一、框架柱設(shè)計概要
★ 截面估計:按1.2N的軸心受壓構(gòu)件,3~4層作一次截面變化,厚度不宜超過100mm
★ 板件寬厚比,見下表
★ 長細比:多層(£12層)框架柱在6~8度設(shè)防時不應(yīng)大于120,9度設(shè)防時不應(yīng)大于100。高層(>12層)框架柱在設(shè)防烈度為6,7以及8和9度時,分別為120,80以及60
★ 《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)規(guī)定:計算在重力和風(fēng)力或多遇地震荷載作用組合下的穩(wěn)定性時,如果層間位移標(biāo)準值不超過層高的1/250,則帶支撐(或剪力墻)框架柱的計算長度系數(shù)可取為m=1.0;層間位移標(biāo)準值不超過層高的1/1000時,純框架柱的計算長度系數(shù)亦可由吳側(cè)移公式計算確定。
★ GB50017對有支撐框架分為強支撐框架和弱支撐框架。
二、柱與梁的連接
★ 常見形式:剛性連接
★ 做法:
★ 完全焊接
★ 完全栓接
★ 栓焊混合
★ 改進形式完全焊接
1】骨形連接(Dog bone)
2】梁端部加腋
3】懸臂梁段
★ 柔性連接形式:
1】連接角鋼
2】端板
3】支托
★ 半剛性連接 :
1】端板-高強螺栓連接方式
2】上、下角鋼和高強螺栓方式
三、水平支撐布置
★ 類型:橫向水平支撐、縱向水平支撐
★ 作用:
★ 臨時水平支撐:為建造和安裝的安全而設(shè)置,在施工完畢后拆除;
★ 永久水平支撐:水平構(gòu)件(如樓蓋或屋蓋構(gòu)件)不能構(gòu)成水平剛度大的隔板時設(shè)置
1】形式:平面桁架
四、豎向支撐設(shè)計
★ 構(gòu)成:
通常為貫通整個建筑物高度的平面桁架形式,通過在兩根柱構(gòu)件間設(shè)置一系列斜腹桿★ 構(gòu)成
分類:
豎向中心支撐、豎向偏心支撐
★ 布置:
可以在建筑物縱向的一部分柱間布置,也可以在橫向或縱橫兩向布置;其在平面上的位置既可沿外墻布置,也可沿內(nèi)墻布置
五、中心支撐
★ 形式:
★ 十字交叉斜桿(圖a),單斜桿(圖b),人字形斜桿(或V形斜桿,圖c)或K形斜桿(圖d)體系
★ 抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)不得采用K形斜桿體系
★ 支撐體系都可以跨層跨柱設(shè)置
★ 長細比:
1】非抗震設(shè)防結(jié)構(gòu):受拉的桿件長細比不應(yīng)大于300 ,受拉、受壓桿件的長細比不應(yīng)大于150
2】抗震設(shè)防結(jié)構(gòu):
★ 板件寬厚比:
1】6度抗震設(shè)防和非抗震設(shè)防:按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017)
2】抗震設(shè)防結(jié)構(gòu):
★ 截面形式:
1】雙軸對稱截面
2】單軸對稱截面,采取防止繞對稱軸屈曲的構(gòu)造措施
★ P-△效應(yīng)導(dǎo)致的附加效應(yīng):
1】在重力和水平力下,承受水平荷載引起的剪力外,還承受水平位移和重力荷載產(chǎn)生的附加彎曲效應(yīng),樓層附加剪力為:
人字形和V形支撐尚應(yīng)考慮支撐跨梁傳來的樓面垂直荷載。
2】十字交叉支撐,人字形支撐和V形支撐的斜桿,應(yīng)計入柱在重力下的彈性壓縮變形在斜桿中引起的附加壓應(yīng)力:
對十字交叉支撐的斜桿
對于人字形和V形支撐的斜桿
3】在多遇地震效應(yīng)組合作用下,人字形支撐和V形支撐的斜桿內(nèi)力應(yīng)乘以增大系數(shù)1.5
★ 支撐斜桿按受壓桿驗算
對于帶有消能裝置的中心支撐體系,支撐斜桿的承載力應(yīng)為消能裝置滑動或屈服時承載力的1.5倍。
★ 中心支撐節(jié)點構(gòu)造
六、偏心支撐
★ 形式:
門架式(圖a),單斜桿式 (圖b),人字形(圖c)或V字形 (圖d)
★ 特征:
★ 支撐斜桿不交于梁柱節(jié)點
★ 耗能梁段:正常的荷載狀態(tài)下,偏心支撐框架具有足夠水平剛度;在遭遇強烈地震作用時,耗能梁段首先屈服吸收能量
★ 長細比:不應(yīng)大于120
★ 板件寬厚比:不應(yīng)超過GB50017規(guī)定的軸心受壓構(gòu)件在彈性設(shè)計時的寬厚比限值
★ 耗能梁段的局部穩(wěn)定性
1】翼緣板自由外伸寬度b1與其厚度tf比:
2】腹板計算高度h0與其厚度tw之比: