！母日四四 工程质量与管理 钢筋混凝土框架结构受力分析及扭转控制 摘要：钢筋混凝土框架结构广泛应用于建筑结构体系中，本文首先对框架结构受力进行了阐述，其次，分析框架结构扭转反应控 制理论来源和控制思路，给出控制框架结构扭转的常用方法，并结合工程实例对其论述。 关键词：框架结构 受力内力 扭转控制 柱，即柱的剪力公式为： （１） 引言： 钢筋混凝土框架结构作为建筑结构中常用的结构体系，广泛应用于住 宅、办公楼、旅店、工业厂房等建筑领域中。因此，本文阐述了框架结构在竖向 荷载和水平荷载作用下的受力特点。其次，本文重点针对框架结构的扭转控 制理论及控制思路进行了阐述，并结合郑州一九鼎１二业园，７＃工业厂房 程 实例，对框架结构的扭转控制思路进行论述。 其中，ｖ，为第ｉ个柱的剪力；ｄｉ为第ｉ个柱的侧移刚度；Ｖｎ为该层的剪力。 由反弯点的位置和剪力，可以求出柱端的弯矩，根据结点平衡计算梁端 弯矩。在进一步，由梁两端的弯矩，根据梁的平衡条件，可求出梁的剪力；由梁 的剪力，根据结点的平衡条件，可求出柱的轴力。 １框架结构受力分析 结构内力的产生主要由外部荷载引起，外部荷载有两种：一种是竖向荷 载，包括结构自重和楼（屋）盖上的均布荷载；另一种是水平荷载，包括风荷载 和地震作用。 ２框架结构扭转控制 国内外历次震害表明，当结构平面不规则、质量中心和刚度中心偏差较 大或结构抗扭刚度较小时，地震时会产生较大的扭转效应使得结构产生较为 严重的破坏。《高层建筑混凝土结构技术规程规范 中从周期比和位移比两 １）竖向荷载作用下内力简化分析… 方面来控制结构的扭转效应。 在竖向荷载作用下，侧移对内力影响比较小，同时，从精确计算方法中可 高规（４．３．５）条规定的位移比是指在考虑偶然偏心影响的水平地震作用 以得到，荷载只对受荷杆件和相邻的几个杆件有较大的作用，受荷杆件的弯 下，结构每个楼层的最大位移和最大层间位移，与该楼层平均位移和平均层 矩通过弯矩分配和传递，逐渐向左右、上下衰减，因此，横梁上的荷载对同层 Ｕ… 左右横梁租上下柱有较大的影响，而对其余杆件影响很小，因此可做如下简 间位移的比值，记位移比为Ｒ ，则其算式可表示为： 。规范中对考虑 化假定： 偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，对 （１）在竖向荷载作用下，不考虑框架的侧移。 于Ａ级高度的结构，位移比不宜大于该楼层平均值１．２倍，不应大于该楼层平 （２）每层梁上的荷载对其它层梁的影响可忽略不计。 均值１．５倍；对于Ｂ级高度的结构，不宜大于该楼层平均值１．２倍，不应大于该楼 因此，计算时可将各层梁及其上下柱所组成的框架作为一个的计算 层平均值Ｉ．４倍。 单元，而按无侧移的框架进行计算，如图１－１。分别计‘算各单元的内杆件内力， 高规（４．３．５）条的周期比指的是结构固有的以扭转为主的第一振型周期 最后，将各计算单元的内力进行叠加。得到结构构件在竖向荷载作用下的内力 与以平动振型为主的第一振型周期之比，计算中不考虑偶然偏心导致的质心 ２）水平荷载作用下内力简化分析… 偏移，规范中对于Ａ级高度的结构，周期比不应大于０，９，对于Ｂ级高度的结构， 作用在框架上的水平荷载主要是风荷载和地震作用，它们均可简化成作 周期比不应大于０．８５，建筑控制周期比主要是防止结构的抗扭刚度过小，防 用在框架节点上的水平集中力，框架在水平集中力作用下，其弯矩图如图１－２ 止地震时结构出现扭转破坏。控制位移比主要是防止结构两端出现不均匀的 所示。各杆的弯矩图均为直线，每杆均有一弯矩为零反弯点，因此，求出反弯点 结构变形而导致结构出现扭转破坏。 位置，则梁柱的内力均可求出。因此，必须确定各柱间剪力及其反弯点的位置。 产生扭转的原因主要是结构的质量中心和刚度中心偏差过大，结构抗扭 。广， ． 』，， 一一 时剥 ’ —广， — ／－／ 一 刚度过小，因此在控制结构扭转效应时，主要从减小结构的刚度的偏心率及 调整结构的抗扭刚度。 质量中心和刚度中心偏差的控制，需运用概念设计，合理的布置结构的 抗侧力构件，使刚度中心和质量中心位置，偏差不要过大。 结构的抗扭刚度过小，是相对结构的抗侧刚度而言，有时结构的抗扭刚 度已经足够大，而结构的抗侧刚度较大时，结构周期比也不容易满足规范要 求。提高结构的抗侧刚度主要从加大周边构件的刚度，加大周边框架柱的截 图１—１竖向荷载作用下的简化计算模型 图１—２水平荷载作用下的弯矩图 面尺寸及周边框架梁的截面尺寸。 确定反弯点位置的方法： （１）反弯点法 工程实例 郑州——九鼎工业园，７＃工业厂房，地上六层，局部七层，建筑平面对称。 ／ 反弯点法适用的条件为梁的线刚度与柱的线刚度之比大于３。反弯点处 结构层高：底层为６，Ｏｍ，二层及ｉ层层高为４．２ｍ，三层以上层高为３．４ｍ。采用 弯矩为零，但剪力存在，若梁的线刚度无限大，则柱两端产生相对位移时，柱 钢筋混凝土框架结构：两端无转角，且弯矩相等，反弯点在柱中点处，当梁柱线刚度之比大于３ｇ￣，柱 基本风压：Ｗｏ＝Ｏ．４５ｋＮ／ｎ｛，基本雪压：Ｗｏ＝０．４０ｋＮ／ｎ｛，活荷载４．０ｋＮ／￣ 端转角很小，反弯点接近柱中，因此反弯点假定对于上层柱，反弯点在柱中 点，对于底层柱由于柱底为固定端，柱顶存在转角，因此反弯点上移，取反弯 点在距固定端２／３高度处。 （２）修正反弯点法——＿Ｉ）值法 地震烈度：本工程抗震设防烈度为７度，设计基本地震加速度为０．１５ｇ，设 计地震分组为第一组。 结构布置初期，柱的截面尺寸一到三层为６００ｒａｍ ｘ ６００ｍｍ，三层以上为 ５００ｍｍｘ５００ｍｍ，二层梁截面取为３００ｍｍ Ｘ ８００ｍｍ，二层以上梁截面尺寸取为 由于种种条件的，柱截面往往较大，梁柱线刚度之比较小的情况，当 ３００ａｒｍ ｘ ７００ｍｍ，最初试算得出：由于建筑狭长，结构本身抗扭刚度较小，因 框架柱的线刚度较大，上下层的层高变化大，或者上下层粱的线刚度变化较大 而周期比大于０．９，不满足规范要求。因此，考虑加大结构的抗扭刚度，主要思 时，用反弯点法计算的结果误差较大，因此，提出修正柱的侧移刚度和调整反 路是增大结构两端的刚度，首先考虑增大结构两端的框架柱截面尺寸６５０ｒａｍ 弯点高度的方法ｌｌ１，来计算水平荷载作用下框架的内力，本文不再详细论述。 ｘ ６５０ｍｍ后，经过计算得出：从单独加大柱截面尺寸来看，结构的周期比没有 反弯点位置确定以后，由每层水平荷载按各柱的侧移刚度分配给该层各 明显的改变，说明单独加大柱截面尺寸对结构的抗扭刚度提（下转第２０８页） ２Ｏ２。 口囱圆圈 站的建设而受影响。 工程质量与管理 利科技｝２００８第４期） 【４】规划水资源论证的技术思考（陈红卫张焕林姜广斌张德凯《水利发展研究》 ２０１１第１期）． 四、结语 中小型水电站的建设对于社会经济发展具有十分重要的作用。基于此， 为确保中小型水电站本身功能的持续发挥，在其建设过程中应充分考虑各方 面的需求，尽量在不对生态和环境产生影响的状态下运行，以保障人与自然 的和谐发展。 １５】电力工程水资源论证中的生态需水（徐志侠陈振民王妍周健康《电力勘测 设计｝２００３．￣２期） ＿６三峡水库整体一维水质数学模拟研究（李锦秀廖文根黄真理《水利学报》 ６ｌ２００２年１２期） 参考文献 ｆ１１水电站水系统（贵州桐梓河杨家园水电厂水系统讲义２００６） 作者简介： 杨萍，女，１９６３年６月２０日生，汉族，四川都江堰人。现为成都水资源勘测局工程师。 Ｅｌ生，汉族，四川成都人。现为成都水资源勘测局工 ｆ２】建设项目水资源论证工作中几个问题的讨论（李明良范素平《南水北调与 胡从文，男，１９６３年１１月１３ 程师。 水利科技｝２００４￣３期） 汉族，四川眉山人。现为成都水资源勘测局工程师。 【３】水电工程项目水资源论证中有关问题及处理方法（何书会《南水北调与水 邓懿，男，１９８３年８．１１１日生，（上接第１９７页）个方面及时总结工程建设中的经验和教训，加强事先控制， 参考文献： 强调事前预控和事中控制，避免事后控制。抓好技术培训，组织参建人员学习 Ｉ１】１公路工程施工监理规范（ＪＴＧＧ１０—２００６） 施工规范、质量标准、操作规程和施工工艺。树立样板示范指导施工，每道工 【２】蓝炜明浅谈如何加强工程项目管理提高施工质量Ⅱ］黑龙江科技信息 序施工要先做出样板，经技术人员检验达标后，全面展开施工，以保证１二程质 ２００９，（１０） 量达到预期目标。 （上接第２０２页）高是有限的。因此，考虑增加①轴和⑩轴框架梁截面，将框架 期Ｌｔｏ．８９，满足规范要求 梁截面尺寸加大￣４００ｍｍ Ｘ ｌＯ００ｍｍ时，计算结果如表１ 表１结构周期 结论： 振型号 周期 转角 平动系数 扭转系数 ｌ、框架结构，在一定的条件下，可以采用平面结构的形式进行分析，将水 ｌ １．４１２４ ２．２２ １．００（１．００＋０．Ｏ０） Ｏ．０Ｏ 平荷载和竖向荷载分开进行受力分析。２、可以通过调整质量中心和刚度中心 ２ １．３９３０ ９２．５８ ０．９７（０．ｏｏ＋ｏ．９７） ０．Ｏ３ 的偏心率以及扭转刚度和侧移刚度的比率来控制结构的扭转反应，主要措施 ３ １．２７０８ ７９．５９ ０ ０３（０．００＋０．０３） ０．９７ 是调整结构的平面布置，增大抗扭刚度和适当减小侧移刚度。３．平面狭长的框 架结构，加大两端的柱截面效果不明显，可以考虑加大两端框架梁，效果较好。 从计算结果可以看出：结构的周期ＩＬｏ．８９，满足规范要求，但由于边跨框 参考文献 架梁截面过高，影响建筑的外立面。因此，考虑加大①轴和⑩轴框架梁截面同 ｆ１］《钢筋混凝土房屋结构》，天津大学出版社，２００２ ８。 时，将②轴和⑨轴框架梁截面加大，①轴和⑩轴框架梁截面取为４００ｍｍ ｘ 【２］《建筑抗震设计规范》，中国建筑工业出版社，２００８ ９。 ９５０ｍｍ，②轴和⑨轴框架梁截面取为４００ｍｍ Ｘ ８００ｍｍ，经计算得出：结构的周 ｌ３《高层建筑混凝土结构技术规程》，中国建筑工业出版社，２００２．３ｌ５。 （上接第２０３页）考核结果上下浮动，以激发员工的积极性。 的Ｔ作中改进绩效。 （４）注重绩效反馈。现阶段，在建筑施＝Ｉ＝＝＿．企业绩效管理中，管理者与员工 之间的双向沟通普遍缺失，一方面导致员工参与性不强，另一方面又导致了 ５结束语 绩效管理的主观性大。比如，大多数员工反映，不知道企业的绩效考核是怎样 绩效管理对于建筑施工企、Ｉｋ的生存与发展发挥着越来越重要的作用。然 进行的，绩效指标是如何制定的，考核结果如何，考核结果的用处为何等等。 而，我国建筑施工企业的绩效管理还存在诸多的问题和不足。面对激烈的市 至于自己在工作中存在的哪些问题、问题产生原因以及如何改进等更是无从 场竞争，建筑施工企业要根据自身情况，本着实事求是的原则，有针对性地、 知晓。因此，在一个绩效周期结束时，管理者应该与员工进行绩效评价的面 及时准确地采用适当的方法把绩效管理做实做好，才能充分发挥绩效管理提 谈，使员工充分了解和接受绩效评价的结果，并南管理者指导其如何在今后 升企业核心竞争力的巨大作用，进衙促进企业的可持续发展。 （上接第２０４页）段的植物、建筑进行统一清理，对于表层沙土集中堆放以供日 样的问题，要提高建设水平与质量水平、加强监督力度、规范建设行为，努力 后绿化用土；在施工中所需的钢筋水泥也应设有各自堆放区在运用后剩余部 打造市政精品工程。 分进行分类处理，对于可再利用的废物运到垃圾回收站统一回收。 ４．结语 参考文献 【１】林丽君浅谈市政工程建设中的造价管理Ｕｌ＿理论广角，２０１０（２），２２２—２２２ 市政工程地处整个城市较为繁华的地带，代表着城市的形象，关系到城 【２］张洁．工程建设项目环境管理现状分析ＵＩ工程建设与设计，２００６，（２）． 市的发展。在市政不断为人民生活带来便利的同时市政工程也存在着各种各 Ｉ３］王敏霞．市政工程建设安全生产的重要性ｌＩＩ．中国房地产业，２０１１ （上接第２０６页）可以说相对大的部位。 绿色建筑物的屋面施工采用的都是屋面保温措施，人们用得最多的是 所以，我们可以得出这样的结论：最优化的实现门窗安装节能将有利于 “正铺法”。在这种方法中，用得最多的是充气混凝土板、水泥以及沥青混合分 实现施工管理的最大化。为此，我们必须要做到以下几点。 子的聚合物等，一些天然岩石也常用于屋面保温材料设计。不仅只有“正铺 （１）我们在门窗施Ｔ过程中应当严格根据施工图纸并且按照相关程序进 法”，反铺法也能使用，反铺法就是将保温层置于防水层上面。从很多方面来 行门窗密封设置，利用］一具检测门窗的空气避风性能和相关空气指标是否已 看，反铺法都具有重大的意义。 经合格，并实行密封设置，将门窗框与墙间的缝隙控制好。 （２）门窗保温隔热设置用于防偷防盗，它还需要具有保温隔热功能。因 三、结语 此，完善绿色建筑门窗的保温隔热效果是非常重要的。那么，这一举措又是怎 工程项目被称为工厂的生产流水线，从源头开始一直到最后的包装，整 样实现的呢？据了解，其主要是通过在门窗内部添加石棉板或高分子聚合物 条生产线流程下来，虽紧凑却要做好每一步。必须要做到环环相扣，任何环节 等保温隔热材料来实现的。 都不能出现差错。其中，起着重要作用的便是施工这一环节，这是将图纸上的 （３）绿色建筑物要注意的是温度阻尼区的设置，温度的阻尼区意思就是 文字图画进行设计并描绘、实施的过程。往施Ｔ过程中，要尤其注意步骤，要 室外和室内的交接地带，就是中间层。阻止室外的温度进来的同时，在冬天也 细微到细节。因为，整个工程的质量都来自于这每一道工序的铺垫。想要做好 能阻止外面的冷风吹进来。达到了良好的保温效果，减少了能量的损耗。 建设项目的现场施工管理，其最重要的便是进度和质量。 ３．保温屋面施工管理 ・２０８・
