中心支撐鋼框架中支撐跨柱設(shè)計方法簡介

簡述了偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的工作原理及特點,介紹了偏心支撐鋼框架的設(shè)計計算方法,其中重點介紹了各桿件的內(nèi)力計算:耗能梁段設(shè)計、非耗能梁段設(shè)計、支撐設(shè)計和框架柱設(shè)計,為工程設(shè)計人員提供了指導(dǎo)。

討論美國鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)程中人字形延性中心支撐鋼框架的抗震設(shè)計和分析。在強震作用下的基本設(shè)計理念為:鋼支撐框架中的塑性變形集中于支撐上,通過支撐受拉屈服和受壓屈曲來消耗能量,其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件需保持彈性。結(jié)合1棟9層支撐鋼框架,闡述美國鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)程的相關(guān)具體規(guī)定,并得到設(shè)計建議:支撐截面的選擇受到局部寬厚比的限制;框架梁截面的尺寸由強度控制,主要考慮由于支撐受拉屈服和受壓屈曲所形成的豎向不平衡力的作用;框架柱截面的尺寸由考慮所有受壓支撐移去時的結(jié)構(gòu)模型控制。

第l8卷第2期淮南礦業(yè)學(xué)院學(xué)報vo1．18№．2 1998年6月journalofhuainanmininginstitutejun．1998 層建筑帶支撐鋼框架抗風(fēng)結(jié)構(gòu)穆2 中支撐剛度設(shè)計的若干問題夕z 窆莖生一 (霖雨團)股石司 摘要通過桿系一層間模型，分析了高層建筑帶支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的二階隨機風(fēng)振響 應(yīng)問題。用等效線性化方法，分析了二階效應(yīng)的結(jié)構(gòu)振動方程，獲得隨機風(fēng)荷我詐用下結(jié) 構(gòu)的層問位移，速度和加速度的統(tǒng)計量。并結(jié)合工程算倒討論了支撐剛度對結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng) 可囂規(guī)岔膨飼徽主題詞高層建筑鋼結(jié)構(gòu)支撐設(shè)計可靠度二階分析彳-jf二／彳、 分類m紅學(xué)f非地震 區(qū)．風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要碗i向荷載，對于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)更是如此t在風(fēng)’ 荷載的作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)相當(dāng)顯著，往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素。因此

提出一種簡單的方法,按照基于直接位移法(ddbd)開發(fā)的程序?qū)形支撐鋼框架(x-cbfs)進行評估。整個程序從延性和能量耗散方面來考察具體的評估參數(shù),推導(dǎo)出x-cbfs的非線性響應(yīng),給出了該程序的數(shù)值應(yīng)用。將得到的結(jié)果與非線性靜態(tài)和動態(tài)時程有限元分析推導(dǎo)出的結(jié)果進行比較,驗證了新方法的可靠性。

以某五層鋼框架-中心支撐結(jié)構(gòu)商業(yè)裙房為例,采用yjk、pmsap兩個不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件分別對小震及風(fēng)荷載下結(jié)構(gòu)的性能、中震下的性能進行整體內(nèi)力和位移分析,采用彈性時程分析法進行了補充計算,并且采用pmsap的pushover模塊進行罕遇地震下的靜力彈塑性推覆性能分析,根據(jù)分析結(jié)果得出關(guān)鍵構(gòu)件(鋼桁架)抗震等級提高為三級,按中震彈性性能目標(biāo)控制。根據(jù)罕遇地震作用下的動力彈塑性分析結(jié)果,對重要構(gòu)件予以適當(dāng)加強。

偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)是一種比較理想的抗側(cè)結(jié)構(gòu)體系,尤其適用于高烈度和強震地區(qū),像美國和日本有大量的使用。文章結(jié)合耗能梁段的受力特點和破壞情況,為其延性設(shè)計提出了一點建議。

鋼框架——支撐結(jié)構(gòu)是在鋼框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過在部分框架柱之間布置支撐來提高結(jié)構(gòu)承載力及側(cè)向剛度的一種結(jié)構(gòu)體系。支撐體系與框架體系共同作用形成雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，這不但為結(jié)構(gòu)在正常受力情況下提供了一定的剛度，而且為結(jié)構(gòu)在水平地震作用及較大風(fēng)荷載作用下，提供了兩道受力防線，形成了人們較理想的破壞機制，在多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用非常廣泛。

無粘結(jié)支撐鋼框架彈塑性時程分析 作者：賈明明，張素梅 作者單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱150090 本文讀者也讀過(8條) 1.韓雪.薛彥濤.佟道林無粘結(jié)鋼支撐加固大空間結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析[會議論文]-2007 2.沈國慶.陳宏.王元清.石永久.shenguoqing.chenhong.wangyuanqing.shiyongjiu無粘結(jié)鋼支撐非線性有限 元分析[期刊論文]-四川建筑科學(xué)研究2007,33(5) 3.姚建峰.汪洋無粘結(jié)支撐消能系統(tǒng)的工程實例及性能研究[會議論文]-2007 4.程光煜.葉列平.崔鴻超防屈曲耗能鋼支撐設(shè)計方法的研究[會議論文]-2007 5.陳宏.沈國慶無粘結(jié)鋼支撐在多高層鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[會議論文]-2006 6.程光煜.葉列平.崔鴻超防屈曲耗

為明確強震下多層屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的層反應(yīng)值與屈曲約束支撐的水平力分擔(dān)率β的對應(yīng)關(guān)系,以屈曲約束支撐的水平力分擔(dān)率β為主要研究參數(shù)建立6個模型,進行了二階非線性時程分析。分析表明,各模型的各層層間剪切位移及各層最大層間位移比值跟地震強度無關(guān),β為20%~30%模型的各層比值相近,而β為40%~90%模型的各層比值有上部層小、低部層大的趨勢,且β值越大這種現(xiàn)象越明顯,其比值大小與β值成反比關(guān)系。各模型的各層支撐分擔(dān)的剪力和各層最大層剪力比值大小與β值成正比關(guān)系。

內(nèi)填鋼板剪力墻中心支撐鋼框架的抗震性能研究——為研究內(nèi)填鋼板剪力墻的中心支撐鋼框架的抗震性能，利用有限元數(shù)值模擬方法分析了在低周往復(fù)荷載作用下內(nèi)填板高厚比對滯回耗能、能量耗散系數(shù)和墻板中心點平面外最大位移的影響，并給出了板平面外的位移滯回曲線...

考慮溫度影響對鋼框架進行屈曲分析,以評估火災(zāi)下柱的屈曲長度。將得到的屈曲長度與ec3中消防部分(第1.2節(jié))所給出的值進行比較,該部分用于火災(zāi)情況下有支撐框架柱的設(shè)計。ec3第1.2節(jié)并沒有給出無支撐框架屈曲長度的消防設(shè)計準(zhǔn)則,因此,該研究給出了無支撐鋼結(jié)構(gòu)中柱的屈曲長度。將火災(zāi)情況下若干不同框架的力學(xué)抗力計算結(jié)果(利用簡單模型計算)和估算的屈曲長度與高級模型的計算結(jié)果進行了對比。

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X型中心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)影響系數(shù)的彈塑性時程分析

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通過具體的工程,對純鋼框架及鋼框架-中心支撐結(jié)構(gòu)體系進行比較,初步探討了鋼框架-中心支撐結(jié)構(gòu)體系的受力性能、設(shè)計要點,以供設(shè)計參考。

本文根據(jù)一高層銅框架-支撐結(jié)構(gòu)體系的寫字樓設(shè)計案例，通過計算．論述其設(shè)計綜合性能的優(yōu)越性。

以某高層鋼框架-中心支撐結(jié)構(gòu)為例,介紹了塔樓結(jié)構(gòu)方案的比選過程,確定了結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計目標(biāo)及抗震措施；采用yjk和etabs兩種軟件對塔樓進行分析對比得出,結(jié)構(gòu)各項整體指標(biāo)均滿足規(guī)范要求；采用時程分析法對結(jié)構(gòu)進行多遇地震下的補充分析,對計算結(jié)果進行包絡(luò)設(shè)計；采用perform-3d軟件對結(jié)構(gòu)進行罕遇地震作用下的動力彈塑性時程分析。結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展程度可控,在進入彈塑性受力階段后仍然具有較高的剛度和強度；采用etabs,midasgen軟件對躍層斜撐抗側(cè)剛度、穿層柱屈曲進行專項分析得出,結(jié)構(gòu)安全可靠。

為探討拉鏈柱式中心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)中支撐設(shè)計時是否需要考慮受循環(huán)荷載時的強度降低系數(shù)ψ,本文參照懸掛拉鏈柱式中心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法,設(shè)計了對比算例,其中支撐分別按考慮與不考慮受循環(huán)荷載時的強度降低系數(shù)設(shè)計,并對算例的自振特性、用鋼量、多遇及罕遇地震下的動力響應(yīng)等指標(biāo)進行了分析比較。結(jié)果表明:兩類算例的動力響應(yīng)類似,均可滿足抗震規(guī)范gb50011"小震不壞"、"大震不倒"的抗震設(shè)防目標(biāo)。因支撐設(shè)計時不考慮受循環(huán)荷載強度降低系數(shù)的算例用鋼量較少,綜合抗震性能較優(yōu),建議支撐設(shè)計時不考慮受循環(huán)荷載時的強度降低系數(shù)。分析也指出,懸掛拉鏈柱式中心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)中的拉鏈柱設(shè)計方法偏保守,更為合理的拉鏈柱設(shè)計方法有待提出。

偏心支撐鋼框架是一種新型抗震結(jié)體系,在風(fēng)荷載和小震作用下,能提高水平剛度,減少側(cè)移,在中震和大震作用下,耗能梁等構(gòu)件首先屈服,避免主體結(jié)構(gòu)的破壞。本文針對偏心支撐框架,從框架結(jié)構(gòu),耗能梁等方面進行分析總結(jié),對偏心支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計與選擇有一定的參考價值。

為了使高強螺栓連接的鋼框架梁柱節(jié)點分析計算更為合理，根據(jù)節(jié)點構(gòu)造，綜合考慮影響該類節(jié)點工作性能的各因素建立分析模型，并進行實用分析計算；根據(jù)工程實踐和試驗資料歸納出部分控制數(shù)據(jù)供設(shè)計參考，使設(shè)計計算更為簡便。

結(jié)合工程實例,采用軟件sap2000對rc框架和支撐—鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能進行了抗震性能分析,結(jié)果表明:支撐—鋼框架側(cè)移剛度要大過rc框架,在罕遇地震作用下出現(xiàn)塑性鉸少,優(yōu)化支撐后的鋼框架,地震能量絕大部分被支撐所耗散。

評估了不同支撐系統(tǒng)改造的抗彎鋼框架的抗震性能。采用3種結(jié)構(gòu)形式:中心支撐框架、防屈曲支撐框架和巨型支撐框架。設(shè)計了一橫向剛度不足的9層鋼框架,滿足規(guī)范對高地震災(zāi)害區(qū)域結(jié)構(gòu)的側(cè)移要求。用中心支撐、防屈曲支撐和巨型支撐改造框架,進行非彈性時程分析,評估地震作用下的結(jié)構(gòu)性能。以局部變形(桿件轉(zhuǎn)角)和整體變形(層間及屋頂側(cè)移)為參數(shù),比較改造框架非彈性性能的不同。結(jié)果表明:巨型支撐框架是最有效率的支撐系統(tǒng),其最大層間側(cè)移比抗彎框架低70%,比中心支撐框架低50%。側(cè)移的減小量與地震特性有關(guān),尤其是頻率。防屈曲支撐的抗震性能僅稍優(yōu)于巨型支撐框架,但其總質(zhì)量更大。巨型支撐框架的桿件和節(jié)點用鋼量比中心支撐框架低20%,既降低了費用又體現(xiàn)了抗震優(yōu)勢。