中心支撑钢架相关知识期末总结.doc

期末总结 研究生的第一个学期马上就要过去了，这个学期的学习成果主要分专业知识和软件方面，现总结如下： 专业知识 与混凝土结构相比，钢结构的优点 抗震性能优于混凝土结构； 结构自重小，降低基础工程造价； 减小建筑物中结构所占面积； 施工周期段。 框架支撑结构体系 1、与纯框架结构对比 [纯框架【UBF】] 纯框架结构是靠梁柱的抗弯刚度来抵抗水平力的。 在纯框架结构中加上抗侧力构件就构成双重抗侧力体系，当抗侧力构件设置成支撑时就构成了框架支撑结构体系。这种体系竖向荷载由抗弯框架承担，侧向作用按照抗弯框架和支撑框架的刚度比例进行分配。 2、分类 根据支撑杆件设置方式的不同，支撑框架可分为中心支撑框架【CBF】、偏心支撑框架【EBF】和偏离中心支撑框架【OBF】 （1）中心支撑框架【CBF】 ①特点：斜杆与横梁及柱汇交于一点，或两根斜杆与横梁汇交于一点或与柱汇交于一点，汇交点均无偏心距。 ②根据斜杆的不同布置，可分为十字交叉支撑(a)、单斜杆支撑(b)、人字形支撑(c)、K字形支撑(d)、V型支撑(e)、跨层X形中心支撑(f)等。 （a） (b) (c) （d） (e) (f) (a)十字交叉支撑具有施工及洞口布置方面的略势； (b)单斜杆支撑劣势是不宜用于往复荷载作用下的对称结构中； (c)人字形支撑优点是便于洞口的布置，应用范围广；缺点是在罕遇地震地震下，由于受拉和受压支撑的极限承载力不同，会出现梁在支撑交叉点处的不平衡集中力，加重梁的负担，甚至会使设置有支撑的横梁的截面比临近梁大很多； (d)K字形支撑，两支撑的不平衡力将有可能使柱中点形成塑性铰，在有抗震要求的结构中是不允许使用的； (e)V字形支撑优点是便于洞口的布置，应用范围广；缺点是在罕遇地震地震下，由于受拉和受压支撑的极限承载力不同，会出现梁在支撑交叉点处的不平衡集中力，加重梁的负担，甚至会使设置有支撑的横梁的截面比临近梁大很多； (f)跨层X形中心支撑可以避免产生梁的不平衡力所带来的材料浪费和设计上的麻烦，同时又具有人字形及V形支撑的优势。 （2）偏心支撑框架【EBF】 ①特点：每一根支撑斜杆的两端，至少有一端与梁不在柱节点处相交。 ②支撑斜杆和柱之间或斜杆与斜杆之间形成耗能梁段α。 设置耗能梁段的目的是改变支撑斜杆与梁（耗能梁段）的先后屈服顺序，即在罕遇地震下，一方面通过耗能梁段的非弹性变形进行耗能，另一方面使耗能梁段的剪切屈服在先（同跨其余梁未屈服），保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后，从而有效的保持并相应的延长结构抗震能力的持续时间，并达到节约钢材的目的。 ③根据支撑斜杆形式的不同，主要分为D形、K形、V形和Y形几种常用形式以及它们的一些改形。 (3)偏离中心支撑框架【OBF】 ①特点：人为的将两根交叉支撑的斜杆的交点偏离对角线，产生一个预先设定的偏心率e。支撑斜杆由不在同一条直线上的两根斜杆支撑和拉杆组成。 ②该结构体系一旦承受一旦承受水平荷载，三根支撑均同时受力，荷载增加会破坏原有平衡，形成新的平衡。这种支撑体系从受力开始就是几何非线性的，而其几何非线性主要取决于偏心率e的大小和拉杆的相对刚度。 ③该结构体系的偏心率达到某种程度，结构的地震力将将明显减少。该支撑体系通常可设于建筑物底层，与上部的其他支撑体系共同构成抗侧力体系。注意：由于地震荷载的循环往复特征，这种支撑体系应当两跨成对的布置而不是单跨布置。 这种支撑体系一方面能为建筑物底层提供一个较为敞开的空间，满足底层的功能要求； 另一方面，它能减小地震力作用，在某种程度上起到隔震的作用。 ④由于材料的非线性性能，使结构有良好的耗能性能，但底层侧移量也会增加。因此，设计中应当格外注意P—Δ效应对应用该支撑体系的多层和高层建筑的影响。 3、支撑杆件的设计必须满足以下原则： ①支撑杆件的选择必须避免在发生反复的受压屈曲和受拉屈服时产生过早的失稳； ②支撑的连接必须确保支撑承受预期的最大荷载，水平荷载作用下确保支撑的正常工作； ③在地震荷载作用下，柱必须在弹性范围内工作，以承受地震荷载作用下产生的最大轴向力； ④梁必须能够承受支撑杆屈曲时传来的轴力和弯矩，同时在支撑杆屈曲后还能够承担梁上部的竖向荷载； ⑤在梁端塑性铰出现的位置，梁必须能够承担塑性弯矩，同时承担由于支撑斜杆的拉压屈曲所带来的荷载。 4、为防止框架——中心支撑结构在罕遇地震作用下发生整体倒塌，地震区的框架——中心支撑结构设计应符合三水准的抗震设防要求： (1)形成多到抗震防线。大震时，第一道防线（支撑）首先出现塑性铰，耗散地震能量。这些构件即使有破坏也不会对整个结构的