钢结构稳定设计讲座 第九讲 稳定设计中的支撑

本讲论述了钢结构稳定设计中支撑所起的作用和对支撑提出的要求,包括压杆的支撑,梁的支撑和框架的支撑,提出了支撑应具有的刚度和承载能力;还讨论了偏心设置的支撑对增强构件稳定承载能力的有效性。     

核电站预装设备楼板特殊支撑方法对比分析

根据核电站预装设备楼板支撑的需求,详细介绍了扣件式钢管支撑、钢柱+钢梁支撑、钢梁反吊模支撑、预制梁板支撑和钢梁+压型钢板支撑5种楼板特殊支撑方法,分别给出了其适用范围和具体支撑方式,并对不同的支撑方法进行比较和分析,指出根据预装设备尺寸和安装环境来选择合适的楼板特殊支撑方法.     

设置粘弹性阻尼器的偏心支撑结构性能研究

指出偏心支撑结构的不足,提出了在偏心支撑结构的支撑上设置粘弹性阻尼器(称之为消能偏心支撑)来弥补其不足,分析了消能偏心支撑结构的消能减震原理和单自由度下的地震响应,接着以实例对比了偏心支撑结构与消能偏心支撑结构的位移、内力等。分析结果表明:消能偏心支撑具有良好的抗震性能,起到了"双保险"的作用。     

偏心支撑压弯构件稳定性分析

对压弯构件在跨中设置侧向支撑和扭转支撑时的稳定性进行研究 ,先就一般情况建立平衡微分方程 ,推导出压弯构件的稳定临界方程 ,在此稳定临界方程的基础上对偏心支撑压弯构件进行详细的分析 ,得到了使压弯构件计算长度减半的扭转支撑临界刚度表达式和侧向支撑临界刚度表达式 ,导出了判断支撑是否能使压弯构件计算长度减半的临界荷载偏心。此外还分析了非完全支撑时支撑刚度和构件承载力的关系 ,以及侧向支撑、扭转支撑及两者联合作用对构件承载力的影响 ,推出了上面所有分析的解析式     

基坑支撑刚度计算方法辨析及其对支护桩内力的影响

分析了目前常见的两种计算基坑支撑刚度方法的差异、优缺点和适用范围。通过建模,用弹性支点法分别计算分析了单道支撑和两道支撑条件下,支撑刚度变化对支撑轴力及支护桩桩身内力的影响。计算结果表明:对于单层支撑系统,随着支撑刚度的增大,支护桩的最大弯矩和剪力稍有增加,而支撑轴力的增大幅度比较明显,且当支撑刚度增大到临界值后轴力趋于稳定;对于双层支撑系统,增加支撑刚度对支撑轴力起到增大的作用,但对支护桩内力的影响却各不相同。     

多侧向支撑梁的完全支撑刚度的FEM分析

文章分析了多侧向支撑梁的完全支撑刚度临界值.首先介绍了含有侧向支撑的薄壁构件有限元法,推导了侧向支撑带来的附加刚度矩阵,再介绍了单侧向支撑梁的临界支撑刚度的理论分析,然后利用编制的有限元程序对多侧向支撑粱的临界支撑刚度进行了算例求解.     

防屈曲耗能支撑在某石化塔架项目中的应用

阐述了防屈曲耗能支撑的原理,介绍了其类型、性能以及应用防屈曲耗能支撑进行设计的方法,给出了防屈曲耗能支撑应用的典型实例,通过对结构进行设计计算,体现了防屈曲耗能支撑相对于普通支撑的优越性。     

T形钢柱门式支撑刚度理论与设计方法研究

为研究T形钢柱门式支撑的刚度理论和设计方法,结合实际工程案例,对比分析了传统的圆钢交叉支撑和桁架门式支撑。采用Midas Gen有限元软件对整体模型进行地震反应谱分析,对单跨支撑模型进行小、大震作用下变形和应力分析,指出T形钢柱门式支撑具有比圆钢交叉支撑和桁架门式支撑更大的抗侧刚度,且在大震作用下比桁架门式支撑具有更高的承载力。在此基础上进一步给出了门刚结构支撑刚度计算采用强支撑结构计算公式更为合理,通过验算指出T形钢柱门式支撑满足支撑刚度要求而桁架门式支撑不满足。     

深基坑中内支撑对支护桩的影响分析

借助PLAXIS 2D有限元分析软件,基于Mohr-Coulomb模型,对某内支撑支护深基坑的开挖全过程进行数值模拟研究。计算不同支撑刚度下支护桩的内力以及变形,揭示了支撑刚度对支护桩位移、支撑轴力的影响规律,并分析了支撑轴力与支撑刚度比值对支护桩的影响规律,并得出近似比值,为内支撑支护基坑工程的设计、施工提供了一定理论依据。     

火灾下防屈曲支撑最小填充层厚度简化计算方法

为防止火灾下防屈曲支撑的抗震性能降低,需确保在给定的耐火时间内,防屈曲支撑的芯材温度不高于临界温度和防屈曲支撑的弯曲刚度不低于最小需求刚度。通过增加防屈曲支撑填充层厚度,一方面可以降低火灾下支撑芯材的温度,另一方面可以增加火灾下防屈曲支撑的刚度。通过对芯材截面形状为十字形的防屈曲支撑火灾升温的有限元分析,研究了填充层厚度对支撑芯材温度和火灾下支撑刚度的影响。随着填充层厚度的增大,芯材温度降低,支撑刚度增大。根据火灾下防屈曲支撑强度和刚度均不降低的条件,给出了填充层最小厚度和防屈曲支撑套管最小尺寸的简化计算方法,并通过算例介绍了防屈曲支撑的抗火设计方法。     

超大规模深基坑内支撑转换技术在工程中的应用

天津于家堡金融区起步区六地块基坑工程内支撑拆除时,运用了内支撑转换技术进行了分阶段拆除,以15地块的内支撑转换施工为例,研究了内支撑转换设计及施工技术、传力构件施工技术和内支撑拆除方法等,解决了内支撑无法一次性拆除的难题,既满足了地下结构向上施工的要求,又保证了基坑安全,实现了进度和安全的统一。     

钢结构中心支撑框架的抗震承载力设计

钢结构中心支撑框架是多层工业和民用建筑中广泛应用的抗侧力结构体系之一,其在地震动激励下的抗震问题十分复杂。为此讨论钢结构中心支撑框架的抗震承载力设计。首先,讨论我国抗震规范的中心支撑抗震承载力验算公式,指出其不可靠,过高估计了支撑屈曲后承载力。在与相关国外规范和试验数据比较的基础上,提出了更可靠、合理且简捷的支撑承载力验算公式。继而,讨论了支撑计算长度以及V和A形支撑横梁设计需特别注意的问题。最后,就中心支撑框架抗震承载力设计的问题进行讨论,指出,支撑设计应考虑支撑对支撑系统中钢柱轴力的影响和在地震作用组合下支撑屈曲与否的影响,并提出了建议设计方法,可供规范修订时参考。     

考虑侧向支撑刚度影响的蜂窝钢梁临界弯矩计算研究

钢梁可通过设置侧向支撑并控制间距避免其发生整体弯扭屈曲,支撑刚度会对钢梁的临界弯矩产生影响。利用有限元方法研究了不同侧向支撑刚度下蜂窝钢梁临界弯矩。研究结果表明,随着侧向支撑刚度的增加,蜂窝钢梁临界弯矩亦逐渐增加;但当支撑刚度达到临界支撑刚度后,随着侧向支撑刚度的增加钢梁临界弯矩不变。根据参数分析结果,提出了根据支撑间距确定临界支撑刚度的简化计算公式。     

钢框架抗震改造的支撑系统研究

评估了不同支撑系统改造的抗弯钢框架的抗震性能。采用3种结构形式:中心支撑框架、防屈曲支撑框架和巨型支撑框架。设计了一横向刚度不足的9层钢框架,满足规范对高地震灾害区域结构的侧移要求。用中心支撑、防屈曲支撑和巨型支撑改造框架,进行非弹性时程分析,评估地震作用下的结构性能。以局部变形(杆件转角)和整体变形(层间及屋顶侧移)为参数,比较改造框架非弹性性能的不同。结果表明:巨型支撑框架是最有效率的支撑系统,其最大层间侧移比抗弯框架低70%,比中心支撑框架低50%。侧移的减小量与地震特性有关,尤其是频率。防屈曲支撑的抗震性能仅稍优于巨型支撑框架,但其总质量更大。巨型支撑框架的杆件和节点用钢量比中心支撑框架低20%,既降低了费用又体现了抗震优势。     

隅撑支撑钢框架的弹塑性分析模型

隅撑支撑框架(KBF)是一种新型的耗能支撑结构体系,本文主要研究了它的弹塑性分析模型。首先提出了隅撑支撑钢框架的恢复力模型;其次,提出了隅撑支撑耗能体系的分析模型,并给出了隅撑支撑耗能体系的等效阻尼和刚度的计算方法;然后,给出了隅撑支撑钢框架的弹塑性分析方法;最后通过算例验证了本文方法的正确性。     

门式刚架轻型钢结构中支撑优化设计探讨

重点介绍了门式刚架轻型钢结构支撑系统中考虑纵向系杆的传力作用的屋盖横向支撑的设计原理,通过实例设计了不同形式的支撑,并针对各种形式的柱间支撑分析了其受力情况和经济性,为门式刚架轻钢结构支撑的设计积累了经验。     

人民日报社报刊综合业务楼屈曲约束支撑施工技术

人民日报社报刊综合业务楼工程属于超高层建筑,结构体系为带支撑的钢框架结构,为了提高支撑框架在地震作用下的抗震性能,采取了屈曲约束支撑技术。由于在该工程中屈曲约束支撑数量大,构件型号种类多,结合工程实际情况,详细介绍了屈曲约束支撑安装分类、安装及吊装流程和关键施工技术。通过优化施工方案,保证了屈曲约束支撑与主体结构的可靠性连接,并确保了支撑构件的受力性能和施工质量。     

防屈曲支撑节点连接设计的研究

为了改善传统支撑结构受压屈曲破坏的缺点,研究出一种新型的不易屈曲的支撑构件--防屈曲支撑,介绍了防屈曲支撑的组成及性能特点,探讨了防屈曲支撑节点设计的内容及其设计原则,以供参考借鉴.     

门式刚架轻型房屋钢结构设计

重点介绍了门式刚架轻型钢结构支撑系统中考虑纵向系杆的传力作用的屋盖横向支撑的设计原理,通过实例设计了不同形式的支撑,并针对各种形式的柱间支撑分析了其受力情况和经济性,为门式刚架轻钢结构支撑的设计积累了经验。     

考虑侧向支撑刚度影响的蜂窝钢梁临界弯矩计算研究

钢梁可通过设置侧向支撑并控制间距避免其发生整体弯扭屈曲,支撑刚度会对钢梁的临界弯矩产生影响。利用有限元方法研究了不同侧向支撑刚度下蜂窝钢梁临界弯矩。研究结果表明,随着侧向支撑刚度的增加,蜂窝钢梁临界弯矩亦逐渐增加;但当支撑刚度达到临界支撑刚度后,随着侧向支撑刚度的增加钢梁临界弯矩不变。根据参数分析结果,提出了根据支撑间距确定临界支撑刚度的简化计算公式。