文档介绍：§6-4 多高层钢结构抗震构造要求
中心支撑框架
1) 纯框架宜设计成强柱弱梁型,为此框架柱在框架的任一节点处需要满足下列公式要求:
(6-11a)
(6-11b)
式中 Wpc、Wpb——分别为柱和梁的塑性截面模量;
Mbpl、Mpb2——分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力;
N——柱轴向压力设计值;
Ac——柱截面面积; Vp——节点域的体积;
fyc、fyb——分别为柱和梁的钢材屈服强度;
fV——钢材抗剪强度设计值;
η——强度系数:6度Ⅳ;;;
ψ——折减系数:6度Ⅳ;8、。
2) 工字形截面柱和箱形截面柱的节点域(见图6-17)应按下列公式计算:
(6-12a)
(6-12b)
式中 hb、hc——分别为梁腹板高度和柱腹板高度;
tw——柱在节点域的腹板厚度;
Mbl、Mb2——分别为节点域两侧梁的弯矩设计值;
Vp——节点域的体积;
γRE——节点域承载力抗震调整系数,。
3)为保证框架梁柱在罕遇地震下有较大的塑性变形能力,高层钢结构和多层钢结构框架梁柱板件宽厚比分别不应超过表6-6和6-7规定的限值。(参见图6-18 )。
高层(超过12层)钢结构框架梁柱板件宽厚比限值表6-6
板件
6 度
7 度
8 度
9 度
柱
工字形柱翼缘外伸部分
13
11
10
9
工字形柱腹板
43
43
43
43
箱形柱壁板
39
37
35
33
梁
工字形梁和箱形梁翼缘外伸部分
11
10
9
9
箱形梁翼缘在两腹板间部分
36
32
30
30
工字形梁和箱形梁腹板
85~120N/Af
80~120N/Af
72~120 N/Af
72~120 N/Af
多层钢结构框架梁柱板件宽厚比限值表6-7
注:1、表中数值适用于Q235钢,其他钢号应乘于√235/fy。
2、表中,N为梁的轴力,A为梁的截面积,f为梁的钢材抗拉强度设计值。
3、ρ指Nb/Af。
4) 高层框架柱长细比,6度时不宜大于, 7度时不宜大于,8度和9度时不应大于;多层框架柱长细比,6~8度时不宜大于,9度时不应大于。
5) 在柱与梁连接处,柱应设置与上下翼缘位置对应的加劲肋(参见图6-17)。
6) 梁与柱连接的抗弯承载力,不得小于梁的塑性弯矩和节点域屈服时的梁端弯矩的较小值。
7) 为预防框架梁柱连接脆性断裂,可以采用如下措施:
①严格控制焊接工艺操作,重要的部位由技术等级高的工人施焊,减少梁柱连接中的焊接缺陷;
②适当加大梁腹板下部的割槽口(位于垫板上面,用于梁下翼缘与柱翼缘的施焊),以便于工人操作,提高焊缝质量;
③补充腹板与抗剪连接板之间的焊缝;
④采用梁端加盖板和加腋(图6—19),或梁柱采用全焊方式来加强连接的强度;
⑤利用节点域的塑性变形能力,为此节点域可设计成先于梁端屈服,但仍需要满足式(6-12)要求。
8) 为防止梁端与柱的连接处发生脆性破坏,可利用“强节点弱杆件”的抗震设计概念,将梁端附近截面局部削弱。试验证明,基于上述思想的梁端狗骨式设计(图6-20)具有优越的抗震性能,可将框架的屈服控制在削弱的梁端截面处。为进一步提高梁端的变形延性,可根据梁端附近的弯矩分布,对梁端截面的削弱进行适当设计,使得梁在一个较长的区段(同步塑性区)能同步地进行塑性耗能(图6-21)。建议梁的同步塑性区L3的长度取为梁高的一半,使墚的同步塑性区各截面的塑性抗弯承载力比设计值同等的低5%~10%,在同步塑性区的前后各有一个长L2=L4=100mm左右的光滑过渡区,过渡区离柱表面L1=50~100mm,以避开热影响区。
中心支撑框架
1) 抗震设防的中心支撑框架宜采用十字交叉斜杆(图6-22a)、单斜杆(图6-22b)、人字形斜杆(图6-22c)或V形斜杆(图6-22d)体系,不得采用K形斜杆体系(图6-22e)。当采用只能受拉的单斜杆体系时,应同时设不同倾斜方向的两组单斜杆(图6-23),且每层中不同方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不得大于10%。
2) 人字形和V形支撑斜杆受压屈曲后,使横梁产生较大变形,并使体系的抗剪能力发生较大退化。有鉴于此,,以提高斜杆的承载力。