高层建筑钢框架-偏心支撑结构设计研究.pdf
《高层建筑钢框架-偏心支撑结构设计研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高层建筑钢框架-偏心支撑结构设计研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023年4 月规划设计与勘察江西建材高层建筑钢框架一偏心支撑结构设计研究熊祖强江西省建筑设计研究总院集团有限公司,江西南昌330046摘要:文中以某高层建筑为例,分析了偏心支撑框架设计要点,阐述了斜杆与消能梁段的应用效果,并明确梁段受剪承载力、梁段构造与长度的注意事项,以供参考。关键词:高层建筑施工;偏心支撑;钢框架中图分类号:TU318文献标识码:B文章编号:10 0 6-2 8 90(2 0 2 3)0 4-0 133-0 3Research on the Design of Steel Frame-Eccentric SupporStructure for High-rise Buil
2、dingsXiong ZuqiangJiangxi Provincial Architectural Design and Research Institute Group Co.Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330046Abstract:This paper takes a high-rise building as an example,analyzes the key points of eccentric support frame design,expounds theapplication effect of inclined rod and energy dissi
3、pation beam section,and clarifies the matters needing attention of the shear bearing capacity,the structure and length of the beam section.for reference.Key words:High-rise building construction;Eccentric support;Steel frame0引言近年来,偏心支撑框架在建筑行业得到广泛应用,其结构具有以下特点:(1)通过错开梁柱交点、支撑中心线的方式,降低中等、微小地震影响,确保即使发生中等
4、或微小地震,建筑结构仍然能够处于弹性状态。此外,若建筑所在地区发生强烈地震,结构消能梁段将出现剪切屈服并吸收地震能量,在保护受力构件的前提下,最大限度地加强结构延性。(2)结构侧向刚度由消能梁段净长决定,这是因为其刚度将随着梁段缩短而变大,从而无限接近中心支撑框架所具有刚度,与此同时,其柔性会随着梁段增长而增加,并无限接近常规框架所具有刚度。(3)除特殊情况外,均应选用剪切屈服消能梁段,既能保证在弹性状态下结构整体具有良好刚度,又可以保证弹塑性状态下结构耗能达到理想水平,另外,还能够为日后敷设管道、安装门窗等工作的开展提供便利。1工程概况某高层建筑总面积约6.4 万m,高度为5 9m;建筑整体
5、呈“工”字形,长98 m,宽31m,要求抗震烈度达到8 度及以上,地震影响系数不超过0.16。为保证结构可靠,设计人员决定采用偏心支撑框架,兼具中心支撑、框架结构优点的全新结构。偏心支撑框架的特点主要体现在以下两方面:(1)新增消能梁段,可通过剪切屈服,抵消地震剪切作用力,为支撑稳定性、结构延性提供保证;(2)每层均有支撑对应,承载力、抗侧移刚度明显优于常规框架。2偏心支撑框架设计2.1抗震设计作者简介:熊祖强(197 8-),男,江西南昌人,硕士,高级工程师,主要研究方向为结构工程。2.1.1性能目标对结构耗能进行设计时,通常需要考虑框架柱、框架梁、节点还有偏心支撑的情况。本项目中,设计人员
6、分别对以上构件的性能目标进行了明确,见表1。表1结构件性能目标竖向节点关键构架耗能构件抗震构件位移角烈度偏心支普通框偏心消能框架柱框架梁撑节点架柱支撑梁段罕遇1/50抗剪不屈部分损坏严重地震先破坏部分抗剪弹性设防构件再部分屈服地震破坏屈服抗剪抗弯不屈节点不届多遇1/250弹性地震2.1.2设计说明通过YJK软件分析小震弹性。客户方要求建筑抗震烈度达到8 度,对应加速度在0.2 g左右,将结构阻尼比设为0.0 3、折减系数设为0.9,综合考虑偏心影响和扭转效应,利用软件对结构位移、周期进行计算。若计算结果与规范要求相符,则代表所选结构科学,随后,通过软件内置非线性模块分析动力弹塑性,从而掌握消能
7、梁段实际耗能。本项目需要重点考虑以下三方面内容:一是基底剪力。大地震情况下,计算基底剪力,若地震波剪力未达到8 度区剪力,则说明建筑结构已转变为塑性状态。二是包络位移角。大地震情况下,结构包络位移角不得超过1/5 0。三是结构损伤。若两段损伤在支撑损伤值之上,支撑损伤在框架柱损伤值之上,则说134生剪力(N);B为2023年4 月规划设计与勘察江西建材明消能梁段在耗散地震作用力方面发挥出了应有作用,符合本项目要求 2 2.2结构设计2.2.1偏心支撑钢框架的缺陷主要在于侧向刚度不理想,将其用于高层建筑施工,极易使建筑受侧向力影响,进而出现结构侧移的问题,导致建筑功能无法得到充分发挥。为解决该问
8、题,有关人员提出了以下建议:根据建筑情况,沿框架横纵走向增设支撑,从而获得刚度更符合要求的支撑钢框架。本次建筑施工的高度为59m,达到重点设防标准,根据相关技术规程要求,需采用偏心支撑框架。偏心支撑与常规支撑存在明显区别,偏心支撑要求支撑斜杆在柱节点以外的区域与梁相连,从而形成消能梁段,该梁段能够更改梁、支撑斜杆的屈服顺序,既可通过非弹性变形的方式抵消地震影响,又可为支撑斜杆提供保护,并通过强化结构既有抗震能力的方式,最大限度保证业主的安全。根据斜杆形式,可将该框架分为V形、Y形以及人字形几类,在确定支撑形式时,既要考虑建筑结构的受力情况,还要考虑建筑功能需求,保证所设计方案与现场情况相符。本
9、项目框架柱优选矩形钢管柱,辅以H形钢梁,支撑截面和抗扭边梁均使用矩形钢管。建筑标准层偏心支撑总数为10 道,主要设置在房间隔墙、楼梯间区域,走廊和门洞改用V形、人形支撑。由于本项目柱网偏大,1a长宽比无法满足要求,故弃用,1b消能梁段与梁跨重合,1c消能梁段与梁端重合。工作人员根据现场情况制定以下方案:沿建筑高度布设支撑,在地下室内指定区域增设剪力墙,以保证剪力墙与支撑相对应。2.2.2支撑斜杆偏心支撑框架与其他框架的区别主要是,其增设了消能梁段。该梁段可以通过非弹性变形的方式,有效抵消地震作用力,从而避免建筑结构出现支撑屈服的情况 3。要充分发挥其作用,关键是要保证支撑具有合理承载力,故需要
10、以抗震等级为依据,酌情调整支撑轴压力,与此同时,还要对框架梁弯矩加以调整,以免出现塑性铰与消能梁段错开的情况,设计流程如下:(1)利用以下公式计算构件内力相关参数值。N=nNV(1)br,comMb=nbNV(2)b,comM.=ncMV(3)c,comVNNVC,com(4)式中,Nbr为支撑轴力(kN);M,为梁段同跨梁对应弯矩值(k Nm);M.为柱弯矩值(kNm);N为轴力额定值,Nbr;V为不考虑轴力所造成影响的前提下,梁段所表现出的受剪承载能力(kN);Nb r.c o m为与梁段剪力值相对的支撑的实际轴力值(k Nm);Nb r.c o m为梁段同跨框架梁对应弯矩值,Nbrcom
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高层建筑 框架 偏心 支撑 结构设计 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。