钢框架抗震构造措施详解
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2022年08月01日 16:58:18
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01 钢框架构造措施 1、框架柱的长细比 2、梁柱板件的宽厚比


01

钢框架构造措施


1、框架柱的长细比

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2、梁柱板件的宽厚比

如果梁的受压翼缘宽厚比或腹板的高厚比较大,则在受力过程中它们就会出现局部失稳。板件的局部失稳,降低了构件的承载力。防止板件失稳的有效方法是限制它的宽厚比。

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3、梁柱构件的侧向支撑应符合下列要求

(1) 梁柱构件受压翼缘应根据需要设置侧向支撑。
(2) 梁柱构件在出现塑性铰的截面,上下翼缘均应设置侧向支撑。
(3) 相邻两侧向支撑点间的构件长细比,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》的有关规定。

4、梁柱连接的构造要求

梁与柱的连接宜采用柱贯通型连接方式;
柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱形截面。当仅在一个方向刚接时,宜采用工字形截面,并将柱腹板置于刚接框架平面内。
梁与柱的连接应采用刚性连接,也可根据需要采用半刚性连接。
梁与柱的刚性连接,可将梁与柱翼缘在现场直接连接,也可通过预先焊在柱上的梁悬臂段在现场进行梁的拼接。
工字形截面柱(翼缘)和箱形截面柱与梁刚接时,应符合下列要求。如下图所示,有充分依据时也可采用其他构造形式。

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框架梁与柱的现场连接

(1) 梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝;一、二级时,应检验V形切口的冲击韧性,其恰帕冲击韧性在-20℃时不低于27J。

(2) 柱在梁翼缘对应位置设置横向加劲肋(隔板),且加劲肋(隔板)厚度不应小于翼缘厚度,强度与梁翼缘相同。

(3) 梁腹板宜采用摩擦型高强度螺栓通过连接板与柱连接(经工艺试验合格能确保现场焊接质量时,可用气体保护焊进行焊接);腹板角部应设置焊接孔,孔形应使其端部与梁翼缘和柱翼缘间的全焊透坡口焊缝完全隔开。

(4) 当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的70%时梁腹板与柱的连接螺栓不得小于两列;当计算仅需一列时,仍应布置两列,且此时螺栓总数不得小于计算值的1.5倍。

(5) 一级和二级时,宜采用能将塑性铰自梁端外移的骨形连接。
梁与柱刚性连接时,柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内,柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的连接焊接缝,应采用全熔透坡口焊接。
框架梁采用悬臂梁段与柱刚性连接时,悬臂梁段与柱应预先采用全焊接连接,此时上下翼缘焊接孔的形式宜相同;梁的现场拼接可采用翼缘焊接腹板螺栓连接或全部螺栓连接。

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箱形截面柱在与梁翼缘对应位置设置的隔板,应采用全熔透对接焊缝与壁板相连。工字形截面柱的横向加劲肋与柱翼缘应采用全熔透对接焊缝连接,与腹板可采用角焊缝连接。

5、节点域补强及节点附近构造措施

当节点域的体积不满足稳定要求时,应采取加厚节点域或贴焊补强板的措施。
对于焊接组合柱,宜加厚节点板,将柱腹板在节点域范围更换为较厚板件;
对轧制H型柱,可贴焊补强板加强。补强板的厚度及其焊缝应按传递补强板所分担剪力的要求设计。

6、柱与柱的连接

框架柱接头距框架梁上方的距离,可取1.3m和柱净高一半两者的较小值;
上下柱的对接接头应采用全熔透焊缝,柱拼接接头上下各100mm范围内,
工字形截面柱翼缘与腹板间及箱形截面柱角部壁板间的焊缝,应采用全熔透焊缝。

7、刚接脚柱

钢结构的柱脚主要有埋入式、外包式和外露式三种。
钢结构的刚接柱脚宜采用埋入式,也可采用外包式;
6、7度且高度不超过50m时也可采用外露式。

02

钢框架-中心支撑结构抗震构造措施


1、受拉斜杆布置

当中心支撑采用只能受拉力的斜杆体系时,应同时设置不同倾斜方向的两组斜杆,且每组中不同方向单斜杆的截面面积与在水平方向的投影面积之差不得大于10%。

2、中心支撑构件长细比、板件宽厚比

(1) 支撑杆件的长细比
支撑杆件的长细比,按压杆设计时,不应大于 图片;一、二、三级中心支撑不得采用拉杆设计,四级采用拉杆设计时,其长细比不应大于180。

(2) 支撑杆件板件的宽厚比
板件宽厚比是影响局部屈曲的重要因素,直接影响支撑杆件的承载力和耗能能力。在反复荷载作用下比单向静载作用下更容易发生失稳。采用节点板连接时,应注意节点板的强度和稳定。

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3、中心支撑节点构造要求

(1) 一、二、三级,支撑宜采用轧制H形钢制作,两端与框架可采用刚接构造,梁柱与支撑连接处应设置加劲肋;一级和二级采用焊接工字形截面的支撑时,其翼缘与腹板的连接宜采用全熔透连续焊缝。

(2) 支撑与框架连接处,支撑杆端宜做成圆弧。

(3) 在梁与V形支撑或人字支撑相交处,应设置侧向支撑;该支撑点与梁端支撑点间的侧向长细比()以及支撑力,应符合国家标准《钢结构设计规范》关于塑性设计的规定。

(4) 若支撑和框架采用节点板连接,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》关于节点板在连接杆件每侧有不小于30°夹角的规定;一、二级时,支撑端部至节点板最近嵌固点(节点板与框架构件连接焊缝的端部)垂直于支撑杆件轴线方向的直线,不应小于节点板厚度的2倍。

4、框架部分的结构抗震措施

框架-中心支撑结构的框架部分,当房屋高度不高于100m且框架部分承担的地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时,一级、二级的抗震构造措施可按框架结构降低一度的相应要求采用。

03

钢框架-偏心支撑结构抗震构造措施


偏心支撑框架消能梁段的钢材屈服强度不应大于345MPa。消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段,其板件的宽厚比不应大于下表规定的限值。

1、支撑杆件的构造要求

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2、消能梁段构造要求

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3、侧向稳定性要求

(1)消能梁段两端上下翼缘应设置侧向支撑,支撑的轴力设计值不得小于消能梁段翼缘轴向承载力设计值(翼缘宽度、厚度和钢材抗压强度设计值的乘积)的6%,即0.06bftff。

(2)偏心支撑框架梁的非消能梁段上下翼缘,应设置侧向支撑,支撑的轴力设计值不得小于梁翼缘轴向承载力的2%,即0.02bftff。

4、框架的构造要求

框架-偏心支撑结构的框架部分,当房屋高度不高于l00m且框架部分承担的地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时,一级、二级的抗震构造措施可按框架结构降低一度的相应要求采用,其他抗震构造措施,应符合上文对框架结构抗震构造措施的规定。

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知识点:钢框架


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