多、高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响

高层钢结构的结构形式多种多样 ,其中以撑系框架最为常用。建立了典型的钢框架模型 ,通过计算支撑布置方式相同的 6层和 2 0层框架的顶点位移 ,考察竖向支撑对不同高度框架的承载能力和侧移刚度的影响 ,以及相同高度下 ,支撑方式不同对框架的承载能力和侧移刚度的影响。在此分析的基础上 ,探讨了高层钢结构支撑的布置形式对框架侧向刚度的影响规律     

非完全支撑的框架结构的稳定性

设置了支撑架的框架结构,当支撑刚度还不足以使框架柱可按无侧移框架确定计算长度时,如何确定框架柱的计算长度问题,本文对此进行了研究,提出了计算公式.本文还提出了使框架柱可按无侧移计算稳定性的支撑门槛刚度.适当考虑结构初始缺陷和侧向荷载的影响后,此刚度可作为确定框架柱计算长度时区分有侧移和无侧移框架的合理标准.     

钢框架风荷载作用下侧移限值研究综述

随着钢框架结构在我国的广泛应用,钢框架在风荷载作用下的侧移限值问题也越来越突出。我国目前有关钢框架在风荷载作用下侧移限值的研究较少,规范中针对侧移的有关条文也比较简略。针对该现状,首先回顾我国现行钢结构规范中钢框架侧移限值规定及由来,其次介绍其他一些国家和地区钢结构规范中有关钢框架侧移限值的条文内容,并着重对国内外有关框架侧移限值的研究成果进行了总结,探讨目前钢框架侧移限值研究中存在的一些问题。研究表明,风荷载计算方法、风荷载重现期、非结构构件的侧移损坏限值、结构分析方法及计算模型均对钢框架在风荷载作用下的侧移计算及验算有较大影响。     

弱支撑框架柱计算长度系数的实用算法

《钢结构设计标准》给出了强支撑无侧移框架柱和无支撑自由侧移框架柱计算长度系数的计算表格,而对于介于这两者之间的弱支撑弹性侧移的框架柱,目前规范尚缺少相应的计算公式和表格。对此,本文基于弹簧-摇摆柱模型建立了弱支撑弹性侧移框架柱的扩展结构,通过临界荷载因子实现了扩展结构的临界力与原结构的临界力之间的转换,将求解框架柱计算长度系数的复杂二阶问题转化为计算压杆抗侧刚度的简单一阶问题,获得了一种确定弱支撑受压柱计算长度系数的实用算法,并提供了相应的计算表格。本文还推导了可按照无侧移框架柱计算稳定性的侧移临界刚度,此刚度可作为计算框架柱二阶效应时选择按照P-Δ效应还是P-δ效应的判别标准。最后,选取了2个算例进行计算验证,计算结果表明:该方法具有很好的精度及准确性,可供工程设计使用。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——钢支撑北大核心CSCD

根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了人字支撑、交叉支撑以及框架-支撑结构在不同层间侧移角、不同支撑长细比下的抗侧力性能。介绍了我国《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于受压支撑剩余承载力系数、竖向不平衡力折减系数的确定依据。阐述了框架-支撑结构中框架抗侧承载力不小于25%的原因。最后介绍了《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于支撑系统中弱支撑强框架设计理念的实现方法,并对人字支撑系统中横梁的轴力计算公式提出了改进建议。     

钢结构框架支撑构件抗侧移效率的探讨

从支撑抗侧移的效率角度，考虑了竖向支撑的承载力和侧移刚度的影响，讨论了钢结构支撑的布置形式及其对框架侧移刚度的影响规律，并对其结构作了分析，以供参考借鉴。     

不同结构体系对钢结构框架侧向刚度的影响

为验证填充墙体对钢结构框架侧向刚度的影响,分别采用理论分析、有限元计算和试验检测的方法对纯钢架、框架-支撑、框架-墙板3种体系的抗侧效果及结构用钢量进行了比较分析。结果表明:采用框架-墙板体系能有效提高结构的侧向刚度,较大幅度地提高结构的1阶自振频率,并节约结构用钢量;框架中镶嵌墙板是提高结构侧向刚度的有效方法,合理地利用墙板的抗侧刚度能有效地降低梁柱截面尺寸,可以优化设计,减少材料用量,降低工程造价。     

框架支撑类型判别中的若干问题

《钢结构设计规范》(GB 5 0 0 17-送审稿 )关于强支撑框架判别式 ,在其条文说明中没有就该判别式从理论公式到规范实际应用公式的简化、修改作出说明。为此 ,讨论强支撑框架判别式的合理性。总结了在工程设计中 ,无侧移框架判别式或强支撑框架判别式应用于仅部分层间有斜撑的框架及错层框架稳定性计算时所遇到的问题     

多高层预应力钢结构索支撑-框架静力性能研究

将预应力索支撑引入多高层钢结构,提出耗能预应力索支撑-框架结构,该结构体系能有效提高框架结构的抗侧能力和侧移延性,减小柱子计算长度,降低结构用钢量。利用有限元分析方法,分别对预应力索支撑-刚接框架、预应力索支撑-半刚接框架以及纯刚接框架进行静力性能分析,研究轴压比对三者的弹塑性发展、极限承载力、破坏机理、侧移刚度和侧移延性等方面的影响规律。研究表明,设置索支撑除增大框架抗侧刚度和提高极限承载力外,更重要的是提高侧移延性,改善破坏模式,且当外荷载去除或减小时使框架全部或者部分回到原始平衡位置,实现自复位。另外,随着轴压比的增大,三者抗侧承载力均降低,纯框架侧移延性降低,但索支撑-框架延性基本不受轴压比影响。     

火力发电厂烟气脱硝钢结构支架设计概要

本文介绍了脱硝钢结构的结构形式、荷载种类和主要的计算过程,根据《建筑结构荷载规范》、《钢结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《锅炉钢结构设计规范》、《高层建筑钢结构设计规程》等详细讨论了强、弱支撑的简化判断方法、控制结构扭转和侧移的措施。以及一些杆件设计中应注意的问题。     

多高层钢结构的分类及其稳定性设计

提出了与钢结构稳定性计算有关的多高层钢结构的分类 ,由此可以更好地理解钢结构稳定性的计算方法 ,合理选择钢结构稳定计算的图表或公式 ,判断某些钢结构规范稳定性计算条文的合理性。     

单斜杆型偏心支撑钢框架的地震反应分析

偏心支撑结构弹性阶段刚度大,塑性阶段耗能能力强,是适用于高烈度地震区的一种有效的抗侧力结构体系。采用梁单元与壳单元相结合的非线性有限元模型,对单斜杆型偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析,研究耗能梁段的长度、腹板高厚比和加劲肋间距的变化对单斜杆型偏心支撑钢框架结构抗震性能的影响,提出了相应的抗震设计建议。     

高层偏心支撑钢框架弹塑性地震反应分析

偏心支撑框架与纯框架相比,有更大的抗侧移刚度及极限承载力,与中心支撑框架相比,可有效地降低地震作用.国内外学者对偏心支撑性能做了较多研究,但实际工程中鲜有应用,我国现有钢结构建筑大多为中心支撑框架或纯框架,结合一工程实例,对高层偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析和抗震性能研究.     

支撑对钢框架结构的性能影响

钢结构框架按其抗侧力体系可以分为:纯钢框架、中心支撑框架和偏心支撑框架。纯钢框架具有较好的延性,但刚度较小,在抗震设防较高的地区较难满足结构的抗震变形要求;支撑框架刚度较大,适应于抗震设防较高的地区。本文通过大型设计软件PKPM对8度6层框架进行分析研究,比较纯钢框架、中心支撑框架和偏心支撑框架这三种框架的性能,并提出了一些有实用价值的结论,可为工程应用提供参考。     

支撑形式对钢框架结构抗震性能影响

钢结构框架类型,按其抗侧力体系可以分为:纯框架(UBF)、中心支撑框架(CBF)和偏心支撑框架(EBF)。纯框架具有较好的延性,刚度较小,往往满足了抗震变形要求;支撑框架刚度较大,具有两道纯抗震防线,适应于抗震设防较高的地区。通过有限元软件ANSYS对6层框架进行动力分析,比较这三种框架的抗震性能。由分析可知,支撑框架能较好地控制结构变形。     

支撑布置对钢框架结构抗侧刚度的影响

纯钢框架建筑结构体系刚度较小,层间位移起主要控制作用,设置支撑体系可有效地提高结构的整体抗侧刚度,减少结构用钢量。以广泛应用的多高层钢框架支撑结构为对象,通过计算不同支撑类型及支撑布置方式下钢框架支撑结构的顶点位移,研究了支撑形式对多、高层钢框架结构抗侧刚度的影响。研究结果表明,对于不同的支撑类型,支撑沿竖向集中布置于中间跨的钢框架结构抗侧移刚度好于将支撑布置在边跨以及其他跨上。对于相同的支撑布置方式,不论是中心支撑,还是偏心支撑,在抗侧刚度和经济性方面,人字形支撑框架均好于单斜杆支撑框架。     

Extended second order approximate analysis of frames with sway-braced column interaction

Present approximate second order methods for the analysis of frames with sway are not capable of reflecting the transition from sway to partially braced, and nearly fully braced behaviour of individual columns in the frames. The main aim of the paper is to extend the approximate storey magnifier approach to account for such a transition. The key to this is in the manner local second order effects are reflected. A high order shear relationship is proposed, and general sway magnifier, critical load and effective length formulations are presented both in terms of first order lateral storey stiffness and critical, free-sway column loads. Their interrelationship, and simplifications leading to existing approaches, and adaptations in present codes and standards, are discussed. Comparisons are made with exact critical loads, sway and moment magnifiers for nearly unbraced, partially braced and nearly fully braced systems. The proposed, extended approach provides predictions that generally are in very good agreement with exact results at all axial load levels. The more simplified approaches provide good agreement for low to moderate load levels for some column end restraint combinations, and up to relatively high load levels for other combinations.     

Seismic performance of Y‐type eccentrically braced frames combined with high‐strength steel based on performance‐based seismic design

In the Y‐type eccentrically braced frame structures, the links as fuses are generally located outside the beams; the links can be easily repairable or replaceable after earthquake without obvious damage in the slab and beam. The non‐dissipative member (beams, braces, and columns) in the Y‐type eccentrically braced frames are overestimated designed to ensure adequate plastic deformation of links with dissipating sufficient energy. However, the traditionally code design not only wastes steel but also limits the application of eccentrically braced frames. In this paper, Y‐type eccentrically braced steel frames with high‐strength steel is proposed; links and braces are fabricated with Q345 steel (the nominal yield stress is 345 MPa); the beams and columns are fabricated with high‐strength steel. The usage of high‐strength steel effectively decreases the cross sections of structural members as well as reduces the construction cost. The performance‐based seismic design of eccentrically braced frames was proposed to achieve the ideal failure mode and the same objective. Based on this method, four groups Y‐type eccentrically braced frames of 5‐story, 10‐story, 15‐story, and 20‐story models with ideal failure modes were designed, and each group includes Y‐type eccentrically braced frames with ordinary steel and Y‐type eccentrically braced frames with high‐strength steel. Nonlinear pushover and nonlinear dynamic analyses were performed on all prototypes, and the near‐fault and far‐fault ground motions are considered. The bearing capacity, lateral stiffness, story drift, link rotations, and failure modes were compared. The results indicated that Y‐type eccentrically braced frames with high‐strength steel have a similar bearing capacity to ordinary steel; however, the lateral stiffness of Y‐type eccentrically braced frames with high‐strength steel is smaller. Similar failure modes and story drift distribution of the prototype structures designed using the performance‐based seismic design method are performed under rare earthquake conditions.