第19讲—中心支撑与框架的连接-课程中心4.0.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * 国家级精品课程——钢结构设计 * 第19讲 多层房屋钢结构抗侧力结构的设计 抗侧力结构的类型 中心支撑的设计 ★ * 第19讲— 抗侧力结构的类型 竖向支撑(中心支撑、偏心支撑) 带竖缝混凝土剪力墙板 钢板剪力墙 内藏钢板支撑剪力墙板 带框混凝土剪力墙板 * 第19讲—抗侧力结构的类型 带竖缝的预制钢筋混凝土墙板 竖缝：提高剪力墙的延性。 设计原则： 带竖缝混凝土剪力墙只承受水 平荷载产生的剪力； 设计时同时考虑强度和变形； 弯曲承载力不超过抗剪承载力。 * 第19讲— 抗侧力结构的类型 钢板剪力墙板 采用钢板或带加劲肋钢板； 7度及7度以上抗震设防时使用； 宜采用纵向和横向加劲肋相交。 * 第19讲— 抗侧力结构的类型 内藏钢板支撑剪力墙板 钢板为基本支撑，再包混凝土墙板，以防钢板支撑的压屈； 在支撑节点处与钢框架相连，混凝土墙板与框架梁柱间有间隙。 * 第19讲—抗侧力结构的类型 带框混凝土剪力墙板 组成： 框架梁； 框架柱； 现浇钢筋混凝土墙板。 受力： 水平荷载+竖向荷载 * 第19讲—中心支撑的设计 人字形斜杆 单斜杆 十字交叉斜杆 K形斜杆 跨层跨柱设置 构造特点：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，也可与柱汇交于一点，汇交时无偏心。 中心支撑的类型 * 第19讲— 中心支撑的设计 风荷载作用下，具有较大的侧向刚度； 水平地震作用下，会产生如下后果： 1）支撑斜杆重复压曲后，其受压承载力急剧下降； 2）支撑的两侧柱子产生压缩变形和拉伸变形时，由于支撑的端节点实际构造做法并非铰接，引发支撑产生很大的内力和应力； 3）往复的水平地震作用，斜杆会从受压的压曲状态变为受拉的拉伸状态，这将对结构产生冲击性作用力，使支撑及其节点和相邻的构件产生很大的附加应力； 4）往复的水平地震作用，使同一层支撑框架内的斜杆轮流因受压屈曲或受拉屈服时，将使柱子发生屈曲甚至严重损坏。 * 第19讲— 中心支撑的设计 只能受拉的单斜杆体系，应同时设置不同倾斜方 向的两组单斜杆； 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％。 抗震设防的结构不得采用K形斜杆体系； 所有形式的支撑体系都可以跨层跨柱设置。 交叉支撑按拉杆进行设计时，不宜用于抗震结构。 注意： * 第19讲— 中心支撑的设计 对于抗震设防的结构，中心支撑长细比限值规定 非抗震设防结构中的中心支撑： （1）按只能受拉的杆件设计时，其长细比不应大于 300 (235／fy)1/2； （2）按既能受拉又能受压的杆件设计时，其长细比不应大于 150 (235／fy)1/2 。 类型 6，7度 8度 9度 ≤12层 按压杆 150 120 120 按拉杆 200 150 150 高层（ 12层） 120 90 60 * 第19讲— 中心支撑的设计 对于抗震设防的结构，中心支撑宽厚比限值： 板件宽厚比应与支撑杆件长细比相匹配，对于小长细比支撑杆件， 宽厚比应更严一些; 对于大长细比的支撑杆件，宽厚比可放宽; 6度抗震设防和非抗震设防时，板件宽厚比可按《钢结构设计规范 规定采用。 板件名称 7度 8度 9度 翼缘外伸部分 13 11 9 工字形截面腹板 33 30 27 箱形截面腹板 31 28 25 * 第19讲—中心支撑的设计 设计要点 支撑斜杆宜采用双轴对称截面； 当采用单轴对称截面时，应采取防止绕对称轴屈曲的构造措施； （滞回性能和耗能容量可能会急剧下降） 结构抗震设防烈度不小于7度时，不宜用双角钢组合T形截面。 7度及以上抗震设防的结构，当支撑为填板连接的双肢组合构件时，肢件在填 板间的长细比不应大于构件最大长细比的1/2，且不应大于40； 与支撑一起组成支撑系统的横梁、柱及其连接，应能承受支撑斜杆传来内力； 与人字支撑、V形支撑相交的横梁，在柱间的支撑连接处应保持连续。计算人字 形支撑体系中的横梁截面时，尚应满足在不考虑支撑的支点作用情况下按简支 梁跨中承受竖向集中荷载时的承载力； 按8度及以上抗震设防的结构，可采用带有消能装置的中心支撑体系； * 第19讲— 中心支撑的设计 中心支撑的杆件受压承载力验算 考虑多遇地震作用效应组合时, —— 计算楼层的支撑斜杆的截面面积； —— 轴心受压构件的稳定系数； — 循环荷载作用下的设计强度降低系数， —— 支撑承载力抗震调整系数，按GB50011取0.8； — 支撑杆件的正则化长细比， * 第19讲— 中心支撑与框架的连接 角钢或槽钢支撑与梁柱节点的连接 轻型支撑