钢框架-偏心支撑结构消能梁暗置侧向支撑设计

在钢框架-偏心支撑结构中,针对钢结构住宅等建筑中不能接受常规消能梁侧向支撑的情况,设计了一种在消能梁段端部的楼板内设置型钢连接件及暗梁组成的暗置侧向支撑。有限元模拟分析表明,在规范规定的消能梁段下翼缘侧向水平荷载的作用下,该消能梁暗置侧向支撑能显著减小消能梁的扭转变形和侧向弯曲变形;在考虑消能梁上局部楼板失效的情况下,暗置侧向支撑也能提供消能梁合适的扭转约束刚度。通过某工程的原位静荷载试验,验证了该暗置支撑对消能梁发挥的预期侧向支撑作用。

钢框架-偏心/中心组合支撑结构的特性研究

对工程实践中出现的钢框架-偏心支撑结构中局部布置中心支撑形成新的组合支撑结构体系进行了研究。结合算例的对比分析表明,在线弹性阶段,钢框架-偏心/中心组合支撑结构的宏观抗侧刚度与框架-偏心支撑结构、框架-中心支撑结构抗侧刚度无较大差别。静力推覆对比分析表明,钢框架-偏心/中心组合支撑结构较容易进入耗能梁和中心支撑混合耗能的不合理模式,钢框架-底部偏心+上部中心支撑结构在地震下的屈服次序是不合理的,不宜将中心支撑组合应用于钢框架-偏心支撑结构之中。对确因建筑等原因需将两种支撑混合应用时,应以偏心支撑耗能梁优先耗能、避免支撑混合耗能的原则,进行必要的弹塑性分析设计,确保混合体系合理的抗震性能。

T型RC框架-钢支撑结构体系的抗震性能

鉴于不规则结构地震响应的复杂性,文章将平面不规则RC框架结构和3种不同类型的钢支撑结合起来,建立大底盘T型RC框架结构模型,并增设X型支撑、倒V型支撑和单斜杆型支撑的结构模型,分别进行了振型分析、反应谱分析和时程分析,以研究不规则RC框架结构的地震响应和增设钢支撑对结构的抗震性能提升效果。研究结果表明,增加钢支撑能有效提升RC框架结构的抗震性能,并减少不规则结构的扭转效应,结构的自振周期、周期比、楼层位移及层间位移角均明显减小。与单斜杆型支撑相比,增设倒V型支撑和X型支撑对结构抗震性能的提升作用更明显,并且增设X型钢支撑结构的抗震性能最佳。

框架-支撑体系钢结构抗震耗能分布研究

为认识不同类型支撑钢框架结构的耗能分布,解决钢框架设置支撑体系的优化问题,以广东省肇庆市某多层框架-支撑体系商用办公楼为例,运用数值模拟的方法,建立3种不同类型钢框架-支撑体系,分析结构体系的耗能机制和耗能分布。结果表明,无支撑普通钢框架结构的能耗分布呈明显的不均匀性,其结构能耗主要由钢梁承担,而钢柱的能耗承担比例较小,钢柱的耗能比曲线随着层高比的增加呈现波动式增加方式,钢梁的耗能比曲线随着层高比的增加呈现多峰值特征;偏心支撑钢框架结构和中心支撑钢框架的钢架柱和钢架梁耗能比均随着层高比呈现非线性增加后非线性减小的趋势;在相同的层高比条件下,偏心支撑钢框架结构钢架梁的耗能比比钢架柱大,而中心支撑钢框架的钢柱耗能比比钢梁大。

高层钢结构框架-中心支撑体系设计要点

对于高层建筑钢结构框架-中心支撑体系,在设计时应使钢柱的刚度和承载能力符合要求;保证钢梁的抗剪性能满足要求;尽量避免轴压比超过规定的限制值。基于案例工程的结构特点,从结构构造、材料选择、节点连接和抗震计算分析等方面角度,提出保证结构安全性的保护措施建议:使用钢管混凝土柱;节点选择为贯穿型板式连接。

基于铰接框架支撑体系的装配式钢结构建筑施工技术的设计与应用

常规的装配式钢结构建筑施工技术主要使用耳板吊装法拼装楼板三榀桁架,但其易受现场施工条件限制,导致建筑主体结构用钢量过高。为了降低施工成本,基于铰接框架支撑体系设计一种全新的装配式钢结构建筑施工技术,即组装钢结构建筑施工构件,并利用铰接框架支撑体系连接钢结构建筑墙体,最后安装建筑主体结构,从而完成装配式钢结构的建筑施工。分析结果表明,基于铰接框架支撑体系的装配式钢结构建筑施工技术的建筑主体结构用钢量较低,施工效果较好,符合钢结构建筑施工要求,具有一定的经济价值。

某钢结构建筑项目中铰接框架支撑体系的应用

在传统的装配式钢结构建筑施工中,通常采用耳板吊装法对楼板的三榀桁架进行拼装,这种方法往往会遇到现场条件的制约,进而影响建筑主体结构的用钢量,往往导致用钢量偏高。为解决这一问题,提出了一种创新的施工技术——基于铰接框架支撑体系的装配式钢结构建筑施工技术。该施工技术首先组装钢结构建筑施工构件,其次利用铰接框架支撑体系连接钢结构建筑墙体,最后安装建筑主体结构,从而完成装配式钢结构的建筑施工。

脱硝工程中偏心支撑钢结构的应用

脱硝钢结构的框架-中心支撑抗侧力体系有足够抗风需要的结构弹性刚度,在地震作用下,支撑设计不致屈曲则地震力过大,导致结构内力和基础反力过大,结构和基础总体造价偏高。如允许支撑在设防烈度及罕遇地震时屈曲降低地震作用,则支撑屈曲后性能退化,影响它的耗能能力使得结构缺失必要的抗侧刚度,结构有倒塌的安全问题。本文通过脱硝工程框架-偏心支撑体系在钢结构中的应用,论证了该结构体系弹性阶段满足多遇地震下的抗侧刚度和变形能力需求,罕遇地震下其消能梁段在结构中发挥了“保险丝”作用,在主体结构发生屈服前耗散大量的地震能量,避免支撑发生屈服,实现了罕遇地震下主体结构必要的安全要求。偏心支撑体系允许耗能梁段屈曲耗能,较大的减小了设防烈度和罕遇地震下结构的内力和支座反力,可在造价较低下满足结构安全性和经济性需求,说明了在高烈度地区偏心支撑技术在脱硝钢结构上有较好的推广价值。

双屈服点屈曲约束支撑-钢框架结构抗震性能研究

针对传统钢框架-屈曲约束支撑结构的薄弱层控制难题,本研究提出了一种面向结构最大层间变形控制和薄弱层控制双重需求的并联式双屈服点屈曲约束支撑。相比于已有双屈服点屈曲约束支撑,具有刚度和耗能能力利用率高的优点。基于某钢框架-支撑原型结构,设计了2个传统屈曲约束支撑案例和3个新型双屈服点屈曲约束支撑案例,通过对比各案例的关键地震响应,明确了新型支撑的结构最大变形控制效果和薄弱层控制效果。结果表明:罕遇地震作用下,相比于屈曲约束支撑,新型支撑的最大层间位移角峰值可降低6.2%~21.6%;表征薄弱层损伤集中程度的层间位移角集中系数分别由1.54和1.51最低降至1.29,绝大部分楼层具有了相近的位移角,且小于屈曲约束支撑结构,表明新型支撑引导了薄弱层的迁移,显著减轻了结构变形损伤集中问题。本研究的相关成果可为钢框架-支撑结构的地震响应控制提供参考。

装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构体系抗震性能研究

将短剪切型耗能段和Y形偏心钢支撑引入全装配式混凝土框架结构中,并结合装配整体式混凝土框架结构,可得到一种装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构体系,以更好适应当前抗震要求。为将损伤集中在耗能段和装配式混凝土梁上,提出并研究一种基于弯剪分离的全装配式混凝土梁-耗能段组合节点、一种全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点。设计某12层装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构体系,并采用弹塑性时程分析方法研究其抗震性能。结果表明,在保证各关键节点性能的前提下,该结构在不同地震下均能满足要求,且耗能段率先剪切屈服耗能,随后不带Y形偏心钢支撑的框架梁发生弯曲屈服,与预期抗震性能相符。另外,带Y形偏心支撑的框架梁-梁间采用铰接连接,可有效降低全装配式混凝土梁柱-钢支撑连接节点的受力,防止框架梁产生塑性铰,使结构具有抗震性能好和震后功能可恢复等特点。

采用牺牲耗能支撑的钢框架-支撑结构抗震性能分析

钢支撑是钢框架-支撑结构中重要的抗侧力构件,研发新型支撑对改进结构的抗震性能具有重要意义。本文以15层钢支撑框架结构为研究对象,采用屈曲约束支撑(BRB)和牺牲-耗能支撑(SED)对比分析结构的抗震性能。弹塑性分析结果表明,BRB始终保持着较高的屈服后强度,结构中与支撑相连的梁、柱在后期承受了附加的轴力,增加了主要结构构件耗能的比例。牺牲-耗能(SED)支撑在达到峰值荷载后,其牺牲元件退出工作,承载力得到有控制的降低,减少了相连框架柱后期所受轴力,使得主结构中的塑性铰得到了一定程度的减少,进而主动吸引更多地震能量消耗在支撑中,达到了在强震作用下更好保护主体结构的目的。

钢框架-偏心支撑结构体系在高烈度区工程中的应用研究

在结构方案设计阶段,对常见的8种结构体系进行了较为详细的分析对比,最终采用框架(矩形钢管混凝土柱+钢梁)-偏心支撑结构体系。提出了消能梁段数值模型,采用PERFORM-3D软件进行了整体结构在大震作用下动力弹塑性分析,评估其抗震性能及塑性发展过程。结果表明,此类结构通过控制框架剪力分担率,可形成双重抗震防线。在小震、中震作用下结构抗侧刚度较大,大震作用下消能梁段首先剪切屈服,整个抗侧体系存在明显的抗侧演化过程,耗能能力强、抗震性能良好且经济合理。基于大震作用下消能梁段塑性转角需求设计腹板加劲肋,此方法保证结构设计与性能目标要求的一致性。

带偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构抗震性能研究

在高层钢框架-混凝土核心筒结构的外钢框架部分加设多列式并连偏心支撑、多列帽腰连偏心支撑,采用结构分析与设计的通用有限元分析软件对未设支撑、设置偏心支撑、改变偏心支撑的位置和数量的高层钢框架-混凝土核心筒结构的地震反应特性进行了分析.利用振型分解反应谱法对该结构的自振周期、结构侧移、层间位移角、倾覆力矩比、各层总剪力、各层总弯矩、钢框架承担的剪力及剪力调整系数等指标进行了研究.根据分析结果提出了高层钢框架-混凝土核心筒结构抗震设计的偏心支撑分布方式和帽腰支撑设置的原则,为实际工程设计提供了理论参考.

多层不规则钢框架-中心支撑结构设计

主要介绍了一栋多层不规则钢结构办公裙房的结构设计和抗震性能分析。办公裙房地上共四层,总高度22.4m,东侧三层~屋面层局部存在16.8m的大悬挑,采用钢框架-中心支撑的结构形式。对办公裙房的结构超限情况判别,发现涉及扭转不规则、楼板不连续、竖向抗侧力构件不连续、侧向刚度不规则和局部穿层柱等多项不规则项。选用多种软件建立结构三维模型进行小震计算分析,并对结构在设防地震及罕遇地震作用下的抗震性能进行了补充分析。对关键结构构件设定合理的抗震性能目标,对受力薄弱环节进行了补充验算并采取合适的加强措施。结果表明:办公裙房结构的各项计算指标均满足要求,不规则项得到有效控制,抗震性能良好,结构安全可靠。

偏心支撑体系在多层钢结构框架中的应用研究

钢结构偏心支撑体系在国外已被广泛应用于多层钢框架中，而我国8～12层钢结构框架仍以混合型体系为主。为了推广这种体系，详细介绍了耗能梁的分类、耗能梁对偏心支撑结构的作用、多层钢框架中弯曲型耗能梁——偏心支撑钢结构体系在弹性阶段对侧移的控制及设计。分析表明，这种新型体系受力性能合理、弹性刚度好、经济性能高，适用于在多层钢框架中应用。

长耗能梁-偏心支撑机制对中心支撑钢框架结构抗震性能的影响

为研究地震作用下人字形中心支撑钢框架结构因支撑的部分失效导致的长耗能梁-偏心支撑机制对结构抗震性能的影响,基于ABAQUS建立了6层人字形中心支撑钢框架结构数值模型,开展了增量动力分析与易损性分析,对比了考虑与不考虑长耗能梁-偏心支撑机制时结构抗倒塌性能的差异,分析了结构的损伤演化过程。结果表明:长耗能梁-偏心机制改变了结构的失效过程,抑制了薄弱层的产生与发展,对结构抗震性能具有显著影响,算例结构的倒塌富余度提高20%以上;梁的抗弯刚度对长耗能梁-偏心支撑机制具有一定影响,较大的刚度将不利于该机制的形成,降低了结构的抗倒塌能力;在人字形中心支撑钢框架结构体系的设计与分析中,宜考虑长耗能梁-偏心支撑机制,否则将低估结构的抗倒塌性能。

框架-支撑体系钢结构大型购物场加固方法分析

结合工程实例,本文对框架-支撑体系钢结构大型购物场的加固方法进行了讨论。分析对比了不同加固方法的特点、施工难易程度、经济效果等。为工程实践提供参考。

钢框架-支撑体系多层学生公寓结构设计

介绍了某6层全装配钢结构学生公寓的设计情况。结构主体采用钢框架-支撑体系,楼板采用SP预应力空心楼板,内外墙采用轻质墙板。本工程的实践表明:这种体系受力可靠,施工速度快,经济指标合理。

考虑二阶效应的高层钢结构框架-支撑体系简捷分析

为了探讨高层钢结构中框架 -支撑体系二阶分析的简捷算法 ,本文从简化结构分析模型入手 ,通过刚度等效原则 ,将支撑和框架的二阶效应分别等效为各自的负刚度 ,将支撑斜杆的抗剪作用等效为楼盖处的弹簧 ,并通过合成法将框架 -支撑体系等效为剪切型等效柱与弯曲型等效柱的并联模型。从而可按一阶分析方法建立结构的刚度方程并求解。该法可避免常规二阶分析的反复迭代 ,计算速度快 ,所用机时少。文末通过数值算例检验了该模型的适用性和可靠性。

钢结构“支撑框架”与“框架-支撑”体系的比较及其优越性

针对火力发电厂主厂房钢结构采用"框架-支撑"体系存在制造安装困难、用钢量大等缺点,介绍了一种更适合火力发电厂主厂房钢结构采用的"支撑框架"体系,并着重介绍该结构体系在工程应用方面的优越性。通过对"支撑框架"体系与"框架-支撑"体系进行对比,并分别从概念设计、计算分析、节点设计、构造措施、制造安装和经济性等多方面进行论证比较,阐明了"支撑框架"体系具有制造简单、省工省时、质量可靠、安装方便和节约钢材等优势,经济效益显著。