带斜撑钢筋混凝土框架受力特点的初步探讨
混凝土斜截面承载力
影响混凝土斜截面承载力的因素及计算公式探讨杜斌2011202100045摘要:对于受弯构件,截面上除了作用有正应力外,通常还伴随着剪应力。
绝大多数钢筋混凝土构件都无法避免抗剪的问题。
剪力很少单独作用于结构构件,更多的是与弯矩、轴向力或者扭矩共同作用。
因此,除了要确定剪力单独作用时的效应外,还需探讨它与结构上的其他作用之间可能存在的影响。
关键词:钢筋混凝土;斜截面;受剪承载力引言:绝大多数钢筋混凝土构件都无法避免抗剪的问题。
剪力很少单独作用于结构构件,更多的是与弯矩、轴向力或者扭矩共同作用。
因此,除了要确定剪力单独作用时的效应外,还需探讨它与结构上的其他作用之间可能存在的影响。
特别是对受弯构件,抗剪机理与混凝土与埋入钢筋之间的粘结力以及钢筋的锚固都是密切联系着的。
钢筋混凝土梁中的剪力传递在很大程度上依赖于混凝土的抗拉和抗压强度,因此,受剪破坏通常都是非延性的,必须避免这种破坏。
1 斜截面承载力钢筋混凝土梁在主要承受弯矩的区段内产生竖向裂缝,如果正截面受弯承载力不够,将沿着竖向裂缝发生正截面受弯破坏。
另一方面,钢筋混凝土受弯构件还有可能在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内,沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或者受弯破坏。
因此,在保证正截面受弯承载力的同时,还要保证斜截面承载力,即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。
混凝土构件的受弯承载力是指斜截面上的纵向受拉钢筋、弯起钢筋、箍筋等在斜截面破坏时,他们各自所提供的拉力对抵抗破坏的弯矩。
通常单纯的斜截面受弯承载力是不用进行计算的。
只需要将梁内纵向钢筋弯起、截断、锚固及箍筋的间距等构造措施来保证即可。
相比于斜截面的受弯承载力问题,受剪破坏的情况则要复杂的多。
在实际的工程中,剪力很少单独作用于结构构件,大多数情况是剪力与弯矩,或者剪力和弯矩、轴力或扭矩共存于结构构件,构件因剪力发生斜截面发生斜裂缝破坏时必然受到弯矩作用的影响。
构件的抗剪能力很大程度取决于混凝土的抗拉强度和抗压强度。
钢筋混凝土支撑
构件的强度 和稳定性验
算
构件的节点 设计
结构的安装 和拆除设计
四、钢筋混凝土支撑的施工
➢ 支撑体系应在同一平面内整浇,支撑与支撑、支 撑与围檩相交处宜采用加腋,使其形成刚性节点。 支撑施工时宜采用开槽浇筑的方法,底模板可采 用素混凝土、木模等铺设;侧模多用木、钢模板。
➢ 支撑与立柱的连接,在顶层支撑处可采用钢板承 托的方式,在顶层以下的支撑位置一般可有立柱 直接穿过。设在支护墙腰部的钢筋混凝土腰梁与 支护墙间应浇筑密实。
• 施工质量:不会因节点松动而引起基坑的位移,施工质量相对容易得 到保证,所以使用面也较广。
• 施工周期:在现场需要较长的制作和养护时间,制作后不能立即发挥 支撑作用,需要达到一定的强度后,才能进行其下土方作业,施工周 期相对较长。
• 环境影响:采用爆破方法拆除时,对周围环境(包括噪音和交通等) 也有影响,爆破后清理工作量大,支撑材料不能重复利用。
钢筋混凝土支撑
学 院:土木工程学院 汇报人: 日 期:
支撑的特点 支撑的体系 支撑体系设计 支撑的施工 支撑的拆除
一、钢筋混凝土支撑的特点
多为现浇式,常有围檩 (第一道为圈梁)、角 撑和支撑、立柱和围檩 托架或吊筋、立柱、托 架锚固件与其他附属构 件等组成。
一、钢筋混凝土支撑的特点
• 受力特点:现浇混凝土支撑由于其刚度大,整体性好,可以采取灵活 的布置方式适应于不同形状的基坑。
爆破拆除
五、钢筋混凝土支撑的拆除
➢ 拆除原则: 分区分段设置的支撑,宜分区分段拆除。 整全支撑尤其是最上一道支撑,宜从中央向两边分段 逐
步拆除(减少悬臂段位移)。先分离支撑与围檩,再拆除支 撑,最后拆除围檩。
➢ 钢筋混凝土支撑的拆除: 采用人工、机械凿除和爆破拆除两种方式。
钢筋混凝土斜撑转换在结构设计中的应用
钢筋混凝土斜撑转换在结构设计中的应用摘要:本文是结合工程实际对钢筋混凝土斜撑在结构设计中的应用及计算与分析等进行了阐述。
关键词:斜撑转换层设计与分析Abstract: this paper is combined with engineering practice of reinforced concrete inclined support in structural design of the calculation and analysis of the application and were discussed.Keywords: slant supports conversion layers design and analysis引言结构设计时,由于建筑功能需要,竖向构件不能连续时,将需要通过转换构件对竖向构件进行转换,尤其是抗震设计时,转换结构宜优先选择地震作用下不致引起框支柱顶弯矩过大,柱剪力过大的结构形式,斜撑作为斜腹杆杆桁架的一种特例,对竖向构件进行转换有很多优点。
首先斜撑转换通过斜撑受压和楼盖受拉来将上层柱(或梁)传来的重力荷载传至下层柱,传力路径更加明确,以构件受压受拉替代构件受弯受剪来承受重力荷载,受力方式更为合理。
其次由于上部重力荷载很大,采用转换梁转换,转换梁的截面必然很大,一方面导致转换梁下部空间无法再利用,自重大、配筋多、不经济等缺点,另一方面导致竖向结构重和刚度分布在转换层变化不连续,对结构的整体抗震性能不利,而斜撑转换的转换层与上下层的刚度比变化幅度很小,因此在水平地震作用下,可以避免结构层间剪力和构件内力发生突变,有利于结构抗震。
作者在以往工程设计中使用了多种形式的斜撑转换,分别介绍如下:1 分析模型的确定基于上述考虑,本文所建立的分析模型为三层单跨带腋撑二维框架,能够代表典型的多层大跨度体育建筑,其跨度为30m,层高依次是8.7m、8.9m、5.7m,框架柱截面尺寸为1000×1200(mm×mm)、框架梁截面尺寸为600×1400(mm×mm)、斜撑初始截面尺寸为600×600(mm×mm)。
高层建筑斜撑受力分析研究(全文)
高层建筑斜撑受力分析研究(全文)高层建筑斜撑受力分析研究1. 引言1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究方法1.4 文章结构2. 高层建筑斜撑的概述2.1 斜撑的定义2.2 斜撑的作用2.3 斜撑的分类2.4 斜撑的设计要求3. 斜撑受力分析3.1 斜撑受力原理3.2 斜撑受力计算方法3.2.1 静力法3.2.2 动力法3.3 斜撑受力影响因素分析3.3.1 风荷载3.3.2 水平位移3.3.3 温度变化4. 斜撑结构的优化设计4.1 斜撑材料选择4.2 斜撑截面形状优化4.3 斜撑位置安排优化5. 斜撑施工和监测5.1 斜撑施工要点5.2 斜撑的日常监测5.2.1 变形监测5.2.2 应力监测6. 实例分析6.1 实例一:某高层建筑X的斜撑受力分析 6.2 实例二:某高层建筑Y的斜撑受力分析7. 结论附件:斜撑设计图纸、斜撑受力计算表格、实例分析数据统计表法律名词及注释:- 静力法:根据静力平衡原理进行受力计算的方法。
- 动力法:考虑动力荷载和结构振动响应的方法。
- 风荷载:风对建筑物及其构件所施加的力。
- 水平位移:建筑结构在水平方向上的位移量。
- 温度变化:建筑结构在温度变化作用下发生的变形。
-----------------------------------------------------------------------------------------------高层建筑斜撑受力分析研究1. 引言1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究方法1.4 文章结构2. 斜撑的定义与作用2.1 斜撑的定义2.2 斜撑的作用2.3 斜撑的分类3. 斜撑受力分析3.1 斜撑受力原理3.2 斜撑受力计算方法3.2.1 静力法3.2.2 动力法3.3 斜撑受力影响因素分析 3.3.1 风荷载3.3.2 水平位移3.3.3 温度变化4. 斜撑结构的设计与优化4.1 斜撑设计要求4.2 斜撑材料选择4.3 斜撑截面形状优化4.4 斜撑位置安排优化5. 斜撑施工和监测5.1 斜撑施工要点5.2 斜撑的日常监测5.2.1 变形监测5.2.2 应力监测6. 实例分析6.1 实例一:某高层建筑X的斜撑受力分析6.2 实例二:某高层建筑Y的斜撑受力分析7. 结论附件:斜撑设计图纸、斜撑受力计算表格、实例分析数据统计表法律名词及注释:- 静力法:根据静力平衡原理进行受力计算的方法。
斜撑-钢柱复杂连接节点受力性能分析
斜撑-钢柱复杂连接节点受力性能分析程波;侯阳阳【摘要】为了满足国家环保政策的要求,火电厂改造工程呈现越来越多的趋势.由于常规框架结构不能满足脱硝工艺和现场条件的要求,而选择采用格构式钢柱体系.以实际电厂脱硝改造工程为背景,采用一种格构式钢柱与实腹式斜撑的连接技术,该技术在实腹式斜撑与格构式钢柱之间设置转换节点,通过转换节点顺利完成荷载的传递.为了验证该技术的可靠性,采用通用有限元软件ANSYS11.0对实腹式斜撑与格构式钢柱连接节点进行了数值模拟分析.结果表明:采用转换节点的的实腹斜撑格构柱连接节点受力合理,传力明确,经济美观,满足承载力设计要求.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2014(036)008【总页数】3页(P79-81)【关键词】钢结构;实腹式斜撑;格构式钢柱;节点;数值模拟【作者】程波;侯阳阳【作者单位】浙江天地环保工程有限公司,杭州310012;中国联合工程公司,杭州310022【正文语种】中文【中图分类】TU391;TU271由于钢结构具有高强轻质、塑性韧性好、施工速度快等优点而广泛应用于工业和民用建筑中。
随着工艺技术的提高和使用年限的增加,许多已建成的工业钢结构体系已经不能满足使用要求,通常需要进行改造加固处理。
钢结构主要的加固方法包括:减小结构荷载、改变结构计算图形、加大构件截面等方法[1]。
在火电厂脱硝改造中,某些情况下常规框架结构已不能满足脱硝工艺和现场条件的要求,而采用格构式钢柱体系既能满足现场条件和施工要求,又由于原结构新增荷载均由格构式钢架体系承担,对原锅炉钢架的影响较小,避免了对原结构钢框架的大量加固工作,但面临着现场施工工作量较大的缺点,也限制了该方法的广泛应用。
目前对格构式钢架的研究主要包括以下几方面:刘玉姝和张耀春[2]等对三角形截面格构式钢架平面外稳定问题进行了考虑几何非线性的全过程分析,并与实腹钢架进行对比提出了简便可行的验算方法。
刘书江和童根树[3]对格构式钢柱平面内稳定问题进行了研究,指出现行的格构式柱平面内稳定性计算公式不安全的问题,并建议采用实腹式压弯杆件进行计算。
斜撑阻尼器的框架节点局部受力分析
斜撑阻尼器的框架节点局部受力分析张世兵武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉 (430070)E-mail:007007zsb@摘要:为了解安装斜撑耗能器的框架节点的受力性能,本文首先采用平面杆系模型分别对一十层钢框架结构和一八层钢筋混凝土框架结构在无控和有控时的地震反应进行了分析,得到了节点区域梁端,柱端和斜撑上的内力之后采用非线性有限元程序对框架节点区的应力及变形进行了计算,分析了由于安装耗能器给节点区的应力分布带来的影响,得到有很有意义的结论,为进一步提出加强措施奠定了基础。
关键词:阻尼减振器;节点;抗震;结构控制1.引言节点区域是结构受力最为复杂的区域之一,同时也是最重要的受力构件之一。
在通过斜撑安装了耗能器的框架中,因耗能器对框架节点施加了较大的控制力,从而使节点区的受力更为复杂,并有可能产生不利的影响。
本文首先采用平面杆系模型对一七层钢筋混凝土框架结构在无控和有控时的弹塑性地震反应进行了分析,得到了节点区域梁端、柱端和斜撑上的内力之后采用非线性有限元程序对框架节点区的应力及变形进行了计算, 分析了由于安装耗能器给节点区的应力分布带来的影响, 并从宏观上研究了影响节点区域剪力大小的主要因素。
2.计算模型虽然从宏观的角度看,耗能器控制力对钢框架和钢筋混凝土框架节点受力影响不大,但可能在耗能器支撑与节点连接处产生较大的应力集中,本节将采用非线性有限元程序对此问题进行分析。
在实际框架结构中,当作用水平荷载时,上柱反弯点可视为水平可移动的铰,相对于上柱反弯点,下柱反弯点可视为固定铰,而节点两侧梁的反弯点可视为水平可移动的铰[1]。
本文采用柱端加荷方案来模拟上述边界条件钢框架的梁柱截面均为工字型, 为减少节点的数量,将梁柱的工字型钢板离散成为3节点或 4 节点的板壳元[2], 钢筋混凝土框架模型由钢筋和混凝土两种材料构成,本文对钢筋、纵筋和箍筋、和混凝土两种材料分别建模、译码,然后将两者粘结起来,形成最后的钢筋混凝土框架节点模型。
斜撑支护体系及其相关理论
斜撑支护体系及其相关理论摘要:斜撑支护体系作为一种常见的基坑支护形式,其在施工过程中能有效避免和减少对周边土体的扰动,且占用的坑内空间较少,加上经济性及周期短等特点,使其在工程建设领域有着很高的应用价值。
本文分析了斜支撑材料形式及特点与斜撑支护体系的受力,结果可为相应工程提供参考。
关键词:基坑;斜撑;支护体系1 引言斜撑支护体系作为一种常见的基坑支护形式,其在施工过程中能有效避免和减少对周边土体的扰动,且占用的坑内空间较少,加上经济性及周期短等特点,使其在工程建设领域有着很高的应用价值。
目前,对该支护形式的研究工作正不断深入,越来越多的研究成果将陆续呈现。
2. 斜支撑材料形式及特点2.1 钢筋混凝土斜支撑钢筋混凝土斜支撑具有刚度较大,控制基坑变形能力较好等优点。
但在施工过程中,其模板固定及角度调整较为困难,且浇筑施工中若振捣不均匀,易导致钢筋混凝土斜撑刚度达不到要求;而且该类斜支撑需要较长的养护时间,拆撑时需要切割或爆破,无法重复利用,造价较高[1]。
2.2 钢管斜支撑该类斜支撑常用材料为φ609钢管,其安装和拆卸相对便捷,且工期较短,斜撑材料可重复利用,造价较低,对周边环境影响较小。
但该类斜撑在安装时,对焊接质量要求较高,且钢管易受外界温度影响发生变形,导致基坑产生附加变形[2]。
2.3 装配式型钢格构斜支撑该类斜支撑的主要构件有:双拼H型钢、缀板、端头板、锚固板和加压端。
此类斜支撑可施加预应力,使其控制基坑变形更为主动。
且安装和拆卸也极为方便,工期最短,材料的重复使用率最高,工程造价较低。
对周边环境影响小,是一种值得大力推广的新型斜支撑[3]。
3 斜撑支护体系的受力分析3.1 斜支撑体系受力分析方法合理的选择理论分析方法对分析斜撑支护体系的受力性状至关重要。
而从分析角度出发,主要的理论分析方法分为整体分析法和两阶段分析法。
前者是将基坑和支护结构看作一个整体,考虑支护条件及开挖过程等情况,进行离散化数值模拟,但由于计算量过大,现场情况较为复杂等原因,使得该方法在设计环节中使用率偏低。
钢筋混凝土异形柱框架斜撑结构特性探讨_陈勤
钢筋混凝土异形柱框架 斜撑结构特性探讨陈 勤*(清华大学土木系 北京100084)吴 晖 严士超(天津大学土木系 300072)[提要] 以K 形斜撑为代表,采用杆系空间分析模型,通过对一批异形柱框架 斜撑结构典型工程算例的系统理论分析,研究了地震作用下钢筋混凝土异形柱框架 斜撑结构的内力分布规律、水平位移特性及自振特性。
提出了自振周期的近似计算公式、斜撑与框架侧移刚度比范围及确定斜撑截面高度的公式,供工程实用参考。
[关键词] 异形柱 框架 斜撑结构 内力分布 自振周期 侧移刚度比Based on the theoretical analysi s of a set of representative examples of frame with R.C special shaped column K shaped brac ing system,by using 3 dimensional analysis model of bar system,the regularity of inner force distribution,characteristics of horizontal di splacement and vibration characteristics of frame with R.C special shaped column bracing system are studied.The approxi mate formula of vibration period,the range of stiffness ratio of bracing to frame and the formula to determine the depth of bracing cross section are proposed,w hich are of practical engineering values.K eyword s:frame;R.C special shaped c olumn bra cing system;regularity;inner force distribution;vibra t ion period;stiffness ratio of bracing to frame*原天津大学框轻课题组成员。
倾斜型预压式钢——混凝土结合段受力性能研究的开题报告
倾斜型预压式钢——混凝土结合段受力性能研究的开题报告一、选题背景随着我国钢结构建筑的不断发展,越来越多的预制构件被应用于建筑中。
其中,倾斜型预压式钢——混凝土结合段作为一种新型构件,具有横向抗弯能力强、轴向承载能力高、斜截面受力性能好等优点,广泛应用于桥梁、高层建筑等工程中。
然而,现有研究鲜有涉及该构件的受力性能研究,需要开展深入探究其受力特性,为进一步推广应用提供科学依据。
二、研究目的及意义本次研究旨在通过试验研究倾斜型预压式钢——混凝土结合段的受力性能,包括其横向抗弯性能、轴向承载能力、斜截面受力性能等方面,探究其受力特性及力学机理。
该研究对于增强该构件在工程中的应用,提高工程的质量和安全性具有重要意义。
三、研究内容本次研究的主要内容包括:1. 倾斜型预压式钢——混凝土结合段的试验材料和试验方案设计。
2. 对试验结果进行分析,提取结论,确定该构件的受力性能。
3. 根据试验结果建立该构件的数学模型,并使用有限元软件验证试验结果的准确性。
4. 结合试验结果和模拟分析结果,分析该构件的受力机理。
四、研究方法和技术路线本次研究将采用试验与数值模拟相结合的方法,其技术路线如下:1. 倾斜型预压式钢——混凝土结合段的制作和试验样品制备。
2. 试验设备选型和试验方案设计。
3. 进行试验,获取试验数据。
4. 建立该构件的有限元模型,进行有限元分析,并与试验结果进行对比。
5. 结合试验结果和数值模拟分析结果,分析该构件的受力机理。
五、预期成果本次研究的预期成果包括:1. 倾斜型预压式钢——混凝土结合段的试验数据及力学性能参数。
2. 该构件的数值模拟分析结果。
3. 结合试验和数值模拟分析结果,探究该构件的受力机理。
4. 关于该构件受力特性的相关论文及研究报告。
六、研究进度本次研究的进度安排如下:第一阶段:文献调研与资料整理,制定试验方案,完成设计论文;第二阶段:试验设备选定,开始制作试验样品;第三阶段:完成试验,获取试验数据,并完成数据分析;第四阶段:建立有限元模型,进行模拟分析,并与试验结果进行对比;第五阶段:结合试验结果和模拟分析结果,分析该构件的受力机理,撰写论文并进行答辩。
钢筋混凝土斜撑框架结构动力时程分析
钢筋混凝土斜撑框架结构动力时程分析作者:兰壮志贾孝东来源:《装饰装修天地》2016年第06期摘要:运用结构弹塑性动力时程分析的基本原理,对框架结构、框架—剪力墙结构和框架斜撑结构进行有限元分析。
运用YJK软件,对三种结构在地震波作用下的反应进行了计算,并对三种结构在地震波作用下的反应性能进行了分析。
通过对比,框架—斜撑结构在地震波作用下,最大层间位移角小于框架结构,大于框架—剪力墙结构,最大层间剪力也处于两者之间,可见框架—斜撑结构是处于两者之间的结构,其抗震性能强于框架结构,但不如框架—剪力墙结构。
关键词:动力时程分析;框架斜撑结构;抗震前言钢筋混凝土框架结构是目前使用广泛的建筑结构,但是,根据多次的地震灾害及相关的实验表明,多层混凝土框架结构在抗震方面存在一些的弱点。
在框架结构基础上增设斜撑,就是为了提高结构的赘余度,增加结构的安全储备。
[1]钢筋混凝土斜撑框架结构是由以承受轴向力为主的斜撑和承受弯剪作用为主的框架梁和承受弯作用为主的框架柱共同构成的空间杆系结构。
[2]加设混凝土斜撑可以提高结构的刚度以及受力性能,增加原有结构的可靠度。
斜撑是和混凝土框架同种材料,两者协调性一致,构件变形,结构位移也能协调一致。
[3]但是,框架斜撑结构的刚度相对于框架剪力墙结构要小,属于处于两者之间的结构体系。
本文将运用动力时程分析,深入的认识和了解三种结构体系在地震波作用下,结构构件的性能及抗震情况。
一、动力时程分析基本原理动力弹塑性分析从选择合适的地震波开始,采用结构有限元动力计算模型建立方程,采用数值分析法对方程进行求解,对研究模型每一时刻的位移、速度和加速度进行记录分析,通过计算分析得出结构在地震波作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件经历的破坏过程。
对结构进行动力时程分析,需要将整体结构化为一个以有限个节点的位移为广义坐标的多自由体系,建立质量矩阵、位移矩阵、结点力矩阵。
结构的弹塑性动力学方程可表达为:[MU..+CU.+KU=-MUg..]式中:[M]——质量矩阵[C]——阻尼矩阵[K]——刚度矩阵[U..U.U]——结构的加速度、速度和位移[Ug..]——地震加速度时程二、计算实例与结果按照设计方案,分别设计框架结构、框架斜撑结构和框架—剪力墙结构,通过比较三种结构的弹性时程计算结果,来探讨框架斜撑结构的抗震性能。
220kV斜撑构架结构设计和力学分析
2.1 工程概况 .......................................................................................... 8 2.2 基本尺寸 .......................................................................................... 8 2.3 出线方案 .......................................................................................... 9 2.4 荷载条件 ........................................................................................ 10
建立三种类型的斜撑构架力学模型,分析不同工况组合下应力比、位 移和屈曲系数等力学性能。使用子空间迭代法计算结构的振型周期与振型 参 与 质 量 ,采 用 地 震 设 计 反 应 谱 法 校 核 了 结 构 在 地 震 作 用 下 的 强 度 和 刚 度 。 对斜撑根开尺寸和横杆对构架力学性能的影响进行了分析,对所选截面进 行了优化设计,并设立了斜撑柱脚与构架柱柱脚的联合基础。提出了柱顶 节点布置和下层构架梁连接板的构造方案,并对所设计的斜撑节点进行了 实体有限元分析。
3.1 构架柱截面选型............................................................................. 19 3.1.1 构架柱分类 .......................................................................... 19 3.1.2 构架结构选型原则............................................................... 20 3.1.3 构架柱选型结果 .................................................................. 21
高层建筑斜撑受力分析研究
高层建筑斜撑受力分析研究摘要:在现代化、城市化的影响下,我国当前城市可用耕地面积日趋紧张,地价高升使得高层建筑越来越受到关注。
近些年,高层建筑也趋于功能化、个性化以及美观化等,对其受力分析与设计提出了更高的要求,在高层建筑中加以斜撑提升建筑承载力,也就受到人们的关注。
本文将对某高层建筑斜撑进行受力分析。
关键词:高层建筑;斜撑;受力分析一、引言自2000年以来,我国的经济、社会得到迅速发展,人们的生活水平越来越高,更多地人愿意在城市中择业并成家,也就使得城市现代化脚步加快。
在人口的聚集以及土地资源缺乏地等问题的影响下,使得高层建筑得以迅速发展。
目前,世界第一高楼是2010年1月4日竣工的阿联酋比斯迪拜塔,总高828m,而我国更是拥有世界十大高层建筑中的6个。
随着高层建筑的架构体系越来越复杂,人们对高层建筑的功能、个性以及美观都有了更高的认识,对高层建筑的承载力要求也越来越高,使得建筑中加以斜撑架构作为全新的结构体系出现在人们的视野里。
一般地,斜撑架构无需建筑的柱结构来承担水平剪力,使其结构用钢量小,不但能提升建筑的整体刚度,还能使体系的抗侧移刚度得到极大的提升。
带斜撑的高层建筑具有结构整体刚度强、抗侧移刚度强、水平地震作用大、房间布置灵活、稳定性强、工期短以及成本低等特点。
二、带斜撑的高层建筑概述一般地,在高层建筑中,沿竖向布置的抗剪支撑结构及梁柱共同构成了斜撑框架。
也就使得建筑中柱更多地承受墙、板和梁的竖向荷载,而水平剪力则由斜撑来承受,这样的架构体系与传统结构相比,用钢量小,不但能提升建筑的整体刚度,还能使体系的抗侧移刚度得到极大的提升。
当前,国际建筑业越来越关注该类带斜撑的高层建筑,它拥有良好的结构性能,具有如下特点:(1)结构整体刚度强,由抗弯刚度公式可知,建筑截面刚度与截面高度的三次方成正比例关系,而带斜撑的建筑起截面尺寸较传统建筑梁柱要大很多,加之斜撑的引入使得其刚度强,是常规钢架结构所不能达到的。
斜撑作用、刚度、周期、扭转分析解析.doc
前段时间,我们讨论了框架结构中楼梯的影响,有一些概念,如:刚度、周期、扭转、斜撑的作用等。
影响究竟有多大,是否能判断程序计算结果的准确性,想通过一些算例,可能了解会清楚一些,进一步深入。
共5个算例:5层框架结构,柱网12x6,5.4+2.7+5.4,层高3.8米,折算荷载约15 KN/m2,8度区二类场地。
活载产生的总质量486t,恒载产生的总质量: 6758(t)算例一:无楼梯框架RJX1(kN/m) RJY1(kN/m) RJX3(kN/m) RJY3(kN/m)7.8291E+06 7.8291E+06 1.4960E+06 1.5226E+06Xstif(m) Xmass(m) Ystif(m) Ymass(m) Eex Eey 35.9123 35.9122 8.8289 6.7813 0.000 0.0834 Tx=0.8534 Ty=0.8530 Tt=0.8070 Vx Vy1.0(1.0+0.0) 1.0(0.0+1.0) 0.0(0.0+0.0) 4468KN 4467KN Ratio-Dx Max-Dx/h Ratio-Dy Max-Dy/h1.0 1/797 1.0 1/809算例二:对称两个楼梯(4道斜撑)框架RJX1(kN/m) RJY1(kN/m) RJX3(kN/m) RJY3(kN/m)8.2274E+06 1.4612E+07 1.5139E+06 2.6989E+06Xstif(m) Xmass(m) Ystif(m) Ymass(m) Eex Eey 35.9123 35.9122 8.9156 6.8086 0.000 0.0808 Tx=0.8516 Ty=0.6354 Tt=0.5537 Vx Vy1.0(1.0+0.0) 1.0(0.0+1.0) 0.0(0.0+0.0) 4518KN 5744KNRatio-Dx Max-Dx/h Ratio-Dy Max-Dy/h1.0 1/ 799 1.0 1/1195算例三:偏置一个楼梯(2道斜撑)框架RJX1(kN/m) RJY1(kN/m) RJX3(kN/m) RJY3(kN/m)8.0282E+06 1.1221E+07 1.5050E+06 1.5570E+06Xstif(m) Xmass(m) Ystif(m) Ymass(m) Eex Eey46.7858 36.025 8.8738 6.7950 0.3648 0.0895 Tx=0.8526 Ty=0.8340 Tt=0.5886 Vx Vy1.0(1.0+0.0) 0.67( 0.01+0.66 ) 0.34( 0.00+0.34 )4493KN 3800KNRatio-Dx Max-Dx/h Ratio-Dy Max-Dy/h1.0 1/ 798 1.46 1/ 808算例四:中部一个楼梯(2道斜撑)框架RJX1(kN/m) RJY1(kN/m) RJX3(kN/m) RJY3(kN/m)8.3011E+06 1.1493E+07 1.4882E+06 2.1205E+06Xstif(m) Xmass(m) Ystif(m) Ymass(m) Eex Eey 35.9123 35.9122 9.4541 6.7870 0.000 0.1435 Tx=0.8597 Tt=0.8062 Ty=0.7196 Vx Vy1.0(1.0+0.0) 0.0(0.0+0.0) 1.0(1.0+0.0) 4465KN 5163KNRatio-Dx Max-Dx/h Ratio-Dy Max-Dy/h1.0 1/ 792 1.0 1/1018算例五:中部两个楼梯(4道斜撑部置于梁跨中节点上)框架RJX1(kN/m) RJY1(kN/m) RJX3(kN/m) RJY3(kN/m)8.0282E+06 1.1221E+07 1.5511E+06 1.6251E+06Xstif(m) Xmass(m) Ystif(m) Ymass(m) Eex Eey 35.9123 35.9122 8.8738 6.7950 0.000 0.0813 Tx=0.8355 Ty=0.8180 Tt=0.7614 Vx Vy1.0(1.0+0.0) 1.0(0.0+1.0) 0.0(0.0+0.0) 4565KN 4650KNRatio-Dx Max-Dx/h Ratio-Dy Max-Dy/h1.0 1/816 1.0 1/846柱子的刚度()33321211212H h bEE bhH iD ααα===对与前两中情况∑∑=cBiii K 2KK+=2α对与前两中情况∑∑=cBiii K KK ++=25.0α 在5、6层框架时:K 可为2~3(α取0.5~0.6), 在1、2层框架时K 可为1~2(α取0.5) 一根柱子:D=0.5*30*600*(0.6/3.8)^3=35.4KN/mm 底层柱刚度和∑D =52*35.4≈1800KN/mm ≈1.8E+06KN/m E=3E+04Mpa=30KN/mm 2 单质点平振的力学方程:kx+mx ..=0二阶微分方程,ω=(K/m)0.5 ω=2πf ,T=1/f =2π/ω=2π (m/K)0.5=2π (G/K)0.5/9.810.5=2 (G/K)0.5, 串联多质点平振周期T=2(∑G i u i 2/∑G i u i )0.5 单质点扭振的力学方程:C θ+J θ..=0二阶微分方程,ω=(C/J)0.5 Tt=2(J/C)0.5,串联多质点扭振周期参照平振。
钢筋混凝土斜支撑-框架结构抗震设计分析
钢筋混凝土斜支撑-框架结构抗震设计分析发布时间:2021-02-04T14:53:43.603Z 来源:《基层建设》2020年第27期作者:全纯[导读] 摘要:当前建筑行业飞速发展,对建筑物质量与安全的要求不断提升。
佛山市顺德区顺茵绿化设计工程有限公司广东省佛山市 510000摘要:当前建筑行业飞速发展,对建筑物质量与安全的要求不断提升。
建筑结构承受的荷载分为水平与竖向两个方面。
在高层建筑中,水平荷载作为主要控制因素,使结构抗侧移能力成为主要矛盾。
在当前工程应用中,应采取有效措施提高斜撑框架结构的抗震能力,确保建筑物安全稳定。
关键词:钢筋混凝土;斜支撑-框架;抗震设计1、混凝土斜支撑-框架结构与同类结构的分析对比1.1与混凝土框架结构的对比本结构比混凝土框架结构增加了一个支撑框架系统,多了一道抗震防线。
支撑框架抗侧力刚度较大,与延性框架协同抗震,比纯框架结构抗震性能高很多,抗倒塌能力强很多。
斜撑对提高框架结构抗震能力起到重要的作用,这点已经在钢框架一偏心支撑结构中得到了证实。
钢框架增加斜撑后,房屋适用最大高度增加一倍以上。
本结构相当于纯混凝土的框架一偏心支撑结构,房屋适用最大高度比混凝土框架结构也可提高50%以上。
框架增加斜撑对建筑使用有一些影响,例如门窗的布置,但房屋适用高度提高了,比框架结构的应用范围更广泛了。
框架上增加斜撑,包含混凝土框架上增加混凝土斜撑和钢支撑,钢框架上增加中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑,都是提高结构抗侧向力能力的有效措施。
如果结构不受地震和风荷载等侧向力的作用,斜撑是多余的。
增加斜撑就是增加结构的赘余度,增加结构的安全储备。
房屋结构的安全关系到人们生命财产的安全,房屋抗震以预防为主,如果房屋立足于大震不倒,框架上增加斜撑是非常必要的。
1.2与钢支撑一混凝土框架结构的对比虽然两种结构都是在混凝土框架中加斜撑,但本结构增加的是混凝土斜撑,与混凝土框架同属一种材料,构件刚弹性一致,构件的变形、结构的位移也能协调一致,两钢支撑与混凝土框架是两种不同的材料,不同材料的组合结构构件共同工作协调性较差。
浅谈铁路斜交框架桥的配筋特点
浅谈铁路斜交框架桥的配筋特点框架内任一截面都存在复杂的弯、扭、剪复合作用,斜交框架桥由于斜交角的影响,对钢筋配置提出了更高要求。
本文根据铁路框架桥空间结构受力特点,结合笔者桥涵设计中钢筋图绘制经验,阐述了铁路斜交框架桥顶、底板的配筋特点,对当前大斜交框架桥钢筋繪制起指导作用,供实际工程参考。
标签:斜交框架桥受力情况配筋特点对于斜交框架桥,其结构受力异常复杂,难寻规律,其主要的原因,是因为荷载状态、斜交角、抗扭刚度、抗弯刚度、宽跨比(b/L)等的不同。
它与正交框架桥相比,结构尺寸变化不大,在配筋的方式、方向上提出了更高的要求,但在配筋量上也并非有很大的增加。
1 理论成果分析当斜交角在15°以内时,可近似地将斜跨长作为计算跨度,根据斜交框架桥试验及理论计算结果分析,按正交桥计算。
当斜交角大于15°时,可按弹性地基上的折板结构进行分析得出以下结论:①偏移量大致为L/8,而向钝角一侧偏移,最大正截面弯矩不在跨。
②立墙设计不宜过薄,立墙与顶板、底板连接处应力变化急剧。
③最大主弯矩在板中间点及钝角邻近的平分线上。
④钝角效应大致在(L/5)×(B/4)面积范围内,扭矩可与弯矩处于同一量级,布筋应予加强,在该范围内产生较大弯矩与扭矩,如斜角很大(大于45°)。
⑤最大主弯矩方向介于支承边与斜边夹角之间,荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势,决定于斜交角度与跨度比及计算点位置。
2 配筋受力特点一般说来,钢筋棍凝土结构产生裂缝的原因主要是结构配筋不足。
本文应用Midas Civil软件建立的有限元模型图来分析斜交框架桥受力分布情况。
图1为斜交框架桥空间结构主弯矩图。
2.1 图1可看出,框架桥内力分布不均匀主要发生在顶板、底板,边、中板在与顶板、底板连接处内力较大,框架桥的顶、底板的设计最为关键,斜交框架桥上会有弯矩、扭矩及剪力作用,正交框架桥也同样如此,只不过正交框架桥的弯矩和剪力占主导地位,扭矩很小。
房屋建设中钢筋混凝土结构受力的分析
力 的作用而影响框架结构 的使 用寿 命,框架结构对于工程 质量 框架结构是 以柱 、 梁 等杆件组成的空间体系作为建筑承重骨 安全具有重要 的影响 ,如果不 能正确的对钢筋混凝 土土框架结 对于建筑质量 、 成本控制 、 施 工效 率都会 架 的 结构 。 这种 结构 是将 楼 板 、 屋盖 上的荷载通过板传递给 梁, 构 的受力情况进行分析 , 笔者将对含裂缝钢筋混凝土框架结构 的受力情况、 再 由梁 传 递 到 柱 , 最 终 由柱 传 递 到 基础 。 自承 重 墙 是框 架 结构 的 有负面的影响。 全部墙体 , 并且只起 到分 隔和护栏 的作用。对于钢筋混凝土框架 施工过程中钢筋混凝土框架结构的受力情况进行简单 的分析。 结构的分类 , 可 以 按 施 工 方 法 的 不 同将 其 分 为 : 现浇 式 、 装配式 2 . 1 对 含裂 缝 的钢筋 混凝 土框 架结构 的 受力分 析 和装配整体式三种 。
1 钢 筋混凝 土结构框 架的分 析
宅楼 、 上 班 的 写 字楼 、 工 作 的工 厂 、 看病 的医院、 上 课 的 学校 等 建
土框架 高强度 的结构性 能和 良好的适应 能力 ,越 来越多 的建设
可 以说 , 我们 的生活 已钢 筋混凝土框架结构 , 我们居住 的住 项 目选 用 这 一 框 架 结 构 。
分类 工艺 现浇式 现场浇筑 装配式 装配整体式 构件全部为预制, 在施 将预制梁、 柱和板现 工现场进 行吊装 和连 场安装就位后, 在构 件连接处浇捣混凝土 优点 抗震整体性好有利于建筑布置 节约模板费缩短工期 用钢量少整体性提高 施工机械化 缺点 施工复杂工期长成本高 用钢量大节点处理要 节点施工复杂 求高整 体性差
一
1 . 1 钢 筋混 凝土框 架 结构类 型
楼梯斜撑作用论文框架结构论文
楼梯斜撑作用论文框架结构论文摘要:楼梯的斜撑作用使框架结构的整体刚度得到了增加,并减小了结构的自振周期和增大了结构的基底剪力。
同时框架结构的抗侧刚度得到增大,从而使结构的层间位移得以减小,继而有利于结构的稳固。
但是,楼梯斜撑作用对框架结构局部构件的内力分布造成了较大的影响,继而容易导致结构在地震中容易出现局部损坏。
因此,设计人员应该根据这一特点使楼梯设计得到进一步的完善,继而确保楼梯间的安全逃生作用。
1分析模型的建立运用SAP2000软件建立框架结构模型。
SAP2000软件不仅可以用于分析复杂的结构,还具有建模、分析和设计功能,可以用于分析工程设计的全过程。
在设计的多层框架结构中,设防烈度为7度(0.10g),整个结构共6层,层高3.6m,为三级框架。
从框架构件尺寸上来看,横向梁截面尺寸为300*600mm,纵向梁截面尺寸为250*500mm,中部柱截面尺寸为550*550mm,边柱尺寸500*500mm,楼面板厚度为100mm。
而楼梯处在建筑的两侧位置,为双跑板式楼梯[1]。
从楼梯设计尺寸上来看,板宽1.8m,长3.3m,厚100m;休息平台宽1.8m,厚100m;平台梁截面尺寸为250*450mm,梯柱截面尺寸300*300mm。
2楼梯斜撑作用对框架结构的影响考虑2.1对结构自振特性的影响利用SAP2000进行模型的模态分析,则可以得出模型的自振周期和振型刚度等振型参数,继而可以了解楼梯斜撑作用对结构自振特性的影响。
在振型方面,有效质量系数是结构受到震动时各振型底部剪力与结构质量的比值,可以用于反映振型的相对大小。
通过分析得出模型的质量参与系数后,则可以将振型X、Y、Z三个方向的质量参与比设定为UX、UY、UZ,其质量设为1。
而只要模型的各振型质量参与系数累计值达到90%。
在第一平动振型和转动振型得以确定的情况下,可以根据UX、UY、RZ之间的关系完成对振动形式的判断。
比如,在UX与UY之和大于RZ的情况下,振型即为平动振型,相反则为转动振型[2]。
钢管斜撑的特点-概述说明以及解释
钢管斜撑的特点-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述钢管斜撑是一种常见的建筑结构支撑元件,广泛应用于各种工程领域。
它具有一些特殊的特点,使得它在支撑结构中发挥着至关重要的作用。
首先,钢管斜撑具有高强度和刚性。
由于采用了高质量的钢材制造而成,钢管斜撑具有较高的抗压和抗弯能力,能够承受大量的荷载和外部力。
同时,它的刚性使得支撑结构保持稳定,能够有效地抵抗水平和垂直方向上的力量。
其次,钢管斜撑具有较小的自重和体积。
与传统的混凝土或木材支撑相比,钢管斜撑由于材质轻巧,重量较小,可以降低结构自重,减少对整体建筑的荷载。
此外,它的紧凑体积也为施工和安装提供了更大的便利性。
此外,钢管斜撑还具有良好的适应性和可塑性。
钢材具有较好的可塑性,可以根据建筑结构的具体要求进行弯曲、切割和焊接,以适应不同的施工需求。
同时,钢管斜撑的长度和角度可根据实际情况进行调整,使得它能够适应不同形式和尺度的建筑结构。
综上所述,钢管斜撑具有高强度和刚性、较小的自重和体积,以及良好的适应性和可塑性等特点。
这些特点使得它成为建筑结构中不可或缺的一部分,为工程的安全和稳定性提供了可靠的保障。
在未来的发展中,我们可以进一步挖掘钢管斜撑的特点,提升其性能,推动建筑结构领域的创新和发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应当包括对正文部分的大致分析和介绍。
通过对正文的概述,读者能够对整篇文章的内容有一个初步的了解,并能够快速定位到感兴趣的部分。
下面是文章结构部分的一个例子:2. 正文正文部分将主要讨论钢管斜撑的特点。
本部分将分为两个子节,分别描述钢管斜撑的第一个特点和第二个特点。
2.1 钢管斜撑的第一个特点在这一部分中,我们将详细介绍钢管斜撑的第一个特点。
首先,我们将讨论钢管斜撑的结构特点和材料特性,以便读者能够对其基本构造有所了解。
然后,我们将探讨钢管斜撑在工程领域的广泛应用,例如在建筑、桥梁和高层结构中。
最后,我们将分析钢管斜撑在施工过程中可能面临的挑战和解决方法。
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带斜撑钢筋混凝土框架受力特点的初步探讨
摘要:带斜撑钢筋混凝土(rc)框架结构是一种新的结构形式,具有良好的受力性能,本文分析表明:1) 斜撑的设置改变了常规钢筋混凝土框架结构的受力模式,使梁斜撑连接处和柱斜撑连接处成为梁柱端的不利截面位置;2) 斜撑的设置减小了大跨度框架梁的计算跨度,使框架梁端、跨中和柱顶端的弯矩、剪力大幅度减小,改善了节点区的受力性能,同时框架梁截面尺寸和配筋也可以减少。
关健词:混凝土,探讨
abstract: with slant supports reinforced concrete (rc) frame structure is a new form of the structure, good mechanical properties, this paper analysis shows that: 1) the slant supports set changed conventional reinforced concrete frame structure of the stress pattern, causes the beam and column oblique hold joint slant supports become the adverse beam-column joints section position; 2) slant supports the setting of the reduced the big span frame beams of the span, make the framework and the tops of the girder ends, cross moment, shear greatly decreases, and improve the performance of the node force, and at the same time frame beam section size and reinforcement can also decrease.
key words: concrete, is discussed
前言
斜撑的设置,有效地减小了大跨度框架梁的计算跨度,从而能够解决普通rc框架结构所解决不了的许多实际应用问题。
因此,带斜撑框架结构体系应用于多层大跨度公共建筑中具有较显著的优势,能够产生较好的经济效益。
本文主要对腋撑设置位置的改变对竖向荷载作用下的带斜撑rc框架结构内力分布,尤其是框架受力不利截面位置处弯矩分布的影响进行初步的理论分析,希望为今后类似的实际工程设计提供裨益的参考。
1 分析模型的确定
基于上述考虑,本文所建立的分析模型为三层单跨带腋撑二维框架,能够代表典型的多层大跨度体育建筑,其跨度为30m,层高依次是8.7m、8.9m、5.7m,框架柱截面尺寸为1000×1200(mm×mm)、框架梁截面尺寸为600×1400(mm×mm)、斜撑初始截面尺寸为600×600(mm×mm)。
考虑到结构的实际受力特点,分析时假设竖向荷载作用下结构框架梁上承受的力为等效的均布线荷载,而且为更好地体现结构的内力变化特点,有目的地增大框架梁上的等效均布线荷载值,本文分析取较大值30kn/m(不包括结构构件自重),计算模型如图1所示。
图中α、l1含义与如图1所示,l2为腋撑轴线与框架柱轴线的相交点到梁柱轴线相交点的距离(以下简称”腋撑与柱顶端距离”)。
2 竖向荷载作用下带斜撑框架的受力特点分析
结构工程师常需两个参数(腋撑与梁端距离l1、腋撑与梁内夹角α)就可完全确定腋撑的设置位置。
因此,本节使用结构分析软件sap2000建立分析框架模型,对保持腋撑与梁端距离l1不变的情况下,通过改变腋撑与梁内夹角α的方法重点分析腋撑位置的变化对结构内力分布的影响。
腋撑的设置位置编号见表1-1。
图1三层单跨带腋撑rc框架计算模型
注:r-10-15中r表示rc框架结构,10表示腋撑与梁端距离为l/10(l为梁的名义计算跨度,含义见图2-1所示),15表示腋撑与梁内夹角为15°,其余编号道理相同。
2.1 弯矩变化特点
图1-2~4分别为结构各层框架梁跨中弯矩值变化特点、梁端弯矩值变化特点以及柱底端弯矩值变化特点。
图1-2 梁跨中弯矩变化图1-3 梁端弯矩变化
图1-4 柱底端弯矩变化图1-5r-10-15 弯矩分布
从图1-2中可以看出,结构各层框架梁跨中弯矩值与腋撑与梁内夹角α表现为近似线性的变化关系:即α线性增大时,各层梁跨中弯矩线性地减小,反之亦成立。
与等跨度的常规rc框架相比,结构各层框架梁跨中弯矩明显减小。
由图1-3中可以看出,腋撑与梁内夹角α的变化对结构各层框架
梁的梁端弯矩影响显著,且呈现出明显的非线性变化特点,梁端弯矩随α增大而减小,但当α值增大到50°后,第三层框架梁端弯矩开始反向增长,然而其它层梁端弯矩依然减小;相反,各层梁端弯矩随α值的减小而增大。
从图中还可以看出,当α值在40°以上区间变化时,各层梁端弯矩变化不明显,这表明腋撑与梁内夹角在较大值范围内变化并不会对梁端弯矩造成很大影响;然而当α值到40°以下区间内变化时,梁端弯矩随α的增大而急剧减小,表明梁端弯矩对α值在40°以下变化时非常敏感,弯矩增大(或减小)的幅度显著。
与等跨度的常规rc框架相比,梁端负弯矩被大幅度地减小,从而改善了节点区的受力性能。
由图1-4可知,框架各层柱底端弯矩均随α的增大而减小,尤其框架顶层柱底端的弯矩减小幅度比其它层较显著。
4 结论
通过运用结构分析软件sap2000,对该新型结构进行竖向荷载作用下的框架受力分析,分析结果表明:1) 斜撑的设置改变了常规钢筋混凝土框架结构的受力模式,使梁斜撑连接处和柱斜撑连接处成为梁柱端的不利截面位置;2) 斜撑的设置减小了大跨度框架梁的计算跨度,使框架梁端、跨中和柱顶端的弯矩、剪力大幅度减小;
3) 当斜撑与梁端距离l1为常量时,随着斜撑与梁内夹角α的增大,框架各层梁端弯矩、梁跨中弯矩及框架柱的控制截面弯矩均较明显地减小;总体而言,α增大对结构受力有利。
参考文献
[1] 熊勇. 带腋撑大跨度预应力 (钢筋) 混凝土框架结构试验研究[d]. 广州:华南理工大学,2008
[2] 中华人民共和国国家标准(gb50011-2010),建筑抗震设计规范[s]. 北京:中国建筑工业出版社,2010
[3] 中华人民共和国国家标准(gb50010-2010). 混凝土结构设计规范[s]. 北京:中国建筑工业出版社,2010。