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淺談高層鋼結(jié)構(gòu)的偏心支撐
2022-03-07 10:12 高層鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
一、偏心支撐框架的類型和耗能梁段的構(gòu)成
高層鋼結(jié)構(gòu)的偏心支撐框架在地震區(qū)中得到較多的應(yīng)用。在支撐框架中對(duì)支撐斜桿與梁進(jìn)行偏心連接的設(shè)計(jì)意圖，是要構(gòu)成耗能梁段。因此，高層鋼結(jié)構(gòu)的偏心支撐框架中每一根支撐斜桿的兩端，至少有一端與梁相交，另一端可以在梁與柱交點(diǎn)處進(jìn)行連接或偏離另一根支撐斜桿一段長度與梁連接，并在支撐斜桿端與柱子之間構(gòu)成一耗能梁段或在兩根支撐斜桿的桿端之間構(gòu)成一耗能梁段。下圖是偏心支撐框架的類型和耗能梁段的構(gòu)成。
在偏心支撐框架的頂層可不構(gòu)成耗能梁段，因?yàn)榉铣休d力要求的支撐斜桿不會(huì)屈曲，而且頂層的地震剪力也較小。
支撐斜桿可以采用焊接H型鋼或軋制H型鋼。對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)的偏心支撐框架作內(nèi)力分析時(shí)，支撐斜桿可以假定為兩端鉸接的圖形，但在構(gòu)造上則應(yīng)形成剛接與耗能梁段及柱子相連。
二、采用偏心支撐和構(gòu)成耗能梁段的目的
中心支撐在水平地震作用下的主要缺點(diǎn)，是在重復(fù)屈曲后承載力急劇下降，這在強(qiáng)余震下對(duì)結(jié)構(gòu)是很不利的。采用偏心支撐的主要目的是改變支撐斜桿與梁的先后屈服順序，即在罕遇地震時(shí)，一方面通過耗能梁段的非彈性變形進(jìn)行耗能，另一方面使耗能梁段的剪切屈服在先，從而保護(hù)支撐斜桿不屈曲或屈曲在后。
三、實(shí)現(xiàn)耗能梁段保護(hù)支撐不屈曲的思路
實(shí)現(xiàn)耗能梁段保護(hù)支撐不屈曲的要求，可以從兩方面調(diào)整這兩種構(gòu)件的承載力。
1、為實(shí)現(xiàn)耗能梁段先行剪切屈服，要適當(dāng)控制梁段的長度，且使耗能梁段的受彎承載力略大于受剪承載力，即設(shè)計(jì)成剪切屈服型，而且由腹板承擔(dān)剪力，其設(shè)計(jì)剪力不超過受剪承載力的80%，使其在多遇地震作用下保持彈性狀態(tài)。
2、提高支撐斜桿的受壓承載力，使其至少應(yīng)為耗能梁段達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)相應(yīng)支撐軸力的1.6倍。此外，為使塑性鉸出現(xiàn)在框架梁上而不是在柱上，可以將柱的設(shè)計(jì)內(nèi)力適當(dāng)增大，這是因?yàn)閺?qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)原則同樣適用于偏心支撐框架，而且對(duì)應(yīng)耗能梁段的承載力，也應(yīng)增大柱子的內(nèi)力設(shè)計(jì)值。
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