《钢框架——支撑结构概念》小结
《钢框架——支撑结构概念》
钢框架——支撑结构在多高层钢结构建筑中是一种非常常用的结构形式,钢框架支撑结构是在钢框架结构的基础上,通过在部分框架柱之间布置支撑来提高结构承载力及侧向刚度。支撑体系与框架体系共同作用形成双重抗侧力结构体系,这不但为结构在正常受力情况下提供了一定的刚度,而且为结构在水平地震作用及较大风荷载作用下,提供了两道受力防线,形成了人们较理想的破坏机制。然而,不同的支撑布置方式会产生不同的效果,这包括支撑的类型,支撑布置的位置以及支撑杆件所选择的截面形式。
1支撑的类型:
(1)中心支撑:支撑构件的两端均位于梁柱节点处,或一端位于梁柱节点处,一端与其他支撑杆件相交,中心支撑的特点是支撑杆件的轴线与梁柱节点的轴线相汇交于一点,支撑体系刚度较大。中心支撑包括:单斜杆支撑,交叉支撑,人字形支撑,V字形支撑,K字形支撑,跨层交叉支撑,带拉链杆支撑。
中心支撑适用于抗震设防等级较低的地区,以及主要有风荷载控制侧移的多高层建筑物。
(2)偏心支撑:支撑杆件的轴线与梁柱的轴线不是相交于一点,而是偏离了一段距离,形成一个先于支撑构件屈服的“耗能梁段”。偏心支撑包括人字形偏心支撑,V字形偏心支撑,八字形偏心支撑,单斜杆偏心支撑等。
偏心支撑适用于抗震设防等级较高的地区或安全等级要求较高的建筑,而且相对中心支撑而言可以很容易解决门窗布置受限的难题。
(3)消能支撑:将支撑杆件设计成消能杆件,以吸收和耗散地震能量减小地震反应。
消能支撑实际上也是一种非屈曲支撑,技术较为先进,适应强,但单造价相对较高。
2、支撑的布置方式:
以上述6跨的钢框架支撑结构为例,来说明支撑的布置对结构抗侧刚度的影响:(框架支撑结构的用钢量及支撑的数量、规格均相同)
(1) 支撑集中布置在中间跨的框架支撑结构的抗侧移刚度要大于支撑布置于边跨;(比如b和e的布置方式,假设将有支撑跨视为一个竖向悬臂杆,无支撑跨的抗侧刚度忽略不计,则显然b结构只相当两个竖向悬臂杆的抗侧刚度的简单叠加,而e结构却相当于一个2倍截面高度的悬臂杆的抗侧移刚度。)
(2) 应使支撑在长度方向上连续,尽量增大之城之称的通常,即使更多的竖向杆件被支撑杆件联系成整体,发挥空间整体作用。
(3) 结构的高度越大,层数越多,支撑的设置对结构抗侧移刚度的影响越大。
(4) 支撑的布置宜上下连续,左右对称,且尽量保证每个节点受力的一致性。
3、支撑的截面形式:
支撑的截面形式包括单槽钢、单角钢、双角钢、双槽钢、H形钢,箱型截面钢,钢管。
强支撑框架理论在港口钢结构栈桥中的应用
2012年2月 第2期总第463期 水运工程 Port&Waterway Engineeri“g Feb.2012 No.2 SerialNo.463
一 强支撑框架理论 在港口钢结构栈桥中的应用
郑仲,王国敏 (中交第二航务工程勘察设计院有限公司,湖北武汉430071)
摘要:应用GB 50O1卜2003《钢结构设计规范》53 3条 构特点,对大跨度、高支架的栈桥采用组合桁架与单柱结构。 关键字:强支撑框架;侧移刚度;栈桥;计算长度系数 中图分类号:TU 328 文献标志码:A “强支撑框架理论”概念,结合港口工程中钢结构栈桥支柱结 提出合理确定该结构体系中柱计算长度的实用、简捷方法
文章编号:1002—4972(2012)02—0055—03
Applicatjon of str0ng bracing fr锄e in p。rt engineerjng th steel trestle ZHENG Zhong,WANG Guo—min …一 (Cccc s。 。nd Harbor consultants c。.,Lld.,wuhan 430071,ch
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o feest ee l trestl B500"’2003),refe gt0 re1evancliteralures,and 。mbi lheStrucfura1 characfe ses in th e port engineering,we ad.op-s t the a c。 inati。n or tru 。 叭Ⅲ : pan and hi 葛。
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偏心支撑钢框架性能介绍与设计要点
偏心支撑钢框架性能介绍与设计要点
摘 要:本文对偏心支撑钢框架的抗震性能进行了简单的介绍,比较了不同的偏心支撑的形式,并说明各种形式的优缺点。然后对偏心支撑钢框架消能梁段的设计方法进行了介绍,并为实际设计中采用这种支撑形式的结构提出了设计建议。
关键词:偏心支撑钢框架;性能;设计
Abstract: This paper take a simple introduction to the seismic performance of
eccentrically braced steel frame, compare different eccentric support in the form, and
explain the advantages and disadvantages of various forms. Beam segments of the
energy dissipation of eccentrically braced steel frame design method were introduced
and the proposed design for the actual design of the structure of this support in the
form of recommendations.Keywords: eccentrically braced steel frame; performance;
design
1.偏心支撑钢框架性能简介
偏心支撑钢框架是近二十年发展起来的、并在抗震设防八度及以上的地震区的钢结构建筑中得到较多的应用。它是在构造上使支撑至少有一端偏离梁和柱的轴线交点而与梁相交,另一端可在梁柱交点处进行连接,或偏离另一根支撑斜杆一端长度与梁相连,这样就在支撑斜杆杆端与柱子之间或者两根支撑斜杆的杆端之间构成了消能梁段。如图1所示,为常见的几种偏心支撑的类型和消能梁段的构成。
钢支撑—混凝土框架体系节点分析
钢支撑—混凝土框架体系节点分析
冯芝茂;张建勋
【摘 要】以某钢支撑—钢筋混凝土框架体系结构中支撑节点为研究对象,采用通用有限元软件ANSYS建立了模型,分析了节点在常遇地震及设防地震下的承载力,对比研究了通过增设加劲肋及加厚腹板的方式来改善节点域承载力的有效性.
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2017(043)008
【总页数】3页(P46-48)
【关键词】钢支撑—混凝土框架;ANSYS;支撑节点;承载力
【作 者】冯芝茂;张建勋
【作者单位】中国核电工程有限公司,北京100840;中国中元国际工程有限公司,北京100089
【正文语种】中 文
【中图分类】TU375
在多层钢筋混凝土工业厂房中,由于工艺布置的需要,厂房结构布置呈现空旷少柱、平面不规则、抗侧力构件较少的特点,为了满足结构抗震的要求,常常需要布置钢支撑,与钢筋混凝土框架一起组成抗侧力体系。
钢支撑—混凝土框架体系在设计时需要按《建筑抗震设计规范》[1]中附录G的要求进行设计,但是规范中对钢支撑与混凝土连接节点处承载力计算与设计构造并不明确,并且按照常规计算方法设计也较为困难[2]。 本文以某钢支撑—钢筋混凝土框架体系结构中支撑节点为研究对象,采用通用有限元软件ANSYS进行建模、分析节点域在常遇地震及设防地震下的承载力。研究通过增设加劲肋及加厚腹板的方式来改善节点域承载力的有效性。
本工程主要建筑功能为能源运行调度中心,地上5层,地下1层,高度24.0 m,结构体系为钢支撑—混凝土框架体系。抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.20g,设防地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅲ类。基本风压为0.45
kN/m2。钢筋混凝土框架部分混凝土等级为C35、抗震等级为一级。钢支撑采用X型布置,支撑杆件为H型钢,材质为Q345B。钢支撑竖向布置见图1,钢支撑节点详图及常遇地震设计内力见图2。
2.1 建模
节点分析采用通用有限元软件ANSYS v14.5,钢板采用Shell181四节点有限应变壳单元,考虑横向剪切变形的影响,该单元包含4个节点,每个节点包括3个平动自由度和3个转动自由度。混凝土梁采用Solid45单元,该单元包含8个节点,每个节点有3个平动自由度。模型所受荷载由整体模型计算导出,施加荷载时,为避免加载点的应力集中,杆端截面建立MPC184刚性梁单元,荷载通过主节点均匀传至截面各节点。模型网格尺寸控制为50 mm,模型中包含4 916个单元、15 903个节点。单位制为N,mm。
几种钢框架-支撑结构体系的特点和性能
几种钢框架-支撑结构体系的特点和性能
哈敏强
【期刊名称】《住宅科技》
【年(卷),期】2004(000)003
【摘 要】钢框架-支撑体系具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度.介绍了中心支撑、偏心支撑及消能支撑等钢框架-支撑体系的构造和性能,通过比较,指出偏心支撑框架具有良好的耗能能力,消能支撑框架具有较强的抗侧钢度,是理想的抗侧力体系.
【总页数】3页(P19-21)
【作 者】哈敏强
【作者单位】同济大学建筑工程系,上海,200092
【正文语种】中 文
【中图分类】TU2
【相关文献】
1.支撑材料超强对弱剪型支撑钢框架影响的研究--兼论抗震钢在弱剪型支撑钢框架支撑构件中的应用 [J], 齐永胜;周泓
2.钢框架-支撑体系中支撑与框架的变形特点对结构分析的影响 [J], 张艳霞
3.中心支撑对钢框架结构体系抗震性能影响分析 [J], 余勇为;杨建军;盖卫明;吴晓东
4.屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系抗震性能分析 [J], 侯检平
5.多层住宅钢框架结构体系在几种主要荷载作用下的性能特点 [J], 王柯;李天;高明辉;张哲;李光 因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买
钢结构有侧移和无侧移框架
-1-钢结构的有侧移和无侧移框架
吴辉
中煤科工集团重庆设计研究院都城设计所重庆市400016
摘要:刚架失稳有两种模式,分别是有侧移失稳和无侧移失稳。正确理解有侧移和无侧移失稳,
是应用构件计算长度法的前提条件。目前国内对刚架失稳模式的研究比较全面,提出了多
种有关刚架稳定的概念,特别是在侧移问题上。本文简单的总结了刚架稳定中侧移问题的
相关概念,对有侧移和无侧移进行了比较系统的总结。全文对理解刚架失稳有很好的帮助。
关键词:刚架失稳有侧移失稳强支撑框架有侧移框架
中图分类号:TU33+7文献标识码:A文章编号:
Abstract:Frameinstabilityhastwomodes,respectively,lateralinstabilityandnolateral
instability.Correctunderstandingoflateraldisplacementandlateralinstability,
istheapplicationofmembereffectivelengthmethodconditions.Atpresentdomestic
toframeinstabilitymodecomparisonacrossstudies,putforwardavarietyof
relevantframestabilityconcept,especiallyinthelateralshiftproblems.This
articlebrieflysummarizesthestabilityofrigidframesinsidewayquestions
relatedconcepts,thelateraldisplacementandlateraldisplacementwerecompared
systematically.Thefulltextoftheunderstandingofrigidframeinstabilityhave
高层钢框架-支撑结构动力特性分析
第24卷第4期 江 西 科 学 2006年8月 JIANGXI SCIENCE VO1.24 NO.4 Aug.2006
文章编号:1001—3679(2006)04—0181—04
高层钢框架一支撑结构动力特性分析
邵建华,申永康
(河海大学土木工程学院,江苏南京210098)
摘要:首先建立了钢框架一支撑结构杆系~层模型理论的动力特性分析简化模型,提出基于该模型的剪切型 和弯剪型结构体系固有频率与基本周期的理论计算方法及其2种实用计算方法。最后通过算例对本文计算 结果与ANSYS分析结果、美国UBC计算结果对照分析,对影响该结构体系固有频率与基本周期的相关因素 进行了详细分析。 关键词:支撑框架;固有频率;基本周期;动力特性 中图分类号: 文献标识码:A
Analysis of Dynamic Properties for High--rise Structural System
of Steel Braced Frame
SHAO Jian-hua,SHEN Yong—kang
(College of Civil Engineering,Jiangsu Naniing 210098 PRC)
Abstract:The model of bars—floor about the structural system of steel braced frame for dy—
namical analysis is established,two applied methods and the theory method for computing the natural frequency and fundamental period of the structural system are presented.Based
on the engineering deigned example,the results of the author's methods,finite element anal—
钢框架-支撑结构设计实例(书稿例题)
89 钢框架-支撑结构设计实例
4.10.1 工程设计概况
本建筑为某公司办公楼,位于沈阳市区,共七层。总建筑面积约59002m,总高度30.6m,室内外高差0.600m;底层层高4.5m,顶层层高4.5m,其余层均为4.2m。设两部楼梯和两部电梯。墙体采用聚氨酯PU夹芯墙板。屋面为不上人屋面。
结构形式为钢框架—支撑体系。设计基准期50年,雪荷载0.502mkN,基本风压:0.552mkN。抗震设防烈度为7度,设计基本加速度为0.1g,结构抗震等级四级。结构设计基准期50年。
地质条件:拟建场地地形平坦,地下稳定水位距地坪-9.0m以下,冰冻深度-1.20m,地质条件见表4-24,Ⅱ类场地。
建筑地层一览表 表4-24
序号 岩土分类 土层深度
(m) 厚度范围
(m) 地基土承载力
(kPa) 桩端阻力
(kPa) 桩周摩擦力
(kPa)
1 杂填土 0.0~0.5 0.5 — — —
2 粉土 0.5~1.5 1.0 120 — 10
3 中砂 1.5~2.5 1.0 230 — 25
4 砾砂 2.5~6.5 4.0 340 2400 30
5 圆砾 6.5~12.5 6.0 520 3500 60
注:表中给定土层深度由自然地坪算起。
4.10.2 方案设计
1.建筑方案概述
1)设计依据
《民用建筑设计通则》GB50352-2005
《办公建筑设计规范》JGJ67-2006
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
2)设计说明
(1)屋面(不上人屋面)
防水层:SBS改性沥青卷材(带保护层);
40mm厚1:3水泥沙浆找平层;
70mm厚挤塑板保温层;
1:6水泥炉渣找坡(最薄处30mm,坡度2%);
压型钢板混凝土组合板(结构层折算厚度100mm);
轻钢龙骨吊顶。
(2)楼面:
20mm厚大理石面层;
20mm厚1:3干硬性水泥沙浆找平层;
关于钢结构的论文5000字
关于钢结构的论文5000字
随着我国钢产量的快速增长,对用钢政策由限制用钢到合理用钢到积极用钢,国务院1999年颁发的72号文件提出要发展钢结构住宅产业,在沿海大城市限期停止使用粘土砖。因此开发轻钢结构住宅体系已成为当前住宅结构研究中的热点。不过,多层轻钢结构的研究还处于起动阶段,研究力度还不够,实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决,以利于轻钢住宅在我国健康快速发展。
一.发展轻钢结构住宅遇到问题和对策
(一)钢结构常识
钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构相
比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势,在全球范围内,特别是发达国家和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构5大子类,公司现阶段业务主要集中于前两类。
(二)轻钢结构的优点
轻钢结构住宅相比于传统住宅,有其突出的优点:
(1)轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。
(2)现场施工速度快,主要为干作业,有利于文明施工。
(3)钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。 (4)自重轻,抗震性能好。
(5)综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。
(三)发展轻钢结构住宅遇到的问题
(1)轻钢结构住宅具有性能好、自重轻、工厂化程度高、建造速度快、劳
动强度小等优点,因而近三十年来在欧美国家逐步发展起来,已经形成了一整套十分成熟的技术。在我国大力推进住宅产业现代化的今天,国内外许多企业不约而同地想把轻钢结构住宅技术移植到中国来。虽经努力,但效果却不象人们事先想象的那样乐观。问题何在,又应当如何解决呢?首先遇到的是标准和规范问题。我国的标准规范是针对几十年来大量使用的结构体系编制的,轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白,所以不能满足我国现行强制性规范的某些条文不足为奇。例如我国建国以后建造的建筑物多采用砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料,由此导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻,轻钢结构住宅难以满足其要求。再如长期以来镀锌轻钢龙骨在我国仅用于隔断、吊顶等非主要承重结构,我国《冷弯薄壁型钢结构技术规程》基本上不考虑用厚度2毫米以下的钢材制作主要承重构件,对于国外大量采用的壁厚0.8-1.6毫米的镀锌轻钢龙骨承重体系,我们既缺乏对其受力状况和结构安全性、耐久性的理论分析,也缺乏相关的实验数据,这就使得轻钢住宅的结构设计在我国寻找不到有针对性的规范作为依据。这种与国内规范不衔接的状况,使轻钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段,都会遇到数不尽的障碍与麻烦。 (2)面临的另一类问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。轻钢结构住宅体系是在国外尤其是北美地区木结构住宅的基础上发展起来的,这两种体系虽然在国外已经十分成熟和完善,但是对于我国来说却完全是新东西,
高层框架—支撑体系钢结构建筑优化设计案例
山 西建筑SHANXI ARCHIDECTURE第47卷第11期・60・ 2 0 2 1年6月Vot. 27 No. 11Juu. 2021DOI:1. 1371/j. cnei. 10094025.2021. 11.022高层框架一支撑体系钢结构建筑优化设计案例汤嘉虹1宋鹤2(1.太原市晋源区建筑工程质量服务站,山西太原030000; 2.山西四建集团有限公司,山西太原030000 )摘 要:某高层建筑,结构形式为钢框架(钢管混凝土柱)—支撑体系,通过荷载的精细化取值、梁规格的合理选型及计算参数的 调整等方面,对原结构设计进行了优化,并对优化前后结构的规则性、侧移、自振周期及振型等整体指标进行了比较分析。结果表 明,通过本次优化,用钢量降低了 12% ,同时并未降低原结构的安全储备。结合实际工程,对优化及抗震设计过程中的要点进行 了分析,期望能够为高层建筑钢结构的优化设计提供有益的参考。关键词:高层钢结构建筑,优化设计,结构形式中图分类号:TU31 文献标识码:A 文章编号:1009 4025( 2021)l1-4062-431概述近年来,装配式建筑得到了政府的大力推广,其中钢 结构工程主要是通过工厂化的形式生产各类结构构件, 实现全生命周期的设计,包括生产、施工和安装等环节, 具有节能环保的社会效益,在装配式建筑中具有明显的 优势。因此在高层住宅、公寓等建筑中,钢结构作为结构 主体的应用得到了较大规模的普及。而经济性能是影响 其应用的一个关键问题,如何控制工程造价,充分发挥钢 结构建筑技术经济上的综合优势,工程设计是一个非常 重要和关键的阶段。2工程概况23 工程简介本工程地上10层,地下2层,其中地上部分使用功能 为公寓和办公,地下部分为车库。地上部分总建筑面积为 135 525 m2,分为A座、B座两部分,层高为48. 72 m,每部 分通过抗震缝分为四个单体,平面布置如图1所示。结构 层高见图2。该工程结构设计基准期5。年,安全等级二级, 抗震设防烈度0度,地震分组第二组,场地类别三类,抗震 设防分类为丙类。适用的主要钢结构规范为GB 5001— 221钢结构设计标准⑴及JGJ 99—2015高层民用建筑钢 结构技术规程[]。分析模型较简单,容易估计其地震作用及抗震措施,但需考 虑扭转地震效应。2)结构体系为钢框架一中心支撑,支撑起到如同 剪力墙的作用,有效提高了抗侧刚度。框架柱选用钢 管混凝土柱,可以充分发挥结构良好的抗侧能力和优 越的承压性能,且宽厚比构造要求宽松,柱的用钢量较 为节省。)030303030303030-€30-€30-[板混'1210层 9层 8层 7层 6层 5层 4层 3层 2层 1层-1层 -2层 楼层号机房层C50—€30空€30C50—€30C50C50C4513448.720 ZJ36200 ^41.380 ^^36-580 :負780 :宜.980 *它.180 *卫380 4卞580 亠钦80 三^(80 尸为020-5.700■(础顶面(嵌固部位)a )10层单体层高48.720€€€€€€€ €€ € €1库^2C50C45:30:30:30:30:30:30€30€30€30
高大空间大跨度型钢混凝土屋盖施工吊模与钢框架支撑组合技术
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发布时间:2021-04-19T01:50:20.757Z 来源:《新型城镇化》2020年23期 作者: 谢炜 胡庆康[导读] 本文针对汉中市天汉大剧院观众厅型钢混凝土屋顶施工面临支模高度近 30 米,屋面跨度 32mx30m,屋面结构整体自重 2100 余吨的难题,合理利用了型钢混凝土梁中的 H 型钢作为吊模的受力构件,设计了由钢骨梁下翼缘预留耳板通过 2 根钢筋悬吊方钢管横梁的吊模体系;
中交第四公路工程局有限公司 北京 100022
摘要:汉中市天汉大剧院观众厅型钢混凝土屋顶施工面临高大空间大跨度大重量的施工难题。本文合理利用了型钢混凝土梁中的 H 型钢作为吊模的受力构件,并设计了钢框架支撑用以解决 H 型钢自身承载力不足以承受屋面梁板混凝土自重的问题。实现了安全、便利地施工高大空间大跨度大重量混凝土屋面。对今后其他类似工程提供了参考解决方案和细部做法。
关键词:高大空间;大跨度;型钢混凝土;屋盖;吊模;支撑
概述
随着我国社会经济的发展,人民群众对文化生活的需求越来越多, 全国各地的剧场剧院类建筑层出不穷,由于剧院功能的需要,该类建筑往往具有高大空间大跨度的混凝土结构屋面。型钢混凝土梁相比普通混凝土梁具有承载力高,刚度大的优点,适用于大跨度屋面结构。这种高大空间大跨度型钢混凝土屋顶施工常采用吊模的支模方式,国内已有一定的工程实践,对于吊模体系设计方法、支撑体系的力学计算模型、吊模施工工艺等方面均有相应的研究 [1][2][3]。
本文针对汉中市天汉大剧院观众厅型钢混凝土屋顶施工面临支模高度近 30 米,屋面跨度 32mx30m,屋面结构整体自重 2100 余吨的难题,合理利用了型钢混凝土梁中的 H 型钢作为吊模的受力构件,设计了由钢骨梁下翼缘预留耳板通过 2 根钢筋悬吊方钢管横梁的吊模体系; 并设计了钢框架支撑用以解决 H 型钢自身承载力不足以承受屋面梁板混凝土自重的问题;提出了一种环形梁托的柱顶节点作法,解决了支 撑柱顶处混凝土梁下部钢筋无法拉通的问题。实现了安全、便利地施 工高大空间大跨度大重量混凝土屋面。
