工程结构课件-柱和支撑的设计.pptVIP

实例 梁与柱的刚接连接 高强螺栓 钢衬板 对接焊缝 梁上下翼缘传递弯矩，腹板传递剪力 柔性连接 多层框架中可由部分梁和柱刚性连接组成抗侧力结构，而另一部分梁铰接于柱，这些柱只承受竖向荷载； 设有足够支撑的非地震区多层框架原则上可全部采用柔性连接。 柔性连接 （a） （c） （b） 连接角钢或端板 偏上放置： 上翼缘处变形小。 图(d): 当梁用承托连于柱腹板时，宜用厚板作为承托构件以免柱 腹板承受较大弯矩； 图(e): 在需要用小牛腿时，则应做成工字形截面，并把它的两块 翼缘都焊于柱翼缘，使偏心力矩M=Re以力偶的形式传给柱翼缘。 承托 牛腿 柔性连接 实例 梁与柱铰接连接 梁腹板传递竖向剪力 半刚性连接 竖向荷载下可看作梁简支于柱； 水平荷载下起刚性节点作用； 适于层数不多或水平力不大的建筑； 半刚性连接必须有抵抗弯矩的能力，但无需像刚性 连接那么大。 用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓来连接，由上下角钢一起传递弯矩，腹板上的角钢则传递剪力。 R M 端板-高强螺栓连接 端板在大多数情况下伸出在梁高度范围之外(或是上边伸出，下边不伸出) 梁端弯矩化作力偶，其拉力经上翼缘传出； 受拉的螺栓布置在关于受拉翼缘对称的位置，共四个； 压力可以通过端板或柱翼缘承压传力，压力区螺栓可少量设置，和拉力区的螺栓一起传递剪力； 虚线表示必要时可设柱加劲肋。 R M R M 实例 梁与柱的半刚接连接 梁腹板与翼缘传递剪力和部分弯矩 4.3.3 水平支撑布置 横向水平支撑 纵向水平支撑 水平支撑（设置于同一水平面内的支撑） （通常意义下） 临时水平支撑：为了建造和安装的安全而设置； 永久水平支撑：通常在水平构件不能构成水平刚 度大的隔板时设置。 分类 水平支撑布置 节点板表面高出梁上翼缘有构造处理上的不便 楼盖水平刚度不足时布置水平支撑 4.3.4 竖向支撑设计 中心支撑: 斜腹杆都连接于梁柱节点 偏心支撑: 斜腹杆不都连接于梁柱节点 两根柱构件间设置一系列斜腹杆 竖向支撑 竖直支撑的布置 可在建筑物纵向的一部分柱间布置，也可在 横向或纵横两向布置； 在平面上可沿外墙布置，也可沿内墙布置。 4.3.4.1 中心支撑 抗震设防的结构不得采用K形斜杆体系； 所有型式的支撑体系都可以跨层跨柱设置。 (c) 人字形斜杆 (b) 单斜杆 (a) 十字交叉斜杆 (d) K形斜杆 (e) 跨层跨柱设置 * * * * * * * * * * * * * * 柱和支撑的设计 4.3.1 框架柱设计概要 4.3.2 梁与柱的连接 4.3.3 水平支撑布置 4.3.4 竖向支撑设计 4.3.1 框架柱设计概要 常用的柱截面形式：箱形、焊接工字形、H型钢、圆管等； H型钢柱：应用较广；（截面经济合理、规格尺寸多、加工量少以及便于连接） 焊接工字形截面：可灵活地调整截面特性； 焊接箱形截面：可使关于两个主轴的刚度相等，但加工量大； 钢管混凝土的组合柱：提高管状柱的承载力、防火性能； 轧制型钢：较经济，但采用厚度更大的焊接工字形截面，可 显著改善结构效比能。 压(拉)弯构件 截面初估：参考同类已建工程；（如在初设计中，已粗略得到柱的设计轴力值N，则可以承受1.2 N的轴心受压构件来初拟柱截面尺寸） 大致可按每3～4层作一次变截面； 尽量使用较薄的钢板；（其厚度不宜超过100mm；柱板件宽厚比不应大于表4.6的规定） 框架柱长细比的规定（下表） 框架柱的设计方法 6～8度设防 多层(≤12层) 9度设防 9度设防 8度设防 6，7度设防 高层(>12层) 满足强柱弱梁的设计要求 使塑性铰出现在梁端而不是在柱端，抗震设防的柱在任一节点处，宜满足下列要求： Wpc，Wpb：计算平面内交汇于节点的柱和梁的截面塑性抵抗矩； fyc ， fyb ：柱和梁钢材的屈服强度； N ：按多遇地震作用组合得出的柱轴力； AC ：柱的截面面积； η ： 强柱系数（超过6层的钢框架，6度Ⅳ类场地和7度时可取1.0 8度时可取1.05，9度时可取1.15； 在重力荷载作用下：对于纯框架柱应按有侧移情形确定。 （上册附表18-2） 满足规范GB 50017规定的强支撑(或剪力墙)框架：应按无侧移情形确定。（上册附表18-1） 亦可分别按下列近似公式确定： 计算长度的确定 K1，K2 ：交于柱上下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值 4.3.2 梁与柱的连接 梁与柱的连接形式 刚性连接 柔性连接 半刚性连接 本节内容 梁与柱的连接形式 通常采用的是柱贯通的连接形式； 按连接转动刚度的不同可分为： 柔性连接1 半刚性连接