竖向支撑对延性节点钢框架抗侧移能力的影响
影响钢框架刚性节点抗震性能的因素
节 点和宽翼缘弱轴连接节点,梁翼缘与柱翼缘连
接处 沿 梁 翼缘 宽 度 方 向 的 应 力峰 值 出现 在 梁 翼 缘
两 端 ; 而 与之 相 反 的 是 ,强 轴 连 接 节 点 的 应 力 峰 值 出现 在 梁 翼缘 的 中部 . 通 常全 熔 透 焊 缝 自身 缺 而 陷最 严 重 的 地 方 在 连 接 焊 缝 的 中部 ,得 益 于 其 应 力分 布 ,箱 形 柱 节 点 和 宽 翼 缘 弱 轴 连 接 节 点 梁 一 柱 连 接 的 裂 纹 开 始 于 梁 翼 缘 两 端 ,焊 缝 失 效 破 坏 的 可 能 性 相 对 较 小 。但 值 得 注 意 的 是 ,这 两 种 节
’
图 1常用梁 一柱刚性节点 山东建材信息 网 ht :www. j .n t / p/ s cc d
9 ‘ 4
20 0 6年第 4 Βιβλιοθήκη 欢趣登录维普资讯
N r r g 地震 中部分节点 的梁翼缘在 近节点处 ot i e hd 的脆 性 破 坏 常 I 较 早 出现 的焊 接 孔 末 端 裂 纹 扩 展 t 1
与柱 翼 缘 间 的全 熔 透 对 接 焊 缝 质 量 应 当满 足 夏 比
施 焊 全 熔 透 对 接焊 缝 是 在梁 腹 板 切 割 出 的焊 接 孔 内 进 行 ,焊 接 孔 切 角 与梁 翼缘 相 交 的 部位 是
受 力 复 杂 、 纹 开 展 敏 感 、 力 集 中 严 重 的 部位 , 裂 应
V 型 缺 口试 件 ( h ryV Noc )冲 击 韧 性 试 验 C ap th 的 要 求 ,最小 冲击 功 应 满足 2 .2 (2 o 和 5 . 71J 一0 F) 4 2 J( 0 F) 试 验 表 明较 低 冲 击功 值 的 焊 缝 ,其 4 7o , 自身 缺 陷发 展 成 不 稳 定 裂 纹 的 可 能 性 要 大得 多 , 这 就要 求焊 接 质 量 得 到 足 够 的 保 证 。全 熔 透 焊 缝 焊 接 时 , 在 梁 翼 缘 切 口下 设 置 焊 接 垫 板 ( 1 , 要 图 ) 由 于操 作 上 的 困 难 ,施 焊 完 成 后 上 翼 缘 处 的 垫 板
不同竖向结构侧移曲线的特性
框架侧移计算
右图:弯曲型侧移曲线(层间侧移自下而上逐渐增大)
框架侧移计算
无洞口剪力墙
• 一般杆系结构:不考虑剪切变形,仅考虑弯曲变形,“弯曲型”。 • 剪力墙:宽度较大,弯曲刚度大,弯曲变形相对较小,剪切变形所 占比重相对增 大 , 剪切变形的影响不可忽略。弯曲变形+剪切变形
从墙底向上,侧移的增量 越来越大,“弯曲型”
四、评判标准
以结构在基本风压作用下,顶层最大侧向水平位移作为评判标准,侧向位 移大说明结构抗侧刚度小,反之,侧向位移小则表明结构抗侧刚度大。
五、计算及结果
Pi (0.8 0.5) 1.0 6 (hi hi1) / 2 3.9(hi hi1)
水平荷载作用下,框架第i层层间水平位移△由三方面产生: ①楼层剪力使柱产生的弯曲变形△1; ②梁两端反对称的弯矩和剪力使梁节点产生转角,形成层间位移△2; ③拉压轴力使柱产生的轴向变形△3。
单榀竖向桁架
• 由结构力学,杆件轴 向变形引起的位移公 式
单榀竖向桁架
单榀竖向桁架
→弦杆 →腹杆
单榀竖向桁架
假定B=h,H/B=n(层数),取Ac=Ah=Ad
支撑布置对钢框架结构抗侧刚度的影响
一、主要控制因素
当建筑物高度增加时,水平荷载(风荷载及地震作用)对结构起的作用愈来 愈大,除了结构内力明显加大外,结构的侧向位移增加更快。结构内力、位 移与高度的关系,都呈指数曲线上升。由于纯框架体系刚度小,通常6 层以 上的钢框架结构建筑,往往是层间位移起控制作用。
加强层对结构侧移的影响
• ( 1 )层间侧移从底层开始逐渐变大, 到没有楼板的楼层达到最大。 • 楼板在连接外围框架和核心筒、 协调两者变形中起到决定作用。楼板缺失时,
框支结构的抗侧移刚度影响因素
部用位移法,取底层框架的结点位移为未知量,对框架结点的位移建立相应的平衡方程
,其中剪力墙受剪切变形影响的折算惯性矩为:
底部剪力公式:
和剪力墙位移公式:
其中
--剪力墙受剪切变形影响的折算惯性矩
--框支柱截面惯性矩
--第i个墙支的截面积
--墙支截面惯性矩
影响。混凝土等级和钢筋级别的影响是显而易见的
工程应用中,用到刚度计算时可以直接查表,但是如果在已知条件不足的情况下,可以用如下公式计算: w''=-M(x)/EI 式中:w——挠度;M(x)——截面弯矩;EI——即为所求的刚度,表示构件抵抗变形的能力;通过实验可以测得w,通过弯矩计算公式可以求得M(x)。
式中 H -----为墙片高
B -----为包括约束柱在内的整片墙的高度。
可见当墙体高度不变,宽度增加,高度比减小,弯曲作用也减少,有限元计算时还分析
了极限状态时的约束柱钢筋应力值,随着高宽比的减少,钢筋应力值增大,这说明高宽
比小的墙体更能发挥约束柱的钢筋作用。
3.3墙体配筋率对抗侧力强度的影响
2)已具有相当好的精度而设置了这些影响系数将使公式1公式2精度更高。 就为考虑砌体
强度等级的影响系数,由式(3)可以看出 与砌体抗剪强度成线性关系,其与有限元法
的结果十分接近,且基本上均较有限元值略小。
3.2 墙体高宽比影响
墙体高宽比对抗侧荷载的影响是公认的其近似公式为:
式中 a=0.057 b=
3.4不同约束柱断面对墙体抗侧力强度的影响
用有限元法对不同约束柱断面的墙体进行计算分析。对1/2比例墙体,约束柱分为120X1
20, 150X120,180X120,及200x120四种;对足尺墙体约束柱分为240X240,300X240及400X
支撑布置对多层钢结构抗侧刚度的影响
科
学
技
术
与
工
程
1 2卷
柱高 ,为 12 b / 梁长度 , △为斜撑单位力 作用下 的位移 ,
为变位 角 , 。 A 为斜撑的截面面积 , E为钢材的弹 陛模
( ) 平 荷 载 作 用 下 的倾 覆 力矩 , 结 构 一 侧 3水 使 的某 些柱 子产 生轴 向的 拉力 及 轴 向 拉伸 变 形 , 另 而
中 图法 分类号
T 315 U 9.
文献标志 码
钢 框 架 结 构 是 在 钢 结 构 建 筑 中广 泛 使 用 的 一 种 结构 形 式 。通 常 纯 框 架 结 构 体 系 可 采 用 加 大 梁
件 总用 钢量 及规 格 均相 同 的情 况 下 , 撑 集 中布 置 支
于 中间跨 的框架 、 力 直 接 、 传 明确 的框架 支 撑 体 系 , 抗 侧移 刚度要 明显好 于其 它支撑 体 系 J 。
6 = 6n + +6do
而框架在第 i 层的水平位移 △ 。 是第 1 层的各层 一
层 间位 移之 和 , : 即
⑥
2 1 S iTc . nr. 0 2 c eh E gg .
建 筑 技 术
支 撑 布 置 对 多层 钢 结 构 抗侧 刚度 的影 响
窦 国涛 张 宏 兵
( 河海大学 , 南京 2 0 9 ) 10 8
摘
要
从框架支撑等效 刚度和 层间位移基本原理 出发 , 以鹤壁某煤矿六层钢框 架办公楼工 程实例为 背景工程 , 通过 改变支
本 文 以多层 钢 框架 支 撑 结 构 工 程 实例 为对 象 ,
柱 构件 截 面等 措 施 抵 御各 种 水 平 力 的作 用 。但 是 , 随着建 筑 物 高 度 的增 加 , 平 荷 载 ( 要 是 风 荷 载 水 主
高层建筑结构设计思考题答案-(2)
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?每种结构体系举1~2例。
答:钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪力墙结构(如26层的上海宾馆);剪力墙结构(包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙);筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦(框筒),芝加哥John Hancock大厦(桁架筒),北京中国国际贸易大厦(筒中筒)];框架核心筒结构(如广州中信大厦);板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有:框架结构(如北京的长富宫);框架-支撑(抗震墙板)结构(如京广中心主楼);筒体结构[芝加哥西尔斯大厦(束筒)];巨型结构(如香港中银大厦)。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点?答:(1)框架结构在侧向力作用下,其侧移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的侧移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线为弯曲型,自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的,所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答:(1)框架结构是平面结构,主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩,必须在两个正交的主轴方向设置框架,以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构,沿四周布置的框架都参与抵抗水平力,框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的?偏心支撑钢框架有哪些类型?为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好?答:中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
建筑钢结构考前复习思考题()
1.单层厂房钢结构由哪些主要构件组成?横向框架(柱和屋架);屋盖结构(横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条);支撑体系(屋盖支撑和柱间支撑);吊车梁和制动梁;墙架。
屋盖结构、柱、制动梁、各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系。
2.重型厂房屋盖结构常有哪些支撑,屋盖支撑的主要作用是什么?屋盖上弦横向水平支撑、屋盖下弦横向水平支撑、屋盖下弦纵向水平支撑、竖向支撑(垂直支撑)、系杆、天窗支撑。
屋盖支撑的作用:1)保证结构的空间整体作用;2)承担和传递水平荷载;3)保证结构安装时的稳定与方便;4)避免压杆侧向失稳,防止拉杆产生过大振动。
3.梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式应使所选截面尽量满足等稳定的要求,充分满足承载能力。
4.屋架下弦纵向水平支撑一般布置哪里?下弦纵向支撑一般在屋架的两边沿两纵向柱列设置,与下弦横向支撑形成封闭的支撑系统;当屋架间距<12m时,纵向水平支撑通常布置在屋架下弦平面内;当屋架间距>或=12m时,纵向水平支撑宜布置在屋架上弦平面内。
5.屋架上弦横向水平支撑之间的距离是如何规定的?相邻两道横向水平支撑的间距L0≤60m6.当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆7.在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑,以构成几何不变体系。
8.屋架上弦杆为压杆,其承载能力由稳定控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由强度确定。
9.在厂房钢结构中为什么要设置支撑体系(保证结构空间刚度和稳定性)如何布置屋盖支撑和柱间支撑(a屋盖支撑布置原则:在每个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑,以构成几何不变体系。
端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。
当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。
在刚架转折处(边柱柱顶、屋脊及多跨刚架的中柱柱顶)应沿房屋全长设置刚性系杆。
钢框架节点形式及位置对抗震性能的影响
加 劲肋
别 是 采 用 厚 盖板 时将 使 坡 口焊很 大 ,致 使 焊 缝 的 收 缩 、复原 等 更 加 困难 ,同 时更 容 易 在 梁翼 缘 和 盖 板 的交 界处 产 生 更 大 的残 余 应 力 。此类 节 点 目 前应用 不 多。
件 都 达 到 了指 定 转 角 水 平 。北 京 交 通 大 学 杨 庆 山
教 授 以及 他 的研 究 生 对 此 节 点 的 开洞 半 径 和 梁 腹 板 上 的 圆孔 与 柱 翼 缘 的距 离 对节 点域 的 承 载 能 力
图 4 托 座 式 节 点
的影 响 作 了详 细 的论 述 。这 种 节 点 主要 是 在 不 影
板 式节 点 。
抗 弯 承 载力 ,表 现 在 梁 原截 面抗 弯 承 载 力 和塑 性 铰 剪 力 与其 到柱 面 弯矩 的乘 积 二 者 之 和 ,已列 入
抗震规 范 。
1 .盖板 式节 点 [ ( 图 2 见 )其 设计 思 想是 加 强 节 点承 载 能 力 。这 种 节 点 的延性 要好 于 以往 的 节 点 ,但 有 时 也 出现 脆 性 破 坏 。对 于这 种 节 点 ,
削 弱 和 钢 梁 翼 缘 削 弱 式 。 美 国 F MA (e eM — E Fdr E megn y ng m nA e c)的研 究 报 告 表 明 :钢 re c Ma ae e i g ny 梁 腹 板 削弱 适 合 于 即存 结 构 的修 复 ,但 这 种 方 式 对 梁端 抗 剪不 利 ,我 国未见 采用 。
图 3 劲板 式 节 点 a
加 劲肋
下
图 2 盖板 式 节 点
支撑类型和布置方式对高层钢框架结构抗侧移刚度的影响
钢结构工程研究⑥ 《钢结构》2006增刊220支撑类型和布置方式对高层钢框架结构抗侧移刚度的影响陈明华 高轩能(华侨大学土木工程学院,泉州,362021)提 要:以高层钢框架支撑结构为对象,建立了典型的钢框架支撑结构抗侧移刚度理论分析模型,通过计算不同支撑类型及支撑布置方式下的钢框架支撑结构顶点位移,研究了支撑型式对高层钢框架结构抗侧移刚度的影响。
研究结果表明,对于不同的支撑类型,支撑沿竖向集中布置于中间跨的钢框架结构抗侧移刚度好于将支撑布置在边跨以及其他跨上。
对于相同的支撑布置方式,单斜杆中心支撑框架明显比人字形中心支撑框架经济。
关键词:支撑类型 布置方式 高层钢框架 顶点位移 抗侧移刚度1.引言由于纯框架体系刚度小,通常6层以上的钢框架结构建筑,层间位移起控制作用,增加支撑体系,可提高结构整体刚度,减少梁、柱用钢量,并使梁、柱节点承受的弯矩减小,节点构造也相对简单,因而框架-支撑体系在中、高层钢结构建筑中得到了广泛应用[1]。
但在中、高层钢结构中,有多种支撑布置方案可供选择,如中心支撑、偏心支撑等,每种支论尚待商榷。
及支撑布置的经济性。
本文以常用的3框架模型(简称模型1)(简称模型2)和偏心支撑框架模型(简称模型3),以考察支撑类型对钢框架支撑结构的钢结构工程研究⑥ 《钢结构》2006增刊221抗侧移刚度的影响。
3种模型均采用6跨20层的钢框架支撑结构。
钢框架几何尺寸、梁柱截面和荷载作用情况如图1所示。
为分析方便起见,取框架的梁柱截面相同,支撑杆件采用893φ×的热轧无缝钢管,水平荷载简化为顶层作用集中力P =100kN 。
为了反映支撑布置方式对钢框架支撑结构的抗侧移刚度的影响,本文对各个计算模型均采用了若干种不同的支撑布置方式。
对于模型1,采用了11种支撑布置方式(如图2所示);对于模型2,采用了3种支撑布置方式(如图3所示)。
对于偏心支撑,文献[3]指出,耗能梁段长e =(1~1.3)M p /V p 时,该梁段对偏心支撑框架的承载力、刚度和耗能特别有利,本文计算模型的M p /V p =1.416m ,因此,对于模型3,分别取耗能梁段长e =1.35m 、1.4m 和1.45m ,各采用5种支撑布置方式(如图4所示)。
多_高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响
多、高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响周学军 陈 鲁 曲 慧(山东建筑工程学院 济南 250014)摘 要 高层钢结构的结构形式多种多样,其中以撑系框架最为常用。
建立了典型的钢框架模型,通过计算支撑布置方式相同的6层和20层框架的顶点位移,考察竖向支撑对不同高度框架的承载能力和侧移刚度的影响,以及相同高度下,支撑方式不同对框架的承载能力和侧移刚度的影响。
在此分析的基础上,探讨了高层钢结构支撑的布置形式对框架侧向刚度的影响规律。
关键词 支撑 布置 框架抗侧移刚度 影响EFFECTS OF LAYOUT OF BRACES FOR MU LTIST ORE Y AN D HIGH2RISE STEE LSTRUCTURES ON LATERAL STIFFNESS OF FRAMESZhou X iejun Chen Lu Qu H ui(Shandong Institute of Architectural Engineering Jinan 250014)ABSTRACT The braced system is most frequently used for various types of high2rise steel structures1A typical model of steel frames is set up1Through calculating top displacements of a62storeyed frame and a202storeyed frame with identical brace layout,it is examined that the effects of vertical braces on the bearin g capacity and lateral stiffness of the frames with different heights,and the effects of the different brace forms on the bearin g capacity and lateral stiffness of the frames with identical heights1And on the basis of which the influencing law of the brace layout forms for high2rise steel structure on lateral stiffness of the frames is also ex plored1KE Y WOR DS brace layout lateral stiffness of frames influence 高层钢结构常用的结构形式有:半刚接框架、刚接框架、撑系框架、交错桁架体系、偏心支撑体系、撑系框架与刚接框架相互作用体系、外伸带状桁架体系、框筒体系、桁架筒体及束筒等。
高层建筑结构设计复习题
高层建筑结构复习题一、填空题50道及答案1板柱体系是指钢筋混凝土【无梁楼板】和【柱】组成的结构。
2.由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载的结构,称为【框架-支撑结构】。
3.单独采用框筒作为抗侧力体系的高层建筑结构较少,框筒主要与内筒组成【筒中筒】结构或多个框筒组成【束筒】结构。
4.框架-核心筒结构可以采用【钢筋混凝土结构】、【钢结构】、或混合结构。
5.巨型框架结构也称为主次框架结构,主框架为【巨型】框架,次框架为【普通】框架。
6.钢筋混凝土巨型框架结构有【两】种形式。
7. 高层建筑的外形可以分为【板式】和【塔式】两大类。
8.结构沿高度布置应【连续】、【均匀】,使结构的侧向刚度和承载力上下相同,或下大上小,自下而上连续,逐渐减小,避免有刚度或承载力突然变小的楼层。
9.平面不规则的类型包括【扭转】不规则、【楼板凹凸】不规则和【楼板局部】不连续。
10. 钢结构房屋建筑一般不设置【防震缝】。
11.高层建筑的外荷载有竖向荷载和水平荷载。
竖向荷载包括自重等【恒载】及使用荷载等【活载】。
水平荷载主要考虑【风荷载】和【地震作用】。
12. 结构的地震反应包括【加速度】、【速度】和【位移】反应。
所13.抗震设计的两阶段设计分别为:第一阶段为【结构设计】阶段,第二阶段为【验算】阶段。
14.计算地震作用的方法可分为【静力法】、【反应谱法】和【时程分析法】三大类。
15.影响α值大小的因素除自振署期和阻尼比外,还有【场地特征周期】。
16.场地土愈【软】,软土覆盖层的厚度愈【大】,场地类别就愈【高】,特征周期愈【大】,对长周期结构愈不利。
17.框架-核心筒结构设置水平楼伸臂的楼层,称为【加强层】。
18.巨型框架也称为主次框架结构,主框为【巨型框架】,次框架为【普通框架】。
19.水平何载作用下,出现侧移后,重力荷载会产生【附加弯矩】。
附加弯矩又增大侧移,这是一种【二阶效应】,也称为“P-Δ“效应。
20.一般用延性比表示延性,即【塑性变形】能力的大小。
土木工程毕业答辩常问问题
土木工程毕业答辩常问问题答辩一般围绕设计或论文内容,教师按此范围去提问,但也会根据你的实习内容去提问相关的知识,也可能是专业课的相关内容。
一般提问5个问题以下!1. 框架结构按承重体系分为哪几类?说明优缺点。
2. 框架体系的优点是什么?说明它的应用范围。
3. 框架结构的设计步骤是什么?4. 怎样确定柱网尺寸?5. 怎样确定框架梁、柱截面尺寸?6. 怎样计算水平荷载作用下框架的内力和侧移?7. 修正反弯点法(D值法)计算要点是什么?8. 怎样计算在重力荷载下的框架内力?9. 弯矩二次分配法的计算要点是什么?10. 什么是梁、柱的控制截面,怎样确定控制截面的内力不利组合?11. 简述什么是单向板?其受力与配筋构造特点是什么?12. 什么是双向板?试述其受力与配筋构造特点是什么?。
13. 板式楼梯与梁板式楼梯有何区别?你设计的建筑属于哪种类型的楼梯?14. 板式楼梯与梁板式楼梯的踏步板的计算与构造有何不同?15. 少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征是什么?在设计中如何防止少筋梁和超筋梁?16. 在受弯构件中,斜截面有哪几种破坏形式?它们的特点是什么?17. 什么是腰筋?它的作用是什么?18、为什么箍筋和弯起钢筋间距S要满足一定要求?19、构成建筑的基本要素是什么?21、民用建筑由哪些部分组成的?22、影响建筑构造的因素有哪些?23、建筑构造的设计原则是什么?24、按照建筑的使用性质分类分哪几类?你所设计的建筑属于其中的哪一类?25、何谓基础的埋置深度?你设计的建筑物基础埋深是多少?26、为什么沿外墙四周要设置散水或明沟?你做的是哪种类型?怎样做的?27、你设计的建筑物墙面进行装修了吗?装修的目的是什么?你选择的是哪一种类型?28、墙体中为什么要设水平防潮层?你选择的是哪种构造类型?设在什么位置?29、板在构造上需满足哪些要求?30、你设计的楼梯梯段宽度是多少?怎样确定的?31、你选择屋面的排水方式是哪种?怎样设计的?32、你设计的楼梯坡度是多少?怎样确定的?最适宜的坡度是多少?33、在设计中,你选择的砌筑墙体材料是哪种?墙体有什么用?34、在进行地基和基础设计中,应满足哪些要?35、单向、双向板怎样区分36、结构的抗震等级如何确定?37、建筑抗震设计的标准、步骤是什么?38、场地类别如何确定?39、地震作用计算采用什么方法?40、除底剪外,还有哪些计算地震作用方法?41、结构自振周期如何确定?42、水平荷载作用下,需要对结构进行什么变形验算?43、竖向荷载作用下框架结构的内力计算方法是什么?44、什么是弯矩调幅,目的是什么?45、什么是短柱,短柱的缺点,如何处理?46、绘出肋形结构中梁、板的计算简图?47、单位工程施工组织设计包括哪些内容?48、塔吊的服务范围是什么?49、施工准备工作的内容是什么?50、选择施工方案时应解决哪些问题?51、如何评价施工方案的优势?52、选择施工方法时应着重关注哪些项目?53、如何确定网络图的关键线路?关键工作的总时差为“0”吗?54、施工中缺少设计图中要求的钢筋品种或规格时可按哪些原则代换?55、施工组织设计内容主要包括哪些项?56、设计施工总体布置时必须遵守的基本原则有哪些?57、工地风、水、电以及住房等用量如何计算?58、施工总进度计划的编制步骤是什么?59、施工进度计划的类型有哪些?任务是什么?60、以矿大学生公寓楼为例,结合本工程说明如何降低施工成本?61、结合毕业设计说明施工平面图设计的内容步骤?62、结合工程说明质量保证措施有哪些?63、结合工程阐述安全文明施工措施有哪些?64、请问施工准备工作包含哪些内容?65、梁中钢筋有哪些?各有什么作用?66、柱中的钢筋如何选择和确定?67、你所设计的建筑主要应满足哪些功能要求?68、单向板肋形结构的计算单元是如何确定的?69、肋形结构中连续梁的配筋计算步骤是什么?70、请问什么是分布钢筋?它起什么作用?71、请问肋形结构内力计算常用方法有哪些?各有哪些特征?72、建筑物有哪些主要构造?简述其作用。
支撑对多层轻钢框架结构抗震性能影响分析
恒荷 载 g =1 7 k N / m, 活 荷载 q =8 k N / m, 抗 震没 防烈 度为 8度 , 设计基本地 震加 速度值为 0 . 2 0 g , 场 地类别
为 Ⅱ类 , 设 计 地 震 分 组 为第 一 组 , 场 地 特 征 周 期 为 0 . 3 5 s 。输人的地 震 波分别 采用 E l c e n t r o波 、 T a f t 波和
过程。时程 分 析 的 目的是对 纯轻 钢框架 结 构 和钢框
架支撑结构在 地震作用下 的响应进行 比较分 析 , 的基础上 , 动力 平
衡方程形式如下 : Ma ( t )+C 五 ( t )+ K u ( t ) =F ( t ) 式 中, t 为时 间 ; K为 刚度矩 阵 ; C为 阻尼 矩 阵 ; M 为对角质量矩阵 ; “为结构 的位移 。 本文选择 Ⅱ类场地土 的地震记 录 E l c e n t r o 波、 T a f t 波和兰州波 , 对结构进行地震作用下 的时程分析 。 3 . 1 加速度时程分析 通过软件计算可 以得到两种结构分别在 3种地震 波作用下 的顶 点加 速度 时程 比较 曲线 , 如 图 3所示 。
杨 国栋 : 支撑对多层轻钢框架结构抗震性 能影 响分析
支 撑 对 多层 轻 钢 框 架 结构 抗 震 性 能 影 响分 析
杨 国栋
( 山 中条 山工程设计研究有限公司铜城设计院 。 山西 垣曲 0 4 3 7 0 0)
【 摘
要】 建立 了一个带 形中心支撑 的 6 层轻钢 框架结构模 型 , 并对其进 行 了模态 分析 和地 震响应 弹塑
【 中图分类号】 T U 3 9 2 . 5
【 文献标识码】 B
【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 【 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 0 7 7 — 0 3
浅谈高层建筑竖向承重结构体系
浅谈高层建筑竖向承重结构体系摘要:本文重点论及若干种高层建筑结构体系,归纳了各种竖向承重结构体系的特点,优缺点,受力情况,以及基础选型。
为突出各种竖向承重结构体系的特点,本文还对一些竖向承重结构体系进行了对比。
常用的竖向承重结构有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架-支撑(延性墙板)结构、筒体结构、框架核心筒结构、等。
随着建筑物高度的越来越高、功能也越来越复杂化,高层建筑结构还需进行加强层、结构转换层等的设计。
关键词:高层建筑;竖向承重;结构体系。
1.框架结构由梁和柱组成的结构单元称为框架,而结构由所有纵向和横向负荷组成的结构称为框架结构。
该框架结构的优点是建筑设计的灵活性和空间的大特别适用办公楼、教室、商店、住宅等。
该框架结构也可以根据需要做成小空间的建筑。
在一定高度范围上,成本低,计算理论成熟。
但这个结构也有一定的缺陷:梁柱受水平荷载影响侧位移较大,有时侯也会影响正常地使用;例如框架结构房屋高宽比很大,水平负载的侧向位移很大,由此产生较高倾覆作用;为了满足侧向刚度要求,从而减少了空间的有效利用并导致材料的浪费,因此,在结构设计中应控制高宽度比,高层建筑采用框架结构是不合适的。
通过对框架结构的合理设计,该框架结构可以成为一个耐久框架结构,具有高的能耗和变形能力,并具有更好的抗震性能。
在过去二十年中,由于柱的大段而突出墙壁,Y、T、Z或横列组成的杂圆柱形结构发生了变化,以改进框架的传统结构。
这种结构柱的截面宽度与填充壁的厚度相同,具有良好的使用功能,防震性能略低于常规框架结构。
2.剪力墙结构垂直荷载由建筑物的墙支撑的抗侧力结构称为剪力墙结构。
剪力墙在平面内具有很高的刚度,通常承受结构中的大部分水平力。
与框架结构相比,它具有较高的侧向位移刚度、较低的水平力、良好的抗震性能和广泛的应用前景。
墙内设置竖向钢骨、钢跟、钢管、钢板等。
剪力墙能有效地提高剪力墙的抗震性能,且无梁、柱等外露构件,使墙体更加美观,便于安装和使用。
工程结构抗震习题答案 (1)
工程结构抗震习题答案一、填空题1.地震按其成因可划分为(火山地震)、(陷落地震)、(构造地震)和(诱发地震)四种类型。
2.地震按地震序列可划分为(孤立型地震)、(主震型地震)和(震群型地震)。
3.地震按震源深浅不同可分为(浅源地震)、(中源地震)、(深源地震)。
4.地震波可分为(体波)和(面波)。
5.体波包括(纵波)和(横波)。
6.纵波的传播速度比横波的传播速度(快)。
7.造成建筑物和地表的破坏主要以(面波)为主。
8.地震强度通常用(震级)和(烈度)等反映。
9.震级相差一级,能量就要相差(32)倍之多。
P510.一般来说,离震中愈近,地震影响愈(大),地震烈度愈(高)。
11.建筑的设计特征周期应根据其所在地的(设计地震分组)和(场地类别)来确定。
12.设计地震分组共分(三)组,用以体现(震级)和(震中距)的影响。
13.抗震设防的依据是(抗震设防烈度)。
14.关于构造地震的成因主要有(断层说)和(板块构造说)。
15.地震现象表明,纵波使建筑物产生(垂直振动),剪切波使建筑物产生(水平振动),而面波使建筑物既产生(垂直振动)又产生(水平振动)。
16.面波分为(瑞雷波 R波)和(洛夫波 L波)。
17.根据建筑使用功能的重要性,按其受地震破坏时产生的后果,将建筑分为(甲类)、(乙类)、(丙类)、(丁类)四个抗震设防类别。
18.《规范》按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震(有利)、(不利)和(危险)的地段。
19.我国《抗震规范》指出建筑场地类别应根据(等效剪切波速)和(覆盖层厚度)划分为四类。
20.饱和砂土液化的判别分分为两步进行,即(初步判别)和(标准贯入度试验判别)。
21. 可液化地基的抗震措施有(选择合适的基础埋置深度)、(调整基础底面积,减小基础偏心)和(加强基础的整体性和刚度)。
详见书P1722.场地液化的危害程度通过(液化等级)来反映。
23.场地的液化等级根据(液化指数)来划分。
钢结构办公楼支撑体系布置方案对抗侧移刚度的影响分析
基本 风 压0 . 4 5 k N /  ̄。采用 压 型钢 板组 合 楼面 板 , Q 2 3 5 钢材 。分 别用 纵 横双 向 计算 地震 反 应 。结 构 的平 面布 置见 图 1 。
n
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的经济性。本文以多层钢框架支撑结构工程实例为对象, 通过改变支撑的布 置 方式 , 探讨 了 其对 框架 抗 震性 能 的影 响 规律 。
1 . 2 层 间位 移
水 平荷 载 作用 下 , 框 架第 i 层 层 间水 平位 移 6 i 由三 方面 原 因产 生 。 ( 1 ) 楼 层 剪 力v . 在 框 架 柱 中 产生 弯 矩 和 剪力 , 使 柱 产 生 垂 直 于 柱 轴 线 的 弯 曲变 形 和剪 切变 形 , 两项 之 和为 8 ( 2 ) 梁柱 为 刚接 连接 , 因此, 框 架柱 的柱 端 弯矩 使 框 架梁 两 端 产生 反 对称 的梁端 弯 矩 和剪 力 ,由此 垂 直 于 梁轴 线 上 产 生 反对 称 的 弯 曲变 形 和 剪 切 变 形, 从 而导 致梁 节点 部 位 产生节 点 转 角 0, 相对 于楼 层 则形 成 层 间位 移 8 ; ( 3 ) 水平 荷 载作 用下 的倾 覆力 矩 , 使 结构 一侧 的某 些柱 子产 生轴 向 的拉 力 及 轴 向拉 伸变形 ,而另 一侧 的某些 柱 子产 生轴 向的压力 及 相应 的轴 向压 缩 变 形。 这 种 同时产 生的拉 压变 形构成 框架 的整体 弯 曲变形 及相应 的层 间位 移 8 因此 , 框 架 在第 i 层 的层 间 水平 位 移 8. 为:
( 5 ) 沿框架竖向均匀布置支撑 , 支撑分别布置于A 轴1 ~2 、 6 7 跨问, D 轴
1 ~2 , 6— 7 跨间 , 如 图 方案e 所示 ;
竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响
第37卷第3期力学与实践2015年6月竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响1)胡长姣∗布欣†王新武∗∗,2)∗(河南科技大学土木工程学院,河南洛阳471023)†(武汉理工大学土木与建筑学院,武汉430070)∗∗(洛阳理工学院土木工程系,河南洛阳471023)摘要利用拟动力试验对T型钢半刚性连接钢框架在2种地震峰值加速度下的抗震性能进行研究,并对比分析了钢框架在柱顶施加竖向载荷和无竖向载荷等2种工况下的应变、位移和载荷变化,以及载荷--位移滞回曲线.结果表明:T型钢半刚性连接钢框架具有较好的变形能力,滞回性能良好,抗震能力较强,且随着地震作用的增大,钢框架的动力反应增大;竖向载荷对钢框架的层间位移反应影响较大,而对节点区域的应变和层间载荷的影响较小.关键词半刚性连接,钢框架,抗震性能,竖向载荷,拟动力试验中图分类号:TU391文献标识码:A doi:10.6052/1000-0879-14-284THE EFFECT OF VERTICAL LOAD ON SEISMIC PERFORMANCE OF SEMI-RIGID CONNECTION STEEL FRAMES1)HU Changjiao∗BU Xin†WANG Xinwu∗∗,2)∗(School of Civil Engineering,Henan University of Science and Technology,Luoyang471023,Henan,China)†(School of Civil Engineering And Architecture,Wuhan University of Technology,Wuhan430070,China)∗∗(Department of Civil Engineering,Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang471023,Henan,China)Abstract A pseudo-dynamic test is carried out to study the seismic performance of the T steel semi-rigid connection steel frame under two kinds of earthquake peak acceleration,and the peak strain,the displacement and the load variation of the T steel connection steel frame with and without the vertical load are analyzed and compared,together with the load-displacement hysteresis curves.Experimental results show that the T steel semi-rigid connection steel frame enjoys better deformation capacity and ductility performance,and the hysteretic performance is good,that explains the good seismic performance.The dynamic response is increased with the increase of the earthquake load;the vertical load has a great effect on the displacement response,but has little effect on the strain and the interlayer load for the semi-rigid connection steel frame.Key words semi-rigid connection,steel frame,seismic performance,vertical load,pseudo dynamic test随着经济水平的提高和钢材产业的不断发展,钢结构已在国内外的工程中得到广泛应用,例如厂房、高层建筑、道路、桥梁等.在进行钢结构设计时,要遵循安全可靠,传力明确,构造简单,制造方便和节约钢材的设计原则[1].梁柱节点连接在钢结构中占有重要地位,在设计时要作为重点分析的对2014–08–20收到第1稿,2014–09–15收到修改稿.1)国家自然科学基金项目(51278238),河南省科技创新杰出青年基金项目(134100510010)和河南省科技攻关项目(122102210550)资助.2)王新武,教授,博士,主要从事钢结构节点方面的研究.E-mail:wxw197100@引用格式:胡长姣,布欣,王新武.竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响.力学与实践,2015,37(3):355-360 Hu Changjiao,Bu Xin,Wang Xinwu.The effect of vertical load on seismic performance of semi-rigid connection steelframes.Mechanics in Engineering,2015,37(3):355-360356力学与实践2015年第37卷象.在日本阪神地震和美国北岭地震前,钢结构主要的连接方法为焊接连接,此种连接的钢框架结构刚度较大,但是存在的焊接残余应力和残余变形易降低构件的承载力,使结构发生脆性破坏.而高强螺栓连接的钢结构受力性能和延性性能比较好,在传递梁端弯矩的同时允许节点间有一定的转角,其性能处于刚接和铰接之间即半刚性连接[2-5].国内外已对半刚性连接的性能进行了大量的理论分析和试验研究[6-12],并建立了一定数量的数学模型,分析此类连接的非线性性能,其中T型钢连接为刚度最大的半刚性连接之一[13-15].但是由于研究的条件和方法的局限性,以及相关规范的缺乏,目前国内外对半刚性连接节点的性能以及半刚性连接钢框架性能的研究缺少技术和理论支撑,而不能顺利地将半刚性连接应用于工程实践中.为了加强半刚性连接在工程中的应用,以及为今后的相关研究提供技术支撑,本文对T型钢半刚性连接整体钢框架进行拟动力试验,研究钢框架在两种工况即柱顶施加竖向载荷和无竖向载荷作用下的抗震性能,并进行对比分析.1试验概况1.1试件设计与制作试验模型为1:2缩尺比例的T型钢半刚性连接钢框架,钢框架模型为两层、单跨、单开间,跨度和开间均为3m,底层层高为2.2m,顶层层高为2.0m,试验模型见图1所示.梁、柱和T型钢连接件均采用Q235B钢,节点利用高强螺栓将梁、柱和T型钢连接件连接而成,如图2所示.其中,梁和柱采用热轧H型钢,T型钢连接件为热轧H型钢剖分而成,螺栓为M16,10.9级的摩擦型高强螺栓.试件尺寸见表1,试验工况见表2.图1T型钢连接钢框架模型试验现场(a)(b)图2T型钢连接节点安装图(a)和节点详图(b)表1钢框架构件的尺寸截面表构件截面尺寸/mm×mm×mm×mm材质备注柱HW175×175×8×11Q235B梁HW194×150×6×9Q235BT型钢连接件HW500×200×10×16Q235B每段长150mm表2试验工况工况地震作用峰值施加竖向载荷备注工况1柱顶加竖向载荷140galN=104kN其他条件均相同220gal工况2柱顶无竖向载荷140galN=0kN220gal注:1gal=1cm/s2=10−2m/s21.2试验装置及步骤试验装置包括佛力电液伺服加载系统,试验支架,反力墙,数据采集系统和量测仪器.电液伺服加载系统包括油箱、油缸、油泵、分油器、管道和作动器.试验采用2个水平作动器和2个竖直作动器,2个水平作动器分别分布在钢框架的底层和顶层,底层500kN的作动器通过底层分配梁给底层梁端施加水平动力响应,顶层1000kN的作动器通过顶第3期胡长姣等:竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响357层分配梁给顶层梁端施加水平动力响应,竖直作动器通过钢框架的上部分配梁给钢框架施加竖向载荷.其中佛力电液伺服系统配置有内置位移传感器和内置力传感器,分别测试钢框架的层间位移反应和载荷反馈,并将数据反馈给计算机.通过每层梁端位移计,量测各层位移的变化,通过关键部位的应变片得到关键测点的应变变化.试验步骤为:首先对半刚性连接空间钢框架进行预加载,测试钢框架的反应以及初始刚度,然后将选取的典型地震波时程曲线按照《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96)[16]进行调整后输入加载程序进行正式加载.加载时分为2种工况,首先对钢框架施加104kN的竖向载荷,然后固定2个竖直的作动器,开始输入地震波.地震作用加载结束卸载后,将竖直作动器放松,使其竖向载荷为零,然后输入地震波,对T型钢连接钢框架进行再次加载,测得T型钢半刚性连接钢框架在2种工况下的动力反应和抗震性能,并且进行对比,分析竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响.本试验所选取的地震波为EI centro波,将原波地震加速度时程曲线峰值调整为140gal和220gal即抗震规范中的8度多遇地震和7度罕遇地震作为本次试验的地震加速度时程曲线,调整后的EI centro波时程曲线如图3和图4所示.2试验结果及分析2.1应变变化140gal地震峰值加速度时,节点区域部分测点的应变时程曲线如图5和图6所示.表3和表4分别为地震峰值加速度为140gal和220gal时2种工况下节点区域的应变峰值.应变最大值均出现在T型钢腹板处,且梁端翼缘应变大于柱图3140gal加速度时程曲线图4220gal加速度时程曲线图5T型钢腹板应变(140gal)图6梁翼缘应变(140gal)358力学与实践2015年第37卷表3140gal节点区域应变峰值工况T型钢腹板/T型钢翼缘/梁翼缘/柱底/ 10−610−610−610−6柱顶加竖向载荷110.597565.0153.47−106.72−72−62−45.58无竖向载荷175.9980.0690.0182.7−171.12−99.99−88.99−87.49表4220gal节点区域应变峰值工况T型钢腹板/T型钢翼缘/梁翼缘/柱底/ 10−610−610−610−6柱顶加竖向载荷212.06109.0185.8973.21−196.57−104.99−82.38−64.38无竖向载荷278.76132.02110.89101.68−227.94−128.98−103.99−97.87底应变.地震峰值加速度为220gal时T型钢腹板应变峰值2.7876×10−4,T型钢翼缘应变峰值为1.3202×10−4,梁翼缘应变峰值为1.1089×10−4,柱底应变峰值为1.0168×10−4,这些峰值均出现在柱顶无竖向载荷时,分别大于相同工况下地震峰值加速度为140gal时T型钢腹板应变峰值的58.4%,T型钢翼缘应变峰值的20%,梁翼缘应变峰值的23.2%,柱底应变峰值的16.24%,说明T型钢腹板应变随地震峰值加速度的增大变化较明显,且随地震加速度峰值的增大,应变峰值增大.在同一地震峰值加速度条件下,柱顶无竖向载荷作用时节点域测点的应变峰值为柱顶加竖向载荷时应变峰值的1.4倍,由此说明柱顶施加竖向载荷可减小节点域应变,但总体上,柱顶竖向载荷对节点区域应变的影响不大.2.2位移反应地震峰值加速度为140gal和220gal时,T型钢连接钢框架的顶层位移时程曲线如图7和图8所示.表5和表6分别为地震峰值加速度为140gal和220gal时2种工况下钢框架顶层位移峰值以及峰值出现的时刻.地震峰值加速度为220gal时钢框架的顶层位移最大值为6.06mm(−5.64mm),出现在柱顶无竖向载荷时,是相同工况下140gal地震峰值加速度时钢框架顶层位移峰值的1.7倍,且出现峰值的时刻相同.在地震峰值加速度为140gal时,柱顶无竖向载荷工况下的顶层位移峰值为柱顶加竖向载荷时顶层位移峰值的1.62倍;地震峰值加速度220gal 时,柱顶无竖向载荷工况下的顶层位移峰值为柱顶加竖向载荷时顶层位移峰值的1.37倍,由此得出在较大地震作用下(弹性范围内),竖向载荷对位移的影响程度减小,同时柱顶施加竖向载荷可以减小钢图7钢框架顶层位移反应(140gal)图8钢框架顶层位移反应(220gal)表5140gal顶层位移反应峰值及出现的时刻工况顶层位移/mm出现的时刻点数柱顶加竖向载荷1.56243−2.19247无竖向载荷3.55159−3.46134表6220gal顶层位移反应峰值及出现的时刻工况顶层位移/mm出现的时刻点数柱顶加竖向载荷3.93243−4.43247无竖向载荷6.06160−5.64134框架的侧移.2.3载荷反馈图9和图10为140gal和220gal地震峰值加速度时,T型钢连接钢框架的顶层载荷反馈时程曲线.地震峰值加速度为140gal和220gal时两种工况下钢框架顶层载荷反馈峰值以及峰值出现的时刻见表7和表8所示.140gal地震峰值加速度时,柱顶无第3期胡长姣等:竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响359竖向载荷时钢框架的顶层载荷大于柱顶加竖向载荷时顶层载荷的37.5%,220gal地震峰值加速度时,柱顶无竖向载荷时钢框架的顶层载荷大于柱顶加竖向载荷时顶层载荷的10.56%,随地震作用的增大,柱顶无竖向载荷对钢框架的层间剪力的影响程度减小.在140gal和220gal地震峰值加速度时,柱顶无竖向载荷时后者钢框架的顶层载荷大于前者的52.7%,柱顶加竖向载荷时,后者钢框架的顶层载荷大于后者的89.9%,由此得出柱顶施加竖向载荷时,增大地震作用对T型钢连接钢框架的层间剪力的影响程度较大,同时施加柱顶竖向载荷可减小钢框架的顶层载荷反馈.图9顶层载荷反馈(140gal)图10顶层载荷反馈(220gal)表7140gal顶层载荷反馈峰值及出现的时刻工况顶层载荷/kN出现的时刻点数柱顶加竖向载荷9.84243−13.07247无竖向载荷16.15159−17.97134表8220gal顶层载荷反馈峰值及出现的时刻工况顶层载荷/kN出现的时刻点数柱顶加竖向载荷19.98243−24.82247无竖向载荷25.53160−27.441342.4滞回曲线图11和图12分别为地震峰值加速度220gal时,T型钢连接钢框架在柱顶加竖向载荷和柱顶无竖向载荷作用下的载荷--位移滞回曲线.由图可知,此时载荷和位移基本呈线性关系,说明在地震峰值加速度为220gal即7度罕遇地震作用下T型钢连接钢框架处于弹性阶段,在2种工况下,钢框架的刚度基本保持不变.由此得出柱顶无竖向载荷和施加竖向载荷不影响T型钢连接钢框架的刚度,对滞回性能有一定的影响,但在弹性范围内,载荷--位移曲线呈线性,滞回面积较小,柱顶竖向载荷对其影响较小.图11工况1载荷--位移滞回曲线图12工况2载荷--位移滞回曲线360力学与实践2015年第37卷3结论通过对2种工况下的T型钢连接钢框架进行拟动力试验,可以得出以下结论:(1)随着地震峰值加速度的增大,T型钢半刚性连接钢框架节点区域的应变变化幅值增大.在相同地震峰值加速度作用下,柱顶施加竖向载荷减小应变变化幅值,但是影响程度不大.(2)T型钢连接钢框架的位移反应随地震峰值加速度的增大而增大;柱顶施加竖向载荷的位移反应小于柱顶无竖向载荷的位移反应,前者可减小钢框架的侧移,且影响较明显.(3)随地震峰值加速度的增大,T型钢连接钢框架的层间剪力反馈值增大,施加柱顶竖向载荷增大框架柱轴向载荷的同时减小了层间剪力,但是两种工况下载荷反馈值的差值不是很大.(4)在地震峰值加速度为220gal即抗震规范中对应7度罕遇地震作用下,T型钢连接钢框架仍处于弹性范围内,说明T型钢连接钢框架整体受力性能较好,且此时在两种工况下的载荷--位移滞回曲线接近于线性,钢框架的刚度基本保持不变.总之,T型钢连接钢框架在地震作用下具有较好的变形能力,抗震能力较强.参考文献1张耀春.钢结构设计原理.北京:高等教育出版社,20112Kishi N,Hasan R.Study of eurocode3steel connectionclassification.Engineering Structure,1997,19(9):772-779 3王新武,孙犁.钢框架半刚性连接性能研究.武汉理工大学学报,2002,24(11):33-354王燕,厉见芬.半刚性钢框架的内力分析.力学与实践,2003, 25(2):35-385王燕,苏波.半刚接钢框架的动力分析.力学与实践,2005, 27(4):51-556Calado L,De Matteis G,Landolfo R.Experimental re-sponse of top and seat angle semi-rigid steel frame con-nections.Materials and Structures,2000,33(8):499-510 7王新武,李和平,蒋沧如.梁柱角钢连接节点的滞回性能试验研究.华中科技大学学报(自然科学版),2003,31(8):13-158王新武.半刚性连接钢框架有限元分析和研究.世界地震工程,2004,20(2):77-809王新武.顶底角钢连接初始刚度的分析和研究.武汉理工大学学报,2004,26(9):60-6210完海鹰,王建国,王秀喜.半刚性连接钢框架的拟动力实验研究.实验力学,2009,24(4):299-30611Aksoylar ND,Elnashai Amr S,Mahoud H.The design and seismic performance of low-rise long-span frames with semi-rigid connections.Journal of Constructional Steel Re-search,2011,62:114-12612Nguyen PC,Kim SE.Nonlinear elastic dynamic analysis of space steel frames with semi-rigid connections.Journal of Constructional Steel Research,2013,84:72-8113王新武,李捍无,蒋沧如等.剖分T型钢梁柱连接的滞回性能试验研究.华中科技大学学报(城市科学版),2003,20(2):47-49 14刘哲锋,晏梁,付涛等.T型钢半刚性连接梁柱节点抗震性能试验研究.地震工程与工程振动.2012,32(5):66-7215彭海雁,付涛,吴迪.半刚性T型钢梁柱连接的滞回性能研究.四川建筑科学研究,2013,39(3):32-3516JGJ101-96建筑抗震试验方法规程.北京:中国建筑工业出版社,1996(责任编辑:刘希国)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(上接第320页)4李典庆,蒋水华,周创兵等.考虑参数空间变异性的边坡可靠度分析非侵入式随机有限元法.岩土工程学报,2013,(8):1413-14225刘卫群,唐珺,蔺海晓.渗流随机有限元程序设计及煤层顶板涌水预测.辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2012,(3): 310-3146王媛,王飞,倪小东.基于非稳定渗流随机有限元的隧洞涌水量预测.岩石力学与工程学报,2009,(10):1986-19947何翔.岩体渗流--应力耦合的随机有限元方法.[博士论文].武汉:中国科学院武汉岩土力学研究所,20068Amit S,Babu SGL,Sumanta H.Influence of spatial vari-ability of permeability property on steady state seepage flow and slope stability analysis.Engineering Geology, 2009,110(3):93-1019杨天鸿,唐春安,徐涛等.岩石破裂过程的渗流特性——理论、模型与应用.北京:科学出版社,200410王珍,刘卫群,彭晓庆.平面稳态渗流的随机有限元分析程序.力学季刊,2011,(2):203-210(责任编辑:刘希国)。
《钢框架――支撑结构概念》小结.
《钢框架——支撑结构概念》小结钢框架——支撑结构在多高层钢结构建筑中是一种非常常用的结构形式,钢框架支撑结构是在钢框架结构的基础上,通过在部分框架柱之间布置支撑来提高结构承载力及侧向刚度。
支撑体系与框架体系共同作用形成双重抗侧力结构体系,这不但为结构在正常受力情况下提供了一定的刚度,而且为结构在水平地震作用及较大风荷载作用下,提供了两道受力防线,形成了人们较理想的破坏机制。
然而,不同的支撑布置方式会产生不同的效果,这包括支撑的类型,支撑布置的位置以及支撑杆件所选择的截面形式。
1支撑的类型:(1)中心支撑:支撑构件的两端均位于梁柱节点处,或一端位于梁柱节点处,一端与其他支撑杆件相交,中心支撑的特点是支撑杆件的轴线与梁柱节点的轴线相汇交于一点,支撑体系刚度较大。
中心支撑包括:单斜杆支撑,交叉支撑,人字形支撑,V字形支撑,K字形支撑,跨层交叉支撑,带拉链杆支撑。
中心支撑适用于抗震设防等级较低的地区,以及主要有风荷载控制侧移的多高层建筑物(2)偏心支撑:支撑杆件的轴线与梁柱的轴线不是相交于一点,而是偏离了一段距离,形成一个先于支撑构件屈服的“耗能梁段”。
偏心支撑包括人字形偏心支撑,V字形偏心支撑,八字形偏心支撑,单斜杆偏心支撑等。
偏心支撑适用于抗震设防等级较高的地区或安全等级要求较高的建筑,而且相对中心支撑而言可以很容易解决门窗布置受限的难题。
(3)消能支撑:将支撑杆件设计成消能杆件,以吸收和耗散地震能量减小地震反应。
消能支撑实际上也是一种非屈曲支撑,技术较为先进,适应强,但单造价相对较高。
2、支撑的布置方式:以上述6跨的钢框架支撑结构为例,来说明支撑的布置对结构抗侧刚度的影响:(框架支撑结构的用钢量及支撑的数量、规格均相同)(1)支撑集中布置在中间跨的框架支撑结构的抗侧移刚度要大于支撑布置于边跨;(比如b和e的布置方式,假设将有支撑跨视为一个竖向悬臂杆,无支撑跨的抗侧刚度忽略不计,则显然b结构只相当两个竖向悬臂杆的抗侧刚度的简单叠加,而e结构却相当于一个2倍截面高度的悬臂杆的抗侧移刚度。
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楼层
位移角 x 位移 角 y 位移角限值 位移角 x 位移角 y 位移角限值
5层 0.0 5 0 0 0O 6 0 10 8 .0 6
3层 0.0 5 0.0 3 0 30 7 O 18 1
0.1 02
002 . 1
1层 0.2 0 0. 24 8 0 69 2 01 0
表 3 多遇地震层间侧移计算结果
楼层 普通式刚性连接
0.1 02
002 . 1
1 结构模 型及 相关 数据
采用一 高 1 的 5层 钢框 架结 构 , 方 向为五跨 , 度 为 6m X 跨
狗骨式刚性连接
0 0 10 3 0.o 9 .0 8 0 06 1
0.0 2 0 0 19 0 318 . 0 2
骨式节点钢框架进 行 反应 谱分 析 , 结合 规 范规 定 的层 间位移 限 值, 对得 到的层 间位移角进行具体分析 。
在 x和 Y两个方向的层间位移角值。其中反应谱计算时所选用
的参数 如下 : 地震烈度 8度( 、g 、 0 2 ) 阻尼 比 0 0 、 .5 水平地震 最大影
响系 数 : 遇 地 震 为 0 1 , 遇 地 震 为 0 9 多 .6 罕 .。
8m, Y方向为三跨 , 度 为 6 m。其梁 柱均 采用 焊接 组 合工 字 跨 钢 。钢材选用 Q 3 , 2 5 组合楼板混凝土选用 C 0 3 。框架采用狗骨式 和普通式两种节点 形式 , 中, 其 狗骨 式节 点的构造 简 图和构造 尺
寸分别见 图 1表 1 梁柱 几何 尺寸及框架 高度等相关数 据如 表 2 , ,
006 . 1
0.2 3 0 25 3 0 70 4 0.1 8
0.1 06
表 4 罕遇地震层问侧移计算结果
普通式刚性连接 狗骨式刚性连接 位移角 x 位移角 y 位 移角限值 位移角 x 位移角 y 位移角 限值
003 4 0 0 60 2 .0 8 . 0 9 0 0 38 6 003 .4
竖 向支撑 对 延 性 节点 钢 框 架 抗 侧 移 能 力的 影 响
王新科
摘
李 军
何 建璋
要: 首先 比较分析 了狗骨式和普通式节点钢框 架的抗侧 移情况, 其次考虑 了四种布置模式竖 向支撑并着重对狗骨式
节点钢框 架进 行 了E as tb 有限元分析, 通过 比较各种计算分析结果 , 出强化狗骨式节点钢框架抗侧移 能力 的措施。 提
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1 ・ 4
第3 4卷 第 2 7期 20 0 8年 9 月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECr URE
Vn . 4 No. 7 13 2 Sp e . 20 8 0
文章编号 : 0 —8 52 0 )70 1 — 1 96 2 ( 8 2 — 4 2 0 0 0 0
5层 0 0 59 2 0.0 7 0 5 0 03 1
\
\
/
! I
一 一 ,
3层 0 0 71 5 0.1 0 . 1 9 0 03 1
1 0 113 5 0.6 9 层 . 5 2 0 97 4
0O3 .4
007 . 5
0 0 75 5 . 1 9 . 1 9 0 0 07 8
0 5 6 0 0 07 8 120 4 .7 7
003 .4
007 .5
/
\
/ —
、
— \
b
观察表 3 表 4 不难发现普通式节 点钢框架在整体稳定性方 , ,
n
面要优于狗骨式节点钢框架 , 二者相差不 大。在 这样大小 的差 但
值下, 可认为对普通式节点钢框架 的设计 要求均适用 于狗骨式节 点钢框架。尽 管如此 , 即便普通式节点框架 的层 间位移全部满足
7 5 2. 5 3 5 , 1 6
4 0×2 0× 1 0 0 2× 8 2 0×2 0× 1 0 0 6× 1 2
注: 钢框架底层高度为 4m, 其他楼层为 3 m
2 有 元分析 结果
首先对模 型在两 种不 同节点形 式下 进行 反应谱 分析得 到其
钢框架结构未做专门讨论。本文 采用 E as tb 有限元分 析软件对狗
关键 词 : 间位移 , 层 狗骨式刚性连接 , 向支撑 竖 中图分类号:r 3 12 ] J 1 . I 我 国 J J 99 G —8高层 民用建 筑钢结 构技术 规程 中… 对于高 9 1, 层 钢结构 的整体稳定有如下规定 : 高层 钢结构第一 阶段抗震设计 ( 多遇地震设计 ) 的层 间侧移标准 , 不得超过结构层高 的 12 0 第 /5 ; 二 阶段抗震设计 ( 罕遇地震设计 ) 的层间侧 移不超过层 高的 17 ; /0 可见 , 层间侧移是控 制钢结构建筑 稳定性 的一个 重要指标 。减少 结构层间位移的方法 主要 有 : 小框架 的柱距 和梁距 、 用弯一 减 采 剪 双重体系 、 向支撑 的交错 布置等 _ 。近年来 , 向支撑 对钢 竖 2 J 竖 框架抗侧移能力的影响问题受到一些研究 者的关 注。 上述研究均针对 的是 传统 的钢框架结构 , 狗骨式刚性连接 对
工字形钢梁 尺寸/ m m
 ̄
b f
. 。
文 献标 识码 : A
表 1 狗骨式钢梁节点构造尺寸
a
6
.
c
R 33 1
2 0
3 7 5
35 7
.
. j 5
表 2 框 架 的构 造 特 性
工字形钢柱 尺寸/ m m 楼板厚 楼面活载 标准层 总高 度/ m k m N, 高/ m 层数 m
图 1 狗 骨 式 节 点构 造 简 图
[ ] 张其林 , 4 罗晓群 . 索结构分析 中的 索单元 力学模型 [] 特种 [ ] 王 飞 , J. 5 张晏 华、 悬索结构初始 形态数值 分析方 法[ ] 山西 J. 结构 ,0 6 3 :04 . 2 0 ( )4 —1 建筑 ,07 3 (4 :67 . 2 0 ,3 2 ) 7—7