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    鋼結構設計之柱和支撐的設計
    瀏覽:232 發布日期:2018-12-22


    建筑業有句俗語叫“建筑要設計先行”足以看出設計對建筑業的重要性,以及它不可撼動的地位。公司的設計院一定要走到行業發展前列,因為只有我們做了以后產業鏈上的企業才能跟上。

    一、框架柱設計概要

    ★ 柱截面形式: 箱形、焊接工字形、H型鋼、圓管等

    ★ 截面估計:按1.2N的軸心受壓構件,3~4層作一次截面變化,厚度不宜超過100mm

    ★ 板件寬厚比,見下表

    ★ 長細比:多層(£12層)框架柱在6~8度設防時不應大于120,9度設防時不應大于100。高層(>12層)框架柱在設防烈度為6,7以及8和9度時,分別為120,80以及60

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    ★ 《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)規定:計算在重力和風力或多遇地震荷載作用組合下的穩定性時,如果層間位移標準值不超過層高的1/250,則帶支撐(或剪力墻)框架柱的計算長度系數可取為m=1.0;層間位移標準值不超過層高的1/1000時,純框架柱的計算長度系數亦可由吳側移公式計算確定。

    ★ GB50017對有支撐框架分為強支撐框架和弱支撐框架。

    二、柱與梁的連接

    ★ 常見形式:剛性連接

    ★ 做法:

    ★ 完全焊接

    ★ 完全栓接

    ★ 栓焊混合

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    ★ 改進形式完全焊接

    1】骨形連接(Dog bone)

    2】梁端部加腋

    3】懸臂梁段

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    ★ 柔性連接形式:

    1】連接角鋼

    2】端板

    3】支托

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    ★ 半剛性連接 :

    1】端板-高強螺栓連接方式

    2】上、下角鋼和高強螺栓方式

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    三、水平支撐布置

    ★ 類型:橫向水平支撐、縱向水平支撐

    ★ 作用:

    ★ 臨時水平支撐:為建造和安裝的安全而設置,在施工完畢后拆除;

    ★ 永久水平支撐:水平構件(如樓蓋或屋蓋構件)不能構成水平剛度大的隔板時設置

    1】形式:平面桁架

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    四、豎向支撐設計

    ★ 構成:

         通常為貫通整個建筑物高度的平面桁架形式,通過在兩根柱構件間設置一系列斜腹桿★ 構成

    分類:

          豎向中心支撐、豎向偏心支撐  

    ★ 布置:

          可以在建筑物縱向的一部分柱間布置,也可以在橫向或縱橫兩向布置;其在平面上的位置既可沿外墻布置,也可沿內墻布置

     

    五、中心支撐

    ★ 形式:

    ★ 十字交叉斜桿(圖a),單斜桿(圖b),人字形斜桿(或V形斜桿,圖c)或K形斜桿(圖d)體系

    ★ 抗震設防的結構不得采用K形斜桿體系

    ★ 支撐體系都可以跨層跨柱設置  

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    ★ 長細比:

    1】非抗震設防結構:受拉的桿件長細比不應大于300 ,受拉、受壓桿件的長細比不應大于150

    2】抗震設防結構:

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    ★ 板件寬厚比:

    1】6度抗震設防和非抗震設防:按《鋼結構設計規范》(GB50017)

    2】抗震設防結構:

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    ★ 截面形式:

    1】雙軸對稱截面

    2】單軸對稱截面,采取防止繞對稱軸屈曲的構造措施

    ★ P-△效應導致的附加效應:

    1】在重力和水平力下,承受水平荷載引起的剪力外,還承受水平位移和重力荷載產生的附加彎曲效應,樓層附加剪力為:    

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    人字形和V形支撐尚應考慮支撐跨梁傳來的樓面垂直荷載。

    2】十字交叉支撐,人字形支撐和V形支撐的斜桿,應計入柱在重力下的彈性壓縮變形在斜桿中引起的附加壓應力:

    對十字交叉支撐的斜桿

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    對于人字形和V形支撐的斜桿

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    3】在多遇地震效應組合作用下,人字形支撐和V形支撐的斜桿內力應乘以增大系數1.5

    ★ 支撐斜桿按受壓桿驗算

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    對于帶有消能裝置的中心支撐體系,支撐斜桿的承載力應為消能裝置滑動或屈服時承載力的1.5倍。

    ★ 中心支撐節點構造

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    六、偏心支撐

    ★ 形式:

          門架式(圖a),單斜桿式 (圖b),人字形(圖c)或V字形 (圖d)

    ★ 特征:

    ★ 支撐斜桿不交于梁柱節點

    ★ 耗能梁段:正常的荷載狀態下,偏心支撐框架具有足夠水平剛度;在遭遇強烈地震作用時,耗能梁段首先屈服吸收能量

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    ★ 長細比:不應大于120

    ★ 板件寬厚比:不應超過GB50017規定的軸心受壓構件在彈性設計時的寬厚比限值

    ★ 耗能梁段的局部穩定性

    1】翼緣板自由外伸寬度b1與其厚度tf比:

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    2】腹板計算高度h0與其厚度tw之比: 17



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