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1.框架柱设计概述
★柱截面:箱形、焊接工字钢、H型钢、圆管等。
★截面估算:按1.2N轴心受压构件,每3~4层截面变化一次,厚度不宜超过100mm
★ 板材宽厚比见下表
★长细比:多层(≤12层)框架柱在设防烈度6~8度时不宜大于120,在设防烈度9度时不宜大于100;高层(>12层)框架柱在设防烈度6、7、8、9度时分别宜为120、80、60。
★《高层民用建筑钢结构技术规范》(JGJ99-98)规定:在重力与风组合或多遇地震荷载作用下的稳定计算时,当层间位移标准值不超过层高的1/250时,有支撑框架柱(或剪力墙)的计算长度系数可取m=1.0;当层间位移标准值不超过层高的1/1000时钢结构水平支撑计算,纯框架柱的计算长度系数也可按吴氏侧向位移公式确定。
★GB50017将支撑框架分为强支撑框架和弱支撑框架。
2.柱与梁的连接
★常见形式:刚接
★方法:
★全焊接
★全螺栓固定
★螺栓焊接混装
★改进形式全焊接
1】狗骨头
2] 在梁端添加拱腰
3]悬臂梁截面
★灵活的连接形式:
1]连接角钢
2] 端板
3]支持
★半刚性连接:
1]端板-高强螺栓连接方式
2]上下角钢及高强螺栓法
3. 水平支撑布置
★类型:水平支撑、垂直支撑
★功能:
★临时水平支撑:为施工安装安全而设置的,施工结束后拆除;
★永久性水平支撑:当水平构件(如楼面或屋面构件)无法形成水平刚度较大的隔墙时设置
1]形式:平面桁架
4.垂直支撑设计
★成分:
它通常是一种贯穿整个建筑物高度的扁平桁架,通过在两根柱构件之间设置一系列对角腹板而形成。
分类:
垂直中心支撑、垂直偏心支撑
★布局:
它可以布置在建筑物纵向的某些柱之间,也可以布置在水平方向,也可以同时布置在纵、横两个方向;其在平面上的位置可以沿外墙布置,也可以沿内墙布置
5. 中央支持
★格式:
★十字型斜筋(图a)、单根斜筋(图b)、人字形斜筋(或V型斜筋,图c)或K型斜筋(图d)体系
★ 抗震结构不得采用K型斜拉杆体系
★支撑体系可跨层、跨柱设置
★长宽比:
1]非抗震设防结构:受拉构件的长细比不宜大于300,拉、压构件的长细比不宜大于150
2]抗震结构:
★ 面板宽厚比:
1]抗震设防6度及非抗震设防:按《钢结构设计规范》(GB50017)
2]抗震结构:
★截面形式:
1] 双轴对称横截面
2]对于单轴对称截面,应采取结构措施,防止绕对称轴屈曲。
★P-△效应引起的附加效果:
1]在重力和水平力作用下,除承受水平荷载引起的剪力外,还承受水平位移和重力荷载引起的附加弯曲作用,楼板的附加剪力为:
人字形和V形支撑还应考虑从支撑跨梁传递来的垂直楼面荷载。
2]交叉支撑、人字形支撑、V形支撑的斜杆应考虑重力作用下柱的弹性压缩变形而在斜杆中引起的附加压应力:
斜杆交叉支撑
适用于人字形和 V 形支撑的斜杆
3]在多地震效应联合作用下,人字形支撑、V形支撑斜杆内力应乘以增大系数1.5
★支撑斜拉杆按受压杆计算
对于设有消能装置的中心支撑体系钢结构水平支撑计算,支撑斜拉杆的承载力宜为消能装置滑动或屈服时承载力的1.5倍。
★中心支撑节点结构
6.偏心支撑
★格式:
门框式(图a)、单斜杆式(图b)、人字形(图c)或V型(图d)
特征:
★支撑斜拉杆在梁柱节点处不相交
★吸能梁截面:在正常荷载作用下,偏心支撑框架有足够的水平刚度;遇到强震时,吸能梁截面首先屈服,吸收能量。
★ 长细比:不大于120
★ 板材宽厚比:不宜超过GB50017弹性设计轴心受压构件宽厚比限值
★吸能梁段局部稳定性
1] 翼缘板自由悬伸宽度b1与其厚度tf之比:
2] 计算腹板高度h0与其厚度tw之比:
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