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钢结构柱和支撑的设计

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一、 框架柱设计概要   柱截面形式: 箱形、焊接工字形、H 型钢、圆管等   截面估计:按 1.2N 的轴心受压构件,3~4 层作一次截面变化,厚度不宜超过 100mm   板件宽厚比,见下表   长细比:多层(£12 层)框架柱在 6~8 度设时不应大于 120,9 度设时不应大于 100。高层(>12 层)框架柱在设防烈度为 6,7 以及 8 和 9 度时,分别为 120,80 以及 60 钢结构柱和支撑的设计   高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)规定:计算在重力和风力或多遇地震荷载作用组合下的稳定性时,如果层间位移标准值不超过层高的 1/250,则带支撑(或剪力墙)框架柱的计算长度系数可取为 m=1.0;层间位移标准值不超过层高的 1/1000 时,纯框架柱的计算长度系数亦可由吴侧移公式计算确定。   GB50017 对有支撑框架分为强支撑框架和弱支撑框架。 二、 柱与梁的连接   常见形式:刚性连接   做法:   完全焊接   完全栓接   栓焊混合 钢结构柱和支撑的设计   改进形式完全焊接 1】 骨形连接(Dog bone) 2】 梁端部加腋 3】 悬臂梁段 钢结构柱和支撑的设计   柔性连接形式: 1】 连接角钢 2】 端板 3】 支托 钢结构柱和支撑的设计   半刚性连接 : 1】 端板-高强螺栓连接方式 2】 上、下角钢和高强螺栓方式 钢结构柱和支撑的设计 三、 水平支撑布置   类型:横向水平支撑、纵向水平支撑   作用:   临时水平支撑:为建造和安装的安全而设置,在施工完毕后拆除;   永久水平支撑:水平构件(如楼盖或屋盖构件)不能构成水平刚度大的隔板时设置 1】 形式:平面桁架 钢结构柱和支撑的设计 四、 竖向支撑设计   构成:      通常为贯通整个建筑物高度的平面桁架形式,通过在两根柱构件间设置一系列斜腹杆   构成 分类:       竖向中心支撑、竖向偏心支撑     布置:       可以在建筑物纵向的一部分柱间布置,也可以在横向或纵横两向布置;其在平面上的位置既可沿外墙布置,也可沿内墙布置
五、 中心支撑   形式:   十字交叉斜杆(图 a),单斜杆(图 b),人字形斜杆(或 V 形斜杆,图 c)或 K 形斜杆(图 d)体系   抗震设防的结构不得采用 K 形斜杆体系   支撑体系都可以跨层跨柱设置   钢结构柱和支撑的设计   长细比: 1】 抗震设防结构:受拉的杆件长细比不应大于 300 ,受拉、受压杆件的长细比不应大于 150 2】 抗震设防结构: 钢结构柱和支撑的设计   板件宽厚比: 1】 6 度抗震设防和非抗震设防:按《钢结构设计规范》(GB50017) 2】 抗震设防结构: 钢结构柱和支撑的设计   截面形式: 1】 双轴对称截面 2】 单轴对称截面,采取防止绕对称轴屈曲的构造措施   P- 效应导致的附加效应: 1】 在重力和水平力下,承受水平荷载引起的剪力外,还承受水平位移和重力荷载产生的附加弯曲效应,楼层附加剪力为:     钢结构柱和支撑的设计 人字形和 V 形支撑尚应考虑支撑跨梁传来的楼面垂直荷载。 2】 十字交叉支撑,人字形支撑和 V 形支撑的斜杆,应计入柱在重力下的弹性压缩变形在斜杆中引起的附加压应力: 对十字交叉支撑的斜杆 钢结构柱和支撑的设计 对于人字形和 V 形支撑的斜杆 钢结构柱和支撑的设计 钢结构柱和支撑的设计 3】 在多遇地震效应组合作用下,人字形支撑和 V 形支撑的斜杆内力应乘以增大系数 1.5   支撑斜杆按受压杆验算 钢结构柱和支撑的设计 对于带有消能装置的中心支撑体系,支撑斜杆的承载力应为消能装置滑动或屈服时承载力的 1.5 倍。   中心支撑节点构造 钢结构柱和支撑的设计 六、 偏心支撑   形式:       门架式(图 a),单斜杆式 (图 b),人字形(图 c)或 V 字形 (图 d)   特征:   支撑斜杆不交于梁柱节点   耗能梁段:正常的荷载状态下,偏心支撑框架具有足够水平刚度;在遭遇强烈地震作用时,耗能梁段首先屈服吸收能量 钢结构柱和支撑的设计   长细比:不应大于 120   板件宽厚比:不应超过 GB50017 规定的轴心受压构件在弹性设计时的宽厚比限值   耗能梁段的局部稳定性 1】 翼缘板自由外伸宽度 b1 与其厚度 tf 比: 钢结构柱和支撑的设计 2】 腹板计算高度 h0 与其厚度 tw 之比:  钢结构柱和支撑的设计

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