ｚ）ｖ（ｚ）ｄｚ（１３）式中：П为单元的势能泛函；Ｕｃ和Ｕｓ分别为混凝土的弹性势能和纵向钢筋的弹性势能；Ｗ为外荷载所做的功；ｐ（ｚ）和ｑ（ｚ）分别为水平荷载集度和竖向荷载集度；ρｃ和ρｓ分别为混凝土的弹性势能密度和纵向钢筋的弹性势能密度。

由于应力－应变关系是非线性的，所以弹性势能密度ρｃ和ρｓ只能写成积分形式：

ρｃ＝

εｃσ

０

"σｃ

ｚ

ｄτ

ρｓ＝

εｓσ

０

"σｓ

ｚ

ｄτ

（１４）

式中：σｃｚ和εｃ

σ分别为混凝土的应力和由应力引起的应变；σｓｚ和εｓσ分别为纵向钢筋的应力和由应力引起

的应变；τ为积分变量。

泛函取极值的条件是其一阶变分为零，故有：δП＝

Ｖ

"δ

ρｃ

ｄＶ＋Ｖ

"δρｓ

ｄＶ－ｌ

０

"ｐ（ｚ）δｕ（ｚ）ｄｚ－ｌ

０

"ｑ（ｚ）δｖ（ｚ）ｄｚ＝０（１５）

Ｖ

"δ

ρｃ

ｄＶ＋Ｖ

"δρｓ

ｄＶ＝Ｖ

"σｃ

ｚ

δεｃσ

ｄＶ＋ｎｓ

ｉ＝１

#Ａｓｉ

ｌ

０

"σｓｚｉ

δεｓσｉ

ｄｚ（１６）

式中：ｎｓ为纵向钢筋的根数；Ａｓｉ为第ｉ根纵向钢筋的

截面面积；σｓｚｉ和εｓ

σｉ分别为第ｉ根纵向钢筋的应力和

由应力引起的应变。

高温下混凝土的总应变为：

εｃｚ＝εｃσ＋εｃｔｈ＋εｃ

ｔｒ

（１７）

式中：εｃｚ、εｃｔｈ和εｃ

ｔｒ分别为混凝土的总应变、自由膨

胀应变和瞬态热应变。

εｃ

ｔｒ根据式（４

）可表示为：εｃ

ｔｒ＝Ｋσ

ｃ

ｚ

ｆｃ

（Ｔ２

－４０Ｔ－４００）＝ＴＲ（Ｔ）?σｃｚ

＝ＴＲ?Ｅｃｓ

εｃσ

（１８

）式中：Ｅｃｓ

为混凝土的割线弹性模量。

对高温下混凝土的总应变进行变分，可得：

δεｃｚ＝δεｃσ＋ＴＲ?δ（Ｅｃｓεｃσ）＝（１＋ＴＲ?Ｅｃｔ）δεｃ

σ

$δεｃσ

＝δεｃ

ｚ

（１＋ＴＲ?Ｅｃ

ｔ

）（１９）

式中：Ｅｃｔ为混凝土的切线弹性模量。

同样地，对于钢筋有：

εｓｚ＝εｓσ＋εｓｔｈ$δεｓσ＝δεｓ

ｚ

（２０）

式中：εｓｚ和εｓ

ｔｈ分别为钢筋的总应变和自由膨胀应变。

梁单元内任意点的混凝土总应变可表示为应变矩阵Ｂ和结点位移向量ｕ的乘积，即：

εｃ

ｚ

＝ｄｕｄｚ－ｙｄ２ｕｄｚ２

＝［Ｎ′１－ｙＮ″２－ｙＮ″３Ｎ′４－ｙＮ″５－ｙＮ″６

］?ｕ＝Ｂｕ（２１）

令应变矩阵Ｂ中ｙ＝ｙｓｉ（ｙｓｉ是第ｉ根纵向钢筋的纵

坐标），则第ｉ根纵向钢筋的总应变也可写成应变矩阵Ｂｉ与结点位移向量ｕ的乘积，即：

εｓｚｉ＝［Ｎ′１－ｙｓｉＮ″２－ｙｓｉＮ″３Ｎ′４－ｙｓｉＮ″５－ｙｓｉＮ″６

］ｕ＝Ｂｉｕ（２２）将式（１６）、式（１９）～式（２２）代入式（１５），并

令：

α＝１／（１＋ＴＲ?Ｅｃｓ）β＝１／（１＋ＴＲ?Ｅｃｔ）

同时考虑到：

σｃｚ＝Ｅｃｓ（εｃｚ－εｃ

ｔｈ）／（１＋ＴＲ?Ｅｃｓ

）σｓｚ＝Ｅｓｓ（εｓｚ－εｓ

ｔｈ

）经整理可得：

δП＝（

Ｖ

"α

βＥｃ

ｓ

Ｂ（Ｂｕ－εｃｔｈ

）ｄＶ＋ｎｓ

ｉ＝１

#Ａｓｉ

ｌ０

"Ｅｓｓｉ

Ｂｉ

（Ｂｉ

ｕ－εｓｔｈ，ｉ

）ｄｚ－ＦＴＰ

）δ

ｕ＝０（２３）ＦＰ＝［ＸＰ１ＹＰ１ＭＰ１ＸＰ２ＹＰ２ＭＰ２

］Ｔ（２４）

其中：

ＸＰ

１＝

ｌ

０"ｐ（ｚ）Ｎ１

（ｚ）ｄｚ

ＹＰ１

＝ｌ

０

"ｑ

（ｚ）Ｎ２

（ｚ）ｄｚＭＰ１

＝ｌ

０

"ｑ

（ｚ）Ｎ３

（ｚ）ｄ%

’’’’’’’’&’’’’’’’’(

ｚＸＰ

２＝

ｌ

０"ｐ（ｚ）Ｎ４

（ｚ）ｄｚＹＰ２

＝ｌ

０

"ｑ

（ｚ）Ｎ５

（ｚ）ｄｚＭＰ２

＝ｌ

０

"ｑ

（ｚ）Ｎ６

（ｚ）ｄ%’’’’’’’’)’’’’’’’’(ｚ（２５）

由于虚位移的任意性，利用式（２３）并经移项和

转置后可得：

Ｖ

"αβＢＴＥｃ

ｓ

ＢｄＶ＋ｎｓ

ｉ＝１

*Ａｓｉ

ｌ

０

"ＢＴｉＥｓｓｉＢｉ

ｄ+,

ｚｕ＝ＦＰ＋

Ｖ

"α

βＢＴＥｃｓεｃ

ｔｈ

ｄＶ＋ｎｓ

ｉ＝１

*Ａｓｉ

ｌ

０

"ＢＴｉＥｓｓｉεｓｔｈ，ｉ

ｄｚ（２６）

令：

Ｋｃ＝

Ｖ

"α

βＢＴＥｃ

ｓ

ＢｄＶ；Ｋｓ＝ｎｓ

ｉ＝１

*Ａｓｉ

ｌ

０

"ＢＴｉＥｓｓｉ

Ｂｉ

ｄｚ

５６

第３９卷第９期?

?Ｆｃ＝

Ｖ

!

αβＢＴＥｃｓεｃ

ｔｈ

ｄＶ；Ｆｓ＝ｎｓ

ｉ＝１

"Ａｓｉ

ｌ

０

!

ＢＴｉＥｓｓｉεｓｔｈ，ｉｄｚ

式（２６）可以写成：

（Ｋｃ＋Ｋｓ）ｕ＝ＦＰ＋Ｆｃ＋Ｆｓ

（２７）

式中：Ｅｓｓ为钢筋的割线弹性模量；ＦＰ为ｐ（ｚ）和ｑ（ｚ）产生的等效结点荷载；Ｋｃ和Ｋｓ分别为混凝土和纵向钢筋对单元刚度的贡献；Ｆｃ为混凝土瞬态热应变及自由膨胀应变引起的名义结点荷载；Ｆｓ为钢筋自由膨胀应变引起的名义结点荷载。式（２７）即为高温下钢筋混凝土简化梁单元的刚度方程。

需要指出的是，上面推导的单元刚度矩阵并未考虑剪切变形的影响。作为初步探讨，本文参照常温下考虑剪切变形的通用做法，对前面推导的单元刚度矩阵乘以一个刚度折减系数矩阵以近似考虑剪切变形的

影响。

２程序验证

利用本文程序ＦＩＲＥＳ得到的温度场分析结果与

加拿大学者ＴｉａｍＴ．Ｌｉｅ的试验结果及计算结果［９－１０］进行了比较，具体如图２所示。左图为试验时所用试件的截面尺寸以及测点Ａ、Ｂ的位置，右图为本文程序的计算结果与ＴｉａｍＴ．Ｌｉｅ的试验结果及计算结果的对比。程序计算时有关材料的性能参数均取自文献

［１１］。从图中可以看出，本文程序的计算结果总体上与ＴｉａｍＴ．Ｌｉｅ的试验结果和计算结果吻合较好。

利用本文程序ＦＩＲＥＳ得到的结构分析结果与文献［７］中ＴＦＣ－３框架的试验结果进行了对比，具体如

（ａ）截面尺寸及测点位置（单位：ｍｍ）（ｂ）温度－时间曲线

图２温度场计算结果的验证

Ｆｉｇ．２Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｔｈｅｒｍａｌ

ｆｉｅｌｄｓ

图３所示。程序计算时有关材料的性能参数、受火方式以及升温曲线等均取自文献

［７］。从图中可以看出，除了升温中期柱底弯矩的程序计算结果与试验结果偏差较大以外，内力的基本变化趋势以及最大内力值等都与试验结果吻合较好，这表明前面建立的钢筋混凝土简化梁单元模型在框架结构的高温分析中是可以采用的。

３高温下框架结构的内力重分布

选取１榀单层３跨的钢筋混凝土框架进行分析。

该框架的几何形状和受火方式见图４。为简便起见，梁和边柱按３面受火考虑，中柱按４面受火考虑。计

算过程中，考虑７种不同梁柱线刚度比工况，具体见表１。每种工况又对应２种不同的柱子轴压比情况，情况１的边柱和中柱轴压比分别为０．１和０．２，情况２的边柱和中柱轴压比分别为０．２和０．４。梁上作用的均布荷载为４ｋＮ／ｍ。限于篇幅，本文着重考虑部分控制截面的内力重分布问题，控制截面的具体位置见图４，其中的数字对１～４表示控制截面编号。

图５所示为梁柱线刚度比等于０．４３７且边柱轴压比等于０．１时，该框架在不同时刻的弯矩分布情况。从图中可以看出，高温下框架结构的内力分布与常温时相比存在较为明显的差异。

图６所示分别为边柱轴压比等于０．１和０．２时各控制截面的内力随时间的变化曲线。为便于对比，图

吴

波等?高温下钢筋混凝土框架的内力重分布研究

５７

土木工程学报２００６年

?

?图３结构分析结果的验证

Ｆｉｇ．３Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ

图４算例框架的几何尺寸及各控制截面的位置

Ｆｉｇ．４Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆｓａｍｐｌｅｆｒａｍｅａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｋｅｙ

ｓｅｃｔｉｏｎｓ

注：混凝土强度等级取为Ｃ３０；所有柱均沿周边配置４根直径２５ｍｍ

的二级钢筋，全截面配筋率约为１．２３％；梁配筋率指全截面配

筋率。

表１计算工况

Ｔａｂｌｅ１

Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｃａｓｅｓ

工况

梁宽（ｍｍ）

梁高

（ｍｍ）

柱边长（ｍｍ）

梁柱线刚度比

梁配筋率（％）

１２４０３６０４０００．４３７１．５２２４０４００４０００．６００１．５３２４０４４０４０００．７９９１．５４２４０４８０４００１．０３７１．５５２４０５２０４００１．３１８１．５６２４０５６０４００１．６４６１．５７

２４０

６００

４００

２．０２５

１．５

（ｂ）６０ｍｉｎ

图５不同时刻框架的弯矩分布

Ｆｉｇ．５Ｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｒａｍｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ

（ａ）０ｍｉｎ

５８

第３９卷第９期?

?图６各控制截面内力随时间的变化情况

Ｆｉｇ．６Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｗｉｔｈｔｉｍｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｅｙ

ｓｅｃｔｉｏｎｓ

吴波等?高温下钢筋混凝土框架的内力重分布研究

５９

土木工程学报２００６年

?

?中同时给出了不同梁柱线刚度比的情况。鉴于内力变化规律随梁柱线刚度比变化的连续性，对轴压比相同而梁柱线刚度比不同的一组曲线采用同一线型表示（边柱轴压比等于０．１时用虚线，边柱轴压比等于０．２时用实线），而只对梁柱线刚度比最小（ｉ＝０．４３７）

的

曲线加粗显示。图中各内力的符号规定为：轴力受拉为正；剪力绕截面顺时针转动为正；弯矩梁上部受拉为正，柱左侧受拉为正。从图中可以看出：

（１）除控制截面１和３的轴力以及控制截面４的剪力以外，高温作用下各控制截面其他内力的最大值都比常温下的内力值大很多（注：这可能是因为常温下各控制截面其他内力的基数较小的缘故），内力随时间的变化十分剧烈，呈现出明显的高温效应。升温后期，各控制截面内力的变化逐渐趋向于平缓。内力的峰值点多数出现在升温后２０～４０ｍｉｎ内。

（２）控制截面４的剪力在升温过程中始终保持不变。原因是选中跨梁为隔离体，其左右两端剪力因为对称性是静定的，为保持力平衡关系，其值恰好等于梁上均布荷载与结构相应部分梁、柱自重之和（注：自重也以均布荷载的形式施加于梁上，为简单起见，不同工况对应的自重取值均相同，且取为不同工况下的最大值）。这也进一步表明了本文所编制的框架结构高温反应分析程序的正确性。

（３）控制截面１和控制截面３的轴力几乎不受升温过程的影响。升温３０ｍｉｎ前后，由于边柱和中柱的顶部竖向位移差引起轴力分布的微小波动，即由于边柱对中柱的提升作用而表现为边柱的轴力微微增大，中柱由于边柱的承托作用而表现为中柱的轴向压力微微减小。其具体波动值可由控制截面２的剪力变化幅度反映。

（４）控制截面１的剪力和控制截面２的轴力由于力平衡关系在升温过程中是始终保持一致的，两者的变化趋势与控制截面４的轴力相似。升温前期，由于边跨梁和中跨梁的升温膨胀以及边柱和中柱对梁膨胀的阻碍作用，使得控制截面２和控制截面４产生轴向压力，而且其增长速度很快。升温中期，由于边柱内侧受热致使柱身向外弯曲，使得边柱顶部有向左的水平位移，导致控制截面２和４的轴向压力出现一定下降。当柱轴压比不变时，随着梁柱线刚度比增大（即梁截面高度增大），控制截面２和４的轴向压力增大。原因是梁高增大，梁截面上高温混凝土的面积增大，在柱约束基本相同的情况下，高温混凝土膨胀产生的轴向压力也随之增大。梁柱线刚度比不变时，控制截面２和４的轴向压力随着柱轴压比的增大而增大。控制截面４的轴向压力始终比控制截面２要大，这主要

由于中跨梁在膨胀过程中受到的约束要比边跨梁大。

（５）控制截面３的弯矩变化趋势与剪力相似。这主要是因为控制截面３的弯矩由柱顶剪力和柱顶弯矩控制，柱顶弯矩等于边跨梁右端弯矩和中跨梁左端弯矩之差，数值相对较小，而柱顶剪力（注：等于控制截面３的剪力）主要由中跨梁和边跨梁的轴力之差引起，在升温过程中较为显著。当柱轴压比不变时，随着梁柱线刚度比增加，控制截面３的弯矩和剪力的绝对值逐渐增大；而梁柱线刚度比一定时，该控制截面的弯矩和剪力则随柱轴压比的增大在升温中后期总体呈现出增大的趋势。

（６）控制截面２和４的弯矩变化规律在升温过程中类似。升温前期，梁底部的膨胀趋势以及柱的约束作用使得梁底产生附加压应力，该压应力在梁截面上的分布是不均匀的，在截面下部较大，沿截面向上逐渐变小。此不均匀分布的附加压应力的合力可以分解为一个沿梁中轴线的附加轴向压力，以及一个使梁下部受压、上部受拉的附加弯矩，由于此类附加弯矩的方向与上述控制截面的初始弯矩方向相同，使得弯矩数值逐渐增大。升温中后期，由于梁上部逐渐升温，梁顶附加压应力也逐渐增大，导致控制截面２和４的附加弯矩降低，从而导致控制截面２和４的弯矩又逐渐变小。

（７）控制截面１的弯矩直接受控制截面２的弯矩和轴力控制。由于升温４０ｍｉｎ左右控制截面２的弯矩有峰值出现，使得同一时间段内控制截面１的弯矩也有峰值突现；升温后期，控制截面２的轴力基本保持不变，而该截面的弯矩却有所减小，导致控制截面

１的弯矩也有所降低。

４结论

本文建立了高温下钢筋混凝土的简化梁单元模型，推导了相应的单元刚度矩阵和荷载向量的计算表达式，编制了钢筋混凝土框架结构的高温反应全过程分析程序，程序的正确性得到了其他学者试验结果的验证。针对不同梁柱线刚度比和不同柱子轴压比的情况，进行了１榀单层３跨钢筋混凝土框架的内力重分布研究。研究结果表明：

（１）可能是因为常温下各控制截面内力基数较小的缘故，高温作用下部分控制截面内力的最大值都比常温下的内力值大很多，内力随时间的变化十分剧烈，呈现出明显的高温效应。升温后期，各控制截面内力的变化逐渐趋向于平缓。内力的峰值点多数出现在升温后２０～４０ｍｉｎ内。

６０

第３９卷第９期?

?

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［９］张奕，郭恩震．传热学［Ｍ］．南京：东南大学出版社，２００４：８６－１４７

（２）大部分控制截面的内力都由于力平衡关系而相互约束，中跨梁的端部剪力在升温过程中始终保持不变，这些都进一步表明了本文所编制的框架结构高温反应分析程序的正确性。

（３）升温过程中框架柱的轴向压力基本保持不变；框架梁的轴向压力和梁端弯矩变化剧烈，成为影响框架结构其他控制截面内力变化的主要因素之一。

（４）当柱轴压比不变时，随着梁柱线刚度比增大，梁的轴向压力增大；梁柱线刚度比不变时，梁的轴向压力随着柱轴压比的增大而增大；升温过程中，由于约束差异，中跨梁的轴向压力始终比边跨梁的轴向压力要大。

（５）边跨梁和中跨梁的梁端弯矩的变化规律在升温过程中类似，其在原来初弯矩的基础上先增大后减小的变化规律主要是由于梁端截面上的附加压应力分布的变化所导致的。

（６）本文程序采用的结构分析模型是平面杆系有限元模型，由于此局限性，暂未考虑楼板和墙体的温度场及应力场对框架结构内力重分布的影响，对此尚有待进一步深入研究。

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吴波等?高温下钢筋混凝土框架的内力重分布研究６１

钢筋混凝土框架结构施工

钢筋混凝土框架结构施工方案 现浇钢筋混凝土框架施工将柱、墙、梁、板等构件在现场按施工图浇筑。 现浇框架混凝土施工时，要由模板、钢筋等多个工种相互配合进行。因此，施工前要做好充分的准备工作，施工中要合理组织，加强管理，使各工种密切协作，以保证混凝土工程施工的顺利进行。 1、施工前的准备工作 （1）接受技术交底 框架混凝土施工前，全体作业人员应接受技术人员必要的技术交底，将 技术部门编制的混凝土工程珠施工方案，在作业层进行全面的理解并实 施。其内容包括： 1）工程概况和特点：框架分层、分段施工的方案，浇筑层的实物工程量材料数量。 2）混凝土浇筑的进度计划、工期要求、质量、安全技术措施等。 3）施工现场混凝土搅拌的生产工艺和平面布置，包括搅拌台（站）的平面布置、材料堆放位置、计量方法和要求等。 4）运输工具和运输路线要相适应。如为泵送混凝土时，对楼面的水平运输通道，应按浇筑顺序的先后，用钢管把输送管架至浇筑区 域。用双轮车运输时，用钢管架好运输通道，高度应离板面30～ 50㎝。 5）浇筑顺序与操作要点，施工缝的留置与处理。 6）混凝土的强度等级、施工配合比及坍落度要求。 7）劳动力的计划与组织、机具配备等。 （2）材料、机具、工作班组的准备 1）检查原材料的质量、品种与规格是否符合混凝土配合比设计要求，各种原材料应满足混凝土一次连续浇筑的需要。 2）检查施工用的搅拌机、振捣器、水平及垂直运输设备、料斗及串筒、备品及配件设备的情况。所有机具在使用前应试转运行。

3）灌注混凝土用的料斗、串筒应在浇筑前安装就位，浇筑用的脚手架、桥板、通道应提前搭设好，并进行一次安全可靠性的检查， 符合要求后方可进行混凝土的浇筑。 4）对砂、石料的称量器具应检查校正，保证其称量的准确性。 5）安排好本工种前后台劳动人员，配备值班电工、翻斗车司机、看护模板及木工和钢筋工、机械修理工、水电工等配套工种作业人 员。 （3）钢筋及水电管线的检查 1）模板检查：模板安装的轴线位置、标高、尺寸与设计要求是否一致。模板与支撑是否牢固可靠、支架是否稳定。模板拼缝是否严 密，锚固螺栓和预埋件。预留孔洞位置是否准确。发现问题应时 回报处理。 2）钢筋的检查：钢筋的规格、数量、形状、安装位置是否符合设计要求。钢筋的接头位置。搭接长度是否符合施工规范要求。控制 混凝土保护层厚度的砂浆垫块或支架是否按要求铺垫。绑扎成型 后的钢筋是否有松动、变形、错位等。检查发现的问题应及时要 求钢筋工处理。检查后应填写隐蔽工程验收记录。 （4）现场的清理工作 1）模板清理：模板底木屑、绑扎丝头等杂物清理干净。木模在浇筑前应充分浇水润湿，模板拼缝缝隙较大时应用水泥袋纸、木片或 纸筋灰填塞，以防漏浆影响混凝土质量。 2）对粘附在钢筋上的泥土、油污及钢筋上的水锈应清理干净。 3）运输路线上的障碍物应妥善处理。 2、框架结构混凝土的浇筑 全现浇框架结构混凝土的浇筑顺序：在一个施工段内，应尽量采用从两端向中间推进，先浇柱、墙竖向构件，后浇梁、板等横向构件。 （1）柱子混凝土的浇筑 1）柱子混凝土灌注前，柱底表面应用高压冲洗干净没有明水后，先浇筑一层5～10㎝厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆（又称

预制钢筋混凝土框架结构构件安装分项工程质量管理

预制钢筋混凝土框架结构构件安装工程质量管理 1、依据标准： 《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300-2001 《钢筋混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002 《高层建筑混凝土技术规程》 JGJ3 -2002 《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ55－2000 《砌筑砂浆配合比设计规程》 JGJ98－2000 《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 JGJ52－92 《普通混凝土用碎石和卵石质量标准及检验方法》GJ53－92 《混凝土外加剂应用技术规范》 GBJ119－88 2、施工准备 材料及主要机具： 构件：预制钢筋混凝土梁、柱、板等构件，均应有出厂合格证。构件的规格、型号、预埋件位置及数量、外观质量等，均应符合设计要求及《预制混凝土构件质量检验评定标准》（GBJ321—90）的规定。 钢筋与型钢：规格、形状应符合图纸要求，并应钢材出厂合格证。 水泥：宜采号、号的普通硅酸盐水泥。柱子捻缝宜采号膨胀水泥或不低于号的普通硅酸盐水泥。不宜采用矿渣水泥或火山灰质水泥。 石子：粒径5～32mm，含泥量不大于2%。 砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。 电焊条：必须按设计要求及焊接规程的有关规定选用。包装整齐，不锈不潮，应有产品合格证和使用说明。 模板：按构造要求及所需规格准备齐全，刷好脱模剂。100mm×100mm，100mm×50mm方木。50mm厚木板。 主要机具：吊装机械、电焊机及配套设备、焊条烘干箱、钢丝绳、卡环、花篮校正器、柱子锁箍、溜绳、支撑、板钩、经纬仪、水平尺、塔尺、靠尺板、铁扁担、千斤顶、倒链、撬棍、钢尺等。 作业条件： 熟悉图纸：对设计图纸，尤其是结构施工图、构件加工图、节点构造大样图，有关的图集，应进行全面了解及熟悉。认真掌握构件的型号、数量、重量、节点做法、施工操作要点、安全生产技术、高空作业有关规定和各部件之间的相互关系等。 编制吊装方案根据建筑物的结构特点和施工工艺要求，结合现场实际条件，认真编制结构吊装方案。

土木工程毕业设计文献综述钢筋混凝土框架结构

文献综述 钢筋混凝土框架结构 1.前言 随着经济的发展、科技进步、建筑要求的提升，钢筋混凝土结构在建筑行业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题日益增多，钢筋混凝土结构以其界面高度小自重轻，刚度大，承载能力强、延性好好等优点，被广泛应用于各国工程中，特别是桥梁结构、高层建筑及大跨度结构等领域，已取得了良好的经济效益和社会效益。而框架结构具有建筑平面布置灵活、自重轻等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求，因此，框架结构在结构设计中应用甚广。为了增强结构的抗震能力，框架结构在设计时应遵循以下原则：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”。 2.现行主要研究 2.1预应力装配框架结构 后浇整体节点与现浇节点具有相同的抗震能力;钢纤维混凝土对减少节点区箍筋用量有益,但对节点强度、延性和耗能的提高作用不明显。与现浇混凝土节点相比,预应力装配节点在大变形后强度和刚度的衰减及残余变形都小;节点恢复能力强;预制混凝土无粘结预应力拼接节点耗能较小,损伤、强度损失和残余变形也较小。装配节点力学性能受具体构造影响很大,过去进行的研究也较少,一般说,焊接节点整体性好,强度、耗能、延性等方面均可达到现浇节点水平;螺栓连接节点刚度弱,变形能力大,整体性较差。因此,这一类节点连接如应用于抗震区,需做专门抗震设计。 2.2地震破坏 钢筋混凝土在地震破坏过程中瞬态震动周期逐步延长，地震动的低频成分是加剧结构破坏的主要因素，峰值和持时也是非常重要的原因。瞬态振型的变化与结构的破坏部位直接相关。结构破坏过程中，瞬态振型参与系数变化不大。结构瞬态振动周期

用喷射混凝土加固钢筋混凝土框架柱

用喷射混凝土加固钢筋混凝土框架柱北京虎背口小区3号楼地面以上6层（包括跃层），地下2层，建筑面积4564m2主体结构为全现浇框架结构，其中地上6层及地下一层为纯框架结构，地下二层为框架剪力墙结构。框架级别按二级设计，抗震设防烈度为8度，主体结构混凝土设计强度等级为C28,主要受力钢筋为E级热轧变形钢筋及I级圆钢筋。 该工程主体结构施工至地面4层时，经检验发现地面二层的36根框架柱混凝土强度均未达到设计要求。为此决定对该层框架柱进行加固处理。经用配筋喷射混凝土补强加固后各项指标均达到设计要求，柱表面规则平整，棱角清晰，取得良好效果。现将加固情况介绍如下。 第1章加固设计 该加固设计系根据有关单位对该楼二层框架柱混凝土质量检验报告提供的检验数据及甲方提出的要求为依据。考虑二层所有框架柱实测混凝土强度均未达到原设计要求，且各柱实际混凝土强度差异较大，因而加固设计采用区别对待的原则。经多方案分析比较，最后确定加大原柱（500mM 500mm断面，采用配筋喷射混凝土加固方案。所有二层框架柱断面均加大至600mM 600mm并根据各柱实测混凝土强度增配不同数量的受力筋以达到原设计要求。其加固设计方案分以下4 种类型进行，见表9-8-l 和图9-8-l 、9-8-2 。 第2章技术措施 为提高混凝土粘结力和整体强度，所有被加固的框架柱均需凿除

混凝土保护层，露出原有受力筋及箍筋，对原柱实测混凝土强度低于1 5.0MPa#（即W类柱），柱断面应凿除1/3。并在凿除前在该柱周围设临时支撑，以确保整体结构的施工安全。 钻凿楼板孔时，应尽可能减小对楼板的破坏，孔洞尽量靠近柱边缘。 凿除柱混凝土保护层应避免对其内部受力筋及箍筋的破坏。新增设的受力筋穿过上下层楼板后应与上下层柱端部的受力筋焊接锚固，其锚固长度不小于30cm。 对I、"类柱中新增设受力筋（其中的1根受力筋）穿过楼板至梁底时，此筋不必穿过梁可直接焊在原柱顶部相对应的受力筋上，其焊接长度不小于20cm。 第3章喷射混凝土施工 9-8-3-1 施工机具 该工程喷射混凝土施工机具选用江西生产的ZP-W型转子式喷射札并配备1台12m3/min移动式柴油空压机，干拌合料搅拌利用施工现场混凝土搅拌站原有的一台强制式搅拌机，搅拌好的干拌合料用翻斗车运至施工现场供喷射使用。 为便于施工，喷射机设在被加固框架柱的楼板上，空压机则放在地面靠近该楼一侧固定不动，喷射机可根据喷射部位不同随时移动。 9-8-3-2 原材料及配合比 水泥：冀东水泥厂生产的525号普通硅酸盐水泥。 砂子：选用质地纯正的中粗砂。

钢筋混凝土框架结构结构设计

钢筋混凝土框架结构结构设计 第一章工程概况 一、工程概况 1、工程简介 工程名称： 建设单位： 设计单位： 监理单位： 施工单位： 工程位于，工程结构类型为钢筋混凝土框架结构，砼强度等级为C30；地上5层，地下1层；建筑高度：25m；首层层高4.5m（其堂处高度为8.5m）；二~四层为标准层，层高4m；总建筑面积21640.80平方米。 2、高支模概况 高支模概况：本工程高支模位于10-12/C-F轴处中空(16mx18m) 高度为8.5m。 高支模的结构设计概况如下： 本工程高支模方案采用满堂红扣件式钢管脚手架支撑系统，高支模区域梁截面尺寸分别为300*600、250*450，柱截面尺寸为600*600，板厚为100mm,高支模架支设在120mm厚C30钢筋混凝土底板上； 第二章编制依据 为了保证本工程高支模及高大梁的施工安全，根据《省建设工程高支模板系统施工安全管理办法》以及建设部关于《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的要求，加强施工安全的管理，按相关规定特编制本专项施工方案。方案编制计算依据如下： 1、《混凝土结构工程施工质量验收规》（GB50204-2002）2011年版 2、《木结构工程施工质量验收规》（GB50206-2012） 3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》（JGJ130-2011） 4、《混凝土结构设计规》（GB50010-2010） 5、《建筑施工高处作业安全技术规》（JGJ 80-91）； 6、《建筑施工模板安全技术规》

7、《大断面模板支撑设计和使用安全》 8、《建筑施工安全检查标准》（JGJ 59-2011）； 9、《钢结构设计规》（GB50017—2003）； 10、《建筑结构荷载规》(GB5009-2012)； 11、《混凝土结构设计规》(G1350010-2010) 12、《木结构设计规》（GB50005-2003） 13、《一洲施工安全辅助设计系统施工安全设施计算软件》。 14、大楼工程建筑、结构施工图纸。 第三章施工准备 一、技术准备 在施工前完成图纸会审、编制专项施工方案、复核轴线标高等技术工作，并组织施工人员认真学习施工图纸、施工方案和施工规等技术文件，做好三级安全技术交底工作，减少和避免施工误差。 二、物资准备 （1）材料准备： 计划使用∮48×3.0mm钢管×6米=300根、∮48×3.0mm钢管×1.5米=300根，直角扣件2000个、旋转扣件700个、对接扣件600个、5cm厚木垫板500块、具体数量根据现场用量调节。 确保材料质量合格，货源充足，按材料进场计划分期分批进场，并按规定地点存放，做好遮盖保护。钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管外径、壁厚、端面等的偏差应符合规的规定；钢管必须涂有防锈漆；新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证；旧扣件使用前进行防锈检查，有裂缝、变形的严禁使用，必须更换；新、旧扣件均应进行防锈处理，并对多次使用的受力材料作必要的强度测试。 材料计划：

钢筋混凝土框架结构施工方案(1)

钢筋混凝土框架结构施工方案 钢筋混凝土框架结构是多层和高层建筑的主要结构形式。框架结构施工按设计有现浇结构施工、预制装配式吊装施工、预制与现浇结合施工等几种形式。现浇钢筋混凝土框架施工将柱、墙（剪力墙、电梯井）、梁、板（也可预制）等构件在现场按施工图浇筑。 现浇框架混凝土施工时，要由模板、钢筋等多个工种相互配合进行。因此，施工前要做好充分的准备工作，施工中要合理组织，加强管理，使各工种密切协作，以保证混凝土工程施工的顺利进行。 1、施工前的准备工作 （1）接受技术交底 框架混凝土施工前，全体作业人员应接受技术人员必要的技术交底，将技术部门编制的混凝土工程珠施工方案，在作业层进行全面的理 解并实施。其内容包括： 1）工程概况和特点：框架分层、分段施工的方案，浇筑层的实物工程量材料数量。 2）混凝土浇筑的进度计划、工期要求、质量、安全技术措施等。 3）施工现场混凝土搅拌的生产工艺和平面布置，包括搅拌台（站）的平面布置、材料堆放位置、计量方法和要求等。 4）运输工具和运输路线要相适应。如为泵送混凝土时，对楼面的水平运输通道，应按浇筑顺序的先后，用钢管把输送管 架至浇筑区域。用双轮车运输时，用钢管架好运输通道，高度应 离板面30～50㎝。 5）浇筑顺序与操作要点，施工缝的留置与处理。 6）混凝土的强度等级、施工配合比及坍落度要求。 7）劳动力的计划与组织、机具配备等。 （2）材料、机具、工作班组的准备

1）检查原材料的质量、品种与规格是否符合混凝土配合比设计要求，各种原材料应满足混凝土一次连续浇筑的需要。 2）检查施工用的搅拌机、振捣器、水平及垂直运输设备、料斗及串筒、备品及配件设备的情况。所有机具在使用前应试转运行。 3）灌注混凝土用的料斗、串筒应在浇筑前安装就位，浇筑用的脚手架、桥板、通道应提前搭设好，并进行一次安全可靠性的检查，符合要求后方可进行混凝土的浇筑。 4）对砂、石料的称量器具应检查校正，保证其称量的准确性。 5）安排好本工种前后台劳动人员，配备值班电工、翻斗车司机、看护模板及木工和钢筋工、机械修理工、水电工等配套工种作业人员。 （3）钢筋及水电管线的检查 1）模板检查：模板安装的轴线位置、标高、尺寸与设计要求是否一致。模板与支撑是否牢固可靠、支架是否稳定。模板拼缝是否严密，锚固螺栓和预埋件。预留孔洞位置是否准确。发现问题应时回报处理。 2）钢筋的检查：钢筋的规格、数量、形状、安装位置是否符合设计要求。钢筋的接头位置。搭接长度是否符合施工规范要求。控制混凝土保护层厚度的砂浆垫块或支架是否按要求铺垫。绑扎成型后的钢筋是否有松动、变形、错位等。检查发现的问题应及时要求钢筋工处理。检查后应填写隐蔽工程验收记录。 （4）现场的清理工作 1）模板清理：模板底木屑、绑扎丝头等杂物清理干净。木模在浇筑前应充分浇水润湿，模板拼缝缝隙较大时应用水泥袋纸、木片或纸筋灰填塞，以防漏浆影响混凝土质量。 2）对粘附在钢筋上的泥土、油污及钢筋上的水锈应清理干净。

钢筋混凝土框架结构设计说明.

结构设计总说明(一 一、总则: Ⅰ.主要设计依据: 1.建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版 2.建筑抗震设计规范 GB50011-2010 3.混凝土结构设计规范 GB50010-2010 4.砌体结构设计规范 GB50003-2001 5.建筑地基基础设计规范 GB5007-2011 6.地下工程防水技术规范 GB50108-2008 7.工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046-2008 8.岩土工程勘察报告(工号:K2010-0556 Ⅱ.结构类型及安全等级: 1.工程地址: 2.结构类型:本工程为主体五层的钢筋混凝土框架结构,总高度为20.050m 3.建筑结构安全等级:二级;桩基础设计等级:丙级 4.建筑结构的设计使用年限:50年。 Ⅲ.抗震设计: 1.本工程抗震设防烈度:7度;设计地震分组:第一组;设计基本地震加速度值:0.15g。

2.本工程建筑物的抗震设防类别为丙类。 3.本工程建筑物结构抗震等级:框架构造为二级,计算为三级。 4.本工程的抗震构造措施按8度采取,框架按抗震等级为二级进行施工。 5.本工程地基场地类别:四类,属轻微液化场地。 Ⅳ.露面、屋面主要活动部分活载标准值: 1.不上人屋面: 0.050KN/m2 2.上人屋面: 2.00KN/m2 3.办公室: 2.00KN/m2 4.走廊、卫生间: 2.50KN/m2 5.门厅及楼梯前室: 3.50KN/m2 6.会议室: 2.00KN/m2 7.消防疏散楼梯: 3.5KN/m2 8.资料、档案室:2.50KN/m2 9.阳台、挑蓬: 2.5KN/m2 特别注意:使用及施工堆料均不得超过上述荷载值;水箱间及设备房根据相关专业提供荷载设计,严禁兼做其他用途;所有楼面的后期装修荷载不得大于 0.8KN/m2。 Ⅴ.自然条件: 1.基本风压:0.55kN/m2,地面粗糙度:B类 2.基本雪压:0.35kN/m2

(完整版)框架柱混凝土专项施工方案.

框架柱混凝土专项施工方案 一. 承重支架的搭设 钢管支架是在外墙安全防护脚手架的基础上形成一个三排全钢脚手架体系，由于柱子较高，框架梁离天面10米，因此，在脚手架安装时，应严格按照脚手架安装规范进行安装。其方案详见脚手架专项施工方案。 二. 模板的制作和安装 1. 模板的作用和要求：模板是使混凝土构件按设计图几何尺寸成型的模型板。在施工过程中还要求模板能承受模板的自重，钢筋和混凝土的重量，运输工具，施工人员活荷重和混凝土对侧板的压力及振捣机械的动力作用。要求模板和支撑架必须达到以下几点要求： （1）保证结构和构件各部分形状尺寸和相互位置的正确性， （2）具有足够的强度，刚度和稳定性。 （3）构件简单，便于钢筋绑扎，混凝土浇筑和养护的要求。 （4）模板接缝要严密，不得漏浆。 （5）要选材合理，用料经济。 2. 模板选料及制作 （1）. 本工程钢筋混凝土框架柱选用拼合式模板，采用18mm 厚九夹板， 50*70方木和40mm 梁底等材料组成框架柱梁模板。为了保证末班符合要求，便于模板制作安装和拆卸，应该做好放 样工作，这不仅对结构的质量有直接的影响，而且对节约人力物力都有重要意义。

（2）. 根据放样图即可制作模板，在制作过程中必须考虑到模板的作用和要求等因素，结合材料规格，加工技术水平，力求省工，省料。 （3）. 考虑柱梁模拼接拼装方法，加钉部位及数量，达到制模方便，安装简便，拆模方便。 3. 模板安装 模板安装顺序：测量轴线和标高——安装柱模板——调整柱模板的垂直度——加固柱模板——安装大梁底板——侧板——检查轴线偏差——加固梁模板 三. 钢筋的制作与安装 1. 本工程钢筋用量大，规格多，为提高钢筋制作效率，施工程序如下：熟悉配筋图——配料——断料——成型——吊运就位——柱梁筋绑扎——箍筋绑架——验收 2. 钢筋工程质量要点 （1）. 所有钢筋进场必须有产品合格证和试验报告，钢筋的规格，间距根数必须符合设计要求。 （2）. 定期对钢筋班组进行技术交底工作。 （3）. 钢筋的交叉点要用钢丝绑扎牢固，不得有松动和位移现象，箍筋绑扎时应与主筋垂直。 （4）钢筋加工和安装允许偏差按规范施工。 （5）. 钢筋在施工过程中，派专人对钢筋的规格，品种，间距搭接位 置及长度进行复核，验收。不符合要求应及时整改。

钢筋混凝土框架结构文献综述

前言 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。一般框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。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。下面介绍下框架结构的基本信息及一些常见的问题[1]。 1.文献综述正文 钢筋混凝土框架结构是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成的。由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来形成空间结构体系。高层建筑采用框架结构体系时，框架梁应纵横向布置，形成双向抗侧力构件，使之具有较强的空间整体性，以承受任意方向的侧向力。框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，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[2]。其缺点就是整体侧向刚度较小，在强烈地震作用下侧向变形较大，容易使填充墙产生裂缝，并引起建筑装修、玻璃幕墙等非结构构件的破坏。不仅地震中危及人身安全和财产损失，而且震后的修复工作和费用也很大[3]。同时当建筑层数较多或荷载较大时，要求框架柱截面尺寸较大，既减少了建筑使用面积，又会给室内办公用品或家具的布置带来不便，因此这种结构一般用于非地震区或层数较少的低烈度高层建筑。另外框架结构的承载力较低，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，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的构件，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用。

015现浇钢筋混凝土框架柱涨模及偏位处理方案

混凝土框架柱涨模、偏位处理方案 现场混凝土浇筑完成后，发现部分框架柱出现涨模、偏位等现象，现结合现场情况及混凝土质量通病防治措施，对该部分框架柱进行处理。 一、钢筋混凝土框架柱涨模 （一）原因分析 1、管理因素： （1）这段时间施工任务紧张，一味盲目的追求进度，对质量管理有所松懈。 （2）管理人员在过程质量检查时，走马观花、敷衍了事，缺乏责任心。 （3）对质量管理中的质量验收程序执行不彻底。 2、技术因素 （1）模板支设时未按照或未完全按照既定施工方案进行施工。 （2）混凝土浇筑时分层厚度过大、过振。 （二）处理措施 1、管理措施 （1）在思想上加强所有施工参建人员的意识，是每个人时时刻刻都牢记施工质量控制是进度控制、成本控制的前提。 （2）加强管理人员在过程检查时的责任心，切实的履行自己岗位职责。采取经济奖惩措施，功必奖过必罚。 （3）整顿并坚持报验程序，坚持自检、互检及交接检的三检制度。三检完后按程序进行报验，严禁未经报验程序进入下道工序。 2、技术措施 （1）技术人员重新对施工专项方案进行审核，结合工程中出现的质量问题改进施工方案和施工工艺，重新制定最适合本工程特点施工方案和施工工艺。 （2）组织施工人员学习施工方案及操作工艺，使每个管理人员及每一个操作工人熟练掌握每一个操作步骤和每一个操作细节，做到人人心中有数。 （三）施工措施 1、施工准备 （1）计划修补的柱子采用标记法进行标注清楚，并采用墨线把涨模部分弹出，核对是否正确，并有核对记录。 （2）对施工过程中使用的架子、锤子、铁锤、吊锤、墨斗准备好。

（3）对操作施工人员进行施工技术、安全的交底。 （4）要求待修补处的砼强度达到设计强度的90％后，才能进行修补工作。 2、施工工艺 标注框架柱涨模部分→涨模部分弹线→剔凿涨模部分→清扫松散部分混凝土→浇水湿润→对局部进行水泥砂浆拉毛 3、施工要点 （1）先弹垂直线，将涨模一侧混凝土面用钢钎逐层剔凿，用毛刷刷干净，并用水冲洗，使其无松动石子及粉尘。 （2）检查因涨模是否引起钢筋位移。如果钢筋位移，剔凿的深度应满足钢筋复位后保护层厚度要求，然后进行钢筋复位。重新用毛刷刷干净，并用水冲洗，使其无松动石子及粉尘。 （3）对修补处涂刷一层用同结构砼相同的水泥做成水泥浆进行界面处理，以使新旧混凝土能结合良好。 （4）用1：2或1:2.5水泥砂浆进行抹面处理。如果厚度超过20mm，需挂设钢丝网进行补强处理。施工完毕终凝后加强淋水养护。 （5）对于凿除的混凝土垃圾应及时进行清理干净，并运到室外垃圾场。 二钢筋混凝土框架柱偏位 （一）原因分析 1、经过轴线测量放线，检查发现部分框架柱的纵向受力钢筋存在偏移的现象。钢筋质量问题产生原因分析：钢筋绑扎不到位及浇捣砼时钢筋受冲击偏移。 （二）处理措施 1、钢筋位移不大于20mm： 如果钢筋位移在20mm范围内，可剔凿钢筋根部的混凝土，深度约6～8厘米，然后用扳手将钢筋调整到位，保证模板支设即可。这样的处理，符合钢筋≥1：6改变位置的要求。按照≥1：6的比例调整钢筋概念：如果钢筋位移了20mm，在顶板以上不小于20×6=120mm 的高度范围内调整到位。禁止采用热处理的方式，将钢筋煨弯。 2、钢筋位移在20mm至40mm之间： 如果钢筋位移在20mm到40mm之间，同样将钢筋根部的混凝土剔凿约8厘米深度，然后用扳手将钢筋调整到位，保证模板支设，同时采取钢筋根部绑扎钢筋的方法进行加固，加筋的直径同原结构钢筋，加筋需要与打弯的钢筋绑扎搭接在一起。

现浇钢筋混凝土框架结构施工方案

现浇混凝土钢筋施工方案 钢筋混凝土框架结构是多层和高层建筑的主要结构形式。框架结构施工按设计有现浇结构施工、预制装配式吊装施工、预制与现浇结合施工等几种形式。现浇钢筋混凝土框架施工将柱、墙（剪力墙、电梯井）、梁、板（也可预制）等构件在现场按施工图浇筑。 现浇框架混凝土施工时，要由模板、钢筋等多个工种相互配合进行。因此，施工前要做好充分的准备工作，施工中要合理组织，加强管理，使各工种密切协作，以保证混凝土工程施工的顺利进行。 1、施工前的准备工作 （1）接受技术交底 框架混凝土施工前，全体作业人员应接受技术人员必要的技术交底，将技术部门编制的混凝土工程珠施工方案，在作业层进行全面的理解并实施。其内容包括： 1）工程概况和特点：框架分层、分段施工的方案，浇筑层的实物工程量材料数量。 2）混凝土浇筑的进度计划、工期要求、质量、安全技术措施等。 3）施工现场混凝土搅拌的生产工艺和平面布置，包括搅拌台（站）的平面布置、材料堆放位置、计量方法和要求等。 4）运输工具和运输路线要相适应。如为泵送混凝土时，对楼面的水平运输通道，应按浇筑顺序的先后，用钢管把输送管架至浇筑区域。用双轮车运输时，用钢管架好运输通道，高度应离板面30～50㎝。 5）浇筑顺序与操作要点，施工缝的留置与处理。 6）混凝土的强度等级、施工配合比及坍落度要求。 7）劳动力的计划与组织、机具配备等。 （2）材料、机具、工作班组的准备 1）检查原材料的质量、品种与规格是否符合混凝土配合比设计要求，各种原材料应满足混凝土一次连续浇筑的需要。 2）检查施工用的搅拌机、振捣器、水平及垂直运输设备、料斗及串筒、备品及配件设备的情况。所有机具在使用前应试转运行。

框架柱混凝土专项施工方案

框架柱混凝土专项施工方案 一.承重支架的搭设 钢管支架是在外墙安全防护脚手架的基础上形成一个三排全钢脚手架体系，由于柱子较高，框架梁离天面10米，因此，在脚手架安装时，应严格按照脚手架安装规范进行安装。其方案详见脚手架专项施工方案。 二.模板的制作和安装 1. 模板的作用和要求：模板是使混凝土构件按设计图几何尺寸成型的模型板。在施工过程中还要求模板能承受模板的自重，钢筋和混凝土的重量，运输工具，施工人员活荷重和混凝土对侧板的压力及振捣机械的动力作用。要求模板和支撑架必须达到以下几点要求： （1）保证结构和构件各部分形状尺寸和相互位置的正确性， （2）具有足够的强度，刚度和稳定性。 （3）构件简单，便于钢筋绑扎，混凝土浇筑和养护的要求。 （4）模板接缝要严密，不得漏浆。 （5）要选材合理，用料经济。 2.模板选料及制作 （1）.本工程钢筋混凝土框架柱选用拼合式模板，采用18mm 厚九夹板，50*70方木和40mm 梁底等材料组成框架柱梁模板。为了保证末班符合要求，便于模板制作安装和拆卸，应该做好放

样工作，这不仅对结构的质量有直接的影响，而且对节约人力物力都有重要意义。 （2）. 根据放样图即可制作模板，在制作过程中必须考虑到模板的作用和要求等因素，结合材料规格，加工技术水平，力求省工，省料。 （3）. 考虑柱梁模拼接拼装方法，加钉部位及数量，达到制模方便，安装简便，拆模方便。 3.模板安装 模板安装顺序：测量轴线和标高——安装柱模板——调整柱模板的垂直度——加固柱模板——安装大梁底板——侧板——检查轴线偏差——加固梁模板 三.钢筋的制作与安装 1. 本工程钢筋用量大，规格多，为提高钢筋制作效率，施工程序如下：熟悉配筋图——配料——断料——成型——吊运就位——柱梁筋绑扎——箍筋绑架——验收 2.钢筋工程质量要点 （1）. 所有钢筋进场必须有产品合格证和试验报告，钢筋的规格，间距根数必须符合设计要求。 （2）.定期对钢筋班组进行技术交底工作。 （3）. 钢筋的交叉点要用钢丝绑扎牢固，不得有松动和位移现象，箍筋绑扎时应与主筋垂直。

钢筋混凝土框架结构设计

钢筋混凝土框架结构设计 摘要：在现代建筑中的钢筋混凝土框架结构拥有优良的延性。施工效率快、抗震性能好以及整体性好的优点，是完全可以满足高层建筑工程建设的各项需求，在进行施工的过程之中，其应用的力度也在逐渐的加大。因为其不仅仅要承担水平荷载，还得要承担竖向荷载，对于保证整个结构的可靠性及安全稳定性十分的关键。要想真正发挥自己的作用，还得结合工程实际来进行设计，将每一个点把握住，优化其设计内容，最终就可以为后续的施工建设提供极大的便利，为高层建筑结构的质量奠定下坚实的基础。 关键词：钢筋混凝土；框架结构；设计要点。 引言：着经济的发展、科技进步、建筑要求的提升，钢筋混凝土结构在建筑行业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题日益增多，钢筋混凝土结构以其界面高度小自重轻，刚度大，承载能力强、延性好等优点，被广泛应用于各国工程中，特别是桥梁结构、高层建筑及大跨度结构等领域，已取得了良好的经济效益和社会效益。该框架结构具有布局灵活、重量轻等特性。可形成较大的使用空间，满足多功能使用要求。因此，框架结构在结构设计中得到了广泛的应用。为了提高结构的抗震性能，框架结构的设计应遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强锚固节点”的原则。 1钢筋混凝土框架结构的组成 1.1框架结构是高层钢筋混凝土结构施工中不可忽视的内容，对于施工单 位的普遍重视和价值。根据工程建设的基本情况，框架结构可分为以下两种不同类型。 1.1.1基本框架结构 基本框架结构是指基础，梁，柱和楼板。这些结构是高层建筑的基础，在项目的日常运营中起着重要作用。建筑的基本结构类型是框架，它可以灵活多样的设计形式，形成一个相对较大的应用空间，而且处理方便，为人们的生活和工作创造一个更好的环境。此外，该结构整体性能优越，具有良好的抗震性能和塑性能力，有利于保证结构的稳定性和可靠性。该结构抗震性能强，空间大，室内空间设计灵活，能有效满足高层建筑施工需要。为其更好的使用创造良好的条件，并能降低成本。但柱截面厚度较大，在设计中应给予足够的重视，以更好地指导施工。 1.1.2框架剪力墙结构 在框架结构中合理布置剪力墙，达到提高设计效果的目的。采用钢筋混凝土墙板代替框架-剪力墙结构的梁柱，可以有效地承受各种荷载引起的内力，同时可以有效地控制水平力，提高结构的综合性能。结构的刚度和空间完整性不好，梁柱角度不会暴露，为室内装饰创造方便，在小高层建筑施工中得到了更广泛的应用。同时，在结构中，框架与剪力墙可以协调配合，共同提高结构的稳定性和可靠性。此外，还可以设计筒体结构，提高结构的刚度和强度，以满足高层建筑的施工需要。

钢筋混凝土结构中短柱的成因及防治

钢筋混凝土结构中短柱的成因及防治 钢筋混凝土结构中短柱的成因及防治 摘要：为保证短柱结构的安全, 在设计施工中应严格执行国家建筑抗震设计规范, 采取切实可行的构造措施, 防止短柱破坏, 在 施工中遇到用户提出修改设计出现短柱问题时, 应及时进行妥善处理, 有针对性地采取措施, 保证结构安全。本文探讨了钢筋混凝土结构中短柱的成因及防治。 关键词：钢筋混凝土；结构；短柱；成因；防治 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 在多层及高层钢筋混凝土框架结构中，经常会出现短柱，甚至是极短柱。在建筑物遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震时，短柱很容易发生剪切破坏而造成主体结构破坏，甚至倒塌，违反了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准设防要求。因此，为了避免短柱发生脆性破坏，要提高短柱的延性和抗震性能。 一、短柱的定义 钢筋混凝土框架的短柱是指柱的净高与截面长边尺寸之比小于4的柱, 即H 0: h0 < 4 (H 0 为层间柱的净高, h0为柱截面有效高度)。抗震规范中是用剪跨比K来定义短柱K= M /Vh0, 1. 5 < K[ 2. 0时为短柱, K[ 1. 5时为极短柱, (式中:M 为柱端截面组合的弯矩计算值; V为对应的截面组合剪力计算值)。长柱一般发生弯曲破坏; 短柱多数发生剪切破坏; 极短柱发生剪切斜拉破坏。短柱的剪切破坏属于脆性破坏。在实际工程中出现短柱的原因有2大类, 一是工程设计中的问题, 二是施工中改变原设计。 二、钢筋混凝土结构中短柱的成因 钢筋混凝土框架的短柱是指柱的剪跨比小于4 的柱, 即H o/ ho < 4 (H o为层间柱的净高,ho 为柱截面的高) 。短柱的破坏状态为脆性破坏。 在实际工程中出现短柱的原因可分为两大类, 一是工程设计中

浅谈钢筋混凝土框架结构设计

浅谈钢筋混凝土框架结构设计 【摘要】现在越来越多的建筑物使用钢筋混凝土结构，故钢筋混凝土结构在整个建筑市场起到越来越重要的地位。在钢筋混凝土结构设计中，每个设计者的经验不同，对规范的理解不同，所以在处理某个设计问题时，也就会采取不同的处理方法。本文主要论述了钢筋混凝土框架结构的受力特点,以及钢筋混凝土框架结构设计的一般过程。可供此类工程设计人员参考借鉴。 标签框架结构；建筑设计；结构设计 前言 随着我国钢材量的不断提高，钢筋混凝土组合结构在建筑行业得到了迅速发展，随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题也日益增多，因而作为一个结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点。 一、钢筋混凝土框架结构的受力特点分析研究 框架结构由梁柱杆系构成，能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时，为协调变形和合理分配内力，框架结构不宜设计成单跨结构。竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力。因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。在多高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。多高层建筑中常用的结构体系有框架，剪力墙，框架剪力墙，筒体以及组合高层建筑随着层数和高度的增加作用对地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系又密切相关。不同的结构体系适用于不同的层数、高度和功能。 二、钢筋混凝土框架结构设计程序分析研究 1、结构布置———结构方案的确定。一是柱网布置。框架结构的柱网布置既要满足生产工艺和建筑平面布置的要求，又要使结构受力合理，施工方便。总的原则是均匀、对称、受力合理、传力可靠。建筑平面布置主要有内廊式、统间式、大宽度式等几种。与此相应，柱网的布置方式可以分为内廊式、等跨式、对称不等跨式等几种。二是承重框架的布置。抗震设防区，柱在两个方向均应有梁拉结，亦即沿房屋纵横向均应布置梁系。因此，实际的框架结构是一个空间受力体系。但为计算分析方便起见，把实际框架结构看成纵横两个方向的平面框架。纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力，而楼面竖向荷载则依据楼盖结构布置方式的不同而按不同的方式传递。对于现浇平板楼盖，竖向荷载向距离较近的梁上传递。三是次梁的布置。洞口边（楼梯，电梯井）、隔墙下要布置次梁。再者，在结构需要的地方，如为满足板跨4m ，也要布置次梁。 2、结构分析与设计。一是结构分析基本原则。结构按承载能力极限状态计算和按正常使用极限状态验算时，应按国家现行有关标准规定的作用(荷载)对结构的整体进行作用(荷载)效应分析；必要时，尚应对结构中受力状况特殊的部分进行更详细的结构分析。结构分析中所采用的各种简化和近似假定，应有理论或试验的依据，或经工程实践验证。计算结果的准确程度应符合工程设计的要求。结构分析应符合下列要求：满足力学平衡条件；在不同程度上符合变形协调条件，

钢筋混凝土框架改扩建结构设计

钢筋混凝土框架改扩建结构设计 摘要：随着我国建筑行业的迅速发展，我国多高层建筑迅速的涌现起来，并且其大部分主要采用钢筋混凝土框架结构。而伴随着我国国民经济的发展，以及建筑市场的不断开放，我国钢筋混凝土框架改扩加结构越来越具有现实意义和实用效益。在进行现浇框架混凝土施工时，要由模板、钢筋等多个工种相互配合进行。因此，施工前要做好充分的准备工作，施工中要合理组织，加强管理，使各工种密切协作，以保证混凝土工程施工的顺利进行。 关键词：钢筋混凝土框架改扩建结构设计 引言 据调查，部分发达国家的既有建筑改扩建及维修工程已占了整个建筑市场的1/2-1/3，随着我国经济社会的不断发展，加强改扩建工程技术研究具有较大的现实意义和社会效益。而在实际工作过程中，在进行框架混凝土施工前，全体作业人员应接受技术人员必要的技术交底，将技术部门编制的混凝土工程珠施工方案，在作业层进行全面的理解并实施。 1钢筋混凝土框架改扩建结构设计 1.1基础的埋置深度 根据建筑物的用途、结构类型、荷载大小和性质、工程地质和水文地质条件、相临建筑物的基础埋深及地基冻融情况等确定。一般钢筋混凝土框架基础埋深不宜小于0.5m，应低于设计地面100mm。基础底面尺寸的确定应按地基承载力进行相关的计算。如下表（1）为钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（单位为m）:

1.2沉降缝、伸缩缝以及防震缝的设计 沉降缝设置是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝。在房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也可设置沉降缝分开，沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开，各部分能够自由沉降。设置伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产生裂缝，伸缩缝仅将上部结构从基础顶面断开，基础不断开。而当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，应设置防震缝。对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求。如下图（2）为沉降缝做法： 图（2）为沉降缝做法 1.3 抗震设计 在进行钢筋混凝土结构设计时，要严格遵守三水准的抗震设防要求。第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理可继续使用；第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，经过一般修理或不需修理仍可继续使用；第三水准：当遭受到高于本地区抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。 混凝土结构房屋的抗震要求，不仅与建筑重要性和地震烈度有关，而且与建筑结构的抗震能力有关，结构抗震能力又与房屋高度和结构类型、主要抗侧力构件还是次要抗侧力构件等直接相关。并且根据建筑物重要性、设防烈度、结构类型和房屋高度等因素，将其抗震要求以抗震等级表示，抗震等级分为四级，一级抗震要求最高，四级抗震要求最低，对于不同抗震等级的建筑物采取不同的计

混凝土结构研究生复试真题附

研究生入学考试及复试试题 西安建筑科技大学 2002年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目: 钢筋混凝土结构 一、名词解释（每题3分，共15分） 1．可变荷载的准永久值 2．吊车竖向荷载 3．大偏心受拉构件 4．轴压比 5．附加偏心距a e 二、多项选择题（每题1.5分，共15分） 1．对于冷拉钢筋来说，正确的概念应该是：（ ）。 ① 钢筋的冷拉只能提高其抗拉屈服强度，但抗压屈服强度将不能 提高 ② 在设计中冷拉钢筋宜作为受压钢筋使用 ③ 冷拉钢筋在加工时应该先焊接，然后才能进行冷拉 ④ 钢筋的冷拉既可以提高其抗拉屈服强度，同时也能提高其抗压 屈服强度，并且塑性性能降低很多 2．在结构的极限承载能力分析中，不正确的概念是：（ ）。 ① 若同时满足极限条件、机动条件和平衡条件的解答才是结构的 真实极限荷载 ② 若仅满足机动条件和平衡条件的解答则是结构极限荷载的下限 解 ③ 若仅满足极限条件和平衡条件的解答则是结构极限荷载的上限 解 ④若仅满足极限条件和机动条件的解答则是结构极限荷载的上限解 3．分析偏心受压构件的弯矩—轴力关系曲线可知，控制截面最不利内力选择时的正确概念应该是：（ ）。 ①对于大偏心受压构件，当轴力N 值基本不变时，弯矩M 值越大所需的纵向钢筋越多 ②对于大偏心受压构件，当弯矩M 值基本不变时，轴力N 值越小所需的纵向钢筋越多 ③对于小偏心受压构件，当轴力N 值基本不变时，弯矩M 值越大所需的纵向钢筋越多 ④对于小偏心受压构件，当弯矩M 值基本不变时，轴力N 值越大所需的纵向钢筋越多 4．在设计计算螺旋钢箍轴心受压构件的承载力时，不考虑间接钢筋影响的条件是：（ ）。 ①长细比d l /0＜12（d 为构件圆形截面的直径） ②间接钢筋的换算截面面积0ss A 小于纵向钢筋全部截面面积的25% ③按螺旋钢箍轴心受压构件计算的受压承载力小于按普通钢箍轴心受压构件计算的受压承载力 ④按螺旋钢箍轴心受压构件计算的受压承载力大于按普通钢箍轴心受压构件计算的受压承

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