高层钢结构的中心支撑类型
cof_86269
cof_86269 Lv.2
2024年04月28日 15:13:39
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带有中心支撑的钢框架是高层钢结构的主要结构形式之一。中心支撑体系包括单斜杆支撑、交叉支撑、人字形或V形支撑、K形支撑。单斜杆支撑应在高层钢结构中相向对称布置,以防止支撑屈曲后,使结构水平位移向一侧发展,且每层中不同方向斜杆的截面面积在水平方向的投影相差不能超过10%。交叉支撑和人字形支撑在弹性工作阶段具有较大的刚度,层向变位小,能很好地满足正常使用的功能要求,在高层钢结构抗侧力体系中较常应用。K形支撑的交点位于柱上,在地震作用下,因受拉斜撑屈服或受压斜撑屈曲引起的侧向变形,易使钢柱首先出现破坏,所以在地震区很少采用。

带有中心支撑的钢框架是高层钢结构的主要结构形式之一。中心支撑体系包括单斜杆支撑、交叉支撑、人字形或V形支撑、K形支撑。单斜杆支撑应在高层钢结构中相向对称布置,以防止支撑屈曲后,使结构水平位移向一侧发展,且每层中不同方向斜杆的截面面积在水平方向的投影相差不能超过10%。交叉支撑和人字形支撑在弹性工作阶段具有较大的刚度,层向变位小,能很好地满足正常使用的功能要求,在高层钢结构抗侧力体系中较常应用。K形支撑的交点位于柱上,在地震作用下,因受拉斜撑屈服或受压斜撑屈曲引起的侧向变形,易使钢柱首先出现破坏,所以在地震区很少采用。

交叉支撑在往复荷载作用下,其组成杆件的屈曲变形只在交叉节点的一侧发展,其滞回曲线呈反S滑移形。随着循环次数的增加,其承载力下降,但由于受拉侧的支撑杆可接近拉直,在多次循环后,承载力趋于稳定,最后因低周疲劳而破坏。按支撑仅能承受拉力设计的中心支撑钢框架,其受力能力较差,对抗震结构不能采用。兼承拉、压的支撑,通过受压屈曲和受拉屈服来耗散能量,从而构成比较复杂的滞回性能。当支撑杆在压力下屈曲时,向外呈弓状弯曲,屈曲的支撑杆承载能力下降,导致受拉支撑承担更大的荷载。弓状弯曲使支撑杆端部的转角过大,同时引起支撑杆中部附近出现局部屈曲。

人字形或V形支撑的滞回性能同样呈反S滑移形。与刚度较大的横梁相连的人字形支撑体系,在首次达到水平极限荷载后,有明显的承载力下降现象,但降幅不大,而与有限刚度横梁相连的人字形支撑体系,在往复荷载作用下,其承载力下降幅度较大,只有原来的40%左右,在设计时应特别注意。这种支撑存在两个问题,第一、当一侧支撑屈曲时,楼盖系统在梁跨中部的支撑节点处,将出现较大的竖向变位;第二、支撑系统受压侧支撑屈曲后承载力将恶化,而受拉侧支撑中的拉力可能超过受压支撑不断减小的屈曲后承载力,产生竖向不平衡力使梁受弯。为解决这些问题,人字形支撑横梁应有足够的刚度,使其在受压支撑屈曲后横梁不会弯折。在确定人字形支撑体系中的横梁截面时,不考虑重力荷载作用下支撑的支点作用。

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