在支撑框架结构中,因竖向支撑系统的整体变形属弯曲性质,其抗侧刚度的大小与支撑系统的高宽比成反比,当建筑很高时,由于支撑系统高宽比过大,抗侧力刚度会显著降低。此时,为提高结构的刚度,可在高层钢结构的顶部和中部每隔若干层加设刚度较大的伸臂桁架,使高层钢结构外围柱参与结构体系的整体抗弯,承担结构整体倾覆力矩引起的轴向压力或拉力,使外围柱由原来刚度较小的弯曲构件转变为刚度较大的轴力构件。其效果相当于在一定程度上加大了竖向支撑系统的有效宽度,减小了它的高宽比,从而提高了整体结构的抗侧力刚度。 同样对于框架-剪
在钢框架中通过布置混凝土剪力墙,同样可以提高框架结构的抗侧力刚度的作用,而构成钢框架-混凝土剪力墙结构。很多情况下,将混凝土剪力墙做成闭合的混凝土筒体,与建筑电梯井功能配合,布置在高层钢结构平面中心部位,构成钢框架-混凝土芯筒结构。 框架-剪力墙结构中的剪力墙,可以认为是悬臂结构,其侧向变形特征与剪力墙的高宽比及开洞大小有关,一般情况下,与支撑系统一样,以弯曲变形为主,连带部分剪切变形。因此,框架-剪力墙结构的工作性能与支撑框架结构的工作性能类似。 在钢框架-混凝土剪力墙结构中,两种不同材料的结构
内藏钢板支撑剪力墙是以钢板为基本支撑,外包钢筋混凝土墙板的预制装配式抗侧力构件是高层钢结构的一种有效抗侧力体系,它只在支撑节点处与钢框架相连,墙板与框架间留有缝隙,因而受力明确,施工方便。 设计中一般假定混凝土墙板本身虽不抗剪,但却能有效地保证支撑钢板在屈服前不会屈曲,充分发挥钢板支撑的抗侧移能力,避免了普通钢支撑一旦屈曲抗侧移刚度急剧下降现象。 内藏钢板支撑剪力墙极限变形大、延性好,在罕遇地震下混凝土墙板与框架间的缝隙被挤紧,墙板本身直接参加抗剪工作,因此其真正的抗剪强度远大于计算值,为高层钢结
1、高层钢结构的中心支撑(轴交支撑)特征是支撑的每个节点处,各杆件的轴心线交汇于一点,中心支撑框架可以采用X形支撑、人字支撑或单斜杆支撑,不可以采用K形支撑;支撑斜杆的轴线需要交汇于梁、柱杆件轴线的交点,确有困难时,偏离中心的距离不能超过支撑杆件宽度,并需要计入由此产生的附加弯矩。 2、X形、人字形等中心支撑,具有很大的抗推刚度和水平承载力,用于高层钢结构抗风是十分有效的。此外,用于抵抗7度以下地震也是可行的。 3、构件试验数据表明,轴心受压钢杆件,当其长细比大于40时,因发生侧向挠曲,其受压欧拉
钢结构应用于高层建筑在一些大中城市中是极为常见的。由于外资工程的兴建,建筑钢材的使用显得至关重要,高层建筑应用钢结构也日渐成为了一种趋势。当前,高层建筑中采用的施工结构大致有以下三种:即混凝土结构,钢结构,以及两种结构的混合模式。而高层钢结构的应用又可分为如下两种: 1、作为钢框架与混凝土核心筒组成的受力结构体系,这是高层混合结构中常用的形式。 2、作为劲性骨架与混凝土组成的受力构件,包括钢管混凝土,这种混合结构兼有钢结构与混凝土结构两者的优势,整体强度大,刚性好,抗震能力强。当采用外包砼结构形式
1、高层钢结构的偏心支撑(偏交支撑)特征是支撑斜杆与梁、柱的轴线不是交汇于一点,而是偏离一段距离,形成一个先于支撑斜杆屈服的“消能梁段”,偏心支撑框架的每根斜杆应至少有一端与框架梁连接,并在斜杆与梁交点至柱之间或至同一跨内另一斜杆与梁交点之间,形成消能梁段。 2、高层钢结构的偏心支撑有以下几种类型:单斜杆的一端或两端形成消能梁段、八字形支撑上端形成消能梁段、人字形支撑上端形成竖向消能杆段、X形支撑中心节点形成一个消能板域或水平消能杆段、X形支撑中心节点采用弯曲型消能内框。 3、设计偏心支撑时,需要
1、采用钢框架体系(纯框架结构)的高层钢结构,沿高层钢结构的纵向和横向,都需要采用刚接框架。 2、要求抗晨设防的高层钢结构,纵向框架与横向框架的共用柱,应考虑两个正交方向地震动分量的同时作用,按双向受弯进行截面设计。 3、框架粱、柱的截面设计,需要符合“强柱弱梁”耐震设计准则。 4、框架的底层或底部两层,可以采用型钢混凝土结构,作为上部钢框架与地下混凝土结构之间的过渡层。 5、高层钢结构外转角处的框架柱,其受力状态具有如下特点: (1)、竖向荷载作用下,角柱受到横向框架梁和纵向框架梁刚接引起
1、水平荷载作用下,钢框架因截面尺寸较小,侧移值较大,其上的竖向荷载作用于几何形状发生显著变化的结构上,使杆件内力和结构侧移进一步增大,称之为P-△效应或称二阶效应。 2、P-△效应将使高层钢框架的极限承载力降低10%-40%。下图为10层钢框架的荷载-侧移曲线,虚线表示未考虑P-△效应的一阶弹塑性分析结果,实线表示考虑了P-△效应的二阶协调分析结果。 3、P-△效应的大小,主要取决于高层钢结构的总层数、柱的轴压比和杆件长细比;P-△效应严重时,还会危及框架的总体稳定。 4、当结构在地震作用下的
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