资源描述：
《钢框架支撑体系的应用和分析方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2003年5月中国工程科学May2003第5卷第5期EngineeringScienceVol5No5研究报告钢框架支撑体系的应用和分析方法管克俭,王新武,彭少民(武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070)[摘要]介绍了三种常用的钢框架支撑体系,总结了中心支撑体系、偏心支撑体系和偏离中心支撑体系的特点和应用范围,提出了钢框架中心支撑体系和偏心支撑体系的设计计算原则和分析方法。[关键词]钢结构;支撑体系;设计方法+[中图分类号]TU3982[文献标识码]A[文章编号]1009-1742(2003)05-0080-
2、04指斜杆与横梁及柱汇交于一点,或两根斜杆与横梁1引言汇交于一点,或与柱汇交于一点,汇交时均无偏心在钢结构建筑中,框架结构体系不设置竖向支距。根据斜杆的不同布置,可分为十字交叉支撑、撑,可采用较大的柱距,并能提供较大的使用空单斜杆支撑、人字形(有称K字形)支撑,以及间。但是,纯框架结构刚度较差,作为单一的抗侧V形支撑等(图1)。力体系,钢框架一旦破坏,其后果将非常严重。支撑钢框架体系是一种理想的抗侧力体系,它是在钢框架体系的基础上演变而来,即在框架体系中的某一跨或某几跨间,沿框架竖向设置由框架梁、柱和支撑斜杆共同构成的支撑桁架,与钢框架
3、一起共同承担侧向荷载。在水平力的作用下,支撑杆件只承图1中心支撑类型受拉压轴向力,并通过楼板的变形协调与刚接框架Fig1SortsofCBFs[1]共同工作,形成双重抗侧力结构的结构体系。钢框架支撑体系有多种不同的类型,根据类型的不中心支撑具有较大的侧向刚度,构造相对简同,分别适用于不同高度的建筑。单,对减小结构的水平位移和改善结构的内力分布能起到一定的作用。但在水平地震作用下,中心支2支撑框架体系的类型及适用性撑容易产生侧向屈曲,尤其在往复的水平地震作用根据支撑杆件的设置方式的不同,支撑框架可下,当结构的受力进入弹塑性范围时,楼
4、层的抗剪分为中心支撑框架(CBFs)、偏心支撑框架能力和结构的抗侧刚度急剧下降,层间侧移过度增(EBFs)和偏离中心支撑框架(OBFs),其中,以大,最终导致结构整体失稳破坏。因此,在地震区中心支撑框架和偏心支撑框架较为常见。应用时应当慎重。国外,一方面通过严格控制适用21中心支撑框架建筑高度来规范使用,另一方面,通过提高钢框架中心支撑是常用的支撑类型之一。中心支撑是的抗侧能力来保证其安全使用。[收稿日期]2002-11-05[基金项目]建设部科技攻关项目(01-2-085)[作者简介]管克俭(1965-),男,上海市人,武汉理
5、工大学博士研究生第5期管克俭等:钢框架支撑体系的应用和分析方法8122偏心支撑框架偏离中心支撑框架是一种新型的抗侧力支撑体偏心支撑框架是近期发展起来的一种支撑结构系。偏离中心支撑框架是人为地将两根交叉支撑斜形式。1977年美国加州大学通过13模型框架的杆的交点偏离对角线,产生一个预先设定的偏心[3]试验,首次验证了偏心支撑钢框架出色的抗震性率。其支撑斜杆由不在同一条直线上的两根斜能。随后在美国相继将偏心支撑框架用于一些高层杆支撑和拉杆组成,如图3所示。该结构体系一旦[2]建筑工程作为抗侧力体系的一部分。此外,清承受水平荷载,其三根
6、支撑杆均同时受力;随着荷华大学、中国建筑科学研究院也曾对偏心支撑的抗载的增加,初始的几何尺寸被改变,从而形成一种震性能和设计方法做过一些研究工作,但目前在实新的平衡。因此,这种支撑体系从受力一开始就是际工程中应用尚不多。几何非线性的,而其几何非线性程度主要取决于偏偏心支撑的主要特点是每一根支撑斜杆的两心率e的大小和拉杆的相对刚度。根据数值计算,端,至少有一端与梁不在柱节点处相连(见图2)。当偏心率达到某种程度(约03左右),结构的地这种支撑斜杆和柱之间,或斜杆和斜杆之间就构成震力将明显减小,尤其是对于基本周期小于10s了一个耗能梁段
7、。采用耗能梁段的目的是改变支的低层或多层建筑更为有效。该支撑体系通常可设撑斜杆与梁(耗能梁段)的先后屈服顺序,即在罕于建筑物的底层,与上部的其他支撑体系共同构成遇地震时,一方面通过耗能梁段的非弹性变形进行抗侧力体系。值得注意的是,由于地震荷载的循环耗能,另一方面使耗能梁段的剪切屈服在先(同跨往复特性,这种支撑体系应当两跨成对地布置而不的其余梁段未屈服),保护支撑斜杆不屈曲或屈曲是单跨布置。图4是偏离中心支撑在多层框架中应在后,从而有效地保持并相应地延长结构抗震能力用的一个典型形式。的持续时间,并达到节约钢材的目的。图3偏离中心支撑Fig
8、3Offcentricallybracedframes注:,为耗能梁段的长度图2偏心支撑框架的类型Fig2SortsofEBFs偏心支撑框架根据支撑斜杆形式的不同,主要有D形、
