十层框架办公楼的设计与对比分析

摘要

近些年来,钢管混凝土在高层及超高层建筑中得到迅速推广,相关的研究也越来越多。但是在8到11层建筑中,钢管混凝土的应用相对较少,因此本文通过两种结构对比定量分析钢管混凝土在十层框架结构中的优劣。
　　本文以同时满足规范设计要求、两种结构柱截面均为最小为前提,然后使用PKPM分别设计了十层钢筋混凝土和钢管混凝土框架结构办公楼,最后对钢筋混凝土结构与钢管混凝土结构对比分析,得出以下结论:
　　1)钢管混凝土能够明显缩小柱截面面积,其中在首层缩小了60.9％,2-5层缩小了49%,6-10层为20.9%。随着楼层的增加,柱截面缩小比值变小,其原因是两种结构在调整优化过程中,钢筋混凝土采用的调整柱截面方法,而钢管混凝土结构则采用保持柱截面不变,调整壁厚的方法。因此钢管混凝土随着楼层增加保持柱截面的不变而改变壁厚,钢筋混凝土结构则随着楼层增加而柱截面逐渐缩小,所以导致柱截面缩小比值变小。
　　2)在材料用量方面,相对于钢筋混凝土结构,钢管混凝土结构混凝土用量节省了12.5%,用钢量多了64.6%,共减轻自重4113.7kN。
　　3)钢管混凝土结构的地震力与层剪力均比钢筋混凝土结构小很多,而抗倾覆力矩也仅比钢筋混凝土结构小7.9%及2.0%。
　　4)施工上,由于钢管的制作及焊接较为简便,且钢管可以作为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量,施工可不受混凝土养护时间的影响,所以能够缩短工期,但是钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接问题成为限制钢管混凝土广泛应用的重要因素。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 钢管混凝土概述

1.3 钢管混凝土的特点

1.4 钢管混凝土结构在工程实践中的应用

1.5 高层建筑中钢管混凝土的研究

1.6 本文的主要内容

1.7 本文技术路线

2 设计基本资料

2.1 基本资料

2.2 结构选型

3 十层钢筋混凝土框架结构办公楼设计

3.1 结构布置

3.2 荷载计算

3.3 PKPM建模

3.4 设计指标分析

3.5 参数调整及模型确定

3.6 本章小结

4 十层钢管混凝土框架结构办公楼设计

4.1 钢管混凝土结构框架柱的确定

4.2 PKPM建模

4.3 设计指标分析

4.4 参数调整与模型确定

4.5 本章小结

5 钢筋混凝土结构与钢管混凝土结构对比分析

5.1 柱截面面积比较

5.2 材料用量

5.3 抗震能力比较

5.4 施工比较

5.5 本章小结

结论

参考文献

附表A 两种结构模型受剪承载力之比与刚度比

致谢